[发明专利]一种超密集网络中基于图着色的频域资源分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及异构网络干扰协调技术领域，具体涉及一种超密集网络中基于图着色的频域资源分配方法。

背景技术

近几年来，随着智能手机和其它新兴移动用户设备(User Equipment，UE)的普及和流行，移动数据业务使用量每年都在成倍的增长。据估计，在未来十年内，移动数据业务将会扩大到目前的1000倍，无线通信网将面临一个更大的挑战。为了满足用户日益增长的业务需求，LTE-A(LTE-Advanced)应运而生。

一个大幅提升无线网络容量的方法就是提升频谱效率。LTE-A异构网络技术就是基于此想法产生的，其基本思想是在宏站覆盖范围下的室内、热点或盲区等区域内部署低功率节点(Low Power Node，LPN，又称小站)，从而缩短用户和站点间的距离，使得用户可以获得更高的信干噪比，大幅提升用户吞吐量。常见的低功率节点包括：毫微微基站，微微基站以及中继站，所覆盖区域可统称为小小区(Small Cell)。不同于宏站，低功率节点部署的数目和位置可以非常灵活，同时成本相对于宏站较低，可以实现对室内场景的深度覆盖和对室外场景的补热补盲，从而缓解宏站流量压力。低功率节点和宏站一般使用相同频域带宽，这导致异构网络中不仅存在同层干扰，还存在跨层干扰。相较于传统宏基站网络来说，此时无线网络干扰场景发生了变化，干扰问题更加复杂。尤其因为宏基站的功率比低功率节点大得多，所以宏基站对小小区的用户，尤其是边缘用户，产生强干扰。

2012年6月，3GPP启动了小站增强场景(Small Cell Enhancement，SCE)的研究工作，并于2012年底确定了SCE场景的技术需求和部署要求，定义了小站增强场景。相比于LTE-A中的HetNet场景，SCE场景下小站部署更加密集，并且引入簇(Cluster)的概念，用来模拟热点区域的小站部署情况。由于小站在簇内部署密集，使得小站之间距离更近，小站之间的干扰不可忽视，干扰情况更为复杂。同时，在SCE场景2、3中，不存在宏站与小站之间的干扰，所以此时同层小站之间的干扰就是需要特别关注的一个问题。

传统蜂窝网络中宏站之间常用的干扰协调方式是静态频率复用，包括了FFR(Fractional Frequency Reuse)和SFR(Soft Frequency Reuse)等。但由于小站覆盖范围小且随机部署，无法精准区分出小区中心与边缘，所以FFR和SFR等静态频率复用方法并不能适应于小站密集部署场景。因此，在小站密集部署场景中通常考虑动态频率复用，即小站使用的子频带会随着干扰关系变化而改变。

传统图着色Brelaz算法的详细步骤如下所示：

1)初始时，颜色池只有一种颜色，从度最大顶点开始；

2)从颜色池中选择第一个可用颜色为所选顶点着色；如果颜色池中的颜色皆不可用，则新增一种颜色到颜色池中，并用此颜色为该顶点着色；

3)更新图中各顶点的饱和度；

4)选择未着色顶点中，饱和度最大的作为下一个待着色顶点；若有多个顶点的饱和度相同，选择其中度最大的。若仍有多个顶点的度相同，随机选择一个；

5)回到第2步，直到所有顶点都已着色。

算法开始时，颜色池只有一种颜色。顶点的度是指与该顶点邻接的顶点数量，即与该顶点有边相连的顶点数量。原算法中顶点的饱和度定义为该顶点的所有邻接顶点所用到的颜色数目。因为Brelaz算法每个顶点只着一种颜色，对于未着色顶点，此定义的修改不会对着色顺序产生影响。此外，如果一种颜色与某个未着色顶点的所有邻接顶点的颜色都不同，则称这种颜色对该顶点是可用的。

传统图着色Brelaz算法的缺点在于每个顶点只着一种颜色，并不能很好地复用资源。

动态频率复用的方案中基于图着色的算法是一个重要分支，这类方案主要研究两部分内容：干扰关系图的构建和基于图着色的资源分配算法。干扰关系图构建主要需要研究的是顶点连线的准则。基于图着色的资源分配算法主要是对干扰关系图着色，保证存在连线的顶点间使用不同的颜色，这里每个颜色都代表一个子频带。一般传统的图着色算法，只为每个顶点着一种颜色，并没有很好地提升资源利用率。因此，如何改进图着色算法以提高资源利用率是值得进一步研究的方向。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种超密集网络中基于图着色的频域资源分配方法，通过新的图着色算法，减小小站之间的干扰，提高系统的性能解决了现有技术的不足。