CN105992219A - 一种获取异构网的管理策略的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种获取异构网的管理策略的方法和装置。所述方法，包括：获取异构网中仅有小小区网络时小小区网络可行的频率资源分配策略；在每种频率分配策略下，确定在所述异构网包括设备到设备D2D网络时所述设备到设备网络的最优的资源分配策略；计算在每种频率分配策略以及该频率分配策略对应的最优的资源分配策略下所述异构网的容量，得到所述异构网的至少两个容量；根据所述异构网的至少两个容量，得到所述异构网的频率分配策略和资源分配策略。

Description

一种获取异构网的管理策略的方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域中的资源分配技术，尤指一种获取异构网的管理策略的方法和装置。

背景技术

无线通信5G时代的到来是无线通信技术飞速发展的体现，随之而来的是无线通信设备和业务数据的爆炸性增长。海量增长的数据传输业务带来的是无线网成千倍容量增长的挑战，而部署密集网络(Dense Network)来满足室内室外数据和覆盖需求是不可避免的技术趋势。因此，低功率小覆盖范围的小小区开始进入人们的视线。

小小区(Small Cell)作为一种小范围覆盖、低发射功率的基站设备，是运营商为了以更低的代价为用户提供更好的无线宽带语音及数据业务而对3G/4G宏蜂窝的补充。小小区的覆盖范围为10～200m，作为无线接入节点以低功率工作在授权的频谱。

密集网络中有巨大的流量需求，通信区域始终集中。虽然小小区的高密度保证了系统容量，但是，导致了相邻小小区之间的严重干扰。所以，引入设备到设备(D2D，Device to Device)通信来分担密集网络的流量。此外，D2D通信还带来了减少移动终端的电池功耗、增加比特速率、支持新型的小范围点对点数据服务等优点。在小小区网络中引入D2D通构成的异构网络，其中，在Small Cell网络中，小小区之间同频复用，小小区内则使用正交频率资源的方式；而引入的D2D通信和Small Cell资源同频复用，D2D之间也是同频复用。

在LTE的下行链路中没有功率控制，所以小小区基站节点(SeNB，SmallCell evolved NodeBs)覆盖范围边缘的用户设备(UE，User Equipment)通信质量不能得到保证。引入D2D通信虽然有效的缓解了这个问题，但是，随之而来的D2D与Small Cell之间的干扰也是无法避免的。D2D会给SeNB服务的用户(SUE，Small Cell UE)带来干扰，同时，D2D自身也受到来自SeNB的干扰。SeNB的功率较之D2D来说比较大，所以SeNB对D2D的干扰很大。使得引入的D2D尽管分担了系统的流量负载，但是用户的服务质量(QoS，Quality of Service)却得不到保障。另一方面，尽管D2D的小功率对SUE的干扰很小，但由于D2D本身的小功率性质使得系统容量相比于仅有SmallCell的情况会有所下降。同时，所有接入用户的QoS也不能够得到保证。

综上所述，在由小小区网络和D2D通信构成的异构网络中，虽然能够通过分担核心网络流量和减少总体能源消耗来显著改善尤其是密集网络的系统性能。但是，D2D通信的引入也会带来很多潜在的问题，其中，小小区网络或D2D通信的无线资源分配问题已经受到关注，但是对引入D2D后形成的异构网络即网络中两种通信模式共存的场景却鲜有人考虑，因此，将关注点放在基于上述场景下实现最大化整体网络容量并保证用户QoS的问题上。目前，还没有既保证所有接入用户的QoS，还能使整个系统的吞吐量最大化的合理的资源分配方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种获取异构网的管理策略的方法和装置，能够在保证异构网络中每个用户QoS的同时使系统容量达到最大，从而改善系统性能。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种

一种获取异构网的管理策略的方法，包括：获取异构网中仅有小小区网络时小小区网络可行的频率资源分配策略；在每种频率分配策略下，确定在所述异构网包括设备到设备D2D网络时所述设备到设备网络的最优的资源分配策略；计算在每种频率分配策略以及该频率分配策略对应的最优的资源分配策略下所述异构网的容量，得到所述异构网的至少两个容量；根据所述异构网的至少两个容量，得到所述异构网的频率分配策略和资源分配策略。

