[發(fā)明專利]一種面向5G網絡的無線回程優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710733856.3
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107635236B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設計）人: 張暉;李風樂
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10;H04W16/22;H04W72/08;H04L1/18
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

1.一種面向5G網絡的無線回程優(yōu)化方法，用于覆蓋若干小基站的宏蜂窩網絡，其中，用戶通過無線連接的方式連接到宏基站MBS或者一個小基站SCBS，MBS通過光纖與核心網相連，SCBS通過無線連接的方式連接到回程聚集節(jié)點BAN，BAN再通過光纖與核心網相連進行回程傳輸，其特征在于，該方法的具體步驟如下：

步驟1，基于宏蜂窩網絡的頻譜分配以及干擾，構造信噪比計算公式；具體為：

連接到MBS的用戶的接收信噪比為：

其中，表示連接到MBS的用戶n使用信道k的接收功率，N₁表示來自其它相鄰宏基站的干擾，N₀表示熱噪聲；

連接到SCBS的用戶的接收信噪比為：

其中，表示連接到SCBS的用戶n使用信道k的接收功率，Ω′表示與用戶n使用相同信道的用戶的集合，而表示與用戶n使用相同信道的用戶_n′對用戶n產生的干擾功率；

SCBS端的接收信噪比為：

其中，表示SCBSm使用信道k的接收功率，Ω″表示與SCBSm使用相同信道的SCBS的集合，而表示對與SCBSm使用相同信道的SCBS_m′對SCBSm產生的干擾功率；

步驟2，定義重發(fā)的時間間隔，提出基于數據重發(fā)的傳輸模型，并計算數據重傳的平均時延，其中傳輸模型具體為：每個數據包會被反復地傳輸直到被成功接收，若成功接收時的重傳次數小于等于預定義的最大重傳次數，則用戶向MBS或SCBS發(fā)送確認信息，否則令成功接收時的重傳次數等于預定義的最大重傳次數，且用戶向MBS或SCBS發(fā)送非確認信息；

所述數據重傳的平均時延的計算公式為：

數據包由MBS到用戶成功傳輸的平均時延為：

其中，p_m為數據包由MBS到用戶成功下行傳輸一次的概率，R₀為數據包由MBS到用戶成功下行傳輸的重傳次數，T₀為數據包由MBS傳送到用戶從而完成一次數據傳輸的時間；

數據包由SCBS到用戶成功傳輸的平均時延為：

其中，p_s為數據包由SCBS到用戶成功下行傳輸一次的概率，R₁為數據包由SCBS到用戶成功下行傳輸的重傳次數，T₁為數據包由SCBS傳送到用戶從而完成一次數據傳輸的時間；

數據包由BAN到SCBS成功傳輸的平均時延為：

其中，p_b為數據包由BAN到SCBS成功下行傳輸一次的概率，R₂為數據包由BAN到SCBS成功下行傳輸的重傳次數，T₂為數據包由BAN傳送到SCBS從而完成一次數據傳輸的時間；

步驟3，通過比較用戶數與系統(tǒng)容量，建立優(yōu)化模型；具體為：

若|N|≤|K₀|+|K₁|·|M|，則建立的優(yōu)化模型為：

max R_total-ετ_total

s.t.

其中，K₀表示MBS可分配給用戶的信道集合，K₁表示SCBS可分配用戶的信道集合，N表示用戶集合，M表示SCBS的集合，|·|表示集合內的元素數量；τ_total表示網絡總的平均傳輸時延；ε表示第一權值，R_total表示網絡的總吞吐量；表示連接到MBS的用戶n的流量，表示SCBSm的流量，N⁽⁰⁾表示連接到MBS的用戶集合；表示連接到MBS的用戶n是否在信道k上傳輸，表示連接到SCBS的用戶n是否在信道k上傳輸，表示連接到BAN的SCBSm是否在信道k上傳輸，E^(MBS)表示數據包由MBS到用戶成功傳輸的平均時延，E^(SCBS)表示數據包由SCBS到用戶成功傳輸的平均時延，E^(BAN)表示數據包由BAN到SCBS成功傳輸的平均時延；p_max,MBS表示MBS的最大接收功率，p_max,m表示SCBSm的最大接收功率，p_max,BAN表示BAN的最大接收功率；N⁽¹⁾表示連接到SCBS的用戶集合；表示連接到SCBSm的用戶集合，且

若|N|＞|K₀|+|K₁|·|M|，則建立的優(yōu)化模型為：

max R_total-ετ_total+ω||X||₁

s.t.

其中，ω表示第二權值，X表示用戶的連接矩陣，||X||₁表示連接矩陣X中元素為1的元素數量；

步驟4，采用基于分支定界的求解算法對步驟3中的優(yōu)化模型進行求解，從而得到用戶信道分配集合。