功率且满足 用户速率需求的资源分配算法；
[0210] 3)CL0(CLuste;r化timization):对低功率节点分簇，并对簇内小区进行干扰避免 的资源分配算法；
[0211] 4)DARA(Delay Aware Resource Allocation):基于效用函数满足业务延时需要 的资源分配优化算法。其中用户资源分配的效用函数采用提出的考虑业务延时W及缓冲区 大小的效用函数；
[0212] 5)QGRA(QoS Guarantee Resource allocation):提出的考虑干扰W及业务服务 质量需求的资源分配算法。
[0213] 图4的(a)和(b)分别给出了在小区半径区域内不同用户数下，类型1业务的用户平 均延时和平均丢包率。可W看出，针对类型1的业务采用本发明所提出的QGRA资源分配方法 和延时感知的DARA资源分配算法的平均延时和平均丢包率明显低于其它S种未考虑业务 延时的资源分配算法。
[0214] 图5的(a)和(b)分别给出了小区半径区域内不同用户数下，类型2业务的用户平均 延时和平均中断概率。可W看出，针对类型2的业务采用本发明所提出的QGRA算法比其它资 源分配算法的平均延时和中断概率均为最小。运是由于提出的资源分配算法考虑到小区间 的干扰W及小区内用户的延时和速率需求自适应优化小区的用户资源分配，相比忽略业务 延时需求仅考虑小区间干扰的算法PMO和化OW及考虑到业务延时速率需求而未考虑小区 间干扰的DARA资源分配算法，优化了用户业务包调度W及小区的频谱和功率资源分配，从 而更好地保证了不同类型用户业务的服务质量。
[0215] 最后所应说明的是，W上实施例仅用W说明本发明的技术方案而非限制。本发明 的应用场景并不限于上述OFDMA系统中下行数据发送，还可W是允许灵活地为用户分配不 同的物理资源块的其他场景，例如OFDMA和LTE的上行数据发送或其他。此外，本领域的技术 人员应理解，除去本发明的实施例中所采用二分法和梯度法之外，还可W使用其他捜索算 法来确定满足资源分配约束条件的拉格朗日乘子e和科、。
[0216] 尽管上文参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理 解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围， 其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种异构无线网络资源分配的方法，包括： 1) 针对小区i，确定所设置的与小区i中发送功率对应参数e、W及与小区i的全部Κι名用 户中的每一个的传输速率对应的参数f {妍，錢 2) 根据β和彎，针对每一个资源块，确定要分配资源块η的所述小区的最优用户k%其中，Wk是用户资源分配的权重，其与用户k的队列缓冲区长度和延时指示呈正比，Xk,η 为用户k在资源块η的每功率信干噪比，运算(χΓ表示求X和Ο相比的较大值； 3) 根据β和攀，确定小区i内分配任意一个资源块η的每一名用户k的发送功率pk,η，其中，ε〇为小区i设定的干扰口限，为小区资源块η上参考用户ktef的信道增益，所 述参考用户ktef在为小区i的相邻小区中在资源块η上受小区干扰最强的用户。2. 根据权利要求1所述的方法，其中步骤1)中所述确定所述参数β和f的方法，包括： 11) 将迭代次数m初始化为0，并为小区i设置初始的参数护和學9;; 12) 确定当前的参数r和勢{巧，(铭…，终孩,}下的小区i发送功率余量^/Γ，φ"'），其中，Sk,η为资源分配指示变量，当Sk,η趋于0时表示资源块η不分配给用户k，当Sk,η趋于 1时表示资源块η分配给用户k;运算私按表示先计算X与a中的较大值，再将所得结果与b相比 的较小值作为最终值； 13) 如果I.φ"> Δ或者不存在连续多次迭代的护不再变化的情况，则令m=m+l， 将参数更新为沪+1和扣""，并重复步骤12)-13); 其中，Δ为设定的阔值，其范围在0-1之间且远小于1。3. 根据权利要求2所述的方法，其中步骤11)包括： 11A1)在给定一组初始的并且当中与每一名用户k对应的 嫂e巧，巧的情况下，确定护的上限些和下限沪，使得11A2)在确定了护之后，再重新确定;φ。中与每一名用户k对应的讀的上限謁和下限邊， 使得^确定中每一名用户4的讀。4. 根据权利要求3所述的方法，其中步骤11Α1)中所述确定护的下限些的方法，包括： llAlal)初始化确定小区i中每个资源块分配给哪个用户和为每个资源块分配的发送 功率； 11A1 a 2 )固定一个初始自'I使得其中与每一名用户k对应的 沁臣(〇，1);; 1 lAla3)初始化一个些值，满足些e (0，1)，且些< < 1; llAla4)基于些，计算小区i发送功率余量告，Φ"); llAla5)判断如果,则设置些二些/10,并重复步骤llAla3)-llAla5);如果 满足沪(垫φ。) < 0，则将些作为护的下限。