[发明专利]LTE网络中基于能效的资源分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及LTE网络，具体涉及LTE网络中的资源分配方法。

背景技术

LTE（Long Term Evolution）是近几年来3GPP（the 3rd Generation Partnership Project）启动的新技术研发项目，它以新架构、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）、MIMO（Multiple Input Multiple Output）等核心技术为主要标志。然而，随着移动通信系统的快速发展，网络建设规模不断扩大，整个通信行业的年耗电量急剧上升，这不仅给运营商带来了较大的运营成本负担，也给环境带来了污染。因此，实现绿色通信，采用高效的绿色无线网络节能算法，对于通信行业来说是一项必不可少的工作，特别是在下一代移动通信系统中尤为重要。为了顺应“绿色通信”这个当今社会的主流研究理念，如何才能达到更多的能耗降低，移动运营成本的减少以及环境污染的降低，都是移动运营过程中值得思考的问题。综上所述，节能技术研究有必要应用到通信的各个领域当中去。

统计表明，基站所消耗的能量占据了移动通信运营总能耗的67%左右，可见基站是移动运营过程中最主要的能耗来源。因此，致力于基站节能问题的研究显得尤为重要，现阶段LTE节能技术的研究主要集中在基站端。由于在LTE系统中上行和下行链路信道的资源调度是由基站负责管理的，关于节能资源分配算法的研究在LTE系统基站端的节能研究占有举足轻重的地位。然而传统的资源分配方法多是在轮询、比例公平、最大载干比等经典调度算法的基础上进行一定的性能优化，以提高整个通信系统中各用户间公平性、系统吞吐量最大化为目标，很少考虑基站用于资源分配的能效问题。为此，在当今发展最迅速的LTE系统中，如何降低资源分配时基站所消耗的能量问题是一个值得研究的方向。

近些年来，致力于节能资源分配算法的研究越来越多，基于节能资源分配算法的研究主要有：（1）MP（Minimum transmit Power-based）资源分配算法（参见文献：Jungsup Song, Gye-Tac Gil, and Dong-Hoi Kim, Packet-Scheduling Algorithm by the Ratio of Transmit Power to the Transmission Bits in 3GPP LTE Downlink, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking 2010, pp. 1-8.）：该机制考虑了传输每比特信息所需的最小传送功率。通过分配资源块RB（Resource Block）给传输每比特信息所需最小传送功率的用户以达到节约能耗的目的。与传统的调度算法相比，该算法在达到节能传输的同时保证了系统吞吐量增益以及公平性的提高。（2）基于调制编码方式MCS（Modulation and Coding Scheme）、资源块RB（Resource Block）、 功率的联合优化方法(参见文献：David López-Pérez, ákos Ladányi, Optimization Method for the Joint Allocation of Modulation Schemes, Coding Rates, Resource Blocks and Power in Self-Organizing LTE Networks, 30th IEEE INFOCOM 2011, pp.111-115.)： 该方法在LTE自组织网络的基础上考虑了自适应的调整调制编码方式MCS、资源块RB以及功率的联合优化分配问题。在保证各个用户所需最小服务质量水平的基础上最小化整个小区的辐射功率，该算法在一定程度上缓解了小区间的干扰，并且在相同带宽下可以容纳更多的用户，同时降低了用户中断的可能性。但以上方法均是基于峰值负载条件下的能效优化研究。

通常在深夜至凌晨期间，或是人烟稀少偏远地区，整个网络的负载将处于偏低的状态。按照常规的工作模式，在满足各用户服务质量需求的基础上为了能够容纳更多的用户，整个系统用于下行链路数据传送的能耗将一直处于峰值发送状态。此时将会有大量的空闲频谱资源未能得到充分有效的利用，并且在一定程度上造成了能耗的浪费。