一種子載波分配方法、相關裝置以及基站的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信領域，尤其涉及一種子載波分配方法、相關裝置以及基站。
【背景技術】
[0002] 異構通信網絡是區別于傳統網絡構架的新型網絡結構，它在傳統宏蜂窩基站（以 下簡稱宏基站）的覆蓋區域中部署了多種類型的低功率和較低處理能力的微蜂窩基站（以 下簡稱微基站），用于消除傳統宏基站的覆蓋"盲區"和"忙區"，理論上能夠大幅度提高覆 蓋范圍和單位區域的頻譜效率。
[0003] 吞吐量指的是通信網絡在單位時間所傳輸的數據的數量，通信網絡在結構一定的 前提下，吞吐量越大，則能夠傳輸的數據越多，通信網絡的性能就越好，資源的利用效率就 越高。因此，提升通信網絡的吞吐量，具有重要的實際意義。
[0004] 現階段技術中，一般的異構通信網絡的吞吐量不夠高，不能滿足大規模數據傳輸 的要求。
【發明內容】
[0005] 本發明實施例提供了一種子載波分配方法，能夠提升異構通信網絡的吞吐量。
[0006] 本發明實施例的第一方面提供了一種子載波分配方法，應用于異構通信網絡，所 述異構通信網絡中包括S個基站，所述S個基站的角色包括宏基站和/或微基站；每個所述 基站上配置有Μ個子載波，且對于[1，M]中的任意正整數m，所述S個基站的第m個子載波 的頻帶范圍相同；所述通信網絡中包括N個用戶；其中，所述S、Μ和N均為正整數，所述方 法適用于所述S個基站中的任意基站，所述方法包括：
[0007] 分別確定所述S個基站的子載波和所述Ν個用戶中，每個子載波到每個用戶的信 道系數；
[0008] 根據所述每個子載波到所述每個用戶的信道系數，分別確定所述每個子載波向所 述每個用戶傳輸數據的速率；
[0009] 根據所述每個子載波向所述每個用戶傳輸數據的速率，確定子載波分配方案，并 根據所述分配方案，將所述S個基站的子載波分配給所述Ν個用戶。
[0010] 結合本發明實施例的第一方面，本發明實施例的第一方面的第一種實現方式中， 所述根據所述每個子載波向所述每個用戶傳輸數據的速率，確定子載波分配方案包括： [0011] 根據所述每個子載波向所述每個用戶傳輸數據的速率，確定子載波分配方案，使 得至少有一個用戶分配有不少于兩個基站的子載波，且所述S個基站的第m個子載波中，任 意兩個子載波均沒有分配給同一用戶。
[0012] 結合本發明實施例的第一方面，本發明實施例的第一方面的第二種實現方式中， 所述根據所述每個子載波到所述每個用戶的信道系數，分別確定所述每個子載波向所述每 個用戶傳輸數據的速率包括：
[0013] 根據公式
4十算第i個基站的第m個子載波向第η個用戶 傳輸數據的速率，其中：
[0015] 其中，所述if用于表示所述S個基站中第i個基站在第m個子載波上的功率，所 述私^用于表示所述第i個基站的第m個子載波到第η個用戶的信道系數，所述σ 2用于表 示加性高斯白噪聲在一個子載波上的功率，1 < i < S，1 < η < Ν，1 < m < Μ。
[0016] 結合本發明實施例的第一方面、第一方面的第一種或第二種實現方式，本發明實 施例的第一方面的第三種實現方式中，對于[1，M]中的任意正整數m，所述異構通信網絡的 結構等價于一個二部圖，所述二部圖以所述S個基站為第一頂點集，以所述N個用戶作為第 二頂點集，以第s個基站在第m個子載波上向第η個用戶傳輸數據的速率，作為連接第S個 基站和第η個用戶的邊的權重；
[0017] 所述根據所述每個子載波向每個用戶傳輸數據的速率，確定子載波分配方案包 括：
[0018] 對于第m個子載波，確定所述異構通信網絡等價的二部圖的最大匹配；
[0019] 將所述二部圖的最大匹配，確定為所述第m個子載波的最優分配方案；
[0020] 將所述Μ個子載波的最優分配方案，確定為所述子載波分配方案。
[0021] 結合本發明實施例的第一方面的第三中實現方式，本發明實施例的第一方面的第 四種實現方式中，所述確定所述異構通信網絡等價的二部圖的最大匹配包括：
[0022] 根據匈牙利算法，確定所述異構通信網絡等價的二部圖的最大匹配。
