【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及中继资源分配，特别是涉及一种中继资源分配方法、系统、计算机设备和存储介质。
技术介绍
1、在通信领域，随着移动互联网的快速发展和技术进步，尤其是用户数量的增长和多样化服务需求的增加，对网络资源的有效利用和服务质量提出了更高的要求。中继技术作为一种有效的通信解决方案受到了广泛关注，中继技术通过在发送端和接收端之间引入中继节点，不仅可以扩展通信范围，提高传输可靠性，还能有效降低能耗。中继节点接收来自发送端的信号，并将其转发给接收端，从而帮助实现信号的远距离传输。
2、然而，中继技术的引入也带来了资源分配的问题。目前常用的中继资源调度策略主要包括轮询、最大载干比算法以及比例公平算法等。这些调度策略虽然能够实现资源分配，但仍存在一定的局限性，其中，轮询算法虽然通过轮流为每个用户提供服务机会来确保公平性，但其整体吞吐量较低，无法有效利用有限的频谱资源；最大载干比算法通过最大化每次调度时的吞吐量，通常会优先考虑信道条件最佳的用户。然而，这种方法往往牺牲了用户间的公平性，导致部分用户的体验较差；而比例公平算法是在吞吐量与用户公平之间找到一个折中点，在一定程度上兼顾性能和公平，但当用户数量显著增加时，其性能表现会出现明显下滑，尤其是在用户数量激增的情况下，该算法难以应对动态变化的网络负载情况。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种中继资源分配方法、系统、计算机设备和存储介质，通过引入改进的比例公平算法的两阶段调度机制来优化资源分配过程，达到提高系统
2、第一方面，本专利技术提供了一种中继资源分配方法，所述方法包括：
3、基于通信区域的区域参数，建立正交频分复用中继系统模型，所述区域参数包括中继用户集合和资源块集合；
4、根据所述正交频分复用中继系统模型，采用改进的比例公平算法，计算各个中继用户在每个资源块上的调度优先级，并根据所述调度优先级对所有中继用户进行降序排序，得到中继用户序列；
5、根据中继用户在所述资源块上的信道增益和所述调度优先级，计算各个中继用户的分配优先级，并根据所述分配优先级对所述中继用户序列进行更新；
6、根据更新的所述中继用户序列，将所述资源块依次分配给每个中继用户。
7、进一步地，所述采用改进的比例公平算法，计算各个中继用户在每个资源块上的调度优先级的步骤包括：
8、获取中继用户的当前速率，并计算中继用户在历史时段内的平均速率；
9、根据中继用户数量、系统负载和信道质量，确定第一调节因子；
10、根据系统服务质量需求，确定第二调节因子；
11、根据所述当前速率、所述平均速率、所述第一调节因子和所述第二调节因子，计算各个中继用户在每个资源块上的调度优先级。
12、进一步地，采用如下公式表示所述调度优先级：
13、
14、式中，pi(t)表示第i个中继用户在t时刻的调度优先级，ri(t)表示第i个中继用户在t时刻的速率，表示第i个中继用户在t-1时刻的平均速率，γ表示第一调节因子，w表示第二调节因子，qosi表示第i个中继用户的服务质量需求，delayi表示第i个中继用户的当前延迟，ei表示第i个中继用户的误码率；
15、采用如下公式表示所述第一调节因子：
16、
17、式中，n表示当前中继用户数量，n0表示参考中继用户数量，k1、k2、k3分别第一系数、第二系数和第三系数，ρ表示分配资源占比，ρ0表示参考负载比例，snr表示系统平均信道信噪比，snr0表示参考信噪比。
18、进一步地，所述根据中继用户在所述资源块上的信道增益和所述调度优先级，计算各个中继用户的分配优先级的步骤包括：
19、获取中继用户在所述资源块上的信道增益和信号干扰比；
20、根据所述信道增益和系统信道增益最大值，计算信道增益因子；
21、根据所述信号干扰比和系统信号干扰比最大值，计算信干比因子；
22、根据所述调度优先级、所述信道增益因子和所述信干比因子，计算各个中继用户的分配优先级。
23、进一步地，采用如下公式表示所述分配优先级：
24、
25、式中，pi,j表示第i个中继用户在第j个资源块上的分配优先级，pi(t)表示第i个中继用户在t时刻的调度优先级，gi,j表示第i个中继用户在第j个资源块上的信道增益，gmax表示系统信道增益最大值，si,j表示第i个中继用户在第j个资源块上的信号干扰比，smax表示系统信号干扰比最大值，λ和μ均表示调节常数。
26、第二方面，本专利技术提供了一种中继资源分配系统，所述系统包括：
27、模型构建模块，用于基于通信区域的区域参数，建立正交频分复用中继系统模型，所述区域参数包括中继用户集合和资源块集合；
