一种雾无线接入网络的资源调配方法和装置制造方法及图纸

技术编号:21205988 阅读:30 留言:0更新日期:2019-05-25 03:06
本申请公开了一种雾无线接入网络的资源调配方法,首先确定待调配的接入雾接入节点(F‑AP)的用户设备(FUE)在请求接入不同F‑AP时的信号强度,然后计算不同F‑AP到各个FUE的接入因子,根据接入因子大小及F‑AP可服务用户数量限制为各个FUE选择最合适的F‑AP进行接入。每个F‑AP根据各FUE请求文件时的信号强度和接入因子,确定调配优先级顺序。当资源有限无法调配所有请求的FUE时,采用非正交多址接入技术(NOMA)来服务未被调配的FUE,确定这些未能调配的FUE和已经调配的接入远程无线单元(RRH)的用户设备(RUE)如何进行配对完成信道复用,并对相同F‑AP下的FUE采用相同的资源块但配置不同的合适功率发送。应用本专利,可以进一步提高小区的频谱效率,节省平均调配时间,支持更多的UE同时被服务。

A Resource Allocation Method and Device for Fog Wireless Access Network

This application discloses a resource allocation method for fog wireless access network. Firstly, the signal strength of the user equipment (FUE) of the deployed access fog access node (F_AP) when requesting access to different F_AP is determined, then the access factors of different F_AP to each FUE are calculated, and the most suitable F_AP is selected for each FUE according to the size of the access factor and the number of F_AP serviceable users. Enter. Each F_AP determines the priority order of allocation according to the signal strength and access factor of each FUE request file. When limited resources are unable to allocate all requested FUEs, non-orthogonal multiple access technology (NOMA) is used to service the unassigned FUEs. It determines how these unassigned FUEs and the deployed user equipment (RUE) that access the remote radio unit (RRH) can be paired to achieve channel multiplexing, and uses the same resource block but allocates different appropriate power transmission for the FUE under the same F_AP. The application of this patent can further improve the spectral efficiency of the cell, save the average allocation time, and support more UEs to be served at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种雾无线接入网络的资源调配方法和装置
本申请涉及雾无线接入网技术,特别涉及一种雾无线接入网络的资源调配方法和装置。
技术介绍
目前,无线接入网(RAN,RadioAccessNetwork)的调度方法包括:根据调度算法计算出每个用户设备(UE,UserEquipment)的优先级,然后根据各个UE的优先级对UE进行排序实行用户调度和资源分配。目前,雾无线接入网(FogRadioAccessNetwork,F-RAN)作为新兴无线接入网的一种形式被广泛关注。特别地,F-RAN可以在接入网对用户文件请求进行处理。具体雾无线接入网的系统框图如图1所示。在雾无线接入网中,传统的RRH通过结合边缘存储,协作无线信号处理(CRSP)和协同无线资源管理(CRRM)功能演进为雾无线接入节点(F-AP),通过前传链路与云端相连。与云无线接入网(C-RAN)相同的是,云端BBU池通过集中式大规模协同多点传输技术(CoMP)对用户请求的业务进行联合处理与调度,抑制F-AP与高功率节点(HPN)之间的跨层干扰。