專利名稱：一種基于ofdm的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中的信道分配方法，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，隨著移動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的日益加劇，用戶量也越來越多，如果僅僅依靠宏基站無法滿足室內(nèi)用戶的服務(wù)要求。室內(nèi)覆蓋的好壞是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的重要體現(xiàn)，對(duì)于手機(jī)用戶來說，室內(nèi)覆蓋質(zhì)量已成為影響客戶在網(wǎng)穩(wěn)定性的重要原因。為了滿足室內(nèi)用戶的需求，得到更高的系統(tǒng)容量和數(shù)據(jù)速率，家庭基站正在慢慢興起。家庭基站是ー種小型，低功率，可安裝在室內(nèi)，配置靈活的基站。它能有效地解決、室內(nèi)覆蓋的問題，更加適合家庭用戶的使用，安裝方便，且由于覆蓋范圍小，可以降低接入設(shè)備的發(fā)射功率，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能，已被應(yīng)用在3GPP的長期演進(jìn)(LTE)項(xiàng)目中。LTE長期演進(jìn)計(jì)劃是ー種具有強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的無線接入技木，被視作從3G到4G演進(jìn)的主流技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)多帶寬、高速率等性能指標(biāo)。LTE下行鏈路主要采用OFDMA技木，它屬于多載波調(diào)制(Multi-Carrier Modulation, MCM)技術(shù)。OFDMA技術(shù)把可用頻帶分成一系列正交的子信道，每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各個(gè)子載波并行傳輸。OFDM系統(tǒng)有著優(yōu)越的性能，其優(yōu)點(diǎn)主要包括(I)頻譜利用率較高。OFDM系統(tǒng)中，子載波是相互正交的，之間沒有保護(hù)間隔且頻譜重疊，因此可以節(jié)省頻譜資源，提高頻譜的利用率。這樣，系統(tǒng)的容量也就更大。(2)抗頻率選擇性衰落和窄帶干擾能力強(qiáng)。OFDMA技術(shù)適用于多徑衰落信道的高速數(shù)據(jù)傳輸中，在多載波系統(tǒng)中，由于多徑產(chǎn)生的衰落只會(huì)影響到ー個(gè)或幾個(gè)子帶，其他子帶不受影響，具有較強(qiáng)的抗頻率選擇性衰落能力。(3)抗符號(hào)間干擾能力強(qiáng)。OFDM通過在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊之間插入一個(gè)大于信道脈沖響應(yīng)時(shí)間的保護(hù)間隔，消除了由于多徑時(shí)延擴(kuò)展弓I起的符號(hào)間干擾。(4)0FDM系統(tǒng)可以方便地與其它接入方式結(jié)合使用，比如多載波碼分多址MC-CDMA，跳頻OFDMA，0FDM-TDMA等，拓展了 OFDM的應(yīng)用環(huán)境。宏基站與家庭基站共存的兩層網(wǎng)絡(luò)模型中，若宏用戶與家庭用戶不共用頻譜，雖能有效避免跨層干擾，但家庭基站只能使用一部分頻譜，不利于吞吐量的提高。但當(dāng)宏用戶與家庭用戶共用頻譜時(shí)，利用OFDM系統(tǒng)中子帶間的正交性，可有效消除宏小區(qū)和家庭基站內(nèi)部的干擾，但家庭基站與家庭基站，宏基站與家庭基站之間還是會(huì)產(chǎn)生較大的干擾。