[发明专利]基于mMTC分层接入框架的资源分配方法

说明书

一种基于mMTC分层接入框架的资源分配方法，包括如下步骤：S1、第一级资源分配步骤，基站将资源块分配给汇聚节点用户；S2、第二级资源分配步骤，将基站分配的资源块细分为子载波组，将每一个子载波组匹配到的多个MTC用户组成一个用户组，完成子载波组和用户组的相互匹配；S3、第三级资源分配步骤，在每个用户组中，根据第二级资源分配步骤中得到的子载波组，将每个子载波组依据分配规则分配给用户，用户依据自身的位置、业务类型完成功率分配。本发明能够有效地提高整个网络架构系统的性能和频谱利用率。

技术领域

本发明涉及一种资源分配方法，尤其涉及一种基于mMTC分层接入框架的资源分配方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

mMTC即海量机器类通信(Massive Machine-Type Communication)，是5G技术的三大主要应用场景之一。未来在这一应用场景中，将会有数以千亿计的设备接入网络，而且各种应用不同的设备所发送的数据类型也各不相同。如果在一个区域内的MTC设备都需要独立地接入所在区域的基站，这会给基站带来很大的负担，同时也会造成严重的资源浪费和信令冲突。但与此同时，mMTC系统的海量接入也具有一些特点，即低功耗、突发性以及短帧长业务。海量接入主要用于解决大量发送非常短数据包的设备可扩展的、高效的连接。

目前，非正交多址接入已成为5G物理层的重要候选技术之一，其不仅能提供更高的频谱效率，而且与现有系统相比也支持一个更大的用户连接数。稀疏编码多址(SCMA)接入作为一种非正交多址接入方案，正受到学术界和业界的广泛关注。具体而言，SCMA技术是一种能够处理5G通信中的大量连接的非正交多址技术。在发送端中，SCMA方案将比特直接映射到复数域中的多维码字。码字在相同的时频资源中使用稀疏传播模式进行非正交叠加。接收端利用稀疏特征执行低复杂度的多用户联合检测算法进行接收译码。因此在mMTC场景中，MTC用户可以利用SCMA技术来接入到无线网络中，从而提高整个系统的用户连接数。

正是由于mMTC系统的海量连接特性，加上网络过大，因此未来的5G网络应该采用分层接入方案，即如图1所示，在单个宏基站小区中，存在LTE用户和MTC用户，依据应用场景、用户位置以及业务类型对MTC用户进行分组，将行为和业务类型相似的MTC用户作为一个应用场景的MTC用户群存在。从资源分配的角度来看，这样可以将具有相同的业务流量模型(包括相同的数据传输速率、时延要求等)和资源需求量的多个MTC用户分为一个MTC用户群，使其中所有用户的资源需求之和相当于一个传统H2H用户的资源需求量。再在每一个MTC用户群中选取一个MTC设备作为汇聚节点设备，汇聚节点可以协调该群内其他的MTC用户通过双跳链路来访问小区基站。

采用上述双层网络可以增加接入小区基站的用户数目。针对于SCMA技术的优势，在上述第二层网络结构中，即在每个一个MTC用户群中，其他的MTC用户可以利用SCMA技术接入到汇聚节点，从而通过汇聚节点接入到整个小区网络中。利用SCMA技术进行接入可以极大地提高整个系统的用户连接数。其次，在随机接入的过程中，汇聚节点负责该MTC用户群的资源分配，通过将基站分配给汇聚节点的资源进一步细分，即分成多个子载波，通过某种优化的资源分配算法将子载波分配给对应的用户，可以提高整个系统性能和频谱利用率。为了提高整个网络架构系统的频谱效率，在单个宏基站小区中，mMTC分层接入框架的资源分配变得极为重要。

综上所述，如何提出一种基于mMTC分层接入框架的资源分配方法，就成为本领域内技术人员所亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种基于mMTC分层接入框架的资源分配方法。

一种基于mMTC分层接入框架的资源分配方法，包括如下步骤：

S1、第一级资源分配步骤，基站将资源块分配给汇聚节点用户；