[发明专利]一种eLWA系统中上行自适应带宽功率分配决策算法及实现装置

说明书

本发明公开了一种双连接系统中的上行自适应带宽和功率分配决策方案及其实现装置，包括：首先双连接用户根据自身QoS请求与信道质量初始化用户集，然后通过自适应带宽功率分配决策算法，根据目标效用函数，初始化后的用户，对其连接的不同无线接入点的功率和带宽进行分配，使得用户的效用最大化。从而在保证用户QoS需求的同时，显著地提高系统吞吐量。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及异构网融合系统的上行 自适应带宽功率分配决策算法以及实现上述算法的装置。

背景技术

通过用户与LTE eNB和WLAN AP同时连接，可以减少甚至避 免通信中的无线链路故障和服务中断现象，并提升系统吞吐量。双连 接的这一优势在LTE网络中被广泛应用。

合理的带宽功率分配不仅可以提高吞吐量，还可以提高移动鲁棒 性。在双连接上行链路中，多个用户共享有限的无线传输资源，用户 之间通过协作和竞争的方式优化各自的目标参数。对于双连接的上行 链路中主要考虑对于不同业务的带宽分配以及发射端在启用双连接 时的功率分配问题。

发明内容

本发明提出了一种eLWA系统中的上行自适应带宽功率分配决 策算法及实现装置，以保证在满足用户QoS请求的前提下，尽可能 地让上行链路获得更大的系统吞吐量，并且降低主基站的负载，以此 来达到系统均衡，有效地提高系统吞吐量。

本发明的具体实现过程如下：

步骤1、由于不同业务的优先级不同，不同的业务类型的效用函 数也不同。

常速率业务(Constant bit rate，CBR)的效用函数：

变速率业务(Variable bit rate，VBR)的效用函数：

下载类业务(Download service，DS)的效用函数：

其中U_r代表业务的效用，V_r代表用户的速率，r∈R表示业务的集 合R∈{CBR,DS,VBR}。

步骤2、对于不同的业务，UE在蜂窝链路与WLAN链路的总速 率可以表示为：

其中，和代表第i个用户在蜂窝链路和在WLAN链路上 r业务分到的带宽。P_i^s和P_i^w代表第i个用户在蜂窝和WLAN链路上 所分配的功率。E_i^s和E_i^w代表第i个用户在蜂窝和WLAN链路上所 接收到的干扰和噪声之和。那么资源分配问题可以表示为如下优化问题：

其中B_i^s和B_i^w代表第i个用户在蜂窝和WLAN链路上所得到的 带宽，该式中的异构网络功率和带宽分配问题，为不等式约束的非线 性优化问题，求解可以使用KKT条件，其拉格朗日函数为：

步骤3、对于上式，如果想要获取最大效用，首先，要保证CBR 业务的速率超过业务要求的基本传输速率，比如语音业务的8Kbps 的传输门限。