[發明專利]一種基于接入用戶移動性預測的超密集網絡資源分配方法

有效

• 申請號: 201711262865.5
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108123828B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 潘志文;張栩菲;尤肖虎;劉楠
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04W24/08;H04W28/08;H04W64/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉涓涓

本發明提供了一種基于接入用戶移動性預測的超密集網絡資源分配方法，包括：數據預處理步驟；預測用戶的接入基站；根據用戶預測結果計數得到基站下一時刻接入的用戶數；對相鄰小區的頻帶自行按接入用戶數的比例調節；對于接入同一小區的用戶按現有的資源分配方法進行資源分配。基于本發明方法，在超密集異構網下，大站可以基于用戶分布規律變化，根據預測計算得到小站在未來短時間內的資源需求，動態、合理地給小站分配資源，提高了系統的平均吞吐量、用戶公平度、有效提高資源的利用率，同時減少資源浪費的現象。

技術領域

本發明屬于移動通信中的無線資源管理技術領域，涉及網絡資源分配方法，更為具體的說，是涉及無線通信系統中一種基于接入用戶移動性預測的超密集網絡資源分配方法。

背景技術

在宏站覆蓋范圍內同頻密集部署低功率小站的超密集異構網絡是一種提升第五代移動通信(5G)網絡頻譜利用率和網絡容量的有效方法。然而現有基站的實際利用率還很低，網絡在不同時段的負載不平衡，并且每個基站的容量固定以及不同基站之間不能共享處理能力。移動網絡的一個固有特性就是其用戶處于運動狀態，在通信過程中經常會從一個地點移動到另一個地點。通過對實際運營網絡的觀察發現，用戶的移動呈現出很強的規律性。用戶接入基站具有一定的歷史模式，可以通過預測用戶的移動，來計算基站未來一段時間內的接入人數。在傳統的無線接入網中，每個基站的處理能力只能被其服務的小區內的用戶使用。當小區內的用戶離開后，基站的處理能力無法轉移，只能處于浪費狀態。由于運營商要每時每刻保持著網絡的覆蓋，使得這些空載或者零星負載的基站必須和那些高負載的基站消耗一樣的功率。更嚴重的是，當負載較高時，基站往往滿負荷運轉，其需要的處理能力遠高于平均水平。這樣一來，一方面形成了處理能力的浪費，另一方面又存在處理能力不足的問題。

發明內容

針對不同小站對資源的需求在不同時刻各不相同的特點，本發明提出一種以提高資源利用率同時最大化系統中接入用戶公平度為目標，基于接入基站用戶移動性預測的超密集異構網絡多小區資源分配方法，聯合調整所有小站的頻帶資源，解決超密集異構網中的資源分配問題。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于接入用戶移動性預測的超密集網絡資源分配方法，包括如下步驟：

步驟一，數據預處理：

首先，由基站記錄用戶數據，所述用戶數據至少包括：用戶接入時間、用戶標識ID、當天日期、基站經緯度坐標、基站ID；

隨后，對于每一個用戶的數據按照一定間隔進行重采樣；

最后，對整理后的數據進行編碼；

步驟二，預測用戶的接入基站：

首先，確定RNN訓練的輸入和輸出，其中輸入x^(t)包括時刻t的時間、日期、經緯度、基站ID，輸出y^(t)為時刻t+1的基站ID，記輸入序列為{x⁽¹⁾,x⁽²⁾,...,x^(τ)}，輸出序列為{y⁽¹⁾,y⁽²⁾,...,y^(τ)}，其中τ為序列長度；

隨后構建RNN如下式：

其中U是連接輸入層和隱藏層之間的權重，V是連接隱藏層和輸出層之間的權重，W是連接隱藏層在時刻t-1和時刻t之間的權重，x^(t),s^(t),o^(t)分別表示在t時刻輸入層、隱藏層和輸出層的神經元結點，b,c為偏置，a^(t)為中間變量，為RNN的輸出，