CN108848562B - 异构网中基于一对多匹配的资源分配方法 - Google Patents

异构网中基于一对多匹配的资源分配方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108848562B
CN108848562B CN201810505000.5A CN201810505000A CN108848562B CN 108848562 B CN108848562 B CN 108848562B CN 201810505000 A CN201810505000 A CN 201810505000A CN 108848562 B CN108848562 B CN 108848562B
Authority
CN
China
Prior art keywords
multiplexing
user
sub
channel
users
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810505000.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108848562A (zh
Inventor
袁泉
赵瑞雪
郭晖
董昊
罗菊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Shuiqi Smart Technology Co ltd
Original Assignee
Chongqing Information Technology Designing Co ltd
Chongqing University of Post and Telecommunications
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Information Technology Designing Co ltd, Chongqing University of Post and Telecommunications filed Critical Chongqing Information Technology Designing Co ltd
Priority to CN201810505000.5A priority Critical patent/CN108848562B/zh
Publication of CN108848562A publication Critical patent/CN108848562A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108848562B publication Critical patent/CN108848562B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0453—Resources in frequency domain, e.g. a carrier in FDMA
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/025—Services making use of location information using location based information parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/70—Services for machine-to-machine communication [M2M] or machine type communication [MTC]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/541—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using the level of interference
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/56—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on priority criteria
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明属于移动通信技术领域，具体为异构网中基于一对多匹配的资源分配方法，包括复用用户获取其他复用用户的位置信息，并利用位置信息构建所述各个复用用户与其他复用用户之间的冲突集；利用速率最大化准则计算各个复用用户的效用函数，求解出复用用户对子信道的偏好列表；利用干扰最小化准则计算所有复用用户在子信道上对宏蜂窝用户产生的干扰，求解出子信道对复用用户的偏好列表；在保证宏蜂窝用户正常通信的情况下，以复用用户与其冲突集中的复用用户不被分配到同一子信道的前提下；采用一对多匹配方法，根据复用用户对子信道的偏好列表和子信道对复用用户的偏好列表，为所有的复用用户分配子信道；本发明能够降低计算复杂度，减少同层干扰。

Description

异构网中基于一对多匹配的资源分配方法
技术领域
本发明属于移动通信技术领域，具体为一种异构网中基于一对多匹配的资源分配方法。
背景技术
近年来，随着智能终端、移动互联网以及各类无线业务的普及，移动通信数据流量和设备连接数呈现爆炸式增长，因此对无线网络的容量和覆盖需求越来越高。而传统的宏蜂窝网络主要提供大范围的广域覆盖，这在无线频谱资源极度匮乏的今天很难满足日益增长的流量需求。为了应对未来无线通信网络可能出现的需求，在传统的宏蜂窝网络中部署Small Cell(小蜂窝)，同时引入设备到设备(Device-to-Device，D2D)通信技术被认为是一种非常有效且成本较低的手段，能够为未来的无线通信系统提供更高的容量和更好的服务质量。但是当网络中的Small Cell和D2D同时复用宏蜂窝用户的频谱资源时，会对系统造成较为严重的同频干扰，因此如何有效地为网络中的Small Cell和D2D分配资源是这类多层异构网中的重要挑战。
目前，学术界大部分研究主要集中在Macro Cell(宏蜂窝)/Small Cell网络和Macro Cell/D2D网络中的资源分配问题。而对于由宏蜂窝、Small Cell和D2D组成的多层异构网中的资源分配问题研究比较少，现有文献中，主要针对将D2D引入Macro Cell/SmallCell网络中D2D用户的资源分配问题进行研究，较少考虑多层异构网中小蜂窝用户和D2D用户共同复用宏蜂窝用户频谱资源时的干扰管理问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种异构网中基于一对多匹配的资源分配方法，包括以下步骤：
S1、复用用户获取其他复用用户的位置信息，并利用位置信息构建所述各个复用用户与其他复用用户之间的冲突集；
S2、利用速率最大化准则计算各个复用用户的效用函数，求解出复用用户对子信道的第一偏好列表；
S3、利用干扰最小化准则计算所有复用用户在子信道上对宏蜂窝用户产生的干扰，求解出子信道对复用用户的第二偏好列表；
S4、在保证宏蜂窝用户正常通信的情况下，以复用用户与其冲突集中的复用用户不被分配到同一子信道的前提下；采用一对多匹配方法，即一个子信道可以被多个复用用户同时复用，根据第一偏好列表和第二偏好列表，为复用用户分配子信道。
进一步的，所述利用位置信息构建所述复用用户各自的冲突集，具体包括：
为复用用户构建与其他复用用户之间的冲突集，在匹配过程中，Ωk中的用户不能与复用用户k匹配相同的子信道；冲突集的公式为：
Ωk＝{i}；
s.t.