其中，所述在每种频率分配策略下，确定所述异构网中设备到设备网络的最优的资源分配策略，包括：在每种频率分配策略下，通过计算设备到设备网络吞吐量与小小区网络吞吐量的比值，采用块坐标下降优化算法，确定D2D网络的最优的资源分配策略。

其中，所述计算在每种频率分配策略以及该频率分配策略对应的最优的资源分配策略下所述异构网的容量，包括：根据u_0，th和ρ，确定在每种频率分配策略以及该频率分配策略对应的最优的资源分配策略下所述异构网的容量；其中，u_0，th为当时，小小区的通信容量，其中，表示在第k块资源上小小区网络的第n个终端的信干噪比SINR，表示预先设置的设备到设备网络接收端信干噪比门限值；其中，ρ表示小小区网络的通信容量与设备到设备网络的通话容量的最大的比值。

其中， ${\mathrm{\γ}}_{n,k}^{\mathrm{DUE}}=\frac{p_{n,k}^{\mathrm{DUE}}\·h_{n,n,k}^3}{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{m,k}^{\mathrm{SUE}}\·h_{m,n,k}^4+n_0}$

表示在资源块k上，给编号为n的设备的发送功率；

表示在第k个带宽RB k上第D2D发射器和第n个接收器之间的信道增益；

表示小小区演进基站SeNB在第k个带宽RB k上对第m个小小区终端SUE_m的发送功率；

表示在第k个带宽RB k上编号为m的小小区网络中的基站SeNB_m和第n个D2D接收器之间的信道增益；

n₀表示背景噪声。

其中，异构网的容量U≈u_0，th·(1+1/ρ)；其中：

$u_{0,\mathrm{th}}=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\stackrel{M}{m=1}{x}_{m,k}\·B_0\log \·(1+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{th}}^{\mathrm{SUE}})$

其中，k表示下行总带宽中K份中的第k份带宽，

其中，m表示异构网中总数为M个终端的第m个终端，

其中，x_m,k＝1，表示资源块k分配给小小区网络用户m，x_m,k＝0，表示资源块k未分配给小小区网络用户m；

其中，B₀表示是单位资源块带宽大小；

其中，表示预先设置的小小区网络中接收端信干噪比门限值。

一种获取异构网的管理策略的装置，包括：获取模块，用于获取异构网中仅有小小区网络时小小区网络可行的频率资源分配策略；第一确定模块，用于在每种频率分配策略下，确定在所述异构网包括设备到设备D2D网络时所述设备到设备网络的最优的资源分配策略；计算模块，用于计算在每种频率分配策略以及该频率分配策略对应的最优的资源分配策略下所述异构网的容量，得到所述异构网的至少两个容量；第二确定模块，用于根据所述异构网的至少两个容量，得到所述异构网的频率分配策略和资源分配策略。

其中，所述第一确定模块具体用于：在每种频率分配策略下，通过计算设备到设备网络吞吐量与小小区网络吞吐量的比值，采用块坐标下降优化算法，确定D2D网络的最优的资源分配策略。

其中，所述计算模块具体用于：根据u_0，th和ρ，确定在每种频率分配策略以及该频率分配策略对应的最优的资源分配策略下所述异构网的容量；其中，u_0，th为当时，小小区的通信容量，其中，表示在第k块资源上小小区网络的第n个终端的信干噪比SINR，表示预先设置的设备到设备网络接收端信干噪比门限值；其中，ρ表示小小区网络的通信容量与设备到设备网络的通话容量的最大的比值。

其中， ${\mathrm{\γ}}_{n,k}^{\mathrm{DUE}}=\frac{p_{n,k}^{\mathrm{DUE}}\·h_{n,n,k}^3}{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{m,k}^{\mathrm{SUE}}\·h_{m,n,k}^4+n_0}$

表示在资源块k上，给编号为n的设备的发送功率；

表示在第k个带宽RB k上第D2D发射器和第n个接收器之间的信道增益；

表示小小区演进基站SeNB在第k个带宽RB k上对第m个小小区终端SUE_m的发送功率；

表示在第k个带宽RB k上编号为m的小小区网络中的基站SeNB_m和第n个D2D接收器之间的信道增益；

n₀表示背景噪声。

其中，异构网的容量U≈u_0，th·(1+1/ρ)；其中：

$u_{0,\mathrm{th}}=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\stackrel{M}{m=1}{x}_{m,k}\·B_0\log \·(1+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{th}}^{\mathrm{SUE}})$

