The invention discloses a network resource allocation method to protect users' QoS requirements in super dense networks. The method divides resource allocation process into initial resource allocation stage and compensation allocation stage. In the initial phase of resource allocation, microcell base station will be the optimal resource blocks are allocated to users according to the greedy algorithm, if the optimal resource block occupied is assigned suboptimal resource blocks and mark users for Level 1 users. If the rate of users in the resource block does not satisfy the QoS requirement of the user, the user will be directly labeled as Level 2 users. In the compensation stage, in the remaining available resource blocks according to the principle of optimal allocation of resources optimal priority to block Level until all Level 2 users, 2 users can meet the requirement of QoS. The base station then remaining resource blocks are allocated to the Level 1 users as some compensation, until all 1 Level users complete the compensation or no residual resource blocks available. This method can ensure the user's QoS requirements while maximizing the throughput of the system, and can be applied to the resource allocation in the ultra dense network.
【技术实现步骤摘要】
超密集网络中保障用户QoS需求的网络资源分配方法
本专利技术属于无线通信领域,涉及一种超密集网络中保障用户QoS需求的网络资源分配方法。
技术介绍
近年来,越来越多的通信设备接入网络中,使得整个网络结构变得庞大而复杂,同时用户对数据流量的需求呈现爆炸性增长,无线网络也将面临着巨大的挑战。在超密集网络中,通过将微小区基站密集部署在小区中,可以提高无线网络的系统容量。然而由于大量基站的密集部署,使得网络中干扰问题日趋严重,资源分配不合理的问题也亟待解决。在频率分配方面,正交频分复用(OFDM)可以保证小区内各用户之间的正交性,从而有效地避免用户间的干扰,同时还能实现很高的小区容量。传统的频谱资源分配方法,如基于频谱资源分配的贪婪算法,根据用户在相互正交的子信道上的接收信干噪比(SINR)为用户分配增益最高的子信道来进行信息传输,从而达到最大化网络吞吐量的目的。在功率分配方面,基站发射的功率越大,可能产生的干扰就越大,因此功率控制也是解决超密集网络中干扰的重要手段。传统的功率资源分配方法,如基于注水算法的功率控制算法可以有效地利用高质量的信道,提高系统容量。然而,以上这些资源分配算法却忽视了用户的公平性,往往使得一些处于小区边缘位置的用户速率不到QoS需求,甚至得不到正常的服务。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种超密集网络中保障用户QoS需求的网络资源分配方法,实现本专利技术目的的技术解决方案为:一种超密集网络中保障用户QoS需求的网络资源分配方法。该方法将网络资源分配过程分为初始资源分配阶段和补偿分配阶段,所述方法包括以下步骤:步骤1中初始资源 ...
【技术保护点】
一种超密集网络中保障用户QoS需求的网络资源分配方法,其特征在于,包括初始资源分配阶段和补偿分配阶段,具体包括以下步骤:步骤1、在资源初始分配阶段,基站首先计算用户在资源块上的接收SINR的大小,然后根据贪婪算法分配最优资源块给用户,而没有分到最优资源块的用户则分配次优资源块并标记该用户为Level‑1用户;同时计算用户速率是否达到QoS需求,若没有则将用户标记为Level‑2用户;步骤2、在补偿资源阶段,为了保障用户的QoS需求,基站将剩余可用资源块优先补偿分给Level‑2用户,直到所有Level‑2用户的用户速率满足QoS要求;然后基站再将余下的资源块分配给Level‑1用户作为补偿,直到所有Level‑1用户全部补偿完毕或者所有可用资源块分配完毕。
【技术特征摘要】
1.一种超密集网络中保障用户QoS需求的网络资源分配方法,其特征在于,包括初始资源分配阶段和补偿分配阶段,具体包括以下步骤:步骤1、在资源初始分配阶段,基站首先计算用户在资源块上的接收SINR的大小,然后根据贪婪算法分配最优资源块给用户,而没有分到最优资源块的用户则分配次优资源块并标记该用户为Level-1用户;同时计算用户速率是否达到QoS需求,若没有则将用户标记为Level-2用户;步骤2、在补偿资源阶段,为了保障用户的QoS需求,基站将剩余可用资源块优先补偿分给Level-2用户,直到所有Level-2用户的用户速率满足QoS要求;然后基站再将余下的资源块分配给Level-1用户作为补偿,直到所有Level-1用户全部补偿完毕或者所有可用资源块分配完毕。2.根据权利要求1所述的超密集网络中保障用户QoS需求的网络资源分配方法,其特征在于,步骤1中初始资源分配阶段具体为:步骤1-1基站定义为超密集网络中密集分布的微小区基站,包括家庭基站“FemtocellBaseStation”、微微小区基站“PicoBaseStation”以及其他接入节点;RB(ResourceBlock)表示资源块,RBk表示第k个资源块。基站采用OFDM技术,可分配K个相互正交的资源块,用ΦRB={1,2,...,k,...,K}表示K个资源块集合,ΦRB'表示基站在资源块分配过程中的剩余可用资源块集合且初始化ΦRB'=ΦRB;规定一个资源块最多只能分配给一个用户,一个用户可同时获得多个资源块。对用户m在第k个资源块RBk上的接收SINR的定义具体描述为:其中,表示基站j和其他非j基站在资源块RBk上的发送功率;分别表示在资源块RBk上,从基站j和非j基站到用户m的信道增益;σ2代表加性高斯白噪声“AWGN”的方差;对最优资源块的定义具体描述为:分别计算用户m在K个资源块上的接收SINR,即然后找出使用户接收SINR最大的资源块,即那么资源块RBk*则称为基站分配给用户m的最优资源块;对次优资源块的定义具体描述为:由于同一个资源块最多只能分配给一个用户,当两个用户m,n期望得到的最优资源块RBk*相同时,比较两个用户在此RBk*上的接收SINR,将RBk*分配给SINR相对大的用户m,而另一个用户n则在剩余可用资源块中找到使接收SINR最大的资源块RBk',k∈ΦRB';此时对于用户n来说,所以称资源块RBk'为用户n的次优资源块;若用户最优资源块被占用,则在剩余可用资源块中分配次优资源块给用户;对用户的QoS需求的定义具体描述为:当用户在资源块上获得的速率大于用户最低通信需求速率时,即可认为此次对用户的资源分配满足用户QoS需求;对用户最低通信需求速率的定义具体描述为:能够支持用户基本的通信、视频、上网业务的最低速率定义为用户最低通信...
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