i∈K；
Figure BDA0001671216270000021
其中，Ωk表示复用用户k在约束条件i∈K且
Figure BDA0001671216270000022
成立时，对于复用用户i的集合；δ表示复用用户的同层干扰阈值；
Figure BDA0001671216270000023
和
Figure BDA0001671216270000024
分别表示复用用户k和复用用户i的发射功率，
Figure BDA0001671216270000025
表示复用用户k的发射端到接收端的信道增益，
Figure BDA0001671216270000026
表示复用用户i的发射端到复用用户k的接收端的信道增益。
进一步的，S2中效用函数的计算公式为：
Figure BDA0001671216270000027
Figure BDA0001671216270000031
其中，Uk(n,μ)表示复用用户k匹配子信道n的效用函数，μ表示匹配结果；B表示子信道带宽，
Figure BDA0001671216270000032
表示复用用户k在子信道n上的信干噪比；
Figure BDA0001671216270000033
PM、
Figure BDA0001671216270000034
分别表示复用用户k、宏蜂窝用户m和复用用户i的发射功率，
Figure BDA0001671216270000035
表示复用用户k的发射端到其接收端的信道增益；
Figure BDA0001671216270000036
表示宏蜂窝用户m到复用用户k的接收端的信道增益；
Figure BDA0001671216270000037
表示复用用户i的发射端到复用用户k接收端的信道增益；
Figure BDA0001671216270000038
为资源复用因子，表示子信道n与复用用户i之间的分配关系，即
Figure BDA0001671216270000039
表示子信道n分配给复用用户i，
Figure BDA00016712162700000310
表示子信道n不分配给复用用户i；σ2表示加性高斯白噪声功率。
进一步的，复用用户对子信道的第一偏好列表的求解方法包括：遍历所有的复用用户，将计算出的效用函数Uk(n,μ)和对应的复用用户k组成第一效用函数对(Uk(n,μ),k)，对(Uk(n,μ),k)按照Uk(n,μ)从大到小排序，得到复用用户k对子信道的第一偏好列表Pk。
进一步的，S3中复用用户在子信道上对宏蜂窝用户产生的干扰的计算公式为：
Figure BDA00016712162700000311
其中，
Figure BDA00016712162700000312
表示复用用户k在子信道n上对宏蜂窝用户造成的干扰；
Figure BDA00016712162700000313
表示复用用户k的发射功率，
Figure BDA00016712162700000314
表示复用用户k的发射端到复用用户m的接收端的信道增益。
进一步的，子信道对复用用户的第二偏好列表的求解方法包括：遍历所有的子信道，将计算出的
Figure BDA00016712162700000315
和对应的子信道n组成第一干扰对
Figure BDA00016712162700000316
对第一干扰对
Figure BDA00016712162700000317
按照
Figure BDA00016712162700000318
从小到大排序，并按照排序先后为复用用户设定优先级顺序；得到子信道n的第二偏好列表Pn。
进一步的，复用用户从步骤S2中求解出的第一偏好列表中选出第一个子信道作为该复用用户的首选信道，并向该子信道发送复用申请；该子信道接收到复用用户的复用申请后，将所有申请的复用用户加入候选复用用户集Cn，子信道根据当前的干扰余量以及第二偏好列表对候选复用用户集中的每一个复用用户做出信道决策，若该复用用户未被分配第一个子信道，则复用用户从第一偏好列表中选择下一个子信道发送复用申请，直到被分配子信道。
