[发明专利]基于异构频谱的分布式信道分配与共享方法和系统

说明书

本发明实施例提供了一种基于异构频谱的分布式信道分配与共享方法及系统，方法包括：获取频谱信息、用户信息以及链路连接信息，频谱信息包括网络系统中频带信息以及每个频带的信道信息，用户信息包括用户的位置信息和小小区用户的干扰阈值信息；基于频谱信息、用户信息以及链路连接信息，确定网络系统分配和共享的优化问题；对网络系统分配和共享的优化问题求解，得到网络系统的信道分配和共享方案，以对网络系统的信道进行分配和共享。本发明实施例提供的一种基于异构频谱的分布式信道分配与共享方法及系统，提供异构频谱用于小小区用户的多小区信道接入，利用D2D用户和SUE之间的频谱共享提高频谱利用率。

技术领域

本发明涉及网络资源分配技术领域，尤其涉及一种基于异构频谱的分布式信道分配与共享方法和系统。

背景技术

随着无线通信网络的发展，设备数量和移动流量将会急剧增多。在未来网络中，满足不同业务需求的同时支持大规模的移动流量成为了不可避免的挑战。在未来，设备的数量和移动流量都将增加很多。此外，还会产生具有多种多样业务需求的不同应用服务。因此，如何在支持大规模移动流量的同时，满足不同用户的用户满意度(Quality ofexperience，QoE)要求成为亟待解决的重要问题。

为了增强网络容量和改善服务质量，一种可行的方案是缩短基站与用户设备之间的距离。小小区网络能够提供无处不在的无线连接、高效的宏蜂窝负载卸载和改进的服务质量，因而被认为是5G网络中具有广泛前景的技术之一；除此之外，具备低延迟和高频谱效率的设备间通信(Device-device，D2D)也是解决上述难题的手段之一。虽然D2D辅助小小区网络和异构频谱资源的结合能够显著提升网络性能和用户体验，但是该方法仍有较大的缺陷。首先，多小区网络中异构频谱资源的接入管理和干扰控制非常复杂。其次，小小区用户(small cell users，SUE)和D2D用户之间的频谱资源共享也进一步加剧了这个问题的难度。第三，众多小小区用户和D2D用户的集中式资源管理将产生大规模的信令交互和难以预计的计算复杂度。

因此，如何在具有异构频谱的D2D辅助小小区网络中，完成不同小小区用户之间的频带选择，小小区用户与D2D用户之间的信道共享，同时最大化整个网络中所有用户的QoE，成为亟需解决的重要问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于异构频谱的分布式信道分配与共享方法和系统。

第一方面本发明实施例提供一种基于异构频谱的分布式信道分配与共享方法，包括：

获取频谱信息、用户信息以及链路连接信息，所述频谱信息包括网络系统中频带信息以及每个频带的信道信息，所述用户信息包括用户的位置信息和小小区用户的干扰阈值信息，所述链路连接信息包括D2D用户之间以及小小区用户与小小区基站之间的链路连接集合；

基于所述频谱信息、用户信息以及链路连接信息，确定网络系统分配和共享的优化问题；

对所述网络系统分配和共享的优化问题求解，得到网络系统的信道分配和共享方案，以对网络系统的信道进行分配和共享。

其中，所述优化问题表征为：

s.t.