如何減小它們之間的干擾，進(jìn)行更好的頻譜分配，是值得我們考慮的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種減小宏用戶和家庭基站及家庭基站與家庭基站之間干擾的基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為ー種基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法，該方法基于宏基站與家庭基站共存，兩者共享頻譜的平臺(tái)，所述網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)家庭基站對(duì)應(yīng)ー個(gè)初始顏色列表，每個(gè)顏色代表一個(gè)子信道，包括以下步驟步驟I、調(diào)整分配給每個(gè)家庭基站的初始顏色列表，使得所有宏用戶的信噪比滿足門限值；步驟2、根據(jù)調(diào)整后的新顏色列表，建立家庭基站的干擾圖G = (V，E，W)，其中點(diǎn)集V= Ivl，v2…vg}，g為家庭基站的個(gè)數(shù)，每個(gè)點(diǎn)代表I個(gè)家庭基站；邊集E = {el，e2…eh}，h為邊的條數(shù)，兩點(diǎn)之間有邊代表存在干擾；步驟3、利用圖論方式，為構(gòu)建的干擾圖中的家庭基站進(jìn)行頂點(diǎn)著色，確定每個(gè)家庭基站最終可用的顔色列表，根據(jù)家庭基站的最終可用的子信道來實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，從而完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配。優(yōu)選地，本發(fā)明基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法中，所述步驟I中調(diào)整分配給每個(gè)家庭基站的初始顏色列表，使得所有宏用戶的信噪比滿足門限值，具體如下
步驟1-1選擇ー個(gè)宏用戶；
P -G步驟1-2計(jì)算該宏用戶的信干噪比Ym,其中ん=Σ A . .Gitm +#。_5，Pm, i和Pk, i
分別是宏基站和家庭基站k在子信道i上的發(fā)射功率，Gm,m和Gk,m分別是宏基站和家庭基站k到宏用戶m的路徑增益，Ik為干擾的家庭基站集，N0為熱噪聲密度，B為子信道帶寬；步驟1-3判斷該宏用戶的信干噪比Ym是否滿足門限值SINRttol ；步驟1-4若Y m < SINRthrm,則從Ik中移除干擾最大的家庭基站BSf并從移除的家庭基站BSf可用的顔色列表中去掉已分配給此宏用戶使用的顔色，則該家庭基站BSf對(duì)該宏用戶無干擾，返回步驟1-2重新計(jì)算該宏用戶的信干燥比，直至該宏用戶的信干燥比滿足門限值SINRthrm，否則重復(fù)執(zhí)行步驟1-2至步驟1-4 ；步驟1-5若YmS SINRthrm，返回步驟1_1，直至所有宏用戶都選擇過。優(yōu)選地，本發(fā)明基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法中，所述步驟2中構(gòu)建家庭基站之間的干擾圖為無向干擾圖，具體為步驟A :選擇豕庭基站f ；步驟B:根據(jù)調(diào)整后的新顏色列表，可以得出此家庭基站在各個(gè)信道上的干擾家庭基站集，計(jì)算此家庭基站的信干噪比Yf，若Yf < SINRthrf，則依次從它的干擾集Ik中移除干擾最大的家庭基站，此時(shí)被移除的家庭基站與該家庭基站之間形成權(quán)重為I的邊，此邊為無向邊，存在邊的兩個(gè)家庭基站不能共用同一個(gè)子信道；其中Yf = HIin(Yfi),
P .G
ル=Σ化·ん+",.4,心故 +#。.5’ l為ο或1，代表宏用戶是否占用子信道i;若宏
用戶占用子信道i，則為1，否則為O i和Pk, i分別是家庭基站I和k在子信道i上的發(fā)射功率，G1, n和Gk, n分別是家庭基站I和k到家庭用戶η的路徑增益，PM, i是宏基站在子信道i上的發(fā)射功率，Gm, n是宏基站到此家庭用戶的路徑增益，Ik為干擾的家庭基站集，N0為熱噪聲密度，B為子信道帶寬；重復(fù)步驟B直至Y f彡SINRthrf ；步驟C :重復(fù)步驟A至步驟B，直至所有家庭基站都選擇過，這樣就可以獲得所有家庭基站之間的邊集；步驟D :根據(jù)家庭基站及家庭基站之間的邊來構(gòu)建家庭基站之間的無向干擾圖。
優(yōu)選地，本發(fā)明基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法中，所述步驟2中構(gòu)建家庭基站之間的干擾圖為有向權(quán)重圖，具體為步驟a、選擇家庭基站f，將家庭基站f劃分ー個(gè)以自身家庭用戶為中心，半徑不同的區(qū)域，該半徑為家庭基站f的門限距離；步驟b、判斷其他豕庭基站距此豕庭基站的距尚，若其他豕庭基站尚此豕庭基站的距離小于此門限距離時(shí)，該家庭用戶將受較大的干擾，則其他家庭基站與此家庭基站之