[0023] 本發明實施例的第二方面提供了一種子載波分配裝置，應用于異構通信網絡，所 述異構通信網絡中包括S個基站，所述S個基站的角色包括宏基站和/或微基站；每個所述 基站上配置有Μ個子載波，且對于[1，Μ]中的任意正整數m，所述S個基站的第m個子載波 的頻帶范圍相同；所述通信網絡中包括N個用戶；其中，所述S、Μ和N均為正整數，所述子 載波分配裝置適用于所述S個基站中的任意基站，所述子載波分配裝置包括：
[0024] 參數確定模塊，用于分別確定所述S個基站的子載波和所述Ν個用戶中，每個子載 波到每個用戶的信道系數；
[0025] 速率計算模塊，用于根據所述每個子載波到所述每個用戶的信道系數，分別確定 所述每個子載波向所述每個用戶傳輸數據的速率；
[0026] 載波分配模塊，用于根據所述每個子載波向所述每個用戶傳輸數據的速率，確定 子載波分配方案，并根據所述分配方案，將所述S個基站的子載波分配給所述Ν個用戶。
[0027] 結合本發明實施例的第二方面，本發明實施例的第二方面的第一種實現方式中， 所述載波分配模塊具體用于：
[0028] 根據所述每個子載波向所述每個用戶傳輸數據的速率，確定子載波分配方案，并 根據所述分配方案，將所述S個基站的子載波分配給所述Ν個用戶，使得至少有一個用戶分 配有不少于兩個基站的子載波，且所述S個基站的第m個子載波中，任意兩個子載波均沒有 分配給同一用戶。
[0029] 結合本發明實施例的第二方面，本發明實施例的第二方面的第二種實現方式中， 所述速率計算模塊具體用于：
[0030] 根據公式·
計算第i個基站的第m個子載波向第η個用戶 傳輸數據的速率，其中：
[0032] 其中，所述if用于表示所述S個基站中第i個基站在第m個子載波上的功率，所 述用于表示所述第i個基站的第m個子載波到第η個用戶的信道系數，所述σ 2用于表 示加性高斯白噪聲在一個子載波上的功率，1 < i < S，1 < η < Ν，1 < m < Μ。
[0033] 結合本發明實施例的第二方面、第二方面的第一種或第二種實現方式，本發明實 施例的第二方面的第三種實現方式中，對于[1，M]中的任意正整數m，所述異構通信網絡的 結構等價于一個二部圖，所述二部圖以所述S個基站為第一頂點集，以所述N個用戶作為第 二頂點集，以第s個基站在第m個子載波上向第η個用戶傳輸數據的速率，作為連接第S個 基站和第η個用戶的邊的權重；
[0034] 所述載波分配模塊具體用于：
[0035] 對于第m個子載波，確定所述異構通信網絡等價的二部圖的最大匹配；
[0036] 將所述二部圖的最大匹配，確定為所述第m個子載波的最優分配方案；
[0037] 將所述Μ個子載波的最優分配方案，確定為所述子載波分配方案。
[0038] 結合本發明實施例的第二方面的第三種實現方式，本發明實施例的第二方面的第 四種實現方式中，所述載波分配模塊根據匈牙利算法，確定所述異構通信網絡等價的二部 圖的最大匹配。
[0039] 本發明實施例的第三方面提供了一種基站，包括本發明實施例第二方面、第二方 面的第一種至第四種實現方式中任一項所述的子載波分配裝置。
[0040] 本發明實施例提供了一種子載波分配方法，其中，基站確定每個子載波到每個用 戶的信道系數；并根據該信道系數確定每個子載波向每個用戶傳輸數據的速率，然后根據 該傳輸數據的速率，將S個基站的子載波分配給Ν個用戶。由于子載波向用戶傳輸數據的 速率與通信網絡的吞吐量有直接關系，異構通信網絡中所有子載波向用戶傳輸數據的速率 和，就是異構通信網絡的吞吐量，因此，通過確定每個子載波向每個用戶傳輸數據的速率， 使得基站能夠計算出吞吐量較大的分配方案，有利于提升異構通信網絡的吞吐量。
【附圖說明】
[0041] 圖1為異構通信網絡的基本架構示意圖；
[0042] 圖2為本發明實施例中子載波分配方法一個實施例流程圖；
[0043] 圖3(a)為二部圖的一個原理示意圖；
[0044] 圖3(b)為二部圖的另一個原理示意圖；
[0045] 圖4為本發明實施例中子載波分配裝置一個實施例結構圖；
[0046] 圖5為本發明實施例中子載波分配裝置另一個實施例結構圖。
【具體實施方式】
[0047] 本發明實施例提供了一種子載波分配方法，用于提升異構通