[发明专利]一种基于LAA蜂窝系统的分布式资源分配方法

权利要求书

1.一种基于LAA蜂窝系统的分布式资源分配方法，其特征在于，所述分布式资源分配方法应用于LAA蜂窝系统中，在宏基站覆盖下，小基站通过LBT机制共享免许可频段，同时复用许可频段子信道，服务其用户；

所述分布式资源分配方法包括：

采用图论中的邻接矩阵A表示小基站间信息交互关系，即邻接矩阵A记录宏基站范围内小基站的连通关系，并且该邻接矩阵A是连通的、无向形式；

宏基站通过回程链路，按照邻接矩阵A向小基站广播其他小基站的分布式算法的参数，小基站采用分布式算法优化许可频段和免许可频段上的资源分配，以获得最佳的频谱资源利用率；

所述小基站采用分布式算法优化许可频段和免许可频段上的资源分配包括：

小基站按照如下更新规则进行分布式算法的参数更新和资源分配计算：

其中，分别表示第t次更新时，许可频段子信道上用户的频谱分配，功率分配；表示第t次更新时，免许可频段信道上用户的频谱分配；表示为了将问题转为凸问题而引入的变量，且表示第t次更新时，免许可频段信道上用户的功率分配；分别表示第t+1次更新时，许可频段子信道上用户的频谱分配，功率分配的微分；表示第t+1次更新时，免许可频段信道上用户的频谱分配；表示第t+1次更新时引入变量的微分；是指小基站k内所有用户在所有许可频段子信道对宏基站的干扰信道增益矩阵；是梯度算子；λ_k(t)、z_k(t)分别为小基站k在第t次更新，执行分布式算法的参数；分别为小基站k在第t+1次更新，执行分布式算法的参数；λ_j(t)、z_j(t)分别为小基站j在第t次更新，执行分布式算法的参数；为小基站用户对宏基站的干扰限制值；A_k表示与小基站k能够互相交换信息的基站的集合；K表示小基站的个数；为投影计算，定义为：

其中，X表示待投影的点，Y表示集合Ω_k中的一点，

f_k是指小基站k所有用户的吞吐量。

2.如权利要求1所述的基于LAA蜂窝系统的分布式资源分配方法，其特征在于，用户的吞吐量f_k表示为：

其中，M_k表示小基站k覆盖范围内用户的总个数；N为基站能够复用的许可频段子信道数目；为许可频段子信道n上用户m的频谱分配；为许可频段子信道n上用户m的功率分配；分别表示小基站k下用户m在许可频段子信道n和在免许可频段信道w上的功率增益；为免许可频段信道w上用户m的频谱分配；为免许可频段信道w上用户m的功率分配；B^L、B^U分别为许可频段子信道和免许可频段信道的带宽；是宏基站对小基站在许可频段子信道n上的干扰；N₀是环境噪声；W_k为小基站使用的免许可频段信道的数目。

3.如权利要求1所述的基于LAA蜂窝系统的分布式资源分配方法，其特征在于，当分布式算法更新参数达到最优时，小基站根据参数达到最优时，许可频段上最优的功率最优的频谱与免许可频段上最优的功率最优的频谱控制小基站覆盖范围内的用户通信。

4.如权利要求1所述的基于LAA蜂窝系统的分布式资源分配方法，其特征在于，当分布式算法更新参数后，小基站将获得的分布式算法参数更新结果上传至宏基站。

5.如权利要求1所述的基于LAA蜂窝系统的分布式资源分配方法，其特征在于，小基站在进行分布式算法前，还需要获取其覆盖范围内所有用户的信道状态信息CSI，用户的个数M_k，用户m的业务需求基站能够复用的许可频段子信道数目N，基站可以使用的免许可频段信道的数目W_k以及其最大可利用的值β_k,w；

初始化许可频段子信道n上用户m的频谱分配功率分配免许可频段信道w上用户的频谱分配功率分配基站间的邻接矩阵A，分布式算法需要的参数λ_k、z_k。