[發明專利]基于干擾對齊的MIMO網絡緩存放置方法

有效

• 申請號: 202110083286.4
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112929058B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 劉偉;李凌冰;索宏澤;焦利彬
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學;中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/0456;H04W28/14
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 陳宏社;王品華

1.一種基于干擾對齊的MIMO網絡緩存放置方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)設置MIMO網絡參數：

構造包含多個基站多個用戶和數據庫的MIMO網絡，的位置分布服從強度為λ_B的齊次泊松點過程Φ_B＝{d_i|i≥3}，的位置分布服從強度為λ_U的齊次泊松點過程數據庫包含L個文件其中，B_i表示配置有可以存儲C個文件的緩存設備和M根天線的第i個基站，C≥1，M≥2，d_i表示B_i的位置坐標，U_j表示配置有N根天線的第j個用戶，N≥2，表示U_j的位置坐標，L≥C，F_l表示流行度為q_l、被基站B_i緩存的概率為p_l的第l個文件，γ表示齊普夫分布參數，γ＞0，∑表示求和運算；

(2)對MIMO網絡進行簇劃分：

將MIMO網絡中的K個用戶及與其距離最近的K個基站劃分為簇得到簇集合其中，3≤K≤M+N-1，

(3)每個簇C_s內的每個用戶與基站進行關聯：

每個簇內的每個用戶與φ_s中最近的緩存有文件的基站進行關聯，其中，

(4)每個簇內對每個用戶與每個基站進行干擾對齊：

(4a)設計每個簇內的每個基站的預編碼向量和每個用戶的解碼向量

其中，表示反向干擾噪聲協方差矩陣，表示干擾噪聲協方差矩陣，表示基站到用戶之間的信道矩陣，I表示單位矩陣，(·)^-1表示求逆運算，(·)^H表示共軛轉置運算，||·||表示取范數運算；

(4b)每個簇內每個基站向每個用戶發送編碼信號

每個簇內每個基站向每個用戶發送編碼信號其中，表示文件中的符號；

(4c)每個簇內每個用戶接收信號

每個簇內每個用戶接收關聯的基站發送的經過信道編碼后的編碼信號內每個基站發送的經過信道編碼的信號和其他基站B_i發送的s_i經過信道編碼后的編碼信號疊加而成的信號

其中，表示用戶與基站之間的距離，α表示路徑衰落，·\·表示集合差集運算；

(4d)每個簇內每個用戶通過解碼向量對進行濾波，得到解碼信號

其中，基站到用戶的等效信道參數

(5)計算MIMO網絡的命中率P_hit：

MIMO網絡的命中率P_hit定義為MIMO網絡中一個文件被緩存在基站的緩存設備中并正確發送給關聯用戶的概率：

其中，θ表示用戶正確接收信號的信干比門限值，輔助函數

(6)建立并求解以最大化命中率P_hit為目標的優化問題：

建立以最大化命中率P_hit為目標的優化問題P，并對P進行求解，得到優化緩存放置概率

其中，u為拉格朗日乘子，w_l(u)為方程的非負實根；

(7)每個基站B_i緩存每個文件F_l：

每個基站B_i以優化緩存放置概率將每個文件F_l緩存至緩存設備中。