5. 根据权利要求3所述的方法，其中步骤11Α1)中所述确定护的上限沪的方法，包括： llAlbl)初始化确定小区i中每个资源块分配给哪个用户和为每个资源块分配的发送 功率； llAlb2)固定一个初始的如=[林，…，掉，…，站,]，使得其中与每一名用户k对应的 读巨(〇,0 ; 11A化3)初始化一个沪值，使得;^:糸1; 11A化4)基于;计算小区i发送功率余量 11Α化5)判断如果f和。心)《〇，则设置穿'-矿χ]()，并重复步骤llAlb3)-llA化 5);如 果满足f (护心)> 0，则将庐作为护的上限。6. 根据权利要求4或5所述的方法，其中步骤11A2)中所述确定鴻的下限缝的方法，包 括： 1 lASal)初始化一个些值，满足丝€ (0,1)，使得边A i; llA2a2)基于遊，计算在设定的资源分配方式下用户k发送速率超出最小速率需求的量其中，Ilf"为最小速率需求； llASa3)判断如果Λ (A边)则设置遊=逆/10 ,并继续步骤llASa2);如果满足 Λ (/?，竺)<0,则将丝作为键的下限。7. 根据权利要求4或5所述的方法，其中步骤11Α2)中所述确定讀的上限京的方法，包 括： 1 ΙΑ化1)初始化一个苑值，使得成1; 11A化2)基于京，计算在设定的资源分配方式下用户k发送速率超出最小速率需求的量其中，为最小速率需求； llASb3)判断如果乂 (反巧会0，则设置忌=巧xl:〇:，并继续步骤llA%2);如果满足 乂 (八巧>0'，则将吞作为键的上限。8.根据权利要求2所述的方法，其中步骤13)所述的将参数更新为护"和矿"的方法，包 括： 13A1)确定沪"的捜索范围[戶VF巧1: 在m=0时，将r的初始捜索范围设置为[竺，声]， 在m>0时，如果^/Γ，φ'") >0,则设置竺立=些、^ =身"；如果气公"'，(|)。')<〇，则设 置pm+l二护、另品=冢' 13Α2)在fc注辨;罚1的范围内捜索确定护"： 如果I戶(爲％(|^)|3 < Δ，则采用当前的护"作为更新后的参数. 13A3)基于当前的护+1，确定和""中的每一个变量巧>的捜索范围，第1次捜索的范围被表 不为[茲,;媒： 在1 = 0时，将φ"ι"中的每一个变量"訓勺初始捜索范围设置为沒]; 在1>〇时，如果Μ茨。气4) >护，则设置垫苗、拓接;如果速率说淨"'气4) <皆， 则设置控三=如、巧衣，其中，i 为最小速 率需求； 13A4)针对每一个变量^^，在的范围内，捜索确定φΜ": 如果孩嫂讀)f <么/範:，则采用当前的滅作为更新后的参数。9. 根据权利要求2所述的方法，其中步骤13)包括： 13B1)确定为β和嫁设置迭代步长τι和T2，W用于迭代更新参数?Τ?和巧m+i;其中，q与q+1表示相邻的两次捜索，其中，巧产>为最小速率需求。10. -种异构无线网络资源分配的设备，包括： 1) 用于针对小区i确定所设置的参数β、Κ及与小区i的全部Κι名用户中的每一个的传输 速率对应的参数φ ::: {钓.，縣，…，糾：;}的装置； 2) 用于根据β和蹲针对每一个资源块确定要分配资源块η的所述小区的最优用户的装置， 其中，用户资源分配的权重Wk与用户k的队列缓冲区长度和延时指示呈正比，Xk,η为用户 k在资源块η的每功率信干噪比，运算(χ)+表示求X和0相比的较大值； 3) 用于根据β和聲确定所述小区内分配任意一个资源块η的每一名用户k的发送功率均装置， 其中，ε〇为小区设定的干扰口限，^。，:^,为小区资源块η上参考用户ktef的信道增益，所 述参考用户ktef在为所述小区的相邻小区中在资源块η上受小区干扰最强的用户。
【专利摘要】本发明提供一种基于拉格朗日乘子的异构无线网络资源分配的方法，将使得所述网络的全部小区的全部用户的总效用最大作为目标，并且将所述小区的总发送功率小于等于允许的最大发送功率、和所述小区中用户的传输速率大于等于设定的最小速率需求作为约束条件。所述方法包括：针对小区i，确定所设置的与发送功率对应的拉格朗日乘子β、以及与小区i的全部Ki名用户中的每一个的传输速率对应的拉格朗日乘子根据β和针对每一个资源块，确定要分配资源块n的所述小区的最优用户k*；根据拉格朗日乘子β和确定所述小区内不分配资源块的用户的发送功率，确定所述小区内分配任意一个资源块n的每一名用户k的发送功率pk，n。
【IPC分类】H04W72/08, H04W72/12
【公开号】CN105704824
【申请号】CN201610031104
【发明人】杜红艳, 周一青, 田霖, 石晶林
【申请人】中国科学院计算技术研究所
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月18日