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专利号: 2022101071136
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于速率‑延迟的NB‑IoT网络资源调度方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

S1:构建速率优化模型,包括功率分配优化和上行调度优化;然后利用该模型得到优化后的上行功率调度路径;

S2:构建延迟优化模型,并设置约束条件包括调度等待时间、资源单元配置RUC传输时间和重传时间;然后利用该模型得到传输功率等待时间;

S3:构建自适应的速率‑延迟选择机制,并结合优化后的上行功率调度路径和传输功率等待时间计算得到优化后的吞吐量,即实现资源分配过程中的吞吐量最大化。

2.根据权利要求1所述的基于速率‑延迟的NB‑IoT网络资源调度方法,其特征在于,步骤S1中,构建速率优化模型,具体包括以下步骤:S11:建立速率优化函数:

其中,fR表示速率函数, 表示设备d中分配的速率分量, 表示设备d的发射功率, 表示小区C中设备d在时隙或子载波处的速率, 表示小区C中设备d的最小速率;c表示C中的NB‑IoT网络小区索引,t表示设备可用的子帧T的索引,s表示设备可用子载波索引;C表示NB‑IoT网络系统,T表示设备可用子帧,Dc表示小区c中的设备集,S可用子载波;

寻最优上行功率,其中 的计算公式为:其中,Da表示小区a中设备,j表示干扰设备,a表示属于C中的小区索引, 表示小区c中设备d与基站间的信道增益, 表示干扰设备j的传输功率, 表示小区c中干扰设备j与基站间的信道增益, 表示干扰设备j中的速率分量,Wn表示噪声功率;

S12:添加约束条件为:

此公式表示:当同一小区里部署不重叠的设备时,保证资源单元只由一个设备使用,且不存在内部干扰;

此公式表示:功率约束,即设备在时间t内的总功率不超过其在上行链路中的总功率;

其中,Wmax表示上行链路中设备的最大功率;

S13:添加资源单元约束,使得优化器在四个RUCs中最多选择一个:其中, 表示设备分得的子载波SC数, 表示分得的时隙TS;其中SC和TS为连续不间断的;约束③表示从频域上给与设备d的SC;

S14:引入二进制分量 q={1,2,3,4}表示RUC的索引,且S15:每个设备只有一个RUC, 和 在slot或多个SC假定只有两个值,若没有给设备分配slot或SC则表示为0,分别记为 和 它们分别代表多个RUC在时域和频域的两个方面;

给每个TS分配多个SC的数量等于表示使SC中TS等于

S16:然后根据每一设备只有一个RUC列方程为:

3.根据权利要求2所述的基于速率‑延迟的NB‑IoT网络资源调度方法,其特征在于,步骤S2中,构建的延迟优化模型为:其中,fL表示延迟函数,∈表示一个接近0的常数;当 不为0时, 在{u、c、t}为任意值时均在从1到0变化;当不等于0时,每个RUC以s和∈相同数量的从1到0。

4.根据权利要求3所述的基于速率‑延迟的NB‑IoT网络资源调度方法,其特征在于,步骤S3中,构建自适应的速率‑延迟选择机制,即构建多目标优化问题,表达式为:其中,fRL表示速率‑延迟优化函数,KR和KL分别为速率和延迟的两个权重。

5.根据权利要求1~4中任意一项所述的基于速率‑延迟的NB‑IoT网络资源调度方法,其特征在于,该方法在进行资源调度过程中,首先进行用户设备(User Equipment,UE)优先级排序:当UE发送接入信道标识RA的前导码且eNB检测到UE发送的前导码后,调度开始;在某一时刻,当调度队列中存在多个UE等待调度时,在队列中的UE根据优先级算法进行重新排序,选择优先级高的UE开始进行下一步的调度;

然后进行上行链路(Up‑Link,UL)资源分配:使用频分和时分复用,通过UL调度算法得出分配的子载波数量计算SINR,根据SINR得到重传次数、SCs索引和RU的数量。