一種SC-FDMA系統(tǒng)中面向用戶的資源分配方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種SC?FDMA系統(tǒng)中面向用戶的資源分配方法，本發(fā)明專利技術(shù)通過合理定義系統(tǒng)滿意效用函數(shù)，將能夠獲得滿意服務(wù)的用戶對效用函數(shù)的貢獻(xiàn)設(shè)置為其MOS分值，將不能獲得滿意服務(wù)的用戶對效用函數(shù)的貢獻(xiàn)設(shè)置為0，從而保障所服務(wù)用戶均為能夠獲得滿意服務(wù)的用戶，并在此基礎(chǔ)上以最大化系統(tǒng)滿意效用函數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)，在系統(tǒng)資源限制的條件下，確定如何給用戶分配子信道，從而提升用戶對SC?FDMA系統(tǒng)的業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量，以最大化獲得用戶對服務(wù)的滿意度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種SC-FDMA系統(tǒng)中面向用戶的資源分配方法
本專利技術(shù)涉及移動通信
，特別涉及SC-FDMA系統(tǒng)中面向用戶的資源分配方法。
技術(shù)介紹
隨著移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的急劇膨脹，在4GLTE系統(tǒng)中無線資源仍然顯得稀缺和寶貴。眾所周知，SC-FDMA是4GLTE系統(tǒng)的上行傳輸技術(shù)。因此，如何在SC-FDMA系統(tǒng)中有效利用無線資源以滿足各種業(yè)務(wù)需求仍然是值得研究的課題，也是近幾年來的研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的方法是以提升業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量(qualityofservice,QoS)為目標(biāo)，比如提高吞吐量、降低時延等。然而QoS無法反映終端用戶對業(yè)務(wù)的實(shí)際體驗(yàn)。另一方面，體驗(yàn)質(zhì)量(qualityofexperience,QoE)卻能夠更為貼切的反映用戶的主觀感受。因此，有必要在進(jìn)行SC-FDMA系統(tǒng)資源分配的時候考慮用戶體驗(yàn)質(zhì)量。目前，還不存在關(guān)于SC-FDMA系統(tǒng)中，面向用戶體驗(yàn)質(zhì)量的資源分配方法的研究。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，為提高SC-FDMA系統(tǒng)中面向用戶的體驗(yàn)質(zhì)量，以最大化獲得用戶對服務(wù)的滿意度，提供一種SC-FDMA系統(tǒng)中面向用戶的資源分配方法。為實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)提供了一種SC-FDMA系統(tǒng)中面向用戶的資源分配方法，通過該資源分配方法首先引入子信道分配模式矩陣，以滿足SC-FDMA系統(tǒng)中分配給同一用戶的子信道必須保持連續(xù)的特點(diǎn)，其次，通過MOS分與速率之間的映射關(guān)系預(yù)估在某種子信道分配模式下該用戶所獲得的MOS分值；最后，基于MOS分的預(yù)估值，建立系統(tǒng)滿意效用函數(shù)，通過該函數(shù)的建立，保障了正在服務(wù)的用戶能夠獲得滿意的服務(wù)質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上，最大化平均服務(wù)質(zhì)量。本專利技術(shù)的一種SC-FDMA系統(tǒng)中面向用戶的資源分配方法，具體包括：步驟1)根據(jù)SC-FDMA上行系統(tǒng)中可用子信道個數(shù)，建立子信道分配模式矩陣，該矩陣滿足SC-FDMA系統(tǒng)中分配給同一用戶的子信道保持連續(xù)；步驟2)通過MOS分與速率之間的映射關(guān)系，預(yù)估子信道分配模式矩陣中各分配模式下每個用戶所獲得的MOS分值；步驟3)采用EMOS定義公式，獲得各子信道分配模式下每個用戶對系統(tǒng)的滿意效用函數(shù)的貢獻(xiàn)值；步驟4)：利用步驟3)中獲得的各子信道分配模式下每個用戶對系統(tǒng)的滿意效用函數(shù)的貢獻(xiàn)值，采用混合整數(shù)規(guī)劃算法計算得出各用戶最優(yōu)的子信道分配模式。