与C-RAN不同的是,由于部分CRSP和CRRM功能被迁移到F-AP和雾接入用户设备(F-UE)中,且用户可以通过边缘设备的受限缓存直接获得数据业务而无需通过BBU池的集中式缓存,这一技术缓解了前传链路和BBU池的开销负担,并降低了传输时延。由于F-RAN由C-RAN演变而来,其完全兼容其他5G系统,一些先进技术都可以直接利用到F-RAN中来,因此,本申请关注于F-RAN中的传输模式选择和资源分配方法两方面,并致力于找到一种低复杂度,高精确度,有效的资源调配联合算法。在现有的雾无线接入网中,根据移动速度,通信距离,用户设备和接入节点的位置,用户所需服务质量需求以及接入节点的处理和缓存能力等信息参数,为用户选择接入模式的方式包括四种:设备到设备(D2D)与中继模式,本地分布式协作模式(F-RAN模式),全局C-RAN模式与HPN模式。现有资源调度方法主要集中于D2D技术,利用小区分裂增益来提升网络容量,扩展网络覆盖。但信道复用对于吞吐量提升的限制,模式选择与资源分配的分离使得网络系统性能提升并不显著。因此,上述的资源调配方法中优先级的计算涉及到各个UE的信道条件,历史信道状态信息(CSI,ChannelStateInformation)以及业务属性等参数调整的影响,没有考虑到资源的有限性以及F-RAN中雾无线接入节点(F-AP)的存储、计算和处理能力的运用。同时,上述资源分配方法是在模式选择确定之后进行的,且不能最大化资源利用率,即当用户与资源一一对应后则不可发生改变,如当用户某时刻无请求业务时,为其分配的资源将会浪费。故现有资源分配方法不能自适应的根据网络环境的改变做出相应的调整,无法使系统的能量效率达到最大化。因此,现有技术中的资源调配技术无法保证用户UE的传输速率,尤其对于有限的资源服务多个用户时的情况,无法实现提高用户服务速率、系统能量效率与保证用户服务质量(QoS,QualityofService)及用户公平性(Fairness)不下降的均衡。
技术实现思路
本申请提供一种雾无线接入网络的资源调配方法和装置,能够在资源分配时考虑到资源的有限性以及充分利用F-AP的存储、计算和处理能力,更合理地进行资源分配。为实现上述目的,本申请采用如下技术方案:一种雾无线接入网络的资源调配方法,包括:确定待调配的接入F-AP的用户设备FUE在请求接入时的信号强度;其中,所述信号强度为信号功率值或信干噪比;为各所述FUE选择接入节点,包括:确定不同F-AP到FUE的接入因子x=R-μR;其中,每个FUE接入对应F-AP的服务速率R满足条件R≥μR,R为UE的目标服务速率,0<μ<1,根据所述UE所在环境设置μ的取值;每个F-AP根据各FUE请求文件时的信号强度和接入因子,确定FUE的调配优先级顺序;其中,当不同FUE的所述接入因子相同时,所述信号强度越强,FUE的优先级越高;当不同FUE的所述信号强度相同时,所述接入因子越大,FUE的优先级越高;按照各待调配FUE的优先级由高到低的顺序,进行用户接入及资源分配。较佳地,所述每个F-AP确定各待调配FUE优先级排序包括:根据各所述待调配FUE的接入因子计算各FUE的业务影响因子,将所述FUE的信号强度和业务影响因子的乘积作为各所述待调配FUE的接入模式选择因子;每个F-AP将各所述待调配FUE的接入模式选择因子按照大小进行排序,并将排序结果作为各所述FUE的优先级排序结果;其中,所述接入因子越大,所述业务影响因子越大。较佳地,当资源有限,无法调配所有请求的FUE时,允许F-AP采用非正交多址接入技术NOMA来服务多个FUE。较佳地,确定未调配的FUE接入的F-AP,并且确定未调配的FUE与已调配的接入RRH的RUE的配对方式,以使用与所述已调配的RUE相同的信道,并对相同F-AP下的FUE采用相同的资源块但配置不同的功率发送;其中,所述对已调配的RUE和未调配的FUE进行配对,具体为FUE间的信道复用配对,包括:a、对应每个已调配的RUE,计算选择各个未调配的FUE进行信道复用时该RUE的效用函数,并按照效用函数的大小对未调配的FUE进行排序,构成该已调配RUE的偏好列表;其中,已调配RUE的效用函数定义为:当自身与一未调配FUE进行信道复用时所受到的来自信道复用的附加干扰;对应每个未调配的FUE,计算复用各个已调配RUE所占用的信道时自身的效用函数,并按照效用函数的大小对可进行信道复用的已调配的RUE进行排序,构成该未调配FUE的偏好列表;其中,未调配UE的效用函数定义为:当自身复用一已调配RUE所占用的信道时所获得的数据速率;b、将所有未调配的FUE作为请求信道复用的FUE;c、所有请求信道复用的FUE向各自偏好列表中对应排序最高的已调配的RUE发送信道复用请求;d、对应每个已调配的RUE,选择当前复用的未调配FUE和下一次请求信道复用的未调配的FUE;其中,对于任一已调配的RUE,确定整个申请复用流程中接收的所有请求对应的未调配的FUE在自身偏好列表中的排序位置,按照确定的排序位置选择对应最大的N个效用函数的未调配的FUE,作为自身当前的复用结果,将未选择的申请复用的FUE作为下一次请求复用的FUE;N为可以与任一已调配的RUE复用同一信道的最大未调配FUE数;e、所有下一次请求信道复用的未调配的FUE从各自的偏好列表中将对应拒绝其申请的已调配的RUE删除,返回步骤c,直到不存在下一次请求复用的未调配的UE或者循环次数超过设定的阈值。