其中，k表示下行总带宽中K份中的第k份带宽，

其中，m表示异构网中总数为M个终端的第m个终端，

其中，x_m,k＝1，表示资源块k分配给小小区网络用户m，x_m,k＝0，表示资源块k未分配给小小区网络用户m；

其中，B₀表示是单位资源块带宽大小；

其中，表示预先设置的小小区网络中接收端信干噪比门限值。

本发明提供的实施例，能满足所有接入用户QoS的资源分配方案，并找到其中能使异构网络吞吐量达到最大值的一种。这样不仅保证了所有接入用户的服务质量QoS，而且能实现整个异构网络吞吐量的最大化。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明提供的获取异构网的管理策略的方法的流程示意图；

图2为本发明提供的获取异构网的资源分配方案的方法的流程示意图；

图3为本发明提供的获取异构网的管理策略的装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1为本发明提供的获取异构网的管理策略的方法的流程示意图。图1所示方法，包括：

步骤101、获取异构网中仅有小小区网络时小小区网络可行的频率资源分配策略；

步骤102、在每种频率分配策略下，确定在所述异构网包括设备到设备D2D网络时所述设备到设备网络的最优的资源分配策略；

步骤103、确定在每种频率分配策略以及该频率分配策略对应的最优的资源分配策略下所述异构网的容量，得到所述异构网的至少两个容量；

步骤104、根据所述异构网的至少两个容量，确定所述异构网的频率分配策略和资源分配策略。

本发明提供的方法实施例，能满足所有接入用户QoS的资源分配方案，并找到其中能使异构网络吞吐量达到最大值的一种。这样不仅保证了所有接入用户的服务质量QoS，而且能实现整个异构网络吞吐量的最大化。

下面对本发明提供的方法实施例作进一步说明：

本发明旨在为小小区网络下一种的D2D通信提供一种创新的资源分配方案，不仅能够满足所有接入用户的QoS，而且整个异构网络的吞吐量也能达到最大值。

该方法通过三步来找到问题的最优解：

未引入D2D通信时，列举Small Cell网络可行的频率资源分配方案；

对于每种可行的Small Cell网络频率资源分配方案，根据最大比值策略，采用BCD(Block Coordinated Descent块坐标下降)优化算法寻求最优的D2D资源分配方案；

分析比较不同Small Cell网络频率资源分配方案下总的异构网容量，找到近似的最大值。此时，对应的的异构网频率资源分配方案即为所求。

本专利要求的权利包括两方面：一是在Small Cell和D2D组成的异构网中，利用拟凸优化理论，采用最大比策略(D2D网络吞吐量与Small Cell网络吞吐量比值)对D2D通信资源的分配方案；二是在Small Cell和D2D组成的异构网中，在保证每个接入用户的QoS要求的前提下，最大化异构网总的容量时对应的Small Cell和D2D用户的资源分配方案。另外，本专利要求的权利不局限于Small Cell和D2D组成的异构网，其他异构网情况类似。由两种不同通信网络组成的异构网中，“最大比值”思想(即在一种通信网络资源分配方案确定时，最大化另一种通信网络的容量)同样受到保护。

下面具体阐述权利中涉及的方法：

设定条件:小小区之间同频复用，小小区内使用正交频率资源；D2D通信和Small Cell同频复用，不同D2D用户对之间也是同频复用。每一个UE都在一个确切的开放接入状态的SeNB(Small cell Evolved NodeBs)的覆盖范围内，且每个SeNB都有特定的ID。记密集网络中的所有SeNB的ID设为集合将总带宽划分为K个相同大小的RBs，编号为用表示系统中所有SUE(SeNBsUE)的集合，用表示SeNB_i服务的SUE集合。用表示系统中所有的D2D UE通信对(D_Tx(D2D发射器):N,D_Rx(D2D接收器):N)的集合。表示SeNB在RB k上对SUE_m的发送功率。下行链路SUE_m 在RB k上的SINR可以表示为：

