一種超密集組網的頻譜資源分配方法與流程

2023-11-08 05:51:47 3

本發明涉及通信網絡技術領域，特別是涉及一種超密集組網的頻譜資源分配方法。

背景技術：

預計到2020年，移動數據的數量會達到130exabits(1018)。60％的語音通信與90％的高速數據傳輸都會發生在室內場景。超密集組網(udn:ultradencenetwork)無疑是改善室內高速、大容量移動通信質量的關鍵方法。藉助於udn中小小區的設置，人們能夠享受到高速數據業務，比如高清視頻業務與更好的室內語音業務等多媒體業務。而且，小小區的基站由於可工作在低功耗模式下，常常提升了電池的使用壽命。因此，udn被認為是第五代移動通信系統(5g)的關鍵技術，它能協調下行幹擾，改善頻率效率。但是目前的udn中頻譜效率還較低。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種超密集組網的頻譜資源分配方法，可以解決現有技術中存在的問題。

一種超密集組網的頻譜資源分配方法，所述方法包括：

對於每個小小區均擁有一個femto基站和一個用戶ue，每個femto基站服務它覆蓋的範圍內的一個用戶ue，基於圖論，將用戶ue作為對象，集合成為一幅圖g中的頂點集合；

在圖g中逐步添加邊的信息，添加邊的具體方法為：

對用戶uei來說，假設其處在小小區i，則相鄰的小小區k是否對小小區i構成幹擾的判定依據以下公式(1)：

|sinri,i-sinri,k|＜sinrth(k≠i,k∈[1,2,......,m],i∈[1,2,......,m])(1)

式(1)中m為小小區的總數量，sinri,i為用戶uei在小小區i中獲得的信幹噪比，sinri,k為用戶uei在小小區k中獲得的信幹噪比，sinrth為判決門限；

在滿足式(1)的小小區i和小小區k之間添加邊的信息，添加完之後得到的圖g為有向圖；

去除添加完邊後圖g中邊的方向，對邊進行權值的賦予；

在已賦予邊權值的幹擾圖中，權值為2的邊連接的兩個小小區著色時選擇色號不連續的兩個色塊，權值為1的邊連接的兩個小小區著色時選擇色號連續的兩個色塊，無邊相連的兩個小小區著相同色號的色塊，每個色塊代表一段可用的頻譜資源塊，頻譜資源塊按頻譜由小到大劃分，由色號連續的不同色塊來代表。

優選地，對邊進行權值賦予具體包括：

a)當sinri,i＞sinri,k時：

b)當sinri,i＜sinri,k時：

其中，w(i,k)為圖g中小小區i與小小區k之間的邊的權值，sinrth1'、sinrth1、sinrth2'和sinrth2是分段判決門限的上下限。

優選地，步驟在已賦予邊權值的幹擾圖中，權值為2的邊連接的兩個小小區著色時選擇色號不連續的兩個色塊，權值為1的邊連接的兩個小小區著色時選擇色號連續的兩個色塊，無邊相連的兩個小小區著相同色號的色塊，每個色塊代表一段可用的頻譜資源塊，頻譜資源塊按頻譜由小到大劃分，由色號連續的不同色塊來代表具體包括：

1、令cn為已賦予邊權值的幹擾圖中小小區i的圖色色號；

2、小小區i已知帶有邊權值的femto幹擾圖；

3、令cn＝1；

4、如果與小小區i發生幹擾的相鄰小小區均無使用cn＝1的色塊，且小小區i的邊權值不為2，則將cn＝1作為小小區i的色號；

5、如果與小小區i發生幹擾的相鄰小小區均無使用cn＝1的色塊，但小小區i具有邊權值為2的邊，則判斷權值為2的邊相連的另一個小小區的色號cn』，若cn』-cn>1，則將cn＝1作為小小區i的色號，否則將cn』+2作為小小區i的色號；

6、如果與小小區i發生幹擾的相鄰小小區使用了cn＝1的色塊，則判斷小小區i與其幹擾的小小區的邊權值，若邊權值為1，則將cn+1並返回步驟4；若邊權值為2，則cn+2並返回步驟4；

