[發明專利]一種超密集環境下基于模擬退火算法的虛擬映射方法

有效

• 申請號: 201810121359.2
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108366426B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 張暉;劉旸波
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/08
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽;杜春秋

本發明涉及一種超密集環境下基于模擬退火算法的虛擬映射方法，首先將超密集網絡系統初始化，并建立微基站合集B和位置集合Ab，其次通過業務到達過程和業務持續時間建立業務到達模型，根據業務到達模型構建信道分配矩陣，通過信道分配矩陣和干擾模型計算各個用戶的信干比，進而獲得各個用戶的網絡吞吐量，然后將宏基站和微基站的無線資源進行虛擬化，形成一個無線頻譜池，最后將頻譜切片根據用戶請求分配到各個微基站對用戶進行服務。本發明的優點是采用無線虛擬網絡映射的方法，將頻譜資源虛擬化，通過最優化算法滿足網絡吞吐量最大，實現動態的最佳無線頻率資源的配置。

技術領域

本發明涉及一種超密集組網中的網絡建模、業務到達建模和信道建模方法以及虛擬網絡資源映射方法，尤其是一種超密集環境下基于模擬退火算法的虛擬映射方法，屬于無線通信技術領域。

背景技術

隨著智能終端的快速普及以及網絡通信容量的爆炸式增長，面向5G的無線通信技術的演進需求也更加明確及迫切。當前，制定全球統一的5G標準已成為移動通信業界的共同呼聲，ITU已啟動了面向5G標準的研究工作，并明確了IMT-2020(5G)工作計劃：2015年完成IMT-2020國際標準前期研究；2016年開展5G技術性能需求和評估方法研究；2017年底啟動5G候選方案征集；2020年底完成標準制定。作為國際移動通信行業的主要標準組織，3GPP將承擔5G國際標準技術內容的制定工作。3GPP的R14階段被業界認為是啟動5G標準研究的最佳時機，R15階段可啟動5G標準工作項目，R16及以后將對5G標準進行完善以及增強。

據了解，5G網絡主要有三大特點：極高的速率、極大的容量以及極低的時延，為了實現其1Gbps的用戶速率、數十Gbps的峰值速率、毫秒級的端到端時延等技術目標，5G需求的完成主要依靠毫米波、小基站、Massive MIMO、全雙工以及波束成形這五大技術。5G速率的提升主要依靠單位面積上部署更多小區、擴展新的頻譜范圍以及提高頻譜利用率等來實現。

超密集組網通過小基站加密部署來提升空間復用，成為解決未來5G網絡數據流量1000倍以及用戶體驗速率10～100倍提升的有效解決方案。目前，超密集組網網絡架構一方面通過控制承載分離，實現根據業務需求靈活擴展控制面和數據面資源；另一方面通過將基站部分無線控制功能進行抽離進行分簇化集中式控制，實現簇內小區間干擾協調、無線資源協同、移動性管理等，提升了網絡容量，為用戶提供極致的業務體驗。然而，與此同時，由于大量同頻小區的距離變近，小區間干擾也較之傳統蜂窩網絡更加嚴重，這嚴重影響了網絡的吞吐量。故降低超密集網絡中小區間干擾的問題成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術存在的缺陷，提出一種超密集環境下基于模擬退火算法的虛擬映射方法，該方法一方面具有很好的理論性能保證，另一方面非常簡單而易于實現，具有很好的應用前景。

為了達到以上目的，本發明提供了一種超密集環境下基于模擬退火算法的虛擬映射方法，包括以下步驟：

第一步、將一個單宏基站的超密集網絡系統初始化，在該超密集網絡系統中建立微基站合集B和位置集合Ab，所述微基站合集B包括N個微基站，且B＝{b₁,b₂,...,b_N}，所述位置集合Ab包括N個與微基站相對應的位置信息，且Ab＝{Ab₁,Ab₂,...,Ab_N}，微基站的位置隨機分布在整個網絡系統中；

第二步、通過業務到達過程和業務持續時間建立業務到達模型，再根據業務到達模型構建信道分配矩陣，然后通過信道分配矩陣和干擾模型計算各個用戶的信干比，進而獲得各個用戶的網絡吞吐量；

第三步、利用無線虛擬化思想，將宏基站和微基站的無線資源進行虛擬化，形成一個無線頻譜池，將無線頻譜池記為W，將無線頻譜池W分割成M個物理信道，將物理信道記為C，C＝{c₁,c₂,...,c_M}，設每個物理信道的帶寬為w₀，則