[發(fā)明專利]一種分布式自適應(yīng)調(diào)節(jié)小基站發(fā)射功率偏置值的方法

有效

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• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103906076B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷銳;許陽;余官定;王安定;鐘財軍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W52/26
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種分布式自適應(yīng)調(diào)節(jié)小基站發(fā)射功率偏置值的方法。

背景技術(shù)

在下一代無線通信技術(shù)中，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)對于提升系統(tǒng)容量和覆蓋效果，提供較好的數(shù)據(jù)服務(wù)有巨大的幫助。在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，一些低功耗、低花費的小基站被用來分擔(dān)傳統(tǒng)的宏基站的數(shù)據(jù)服務(wù)任務(wù)。然而，受制于其低發(fā)射功率的特性，小基站的覆蓋的半徑較小，一般情況下僅能服務(wù)較少的的用戶。而在布置小基站時，每個小基站都會分配到固定的回程鏈路資源，這導(dǎo)致了小基站的資源并沒有被充分地利用，另一方面，宏基站可能還在一個高負(fù)載的環(huán)境下運行。資源利用受限導(dǎo)致在大密度布置小基站的情況下，系統(tǒng)的性能并不能夠獲得應(yīng)有的足夠的提升。因此，提高小基站資源利用率來為宏基站分擔(dān)負(fù)載的方法急需探索。

現(xiàn)有文獻(xiàn)中給出的提高小基站資源利用率的方法主要有：(1)直接提高小基站的信號發(fā)射功率來擴(kuò)大小基站的覆蓋范圍以接入更多的周邊用戶；(2)在用戶進(jìn)行接入選擇時，設(shè)定某種特定的接入策略引導(dǎo)更多用戶去接入小基站；(3)為每個小基站配一個固定的信號發(fā)射功率偏置，使小基站的覆蓋范圍虛擬上“擴(kuò)大”。(4)每個用戶根據(jù)自己的需求以及系統(tǒng)的性能選定自己的信號發(fā)射功率偏置等等。

在對現(xiàn)有方法進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)：文獻(xiàn)所提方法或是存在弊端，或是在現(xiàn)實可行性方面有所欠缺。方法(1)雖然能夠提高小基站資源利用率，但是系統(tǒng)的能量效率將因此降低，并不符合綠色通信的理念。方法(2)(3)無法動態(tài)適應(yīng)環(huán)境的變化，用戶過多時可能發(fā)生阻塞而用戶較少時，其資源利用率仍舊處于一個較低的水平。方法(4)在如今的用戶終端上實現(xiàn)大運算量的工作沒有現(xiàn)實可行性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的定針對現(xiàn)狀中在小基站為宏基站分擔(dān)負(fù)載時小基站的資源利用率相當(dāng)?shù)偷膯栴}，提供一種分布式自適應(yīng)調(diào)節(jié)小基站發(fā)射功率偏置值的方法。

分布式自適應(yīng)調(diào)節(jié)小基站發(fā)射功率偏置值的方法的步驟如下：

1)為使適量用戶從宏基站轉(zhuǎn)到小基站享受數(shù)據(jù)服務(wù)以使小基站最終的吞吐量逼近其所擁有的回程鏈路信道資源，從而充分利用小基站回程鏈路資源來給宏基站分擔(dān)負(fù)載，小基站在考慮當(dāng)前用戶服務(wù)性能的同時，根據(jù)自己當(dāng)前的回程鏈路資源的使用情況通過設(shè)置自己的參考信號功率偏置值來實現(xiàn)覆蓋范圍的調(diào)整；

2)在小基站調(diào)整好自己的覆蓋范圍后，在所有候選的基站中，用戶計算接收到的每個基站的參考信號功率，并在此功率上分別加上每個基站設(shè)定的參考信號功率偏置值作為來自該基站的最終接收“參考信號功率”，用戶選擇加上偏置后的參考信號功率值最大的基站進(jìn)行連接；

3)所有用戶確定自己所接入的基站后，小基站在考慮自己當(dāng)前的回程鏈路資源的使用和當(dāng)前用戶的服務(wù)性能情況下，動態(tài)調(diào)整自己的最優(yōu)參考信號功率偏置值；

4)重復(fù)步驟2)和步驟3)，直至小基站的最優(yōu)參考信號功率偏置值收斂，當(dāng)算法收斂后小基站調(diào)低最優(yōu)參考信號功率偏置值的學(xué)習(xí)強(qiáng)度，減少運算量并實時監(jiān)測環(huán)境變化，當(dāng)小基站周圍用戶數(shù)以及分布情況發(fā)生重大改變，則小基站重新調(diào)高最優(yōu)參考信號功率偏置值的學(xué)習(xí)強(qiáng)度，執(zhí)行步驟2)。

所述的步驟1)包括：

(1)若回程鏈路資源充足，則小基站應(yīng)當(dāng)擴(kuò)展其當(dāng)前的覆蓋范圍，使在保證用戶服務(wù)性能下將原覆蓋范圍外附近的用戶被包括進(jìn)來，該部分用戶轉(zhuǎn)而由該小基站利用其空余的回程鏈路資源提供數(shù)據(jù)服務(wù)；

(2)若當(dāng)前小基站的吞吐量超過了回程鏈路資源數(shù)，則小基站應(yīng)當(dāng)縮小當(dāng)前的覆蓋范圍，減少為一部分用戶提供服務(wù)，直至剩余吞吐量小于回程鏈路資源數(shù)，該部分被移出覆蓋范圍的用戶則選擇其他基站為其服務(wù)。

所述的步驟3)包括：

(1)若回程鏈路資源充足，小基站提高其參考信號功率偏置值，使加上偏置后的參考信號功率值變大，擴(kuò)張覆蓋范圍以接入更多用戶；

(2)若當(dāng)前吞吐量大于回程鏈路資源數(shù)，小基站減小其參考信號功率偏置值，相應(yīng)地使加上偏置后參考信號功率變小，收縮覆蓋范圍。

步驟3)所述的動態(tài)調(diào)整自己的最優(yōu)參考信號功率偏置值的方法為：小基站開啟時運行Q-learning算法對各狀態(tài)下最優(yōu)的參考信號功率偏置值進(jìn)行學(xué)習(xí)，小基站在知道自己的回程鏈路資源數(shù)的情況下，將自己當(dāng)前的吞吐量作為Q-learning的狀態(tài)變量，根據(jù)不同的狀態(tài)，小基站學(xué)習(xí)在各狀態(tài)下的最優(yōu)的參考信號功率偏置值，方法的具體步驟包括：