間形成邊，邊上的權(quán)重值大小表示干擾的大小，權(quán)重值表示方式如下1 T^l = w2^i，其中
df2^ !為干擾家庭基站f2到用戶I的距尚，dthrfl為家庭用戶I的門限距尚，W2^1為干擾圖中家庭基站f2指向用戶I的邊上的權(quán)重值； 步驟C、重復(fù)步驟a步驟b，直至所有家庭基站都被選過，這樣所有的家庭基站之間就形成權(quán)重值大小不同的邊；步驟d、根據(jù)家庭基站以及家庭基站之間權(quán)重值大小不同的邊來構(gòu)建家庭基站之間的有向權(quán)重圖。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明在繼承傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上克服了傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)中家庭基站與家庭基站，宏基站與家庭基站之間還是會(huì)產(chǎn)生較大的干擾的缺陷；本發(fā)明將信道分配轉(zhuǎn)化為圖論頂點(diǎn)著色的問題更方便、簡(jiǎn)單的解決了信道分配；本發(fā)明在保證宏用戶信干噪比的條件下，盡量提高家庭基站的吞吐量。


圖I為本發(fā)明OFDM系統(tǒng)兩層網(wǎng)絡(luò)模型2為實(shí)施例I中構(gòu)建的無向干擾示意3為實(shí)施例2中構(gòu)建的有向權(quán)重示意4為家庭用戶的門限距離示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。如圖I所示，一種基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法，該方法基于宏基站與家庭基站共存，兩者共享頻譜的平臺(tái)，所述網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)家庭基站對(duì)應(yīng)一個(gè)初始顔色列表，每個(gè)顏色代表一個(gè)子信道，包括以下步驟步驟I、調(diào)整分配給每個(gè)家庭基站的初始顏色列表，使得所有宏用戶的信噪比滿足門限值；步驟2、根據(jù)調(diào)整后的新顏色列表，建立家庭基站的干擾圖G = (V，E，W)，其中點(diǎn)集V= Ivl，v2…vg}，g為家庭基站的個(gè)數(shù)，每個(gè)點(diǎn)代表I個(gè)家庭基站；邊集E = {el，e2…eh}, h為邊的條數(shù)，兩點(diǎn)之間有邊代表存在干擾；所述構(gòu)建的干擾圖為無向圖或有向權(quán)重圖；(一)當(dāng)干擾圖為無向圖，其構(gòu)建方法如下步驟A :選擇豕庭基站f ；步驟B:根據(jù)調(diào)整后的新顔色列表，可以得出此家庭基站在各個(gè)信道上的干擾家庭基站集，計(jì)算此家庭基站的信干噪比Yf，若Yf < SINRttof，則依次從它的干擾集Ik中移除干擾最大的家庭基站，此時(shí)被移除的家庭基站與該家庭基站之間形成權(quán)重為I的邊，此邊為無向邊，存在邊的兩個(gè)家庭基站不能共用同一個(gè)子信道；其中Yf = HIin(Yfii),P .G
ル=Σ化·ん+",.4,心故 +#。.5’ l為ο或1，代表宏用戶是否占用子信道i;若宏
用戶占用子信道i，則為1，否則為O i和Pk, i分別是家庭基站I和k在子信道i上的發(fā)射功率，G1, n和Gk, n分別是家庭基站I和k到家庭用戶η的路徑增益，PM, i是宏基站在子信道i上的發(fā)射功率，Gm, n是宏基站到此家庭用戶的路徑增益，Ik為干擾的家庭基站集，N0為熱噪聲密度，B為子信道帶寬；重復(fù)步驟B直至Y f彡SINRthrf ；步驟C :重復(fù)步驟A至步驟B，直至所有家庭基站都選擇過，這樣就可以獲得所有家庭基站之間的邊集；步驟D :根據(jù)家庭基站及家庭基站之間的邊來構(gòu)建家庭基站之間的無向干擾圖。
(ニ)當(dāng)干擾圖為有向權(quán)重圖，其構(gòu)建方式如下步驟a、選擇家庭基站f，將家庭基站f劃分ー個(gè)以自身家庭用戶為中心，半徑不同的區(qū)域，該半徑為家庭基站f的門限距離；步驟b、判斷其他豕庭基站距此豕庭基站的距尚,若其他豕庭基站尚此豕庭基站的距離小于此門限距離時(shí)，該家庭用戶將受較大的干擾，則其他家庭基站與此家庭基站之
間形成邊，邊上的權(quán)重值大小表示干擾的大小，權(quán)重值表示方式如下1= wI^i，其中
