一种正交频分网络的协作资源分配方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种正交频分网络的协作资源分配方法及装置，该方法包括：在将每个正交频分网络协作小区簇的中心用户设备的总数据传输速率设置为大于所述中心用户设备的数据传输速率门限的情况下，以所述正交频分网络协作小区簇中所有基站的数据传输总吞吐量为限，基于所述每个小区基站的失能因子，设置所述中心用户设备的载波功率，及所述边缘用户设备的载波功率。本发明专利技术以最大化系统吞吐量为目标，在保证小区中心用户设备总数据速率满足一定约束条件下，提升小区边缘用户设备系统性能。

【技术实现步骤摘要】
一种正交频分网络的协作资源分配方法及装置
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种正交频分网络的协作资源分配方法及装置。
技术介绍
正交频分多址接入技术作为正交频分网络中的关键技术，已被第四代移动通信(4G，the4thGenerationmobilecommunication)系统广泛应用。一方面，由于正交频分网络的无线基站部署在开放的环境中，容易受到网络攻击，失去服务能力；另一方面，正交频分网络的相邻小区间的同频干扰严重制约4G系统性能。因此亟需研究在网络攻击情况下，正交频分网络中的协作资源管理算法。现有的正交频分网络中的协作资源管理算法可以分为两种：一种是协作簇基站联合服务小区用户，该方法对基站间协作同步联合处理的要求较高；另一种协作方法，即基站间处于协作模式，每个基站只服务自己小区的用户。但现有的协作方法并未考虑到基站受到网络攻击。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种正交频分网络的协作资源分配方法及装置，克服现有的正交频分网络的协作资源分配方法并未考虑到基站受到网络攻击的缺陷。本专利技术采用的技术方案是，所述正交频分网络的协作资源分配方法，包括：基于正交频分网络协作小区簇中所有用户设备的参考信号接收功率RSRP测量值，将所述所有用户设备划分为中心用户设备和边缘用户设备；根据所述中心用户设备的数据传输速率需求，设置所述中心用户设备的数据传输速率门限；获取所述正交频分网络协作小区簇中每个小区基站的失能因子；在将每个正交频分网络协作小区簇的中心用户设备的总数据传输速率设置为大于所述中心用户设备的数据传输速率门限的情况下，以所述正交频分网络协作小区簇中所有基站的数据传输总吞吐量为限，基于所述每个小区基站的失能因子，设置所述中心用户设备的载波功率，及所述边缘用户设备的载波功率。进一步的，所述基于正交频分网络协作小区簇中所有用户设备的参考信号接收功率RSRP测量值，将所述所有用户设备划分为中心用户设备和边缘用户设备，包括：在正分频分网络中生成所述正分频分网络协作小区簇；在公共频带中，测量所述正交频分网络协作小区簇中所有用户设备的RSRP，得到所有用户设备的RSRP测量值；将所述RSRP测量值大于第一设定值的用户设备设置为所述中心用户设备；将所述RSRP测量值小于或等于第一设定值的用户设备设置为所述边缘用户设备。进一步的，在所述设置所述中心用户设备的数据传输速率门限之前，所述方法还包括：将所述正交频分网络协作小区簇中各基站间的所述中心用户设备复用相同的频率资源，并将所述正交频分网络协作小区簇中各基站间的所述边缘用户设备使用的频带设置为正交状态。进一步的，所述基站的失能因子为在所述正交频分网络协作小区簇中所述基站的各个载波资源被网络攻击的情形下，所述基站瘫痪失去服务能力的概率。进一步的，所述在将每个正交频分网络协作小区簇的中心用户设备的总数据传输速率设置为大于所述中心用户设备的数据传输速率门限的情况下，以所述正交频分网络协作小区簇中所有基站的数据传输总吞吐量为限，基于所述每个小区基站的失能因子，设置所述中心用户设备的载波功率，及所述边缘用户设备的载波功率，包括：步骤B1，在将每个正交频分网络协作小区簇的中心用户设备的总数据传输速率设置为大于所述中心用户设备的数据传输速率门限，及所述正交频分网络协作小区簇中所有基站的数据传输总吞吐量为最大的情况下，设置将所述正交频分网络协作小区簇中的功率资源分配给所述中心用户设备和所述边缘用户设备的目标函数；步骤B2，计算所述目标函数的拉格朗日函数；步骤B3，对所述目标函数的拉格朗日函数进凸优化求解，得到所述正交频分网络协作小区簇中第m个基站与所述中心用户设备在子载波n上通信的发射功率及所述正交频分网络协作小区簇中第m个基站与所述边缘用户设备在子载波n’上通信的发射功率所述所述其中，所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第m个基站中分配给所述中心用户设备的载波集合；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第m个基站中分配给所述边缘用户设备的载波集合；所述M为所述正交频分网络协作小区簇中的基站集合；所述其中，所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第m个基站在第n个子载波上的失能因子；所述其中，所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