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟1)中的子信道分配模式矩陣表示為：S＝(sn,c)N×C其中，N表示SC-FDMA系統(tǒng)中子信道個數(shù)，C表示所有子信道分配模式的總數(shù)，如果sn,c＝1，那么就表示在第c種子信道分配模式下包含第n個子信道，如果sn,c＝0，那么就表示在第c種子信道分配模式下不包含第n個子信道。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟2)包括：步驟201)計算第m(m∈[1,M])個用戶在第c(c∈[1,C])種子信道分配模式下所包含的子載波集合Isub,m＝{i|si,c＝1,i∈[1,N]}；步驟202)計算在第c(c∈[1,2,…,C])種子信道分配模式下，第m個用戶在子載波i上的信噪比其中hm,i表示第m個用戶在子載波i上的信道衰落因子，σ2表示高斯白噪聲功率；步驟203)計算第m(m∈[1,M])個用戶在第c(c∈[1,C])種子信道分配模式下所獲得的等效信噪比γm，表達(dá)式為：其中，K表示每個子信道中所包含的子載波個數(shù)，Pm,i表示第m個用戶在子載波i上的發(fā)送功率；步驟204)計算第m(m∈[1,M])個用戶在第c(c∈[1,C])種子信道分配模式下所獲得的傳輸速率Rm，表達(dá)式為：其中，α表示速率系數(shù)，γmin表示最低門限信噪比，γmax表示最高門限信噪比，SEmax表示最大頻譜效率；步驟205)計算第m(m∈[1,M])個用戶在第c(c∈[1,C])種子信道分配模式下所獲得的MOS分值，表達(dá)式為：其中，R1.0和R4.5表示MOS分值為1和4.5時的吞吐量需求值，系數(shù)系a和b分別表示為：作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟3)通過下述公式計算各子信道分配模式下每個用戶對系統(tǒng)的滿意效用函數(shù)的貢獻(xiàn)值：其中，minMOSX.Y表示獲得滿意服務(wù)的最小MOS分值，MOSmc表示第m(m∈[1,M])個用戶在第c(c∈[1,C])種子信道分配模式下所獲得的MOS分值。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟4)通過下述公式計算得出各用戶最優(yōu)的子信道分配模式：其中，xm,c*(m＝1,2,…,M；c＝1,2,…,C)表示各用戶最優(yōu)的子信道分配模式，如果xm,c*＝1表示第m個用戶獲得了第c種子信道分配模式，如果xm，c*＝0表示第m個用戶未獲得第c種子信道分配模式。本專利技術(shù)的一種SC-FDMA系統(tǒng)中面向用戶的資源分配方法優(yōu)點(diǎn)在于：本專利技術(shù)通過合理定義系統(tǒng)滿意效用函數(shù)，將能夠獲得滿意服務(wù)的用戶對效用函數(shù)的貢獻(xiàn)設(shè)置為其MOS分值，將不能獲得滿意服務(wù)的用戶對效用函數(shù)的貢獻(xiàn)設(shè)置為0，從而保障所服務(wù)用戶均為能夠獲得滿意服務(wù)的用戶，并在此基礎(chǔ)上以最大化系統(tǒng)滿意效用函數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)，在系統(tǒng)資源限制的條件下，確定如何給用戶分配子信道，從而提升用戶對SC-FDMA系統(tǒng)的業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量，以最大化獲得用戶對服務(wù)的滿意度。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的一種SC-FDMA系統(tǒng)中面向用戶的資源分配方法流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本專利技術(shù)所述的一種SC-FDMA系統(tǒng)中面向用戶的資源分配方法進(jìn)行詳細(xì)說明。本專利技術(shù)的一種SC-FDMA系統(tǒng)中面向用戶的資源分配方法，通過合理定義系統(tǒng)滿意效用函數(shù)，將能夠獲得滿意服務(wù)的用戶對效用函數(shù)的貢獻(xiàn)設(shè)置為其MOS分值，將不能獲得滿意服務(wù)用戶對效用函數(shù)的貢獻(xiàn)設(shè)置為0，從而保障所服務(wù)用戶均為能夠獲得滿意服務(wù)的用戶，并在此基礎(chǔ)上最大化每個用戶的平均MOS分值，以保證系統(tǒng)能夠在最大程度上為盡可能多的用戶提供滿意服務(wù)。