进一步的，所述子信道n的干扰余量的计算公式为：
Figure BDA0001671216270000041
其中，
Figure BDA0001671216270000042
表示子信道n上可容忍的最大干扰阈值，μ(n)表示已经分配了子信道n的复用用户。
进一步的，所述根据当前的干扰余量以及第二偏好列表对候选复用用户集中的每一个复用用户做出信道决策，具体过程如下：
S41、子信道n按照其第二偏好列表中的复用用户优先级顺序，依次为候选复用用户集Cn中的用户分配子信道，直到候选复用用户k在子信道n上对宏蜂窝用户造成的干扰
Figure BDA0001671216270000043
刚好小于或等于干扰余量
Figure BDA0001671216270000044
确认第t次匹配时子信道n的匹配情况μ(n)(t)；
S42、对μ(n)(t)中已分配子信道n的复用用户，判断其冲突集中的用户是否也被分配了子信道n，若否，则跳至下一步，否则判断复用用户的优先级是否大于其冲突集中被分配子信道n的用户，若是，则在μ(n)(t)中删除其冲突集中被分配子信道n的用户，否则从μ(n)(t)删除复用用户k；
S43、遍历所有的子信道，循环执行步骤S41～S42，得到第t次匹配时各个子信道的匹配情况μ(t)；
S44、判断t次匹配时各个子信道的匹配情况μ(t)与第t-1次匹配时各个子信道的匹配情况μ(t-1)的结果是否相同，若相同，则匹配结束，根据当前匹配情况μ(t)为复用用户分配信道；否则，返回步骤S43。
本发明的有益效果：
本发明通过采用基于一对多匹配的资源分配方法对复用用户合理地分配频谱资源；其中，网络中需要通信的小蜂窝用户和D2D用户视为复用用户。在Small Cell和D2D密集部署场景下，一对多的复用方式可以有效地提升频谱效率和系统吞吐量，而根据位置信息为复用用户构建冲突集的方法可以降低计算复杂度，减少复用层的同层干扰。
附图说明
图1为本发明采用的系统模型示意图；
图2为本发明的优选实施例的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示：包括1个宏蜂窝Macro cell和S个小蜂窝Small cell，宏基站MBS位于宏小区中心，S个小基站SBS随机分布在宏小区覆盖范围内，记为S＝{1,2,…,S}，假定所有的Smallcell都是封闭接入的，且每个SBS只服务1个SUE。宏蜂窝用户MUE、小蜂窝用户SUE和D2D用户随机分布在小区中，其中MUE表示为Um＝{1,2,…,N}，SUE表示为Us＝{1,2,…,S}，DUE表示为Ud＝{1,2,…,D}。假设系统中的MUE占用N个相互正交的资源块RB，RB为分配给用户的最小资源单元，对应一个子信道，每个MUE使用一个RB进行通信。基于图1的系统模型，本发明公开了异构网中基于一对多匹配的资源分配方案，如图2所示，基于一对多匹配的资源分配方案可以包括以下步骤：
S1、复用用户获取其他复用用户的位置信息，并利用位置信息构建所述各个复用用户与其他复用用户之间的冲突集；
S2、利用速率最大化准则计算各个复用用户的效用函数，求解出复用用户对子信道的第一偏好列表；
S3、利用干扰最小化准则计算所有复用用户在子信道上对宏蜂窝用户产生的干扰，求解出子信道对复用用户的第二偏好列表；
S4、在保证宏蜂窝用户正常通信的情况下，以复用用户与其冲突集中的复用用户不被分配到同一子信道的前提下；采用一对多匹配方法，即一个子信道可以被多个复用用户同时复用，根据第一偏好列表和第二偏好列表，为复用用户分配子信道。
其中，根据位置信息构建复用用户的冲突集，具体包括：
首先，预设一个同层干扰阈值δ，由于小基站SBS和D2D用户DUE的发射功率较小，所以相距较远的复用用户之间因复用相同子信道所造成的干扰很小，可忽略。但当距离较近的复用用户使用相同的子信道进行通信时，会对对方接收信号造成较大的干扰。因此，为了减小系统中复用用户之间的同层干扰，需要为复用用户构建冲突集，其公式为：
Ωk＝{i}；
s.t.
