[发明专利]基于CoMP的异构网络信道及功率资源联合分配方法

说明书

本申请提出了一种基于CoMP的异构网络信道及功率资源联合分配方法，其中，上述方法包括：构建异构网络，所述异构网络中各层基站均支持CoMP联合传输模式；基于约束条件建立异构网络信道及功率资源分配的数学模型：确保每个基站分配给各个信道的传输功率总和不会超出该基站的最大传输功率限制和保证每条信道最多分配给一个用户；基于所述数学模型，确定信道分配向量和各基站的功率分配向量以实现最差用户的吞吐量达到最大化。本申请能够兼顾系统性能和用户公平性的资源联合分配。

【技术领域】

本申请尤其涉及一种基于CoMP的异构网络信道及功率资源联合分配方法。

【背景技术】

近十年来，无线通信系统的数据流量呈现爆发式增长。预计2010至2020年，全球移动数据流量将增长超过100倍。因此，下一代5G移动通信网络要求理论峰值传输速率能够达到10Gb以上，比当前4G的网络传输速率(20～100Mbps)高出数百倍。而传统的单层无线网络接入技术已接近理论极限，无法满足需求。因此，在同一地区实现多层网络叠加覆盖的异构网络成为5G网络的重要选择，并且网络部署将会呈现出密集化的发展趋势。

通过在传统宏小区中增加小小区(small cell)基站、中继或分布式天线等低功率节点，异构网络缩短了基站与终端间的信号传输距离、增强了接收信号强度，进而提升了系统容量。在热点地区实现多层覆盖有效分担了网络负荷，给用户带来更好的互联网体验。但同时，为了高效利用频谱资源，宏小区和小小区通常共享同一频谱资源。因此，层间干扰是异构网络技术发展面临的瓶颈问题。

协作多点(CoMP)技术是LTE-A演进的Release 11及之后版本中的一项关键技术，旨在抑制或消除小区间的干扰、提升小区边缘用户服务质量。支持CoMP技术的基站通过回程链路交换用户及信道状态等信息，联合调度系统资源，使得来自其他基站的同信道信号不会对用户造成严重干扰，甚至可以成为有用信号。已在传统宏小区网络中得到了充分的研究和应用，证明了其在解决小区干扰问题方面的有效性。因此，将CoMP引入异构网络来抑制层间干扰、提升系统性能成为异构网络领域新的研究热点。

【申请内容】

本申请实施例提供了一种基于CoMP的异构网络信道及功率资源联合分配方法，以实现提升系统吞吐量的同时保护用户间的公平性。

本申请基于CoMP的异构网络信道及功率资源联合分配方法，包括：

构建异构网络，所述异构网络中各层基站均支持CoMP联合传输模式；

以实现最差用户的吞吐量达到最大化为目标，建立所述异构网络的信道及功率资源分配的数学模型，所述数学模型表示为：

其中，所述数学模型的约束条件包括：确保每个基站分配给各个信道的传输功率总和不会超出该基站的最大传输功率限制，公式表示为：subject to以及，保证每条信道最多分配给一个用户，公式表示为：

基于信道和功率资源联合分配算法，计算信道分配向量和各基站的功率分配向量

进一步地，所述异构网络由一个处于网络中央的宏基站及所述宏基站覆盖范围内的B个小基站组成，其中所述小基站类型为micro、pico和femto基站中之一或组合。

进一步地，所述信道和功率资源联合分配算法包括：

步骤301，设定迭代次数序号：t＝1，最大迭代次数t_max；设定初始功率：设定乘子μ、υ、β，步长α、λ，误差阈值ε；

步骤302，进行t次迭代，基于分配向量算法求最佳信道分配向量ρ(t)；基于多基站功率联合分配算法求最佳功率分配向量p(t)；分别更新乘子λ(t)、μ(t)、α(t)和β(t)；