[发明专利]一种基于mMTC业务分级的资源分配方法

说明书

本发明提供了一种基于mMTC业务分级的资源分配方法，包括步骤如下：初始化变量；按照MTC业务分级表对MTCG集合进行重新排序；对每个紧急警报业务类MTCG进行优先处理，至所有紧急警报类MTCG的剩余数据量≤0；再对其他业务类MTCG进行处理，至其他业务类MTCG的剩余数据量≤0；依据占用矩阵O_N×K求得MTCG总的和速率。本发明方法综合考虑了实际生活中不同业务类型特点，并由此确立了不同业务的优先级，既优化了MTCG的和速率，又保证了LTE用户和紧急警报类MTCG的通信质量，在确保MTCG系统容量的同时确保优先级最高的紧急警报类业务的服务质量，提升了通信系统的有效性和可靠性，同步提高了网络的公平性和有效性。

技术领域

本发明属于无线移动通信领域，具体涉及一种基于mMTC业务分级的资源分配方法。

背景技术

海量机器类通信(Massive Machine-Type Communications,mMTC),作为物联网(Internet of Things,IoT)的主要存在形式，是5G通信网络的三大应用场景之一。现有通信网络中由于有限时频资源的限制，可以利用稀疏码分多址接入(Sparse Code MultipleAccess，SCMA)技术，将海量的机器类设备(Machine Type Communications Device,MTCD)设备接入到现有网络从而升级成5G网络变得可行。

由于通信网络中时频资源有限，将海量的MTCD接入网络中，需考虑如何分配有限的资源块(Resource Block，RB)。通信网络中，用户分为传统LTE用户以及各式的MTCD用户，它们共用有限资源块，相互间然会产生干扰，因此需要在mMTC网络中针对不同的业务类型来设计对应的资源分配方案。

如图1所示，首先对上行的mMTC网络建立了两级分层模型基站(Base Station,BS)，位于蜂窝小区的中心，小区内分布着三类设备：传统的LTE用户、机器类网关(MachineType Communications Gateway,MTCG)以及大量的MTCD。按照位置、业务类型等特点，将MTCD进行分组，每一组设置一个MTCG，负责收集MTCD设备所发送的数据，并将收集到的数据转发至基站。其中，MTCG、传统LTE用户以及基站构成了第一层网络，而MTCD与MTCG构成了第二层网络。

假设一个LTE用户只占用一个资源块，一个MTCG可占用多个资源块，一个资源块可以被多个MTCG占用。LTE用户已预先分配好资源块，MTCG用户现需加入该系统。在保证LTE用户和MTCG用户相关需求的前提下，最大化MTCG的和速率。

由于指示变量的存在，较难求得最优解，若采取暴力搜索的方式求得最优解，复杂度高且较难实现。因此，如何找到合适的资源分配算法或方法，求得上述问题的次优解，以此减少用户间的干扰，保证用户的网络服务质量(Quality of Service,QoS)，提升网络的公平性和有效性，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于mMTC业务分级的资源分配方法，确立了不同业务的优先级，优化了MTCG的和速率，保证了LTE用户和紧急警报类MTCG的通信质量，提升了网络服务质量，提高了网络的公平性和有效性。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于mMTC业务分级的资源分配方法，包括如下步骤：

步骤S1，初始化变量如下：

(1)资源块集合Ψ＝{1,2,…,K}；

(2)LTE用户集合Θ＝{1,2,…,M}；

(3)MTCG集合Ω＝{1,2,…,N}，其中，紧急警报、移动POS、移动流媒体、智能计量以及定期监控业务类型的数量集合分别为：