i∈K；
Figure BDA0001671216270000061
其中，Ωk表示复用用户k在约束条件i∈K且
Figure BDA0001671216270000062
成立时，对于复用用户i的集合；δ表示复用用户的同层干扰阈值；
Figure BDA0001671216270000063
和
Figure BDA0001671216270000064
分别表示复用用户k和复用用户i的发射功率，
Figure BDA0001671216270000065
表示复用用户k的发射端到接收端的信道增益，
Figure BDA0001671216270000066
表示复用用户i的发射端到复用用户k的接收端的信道增益。
S2中效用函数的计算公式为：
Figure BDA0001671216270000067
Figure BDA0001671216270000071
其中，Uk(n,μ)表示复用用户k匹配子信道n的效用函数，μ表示匹配结果；B表示子信道带宽，
Figure BDA0001671216270000072
表示复用用户k在子信道n上的信干噪比；
Figure BDA0001671216270000073
分别表示复用用户k、宏蜂窝用户m和复用用户i的发射功率，
Figure BDA0001671216270000074
表示复用用户k的发射端到其接收端的信道增益；
Figure BDA00016712162700000713
表示宏蜂窝用户m到复用用户k的接收端的信道增益；
Figure BDA0001671216270000075
表示复用用户i的发射端到复用用户k接收端的信道增益；
Figure BDA0001671216270000076
为资源复用因子，表示子信道n与复用用户i之间的分配关系，即
Figure BDA0001671216270000077
表示子信道n分配给复用用户i，
Figure BDA0001671216270000078
表示子信道n不分配给复用用户i；σ2表示加性高斯白噪声功率。
复用用户对子信道的第一偏好列表的求解方法包括：遍历所有的复用用户，将计算出的效用函数Uk(n,μ)和对应的复用用户k组成(Uk(n,μ),k)，对(Uk(n,μ),k)按照Uk(n,μ)从大到小排序，得到复用用户k对子信道的第一偏好列表Pk。
S3中复用用户在子信道上对宏蜂窝用户产生的干扰的计算公式为：
Figure BDA0001671216270000079
其中，
Figure BDA00016712162700000710
表示复用用户k在子信道n上对宏蜂窝用户造成的干扰；
Figure BDA00016712162700000711
表示复用用户k的发射功率，
Figure BDA00016712162700000712
表示复用用户k的发射端到复用用户m的接收端的信道增益。
步骤S4中，通过具有动态配额和冲突集的一对多匹配方法为复用用户分配最佳的子信道，具体包括：复用用户从步骤S2中求解出的第一偏好列表中选出第一个子信道作为该复用用户的首选信道，并向该子信道发送复用申请；该子信道接收到复用用户的复用申请后，将所有申请的复用用户加入候选复用用户集Cn，子信道根据当前的干扰余量以及第二偏好列表对候选复用用户集中的每一个复用用户做出信道决策，若该复用用户未被分配第一个子信道，则复用用户从第一偏好列表中选择下一个子信道发送复用申请，直到被分配子信道。具体步骤如下：
S41、子信道n按照其第二偏好列表中的复用用户优先级顺序，依次为候选复用用户集Cn中的用户分配子信道，直到候选复用用户k在子信道n上对宏蜂窝用户造成的干扰
Figure BDA0001671216270000081
刚好小于或等于干扰余量
Figure BDA0001671216270000082
确认第t次匹配时子信道n的匹配情况μ(n)(t)；
S42、对μ(n)(t)中已分配子信道n的复用用户，判断其冲突集中的用户是否也被分配了子信道n，若否，则跳至下一步，否则判断复用用户的优先级是否大于其冲突集中被分配子信道n的用户，若是，则在μ(n)(t)中删除其冲突集中被分配子信道n的用户，否则从μ(n)(t)删除复用用户k；
