[发明专利]超密集网络中基于动态分簇的小基站用户资源分配方法

说明书

本发明涉及超密集网络中基于小基站动态分簇的小基站用户资源分配方法，包括根据小基站到簇头的距离，将小基站分配到距离较近的簇头所在的分簇中；根据分簇数目与小基站数目的关系、分簇方案输入参数的限制，对分簇结果进行合并或者分裂操作；对资源分配问题进行建模、求解，根据最优解中的关键参数，提出小基站用户的初始资源分配方案；针对未获得最优资源块的用户进行补偿分配。本发明在减少系统指令开销和层内干扰的前提下，对小基站进行动态分簇，对资源进行簇间复用，在提高系统容量、系统频谱效率的同时兼顾用户公平性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及到超密集网络中基于小基站动态分簇的小基站用户资源分配方法。

背景技术

从3G(第三代移动通信)投入使用到4G(第四代移动通信)的成功商用，无线通信技术在不断的发展和前进。伴随着手持终端设备的普及和通信业务的多样化，未来人们对于通信业务的需求呈现出爆炸式增长。从业务场景来看，移动业务的60％、数据业务的70％发生在室内和热点区域。现有4G移动网络，在解决用户接入速率、接入质量、高速移动性支持、吞吐量提升等方面具有很大的突破。但对于越来越高的用户体验速率、未来千亿的设备连接数密度、毫秒级的端到端时延，现有技术还无法满足，特别是公共场所、大型商超等人口密集区域的业务需求问题，在下一代的通信技术的研究中，提出了超密集网络技术，解决人口密集区域的业务需求问题。

超密集网络是在传统宏蜂窝覆盖下密集部署小基站，通过减少小基站到用户的距离、合理的资源分配策略等手段，提升人口密集区域的系统容量、提升用户的服务质量。然而由于小基站部署的灵活性、频谱分配等问题，将会加剧系统干扰，如层间干扰、层内干扰。此外，系统内的指令开销将会随着小基站数目成指数级增长。因此如何减少因密集部署小基站带来的系统干扰和指令开销成为待解决的问题。

目前相关文献已经提出了一些用于减少系统干扰和指令开销的方法，其中宏基站集中控制模式下的干扰管理方案采用频谱动态分配和功率控制成为抑制超密集网络中干扰的有效手段。此外，有人提出了一种基于小基站分组的干扰管理方案，基本有两种类型，一类是组内进行正交分配，组间进行复用，组内正交分配的方法是将距离相近干扰较大的小基站分在相同组，相同组中的小基站使用不同的子信道，不同分组之间对频谱进行复用。另一类是组间分配正交资源，组内进行复用。组间正交分配的方法是将距离较远干扰较小的基站分在同一组内，同一组内的小基站对子信道进行复用，不同组间分配正交信道。

发明人发现，现有技术中，宏基站集中控制模式下干扰管理方案中的系统信令开销将随着小基站数量增加而增加，该方法很难完全应用在超密集网络环境中；由于小基站部署的灵活性，需要分簇方案能够根据网络拓扑的变化，进行动态分簇；此外基于分组的干扰管理方案中组内正交方法是从每个小基站自身出发进行分组，难以找到全局较优秀的分组方案。同时，这种分配使得每个分簇中的小基站数目相差很大。面对有限的系统可用频谱资源，可能会使的一部分的小基站用户分布不到足够的或者是没有分到频谱资源，使得用户服务质量无法得到保障。

发明内容

针对以上现有技术的的问题，本发明讨论了超密集网络中的频谱资源分配问题，提出了一种超密集网络中基于动态分簇的小基站用户资源分配方法，可以有效的减少系统的层内干扰和信令开销，在提升系统容量、用户的服务质量的同时兼顾用户公平性。

本发明是一种用于超密集网络中的基于动态分簇的小基站用户资源分配方案，主要包括以下步骤：

步骤101：计算小基站到簇头的距离，按照距离的远近，将小基站分配到距离最近的簇头所在的分簇中。

步骤102：在步骤101分簇的基础之上，利用分簇数目与小基站数目之间的关系、输入参数的限制，对初始分簇结果进行合并或分裂操作。

步骤103：初始分配：对研究问题进行建模、求解，根据最优解中的关键参数，将用户按照信道质量进行降序排列，用户依次选取最优(即SINR值最大)的频谱资源块。对未选取到最优资源块的用户进行标记。