df2^ !為干擾家庭基站f2到用戶I的距尚，dthrfl為家庭用戶I的門限距尚，W2^1為干擾圖中家庭基站f2指向用戶I的邊上的權(quán)重值；步驟C、重復(fù)步驟a_步驟b，直至所有家庭基站都被選過，這樣所有的家庭基站之間就形成權(quán)重值大小不同的邊；步驟d、根據(jù)家庭基站以及家庭基站之間權(quán)重值大小不同的邊來構(gòu)建家庭基站之間的有向權(quán)重圖。步驟3、利用圖論方式，為構(gòu)建的干擾圖中的家庭基站進(jìn)行頂點(diǎn)著色，確定每個(gè)家庭基站最終可用的顔色列表，根據(jù)家庭基站的最終可用的子信道來實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，從而完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配。(一 )在滿足宏用戶要求的前提下，利用無向干擾圖中每個(gè)點(diǎn)的新顔色列表，將顏色列表中的每個(gè)顏色對(duì)應(yīng)I個(gè)簇，每個(gè)簇中包含不同的初始點(diǎn)，依次在每個(gè)簇中去除對(duì)其他點(diǎn)干擾最大的點(diǎn)，找到每個(gè)簇中的最大點(diǎn)數(shù)和屬于各個(gè)簇的點(diǎn)集，最后獲得每個(gè)點(diǎn)可用的顔色列表，利用家庭基站的顏色列表來表示每個(gè)家庭基站可用的信道，實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，從而完成對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配；具體實(shí)現(xiàn)過程如下A、利用上述形成的新顏色列表，為每個(gè)點(diǎn)著其相應(yīng)顏色列表中任意ー種顏色，作為該點(diǎn)最終確定可用的一種顏色；B、選擇ー種顏色；C、在所有點(diǎn)的新顏色列表中找出所有可著此色的點(diǎn)，作為簇恥中的初始點(diǎn)；D、若簇恥非空，計(jì)算此簇中每個(gè)點(diǎn)與這個(gè)簇其他點(diǎn)之間相互邊的條數(shù)，選出條數(shù)最大的那個(gè)點(diǎn)；E、若這樣的點(diǎn)有多個(gè)，則隨機(jī)選ー個(gè)，從簇恥中移除；F、更新簇恥，重復(fù)D-E，直至此簇中的點(diǎn)相互之間都沒有邊，則簇中剰余的點(diǎn)就是簇恥的最終元素；G、重復(fù)執(zhí)行B-F，直到所有的顏色都被選過，最終獲得每個(gè)簇中最終元素，根據(jù)簇中最終元素即可知道每個(gè)點(diǎn)最終可用的顔色列表，利用家庭基站的顏色列表來表示每個(gè)家庭基站可用的信道，實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，從而完成對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配。( ニ)在滿足宏用戶要求的前提下，利用有向權(quán)重干擾圖中每個(gè)點(diǎn)的新顔色列表，將顏色列表中的每個(gè)顏色對(duì)應(yīng)I個(gè)簇，每個(gè)簇中包含不同的初始點(diǎn)，依次在每個(gè)簇中去除對(duì)其他點(diǎn)干擾最大的點(diǎn)，找到每個(gè)簇中的最大點(diǎn)數(shù)和屬于各個(gè)簇的點(diǎn)集，最后獲得每個(gè)點(diǎn)可用的顔色列表，利用家庭基站的顏色列表來表示每個(gè)家庭基站可用的信道，實(shí)現(xiàn)家庭基 站信道的動(dòng)態(tài)分配，完成對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配；具體實(shí)現(xiàn)過程如下a、利用上述形成的新顏色列表，為每個(gè)點(diǎn)著其相應(yīng)顏色列表中任意ー種顏色，作為該點(diǎn)最終確定可用的一種顏色；b、選擇ー種顏色；C、在所有點(diǎn)的新顏色列表中找出所有可著此色的點(diǎn)，作為簇恥中的初始點(diǎn)；d、若簇M;非空，對(duì)此簇中每個(gè)點(diǎn)計(jì)算此點(diǎn)指向這個(gè)簇中其他點(diǎn)的邊上的權(quán)重值之和，選出權(quán)重之和最大的那個(gè)點(diǎn)；e、若這樣的點(diǎn)有多個(gè)，則隨機(jī)選ー個(gè)，從簇恥中移除；f、更新簇恥，重復(fù)d-e，直至此簇中的點(diǎn)相互之間都沒有邊，則簇中剰余的點(diǎn)就是簇恥的最終元素；g、重復(fù)執(zhí)行b-f，直到所有的顏色都被選過，最終獲得每個(gè)簇中最終元素，根據(jù)簇中最終元素即可知道每個(gè)點(diǎn)最終可用的顔色列表，利用家庭基站的顏色列表來表示每個(gè)家庭基站可用的信道，實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，從而完成對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配。