LTE网络中上行资源控制方法

摘要

本发明提供一种LTE网络中上行资源控制方法，包括如下步骤：根据预设的用户权限和传输需求，确定各个用户的传输速率的权重参数；通过聚类算法对各个用户根据位置进行分组，得到多个用户组；根据各个用户的传输速率的权重参数及所述用户组，利用单目标多约束算法进行数学建模，获得数学模型；运用预设的最大流算法对所述数学模型进行求解，对每个用户进行上行资源控制。本发明方法计算复杂度低，对用户的上行资源控制更加精确。

主权项

一种LTE网络中上行资源控制方法，其特征在于，包括如下步骤：根据预设的用户权限和传输需求，确定各个用户的传输速率的权重参数；通过K‑均值聚类算法对各个用户根据位置进行分组，得到多个用户组；根据各个用户的传输速率的权重参数及所述用户组，利用单目标多约束算法进行数学建模，获得数学模型；运用预设的最大流算法对所述数学模型进行求解，对每个用户进行上行资源控制；所述利用单目标多约束算法进行数学建模，获得数学模型的步骤为：所述数学模型为：其中，w_i表示用户组i的传输速率的权重，I表示总的用户单元数，N表示总的子载波数，p_i,n表示用户组i在子载波n上的发射功率，c_i,n＝1表示第i个用户单元分配得到第n条子载波，反之则是c_i,n＝0；N₀表示噪声功率谱密度，B_n表示第n条子载波的带宽；h_i,n表示第i个用户组在第n条子载波信道增益，其中，在设定的市区内非视距传播环境下，h_i,n＝46.3+33.9×lg f_i,n‑13.82×lg h_b‑a(h_m)+(44.9‑6.55×lg h_b)×lgd_i+Cm其中，a(h_m)＝(1.1×lg f_i,n‑0.7)×h_m‑(1.56×lg f_i,n‑0.8)，f_i,n表示用户组i在第n条子载波上的载波频率，h_m表示测量移动台的天线高度，h_b表示测量基站的天线高度；在设定的城市环境下，Cm＝3dB，在设定的乡村环境下，Cm＝0dB；d_i表示的用户组i到基站之间的距离；所述单目标多约束算法包括如下约束条件：一个子载波只能被一个用户单元所占据，即：一个用户单元内的子载波数应该大于组内的用户数，即：所有用户的发射功率低于其最大发射功率，即：所有用户的发射功率应该大于等于0，即：p_i,n≥0,c_i,n＝1表示第i个用户单元分配得到第n条子载波，反之，c_i,n＝0，即：c_i,n∈{0,1},运用预设的最大流算法对所述数学模型进行求解，获得优化解的步骤为：构造网络流，将求解上行资源分配转换为网络流中求从起点到终点的最大流：所述网络流中包括I个用户单元、N个子载波、虚拟的起点S和虚拟的终点T，用户组和子载波均是网络流中的顶点；网络中的有向边构造如下：从起点S到每个用户i均有正向边相连；从每个用户i到子载波n均有正向边相连，表示用户i选择第n个子载波；从子载波n到终点T均有正向边相连；对用户i到子载波n的有向边，其容量上限为功率p_i,n取最大值时的吞吐量；对起点S到每个用户i的有向边，其容量上限也可以采用功率p_i,n取最大值时的吞吐量；对子载波n到终点T的有向边，其容量上限为max{R_1,n,R_2,n,…,R_I,n}；利用预设的最大流算法求解所述数学模型，其中，所述预设的最大流算法为：从一个可行流开始；查找可增路F，如果可增路F不存在，则当前可行流是最大流；否则，沿可增路F增加流量Δ，并将可增路F中经过的子载波节点及其与子载波节点相邻的边去掉；在剩下的网络图中执行所述查找可增路F的步骤；利用公式R_i,n＝w_ic_i,nlog(1+g_i,np_i,n)及所述最大流算法输出的每条边上的吞吐量计算功率p_i,n；检查每个用户的总功率，若满足结束求解；若用户i的总功率若所述用户分配了k个子载波，则将所述用户的功率重新分配，所述用户分配给每个子载波的功率均匀设置为P_i/k。