[发明专利]一种时延感知的网络资源配置方法

说明书

本发明涉及一种时延感知的网络资源配置方法，属于无线通信技术领域，本方法提供一个基于正交频分多址的两层下行5GC‑RAN系统，用户根据其特定的时延要求选择分布式远端电头，以在不同的子载波上协同传输；其次将有效容量理论与正交频分多址相结合，在平均峰值功率约束和时延要求下，将优化问题建模为系统能效最大化问题；最后，提供一种基于对偶和交替优化的算法对优化问题进行求解。本方法计算效率高，精度高，可以接近最优的系统性能，显著增加系统能效。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种时延感知的网络资源配置方法。

背景技术

随着近年来通信技术的快速发展，为5G无线通信网络中的新兴应用提供无处不在的通信，需要高频谱效率和低时延。同时，近年来，人们对无处不在的高速无线接入和智能手机的爆炸式增长的需求日益增长。而不断增长的需求使网络供应商在管理和运营无线网络时面临更大的挑战，以有效地提供所需的时延。5G云无线接入网(Cloud Radio AccessNetwork,C-RAN)作为未来5G标准的一种有前途的新技术和架构，受到了业界和学术界的广泛关注。它主要通过结合强大的云计算和虚拟化技术，提供高灵活性、大容量、宽覆盖和低成本的运营。C-RAN在基带单元中实现了一个集中的处理体系结构，为称为无线远端电头(Remote Radio Head,RRHs)的低功耗基站集群及其服务用户提供联合信号处理。它有利于协调多点传输的实现。

通常存在两种RRH集群模型，一种以小区为中心，每个RRH形成一个集群来服务所选的用户，另一种以用户为中心，允许每个用户关联一组RRHs。与以小区为中心相比，使用以用户为中心的最重要的好处是，网络能够提供更高的吞吐量。因为在以小区为中心的情况下，集群边缘的用户会受到相当大的集群间干扰。但是，通过应用以用户为中心的方法，每个用户都可以由一个单独选择的邻近RRHs子集提供服务。因此，该模型不存在显式的小区边缘，并且基于不同服务类型的用户组进行资源分配，比以小区为中心的模型具有更好的性能。C-RAN架构是实现以用户为中心的架构之一。因为基带单元负责支持整个网络，它控制大量的无线电单元。因此，它能够形成全局最优的以用户为中心的集群。因此，在系统模型中考虑了以用户为中心的RRH聚类。

虽然C-RAN有很多优点，但它在严格的时延要求和前传链路容量方面面临一些挑战。因此，3GPP引入了一种新的方法，称为功能划分，通过将基带划分为分布式单元(Distributed Unit,DU)和集中式单元(Centralized Unit,CU),根据不同速率要求的应用，在DU和CU中执行不同的功能。然而，由于无线信道的变化，保证确定性时延是一个挑战。因此，端到端时延限制在一定违规概率范围内的统计时延适用于无线信道上的实时业务。同时，统计时延不需要网络队列的动态状态来优化资源分配。因此，引入了有效容量，它是考虑通信统计时延的另一种性能指标。因此，当系统数据速率和通信统计时延都是优化目标时，显得更合适。

此外，现有的大部分工作不仅忽略了最大峰值功率限制、有限的前传容量、RRH协作和多用户干扰管理，同时未考虑到CoMP方案。而在C-RAN网络的时延分析中，一个重要的约束条件就是是基于用户时延需求的CoMP选择，这在大部分的现有工作中都没有研究过。因此，在基于OFDMA的C-RAN网络中，考虑了有效容量的概念来进行联合资源分配和CoMP选择，以保证用户的时延要求，从而最大化系统能效。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于针对云无线接入网时延要求严格以及前传链路容量有限这一问题，提供一种时延感知的网络资源配置方法，考虑网络系统能效，通过优化子载波分配、功率分配、CoMP选择以及松弛变量来最大化系统能效。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种时延感知的网络资源配置方法，包括以下步骤：

S1：确定系统的CoMP选择，确定用户的数量、子载波数量以及系统的总带宽；