實(shí)施例I如圖2所示構(gòu)建家庭基站之間的干擾圖為無向圖步驟I、調(diào)整分配給每個(gè)家庭基站的初始顏色列表，使得所有宏用戶的信噪比滿足門限值，具體為步驟1-1選擇ー個(gè)宏用戶；
P -G步驟1-2計(jì)算該宏用戶的信干噪比Ym，其中ん=i和Pk, i
分別是宏基站和家庭基站k在子信道i上的發(fā)射功率，Gm,m和Gk,m分別是宏基站和家庭基站k到宏用戶m的路徑增益，Ik為干擾的家庭基站集，N0為熱噪聲密度，B為子信道帶寬；步驟1-3判斷該宏用戶的信干噪比Ym是否滿足門限值SINRthrm ；步驟1-4若Y m < SINRthrm,則從Ik中移除干擾最大的家庭基站BSf并從移除的家庭基站BSf可用的顔色列表中去掉已分配給此宏用戶使用的顔色，則該家庭基站BSf對(duì)該宏用戶無干擾，返回步驟1-2重新計(jì)算該宏用戶的信干燥比，直至該宏用戶的信干燥比滿足門限值SINRthrm，否則重復(fù)執(zhí)行步驟1-2至步驟1-4 ；步驟1-5若YmS SINRthrm，返回步驟1_1，直至所有宏用戶都選擇過。步驟2、根據(jù)調(diào)整后的新顏色列表，建立家庭基站的無向干擾圖G = (V，E，W)，其中點(diǎn)集V= Ivl，v2…vg}，g為家庭基站的個(gè)數(shù)，每個(gè)點(diǎn)代表I個(gè)家庭基站；邊集E= Iel，e2…eh}，h為邊的條數(shù)，兩點(diǎn)之間有邊代表存在干擾，具體為步驟A :選擇豕庭基站f ；步驟B:根據(jù)調(diào)整后的新顏色列表，可以得出此家庭基站在各個(gè)信道上的干擾家庭基站集。計(jì)算此家庭基站的信干噪比Yf，若Yf < SINRthrf，則依次從它的干擾集Ik中移除干擾最大的家庭基站，此時(shí)被移除的家庭基站與該家庭基站之間形成權(quán)重為I的邊，此邊為無向邊，存在邊的兩個(gè)家庭基站不能共用同一個(gè)子信道；其中Yf = HIin(Yfii), P .G
れ' =ΣΧ.·、+ ^.Pm, .’ n i為O或I，代表宏用戶是否占用子信道I ;若宏
用戶占用子信道i，則為1，否則為O i和Pk, i分別是家庭基站I和k在子信道i上的發(fā)射功率，G1, n和Gk, n分別是家庭基站I和k到家庭用戶η的路徑增益，PM, i是宏基站在子信道i上的發(fā)射功率，Gm, n是宏基站到此家庭用戶的路徑增益，Ik為干擾的家庭基站集，N0為熱噪聲密度，B為子信道帶寬；重復(fù)步驟B直至Y f彡SINRthrf ；步驟C :重復(fù)步驟A至步驟B，直至所有家庭基站都選擇過，這樣就可以獲得所有家庭基站之間的邊集；步驟D :根據(jù)家庭基站及家庭基站之間的邊來構(gòu)建家庭基站之間的無向干擾圖。步驟3、利用圖論方式，為構(gòu)建的無向干擾圖中的家庭基站進(jìn)行頂點(diǎn)著色，確定每個(gè)家庭基站最終可用的顔色列表，根據(jù)家庭基站的最終可用的子信道來實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，從而完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配的方法在滿足宏用戶要求的前提下，利用無向干擾圖中每個(gè)點(diǎn)的新顏色列表，將顏色列表中的每個(gè)顏色對(duì)應(yīng)I個(gè)簇，每個(gè)簇中包含不同的初始點(diǎn)，依次在每個(gè)簇中去除對(duì)其他點(diǎn)干擾最大的點(diǎn)，找到每個(gè)簇中的最大點(diǎn)數(shù)和屬于各個(gè)簇的點(diǎn)集，最后獲得每個(gè)點(diǎn)可用的顔色列表，利用家庭基站的顏色列表來表示每個(gè)家庭基站可用的信道，實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