[发明专利]一种OFDM两层网络中基于极大团的簇优化资源分配方法

摘要

本发明公开了一种OFDM两层网络中基于极大团的簇优化资源分配方法。在OFDM两层网络中，在下行链路的场景下，宏基站与家庭基站频谱资源共享，一个家庭基站服务两个家庭用户。本发明首先保证宏用户的服务质量，并给宏用户优先分配子载波，在此基础上，建立基于图论的家庭基站到家庭用户各下行链路之间的干扰模型。然后，在建立的模型的基础上，采用Bron‑Kerbosch算法求取所有的极大团，根据得到的极大团求取簇。最后根据求得的簇来分配子载波。本发明提出的基于图论的动态资源分配方法有效的增加了系统的吞吐量，并降低了算法复杂度。

主权项

一种OFDM两层网络中基于极大团的簇优化资源分配方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)建模：获取瞬时信道信息，基于图论建模G＝(V,E)；基于图论建立家庭基站的模型G＝(V,E)，V为图论中的点，代表家庭基站用户节点；E为图论中的边，代表用户之间的干扰；家庭基站的用户FUEi收集本家庭基站的信道瞬时信息，包括家庭基站Fi到FUEi的发射功率Pf以及瞬时信道增益gi,i；其他所有家庭基站F的信道瞬时信息，其中包括其他家庭基站F到家庭基站用户节点FUEi的信道的发射功率Pf以及瞬时信道增益gj,i,其中j∈F，系统中的加性高斯白噪声N0，求得目的节点FUEi的瞬时的信干燥比为使家庭基站用户FUEi满足SINRi＞SINRth，SINRth为信干燥比的下限，为一个给定的常数；将对FUEi造成最大干扰的家庭基站加入集合Ii，并使得Ii中的家庭基站与FUEi之间的边的值为1，即直至满足条件；2)初始化：可分配的子带集合为Φ，根据步骤1)得到的图论模型得出每个家庭基站用户所对应的可用子带的集合U；在步骤过程中需要三个临时集合P，R，X，分别代表未被处理的点，得到的结果，已被处理的点，并且分别对这三个集合初始化：P＝V/S，极大团簇临时变量i＝1；3)求孤立点的集合：将所有在G＝(V,E)模型中度为零的点，即不受其他家庭基站干扰的点放在集合S中；在下面的步骤中，针对补集V/S求极大团并进行运算操作；4)求序列a：将补集V/S集合中所有的点按照度的大小降序排列得到序列a；5)若P为空，则转步骤6)；否则，根据步骤4)求得的序列a的点的顺序依次选择其中第i个点，即v＝a(i)；求出被选中的点v的所有邻点，并放在集合N(v)中；根据BKP(Bron‑Kerbosch Algorithm with Pivoting)算法求极大团R＝BKP(P∩N(v),R∪{v},X∩N(v))，则极大团Clique＝Clique∪{R}，更新P＝P/{v}，X＝X∪{v}，i＝i+1；重复步骤5)；6)根据步骤5)的重复迭代循环得到极大团Clique，已知这个结果是针对集合V/S得出的结果，则对于所有的点V对应的极大团Clique＝Clique∪{S}；7)若a为空，则转步骤10)；否则，临时集合r‑cv＝Clique，a1＝a，转步骤8；8)若a1为空，则转步骤9)；否则，选择序列a1中的第一个点，即v＝a1(1)，将r‑cv中包含v的团赋给cv，剩余的团赋给r‑cv，更新：K＝K∪{v}，a1＝a1/cv；重复步骤8)；9)更新：Cluster＝Cluster∪{K}，a＝a/K；重复步骤7)；10)临时变量：j＝1；11)对应于集合U，将所有可着子带Φ(j)的点放在集合Set中；并根据公式和公式计算出集合Set中点所在簇的信干噪比；并将Φ(j)分配给信干噪比最大的簇中可着色的点；更新U,j＝j+1；12)若Φ为空，结束；否则，转步骤11)。