[發(fā)明專利]基于雙重分簇和資源分配的簇間干擾消除方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710123280.9
• 申請(qǐng)日: 2017-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN108307514B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田心記;張長(zhǎng)森;王俊峰;賈文杰;張浩天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W72/08
• 分類號(hào): H04W72/08;H04W72/04;H04W24/02
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

1.超密集網(wǎng)絡(luò)中基于雙重分簇和資源分配的簇間干擾消除方法，適用于多個(gè)宏基站和多個(gè)微基站并存的超密集網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，包括如下步驟：

A，根據(jù)宏基站之間的位置和干擾，構(gòu)造宏基站之間的干擾圖，將宏基站分為多個(gè)宏簇，具體過(guò)程如下：

A1，定義兩個(gè)宏基站間信道的Frobenius范數(shù)的平方作為兩個(gè)宏基站的干擾值，測(cè)量任意兩個(gè)宏基站間的干擾，得到干擾值，若該干擾值小于預(yù)先設(shè)定的宏基站干擾門限，則將這兩個(gè)宏基站之間的干擾值設(shè)為零；

A2，構(gòu)造宏基站對(duì)應(yīng)的干擾圖，該圖中的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)宏基站，干擾值非零的兩個(gè)宏基站對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間有條邊，邊的權(quán)值等于這兩個(gè)宏基站之間的干擾值；

A3，選出度最大的節(jié)點(diǎn)，若度最大的節(jié)點(diǎn)有多個(gè)，則隨機(jī)選擇其中的一個(gè)，再依次選出與該節(jié)點(diǎn)相連的權(quán)值最大的K₁條邊，K₁是正整數(shù)，K₁1，將該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的宏基站以及與這K₁條邊相連的另一端節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的宏基站作為一個(gè)宏簇，這個(gè)宏簇包含K₁+1個(gè)宏基站，刪除與這K₁+1個(gè)點(diǎn)相連的所有邊；

A4，重復(fù)步驟A3，直至選出所有的節(jié)點(diǎn)，若此過(guò)程中選出的節(jié)點(diǎn)的度為N₁且N₁K₁，則將該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的宏基站以及與這N₁條邊相連的另一端節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的宏基站作為一個(gè)宏簇，這個(gè)宏簇包含N₁+1個(gè)宏基站，刪除與這N₁+1個(gè)點(diǎn)相連的所有邊；

B，根據(jù)微基站之間的位置和干擾，構(gòu)造微基站之間的干擾圖，將微基站分為多個(gè)微簇，具體過(guò)程如下：

B1，定義兩個(gè)微基站間信道的Frobenius范數(shù)的平方作為兩個(gè)微基站的干擾值，測(cè)量任意兩個(gè)微基站間的干擾，得到干擾值，若該干擾值小于預(yù)先設(shè)定的微基站干擾門限，則將這兩個(gè)微基站之間的干擾值設(shè)為零；

B2，構(gòu)造微基站對(duì)應(yīng)的干擾圖，該圖中的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)微基站，干擾值非零的兩個(gè)微基站對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間有條邊，邊的權(quán)值等于這兩個(gè)微基站之間的干擾值；

B3，選出度最大的節(jié)點(diǎn)，若度最大的節(jié)點(diǎn)有多個(gè)，則隨機(jī)選擇其中的一個(gè)，再依次選出與該節(jié)點(diǎn)相連的權(quán)值最大的K₂條邊，K₂是正整數(shù)，K₂1，將該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的微基站以及與這K₂條邊相連的另一端節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的微基站作為一個(gè)微簇，這個(gè)微簇包含K₂+1個(gè)微基站，刪除與這K₂+1個(gè)點(diǎn)相連的所有邊；

B4，重復(fù)步驟B3，直至選出所有的節(jié)點(diǎn)，若此過(guò)程中選出的節(jié)點(diǎn)的度為N₂且N₂K₂，則將該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的微基站以及與這N₂條邊相連的另一端節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的微基站作為一個(gè)微簇，這個(gè)微簇包含N₂+1個(gè)微基站，刪除與這N₂+1個(gè)點(diǎn)相連的所有邊；

C，將可用的M個(gè)頻段分為互不重疊的宏簇頻段集和微簇頻段集，這兩個(gè)頻段集分別為和f_m表示頻段，m＝1,2,…,M，2≤M₁M，M-M₁≥2；

D，基于宏簇間的干擾，將宏簇頻段集中的頻段分配給宏簇，具體過(guò)程如下：

D1，定義宏簇間的干擾值等于兩個(gè)宏簇間任意兩個(gè)宏基站的干擾值之和，若該干擾值小于預(yù)先設(shè)定的宏簇干擾門限，則將這兩個(gè)宏簇之間的干擾值設(shè)為零；

D2，構(gòu)造宏簇對(duì)應(yīng)的干擾圖，該圖中的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)宏簇，干擾值非零的兩個(gè)宏簇對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間有條邊，邊的權(quán)值等于這兩個(gè)宏簇間的干擾值；

D3，選出權(quán)值最大的邊，若權(quán)值最大的邊有多條，則選擇其中的一條，為這條邊的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分配不同的頻段，這兩個(gè)頻段來(lái)自于宏簇頻段集，刪除這條邊；