，從而完成對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配；具體實(shí)現(xiàn)過程如下A、利用上述形成的新顏色列表，為每個(gè)點(diǎn)著其相應(yīng)顏色列表中任意ー種顏色，作為該點(diǎn)最終確定可用的一種顏色；B、選擇ー種顏色；C、在所有點(diǎn)的新顏色列表中找出所有可著此色的點(diǎn)，作為簇恥中的初始點(diǎn)；D、若簇恥非空，計(jì)算此簇中每個(gè)點(diǎn)與這個(gè)簇其他點(diǎn)之間相互邊的條數(shù)，選出條數(shù)最大的那個(gè)點(diǎn)；E、若這樣的點(diǎn)有多個(gè)，則隨機(jī)選ー個(gè)，從簇恥中移除；F、更新簇恥，重復(fù)D-E，直至此簇中的點(diǎn)相互之間都沒有邊，則簇中剩余的點(diǎn)就是簇恥的最終元素；G、重復(fù)執(zhí)行B-F，直到所有的顏色都被選過，最終獲得每個(gè)簇中最終元素，根據(jù)簇中最終元素即可知道每個(gè)點(diǎn)最終可用的顔色列表，利用家庭基站的顏色列表來表示每個(gè)家庭基站可用的信道，實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，從而完成對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配。圖2為無向干擾圖中各個(gè)點(diǎn)最終可用信道和任意兩點(diǎn)之間邊的情況，點(diǎn)為1-10共10個(gè)點(diǎn)，信道為{1，2，3，4，5} 5個(gè)信號(hào)。分配前，各個(gè)點(diǎn)之間無邊，且每個(gè)點(diǎn)可用的信道均為{1，2，3，4，5};為保證宏用戶信干噪比達(dá)到門限值，各個(gè)點(diǎn)可用的信道如圖2所示，如點(diǎn)I最終可用的信道為{1，2，3，4，5}，點(diǎn)5最終可用的信道為{1，2，4，5}。按上述方法對(duì)家庭基站系統(tǒng)建立干擾圖后，得到各點(diǎn)之間邊的存在情況，如點(diǎn)I和點(diǎn)2之間存在邊，點(diǎn)I和點(diǎn)3之間無邊。實(shí)施例2如圖3、圖4所示，由于家庭基站和家庭用戶分布的隨機(jī)性，每個(gè)家庭用戶接收到的有用功率和受到的干擾大小都不同，為了能更好的表示其他家庭基站對(duì)它的干擾情況，區(qū)分干擾大小，可以建立有向的權(quán)重圖來解決這ー問題。—種基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法,該方法基于宏基站與家庭基站共存，兩者共享頻譜的平臺(tái)，所述網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)家庭基站對(duì)應(yīng)一個(gè)初始顔色列表，每個(gè)顏色代表一個(gè)子信道，包括以下步驟步驟I、調(diào)整分配給每個(gè)家庭基站的初始顏色列表，使得所有宏用戶的信噪比滿足門限值，具體為步驟1-1選擇ー個(gè)宏用戶；步驟1-2計(jì)算該宏用戶的信干噪比Ym，其中
權(quán)利要求
1.一種基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法,該方法基于宏基站與家庭基站共存,兩者共享頻譜的平臺(tái)，所述網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)家庭基站對(duì)應(yīng)一個(gè)初始顔色列表，每個(gè)顏色代表一個(gè)子信道，其特征在于，包括以下步驟 步驟I、調(diào)整分配給每個(gè)家庭基站的初始顏色列表，使得所有宏用戶的信噪比滿足門限值； 步驟2、根據(jù)調(diào)整后的新顏色列表，建立家庭基站的干擾圖G = (V，E，W)，其中點(diǎn)集V =Ivl，v2…vg}，g為家庭基站的個(gè)數(shù)，每個(gè)點(diǎn)代表I個(gè)家庭基站；邊集E = {el，e2-eh}, h為邊的條數(shù)，兩點(diǎn)之間有邊代表存在干擾； 步驟3、利用圖論方式，為構(gòu)建的干擾圖中的家庭基站進(jìn)行頂點(diǎn)著色，確定每個(gè)家庭基站最終可用的顔色列表，根據(jù)家庭基站的最終可用的子信道來實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，從而完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法，其特征在于，所述步驟I中調(diào)整分配給每個(gè)家庭基站的初始顏色列表，使得所有宏用戶的信噪比滿足門限值，具體如下 步驟1-1選擇ー個(gè)宏用戶； 步驟1-2計(jì)算該宏用戶的信干噪比Y m，其中