7、小小區i將它選擇的色號廣播至相鄰的幹擾小小區；

8、結束。

本發明實施例中的一種超密集組網的頻譜資源分配方法，首先將小小區中的用戶為對象集合成為圖g中的頂點，然後根據各小小區之間的幹擾關係對圖g添加邊，接著對添加邊的圖g進行邊權值賦予操作，最後根據邊權值對每個小小區使用相應色號的色塊表示，大大提高了udn的頻譜使用效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為udn的場景圖；

圖2為udn中的用戶頂點圖g；

圖3為超密集小區的模擬規劃圖；

圖4為對圖3中規劃圖抽象得到的幹擾圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明實施例中提供的一種超密集組網的頻譜資源分配方法，該方法包括以下步驟：

假設每個小小區均擁有一個femto基站和一個用戶ue，每個femto基站服務它覆蓋的範圍內的一個用戶ue，具體的情形如圖1所示；然後基於圖論，將圖1中的用戶ue作為對象，集合成為一幅圖g中的頂點集合，如圖2所示，此時，圖g中僅有頂點信息；

按照路由算法bell-ford的思想，在圖g中逐步添加邊的信息，邊即是各小小區之間幹擾關係的體現。添加邊的具體方法為：

對某個用戶uei來說，假設其處在小小區i，則相鄰的小小區k是否對小小區i構成幹擾的判定依據以下公式(1)：

|sinri,i-sinri,k|＜sinrth(k≠i,k∈[1,2,......,m],i∈[1,2,......,m])(1)

式(1)中m為小小區的總數量，sinri,i為用戶uei在小小區i中獲得的信幹噪比，sinri,k為用戶uei在小小區k中獲得的信幹噪比，sinrth為判決門限。

在滿足式(1)的小小區i和小小區k之間添加邊的信息，添加完之後得到的圖g為有向圖，如圖3所示，抽象後得到的幹擾圖如圖4所示，圖g中邊的方向為k→i，且兩小小區之間的邊的方向可以是雙向的。

去除圖4中邊的方向，對邊進行權值的賦予，各條邊上的權值計算按照以下公式(2)和(3)進行：

a)當sinri,i＞sinri,k時：

b)當sinri,i＜sinri,k時：

其中，w(i,k)為圖g中小小區i與小小區k之間的邊的權值，當w(i,k)＝1，認為小小區i受到小小區k的幹擾較小，當w(i,k)＝2，認為小小區i受到小小區k的幹擾較大；sinrth1'、sinrth1、sinrth2'和sinrth2是分段判決門限的上下限。

在已賦予邊權值的幹擾圖中，提出一種頻譜資源的圖色算法，該算法約定：權值為2的邊連接的兩個小小區著色時選擇色號不連續的兩個色塊，權值為1的邊連接的兩個小小區著色時選擇色號連續的兩個色塊，無邊相連的兩個小小區著相同色號的色塊，每個色塊代表一段可用的頻譜資源塊，頻譜資源塊按頻譜由小到大劃分，由色號連續的不同色塊來代表。

具體的頻譜資源分配圖色算法步驟如下：

1、令cn為圖4中小小區i的圖色色號；

2、小小區i已知帶有邊權值的femto幹擾圖；

3、令cn＝1；

4、如果與小小區i發生幹擾的相鄰小小區均無使用cn＝1的色塊，且小小區i的邊權值不為2，則將cn＝1作為小小區i的色號；

5、如果與小小區i發生幹擾的相鄰小小區均無使用cn＝1的色塊，但小小區i具有邊權值為2的邊，則判斷權值為2的邊相連的另一個小小區的色號cn』，若cn』-cn>1，則將cn＝1作為小小區i的色號，否則將cn』+2作為小小區i的色號；

6、如果與小小區i發生幹擾的相鄰小小區使用了cn＝1的色塊，則判斷小小區i與其幹擾的小小區的邊權值，若邊權值為1，則將cn+1並返回步驟4；若邊權值為2，則cn+2並返回步驟4；

7、小小區i將它選擇的色號廣播至相鄰的幹擾小小區；

8、結束。

本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限於磁碟存儲器、cd-rom、光學存儲器等)上實施的電腦程式產品的形式。

本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和電腦程式產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些電腦程式指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些電腦程式指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。