[發明專利]一種面向5G網絡的無線回程優化方法

有效

• 申請號: 201710733856.3
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107635236B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（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

本發明公開了一種面向5G網絡的無線回程優化方法，首先，在所構建的網絡系統模型的基礎上，分析各個節點的干擾，從而得到各個節點的信噪比計算公式；繼而，定義一個基于實際數據重發的時間間隔，提出數據重發模型，再根據所得信噪比計算得到重傳時延；進而，建立以時延最小化、吞吐量最大化為目標的優化模型，并且，在分析用戶數目變化的基礎上，提出了針對特殊情況的優化模型；最后，針對所提出的優化模型提出了一種基于分支定界理論的啟發式算法。本發明的方法在盡可能保證對每個用戶公平的基礎上，盡可能的滿足每個用戶的需求；并且，在考慮資源平衡的基礎上，實現網絡總體平均時延最小、網絡吞吐量最大，進而提升用戶體驗。

技術領域

本發明涉及一種面向5G網絡的無線回程優化方法，屬于無線通信技術領域。

背景技術

隨著無線通信技術的迅猛發展，以及用戶需求的日益多樣化，支持高速率、低時延、海量設備連接的第五代移動通信(5G)技術應運而生。5G網絡可看作是由分層的網絡構成，因此，5G網絡的資源分配問題變得更加復雜。5G網絡的傳輸可分為接入和回程兩個階段。其中，回程網絡主要承擔核心網和接入網之間的通信任務，是基站控制器和基站之間的信息傳輸網絡。在5G網絡中，為了應對流量的爆炸性增長，Femtocell、Picocell、Microcell等小基站的部署會具有超密集、隨機等特點，使得為小基站提供費用低、高質量的回程連接成為一種挑戰。

目前，對5G環境下的無線回程研究主要集中在部署成本、傳輸速率、無線傳輸技術以及回程結點部署等方面。卻忽略了，在小基站的無線回程網絡中引入回程聚集節點的同時，使得，相比與直接連接到宏基站絡進行傳輸，無線回程增加了一次無線傳輸，這就導致了整體時延的增加。因此，在對回程鏈路進行優化時，需要將時延問題一同進行分析，以便提高網絡系統的性能。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種面向5G網絡的無線回程優化方法。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

本發明提供一種面向5G網絡的無線回程優化方法，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點BAN，BAN再通過光纖與核心網相連進行回程傳輸。

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；

步驟2，定義重發的時間間隔，提出基于數據重發的傳輸模型，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發送非確認信息

步驟3，通過比較用戶數與系統容量，建立優化模型；

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

作為本發明的進一步技術方案，步驟1中構造的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；