较佳地,以已调配的RUE的能量效率最大化为优化目标对相同F-AP下的FUE采用相同的资源块但配置不同的功率发送;其中,所述功率分配的方法包括:在进行所述信道复用后,根据信道复用结果进行所述功率分配;或者,所述信道复用的方法包括:在进行所述功率分配后,根据功率分配结果进行所述信道复用。一种雾无线接入网络的资源调配装置,包括:信号强度确定单元、接入节点选择单元、优先级排序单元和资源分配单元;所述信号强度确定单元,用于确定待调配的UE在请求接入时的信号强度;其中,所述信号强度为信号功率值或信干噪比;所述接入节点选择单元,用于为各本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种雾无线接入网络的资源调配方法,其特征在于,包括:确定待调配的接入F‑AP的用户设备FUE在请求接入时的信号强度;其中,所述信号强度为信号功率值或信干噪比;为各所述FUE选择接入节点,包括:确定不同F‑AP到FUE的接入因子x=R‑μR;其中,每个FUE接入对应F‑AP的服务速率R满足条件R≥μR,R为UE的目标服务速率,0<μ<1,根据所述UE所在环境设置μ的取值;每个F‑AP根据各FUE请求文件时的信号强度和接入因子,确定FUE的调配优先级顺序;其中,当不同FUE的所述接入因子相同时,所述信号强度越强,FUE的优先级越高;当不同FUE的所述信号强度相同时,所述接入因子越大,FUE的优先级越高;按照各待调配FUE的优先级由高到低的顺序,进行用户接入及资源分配。

【技术特征摘要】
1.一种雾无线接入网络的资源调配方法,其特征在于,包括:确定待调配的接入F-AP的用户设备FUE在请求接入时的信号强度;其中,所述信号强度为信号功率值或信干噪比;为各所述FUE选择接入节点,包括:确定不同F-AP到FUE的接入因子x=R-μR;其中,每个FUE接入对应F-AP的服务速率R满足条件R≥μR,R为UE的目标服务速率,0<μ<1,根据所述UE所在环境设置μ的取值;每个F-AP根据各FUE请求文件时的信号强度和接入因子,确定FUE的调配优先级顺序;其中,当不同FUE的所述接入因子相同时,所述信号强度越强,FUE的优先级越高;当不同FUE的所述信号强度相同时,所述接入因子越大,FUE的优先级越高;按照各待调配FUE的优先级由高到低的顺序,进行用户接入及资源分配。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述每个F-AP确定各待调配FUE优先级排序包括:根据各所述待调配FUE的接入因子计算各FUE的业务影响因子,将所述FUE的信号强度和业务影响因子的乘积作为各所述待调配FUE的接入模式选择因子;每个F-AP将各所述待调配FUE的接入模式选择因子按照大小进行排序,并将排序结果作为各所述FUE的优先级排序结果;其中,所述接入因子越大,所述业务影响因子越大。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当资源有限,无法调配所有请求的FUE时,允许F-AP采用非正交多址接入技术NOMA来服务多个FUE。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,确定未调配的FUE接入的F-AP,并且确定未调配的FUE与已调配的接入RRH的RUE的配对方式,以使用与所述已调配的RUE相同的信道,并对相同F-AP下的FUE采用相同的资源块但配置不同的功率发送;其中,所述对已调配的RUE和未调配的FUE进行配对,具体为FUE间的信道复用配对,包括:a、对应每个已调配的RUE,计算选择各个未调配的FUE进行信道复用时该RUE的效用函数,并按照效用函数的大小对未调配的FUE进行排序,构成该已调配RUE的偏好列表;其中,已调配RUE的效用函数定义为:当自身与一未调配FUE进行信道复用时所受到的来自信道复用的附加干扰;对应每个未调配的FUE,计算复用各个已调配RUE所占用的信道时自身的效用函数,并按照效用函数的大小对可进行信道复用的已调配的RUE进行排序,构成该未调配FUE的偏好列表;其中,未调配UE的效用函数定义为:当自身复用一已调配RUE所占用的信道时所获得的数据速率;b、将所有未调配的FUE作为请求信道复用的FUE;c、所有请求信道复用的FUE向各自偏好列表中对应排序最高的已调配的RUE发送信道复用请求;d...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭木根曹雪妍刘雅琼闫实
申请(专利权)人:北京邮电大学
类型:发明
国别省市:北京,11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1