第m个基站在第n'个子载波上的失能因子；所述λc、所述λe和所述β为非负的拉格朗日因子；所述所述所述所述σ2为热噪声；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第j个基站在第n个子载波上的发射功率；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第j个基站到所述中心用户k(m,n)在第n个子载波的信道增益；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第m个基站到所述边缘用户k(m,n')在第n'个子载波的信道增益；所述其中，所述其中，所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第j个基站在第n个子载波上的失能因子；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第m个基站到所述中心用户k(j,n)在第n个子载波的信道增益；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第l个基站到所述中心用户k(j,n)在第n个子载波的信道增益；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第l个基站在第n个子载波上的发射功率；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第j个基站中的中心用户k(j,n)在第n个子载波上的信噪比；所述k(m,n)为所述正交频分网络协作小区簇中的第m个基站中在第n个子载波通信的用户；步骤B4，通过所述λc、所述λe和所述β以设定的迭代步长和设定的迭代步数，对所述正交频分网络协作小区簇中第m个基站与所述中心用户设备在子载波n上通信的发射功率及所述正交频分网络协作小区簇中第m个基站与所述边缘用户设备在子载波n’上通信的发射功率进行迭代计算，得到所述中心用户设备的载波功率，及所述边缘用户设备的载波功率。本专利技术还提供一种正交频分网络的协作资源分配装置，包括：划分模块，用于基于正交频分网络协作小区簇中所有用户设备的参考信号接收功率RSRP测量值，将所述所有用户设备划分为中心用户设备和边缘用户设备；门限模块，用于根据所述中心用户设备的数据传输速率需求，设置所述中心用户设备的数据传输速率门限；失能因子模块，用于获取所述正交频分网络协作小区簇中每个小区基站的失能因子；设置模块，用于在将每个正交频分网络协作小区簇的中心用户设备的总数据传输速率设置为大于所述中心用户设备的数据传输速率门限的情况下，以所述正交频分网络协作小区簇中所有基站的数据传输总吞吐量为限，基于所述每个小区基站的失能因子，设置所述中心用户设备的载波功率，及所述边缘用户设备的载波功率。进一步的，所述划分模块，具体用于：在正分频分网络中生成所述正分频分网络协作小区簇；在公共频带中，测量所述正交频分网络协作小区簇中所有用户设备的RSRP，得到所有用户设备的RSRP测量值；将所述RSRP测量值大于第一设定值的用户设备设置为所述中心用户设备；将所述RSRP测量值小于或等于第一设定值的用户设备设置为所述边缘用户设备。进一步的，所述装置还包括：资源分配模块，用于在所述门限模块设置所述中心用户设备的数据传输速率门限之前，将所述正交频分网络协作小区簇中各基站间的所述中心用户设备复用相同的频率资源，并将所述正交频分网络协作小区簇中各基站间的所述边缘用户设备使用的频带设置为正交状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正交频分网络的协作资源分配方法，其特征在于，包括：基于正交频分网络协作小区簇中所有用户设备的参考信号接收功率RSRP测量值，将所述所有用户设备划分为中心用户设备和边缘用户设备；根据所述中心用户设备的数据传输速率需求，设置所述中心用户设备的数据传输速率门限；获取所述正交频分网络协作小区簇中每个小区基站的失能因子；在将每个正交频分网络协作小区簇的中心用户设备的总数据传输速率设置为大于所述中心用户设备的数据传输速率门限的情况下，以所述正交频分网络协作小区簇中所有基站的数据传输总吞吐量为限，基于所述每个小区基站的失能因子，设置所述中心用户设备的载波功率，及所述边缘用户设备的载波功率。

【技术特征摘要】
1.一种正交频分网络的协作资源分配方法，其特征在于，包括：基于正交频分网络协作小区簇中所有用户设备的参考信号接收功率RSRP测量值，将所述所有用户设备划分为中心用户设备和边缘用户设备；根据所述中心用户设备的数据传输速率需求，设置所述中心用户设备的数据传输速率门限；获取所述正交频分网络协作小区簇中每个小区基站的失能因子；在将每个正交频分网络协作小区簇的中心用户设备的总数据传输速率设置为大于所述中心用户设备的数据传输速率门限的情况下，以所述正交频分网络协作小区簇中所有基站的数据传输总吞吐量为限，基于所述每个小区基站的失能因子，设置所述中心用户设备的载波功率，及所述边缘用户设备的载波功率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于正交频分网络协作小区簇中所有用户设备的参考信号接收功率RSRP测量值，将所述所有用户设备划分为中心用户设备和边缘用户设备，包括：在正分频分网络中生成所述正分频分网络协作小区簇；在公共频带中，测量所述正交频分网络协作小区簇中所有用户设备的RSRP，得到所有用户设备的RSRP测量值；将所述RSRP测量值大于第一设定值的用户设备设置为所述中心用户设备；将所述RSRP测量值小于或等于第一设定值的用户设备设置为所述边缘用户设备。