[发明专利]在频谱聚合过程中按照最小浪费准则优化频谱分配的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及频谱聚合的决策和分配方法，特别是涉及宽带网络中各网络节点基站的频谱聚合的决策和分配方法。

背景技术

频谱聚合，与增强MIMO，协同通信，和中继通信一起，是面向第4代以及未来的无线宽带通信系统的重大新技术，所述MIMO 全称Multiple Input Multiple Output，即多输入多输出技术。所述频谱聚合技术旨在感知并且优化利用离散的频谱资源，形成一个临时应用的较宽的频谱，来实现多用户多业务通信。其本质是对分布于一定范围内的离散频谱资源的统计复用。具有载波聚合功能的基站可以灵活地使用大带宽上的资源。移动台可以同时接入大带宽上的多个载波而无需进行切换。在一个支持频谱聚合功能的网络系统架构中，每个基站节点均包含了频谱聚合的决策与控制功能，针对变化中的实际情况，每个基站节点都假设在预知可供分配使用的离散或连续频谱的带宽的基础上进行频谱分配的决策。本发明涉及频谱聚合的决策方面．实际上，针对变化中的实际情况，每个基站节点都在频谱感知的基础上进行频谱分配的决策。一方面，系统实时处理带有服务质量要求QoS的服务请求，并且按照一定的准则排队，由介质访问控制MAC调度器来安排处理；所述服务质量要求QoS就是Quality of Service；所述介质访问控制MAC就是Media Access Control。另一方面，系统的无线资源管理器实时管理，分配和回收各种离散的频谱碎片，并且将它们分配给服务请求队列中的通信实体，包括基站和移动终端。

在实施频谱聚合时，考虑一个时间区域内的多个用户及其业务，以及与各自业务关联的服务质量(QoS)指标，对频谱进行合理分配。带宽分配是将频谱对用户进程的映射。由于存在多用户和多业务，以及不同的QoS指标，所以任何以最优方式对存在于MAC处理器输入队列中的业务用户进行资源分配是一个重要的系统设计任务，需要考虑高性能的方法和实施步骤。 

频谱聚合技术目前比较多在载波调度方面，比较成熟的是正比公平调度算法。用户i的优先级计算公式为                                                。式中调度时刻t 用户i 在第k 个资源块（RB）上的瞬时速率，为用户i在时刻t往前Tc时间长度内的平均服务速率，考虑到载波聚合，其计算公式为，式中为时刻t 用户i 在第j个载波的传输速率，假设系统共有L个载波。这种调度器有效地实现吞吐量和公平性之间的折中，但是复杂度比较高，而且实时性也相对较差，无法根据带宽的变化进行动态调度。

现有技术主要考虑LTE和LTE-Advanced等系统框架，所述LTE是指长期演进长期演进Long Term Evolution，具有一定程度的局限性，尚未解决更广泛意义下的频谱最优化分配的普适性原理和方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出在频谱聚合过程中按照最小浪费准则优化频谱分配的方法，本发明引入最小带宽浪费准则，以及在这个准则下的，普遍适用的最优分配解决方案和步骤，以及实施的方法。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

实施一种在频谱聚合过程中按照最小浪费准则优化频谱分配的方法，基于具有频谱聚合的决策和控制功能的基站，所述基站设置在宽带网络系统架构内的网络节点处；其特征在于所述方法包括如下循环执行的步骤：

A. 所述基站搜索、感知当前时刻的离散频谱，收集形成离散频谱集合B；同时，搜集当前的带有服务质量要求QoS的M项服务请求Q_M队列，M是不小于1的自然数；

B. 根据各自的服务质量要求QoS确定各项服务请求Q_M的最小充分带宽MSB（Q_M）；