优化资源配置的全球互通微波存取系统的资源分配方法

摘要

本发明属于通信技术领域，具体为一种优化资源配置的全球互通微波存取(WIMAX)系统的资源分配方法。本发明主要包括二个步骤：第一步骤，按照潜在分配方案的定义在资源帧中找出所有的潜在分配方案；第二步骤，采用潜在分配方案的筛选函数挑选出最优的潜在分配方案，然后按照最优潜在分配方案进行信道资源分配。该方法采用先验准则对分配方案进行搜索和筛选，最终得出的分配结果能够有效降低通信系统中接收站点的能量消耗。实验仿真证明，与传统的资源分配方法相比，降低能耗的效果比较明显。

主权项

1、一种优化资源配置的全球互通微波存取系统的资源分配方法，其特征在于具体步骤如下：(1)计算得到资源帧顶角信息：(1.1)在二维的资源帧上进行搜索，寻找一个未分配的时隙，未分配的时隙标记为0，具体搜索过程如下：首先从资源帧[0][0]开始，以zig-zag的方式遍历所有的资源帧元素，直到找到第一个数值为0的元素；zig-zag方式是指按照[0][0]，[l][0]，[0][1]，[2][0]，[1][1]，[0][2]，[3][0]，[2][1]，[1][2]，[0][3]，...的规律搜索；(1.2)如果经过了第一个步骤无法找到未分配的时隙，则所有的资源都已被分配，计算结束，跳转到(1.6)；(1.3)沿着找到的第一个未分配时隙，在上下左右四个方向上进一步搜索下一个未分配时隙，如果搜索方向发生了变化，那说明上一个未分配时隙对应了资源帧顶角，将其记录为corneri并且添加到资源帧顶角集合中；(1.4)重复步骤(1.3)的操作，直至重新回到第一个发现的未分配时隙，将之前遍历的资源帧顶角包围的数据结构标记为-1，-1表示暂时地标记这些时隙为不可用；(1.5)重新跳转到步骤(1)；(1.6)资源帧的所有资源帧顶角都已经找到，将资源帧中的所有标记为-1的时隙重新标记为0；(2)从REQ队列中随机挑选一个用户请求ri，对ri进行因式分解后得到整数因子对＝{l1×w1，l2×w2，...，lM×wM}，其中M为ri的因子数；(3)整数因子对和资源帧顶角集合进行全排列组合，并从中挑选完全处于资源帧内部并且与其他已分配的突发传输不重叠的分配方案作为潜在分配方案：(3.1)对整数因子对中的元素顺序遍历，第i次的因子对为li×wi；(3.1.1)对资源帧顶角集合中的元素顺序遍历，第j次的元素为cornerj；(3.1.2)根据cornerj顶角的方向确定矩形资源块的拓展方向，确定矩形资源块的两个相对顶点：cornerj和cornerj+；确定两个顶点之后可以唯一确定矩形资源块占据的空间，如果该空间内的所有点都是0，则这个方案是潜在分配方案，否则说明这个矩形资源块与其他资源发生了冲突，不是潜在分配方案；(3.1.3)根据(3.1.2)的判断结果决定是否将该方案加入潜在分配方案集合；(4)对所有的潜在分配方案依次采用潜在分配方案筛选函数计算优先值，挑选最优的潜在分配方案进行真实分配：(4.1)对筛选函数的计算结果从大到小排列，取出第一个结果对应的潜在分配方案作为最终分配方案；(4.2)按照最终分配方案{l×w，corner}进行资源分配：(4.2.1)根据最终分配方案可以确定矩形资源块的两个相对顶点：corner和corner+；(4.2.2)将这两个相对顶点之内的所有点标记为已分配；(4.2.3)输出分配的最终结果，方法结束。其中，所述的资源帧是指：下行帧结构中由未分配的时隙构成的资源帧集合，资源帧的描述方式为二维数组：资源帧[时域位置][频域位置]，数组中的每一个元素对应了下行帧结构中的一个资源帧，对应的元素为0表示该资源子块未分配；对应的元素为1表示该资源子块已分配；所述的资源帧顶角是指：下行资源帧的所有顶角。资源帧顶角的属性是方向：时域方向、频域方向，方向的取值可以是+1或者-1；资源帧顶角的方向由顶角附近空闲资源的拓展方向确定，有四种取值情况(1，-1)，(1，1)，(-1，-1)，(-1，1)；所述的REQ队列是指：用标量构成的集合描述分配请求队列：REQ＝{r1，r2，...，ri，...，rn|ri∈整数集合}，其中ri表示第i个请求的时隙数目；所述潜在分配方案筛选函数如下：Weight(si)＝|si|/L(si)，其中，si是第i个资源分配请求的一个潜在分配方案，si＝{l×w，corneri}，L(si)为在时间轴上占据的时隙数目。