D4，從其余的邊中選出權(quán)值最大的邊，若權(quán)值最大的邊有多條，則選擇其中的一條，用a和b表示這條邊的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，若已經(jīng)為a分配了頻段f_i，其中，i是1到M₁之間的任一正整數(shù)，則統(tǒng)計(jì)與b相鄰的節(jié)點(diǎn)采用的頻段集F₃，如果非空，其中，∪表示并集，表示F₁中子集f_i∪F₃的補(bǔ)集，則從中任選一個(gè)頻段分配給節(jié)點(diǎn)b，如果是空的，則從中任選一頻段分配給節(jié)點(diǎn)b，若還沒(méi)有為a和b中的任一節(jié)點(diǎn)分配頻段，則統(tǒng)計(jì)與a相鄰的節(jié)點(diǎn)采用的頻段集F₄，并且統(tǒng)計(jì)與b相鄰的節(jié)點(diǎn)采用的頻段集F₅，如果非空，則從中任選一頻段分配給節(jié)點(diǎn)a，如果是空的，則從F₁中任選一頻段分配給節(jié)點(diǎn)a，如果為a分配的頻段是f_l并且非空，其中，l是1到M₁之間的任一正整數(shù)，則從中任選一頻段分配給節(jié)點(diǎn)b，如果為a分配的頻段是f_l并且是空的，則從中任選一頻段分配給節(jié)點(diǎn)b，然后刪除該步驟之初選出的權(quán)值最大的這條邊；

D5，重復(fù)步驟D4，直至為所有的節(jié)點(diǎn)即所有的宏簇都分配了頻段；

E，基于采用相同頻段的宏簇間的干擾，為宏簇分配時(shí)間，具體過(guò)程如下：

E1，根據(jù)步驟D1得到采用相同頻段的任意兩個(gè)宏簇之間的干擾值；

E2，構(gòu)造采用相同頻段的宏簇對(duì)應(yīng)的干擾圖，該圖中的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)宏簇，干擾值非零且采用相同頻段的宏簇之間有條邊，邊的權(quán)值等于這兩個(gè)宏簇間的干擾值；

E3，基于圖著 色算法為節(jié)點(diǎn)涂色，用最少數(shù)量的顏色為相鄰節(jié)點(diǎn)涂不同的顏色，不相鄰節(jié)點(diǎn)的顏色可以相同，若用了I₁種顏色，則將相同顏色的節(jié)點(diǎn)歸為一個(gè)集合，共I₁個(gè)集合；

E4，將時(shí)間分為I₁份，分別分配給I₁個(gè)集合中的節(jié)點(diǎn)，即分配給節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的宏簇；

F，基于微簇間的干擾，將微簇頻段集中的頻段分配給微簇，具體過(guò)程如下：

F1，定義微簇間的干擾值等于兩個(gè)微簇間任意兩個(gè)微基站的干擾值之和，若該干擾值小于預(yù)先設(shè)定的微簇干擾門限，則將這兩個(gè)微簇之間的干擾值設(shè)為零；

F2，構(gòu)造微簇對(duì)應(yīng)的干擾圖，該圖中的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)微簇，干擾值非零的兩個(gè)微簇對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間有條邊，邊的權(quán)值等于這兩個(gè)微簇間的干擾值；

F3，選出權(quán)值最大的邊，若權(quán)值最大的邊有多條，則選擇其中的一條，為這條邊的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分配不同的頻段，這兩個(gè)頻段來(lái)自于微簇頻段集，刪除這條邊；

F4，從其余的邊中選出權(quán)值最大的邊，若權(quán)值最大的邊有多條，則選擇其中的一條，用a′和b′表示這條邊的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，若已經(jīng)為a′分配了頻段f_p，其中，p是M₁+1到M之間的任一正整數(shù)，則統(tǒng)計(jì)與b′相鄰的節(jié)點(diǎn)采用的頻段集F₆，如果非空，其中，∪表示并集，表示F₂中子集f_p∪F₆的補(bǔ)集，則從中任選一個(gè)頻段分配給節(jié)點(diǎn)b′，如果是空的，則從中任選一頻段分配給節(jié)點(diǎn)b′，若還沒(méi)有為a′和b′中的任一節(jié)點(diǎn)分配頻段，則統(tǒng)計(jì)與a′相鄰的節(jié)點(diǎn)采用的頻段集F₇，并且統(tǒng)計(jì)與b′相鄰的節(jié)點(diǎn)采用的頻段集F₈，如果非空，則從中任選一頻段分配給節(jié)點(diǎn)a′，如果是空的，則從F₂中任選一頻段分配給節(jié)點(diǎn)a′，如果為a′分配的頻段是f_q且非空，其中，q是M₁+1到M之間的任一正整數(shù)，則從中任選一頻段分配給節(jié)點(diǎn)b′，如果為a′分配的頻段是f_q且是空的，則從中任選一頻段分配給節(jié)點(diǎn)b′，然后刪除該步驟之初選出的權(quán)值最大的這條邊；

F5，重復(fù)步驟F4，直至為所有的節(jié)點(diǎn)即所有的微簇都分配了頻段；

G，基于采用相同頻段的微簇間的干擾，為微簇分配時(shí)間，具體過(guò)程如下：

G1，根據(jù)步驟F1得到采用相同頻段的任兩個(gè)微簇之間的干擾值；

G2，構(gòu)造采用相同頻段的微簇對(duì)應(yīng)的干擾圖，該圖中的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)微簇，干擾值非零且采用相同頻段的微簇之間有條邊，邊的權(quán)值等于這兩個(gè)微簇間的干擾值；

G3，基于圖著 色算法為節(jié)點(diǎn)涂色，用最少數(shù)量的顏色為相鄰節(jié)點(diǎn)涂不同的顏色，不相鄰節(jié)點(diǎn)的顏色可以相同，若用了I₂種顏色，則將相同顏色的節(jié)點(diǎn)歸為一個(gè)集合，共I₂個(gè)集合；

G4，將時(shí)間分為I₂份，分別分配給I₂個(gè)集合中的節(jié)點(diǎn)，即分配給節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的微簇。