[发明专利]超密集网络中兼顾用户QoS和公平性的下行资源分配方法

说明书

本发明公开了一种超密集网络中兼顾用户QoS和公平性的下行资源分配方法，包括资源初始分配和资源补偿分配两个阶段。在资源初始分配阶段根据贪婪算法将具有最大接收SINR的时频资源块分配给用户，并根据用户在资源分配后是否满足QoS需求，进行分类标记；对于没有分配到最优时频资源块的用户，则分配次优时频资源块，并将分配次优时频资源块后的用户以是否满足QoS需求同样进行分类标记；若有剩余时频资源块，根据吞吐量最优原则先补偿不满足QoS需求的用户使其全部满足QoS需求；若还有剩余时频资源块则根据吞吐量最优原则再对用户进行补偿。本发明有效解决了超密集网络中资源分配有效性和公平性的平衡问题，能够在保证用户QoS需求的同时最大化系统吞吐量。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种超密集网络中兼顾用户QoS(Quality of Service，服务质量)和公平性的下行资源分配方法。

背景技术

随着移动通信技术的飞速发展，十年来，接入到网络中的通信设备呈爆炸式增长，使得原本就庞大的网络结构变得更加复杂，无线网络将面临着巨大的压力与挑战。在超密集网络中，通过将微小区基站密集部署在小区中，可以提高无线网络的系统容量。然而由于大量基站的密集部署，使得网络中干扰问题日趋严重，资源分配不合理的问题也亟待解决。

在频率分配方面，OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术可以保证小区内各用户之间的正交性，从而有效地避免用户间的干扰，同时还能实现很高的小区容量。传统的频谱资源分配方法，如基于频谱资源分配的贪婪算法，根据用户在相互正交的子信道上的SINR(Signal-to-Interference-plus-Noise-Ratio,接收信干噪比)为用户分配增益最高的子信道来进行信息传输，从而达到最大化网络吞吐量的目的。

在功率分配方面，基站发射的功率越大，可能产生的干扰就越大，因此功率控制也是解决超密集网络中干扰的重要手段。传统的功率资源分配方法，如基于注水算法的功率控制算法可以有效地利用高质量的信道，提高系统容量。

然而，以上这些资源分配算法在最大化网络吞吐量的同时，没能兼顾用户的公平性，往往不能保障小区边缘位置用户的QoS需求，甚至得不到正常的服务。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在网络资源分配过程中存在不公平性以及不能保障边缘用户的QoS需求导致无法正常服务的问题，提供一种超密集网络中兼顾用户QoS和公平性的下行资源分配方法，该方法将网络资源分配分为资源初始分配和资源补偿分配两个阶段；具体技术方案如下：

一种超密集网络中兼顾用户QoS和公平性的下行资源分配方法，所述超密集网络由宏基站、微微小区基站、以及家庭基站构成，所述方法包括：

网络资源初始分配阶段：

S11、由所述微小区基站计算用户在每一时频资源块上的接收SINR大小，同时根据贪婪算法将具有最大所述接收SINR的最优时频资源块分配给用户；

S12、判断分配得到所述最优时频资源块的用户速率是否满足QoS需求，若满足，将所述指定用户标记为Optimal-1类型用户，并将所有所述Optimal-1类型用户构成集合U1；否则，将所述指定用户标记为Optimal-2类型用户，并将所有所述Optimal-2类型用户构成集合U2；

S13、计算分配所述最优时频资源块后的剩余时频资源块，并将所述剩余时频资源块根据贪婪算法分配给步骤S12中没有分配到所述最优时频资源块的用户；

S14、判断分配得到所述次优时频资源块的用户速率是否满足QoS需求，若满足，将所述指定用户标记为Suboptimal-1类型用户，并将所有所述Suboptimal-1类型用户构成集合S1；否则，将所述指定用户标记为Suboptimal-2类型用户，并将所有所述Suboptimal-2类型用户构成集合S2；