[发明专利]一种云无线接入网络的资源分配方法

说明书

本发明公开了一种云无线接入网络的资源分配方法，构建混合能量管理计算模型、数据请求控制计算模型和功率与信道分配计算模型，获取网络当前时隙的状态参数，分别通过混合能量管理计算模型、数据请求控制计算模型和功率与信道分配计算模型计算更新网络状态；混合能量管理计算模型用于根据当前时隙的能量状态计算的能量获取量和能量购买量；数据请求控制计算模型更新数据队列长度，并计算数据请求量和网络效用；功率与信道分配计算模型用于根据当前时隙的数据队列长度、能量状态、信道参数计算功率分配值，并根据功率分配值进行信道分配。具有更加稳定，性能更好的优点。

技术领域

本发明涉及网络资源分配技术领域，尤其涉及一种云无线接入网络的资源分配方法。

背景技术

随着5G时代的到来，全球的移动数据流量迅猛增长，为了应对这种迫切的需求，工业界提出利用云无线接入网络(Cloud Radio Access Networks，CRAN)来强化频谱效率和减少能耗。它不同于传统的蜂窝网络，CRAN将基站的功能分为两部分：云端的集中处理单元(Cloud-based central unit，CU)和远端的无线头(Remote Radio Heads，RRH)，其中CU负责基带的信号处理和控制，RRH则为移动用户提供接入功能，如图1所示。在这种架构下，移动运营商只需要部署低能耗的RRH就能扩大网络覆盖范围，从而提高数据传输效率和服务质量(Quality of Service，Qos)。

但是大量部署RRH也会导致很大的能耗，为了解决这个问题，提高能量效率(Energy Efficiency，EE)，结合能量获取(Energy Harvesting，EH)技术，RRH可以从环境能量源中获取能量，比如太阳能、风能等，补充电量持续运转。然而，EH过程受能量源和周围环境等多种因素影响，RRH从环境中获取的能量在时间维度上具有随机性，从而降低了CRAN提供的QoS，因此还需依托电网(Power Grid)为RRH供电才能保证网络的稳定性。可是EH的随机性和电价的实时变化对网络的资源分配带来一定的挑战，例如在低电价时，RRH可以购买更多的电能存储起来使用，相应地从外界获取的能量就会减少。

当前，有很多技术关注对传统蜂窝网或CRAN的研究。东南大学发明一种异构云无线接入网络中基于部分频率复用及基站协作的干扰抑制方法(专利号：CN106376995A)；南京理工大学公开了一种异构云无线接入网络安全感知能的效及功率分配优化方法(CN106211300A)以及异构云无线接入网络中拥塞控制下的安全资源优化方法(CN106060851A)；针对提高能量效率、有效分配通信资源的问题，也已经有大量文献研究，如文献1(J.Li，M.Peng，Y.Yu，and Z.Ding，“Energy-efficient joint congestioncontrol and resource optimization in heterogeneous cloud radio accessnetworks，”IEEE Trans.Veh.Technol.，vol.65，no.12，pp.9873–9887，2016)所描述，得到了最大化时间平均的能效且维持网络稳定的算法。

现有技术中的这些工作只是考虑了电网供电或只针对传统的蜂窝网架构，不能处理网络中的随机性问题，计算复杂度过高，无法适用于混合能量供应的绿色云无线接入网络(HES-CRANs)的资源分配，因此需要提出一种可持续的资源分配策略来管理和分配HES-CRANs的资源。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种更加稳定、性能更好，不但能最大化网络效用，同时还能保证远端无线头数据队列的稳定性，合理的电能控制策略，保证远端无线头持续的数据传输的云无线接入网络的资源分配方法。