[發明專利]一種超密集異構網絡中基于上行下行解耦的多接入方法

有效

• 申請號: 201711320567.7
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107911857B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 李珍珍;朱琨;王然;吳成慶
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04W48/16
• 分類號: H04W48/16;H04W48/20
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 唐紹焜

本發明公開了一種超密集異構網絡中基于上行下行解耦的多接入方法，本發明基于上下行解耦，允許一個用戶上行和下行分別接入多個基站，用戶和基站代理之間效用值計算由速率確定，根據效用值確定用戶和基站代理之間的偏好關系，采用匹配博弈的方法解決這個機制下用戶和基站的接入問題，實現用戶效用最大化。本發明使用分離多接入的機制解決超密集網絡中的用戶接入問題，相較于傳統的接入方式有著提高用戶速率，平衡網絡負載，解決小基站回程瓶頸等優點。為超密集異構網絡中的用戶接入機制設計提供了新的可能性。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體涉及一種超密集異構網絡中基于上下行解耦的多接入方法。

背景技術

網絡密集化和異構化的趨勢為用戶接入帶來了一些新問題。現有的用戶接入機制主要是耦合的接入模式，也就是用戶在上行和下行都和同一個基站進行連接。但是在超密集網絡中分布著宏基站和各種傳輸功率不同的小基站，只使用傳統的上下行耦合的用戶接入機制會導致宏基站和小基站以及上下行之間的流量負載不平衡問題，還有小基站的回程瓶頸問題。現有關于用戶接入的研究技術包括雙連接，上下行解耦以及多接入等模式。

但是在超密集網絡的環境下，如果僅僅采用傳統的用戶接入機制為用戶進行接入選擇，會限制網絡的性能。

發明內容

發明目的：本發明提出了一種新的用戶接入機制，解決超密集異構網絡中的用戶多接入問題，允許用戶在上行和下行分別接入多個基站進行上行和下行傳輸。

技術方案：

一種超密集異構網絡中基于上行下行解耦的多接入方法，包括步驟：

步驟1：每個用戶上行根據路徑損耗選擇距離最近的M個基站生成M_小區作為其上行連接范圍，下行選擇信號強度最大的N個小區生成N_小區作為其下行連接范圍；

步驟2：定義一個上行集合，包含M_小區中所有基站的任意組合；定義一個下行集合，包含N_小區中所有基站的任意組合；將上行集合和下行集合中所有的組合進行組合形成一個基站代理的集合；

步驟3：每個用戶在其M_小區中選擇距離最近的基站接入，在其N_小區中選擇信號強度最大的基站接入；

步驟4：計算用戶k和基站l上行或者下行接入的數據速率，根據網絡中用戶和基站的接入情況計算出用戶和基站代理匹配的效用值，所述用戶與基站代理的效用值通過計算用戶和基站代理中所有基站的上下行的速率之和得到；

步驟5：每個用戶根據步驟4計算的用戶和基站代理匹配的效用值對基站代理進行排序，建立對其基站代理的偏好列表；

步驟6：判斷當前是否存在一個可交換的匹配，所述可交換的匹配為用戶相對于當前匹配的基站代理更偏好的基站代理，且用戶連接該基站代理滿足用戶的服務質量需求，提高效用值并且沒有被拒絕過；若存在，則用戶連接該可交換的匹配；

步驟7：判斷用戶新接入的基站代理中是否有基站超過可接入的最大用戶數；若未超過，則轉到步驟9；若超過，則進行超載處理；超載基站根據它對用戶的偏好列表找出最差的用戶，斷開與該用戶的連接；然后被斷開的用戶從自己的偏好列表中刪除該代理并將其加入拒絕列表，尋找其偏好列表中最偏好的基站代理連接；

步驟8：重復步驟7，直到最終被斷開的用戶的基站代理的偏好列表為空；

步驟9：根據交換匹配后網絡中用戶和基站的接入情況計算用戶和基站代理匹配的效用值，并建立用戶對其基站代理的偏好列表；重復步驟6至步驟8，直到網絡中不存在可交換的匹配達到穩定狀態。

所述用戶和基站代理匹配的效用值計算如下：

1)計算信道增益：信道增益確定信號在傳輸過程中的損耗,節點a和b之間的信道增益公式如下：