[发明专利]一种基于max-min公平的多小区资源分配方法

说明书

本发明公开了一种基于max‑min公平的多小区资源分配方法。本方法中，小区内用户工作在正交的频道上，各小区在满足给定干扰门限的基础上复用系统资源。该方法以最小小区用户的和速率最大化为目标将基于干扰协调的联合资源分配问题建立成一个max‑min优化问题，采用拉格朗日乘子法求解。为了进一步保证边缘用户的性能，在用户调度过程中赋予边缘用户更高的优先级。该方法可以有效地控制小区间的干扰功率强度，提高边缘用户性能，获取更为理想的公平性和系统性能。

技术领域

本发明涉及基于max-min公平的多小区资源分配方法，该方法用于无线通信系统进行资源分配，属于通信技术中的移动通信领域。

背景技术

在下一代通信系统中，无线通信网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向演进。随着各种智能终端的普及，超高速无线局域网中数据流量将出现井喷式的增长。未来数据业务将主要分布在室内和热点地区，这使得超密集网络成为实现未来大流量需求的主要手段之一。超密集网络能够改善网络覆盖，大幅度提升系统容量，并且对业务进行分流，具有更灵活的网络部署和更高效的频率复用。

未来，面向高频段大带宽，将采用更加密集的网络方案。愈发密集的网络部署也使得网络拓扑更加复杂，小区间干扰已经成为制约系统容量增长的主要因素，极大地降低了网络能效。干扰消除、小区快速发现、密集小区间协作、基于终端能力提升的移动性增强方案等，都是目前密集网络方面的研究热点。同时密集网络覆盖区域重叠，会产生大量小区边缘区域，在小区边缘区域的用户容易受到相邻基站的干扰，从而影响上下行链路接收信号的质量。由于用户信道质量变差，现有的功率控制算法会增加基站的下行发射功率或者指示用户增加上行发射功率，有用信号功率增加的同时，网络内的干扰功率也会随之增加。在其他用户由于接收信号质量变差也提高发射功率的情况下，通信网络内的功率控制算法最终会导致网络内部各基站或者用户以最大功率发射信号，使得网络内总干扰功率大幅增加，甚至会导致网络整体服务质量大幅下降。

另一方面，基站的无规则部署、随意移动和随意开关等特点也使得网络的可用资源分布不均匀，公平性问题值得进一步研究。因此，传统的网络规划和优化方法不能有效解决资源最优分配问题。

为了解决小区间的干扰问题，提高公平性和小区边缘用户的通信质量，亟需设计新的干扰避免和无线资源分配方案。

发明内容

本发明所述的基于max-min公平的多小区资源分配方法，旨在解决在下一代通信系统中资源公平性分配和保障边缘用户通信质量的问题。

本发明的基于max-min公平的多小区资源分配方法中，小区内用户工作在正交的频道上，各小区在满足给定干扰门限的基础上复用系统资源。方法以最小小区用户和速率的最大化为目标将基于干扰协调的联合资源分配问题建立成一个max-min优化问题，采用拉格朗日乘子法，最优的资源分配策略为所得注水解。为了进一步保证边缘用户的性能，在用户调度过程中赋予边缘用户更高的优先级。具体方法步骤如下：

1)根据用户与AP的地理位置，标记边缘用户和中心用户，结合反馈的信道

信息，建立各用户与各AP之间的频道复用指示参数矩阵。

2)建立优化目标函数和约束条件，用拉格朗日乘子法求解，迭代得到最优的

拉格朗日乘子，从而得到最优解。

3)最后根据解出的频道分配结果和发射功率分配结果进行用户及资源调度。

相对于现有技术，本发明的有益效果有：本发明提出了基于max-min公平的多小区资源分配方法。优点是有效地控制小区间的干扰功率强度，提高边缘用户性能，获取理想的公平性和系统性能。

附图说明

图1是本发明的一轮调度流程图。

图2是本发明的最优拉格朗日乘子迭代流程。