S43、遍历所有的子信道，循环执行步骤S41～S42，得到第t次匹配时各个子信道的匹配情况μ(t)；
S44、判断t次匹配时各个子信道的匹配情况μ(t)与第t-1次匹配时各个子信道的匹配情况μ(t-1)的结果是否相同，若相同，则匹配结束，根据当前匹配情况μ(t)为复用用户分配信道；否则，返回步骤S43。
作为另一种可实施方式，
S411、判断子信道n和复用用户k当前的匹配状态，如果子信道n和复用用户k当前处于未匹配状态，且第t轮匹配时复用用户k的第一偏好列表
Figure BDA0001671216270000083
非空，则执行步骤S421；
S421、如果复用用户k在子信道n上对宏蜂窝用户造成的干扰
Figure BDA0001671216270000084
大于干扰余量
Figure BDA0001671216270000085
则执行步骤S431，如果
Figure BDA0001671216270000086
则执行步骤S441；
S431、对于目前子信道n已匹配的复用用户，从子信道n在第二偏好列表中找出优先级低于复用用户k的复用用户，将这些复用用户加入集合
Figure BDA0001671216270000087
依次从
Figure BDA0001671216270000088
中删除优先级最低的复用用户，并更新当前子信道n的干扰余量
Figure BDA0001671216270000089
直到
Figure BDA00016712162700000810
执行步骤S441；如果
Figure BDA00016712162700000811
的所有复用用户被删除了，且
Figure BDA00016712162700000812
则子信道n拒绝复用用户k的复用申请，执行步骤S451；并更新第t次匹配时子信道n的匹配情况μ(n)(t)；
S441、判断冲突集Ωk中的复用用户与子信道n的匹配情况，若未匹配，则信道n接受用户k的复用申请，并更新μ(n)(t)和
Figure BDA0001671216270000091
若Ωk中有复用用户与子信道n已经匹配，则将所有已经匹配子信道n的复用用户加入集合D中，当集合D中所有复用用户的优先级均低于用户k时，子信道n接受用户k的复用申请，并将集合D中的所有复用用户从μ(n)(t)中删除，同时更新
Figure BDA0001671216270000092
当集合D中存在某一用户的优先级高于用户k时，子信道n拒绝用户k的复用申请，执行步骤S45；
S451、从第t次迭代的第二偏好列表
Figure BDA0001671216270000093
中删除复用用户k以及优先级低于k的所有复用用户j，同时将子信道n从复用用户k和用户j的第一偏好列表中删除；
S461、遍历所有的子信道，循环执行步骤S411～S451，得到这一轮匹配结束μ(t)；
S471、判断这一轮匹配结果μ(t)与上一轮结果μ(t-1)是否一致，若不一致，则重复以上步骤，直到匹配结果一致，即μ(t)＝μ(t-1)，则匹配结束，根据当前匹配结果为网络中所有复用用户分配信道。
所述子信道n的干扰余量的计算公式为：
Figure BDA0001671216270000094
其中，
Figure BDA0001671216270000095
表示子信道n上可容忍的最大干扰阈值，μ(n)表示已经分配了子信道n的复用用户。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
以上所举实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.异构网中基于一对多匹配的资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、复用用户获取其他复用用户的位置信息，并利用位置信息构建所述复用用户与其他复用用户之间的冲突集；为复用用户构建与其他复用用户之间的冲突集，在匹配过程中，冲突集中的用户不能与复用用户k匹配相同的子信道；冲突集的公式为：
Ωk＝{i}；
s.t.
