基于网络切片的非正交多址接入系统资源分配方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于网络切片的非正交多址接入系统下行资源分配方法、介质、设备及装置，其中方法包括：获取多个用户发起的业务请求，其中，每个用户的业务请求包括对应的业务类型和信道状态信息；根据用户的业务类型为该用户分配相应的网络切片；将每个网络切片中所有用户对应的信道状态信息输入到预先构建好的资源分配模型，以便通过资源分配模型生成相应的子信道分配信息和功率调整信息，并根据子信道分配信息和功率调整信息进行多域资源分配；能够在不同网络切片场景下对用户进行资源的差异化分配，提高切片用户接入数和实现系统频谱效率与能量效率最大化的权衡。统频谱效率与能量效率最大化的权衡。统频谱效率与能量效率最大化的权衡。

【技术实现步骤摘要】
基于网络切片的非正交多址接入系统资源分配方法及装置


[0001]本专利技术涉及移动通信
，特别涉及一种基于网络切片的非正交多址接入系统下行资源分配方法、一种计算机可读存储介质、一种计算机设备以及一种基于网络切片的非正交多址接入系统下行资源分配装置。

技术介绍

[0002]网络切片是根据不同业务应用将物理网络切成多张相互独立的逻辑网络。在移动通信网络切片为用户分配资源时，目前大多仅涉及时域和频域来考虑。随着移动用户数量的急剧增加，频率资源显得愈来愈匮乏。鉴于此，NOMA(Non
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orthogonal Multiple
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access，非正交多址接入技术)在移动通信中的应用引起了研究人员的关注。NOMA是用户可将信号叠加在同一频谱上同时进行传输。通过这种频率资源复用方法，可以进一步提高移动通信系统的频谱效率。因此，在未来的B5G移动通信中，将网络切片与NOMA的结合，能够实现比4G移动通信的OMA(Orthogonal Multiple
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Access，正交多址接入技术)更高的频谱效率。让更多用户接入网络的同时，实现业务需求的差异化服务。
[0003]本专利技术提出了一种基于网络切片的非正交多址接入系统下行资源分配方法及装置，该方法在满足网络切片用户的QoS需求的前提下，通过对不同网络切片用户功率的差异化分配，提升切片用户接入数和实现系统频谱效率与能量效率最大化的权衡。
[0004]专利技术内
[0005]本专利技术的首要目的在于提出一种基于网络切片的非正交多址接入系统下行资源分配方法，能够对移动通信网络的不同网络切片中基站的用户下行功率粒度进行差异化设置，提高切片用户接入数和实现频谱效率与能量效率最大化的权衡。
[0006]本专利技术的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
[0007]本专利技术的第三个目的在于提出一种计算机设备。
[0008]本专利技术的第四个目的在于提出一种基于网络切片的NOMA系统下行资源分配装置。
[0009]为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种基于网络切片的NOMA系统下行资源分配方法，包括以下步骤：基站获取多个用户发起的业务请求，其中，每个用户的业务请求包括对应的业务类型和信道状态信息；根据用户的业务类型为该用户分配相应的网络切片；将每个网络切片中所有用户的信道状态作为DDQN(Double Deep Q
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learning Network,深度双Q网络)模型的输入，通过梯度下降迭代更新该模型中的参数，从而生成最优的子信道分配和功率调整决策信息，并根据所述子信道分配信息和所述功率调整信息进行资源分配。
[0010]根据本专利技术实施例的基于网络切片的非正交多址接入系统下行资源分配方法，首先，获取多个用户发起的业务请求，其中，每个用户的业务请求包括对应的业务类型和信道状态信息；接着，用户根据其业务类型接入相应的网络切片；然后，将每个网络切片中所有用户对应的信道状态信息作为DDQN模型的输入，以便通过该模型输出相应的子信道分配信息和功率调整的决策信息，并据此进行资源分配；从而实现在网络切片场景下对用户进行
功率粒度的差异化调整，提高切片用户接入数和实现频谱效率与能量效率最大化的权衡。
[0011]另外，根据本专利技术上述实施例提出的基于网络切片的非正交多址接入系统下行资源分配方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0012]可选地，在根据用户的业务请求为该用户分配相应的网络切片之后，还包括：获取每个网络切片所对应的用户数量，并根据每个网络切片的用户数量对该网络切片用户进行子信道分配。
[0013]可选地，所述资源分配模型根据以下公式构建：
[0014][0015][0016][0017]其中，R
tot
定义为整个系统的频谱效率，B为系统带宽,K表示子信道数，M表示子信道上复用的用户数。α
k,l,n
表示子信道k是否分配给了网络切片l下用户n，p
k,l,n
为子信道k上网络切片l下用户n的传输功率，h
