本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超密集組網(wǎng)的頻譜資源分配方法。

背景技術(shù)：

預(yù)計(jì)到2020年，移動數(shù)據(jù)的數(shù)量會達(dá)到130exabits(10¹⁸)。60％的語音通信與90％的高速數(shù)據(jù)傳輸都會發(fā)生在室內(nèi)場景。超密集組網(wǎng)(udn:ultradencenetwork)無疑是改善室內(nèi)高速、大容量移動通信質(zhì)量的關(guān)鍵方法。借助于udn中小小區(qū)的設(shè)置，人們能夠享受到高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，比如高清視頻業(yè)務(wù)與更好的室內(nèi)語音業(yè)務(wù)等多媒體業(yè)務(wù)。而且，小小區(qū)的基站由于可工作在低功耗模式下，常常提升了電池的使用壽命。因此，udn被認(rèn)為是第五代移動通信系統(tǒng)(5g)的關(guān)鍵技術(shù)，它能協(xié)調(diào)下行干擾，改善頻率效率。但是目前的udn中頻譜效率還較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種超密集組網(wǎng)的頻譜資源分配方法，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

一種超密集組網(wǎng)的頻譜資源分配方法，所述方法包括：

對于每個(gè)小小區(qū)均擁有一個(gè)femto基站和一個(gè)用戶ue，每個(gè)femto基站服務(wù)它覆蓋的范圍內(nèi)的一個(gè)用戶ue，基于圖論，將用戶ue作為對象，集合成為一幅圖g中的頂點(diǎn)集合；

在圖g中逐步添加邊的信息，添加邊的具體方法為：

對用戶uei來說，假設(shè)其處在小小區(qū)i，則相鄰的小小區(qū)k是否對小小區(qū)i構(gòu)成干擾的判定依據(jù)以下公式(1)：

|sinri,i-sinri,k|＜sinrth(k≠i,k∈[1,2,......,m],i∈[1,2,......,m])(1)

式(1)中m為小小區(qū)的總數(shù)量，sinri,i為用戶uei在小小區(qū)i中獲得的信干噪比，sinri,k為用戶uei在小小區(qū)k中獲得的信干噪比，sinrth為判決門限；

在滿足式(1)的小小區(qū)i和小小區(qū)k之間添加邊的信息，添加完之后得到的圖g為有向圖；

去除添加完邊后圖g中邊的方向，對邊進(jìn)行權(quán)值的賦予；

在已賦予邊權(quán)值的干擾圖中，權(quán)值為2的邊連接的兩個(gè)小小區(qū)著色時(shí)選擇色號不連續(xù)的兩個(gè)色塊，權(quán)值為1的邊連接的兩個(gè)小小區(qū)著色時(shí)選擇色號連續(xù)的兩個(gè)色塊，無邊相連的兩個(gè)小小區(qū)著相同色號的色塊，每個(gè)色塊代表一段可用的頻譜資源塊，頻譜資源塊按頻譜由小到大劃分，由色號連續(xù)的不同色塊來代表。

優(yōu)選地，對邊進(jìn)行權(quán)值賦予具體包括：

a)當(dāng)sinri,i＞sinri,k時(shí)：

b)當(dāng)sinri,i＜sinri,k時(shí)：

其中，w(i,k)為圖g中小小區(qū)i與小小區(qū)k之間的邊的權(quán)值，sinrth1'、sinrth1、sinrth2'和sinrth2是分段判決門限的上下限。

優(yōu)選地，步驟在已賦予邊權(quán)值的干擾圖中，權(quán)值為2的邊連接的兩個(gè)小小區(qū)著色時(shí)選擇色號不連續(xù)的兩個(gè)色塊，權(quán)值為1的邊連接的兩個(gè)小小區(qū)著色時(shí)選擇色號連續(xù)的兩個(gè)色塊，無邊相連的兩個(gè)小小區(qū)著相同色號的色塊，每個(gè)色塊代表一段可用的頻譜資源塊，頻譜資源塊按頻譜由小到大劃分，由色號連續(xù)的不同色塊來代表具體包括：

1、令cn為已賦予邊權(quán)值的干擾圖中小小區(qū)i的圖色色號；

2、小小區(qū)i已知帶有邊權(quán)值的femto干擾圖；

3、令cn＝1；

4、如果與小小區(qū)i發(fā)生干擾的相鄰小小區(qū)均無使用cn＝1的色塊，且小小區(qū)i的邊權(quán)值不為2，則將cn＝1作為小小區(qū)i的色號；

5、如果與小小區(qū)i發(fā)生干擾的相鄰小小區(qū)均無使用cn＝1的色塊，但小小區(qū)i具有邊權(quán)值為2的邊，則判斷權(quán)值為2的邊相連的另一個(gè)小小區(qū)的色號cn’，若cn’-cn>1，則將cn＝1作為小小區(qū)i的色號，否則將cn’+2作為小小區(qū)i的色號；

6、如果與小小區(qū)i發(fā)生干擾的相鄰小小區(qū)使用了cn＝1的色塊，則判斷小小區(qū)i與其干擾的小小區(qū)的邊權(quán)值，若邊權(quán)值為1，則將cn+1并返回步驟4；若邊權(quán)值為2，則cn+2并返回步驟4；