i∈K；
Figure FDA0003579591940000011
其中，Ωk表示复用用户k在约束条件i∈K且
Figure FDA0003579591940000012
成立时，对于复用用户i的集合；δ表示复用用户的同层干扰阈值；
Figure FDA0003579591940000013
和
Figure FDA0003579591940000014
分别表示复用用户k和复用用户i的发射功率，
Figure FDA0003579591940000015
表示复用用户k的发射端到接收端的信道增益，
Figure FDA0003579591940000016
表示复用用户i的发射端到复用用户k的接收端的信道增益；
S2、利用速率最大化准则计算各个复用用户的效用函数，求解出复用用户对子信道的第一偏好列表；步骤S2中效用函数的计算公式为：
Figure FDA0003579591940000017
Figure FDA0003579591940000018
其中，Uk(n,μ)表示复用用户k匹配子信道n的效用函数，μ表示匹配结果；B表示子信道带宽，
Figure FDA0003579591940000019
表示复用用户k在子信道n上的信干噪比；
Figure FDA00035795919400000110
表示复用用户k的发射功率；PM表示宏蜂窝用户m的发射功率；
Figure FDA00035795919400000111
表示复用用户i的发射功率；
Figure FDA00035795919400000112
表示复用用户k的发射端到其接收端的信道增益；
Figure FDA00035795919400000113
表示宏蜂窝用户m到复用用户k的接收端的信道增益；
Figure FDA0003579591940000021
表示复用用户i的发射端到复用用户k接收端的信道增益；
Figure FDA0003579591940000022
为资源复用因子，表示子信道n与复用用户i之间的分配关系，即
Figure FDA0003579591940000023
表示子信道n分配给复用用户i，
Figure FDA0003579591940000024
表示子信道n不分配给复用用户i；σ2表示加性高斯白噪声功率；
S3、利用干扰最小化准则计算所有复用用户在子信道上对宏蜂窝用户产生的干扰，求解出子信道对复用用户的第二偏好列表；步骤S3中复用用户在子信道上对宏蜂窝用户产生的干扰的计算公式为：
Figure FDA0003579591940000025
其中，
Figure FDA0003579591940000026
表示复用用户k在子信道n上对宏蜂窝用户造成的干扰；
Figure FDA0003579591940000027
表示复用用户k的发射功率，
Figure FDA0003579591940000028
表示复用用户k的发射端到复用用户m的接收端的信道增益；
S4、在保证宏蜂窝用户正常通信的情况下，以复用用户与其冲突集中的复用用户不被分配到同一子信道的前提下；采用一对多匹配方法，即一个子信道可以被多个复用用户同时复用，根据第一偏好列表和第二偏好列表，为复用用户分配子信道；
复用用户从步骤S2中求解出的第一偏好列表中选出第一个子信道作为该复用用户的首选信道，并向该子信道发送复用申请；该子信道接收到复用用户的复用申请后，将所有申请的复用用户加入候选复用用户集Cn，子信道根据当前的干扰余量以及第二偏好列表对候选复用用户集中的每一个复用用户做出信道决策，若该复用用户未被分配第一个子信道，则复用用户从第一偏好列表中选择下一个子信道发送复用申请，直到被分配子信道；
遍历所有的复用用户，将计算出的效用函数Uk(n,μ)和对应的复用用户k组成第一效用函数对(Uk(n,μ),k)，对第一效用函数对(Uk(n,μ),k)按照Uk(n,μ)从大到小排序，得到复用用户k对子信道的第一偏好列表Pk；
遍历所有的子信道，将计算出的
Figure FDA0003579591940000029
和对应的子信道n组成第一干扰对
Figure FDA0003579591940000031
对第一干扰对
Figure FDA0003579591940000032
按照
Figure FDA0003579591940000033
从小到大排序，并按照排序先后为复用用户设定优先级顺序；得到子信道n的第二偏好列表Pn；
所述子信道根据当前的干扰余量以及第二偏好列表对候选复用用户集中的每一个复用用户做出信道决策，具体过程如下：
S41、子信道n按照其第二偏好列表中的复用用户优先级顺序，依次为候选复用用户集Cn中的用户分配子信道，直到候选复用用户k在子信道n上对宏蜂窝用户造成的干扰
Figure FDA0003579591940000034
刚好小于或等于干扰余量
Figure FDA0003579591940000035
确认第t次匹配时子信道n的匹配情况μ(n)(t)；
S42、对μ(n)(t)中已分配子信道n的复用用户，判断其冲突集中的复用用户是否也被分配了子信道n，若否，则跳至下一步，否则判断复用用户的优先级是否大于其冲突集中被分配子信道n的复用用户，若是，则在μ(n)(t)中删除其冲突集中被分配子信道n的复用用户，否则从μ(n)(t)删除复用用户k；
S43、遍历所有的子信道，循环执行步骤S41～S42，得到第t次匹配时各个子信道的匹配情况μ(t)；
S44、判断t次匹配时各个子信道的匹配情况μ(t)与第t-1次匹配时各个子信道的匹配情况μ(t-1)的结果是否相同，若相同，则匹配结束，根据当前匹配情况μ(t)为复用用户分配信道；否则，返回步骤S43；
其中，所述子信道n的干扰余量的计算公式为：
Figure FDA0003579591940000036
其中，
Figure FDA0003579591940000037
表示子信道n上可容忍的最大干扰阈值，μ(n)表示已经分配了子信道n的复用用户。
