[发明专利]一种基于网络切片的异构Massive MIMO系统多元资源配置方法

说明书

本发明公开了一种基于网络切片的异构MassiveMIMO系统多元资源配置方法，具体步骤为：S1，建立异构MassiveMIMO系统模型；S2，初始化量子人工藻群落及系统参数，经测量规则，得到量子人工藻群的测量态；S3，计算所有量子人工藻群的适应度，将适应度最大的量子人工藻群的测量态记为全局最优解；S4，根据螺旋运动、进化过程和适应过程的不同演进规则更新量子人工藻群；S6，经测量规则，得到更新的量子人工藻群的测量态，计算更新后的量子人工藻群的适应度，更新全局最优解；S7，迭代次数若小于最大迭代次数，则返回S4，否则输出全局最优解，得到相应的异构MassiveMIMO系统多元资源配置方案。

技术领域

本发明涉及6G通信关键技术领域，特别是涉及一种基于网络切片的异构MassiveMIMO系统多元资源配置方法。

背景技术

随着信息技术的蓬勃发展，智能设备的迅速普及和广泛应用对现有通信网络的数据传输速率、能量消耗和本地服务质量提出了更高的要求。Massive MIMO通过基站装备大规模天线能够获得更大的空间分集增益，以更少的能耗为多个用户同时提供服务，有效提高系统容量、频谱效率和能量效率。但随着无线通信的高速发展，大量智能设备的接入使得对数据计算和信息处理的需求日益增加，无线网络所承载的业务形态趋向于多元化，网络体系更加复杂。面对海量数据的挑战，如何设计有效的Massive MIMO系统资源配置方案，满足高速、高质量、低延迟的通信需求，已成为6G通信亟待解决的难题。

网络切片技术通过将一个物理网络划分成多个相互独立的虚拟网络，每个虚拟网络对应不同的通信需求，可以使运营商能够以更低的成本灵活地为用户提供个性化的服务。此外，通过网络切片技术可以实现系统有限资源的合理配置，对于网络服务质量的提升、用户服务体验的改善具有重要的研究意义。经对现有文献检索发现，唐伦等在《电子与信息学报》(2017,vol.39,no.8,pp.1812-1818)上发表的“基于网络切片的网络效用最大化虚拟资源分配算法”考虑了不同用户业务对计算资源和频谱资源的不同需求，提出一种基于拉格朗日对偶分解的虚拟资源分配方法来最大化网络效用，但没有考虑Massive MIMO通信情形下的切片资源配置。Saeedeh Parsaeefard等在《IEEE Transactions on VehicularTechnology》(2017,vol.66,no.10,pp.9512-9520)上发表的“Dynamic ResourceAllocation for Virtualized Wireless Networks in Massive-MIMO-Aided andFronthaul-Limited C-RAN”通过连续凸逼近和几何规划的分布迭代方法得到总传输速率最大的资源分配方案，但没有考虑用户间的同频干扰以及如何划分网络切片。Mu Yan等在《IEEE Transactions on Vehicular Technology》(2019,vol.68,no.8,pp.7691-7703)上发表的“Intelligent Resource Scheduling for 5G Radio Access Network Slicing”提出一种基于深度学习和强化学习的资源分配方法来满足无线接入网切片的特定业务需求，但所提出的方法需要掌握历史流量信息，在实际通信系统中很难通过这种方法得到最佳的资源配置方案。已有文献表明，现有关于网络切片Massive MIMO系统的研究极少且没有针对实际面向大规模用户的异构Massive MIMO通信系统的多元资源配置问题作出讨论。

发明内容

本发明的目的在于针对现有网络切片资源配置机制的不足，提出一种基于网络切片的异构Massive MIMO系统多元资源配置方法，可以有效求解异构Massive MIMO系统的网络切片划分、用户调度及频谱资源分配难题，在满足不同用户业务需求的前提下，极大地提升Massive MIMO系统的资源利用率和系统容量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种基于网络切片的异构Massive MIMO系统多元资源配置方法，具体步骤包括：