[发明专利]一种基于双层干扰图着色分配信道资源的方法

摘要

本发明公开一种基于双层干扰图着色分配信道资源的方法，涉及移动通信技术。设蜂窝终端间使用正交信道资源，短距离终端复用蜂窝终端信道资源，包括a、将所有链路抽象成图中顶点；b、根据顶点类型分层，根据通信质量要求建立带权有向双层干扰图；c、基于建立的有向带权双层干扰图，结合系统排队等待概率、终端服务等级将带权有向双层干扰图转换为带权无向双层干扰图；d、基于带权无向双层干扰图进行分层着色分配信道资源。本发明在信道资源充足时能充分利用信道资源，信道资源不足时，在满足通信质量前提下，能较好地优先满足服务等级较高的终端的资源请求，保证终端的通信质量。由于分层着色中第一层根据服务等级分配资源，从而使复杂度降低。

主权项

一种基于双层干扰图着色分配信道资源的方法，其特征在于：包括以下处理步骤：A.将请求信道资源终端的所有链路抽象成图中顶点；B.根据请求信道资源终端的类型将顶点分层，并根据不同层次SINR阈值要求建立带权有向双层干扰图G'，包括如下步骤：B1.根据请求信道资源终端的类型，将抽象成的顶点分层，蜂窝链路抽象成的顶点放至图的第一层，组成第一层顶点集合V1，并从1到|V1|编号，短距离链路抽象成的顶点放至图的第二层，形成第二层顶点集合V2，并从1到|V2|编号，V1、V2一起形成图中顶点集合V，其中|V1|表示第一层顶点集合V1的顶点个数，|V2|表示第二层顶点集合V2的顶点个数；B2.预设第一层顶点SINR阈值为γth1，第二层顶点SINR阈值为γth2，中断概率为εth，γth1>γth2，分别计算每层每个顶点的SINR值SINRi，其中Pi表示i接收到的有用功率，i表示顶点，Irem表示对i产生干扰的顶点集合，Pk表示i从干扰顶点k接收到的干扰功率，η表示均值为0，方差为σ2的高斯白噪声；B3.从第一层按顶点编号从小到大开始，将SINRi(i＝1,2…|V1|)与γth1比较，如果P(SINRi<γth1)>εth，则找到i的干扰集合中对i干扰最大的顶点j，建立一条j到i的有向边，边的权值记为ωji，同时将j从i的干扰集合中去除，并重新计算i的SINR值，直到满足P(SINRi<γth1)≤εth为止，继续对下一个顶点进行相同处理，直到第一层所有顶点都满足条件，其中i的干扰集合指对i产生干扰的顶点集合；B4.按照B3的处理方式，从第二层按顶点编号从小到大，将SINRi'(i'＝1,2…|V2|)与γth2比较，如果P(SINRi<γth2)>εth，则找到i'的干扰集合中对i'干扰最大的顶点j'，建立一条j'到i'的有向边，边的权值为ωj'i'，同时将j'从i'的干扰集合中去除，再重新计算i'的SINR，直到满足P(SINRi<γth2)≤εth为止，再继续对下一个顶点执行相同的操作，直到第二层所有顶点都满足条件，此时建立一个带权有向双层干扰图G'；C.基于步骤B建立的带权有向双层干扰图G'，根据系统需排队等待的概率P0、终端服务的等级将带权有向双层干扰图G'转换为带权无向双层干扰图G；根据爱尔兰C公式计算系统需要排队等待的概率P0，根据各层各个请求信道资源终端的服务等级GoSi得到每个顶点i获得资源的概率记为Pi，将带权有向双层干扰图G'中任意两顶点i、j间有向边转换为无向边，顶点i和j之间边的权值为Wij/ji＝P0.(ωij+ωji)/Pi.Pj，从而建立带权无向双层干扰图G，其中，GoSi表示顶点i的服务等级数值，ωij表示顶点i到顶点j的有向边的权值，ωji表示顶点j到顶点i的有向边的权值；D.基于步骤C建立的带权无向双层干扰图G进行着色分配信道资源，包括如下步骤：D1.对于第一层顶点，按照第一层顶点的服务等级从高到低着色，如果颜色不够，则剩余顶点等待下一个着色时刻；D2.对于第二层顶点，计算每个顶点i的饱和度Di(i＝1,2…|V2|)，其中α、β表示加权因子，α+β＝1，0<β<α<1，Wij表示顶点i与顶点j之间所有有向边的权值之和，Wij'表示顶点i与顶点j'之间所有有向边的权值之和；D3.将第二层顶点按照饱和度从小到大排序；D4.将所有颜色从1到ColorNum开始编号,ColorNum表示颜色数目；D5.着色过程中不能使用相邻顶点使用过的颜色，以及相邻的第一层顶点使用过的颜色，初始化第二层所有顶点的可用颜色列表；D6.从未经过着色处理的编号最小的顶点开始着色，检查是否有颜色符合需求，若有，当有多种颜色可选时，在使用各自颜色的所有顶点中选择对自己干扰最小的颜色，如果可用颜色带来的干扰相同，则选择编号最小的颜色，如果当前顶点没有可用颜色，该顶点等待下一个着色时刻，同时继续执行对下一个顶点执行步骤D6；D7.将着色顶点及相关联的边从图中去掉，重新更新剩余顶点饱和度，并按饱和度从小到大排序，执行步骤D6，直至第二层所有顶点都经过一次着色处理；D8.检测是否还有颜色剩余，如果有，将剩余颜色依次按照第一层顶点服务等级从高到低分配给各个顶点，若还有剩余，再将剩余颜色按照第二层顶点服务顶级从高到低分配给各个顶点，直至颜色用完。