CN201810505000.5A 2018-05-24 2018-05-24 异构网中基于一对多匹配的资源分配方法 Active CN108848562B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810505000.5A CN108848562B (zh) 2018-05-24 2018-05-24 异构网中基于一对多匹配的资源分配方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810505000.5A CN108848562B (zh) 2018-05-24 2018-05-24 异构网中基于一对多匹配的资源分配方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108848562A CN108848562A (zh) 2018-11-20
CN108848562B true CN108848562B (zh) 2022-05-31

Family

ID=64213365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810505000.5A Active CN108848562B (zh) 2018-05-24 2018-05-24 异构网中基于一对多匹配的资源分配方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108848562B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109768851B (zh) * 2019-01-18 2021-07-13 重庆邮电大学 一种scma下行系统中基于能效的资源分配方法
CN109803352B (zh) * 2019-03-08 2020-12-01 北京邮电大学 一种雾无线接入网络的资源调配方法和装置
CN111315019B (zh) * 2020-02-12 2023-02-21 南京邮电大学 Noma系统中基于信道噪声比改进的多用户-多载波匹配方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103260258A (zh) * 2013-05-10 2013-08-21 南京邮电大学 一种蜂窝终端直通系统中资源分配和资源复用联合方法
CN103596120A (zh) * 2013-10-23 2014-02-19 浙江大学 宏蜂窝和小蜂窝异构网络中的d2d通信方法
CN105451241A (zh) * 2015-12-30 2016-03-30 中国科学技术大学 异构网中基于干扰协调的最大最小公平性资源分配方法
CN106604401A (zh) * 2017-03-13 2017-04-26 重庆邮电大学 一种异构网络中的资源分配方法
CN106954269A (zh) * 2017-04-05 2017-07-14 南京邮电大学 D2D通信系统中的一种基于QoS的分簇信道分配方法
CN107396448A (zh) * 2017-08-15 2017-11-24 重庆邮电大学 一种异构网络中的资源分配方法
CN107484244A (zh) * 2017-08-01 2017-12-15 东南大学 一种QoS感知的蜂窝网络D2D通信频谱资源分配算法
CN107484180A (zh) * 2017-09-19 2017-12-15 重庆邮电大学 一种甚高频段下基于d2d通信的资源分配方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8600393B2 (en) * 2010-10-04 2013-12-03 Samsung Electronics Co. Ltd. Methods and apparatus for enabling interference coordination in heterogeneous networks
WO2013181542A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Interdigital Patent Holdings, Inc. Interference control for heterogeneous networks

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103260258A (zh) * 2013-05-10 2013-08-21 南京邮电大学 一种蜂窝终端直通系统中资源分配和资源复用联合方法
CN103596120A (zh) * 2013-10-23 2014-02-19 浙江大学 宏蜂窝和小蜂窝异构网络中的d2d通信方法
CN105451241A (zh) * 2015-12-30 2016-03-30 中国科学技术大学 异构网中基于干扰协调的最大最小公平性资源分配方法
CN106604401A (zh) * 2017-03-13 2017-04-26 重庆邮电大学 一种异构网络中的资源分配方法
CN106954269A (zh) * 2017-04-05 2017-07-14 南京邮电大学 D2D通信系统中的一种基于QoS的分簇信道分配方法
CN107484244A (zh) * 2017-08-01 2017-12-15 东南大学 一种QoS感知的蜂窝网络D2D通信频谱资源分配算法
CN107396448A (zh) * 2017-08-15 2017-11-24 重庆邮电大学 一种异构网络中的资源分配方法
CN107484180A (zh) * 2017-09-19 2017-12-15 重庆邮电大学 一种甚高频段下基于d2d通信的资源分配方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"D2D通信系统的干扰协调与资源优化";鲍鹏程;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)》;20140615;全文 *
