[发明专利]一种全双工超密集网络中的无线资源管理方法

说明书

本发明公开了一种全双工超密集网络中的无线资源管理方法，涉及5G移动通信领域，用于解决全双工超密集网络中小小区之间和小小区内部链路间的频谱分配和功率控制问题。本发明所提方法在不对宏小区带来有害干扰的前提下最大化小小区总容量并满足每个小小区的容量需求。小小区之间的子信道分配首先以最大化容量为目标逐个分配，然后基于小小区容量需求逐次调整。小小区之间的功率分配总结为非凸优化问题，通过变量替换转化为凸优化问题，然后采用基于注水原理的启发式方法获得分配值。小小区内部的子信道分配基于小区容量最大化的目标进行初次分配，而后基于链路速率需求进行逐次调整。本发明所提方法能够以较低的复杂度获得系统容量的近似最大值。

技术领域

本发明涉及5G移动通信领域，尤其涉及一种全双工超密集网络中的无线资源管理方法。

背景技术

随着移动互联网的高速发展以及智能终端的普及，数据业务呈现爆炸式增长趋势，现有的4G(第四代通信系统)技术已经无法满足其庞大的传输需求。基于此，5G(第五代移动通信)技术应运而生。目前，对未来5G网络的总体愿景以及性能要求已经达成共识，5G网络将满足未来数据流量增大1000倍、用户体验速率提升10～100倍的需求，其无线覆盖性能、系统安全和传输质量也将得到显著的提高。

为了解决5G移动网络庞大的传输需求，除了增加频谱带宽和利用先进的无线传输技术外，最为有效的办法是通过加密小区部署提升空间复用度，因而需要在室内外热点区域密集部署低功率小基站，形成超密集组网。超密集组网作为应对未来5G无线网络容量提升的主要手段之一，已经得到了产业界和学术界的广泛认可。在超密集网络中，网络的密集化使网络节点离终端更近，带来了网络覆盖和资源利用率的提升，显著提高了系统容量以及业务在各种接入技术之间分担的灵活性。

与此同时，能够允许通信双方同时、同频进行双向通信的全双工技术吸引了业界的注意力。由于全双工技术有可提高频谱利用率一倍的巨大潜力,可实现更加灵活的频谱使用，同时由于器件技术和信号处理技术的发展，它逐渐成为5G系统充分挖掘无线频谱资源的一个重要方向。

多种接入网络共存的超密集网络是未来5G系统的主要组网形式，在此基础上引入全双工方式将在很大程度上提高频谱利用率，因此具备全双工通信模式的超密集网络被认为是一种具有很好应用前景和研究价值的新型网络。但在超密集网络中，由于微小基站的自主和随机布设，网络各节点间会出现大量的频谱冲突，从而导致同层蜂窝小区之间以及不同层蜂窝小区之间存在严重干扰。同时，引入全双工通信方式后，由于通信对端采用同一频率收发信号，接收和发送信号之间的功率差异可能非常大,因此会导致严重的自干扰(典型值为70dB)。尽管近年来研究人员开发了各类干扰抵消技术，但在大部分场景下，仍然有较严重的剩余自干扰存在。如何解决这些干扰带来的性能损伤,是全双工超密集网络需要解决的重要问题。

而进行干扰消除、提高能效的有效办法则是设计合理的频谱共享机制和功率控制机制，实现资源在节点之间及不同网络层次之间的合理共享，从而获得系统容量、用户业务质量和资源利用率等的提升。现有工作仅针对超密集网络或全双工网络的无线资源管理提出一些方案，但尚未对全双工超密集网络展开深入研究，尚未有具体的无线资源管理方案提出。基于此，本发明研究全双工超密集网络中的无线资源管理机制，以实现全双工超密集网络中频谱资源的合理共享和网络容量的提升。

发明内容

本发明提出一种全双工超密集异构网络的无线资源管理机制，实现小小区之间和小小区内部的频谱分配和功率控制，以达到最大化网络容量和提高频谱利用率的目的。