[发明专利]一种蜂窝异构网络资源分配方法

说明书

本发明涉及一种蜂窝异构网络资源分配方法，属于无线通信技术领域。该方法包括以下步骤：步骤一：基于用户业务需求确定初始带宽分配策略，记b＝[b₁,b₂,...,b_N]，其中步骤二：确定MBS与第i个FBS，记为FBS_i，共享频谱部分最大传输速率，记为步骤三：建模破产博弈模型，确定MBS及FBS分配速率步骤四：基于FBS效用函数优化确定局部带宽及功率分配策略，记和步骤五：重复上述步骤，直到算法收敛，从而实现联合带宽及功率优化分配。方法可以有效保障异构蜂窝网络宏用户及家庭基站用户QoS需求，实现频谱资源共享，提高频谱利用率和网络综合性能。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别是蜂窝异构网络资源分配技术领域，涉及一种蜂窝异构网络资源分配方法。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，新一代通信智能终端的广泛应用以及丰富多样数据业务的不断涌现，用户业务需求对传统蜂窝网络提出了严峻的挑战。异构蜂窝网络技术通过在传统宏蜂窝覆盖范围内，引入其他通信方式，如微微基站、家庭基站和中继站等，从而可以有效解决盲区覆盖问题，减轻宏蜂窝网络的负载，在提升用户业务性能的同时可有效降低运营成本。

在宏基站与家庭基站异构融合的网络场景中，由于家庭基站非确定规划、随机接入以及与宏基站共享频谱等特性，导致网络拓扑结构复杂、用户之间干扰较为严重，用户传输性能严重受限，因此如何实现对家庭基站和宏基站用户的高效资源分配，以提高网络频谱资源利用率及系统容量是亟待解决的问题。

目前已有研究考虑蜂窝异构网络资源分配方案，如提出一种异构双层网络中下行链路功率分配方法，家庭基站以最大化其小区容量为目标，而宏基站则在保证链路最低信干噪比要求下以提高自身能量效率为目标，实现家庭基站及宏基站联合功率优化，以及网络综合性能提升；也有研究提出了一种蜂窝异构网络联合功率和子信道分配方法，在满足用户干扰门限和速率需求的前提下，优化子信道及功率分配以实现家庭基站吞吐量最大化。

以上研究通过建模特定网络性能函数，基于优化理论确定对应性能函数最优的资源分配策略，但现有研究未综合考虑各异构接入网络特性、网络之间存在竞争及合作关系及用户业务需求等问题，难以实现网络综合性能优化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种蜂窝异构网络资源分配方法，该方法针对包含一个宏基站(MBS)和多个家庭基站(FBSs)的蜂窝异构网络，MBS在满足宏蜂窝用户(MUE)最小传输速率需求下，可划分其频谱，与各FBS共享频谱，而各FBSs之间无法共享频谱的网络场景，如何实现FBSs频谱及传输功率分配问题，提出两阶段资源分配算法，具体为基于破产博弈进行MBS与FBSs共享频谱传输速率分配，继而基于FBS效用函数优化实现带宽及功率局部优化分配，重复上述步骤，直至算法收敛。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种蜂窝异构网络资源分配方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：基于用户业务需求确定初始带宽分配策略，记b＝[b₁,b₂,...,b_N]，其中

步骤二：确定MBS与第i个FBS，记为FBS_i，共享频谱部分最大传输速率，记为

步骤三：建模破产博弈模型，确定MBS及FBS分配速率

步骤四：基于FBS效用函数优化确定局部带宽及功率分配策略，记和

步骤五：重复上述步骤，直到算法收敛，从而实现联合带宽及功率优化分配。