[發明專利]一種蜂窩異構網絡下的用戶接入模式選擇方法

有效

• 申請號: 201310673467.8
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103731900B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 余官定;鮑鵬程;殷銳;陳琪美;江玉環
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04W40/22
• 分類號: H04W40/22;H04W48/20
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及通信領域，特別涉及一種蜂窩異構網絡下的用戶接入模式選擇方法。

背景技術

隨著無線通信系統的迅猛發展，已有的單一網絡系統已經無法滿足高速率、大容量、高服務質量的通信要求，下一代無線通信技術正朝著多種無線網絡異構融合的方向發展。異構網絡是指在宏基站覆蓋的范圍內，引入其他通信方式，有針對性地加強特定區域的覆蓋，形成多層覆蓋的一種網絡結構，具有網絡建網靈活，維護成本低廉，因而受到了廣泛的關注。

在單一的宏蜂窩網絡中引入小蜂窩形成蜂窩異構網絡是目前使用較為廣泛的異構網絡，小蜂窩分布于宏蜂窩內，每個小蜂窩都有獨立的小基站（small?cell?base?station，SBS）。小蜂窩是指覆蓋范圍相對宏蜂窩覆蓋較小的蜂窩網絡。每個小蜂窩小基站可以由蜂窩網絡運營商或者消費者部署。通過引入小蜂窩能夠有效地減輕宏蜂窩負載量，提高用戶通信質量。由于小蜂窩的覆蓋范圍較小，不同小蜂窩之間可以復用同樣的無線頻譜資源從而提高頻譜利用率。相對于接入宏基站，用戶通過接入到距離更近的小基站可以獲得更好的服務同時節約功耗。其次，由于小蜂窩的覆蓋范圍有限，因此小蜂窩在一定程度上可以復用頻率資源，有助于提升頻譜利用率。

宏蜂窩與小蜂窩異構網絡中的用戶可以選擇2種接入模式：宏蜂窩接入模式和小蜂窩接入模式，宏蜂窩接入模式是指待接入用戶直接接入宏基站；小蜂窩接入模式是指待接入用戶直接接入小基站。一般在小蜂窩覆蓋范圍內的用戶選擇小蜂窩模式，減輕了宏蜂窩的負載，然而，由于小蜂窩的覆蓋范圍有限，在小蜂窩覆蓋范圍外的用戶，通常無法接入小基站，而選用宏蜂窩模式。因此，為了在宏蜂窩網絡中實現小蜂窩的全覆蓋需要相當數量的小基站，而在蜂窩網絡中小蜂窩的高密度布局會使得小蜂窩之間的同頻干擾更加嚴重，且功耗大，成本高。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出了一種蜂窩異構網絡下的用戶接入模式選擇方法。

一種蜂窩異構網絡下的用戶接入模式選擇方法，所述的蜂窩異構網絡下用戶具有3種接入模式，分別為小蜂窩接入模式、宏蜂窩接入模式和D2D中繼接入模式，待接入用戶通過以下步驟選擇接入模式：

（1）待接入用戶感知來自所有小基站的信號強度，并根據信號強度獲取待接入用戶的位置；

（2）待接入用戶根據自身的位置選擇接入模式：

（2-1）若待接入用戶處于小蜂窩覆蓋范圍內，則待接入用戶采用小蜂窩接入模式；

（2-2）若待接入用戶處于小蜂窩覆蓋范圍外，則判斷待接入用戶是否存在鄰近小基站，

若不存在鄰近小基站，則待接入用戶采用宏蜂窩接入模式；

若存在鄰近小基站，則進入步驟（3）；

（3）判斷待接入用戶是否存在最終中繼，

（3-1）若存在，則待接入用戶采用D2D中繼接入模式；

（3-2）若不存在，則待接入用戶采用宏蜂窩接入模式；

D2D中繼接入模式為待接入用戶通過最終中繼接入到相應的小基站。

本發明中待接入用戶不在小蜂窩覆蓋范圍內，應理解為待接入用戶不在所有的小蜂窩覆蓋范圍內。本發明中比較待接入用戶接收到的來自所有小基站的信號強度：

若最強的小基站信號強度小于預設下限，則判斷待接入用戶處于小蜂窩覆蓋范圍外；

否在，判斷待接入用戶處于小基站覆蓋范圍內，并且待接入用戶接收到的該小基站的信號強度最強。

本發明中待接入用戶具有3種可供選擇的接入模式，除了傳統的小蜂窩接入模式和宏蜂窩接入模式，還具有D2D中繼接入模式，D2D（Device-to-Device）技術是蜂窩網絡實現終端直接通信的重要技術手段。采用D2D作為中繼技術可以使得小蜂窩覆蓋范圍外的用戶接入到小基站，采用D2D中繼幫助小蜂窩覆蓋范圍外的用戶接入到小基站，可以在不增加小基站數目條件下擴大小蜂窩的服務范圍，有利于用戶體驗。

本發明中待接入用戶處于小蜂窩覆蓋范圍內，則采用小蜂窩接入模式，直接入信號強度最強的小基站。若待接入用戶處于小蜂窩覆蓋范圍之外，則依次判斷待接入用戶是否存在鄰近小基站和最終中繼，若某一個判斷結果為不存在，則停止繼續判斷，待接入用戶采用宏蜂窩接入模式。

所述的D2D中繼接入模式包括以下步驟：

（S1）待接入用戶獲取中繼信道，并計算相應的發射功率；

（S2）待接入用戶通過所述的中繼信道與最終中繼建立D2D鏈路；

（S3）待接入用戶的數據由最終中繼轉發到小基站，使待接入用戶接入到相應的小基站。