${\mathrm{\γ}}_{m,k}^{\mathrm{SUE}}=\frac{p_{m,k}^{\mathrm{SUE}}\·h_{i,m,k}^1}{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{n,k}^{\mathrm{DUE}}\·h_{m,n,k}^2+\underset{j\≠i,m^{\′}\∈M_j}{\mathrm{\Σ}}{p}_{m^{\′},k}^{\mathrm{SUE}}\·h_{j,m,k}^1+n_0}---\left(1\right)$

其中，

RB k上SeNB_i和SUE_m之间的信道增益

RB k上SUE_m和D2D传输器n之间的信道增益

RB k上DUE_n的传输功率

n₀：背景噪声

下行路DUE_n 在RBk上的SINR可以表示为：

${\mathrm{\γ}}_{n,k}^{\mathrm{DUE}}=\frac{p_{n,k}^{\mathrm{DUE}}\·h_{n,n,k}^3}{\underset{m=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{m,k}^{\mathrm{SUE}}\·h_{m,n,k}^4+\underset{n^{\′}\≠n}{\mathrm{\Σ}}{p}_{n^{\′},k}^{\mathrm{DUE}}\·h_{n^{\′},n,k}^5+n_0}---\left(2\right)$

其中，

RB k上D2D发射器n和接收器n之间的信道增益

RB k上SeNB_m和D2D接收器n之间的信道增益

RB k上D2D发射器n′和接收器n之间的信道增益

鉴于D2D链路的发射功率小，我们忽略较远的D2D链路的影响，简化如下：

${\mathrm{\γ}}_{n,k}^{\mathrm{DUE}}=\frac{p_{n,k}^{\mathrm{DUE}}\·h_{n,n,k}^3}{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{m,k}^{\mathrm{SUE}}\·h_{m,n,k}^4+n_0}$

那么，SUE_m在RBk上的吞吐量表示为：

$U_{m,k}^{\mathrm{SUE}}=B_0\·\log (1+{\mathrm{\γ}}_{m,k}^{\mathrm{SUE}})---\left(4\right)$

DUE_n在RBk上的吞吐量表示为：

$U_{m,k}^{\mathrm{SUE}}=B_0\·\log (1+{\mathrm{\γ}}_{m,k}^{\mathrm{SUE}})---\left(4\right)$

其中，B₀是单个RB的带宽。

那么整个网络的吞吐量表示为：

$U=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{U}_{m,k}^{\mathrm{SUE}}+\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{U}_{n,k}^{\mathrm{DUE}}---\left(6\right)$

同时，必须满足以下约束条件：

${\mathrm{\γ}}_{n,k}^{\mathrm{DUE}}\≥{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{th}}^{\mathrm{DUE}}---\left(6a\right)$

${\mathrm{\γ}}_{n,k}^{\mathrm{SUE}}\≥{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{th}}^{\mathrm{SUE}}---\left(6b\right)$

$p_{m,k}^{\mathrm{SUE}}\≥0,p_{n,k}^{\mathrm{DUE}}\≥0---\left(6e\right)$

其中，

Small Cell基站的最大发射功率

D2D UE的最大发射功率

由元素组成的矩阵由元素组成的矩阵

我们假定P^SUE是给定的，引入二维矩阵X和Y X的元素x_m，k为二元变量，x_m，k＝1表示RBk分配给SUE_m。类似的，Y的元素y_n，k为二元变量，y_n，k＝1表示RBk分配给DUE_n。将目标函数作如下变换：

U(P^SUE，P^DUE)→U′(X，P^DUE)

由于LTE下行链路不使用功率控制，我们不妨假定每一个RB上SeNB的发射功率是固定且相同的，即

$p_{m,k}^{\mathrm{SUE}}=\left\{\begin{array}{cc}{P}_{\max }^{\mathrm{SUE}}/K& x_{m,k}=1\\ 0& x_{m,k}=0\end{array}\right.$

