基于干扰缓解的资源调度方法技术

一种基于干扰缓解的资源调度方法，通过基站每时隙计算所有积压用户的平均干扰水平并生成调度列表，按平均干扰水平升序依次向积压用户分配资源块并执行传输过程；当用户收到来自发送基站的数据包后向该基站反馈

【技术实现步骤摘要】
基于干扰缓解的资源调度方法


[0001]本专利技术涉及的是一种无线通信领域的技术，具体是一种基于干扰缓解的资源调度方法
。

技术介绍

[0002]5G NR
新标准中为了提高用户速率不仅定义了更为丰富的频谱资源
、
空间资源
、
更灵活的时间资源，而且还提供了更细粒度的资源调度方式
。
但随着子载波间距的增大，时隙会变短
。
在这样的负载环境下，系统对于无线时频资源块的管理及分配等问题是否得到妥当处理则变得极其关键
。
[0003]现有的资源调度算法包括最大载干比调度算法
(Max C/I)、
轮询
(Round Robin
，
RR)
调度算法和比例公平
(Proportional Fairness
，
PF)
调度算法，前两者都分别基于吞吐量和用户公平性设计资源调度算法，比例公平算法则是通过引入一个超参数实现对吞吐量和用户公平性的一种权衡，属于对前者的折中算法
。
但现有技术在
5G NR
的蜂窝无线网络中服务用户的平均干扰水平比较大
。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术缺少以降低用户平均干扰水平为目标的资源调度，在
5G NR
的蜂窝无线网络中由于下行数据量大导致频谱资源有限的条件下服务用户的平均干扰水平比较大的问题，提出一种基于干扰缓解的资源调度方法，针对
5G NR
无线网络环境，充分利用基站端收集到的信道参数信息，每个基站根据本地采集数据进行不同的资源调度决策，不需要基站间交换控制信息，从而避免基站间通信所产生的开销，在调度的过程中优先把无线资源调度给干扰水平小的用户，从而达到干扰缓解的目的，本专利技术能够在保证频谱效率的同时显著降低服务用户的平均干扰水平，并且对服务用户兼顾一定的公平性
。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术涉及一种基于干扰缓解的资源调度方法，通过基站每时隙计算所有积压用户的平均干扰水平并生成调度列表，按平均干扰水平升序依次向积压用户分配资源块并执行传输过程；当用户收到来自发送基站的数据包后向该基站反馈
①
是否需要重传以及
②
传输过程中资源块上的干扰水平；该基站将计算干扰水平并储存到用户干扰水平表并进行循环更新维护，从而缓解每时隙内服务用户所受到的干扰
。
[0007]所述的平均干扰水平，即作为积压用户的调度优先级的当前用户在所有资源块上的干扰水平的均值其中：用户
u
在资源块
r
上的所受干扰水平
p
k
表示基站
k
的发射功率，
d
uk
表示用户
u
到基站
k
的欧式距离，
h
uk
(t)
为小尺度衰落且满足均值为0的瑞利分布，
d
‑
α
为路径损耗，
α
为路径损耗因子，指
示函数1kr
(t)
表示基站
k
在时隙
t
是否占用资源块
r
且1kr
(t)∈{0,1}。
[0008]本专利技术涉及一种实现上述方法的系统，包括：位于宏基站的资源调度单元和分配单元，其中：资源调度单元根据物理层计算得到的用户干扰水平表，基于干扰缓解的资源调度方法，为多个服务用户进行合理的资源分配，得到包含用户编号与用户调度优先级的调度列表；分配单元根据用户的调度优先级分配带宽资源，用户在完成传输后发送反馈信息，基站的物理层单元根据该反馈信息计算此次发送过程中的资源块上的干扰水平，并记录在表格中，更新用户干扰水平表
。
技术效果
[0009]本专利技术在
5G NR
无线蜂窝网络下行链路中根据用户的平均干扰水平进行动态的资源调度
。
相比于传统的资源调度方法，上述专利技术可以在保证频谱效率与一定公平性的同时有效降低服务用户的干扰水平
。
附图说明
[0010]图1为本专利技术流程图；
[0011]图2为
5G
蜂窝网络数据面模型示意图；
[0012]图3为通信过程仿真核心模块示意图；
[0013]图4为资源调度方法的
UML
类图；