28、时域调度模块，用于根据所述正交频分复用中继系统模型，采用改进的比例公平算法，计算各个中继用户在每个资源块上的调度优先级，并根据所述调度优先级对所有中继用户进行降序排序，得到中继用户序列；
29、频域调度模块，用于根据中继用户在所述资源块上的信道增益和所述调度优先级，计算各个中继用户的分配优先级，并根据所述分配优先级对所述中继用户序列进行更新；
30、资源分配模块，用于根据更新的所述中继用户序列，将所述资源块依次分配给每个中继用户。
31、进一步地，所述时域调度模块，还用于获取中继用户的当前速率，并计算中继用户在历史时段内的平均速率；
32、根据中继用户数量、系统负载和信道质量，确定第一调节因子；
33、根据系统服务质量需求，确定第二调节因子；
34、根据所述当前速率、所述平均速率、所述第一调节因子和所述第二调节因子，计算各个中继用户在每个资源块上的调度优先级。
35、进一步地，所述频域调度模块，还用于获取中继用户在所述资源块上的信道增益和信号干扰比；
36、根据所述信道增益和系统信道增益最大值，计算信道增益因子；
37、根据所述信号干扰比和系统信号干扰比最大值，计算信干比因子；
38、根据所述调度优先级、所述信道增益因子和所述信干比因子，计算各个中继用户的分配优先级。
39、第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
40、第四方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
41、本专利技术提供了一种中继资源分配方法、系统、计算机设备和存储介质。本专利技术采用时域与频域相结合的两阶段调度框架，并通过改进的比例公平算法对用户的优先级进行动态调整，能够在保证用户的公平性的情本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种中继资源分配方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的中继资源分配方法，其特征在于，所述采用改进的比例公平算法，计算各个中继用户在每个资源块上的调度优先级的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的中继资源分配方法，其特征在于，采用如下公式表示所述调度优先级：
4.根据权利要求1所述的中继资源分配方法，其特征在于，所述根据中继用户在所述资源块上的信道增益和所述调度优先级，计算各个中继用户的分配优先级的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的中继资源分配方法，其特征在于，采用如下公式表示所述分配优先级：
6.一种中继资源分配系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的中继资源分配系统，其特征在于，所述时域调度模块，还用于获取中继用户的当前速率，并计算中继用户在历史时段内的平均速率；
8.根据权利要求6所述的中继资源分配系统，其特征在于，所述频域调度模块，还用于获取中继用户在所述资源块上的信道增益和信号干扰比；
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种中继资源分配方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的中继资源分配方法，其特征在于，所述采用改进的比例公平算法，计算各个中继用户在每个资源块上的调度优先级的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的中继资源分配方法，其特征在于，采用如下公式表示所述调度优先级：
4.根据权利要求1所述的中继资源分配方法，其特征在于，所述根据中继用户在所述资源块上的信道增益和所述调度优先级，计算各个中继用户的分配优先级的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的中继资源分配方法，其特征在于，采用如下公式表示所述分配优先级：
6.一种中继资源分配系统，其特征在于，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：阳浩，顾衍璋，崔文俊，雷一勇，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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