[發(fā)明專利]雙層異構(gòu)場(chǎng)景下基于遺傳理論的多跳無線回程方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710351033.4
• 申請(qǐng)日: 2017-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN107302779B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張暉;汪昱列
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/02
• 分類號(hào): H04W40/02;H04W40/16;H04W40/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 徐瑩

本發(fā)明公開了一種雙層異構(gòu)場(chǎng)景下基于遺傳理論的多跳無線回程方法，包括：獲取無線多跳網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)信息；生成若干個(gè)初始回程路徑，形成初始回程路徑樹；計(jì)算無線接入點(diǎn)服務(wù)的用戶可獲得的速率；計(jì)算所有無線接入點(diǎn)的傳輸能量，并選取T個(gè)初始回程路徑樹，進(jìn)行Prufer編碼獲得父代染色體，并將交配、交叉和變異后所得的子代染色體翻譯，得到對(duì)應(yīng)的子代路徑樹；根據(jù)符合約束條件的子代路徑樹與父代路徑樹均計(jì)算目標(biāo)函數(shù)，及選取新一代回程路徑樹；選取所計(jì)算的目標(biāo)函數(shù)最大的路徑樹作為最終無線回程路徑。本發(fā)明的方法既能得到最大總回程速率又能照顧用戶公平性，能兼顧功率和速率的要求，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙層異構(gòu)場(chǎng)景下基于遺傳理論的多跳無線回程方法，屬于無線通信的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著通信需求的不斷增長(zhǎng)和用戶設(shè)備的日益增加，支持高容量、海量設(shè)備互聯(lián)互通的第五代移動(dòng)通信技術(shù)(5G)適時(shí)而生。5G主要包括連續(xù)廣域覆蓋、熱點(diǎn)高容量、低時(shí)延高可靠和低功耗大連接四個(gè)主要技術(shù)場(chǎng)景。其中，在熱點(diǎn)高容量場(chǎng)景中，基站分布多為兩層異構(gòu)模式，即在一個(gè)宏基站覆蓋下，有大量的小基站、家庭基站和辦公樓層基站的超密集雜亂無規(guī)律分布。在整個(gè)宏蜂窩范圍內(nèi)，由于小基站、微基站的數(shù)量眾多，用戶主要通過距其最近的小基站連接至宏蜂窩基站。另一方面，由于家庭基站等的部署隨機(jī)性和有線連接的成本因素，使得整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)完全通過有線連接進(jìn)行數(shù)據(jù)回程變得不太現(xiàn)實(shí)，因此作為適用于這一情景的無線回程應(yīng)運(yùn)而生。

無線回程主要分為從用戶到各類小基站(無線接入點(diǎn))與從無線接入點(diǎn)到服務(wù)提供商的小區(qū)中心點(diǎn)(宏基站)兩個(gè)部分。無線回程主要要考慮以下幾個(gè)因素：1)發(fā)射半徑，對(duì)于家庭基站和樓層基站來說，其發(fā)射最大功率較低，發(fā)射半徑也往往較小，難以直接連通宏基站。因此，其無線回程需要通過多跳的方式進(jìn)行解決；2)回程速率，對(duì)于用戶來說，必然希望得到更高的回程速率，因?yàn)楦叩幕爻趟俾示鸵馕吨叩耐ㄐ潘俾省Ａ硪环矫妫瑢?duì)于整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)來說，它既要使得總的回程速率盡可能的大來支撐更多的用戶，又要保證用戶之間公平性以確保每個(gè)用戶都能擁有一定量的速率來完成通信；3)回程功率，回程的功率影響整個(gè)回程網(wǎng)絡(luò)的工作效率，通過降低回程功率可以提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的效率，而回程功率的大小又與回程路徑選擇有關(guān)；4)回程干擾，由于回程信道的密集性，其相鄰信道之間的干擾也不可忽略。然而，對(duì)于一條完整的回程路徑來說，其每一跳之間的空間距離已較遠(yuǎn)，干擾也已較小。

目前，大多數(shù)相關(guān)研究只關(guān)注在一個(gè)方面，或考慮整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的回程速率最大，或考慮整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的回程功率最低，很少有將各因素綜合聯(lián)合起來考慮的無線多跳回程路徑選擇的方法。本專利主要應(yīng)用于雙層異構(gòu)的場(chǎng)景，即在一個(gè)宏蜂窩下存在有多個(gè)微蜂窩，其中宏蜂窩中有一個(gè)宏基站，每一個(gè)微蜂窩中有一個(gè)無線接入點(diǎn)，無線接入點(diǎn)存在發(fā)射半徑，不是所有的無線接入點(diǎn)都能直接連接至宏基站，因此部分無線接入點(diǎn)需要通過多跳的方式連接至宏基站。在這個(gè)宏蜂窩中，所有的用戶均通過微蜂窩接到宏蜂窩，不存在宏蜂窩用戶。

因此，現(xiàn)有的回程路徑選擇方法中，進(jìn)行路由選擇時(shí)無法同時(shí)兼顧考慮回程速率、回程功率、發(fā)射半徑、用戶公平性、路由間干擾等因素，導(dǎo)致回程路徑無法得到優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙層異構(gòu)場(chǎng)景下基于遺傳理論的多跳無線回程方法，解決現(xiàn)有方法路由選擇時(shí)無法同時(shí)兼顧考慮回程速率、回程功率、發(fā)射半徑、用戶公平性、路由間干擾等因素，導(dǎo)致回程路徑無法得到優(yōu)化的問題。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：

雙層異構(gòu)場(chǎng)景下基于遺傳理論的多跳無線回程方法，包括以下步驟：

步驟A、獲取無線多跳網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)信息，所述網(wǎng)絡(luò)信息至少包括無線接收點(diǎn)信息及信道參數(shù)；

步驟B、生成若干個(gè)初始回程路徑，且每個(gè)初始回程路徑均滿足以無線多跳網(wǎng)絡(luò)中的宏基站為根節(jié)點(diǎn)，連接所有無線接收點(diǎn)后形成初始回程路徑樹；