用矩阵来表示引入D2D通信后的异构网络中小小区的RB(Resouce Block)的分配矩阵，将矩阵变量P^DUE重新写为 $T=\{p_{\mathrm{1,2}}^{\mathrm{DUE}},...,p_{1,K}^{\mathrm{DUE}},p_{\mathrm{2,1}}^{\mathrm{DUE}},...,p_{N,K}^{\mathrm{DUE}}\}.$ 这样，目标函数改写为：

U′＝u₁(X^*，T)+u₂(X^*，T) (7)

其中u₁(T)表示所有SUE的容量，u₂(T)表示所有D2D通信的容量。

我们用穷举法列出异构网络所有可行的资源分配方案 $\mathrm{\Ω}=\{X_1^{*},X_2^{*},...,X_{\mathrm{\β}}^{*}\},$ 其中对应每种可行方案(i＝1，2，...，β)，基于凸优化理论对D2D频率资源分配方案T进行优化。

对于给定的X^*，优化过程如下：

可以证明，在给定X^*的情况下，函数u₁(T)是凸函数，u₂(T)是凹函数。我们定义函数f(T)＝u₁(T)/u₂(T)，则f(T)是拟凸函数，具有不增性。

这样目标函数改写为U′＝u₁(T)(1+1/f(T))。

通过凸优化理论中块坐标下降(BCD)法，得到f(T)的最小值以及相应的D2D资源分配方案。

我们假设通过BCD算法得到的结果为ρ，即在给定X^*的情况下，D2D通信与Small Cell通信容量的最大比为1/ρ。那么，我们得到整个异构网络的容量为

U≈u_0，th·(1十1/ρ)

其中u_0，th是当条件式(6a)取等号即下行链路RB k上SUE的SINR满足用户性能的最小值时的Small Cell通信容量。

我们对异构网络容量的计算进行简要说明：

异构网容量为未引入D2D通信前，Small Cell网络容量为u₀。引入D2D通信后，Small Cell网络容量下降取其中。而优化后的D2D容量为所以近似得到异构网的容量U≈u_0，th·(1+1/ρ)。

接下来我们通过上式计算所有优化方案下的异构网络系统容量值，并从中找到最大值及容量最大值对应的优化方案。通过穷举所有可行方案并优化比较，我们能够得到整个异构网络在保证所有接入用户QoS的前提下具有最大吞吐量的资源分配方案。

这是一种新型的异构网络资源分配方案，至少具有以下优点：

本方法可以给出能满足所有接入用户QoS的资源分配方案，并找到其中能使异构网络吞吐量达到最大值的一种。这样不仅保证了所有接入用户的QoS，而且能实现整个异构网络吞吐量的最大化。

本发明针对引入D2D通信的Small cell网络实施一种创新的资源分配方案；

下面将结合附图和具体实施实例对本发明在引入了D2D通信的Smallcell网络资源分配中的应用进行详细说明。

从图中可以看出，只考虑下行链路时，任意一个SUE都会受到来自除自身SeNB的其他SeNB和D2D UE对的干扰，任何一个D2D UE的接收器D_Rx都会受到来自其他DUE发射器D_Rx和周围SeNB的干扰。

图2为本发明提供的获取异构网的资源分配方案的方法的流程示意图。图2所示方法包括：

步骤S202：未引入D2D通信时，列举Small Cell网络所有可行的网络频率资源分配方案 $\mathrm{\Ω}=\{X_1^{*},X_2^{*},...,X_{\mathrm{\β}}^{*}\};$

步骤S204：针对每一种可行的方案基于凸优化理论，找出D2D通信容量与小小区网络容量最大比值1/ρ,并得到对应的D2D资源分配方案；

步骤S206：计算每一种方案优化后异构网的容量U₁；

步骤S208：分析比较不同Small Cell网络频率资源分配方案下总的异构网容量，找到近似的最大值及最大值对应的资源分配方案。

由上可以看出，计算所有优化方案下的异构网络系统容量值，并从中找到最大值及容量最大值对应的优化方案。通过穷举所有可行方案并优化比较，我们能够得到整个异构网络在保证所有接入用户QoS的前提下具有最大吞吐量的资源分配方案。

这是一种新型的异构网络资源分配方案，至少具有以下优点：

本方法可以给出能满足所有接入用户服务质量的资源分配方案，并找到其中能使异构网络吞吐量达到最大值的一种。这样不仅保证了所有接入用户的QoS，而且能实现整个异构网络吞吐量的最大化。