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述设置所述中心用户设备的数据传输速率门限之前，所述方法还包括：将所述正交频分网络协作小区簇中各基站间的所述中心用户设备复用相同的频率资源，并将所述正交频分网络协作小区簇中各基站间的所述边缘用户设备使用的频带设置为正交状态。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站的失能因子为在所述正交频分网络协作小区簇中所述基站的各个载波资源被网络攻击的情形下，所述基站瘫痪失去服务能力的概率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在将每个正交频分网络协作小区簇的中心用户设备的总数据传输速率设置为大于所述中心用户设备的数据传输速率门限的情况下，以所述正交频分网络协作小区簇中所有基站的数据传输总吞吐量为限，基于所述每个小区基站的失能因子，设置所述中心用户设备的载波功率，及所述边缘用户设备的载波功率，包括：步骤B1，在将每个正交频分网络协作小区簇的中心用户设备的总数据传输速率设置为大于所述中心用户设备的数据传输速率门限，及所述正交频分网络协作小区簇中所有基站的数据传输总吞吐量为最大的情况下，设置将所述正交频分网络协作小区簇中的功率资源分配给所述中心用户设备和所述边缘用户设备的目标函数；步骤B2，计算所述目标函数的拉格朗日函数；步骤B3，对所述目标函数的拉格朗日函数进凸优化求解，得到所述正交频分网络协作小区簇中第m个基站与所述中心用户设备在子载波n上通信的发射功率及所述正交频分网络协作小区簇中第m个基站与所述边缘用户设备在子载波n’上通信的发射功率所述所述其中，所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第m个基站中分配给所述中心用户设备的载波集合；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第m个基站中分配给所述边缘用户设备的载波集合；所述M为所述正交频分网络协作小区簇中的基站集合；所述其中，所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第m个基站在第n个子载波上的失能因子；所述其中，所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第m个基站在第n'个子载波上的失能因子；所述λc、所述λe和所述β为非负的拉格朗日因子；所述所述所述所述σ2为热噪声；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第j个基站在第n个子载波上的发射功率；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第j个基站到所述中心用户k(m,n)在第n个子载波的信道增益；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第m个基站到所述边缘用户k(m,n')在第n'个子载波的信道增益；所述其中，所述其中，所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第j个基站在第n个子载波上的失能因子；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第m个基站到所述中心用户k(j,n)在第n个子载波的信道增益；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第l个基站到所述中心用户k(j,n)在第n个子载波的信道增益；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第l个基站在第n个子载波上的发射功率；所述为所述正交频分网络协作小区簇中的第j个基站中的中心用户k(j,n)在第n个子载波上的信噪比；所述k(m,n)为所述正交频分网络协作小区簇中的第m个基站中在第n个子载波通信的用户；步骤B4，通过所述λc、所述λe和所述β以设定的迭代步长和设定的迭代步数，对所述正交频分网络协作小区簇中第m个基站与所述中心用户设备在子载波n上通信的发射功率及所述正交频分网络协作小区簇中第m...

【专利技术属性】
技术研发人员：张纬栋，王文生，秦智超，张平，牟超，赵晶，周春华，章扬，薛斯达，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司电子科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11