具體實(shí)施步驟如下：步驟1)：根據(jù)SC-FDMA上行系統(tǒng)中可用子信道個數(shù)，確定子信道模式分配矩陣，該矩陣滿足SC-FDMA系統(tǒng)中分配給同一用戶的子信道保持連續(xù)；步驟2)：采用MOS分與速率之間的映射關(guān)系，預(yù)估子信道分配模式矩陣中各分配模式下每個用戶所獲得的MOS分值；步驟3)：采用EMOS定義公式，獲得各子信道分配模式下每個用戶對系統(tǒng)的滿意效用函數(shù)的貢獻(xiàn)值；步驟4)：利用步驟3)中獲得的各子信道分配模式下每個用戶對系統(tǒng)的滿意效用函數(shù)的貢獻(xiàn)值，采用混合整數(shù)規(guī)劃算法計算得出各用戶最優(yōu)的子信道分配模式。進(jìn)一步，所述的步驟1)中根據(jù)SC-FDMA系統(tǒng)子信道分配的規(guī)則，即要求分配給同一用戶的子信道必須連續(xù)，給出子信道分配模式矩陣S＝(sn,c)N×C，其中，N代表SC-FDMA系統(tǒng)中子信道的個數(shù)，C為所有的子信道分配模式的總數(shù)；如果sn,c＝1，那么就表示在第c種分配模式下包含第n個子信道，否則sn,c＝0，那么就表示在第c種子信道分配模式下不包含第n個子信道。比如SC-FDMA系統(tǒng)一共有2個子信道，那么子信道分配模式矩陣如下式所示：進(jìn)一步，所述的步驟2)包括：步驟201)計算第m(m∈[1,M])個用戶在第c(c∈[1,C])種子信道分配模式下所包含的子載波集合Isub,m＝{i|si,c＝1,i∈[1,N]}；步驟202)計算在第c(c∈[1,2,…,C])種子信道分配模式下，第m個用戶在子載波本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種SC?FDMA系統(tǒng)中面向用戶的資源分配方法，其特征在于，所述的資源分配方法包括：步驟1)根據(jù)SC?FDMA上行系統(tǒng)中可用子信道個數(shù)，建立子信道分配模式矩陣，該矩陣滿足SC?FDMA系統(tǒng)中分配給同一用戶的子信道保持連續(xù)；步驟2)通過MOS分與速率之間的映射關(guān)系，預(yù)估子信道分配模式矩陣中各分配模式下每個用戶所獲得的MOS分值；步驟3)采用EMOS定義公式，獲得各子信道分配模式下每個用戶對系統(tǒng)的滿意效用函數(shù)的貢獻(xiàn)值；步驟4)：利用步驟3)中獲得的各子信道分配模式下每個用戶對系統(tǒng)的滿意效用函數(shù)的貢獻(xiàn)值，采用混合整數(shù)規(guī)劃算法計算得出各用戶最優(yōu)的子信道分配模式。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種SC-FDMA系統(tǒng)中面向用戶的資源分配方法，其特征在于，所述的資源分配方法包括：步驟1)根據(jù)SC-FDMA上行系統(tǒng)中可用子信道個數(shù)，建立子信道分配模式矩陣，該矩陣滿足SC-FDMA系統(tǒng)中分配給同一用戶的子信道保持連續(xù)；步驟2)通過MOS分值與速率之間的映射關(guān)系，預(yù)估子信道分配模式矩陣中各分配模式下每個用戶所獲得的MOS分值；步驟3)采用EMOS定義公式，獲得各子信道分配模式下每個用戶對系統(tǒng)的滿意效用函數(shù)的貢獻(xiàn)值；步驟4)利用步驟3)中獲得的各子信道分配模式下每個用戶對系統(tǒng)的滿意效用函數(shù)的貢獻(xiàn)值，采用混合整數(shù)規(guī)劃算法計算得出各用戶最優(yōu)的子信道分配模式；所述的步驟1)中的子信道分配模式矩陣表示為：S＝(sn,c)N×C其中，N表示SC-FDMA系統(tǒng)中子信道個數(shù)，C表示所有子信道分配模式的總數(shù)，如果sn,c＝1，那么就表示在第c種子信道分配模式下包含第n個子信道，如果sn,c＝0，那么就表示在第c種子信道分配模式下不包含第n個子信道；所述的步驟2)包括：步驟201)計算第m個用戶在第c種子信道分配模式下所包含的子載波集合Isub,m＝{i|si,c＝1,i∈[1,N]}；其中，m∈[1,2,…M]，c∈[1,2,…C]；步驟202)計算在第c種子信道分配模式下，第m個用戶在子載波i上的信噪比其中hm,i表示第m個用戶在子載波i上的信道衰落因子，σ2表示高斯白噪聲功率；步驟203)計...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡亞輝，慈松，趙志軍，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院聲學(xué)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11