k,l,n
则是子信道k上网络切片l下用户n的信道增益，I
k,l,n
为子信道k上其他用户对网络切片l下用户n的同信道干扰，σ2是加性高斯白噪声。
[0018]P
tot
定义为整个系统的功耗，ε表示放大器的放大系数，P
c
为电路静态功耗，表示每单位能量的传输速率，即系统的能量效率。β表示频谱效率的权重因子，且满足0<β<1。
[0019]根据NOMA原理，小区内多个用户可以同时同频地传输数据，而只需要在接收端按照串行干扰消除的方法来解调出信号。对于不同网络切片来说，其业务传输速率要求可能不同，额定传输速率大的网络切片采用较大的用户功率粒度，额定传输速率小的网络切片采用较小的用户功率粒度，从而降低系统的能量消耗。现有的非正交多址接入系统大多数采取统一的用户功率粒度，未能充分考虑业务类型的差异化带来的对用户功能需求的变化。本专利技术考虑这种差异化的功率粒度需求，提出基于DDQN模型的自适应功率粒度调节的网络切片用户功率分配方案，其中用户功率分配由下式决定:
[0020]p
k,l,m
＝mΔp
l
[0021]其中Δp
l
为网络切片l的功率粒度,m(为正整数)为功率等级。
[0022]可选地，所述资源分配模型为DDQN模型，其中，通过所述资源分配模型生成相应的子信道分配信息和功率调整信息(即功率等级和功率粒度)。包括：根据随时间衰减的贪心策略选择一组动作向量，并通过所述DDQN模型生成该动作向量对应的奖励值，以及根据该奖励值对值函数估计值进行更新；根据梯度下降法计算令损失函数最小的值函数估计值，并将该令损失函数最小的值函数估计值反馈给DDQN模型；计算最大长期累积奖励值，并根据所述最大长期累积奖励值输出值函数估计值，并将所获得的值函数估计值传递到目标神经网络，以及根据该目标神经网络的最优策略对应的动作向量生成最终子信道分配信息和功率调整信息(即功率等级和功率粒度)。
[0023]为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有基于网络切片的非正交多址接入系统下行资源分配程序，该基于网络切片的非正交多址接入系统下行资源分配程序被处理器执行时实现如上述的基于网络切片的非正交多址接入系统下行资源分配方法。
[0024]根据本专利技术实施例的计算机可读存储介质，通过存储基于网络切片的非正交多址接入下行系统资源分配程序，以使得处理器在执行该基于网络切片的非正交多址接入系统下行资源分配程序时，实现如上述的基于网络切片的非正交多址接入系统下行资源分配方法，从而实现在网络切片场景下对用户进行资源的差异化分配，提高切片用户接入数与最大化频谱效率与能量效率的权衡折中。
[0025]为达到上述目的，本专利技术第三方面实施例提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于网络切片的非正交多址接入系统下行资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：基站获取多个用户发起的业务请求，其中，每个用户的业务请求包括对应的业务类型和信道状态信息；根据用户的业务类型为该用户分配相应的网络切片；将每个网络切片中所有用户对应的信道状态信息输入到预先构建好的资源分配模型，以便通过所述资源分配模型生成相应的子信道分配信息和功率调整信息，并根据所述子信道分配信息和所述功率调整信息进行资源分配。2.如权利要求1所述的基于网络切片的非正交多址接入系统下行资源分配方法，其特征在于，在根据用户的业务请求为该用户分配相应的网络切片之后，还包括：获取每个网络切片所对应的用户数量，并根据每个网络切片对应的用户数量对该网络切片进行子信道分配。3.如权利要求1所述的基于网络切片的非正交多址接入系统资源分配方法，其特征在于，所述资源分配模型根据以下公式构建：于，所述资源分配模型根据以下公式构建：于，所述资源分配模型根据以下公式构建：其中，R
tot
定义为整个系统的频谱效率，B为系统带宽,K表示子信道数，M表示子信道上复用的用户数。α
k,l,n
表示子信道k是否分配给了网络切片l下用户n，p
k,l,n
为子信道k上网络切片l下用户n的传输功率，h
k,l,n
则是子信道k上网络切片l下用户n的信道增益，I
k,l,n
为子信道k上其他用户对网络切片l下用户n的同信道干扰，σ2是加性高斯白噪声。P
tot
定义为整个系统的功耗，ε表示放大器的放大系数，P
c
为电路静态功耗，表示每单位能量的传输速率，即系统的能量效率。β表示频谱效率的权重因子，且满足0<β<1。4.如权利要求1所述的基于网络切片的多址接入系统资源分配方法，其特征在于，所述资源分配模型为DDQN模型，其中，通过所述资源分配模型生成相应的子信道分配信息和功率调整信息，包括：根据随时间衰减的贪心策略选择一组动作向量，并通过所述DDQN模型生成该动作向量对应的奖励值，以及根据该奖励值对值函数估计值进行更新；根据梯度下降法计算令损失函数最小的值函数估计值，并将该令损失函数最小的值函数估计值反馈给DDQN模型；计算最大长期累积奖励值，并根据所述最大长期累积奖励值输出值函数估计值，并将所获得的值函数估计值传递到目标神经网络，以及根据该目...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐余亮，汤幸，阮驭琪，陈宣至，黄联芬，钟梓莹，刘震，区洋，
申请(专利权)人：京信通信系统中国有限公司，
类型：发明
国别省市：