[0014]图5实施例中仿真网络架构示意图
[0015]图6为实施例中所有服务用户平均干扰水平示意图；
[0016]图7为实施例中后
50
％服务用户平均干扰水平示意图
。
具体实施方式
[0017]如图1所示，为本实施例涉及一种基于干扰缓解的资源调度方法，具体包括：
[0018]步骤
1、
构建如图2所示的
5G NR
无线蜂窝网络仿真场景，包括无线接入网和核心网，其中：无线接入网包含多个小区，小区中的
U
个用户关联到
K
个基站并且通过切换过程改变服务的基站，基站发射功率
p
k
，配置的资源块个数
r
k
，用户
u
默认关联到距离最近的基站
k
u
，用户
u
到基站
k
的欧氏距离
d
uk
，基站间通过
X2
接口相互通信；用户数据面功能
(UPF)
作为
5G
核心网的用户面网元，主要功能是响应
SMF
请求，作为无线接入网与数据网络之间的联接点
。
[0019]所述的仿真场景是基于
OMNeT++
平台搭建的
。
该平台的特点是模块化编程，复杂的模块是由很多简单模块级联组成
。
在无线接入网部分，基站和用户之间的通信过程发生在
OSI
参考模型的第一
、
二层
——
物理层
、
数据链路层
。
[0020]如图3所示，本方法使用四个协议栈来仿真数据链路层和物理层的数据传输过程
。
按照下行链路的数据传输过程，首先建立分组数据汇聚协议
(PDCP)
层以接收
IP
数据报，执行加密和编号，处理后的数据包输出至无线链路控制
(RLC)
层；无线链路控制层对数据包进行分段重组，重组后的
RLC
协议数据单元
(PDU)
存储在
RLC
缓冲区中；媒体访问控制
(MAC)
层从
RLC
缓冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于干扰缓解的资源调度方法，其特征在于，通过基站每时隙计算所有积压用户的平均干扰水平并生成调度列表，按平均干扰水平升序依次向积压用户分配资源块并执行传输过程；当用户收到来自发送基站的数据包后向该基站反馈
①
是否需要重传以及
②
传输过程中资源块上的干扰水平；该基站将计算干扰水平并储存到用户干扰水平表并进行循环更新维护，从而缓解每时隙内调度低于平均干扰水平的用户所受到的干扰；所述的平均干扰水平，即作为积压用户的调度优先级的当前用户在所有资源块上的干扰水平的均值其中：用户
u
在资源块
r
上的所受干扰水平
p
k
表示基站
k
的发射功率，
d
uk
表示用户
u
到基站
k
的欧式距离，
h
uk
(t)
为小尺度衰落且满足均值为0的瑞利分布，
d
‑
a
为路径损耗，
α
为路径损耗因子，指示函数1kr
(t)
表示基站
k
在时隙
t
是否占用资源块
r
且1kr
(t)∈{0,1}。2.
根据权利要求1所述的基于干扰缓解的资源调度方法，其特征是，具体包括：步骤
1、
构建
5G NR
无线蜂窝网络仿真场景，包括无线接入网和核心网，其中：无线接入网包含多个小区，小区中的
U
个用户关联到
K
个基站并且通过切换过程改变服务的基站，基站发射功率
p
k
，配置的资源块个数
r
k
，用户
u
默认关联到距离最近的基站
k
u
，用户
u
到基站
k
的欧氏距离
d
uk
，基站间通过
X2
接口相互通信；用户数据面功能
(UPF)
作为
5G
核心网的用户面网元以响应
SMF
请求，作为无线接入网与数据网络之间的联接点；步骤
2、
在步骤1构建得到的
5G NR
无线蜂窝网络仿真场景基础上实施基于干扰缓解的资源调度方法，具体包括：
2.1)
基站在每个时隙执行资源调度方法，在
t
时隙计算积压用户
u
的平均干扰其中：为用户
u
在所有资源块上的平均干扰水平，作为积压用户的调度优先级，
I
ur
(t)
表示用户
u
在资源块
r
上的干扰水平；
2.2)
每个基站将用户与所对应的调度优先级存入调度列表
V
t
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙彦赞，白天，张舜卿，陈小静，吴雅婷，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：