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法，其特征在于，所述步驟2中構(gòu)建家庭基站之間的干擾圖為無向干擾圖，具體為 步驟A :選擇家庭基站f ；步驟B:根據(jù)調(diào)整后的新顔色列表，得出此家庭基站在各個(gè)信道上的干擾集Ik，計(jì)算此家庭基站的信干噪比Yf，若Yf < SINRthrf，則依次從它的干擾集Ik中移除干擾最大的家庭基站，此時(shí)被移除的家庭基站與該家庭基站之間形成權(quán)重為I的邊，此邊為無向邊，存在邊的兩個(gè)家庭基站不能共用同一個(gè)子信道；其中Yf = HIin(Yfii),
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的OFDM兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法，其特征在于，所述步驟2中構(gòu)建家庭基站之間的干擾圖為有向權(quán)重圖，具體為 步驟a、選擇家庭基站f，將家庭基站f劃分ー個(gè)以自身家庭用戶為中心，半徑不同的區(qū)域，該半徑為家庭基站f的門限距離； 步驟b、判斷其他豕庭基站距此豕庭基站的距尚,若其他豕庭基站尚此豕庭基站的距尚小于此門限距離時(shí)，該家庭用戶將受較大的干擾，則其他家庭基站與此家庭基站之間形成邊，邊上的權(quán)重值大小表示干擾的大小，權(quán)重值表示方式如下= ，其中df2バ為干擾家庭基站f2到用戶I的距離，dthrfl為家庭用戶I的門限距離，W2バ為干擾圖中家庭基站f2指向用戶I的邊上的權(quán)重值； 步驟C、重復(fù)步驟a-步驟b，直至所有家庭基站都被選過，這樣所有的家庭基站之間就形成權(quán)重值大小不同的邊； 步驟d、根據(jù)家庭基站以及家庭基站之間權(quán)重值大小不同的邊來構(gòu)建家庭基站之間的有向權(quán)重圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法，其特征在于，利用圖論方式，為構(gòu)建的無向干擾圖中的家庭基站進(jìn)行頂點(diǎn)著色，確定每個(gè)家庭基站最終可用的顔色列表，根據(jù)家庭基站的最終可用的子信道來實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，從而完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配的方法在滿足宏用戶要求的前提下，利用無向干擾圖中每個(gè)點(diǎn)的新顏色列表，將顏色列表中的每個(gè)顏色對(duì)應(yīng)I個(gè)簇，每個(gè)簇中包含不同的初始點(diǎn)，依次在每個(gè)簇中去除對(duì)其他點(diǎn)干擾最大的點(diǎn)，找到每個(gè)簇中的最大點(diǎn)數(shù)和屬于各個(gè)簇的點(diǎn)集，最后獲得每個(gè)點(diǎn)可用的顔色列表，利用家庭基站的顏色列表來表示每個(gè)家庭基站可用的信道，實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，從而完成對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配； 具體實(shí)現(xiàn)過程如下 A、利用上述形成的新顔色列表，為每個(gè)點(diǎn)著其相應(yīng)顏色列表中任意ー種顏色，作為該點(diǎn)最終確定可用的一種顏色； B、選擇ー種顏色； C、在所有點(diǎn)的新顏色列表中找出所有可著此色的點(diǎn)，作為簇恥中的初始點(diǎn)； D、若簇恥非空，計(jì)算此簇中每個(gè)點(diǎn)與這個(gè)簇其他點(diǎn)之間相互邊的條數(shù)，選出條數(shù)最大的那個(gè)點(diǎn)； E、若這樣的點(diǎn)有多個(gè)，則隨機(jī)選ー個(gè)，從簇K·;中移除； F、更新簇風(fēng)，重復(fù)D-E，直至此簇中的點(diǎn)相互