[发明专利]超密集网络中基于动态分簇的小基站用户资源分配方法

权利要求书

1.一种用于超密集网络中的基于动态分簇的小基站用户资源分配方案，其特征在于，包括以下步骤：

步骤101：计算小基站到簇头的距离，按照距离的远近，将小基站分配到距离最近的簇头所在的分簇中；

步骤102：在步骤101分簇的基础之上，利用分簇数目与小基站数目之间的关系、输入参数的限制，对初始分簇结果进行合并或分裂操作；

步骤103：初始分配：对研究问题进行建模、求解，根据最优解中的关键参数，将用户按照信道质量进行降序排列，用户依次选取最优(即用户对应的SINR值最大)的频谱资源块，对未选取到最优资源块的用户进行标记；

步骤104：补偿分配：对被标记的用户进行补偿分配，根据公式计(1-8)算出用户的调度值，并降序排列；然后依次从剩余资源块中选取最优资源块，或用户对应的最优资源块被别的用户释放之后，且在调度期间没有被调分配出去，则优先分配分配给该用户。

2.根据权利要求1所述的基于动态分簇的小基站用户资源分配方法，其特征在于，所述步骤101计算小基站到簇头的距离，按照距离的远近，将小基站分配到距离最近的分簇中；其中包括：从所有小基站中选取K0个小基站作为初始簇头，计算剩余小基站到这K0个簇头的距离。按照到这K0个簇头距离的远近，将小基站分配到距离最近簇头所在的分簇中。

3.根据权利要求1所述的基于动态分簇的小基站用户资源分配方法，其特征在于，所述步骤102在步骤101的基础之上，利用分簇数目与小基站数目的关系、输入参数的限制，对初始分簇进行合并或分裂操作，判断每个分簇中小基站到簇头的距离方差是否大于簇中小基站到簇头的最大距离方差，如果是，则对分簇进行分裂；判断两两分簇的簇头距离是否小于簇头间最小距离，如果小，则将两个分簇进行合并。

4.根据权利要求1所述的基于动态分簇的小基站用户资源分配方法，其特征在于，所述步骤103首先对研究问题进行系统建模，公式如下：

M a x Σ f ∈ C k Σ m = 1 N ∂ f , u f m · B · log 2 ( 1 + S I N R ) - - - ( 1 - 1 ) ]]>

S , t : C 1 : R f , u f = Σ f ∈ C k Σ m = 1 N ∂ f , u f m · B · log 2 ( 1 + S I N R ) ≥ R m i n - - - ( 1 - 2 ) ]]>

C 2 : Σ f ∈ C k Σ m = 1 N P f , u f · ∂ f , u f m ≤ P T - - - ( 1 - 3 ) ]]>

C 3 : Σ f ∈ C k Σ m = 1 N ∂ f , u f m ≤ N , ∀ k - - - ( 1 - 4 ) ]]>

C 4 : Σ f ∈ C k ∂ f , u f m = 1 , ∀ m - - - ( 1 - 5 ) ]]>

C 5 : ∂ f , u f m ∈ { 0 , 1 } , ∀ f ∈ C k , m - - - ( 1 - 6 ) ]]>

得出最优解，

∂ f , u f m = B · ( 1 + λ 1 ) ln 2 ( λ 2 P f , u f + λ 3 - u ) - 1 S I N R - - - ( 1 - 7 ) ]]>

上式中，目标是最大化系统容量，C1-C5为限制条件，C1表示用户的最低业务速率，C2表示系统总功率，C3表示可用资源块的数目，C5表示最优解之和，C6最优解的取值范围；最优解中有两个变量，一个是功率Pf，uf，一个是信干燥比SINR，假设将功率进行均分，所以可以将其看作是定值，SINR是唯一的变量；当SINR增大或减小时，Pf，uf将随之增大或减小。且选取SINR值较大的资源块，则用户获取资源块的概率也将增大。

初始分配阶段：1、将所有用户按照信道质量进行降序排列，用户依次选取最优资源块(即用户所对应的SINR值最大的资源块)；2、如果用户对应资源块被别的用户选取，则该用户从剩余资源块中选取其中SINR的用户，并对用户进行标记；3、当多个用户的最优资源块相同的时候，根据该资源块给用户带来的比特数大小决定，带来比特数较大的用户，优先分配。

5.根据权利要求1所述的基于动态分簇的小基站用户资源分配方法，其特征在于，所述步骤104对于被标记的用户进行补偿分配，按照下列公式(1-8)对标记用户进行调度值的计算，用户按照调度值的高低进行排序，依次选取最优资源块，或用户对应的最优资源块被别的用户释放，且调度期间没有被分配出去，则优先分配给该用户。