[发明专利]一种异构网络中的资源分配方法

说明书

本发明公开了一种异构网络中的资源分配方法，包括采用差额算法对宏小区用户MUEs执行子信道分配；采用注水算法为每个子信道分配功率；采用蚁群算法对Femtocell进行分组；采用启发式算法和分布式功率分配算法分别对毫微微用户FUEs进行信道和功率分配。本发明能够有效地抑制宏小区用户层和毫微微小区用户层之间的跨层干扰和同层干扰，有效地提升网络频谱效率，保证FUEs和MUEs的QoS。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种异构网络中的资源分配方法。

背景技术

移动通信技术经历了第一代模拟移动通信技术、第二代数字的以语音为主的窄带移动通信技术、第三代以高速互联网业务和多媒体业务为目的的宽带移动通信技术后，以LTE/LTE-A为代表的第四代宽带接入和分布网络系统已经投入商用。然而，对比LTE/LTE-A系统与3G系统，LTE/LTE-A系统的载波频率利用率虽有所升高，但其路径损耗相比3G系统也增大。因此，LTE/LTE-A系统不能很好的覆盖室内。有研究表明，近90％的数据业务和60％的语音业务是在室内发生的，所以LTE/LTE-A系统的室内覆盖问题亟需解决。

毫微微小区(Femtocell)技术作为室内无线通信最有前景的技术之一，近年来得到了广泛的研究。Femtocell就是短距离、低功率、低成本的家庭基站所覆盖的小区，可以通过数字用户线(Digital Subscriber Line,DSL)或光纤与宏小区通信，并且与宏小区共享频带资源，不仅可以为用户提供更好的室内体验，还能够卸载宏小区网络流量，以及增加网络覆盖范围。然而，Femtocell在提升系统容量的同时也带来了新的问题，相比于传统的宏蜂窝网络，宏基站(Macro Base Station,MBS)和Femtocell Base Station(FBS)共存的异构网络中的干扰环境更加复杂。异构网络中不但存在原有的MBS间的同层干扰，又加入了MBS与FBS间的跨层干扰和FBS间的同层干扰。随着FBS密度的提高，这些干扰会变得更加严重。

针对以上存在的问题，目前相关文献已经提出了一些用于减小跨层干扰和同层干扰的方法，其中有学者为双层网络研究了一种干扰管理方案和资源分配策略，在降低了MBS受到的干扰前提下，又对毫微微用户(Femtocell User Equipment，FUE)进行了功率分配优化。还有学者提出了在保证FUE服务质量(Quality of Service，QOS)前提下的一种子信道和功率联合优化分配算法，并设置了干扰阈值来保护宏用户。但是，这些方法都没有考虑到在跨层干扰中是否会对宏用户(Macro User Equipment,MUE)的正常传输产生影响。有人提出了一种旨在最小化Femtocell之间的同层干扰的资源分配方案，确保FUE的QOS，但没有考虑到MUE的重要性。有学者在分组的基础上结合接入控制机制进行联合资源分配，以保证用户的QoS，但忽略了公平性的问题。

发明人发现，随着FBS部署密度的增加，集中式协作的资源分配方案的计算复杂度随之提升，在FBS密集分布的场景中将很难实现，但是，若对FBS进行有效的分组，则可以很好地解决这个问题。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明讨论了Macrocell-Femtocell网络中的资源分配问题，提出一种基于Femtocell分组的资源分配算法，可以有效抑制宏小区(Macrocell)用户层和Femtocell用户层之间的跨层干扰和同层干扰，有效地提升网络频谱效率。

本发明的一种异构网络中的资源分配方法，包括以下步骤：

采用差额算法对宏用户MUEs执行子信道分配；

采用注水算法为每个MUEs子信道分配传输功率；

采用蚁群算法对毫微微小区Femtocell进行分组；

采用启发式算法对毫微微用户FUEs进行信道分配；

对FUEs进行功率分配。