[發明專利]預測網絡擁塞程度并將鏈路接入信道的方法及設備

有效

• 申請號: 201510947376.8
• 申請日: 2015-12-16
• 公開（公告）號: CN106888501B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 郭海友;佘鋒
• 申請（專利權）人: 上海諾基亞貝爾股份有限公司
• 主分類號: H04W52/24
• 分類號: H04W52/24;H04W52/34;H04W74/08
• 代理公司: 11256 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 王茂華

本公開的實施例公開了一種預測網絡擁塞程度并將鏈路接入信道的方法，包括：多個新的鏈路在同時接入到具有至少一個已有鏈路的共享信道之前，每個所述新鏈路的發射機在所述共享信道上同時發送各自的探測信號；根據已有鏈路對所述探測信號的探測功率的響應，確定每個新的鏈路的第一信干比；以及基于所確定的每個新的鏈路的第一信干比，來預測當所有新的鏈路和已有鏈路在所述共享信道上同時傳輸數據時的網絡擁塞程度，并根據所預測的網絡擁塞程度來確定是否將所述多個新的鏈路同時接入到所述共享信道中。

技術領域

本公開的實施例涉及無線通信領域，并更為具體地涉及一種預測網絡擁塞程度并將鏈路接入信道的方法及設備。

背景技術

具有全局資源重用能力的網絡密集化被認為是5G技術不可替代的解決方案之一。超密集網絡(UDN)被寄望于能夠容納具有不同服務質量(QoS)要求的多種鏈路，這種QoS要求的多樣性是由應用需求的多樣性所決定的。實際上，網絡密集化是網絡不斷擴展空間復用能力的過程，其設計目的是在同一信道中激活盡可能多的鏈路并為所有運行的鏈路分配適當的功率量，使得各個鏈路的信干噪比(SINR)不低于他們各自所要求的閾值。

在工程實踐中，較短的激活持續時間往往是必須的。可允許的激活過程的時間長度通常是由相互重疊的無線鏈路的動態性和不穩定性所決定的，這種動態性和不穩定性是由衰落、陰影效應、移動性以及網絡拓撲的時變性所導致的。為了這個目的，實際的網絡密集化是通過以成組的方式激活可行并滿足要求的并發傳輸鏈路來實現的。在密集化過程中網絡擁塞預測設計是必須的，其用于校驗當多個新的用戶被添加到系統中時是否存在可行的功率分配方案。通過利用預測結果，網絡可以做出滿足非侵入式先決條件的正確接入決定。相應地，擴展后的網絡總能夠遵循一定的功率分配，以確保當以優選的SINR水平激活所有新的鏈路的傳輸時，所有在相同信道中已激活鏈路的SINR都保持有不小于它們各自被預先分配的目標SINR值。

傳統的網絡擁塞預測方式是基于單鏈路(single-link)的探測方法，即，以逐一的方式通過一系列的單鏈路探測來執行信道探測。然而，這存在隨著待添加至信道的候選鏈路數目的增加而不可避免地會延長探測周期的問題。

發明內容

為了解決上述問題，本公開提出了一種分布式的預測網絡擁塞程度并將鏈路接入信道的方法。該方法可用于實現網絡密集化過程，以通過成組地在同一個信道中自動添加鏈路的方式，使得網絡朝具有更高的空間復用能力方向擴展。每個鏈路組包含有多個鏈路。本發明的基本理念在于一種分布式的算法，其使用本地測量結果來驗證一組新的鏈路接入共享信道的可允許性。

本公開提出的分布式網絡擁塞預測方法通過允許包含多個鏈路(multiple-link)的鏈路組在同一時間段中同時執行信道探測來實現快速網絡擴展，而不是通過一系列的單鏈路探測來執行信道探測，如上所述，單鏈路探測的探測周期會隨著增加的候選鏈路數目而不可避免地延長。本公開所提出的方案允許新加入的鏈路發射機能夠發送各自的探測信號，每個探測信號的功率在一個子時間段期間保持恒定，并以迭代方式跨子時間段變化。在一個子時間段期間，對于探測鏈路所引發的刺激性干擾，每個活動鏈路根據精巧設計的規則以迭代方式作出功率響應，即，僅根據自身的目標SINR與本地信干比(SIR)的比值來更新其傳輸功率。在與活動鏈路相關聯的迭代穩定之后，每個新的鏈路的發射機采取與活動鏈路類似的方式，計算各自的目標SINR與本地SIR的比值。所得的與所有新的鏈路相關聯的比值通過數據融合，可以生成兩個可收斂到一個恒定值的序列。這個恒定值等同于干擾矩陣的譜半徑(spectral radius)，其可以用來衡量當所有新的鏈路和已有鏈路在同一共享信道上同時傳輸數據時的網絡擁塞程度。可以證明的是，其中一個序列是單調遞減，其可以作為譜半徑的上界值；另一個是單調遞增，其可以作為譜半徑的下界值。因此，一旦兩個序列之一跨過已知的閾值，則新的鏈路可以快速檢驗該譜半徑是否大于或小于1，這能顯著地加快了驗證新鏈路接入共享信道可行性的探測過程。