[發明專利]一種在5G網絡中超高頻小基站構造虛擬宏基站的方法

有效

• 申請號: 201910077946.0
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109982336B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 鐘林晟
• 申請（專利權）人: 鐘林晟
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W16/22;H04W16/28;H04B7/022;H04B7/06
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武;劉丹

1.一種在5G網絡中超高頻小基站構造虛擬宏基站的方法，其特征在于，將一個區域內功率空閑的某個宏基站控制器作為該區域眾多小基站的虛擬宏基站控制器，同時，將該區域所有小基站的天線進行匯總統計，形成超高頻小基站天線資源池；則構造虛擬宏基站的方法包括如下步驟：

步驟1，利用虛擬宏基站控制器執行備選天線選擇算法，篩選注冊在天線資源池中的天線，得到備選天線集合，并將備選天線集合注冊到虛擬宏基站控制器中；

步驟2，根據步驟1得到的備選天線集合，定義虛擬宏基站額定功率值，設計最佳負載選擇因子，設計計算虛擬宏基站實際功率值的模型，從備選天線集合中依次選擇某根天線計算該模型生成虛擬宏基站的實際功率值和額定功率值進行比較，根據結果得出能夠參與構造虛擬宏基站的超高頻小基站的天線集合，完成構造虛擬宏基站的過程；

步驟1的具體實現方法包括如下步驟：

1.1)根據信道反饋獲得信道狀態信息矩陣M；

1.2)根據發射天線的數目、功率放大器的功率、AD/DA轉換器、混頻器、濾波器、信號合成器、低噪放大器、中頻放大器的功率消耗信道狀態信息，建立能效模型，得到能量效率與天線數目的關系，能效模型的表達式如下：

其中，l為小基站發射天線數，R_t為t時刻能量效率最大時基站端的發射天線數目，W_t為t時刻基站中的AD/DA轉換器、混頻器、濾波器、信號合成器、低噪放大器、中頻放大器傳輸功率消耗的總和；τ為功率放大器的功率因子，是一個常數；

1.3)根據上述表達式，得到發射天線取值l從1取到R_t時的能量效率，并且得到使能量效率達到最大值時天線的數目R_vol，表達式為：

1.4)將所得到信道狀態信息矩陣M，按每列算出每個信道的狀態信息，其中S_i代表第i根天線的信道狀態信息；

1.5)根據計算得到的每根天線的信道狀態信息，分別得到‖S₎‖²，取前R_vol根天線作為所選天線，它們是：其中||·||表示歐幾里得范數；

1.6)得到備選天線集合為：其中i代表某根天線的編號，并將該集合注冊到虛擬宏基站控制器中；

步驟2的具體實現方法包括如下步驟：

2.1)定義虛擬宏基站額定功率值為P_pr，當虛擬宏基站實際功率大于等于額定功率時，停止虛擬化構造過程，形成一個虛擬宏基站；

2.2)設計一個容量和功率最佳負載選擇因子，用來增大網絡系統的有效容量，最佳負載選擇因子如下：

其中，C_t是最佳負載選擇因子，是非負拉格朗日因子，h為小基站覆蓋區域的信道增益，μ為QoS指數，RFI為區域內除當前正在參與構造過程的小基站以外的其他超高頻小基站的干擾總和；

2.3)根據設計的最優功率模型和虛擬宏基站的天線功率，當最優功率模型計算的實際功率小于額定功率時，即虛擬宏基站構造過程繼續；虛擬基站實際功率計算方法如下：

其中，代表天線發射的最優實際功率，h′為虛擬宏基站的覆蓋區域的信道增益，為t時刻備選天線集合中某根天線的最大功率，P_rfi為該天線射頻干擾的功率，D代表與距離相關的路徑損耗，α表示路徑衰落參數，C′_t為第2.2)步得到的最佳選擇因子實例；

2.4)從備選天線集合中選擇一根天線加入后，計算一次的累加，并判斷是否成立，如成立則繼續從備選天線集合中選擇一根沒有參與計算的天線用同樣的辦法進行計算的累加；

2.5)構造虛擬宏基站的過程結束的標志：如果當的時候，構造過程結束，從而將備選天線集合中目前所有參與計算的天線構造成整個區域虛擬宏基站的網絡；或者備選天線集合中的天線如果全部被選，則構造過程結束。