"Network Selection and Channel Allocation for Spectrum Sharing in 5G Heterogeneous Networks";Najam Ul Hasan等;《 IEEE Access ( Volume: 4)》;20160225;全文 *
"R1-132069 Consideration of resource used and power setting for D2D communication";Alcatel-Lucent Shanghai Bell等;《3GPP TSG-RAN1 Meeting #73》;20130511;全文 *
"基于先进小区干扰协调技术的异构网络联合资源分配";张永忠等;《电讯技术》;20160630;全文 *
"异构网中D2D通信模式选择和资源分配研究";刘辉等;《电视技术》;20160531;全文 *
"异构网络中基于资源分配的功率控制算法";张新等;《计算机工程与设计》;20170630;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108848562A (zh) 2018-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6896712B2 (ja) 共有通信媒体上での共存のためのチャネル構成
CN108462950B (zh) 基于noma的d2d通信联合子信道与功率分配方法
CN102308652B (zh) 基于无线接口的接入点资源协商以及分配
CN105722236B (zh) 一种蜂窝网络中支持全双工d2d通信的资源分配方法
EP2713668B1 (en) Signaling to enable network controlled tethering of wireless devices
Khan et al. A novel fractional frequency reuse scheme for interference management in LTE-A HetNets
CN108235369B (zh) 异质网络中利用跨基站干扰协调来减轻干扰的方法与装置
CN105813129A (zh) 一种基于d2d分簇的资源分配方法
CN108848562B (zh) 异构网中基于一对多匹配的资源分配方法
CN111629352B (zh) 一种5G蜂窝网中基于Underlay模式的V2X资源分配方法
WO2016170719A1 (ja) 無線通信端末及び周波数割当方法
CN104796990A (zh) 蜂窝异构网络中基于功率控制的d2d资源分配方法
US8385247B2 (en) Communication systems and methods with resource management for overlapping multicast and broadcast service zones
KR101489704B1 (ko) 자원 스케줄링 방법, 스케줄러 및 기지국
CN104918207B (zh) 异构网络中基于频谱资源分配的多d2d通信资源分配方法
CN107484180B (zh) 一种甚高频段下基于d2d通信的资源分配方法
CN104618934B (zh) 一种基于吞吐量预测的整体优化中继节点选择方法
Ren et al. Resource allocation based on clustering algorithm for hybrid device-to-device networks
CN106162855B (zh) 结合子载波分配和功率控制的多d2d通信对资源分配方法
Wu et al. A novel coordinated spectrum assignment scheme for densely deployed enterprise LTE femtocells
CN106304267B (zh) 一种以用户为中心的虚拟小区选择方法
CN110839227A (zh) 蜂窝系统密集分布用户组的d2d资源分配方法及装置
CN107071911B (zh) 一种基于最大snr的虚拟小区载波分配方法
CN106131887B (zh) 基于串行干扰消除的分布式拓扑控制方法
CN115361725A (zh) 一种引入社交域信息的多跳d2d通信中的中继选择方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240809

Address after: 401135 No. 19, Zhuoyue Road, Longxing Town, Yubei District, Chongqing (cluster registration)

Patentee after: Chongqing Shuiqi Smart Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 400065 Chongwen Road, Nanshan Street, Nanan District, Chongqing

Patentee before: CHONGQING University OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS

Country or region before: China

Patentee before: CHONGQING INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING CO.,LTD.

TR01 Transfer of patent right