[发明专利]一种基于用户体验质量的高能效频率功率分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于用户体验质量的高能效频率功率分配方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

随着移动通信系统规模的日益扩大以及信息时代的到来，各类新型多媒体信息业务层出不穷，用户对信息服务性能要求的增高和有限的无线系统资源之间的矛盾也逐渐扩大，因此实现对无线系统资源的优化分配变得至关重要。在传统无线资源分配技术的研究领域,主要是优化一类称之为服务质量(Quality of Service，QoS)的指标参数，从而有效地分配无线资源。QoS指标是决定用户满意程度的所有业务服务水平的综合表现，它可被解释为有关物理层分组数据传输的关键业绩指标(Key Performance Indicator，KPI)，通常是由网络底层的吞吐量、时延、误码组成。这表明QoS机制侧重于以网络性能评测为出发点来进行业务管理和区分，网络系统可依据不同的质量要求来处理不同业务。这一指标没有将用户的主观感受以及业务本身的属性特点纳入考量范围，但是从终端用户的角度来评定QoS却是一个更宽泛，且更具主观性的问题，因此另一更具实际参考意义的定义为用户体验质量(Quality of Experience，QoE)的评测指标在充分考虑用户主观性和QoS的基础上应用而生。

QoE是指用户对网络系统的服务能力和运营商提供的业务的服务质量(包括舒适性，可靠性等方面)的综合体验，即表明业务的舒适化程度。运营商也可以依据用户的QoE评分来优化部署网络，因此QoE指标一经提出便受到广泛关注，成为了学术界的重要研究课题之一，并且也是工业领域重要的服务性能评价指标之一。影响QoE的关键因素有很多，大致可分为技术因素和非技术因素两类，其中技术因素涉及端到端的QoS保证机制，端到端的业务质量，网络的接通和传输能力，网络的覆盖范围以及终端设备性能等等；非技术因素包含用户的主观认知，行为习惯和运营的服务质量，服务内容，价格，客服支撑，业务的便利和快捷性等等。目前针对QoE的研究内容主要集中在QoE评测模型的确定以及基于QoE及其相关指标的网络系统资源管理与优化两方面。通过确定QoE的评测模型，系统可以根据监测到的各用户的QoE值来确定其服务覆盖范围，从而完成无定形小区的设计。而通过设计一种基于QoE的无线资源分配技术，可以实现提升系统性能表现，提高无线资源利用效率，以及最大化工业利润的目的，这对经济社会和能源可持续发展都具有重要意义。

QoE的数值度量标准有平均意见值(Mean Of Score，MOS)和sigmoid效用函数两类。MOS的最初定义是一种衡量通信语音系统业务质量的重要指标，可以分为主观MOS分评价和客观MOS分评价两类。其中，主观MOS的评价方法主要是通过对比原始的语音信息和经过处理的有衰退的语音，然后得出MOS分，再映射到QoE上。现有的研究通常将MOS分量化为与底层传输QoS参数指标(例如吞吐量，丢包率，抖动和实验)相联系的公式。

另外，随着无线技术的发展，新一代的通信理念“绿色通信”被提出并广泛倡导，即采用创新的高效功放，多载波，分布式，智能温控技术等对移动通信系统进行积极改造，以达到降低能耗的目的，最终实现人与自然的和谐相处。传统的无线资源分配算法主要是最大化系统吞吐量算法和比例公平算法，其中，最大化系统吞吐量算法的目的是实现系统容量的最优，但是通常信道状况较差的用户所获得的无线资源数量也较少，因此该条件下用户的服务性能体验较差，同时也导致用户的公平性差异较大；比例公平算法是保证用户间公平性的算法，相比前者这种方法对时间窗的长度要求十分严格，一般要足以覆盖快衰落的变化，但同时会带来附加的延迟。这两类算法都属于单目标优化的范畴，最终都只是针对系统某一方面的性能进行优化。

发明内容

本发明的目的是为提升无线通信系统的能源效率和整体性能，提出了一种基于用户体验质量的高能效的频率功率分配方法。针对多业务，多用户无线通信系统的各方面性能表现不均衡性以及系统具有较高能耗的问题，对无线通信系统中的频谱资源和功率资源分别进行优化分配。基于多目标优化技术，实现了在保证系统高能效的前提下，优化用户QoE和用户公平性的目的。