之間都沒有邊，則簇中剰余的點(diǎn)就是簇M;的最終元素； G、重復(fù)執(zhí)行B-F，直到所有的顏色都被選過，最終獲得每個(gè)簇中最終元素，根據(jù)簇中最終元素即可知道每個(gè)點(diǎn)最終可用的顔色列表，利用家庭基站的顏色列表來表示每個(gè)家庭基站可用的信道，實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，從而完成對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法，其特征在干，利用圖論方式，為構(gòu)建的有向權(quán)重干擾圖中的家庭基站進(jìn)行頂點(diǎn)著色，確定每個(gè)家庭基站最終可用的顔色列表，根據(jù)家庭基站的最終可用的子信道來實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，從而完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配的方法在滿足宏用戶要求的前提下，利用有向權(quán)重干擾圖中每個(gè)點(diǎn)的新顏色列表，將顏色列表中的每個(gè)顏色對(duì)應(yīng)I個(gè)簇，每個(gè)簇中包含不同的初始點(diǎn)，依次在每個(gè)簇中去除對(duì)其他點(diǎn)干擾最大的點(diǎn)，找到每個(gè)簇中的最大點(diǎn)數(shù)和屬于各個(gè)簇的點(diǎn)集，最后獲得每個(gè)點(diǎn)可用的顔色列表，利用家庭基站的顏色列表來表示每個(gè)家庭基站可用的信道，實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，完成對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配； 具體實(shí)現(xiàn)過程如下 a、利用上述形成的新顔色列表，為每個(gè)點(diǎn)著其相應(yīng)顏色列表中任意ー種顏色，作為該點(diǎn)最終確定可用的一種顏色； b、選擇ー種顏色； C、在所有點(diǎn)的新顏色列表中找出所有可著此色的點(diǎn)，作為簇恥中的初始點(diǎn)； d、若簇恥非空，對(duì)此簇中每個(gè)點(diǎn)計(jì)算此點(diǎn)指向這個(gè)簇中其他點(diǎn)的邊上的權(quán)重值之和，選出權(quán)重之和最大的那個(gè)點(diǎn)； e、若這樣的點(diǎn)有多個(gè)，則隨機(jī)選ー個(gè)，從簇K·;中移除； f、更新簇恥，重復(fù)d-e，直至此簇中的點(diǎn)相互之間都沒有邊，則簇中剰余的點(diǎn)就是簇恥的最終元素； g、重復(fù)執(zhí)行b-f，直到所有的顏色都被選過，最終獲得每個(gè)簇中最終元素，根據(jù)簇中最終元素即可知道每個(gè)點(diǎn)最終可用的顔色列表，利用家庭基站的顏色列表來表示每個(gè)家庭基站可用的信道，實(shí)現(xiàn)家庭基站信道的動(dòng)態(tài)分配，從而完成對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道分配。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法，該方法基于宏基站與家庭基站共存，兩者共享頻譜的平臺(tái)，所述網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)家庭基站對(duì)應(yīng)一個(gè)初始顏色列表，每個(gè)顏色代表一個(gè)子信道，在保證滿足宏用戶信干噪比要求的前提下確定每個(gè)家庭基站可用的子信道集，再根據(jù)構(gòu)造的家庭基站系統(tǒng)干擾圖，動(dòng)態(tài)地給每個(gè)用戶分配所有可用的頻譜資源；該方法減小了宏基站與家庭基站及家庭基站與家庭基站之間的干擾，同時(shí)在滿足宏用戶的需求下，盡量提高家庭基站的吞吐量。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102664855SQ20121012929
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者史菊蓉, 朱洪波, 朱琦, 楊龍祥 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)