图3为本发明提供的获取异构网的管理策略的装置的结构示意图。结合图1和图2所示方法，图3所示示意图，包括：

获取模块301，用于获取异构网中仅有小小区网络时小小区网络可行的频率资源分配策略；

第一确定模块302，用于在每种频率分配策略下，确定在所述异构网包括设备到设备D2D网络时所述设备到设备网络的最优的资源分配策略；

计算模块303，用于计算在每种频率分配策略以及该频率分配策略对应的最优的资源分配策略下所述异构网的容量，得到所述异构网的至少两个容量；

第二确定模块304，用于根据所述异构网的至少两个容量，得到所述异构网的频率分配策略和资源分配策略。

其中，所述第一确定模块302具体用于：

在每种频率分配策略下，通过计算设备到设备网络吞吐量与小小区网络吞吐量的比值，采用块坐标下降优化算法，确定D2D网络的最优的资源分配策略。

其中，所述计算模块303具体用于：

根据u_0，th和ρ，确定在每种频率分配策略以及该频率分配策略对应的最优的资源分配策略下所述异构网的容量；

其中，u_0，th为当时，小小区的通信容量，其中，表示在第k块资源上小小区网络的第n个终端的信干噪比SINR，表示预先设置的设备到设备网络接收端信干噪比门限值；

其中，ρ表示小小区网络的通信容量与设备到设备网络的通话容量的最大的比值。

其中， ${\mathrm{\γ}}_{n,k}^{\mathrm{DUE}}=\frac{p_{n,k}^{\mathrm{DUE}}\·h_{n,n,k}^3}{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{m,k}^{\mathrm{SUE}}\·h_{m,n,k}^4+n_0}$

表示在资源块k上，给编号为n的设备的发送功率；

表示在第k个带宽RB k上第D2D发射器和第n个接收器之间的信道增益；

表示小小区演进基站SeNB在第k个带宽RBk上对第m个小小区终端SUE_m的发送功率；

表示在第k个带宽RB k上编号为m的小小区网络中的基站SeNB_m和第n个D2D接收器之间的信道增益；

n₀表示背景噪声。

其中，异构网的容量U≈u_0，th·(1+1/ρ)；其中：

$u_{0,\mathrm{th}}=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\stackrel{M}{m=1}{x}_{m,k}\·B_0\log \·(1+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{th}}^{\mathrm{SUE}})$

其中，k表示下行总带宽中K份中的第k份带宽，

其中，m表示异构网中总数为M个终端的第m个终端，

其中，x_m,k＝1，表示资源块k分配给小小区网络用户m，x_m,k＝0，表示资源块k未分配给小小区网络用户m；

其中，B₀表示是单位资源块带宽大小；

其中，表示预先设置的小小区网络中接收端信干噪比门限值。

本发明提供的装置实施例，能满足所有接入用户QoS的资源分配方案，并找到其中能使异构网络吞吐量达到最大值的一种。这样不仅保证了所有接入用户的服务质量QoS，而且能实现整个异构网络吞吐量的最大化。

以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种获取异构网的管理策略的方法，其特征在于，包括：

获取异构网中仅有小小区网络时小小区网络可行的频率资源分配策略；

在每种频率分配策略下，确定在所述异构网包括设备到设备D2D网络时所述设备到设备网络的最优的资源分配策略；

计算在每种频率分配策略以及该频率分配策略对应的最优的资源分配策略下所述异构网的容量，得到所述异构网的至少两个容量；

根据所述异构网的至少两个容量，得到所述异构网的频率分配策略和资源分配策略。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在每种频率分配策略下，确定所述异构网中设备到设备网络的最优的资源分配策略，包括：

在每种频率分配策略下，通过计算设备到设备网络吞吐量与小小区网络吞吐量的比值，采用块坐标下降优化算法，确定D2D网络的最优的资源分配策略。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算在每种频率分配策略以及该频率分配策略对应的最优的资源分配策略下所述异构网的容量，包括：