7、小小區(qū)i將它選擇的色號廣播至相鄰的干擾小小區(qū)；

8、結(jié)束。

本發(fā)明實(shí)施例中的一種超密集組網(wǎng)的頻譜資源分配方法，首先將小小區(qū)中的用戶為對象集合成為圖g中的頂點(diǎn)，然后根據(jù)各小小區(qū)之間的干擾關(guān)系對圖g添加邊，接著對添加邊的圖g進(jìn)行邊權(quán)值賦予操作，最后根據(jù)邊權(quán)值對每個(gè)小小區(qū)使用相應(yīng)色號的色塊表示，大大提高了udn的頻譜使用效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為udn的場景圖；

圖2為udn中的用戶頂點(diǎn)圖g；

圖3為超密集小區(qū)的模擬規(guī)劃圖；

圖4為對圖3中規(guī)劃圖抽象得到的干擾圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種超密集組網(wǎng)的頻譜資源分配方法，該方法包括以下步驟：

假設(shè)每個(gè)小小區(qū)均擁有一個(gè)femto基站和一個(gè)用戶ue，每個(gè)femto基站服務(wù)它覆蓋的范圍內(nèi)的一個(gè)用戶ue，具體的情形如圖1所示；然后基于圖論，將圖1中的用戶ue作為對象，集合成為一幅圖g中的頂點(diǎn)集合，如圖2所示，此時(shí)，圖g中僅有頂點(diǎn)信息；

按照路由算法bell-ford的思想，在圖g中逐步添加邊的信息，邊即是各小小區(qū)之間干擾關(guān)系的體現(xiàn)。添加邊的具體方法為：

對某個(gè)用戶uei來說，假設(shè)其處在小小區(qū)i，則相鄰的小小區(qū)k是否對小小區(qū)i構(gòu)成干擾的判定依據(jù)以下公式(1)：

|sinri,i-sinri,k|＜sinrth(k≠i,k∈[1,2,......,m],i∈[1,2,......,m])(1)

式(1)中m為小小區(qū)的總數(shù)量，sinri,i為用戶uei在小小區(qū)i中獲得的信干噪比，sinri,k為用戶uei在小小區(qū)k中獲得的信干噪比，sinrth為判決門限。

在滿足式(1)的小小區(qū)i和小小區(qū)k之間添加邊的信息，添加完之后得到的圖g為有向圖，如圖3所示，抽象后得到的干擾圖如圖4所示，圖g中邊的方向?yàn)閗→i，且兩小小區(qū)之間的邊的方向可以是雙向的。

去除圖4中邊的方向，對邊進(jìn)行權(quán)值的賦予，各條邊上的權(quán)值計(jì)算按照以下公式(2)和(3)進(jìn)行：

a)當(dāng)sinri,i＞sinri,k時(shí)：

b)當(dāng)sinri,i＜sinri,k時(shí)：

其中，w(i,k)為圖g中小小區(qū)i與小小區(qū)k之間的邊的權(quán)值，當(dāng)w(i,k)＝1，認(rèn)為小小區(qū)i受到小小區(qū)k的干擾較小，當(dāng)w(i,k)＝2，認(rèn)為小小區(qū)i受到小小區(qū)k的干擾較大；sinrth1'、sinrth1、sinrth2'和sinrth2是分段判決門限的上下限。

在已賦予邊權(quán)值的干擾圖中，提出一種頻譜資源的圖色算法，該算法約定：權(quán)值為2的邊連接的兩個(gè)小小區(qū)著色時(shí)選擇色號不連續(xù)的兩個(gè)色塊，權(quán)值為1的邊連接的兩個(gè)小小區(qū)著色時(shí)選擇色號連續(xù)的兩個(gè)色塊，無邊相連的兩個(gè)小小區(qū)著相同色號的色塊，每個(gè)色塊代表一段可用的頻譜資源塊，頻譜資源塊按頻譜由小到大劃分，由色號連續(xù)的不同色塊來代表。

具體的頻譜資源分配圖色算法步驟如下：

1、令cn為圖4中小小區(qū)i的圖色色號；

2、小小區(qū)i已知帶有邊權(quán)值的femto干擾圖；

3、令cn＝1；

4、如果與小小區(qū)i發(fā)生干擾的相鄰小小區(qū)均無使用cn＝1的色塊，且小小區(qū)i的邊權(quán)值不為2，則將cn＝1作為小小區(qū)i的色號；

5、如果與小小區(qū)i發(fā)生干擾的相鄰小小區(qū)均無使用cn＝1的色塊，但小小區(qū)i具有邊權(quán)值為2的邊，則判斷權(quán)值為2的邊相連的另一個(gè)小小區(qū)的色號cn’，若cn’-cn>1，則將cn＝1作為小小區(qū)i的色號，否則將cn’+2作為小小區(qū)i的色號；

6、如果與小小區(qū)i發(fā)生干擾的相鄰小小區(qū)使用了cn＝1的色塊，則判斷小小區(qū)i與其干擾的小小區(qū)的邊權(quán)值，若邊權(quán)值為1，則將cn+1并返回步驟4；若邊權(quán)值為2，則cn+2并返回步驟4；

7、小小區(qū)i將它選擇的色號廣播至相鄰的干擾小小區(qū)；

8、結(jié)束。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器、cd-rom、光學(xué)存儲器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲器中，使得存儲在該計(jì)算機(jī)可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。