根据u_0，th和ρ，确定在每种频率分配策略以及该频率分配策略对应的最优的资源分配策略下所述异构网的容量；

其中，u_0，th为当时，小小区的通信容量，其中，表示在第k块资源上小小区网络的第n个终端的信干噪比SINR，表示预先设置的设备到设备网络接收端信干噪比门限值；

其中，ρ表示小小区网络的通信容量与设备到设备网络的通话容量的最大的比值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

${\mathrm{\γ}}_{n,k}^{\mathrm{DUE}}=\frac{p_{n,k}^{\mathrm{DUE}}\·h_{n,n,k}^3}{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{m,k}^{\mathrm{SUE}}\·h_{m,n,k}^4+n_0}$

表示在资源块k上，给编号为n的设备的发送功率；

表示在第k个带宽RB k上第D2D发射器和第n个接收器之间的信道增益；

表示小小区演进基站SeNB在第k个带宽RB k上对第m个小小区终端SUE_m的发送功率；

表示在第k个带宽RB k上编号为m的小小区网络中的基站SeNB_m和第n个D2D接收器之间的信道增益；

n₀表示背景噪声。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

异构网的容量U≈u_0，th·(1+1/ρ)；其中：

$u_{0,\mathrm{th}}=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}x_{m,k}^{m=1}{}_M\·B_0\·\log (1+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{th}}^{\mathrm{SUE}})$

其中，k表示下行总带宽中K份中的第k份带宽，

其中，m表示异构网中总数为M个终端的第m个终端，

其中，x_m,k＝1，表示资源块k分配给小小区网络用户m，x_m,k＝0，表示资源块k未分配给小小区网络用户m；

其中，B₀表示是单位资源块带宽大小；

其中，表示预先设置的小小区网络中接收端信干噪比门限值。

6.一种获取异构网的管理策略的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取异构网中仅有小小区网络时小小区网络可行的频率资源分配策略；

第一确定模块，用于在每种频率分配策略下，确定在所述异构网包括设备到设备D2D网络时所述设备到设备网络的最优的资源分配策略；

计算模块，用于计算在每种频率分配策略以及该频率分配策略对应的最优的资源分配策略下所述异构网的容量，得到所述异构网的至少两个容量；

第二确定模块，用于根据所述异构网的至少两个容量，得到所述异构网的频率分配策略和资源分配策略。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块具体用于：

在每种频率分配策略下，通过计算设备到设备网络吞吐量与小小区网络吞吐量的比值，采用块坐标下降优化算法，确定D2D网络的最优的资源分配策略。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算模块具体用于：

根据u_0，th和ρ，确定在每种频率分配策略以及该频率分配策略对应的最优的资源分配策略下所述异构网的容量；

其中，u_0，th为当时，小小区的通信容量，其中，表示在第k块资源上小小区网络的第n个终端的信干噪比SINR，表示预先设置的设备到设备网络接收端信干噪比门限值；

其中，ρ表示小小区网络的通信容量与设备到设备网络的通话容量的最大的比值。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：

${\mathrm{\γ}}_{n,k}^{\mathrm{DUE}}=\frac{p_{n,k}^{\mathrm{DUE}}\·h_{n,n,k}^3}{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{m,k}^{\mathrm{SUE}}\·h_{m,n,k}^4+n_0}$

表示在资源块k上，给编号为n的设备的发送功率；

表示在第k个带宽RB k上第D2D发射器和第n个接收器之间的信道增益；

表示小小区演进基站SeNB在第k个带宽RB k上对第m个小小区终端SUE_m的发送功率；

表示在第k个带宽RB k上编号为m的小小区网络中的基站SeNB_m和第n个D2D接收器之间的信道增益；

n₀表示背景噪声。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：

异构网的容量U≈u_0，th·(1+1/ρ)；其中：

$u_{0,\mathrm{th}}=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}x_{m,k}^{m=1}{}_M\·B_0\·\log (1+{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{th}}^{\mathrm{SUE}})$

其中，k表示下行总带宽中K份中的第k份带宽，

其中，m表示异构网中总数为M个终端的第m个终端，

其中，x_m,k＝1，表示资源块k分配给小小区网络用户m，x_m,k＝0，表示资源块k未分配给小小区网络用户m；

其中，B₀表示是单位资源块带宽大小；

其中，表示预先设置的小小区网络中接收端信干噪比门限值。