[發明專利]霧無線接入網內結合干擾抑制的用戶聚類方法及系統

有效

• 申請號: 202110444218.6
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113194031B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 曲樺;趙季紅;王濤
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04L45/00
• 分類號: H04L45/00;H04W72/0453;H04W72/541;H04W40/32;H04W16/14;G06F18/23211;G06F18/2137;G16Y10/75;G16Y20/10;G16Y40/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

1.一種霧無線接入網內結合干擾抑制的用戶聚類方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1,獲取用戶位置坐標、業務類型信息；

S2,將用戶位置坐標、業務類型進行歸一化、加權組合處理，獲得處理后的數據空間；

S3,對所述處理后的數據空間進行拉普拉斯特征映射，映射至具有設備間干擾信息的特征數據空間；

S4,基于所述特征數據空間，隨機初始化聚類數目k＝2對應的質心坐標；計算用戶與每個聚類中心的距離，根據最小距離原則進行分簇匹配，獲得用戶簇；對每個用戶簇的數據求取每個維度的平均值并作為計算后的質心坐標對原聚類中心進行更新；

S5,判斷每個用戶簇內設備間距離是否超過D2D通信閾值，若超過則聚類數目k＝k+1并返回執行步驟S4，否則跳轉執行步驟S6；

S6，基于預設收斂條件，判斷迭代后的聚類中心是否不再改變，若滿足則完成用戶聚類并輸出聚類結果，否則返回執行步驟S4；

其中，步驟S3具體包括：

在特征映射過程中，用戶收到的簇間干擾表示為：

式中，C_l、M_n分別為用戶-分簇指示陣和用戶-物理資源塊指示陣對應的列向量；W是根據核函數構成的鄰接矩陣，其對應位置的權重w_ij表示對應位置用戶間的同頻干擾；l表示用戶簇索引，p表示用戶簇總數，若用戶i屬于簇l則c_il＝1；n表示用戶附著的PRB索引，k表示PRB總數，若用戶i附著于PRB_n則m_in＝1；方括號內表示復用同一個PRB且屬于不同簇的所有用戶設備；

核函數表示為：

κ(x_i，x_j)＝K(||x_i-x_j||)^-α

式中，K＝Pξ＞0，是一個由F-UE發射功率和路徑損耗確定的參數；α是基于天線特性和平均路徑損耗的常系數參數；x_i，x_j是核函數的兩個輸入變量，分別為用戶位置坐標、業務類型信息；

計算每個節點的度，并構成度矩陣D＝diag(d₁，…，d_n)，節點的度的計算表達式為，

式中，j表示節點索引，N表示節點總數，d_i表示節點i與其所有相連節點對應權重之和；

拉普拉斯矩陣L＝D-W，根據式L＝D^-1/2LD^-1/0對拉普拉斯矩陣進行標準化處理，完成用戶的特征映射。

2.根據權利要求1所述的一種霧無線接入網內結合干擾抑制的用戶聚類方法，其特征在于，步驟S1具體包括：

霧無線接入網控制器通過霧接入節點獲取用戶位置坐標、業務類型信息。

3.根據權利要求1所述的一種霧無線接入網內結合干擾抑制的用戶聚類方法，其特征在于，步驟S2具體包括：

將用戶位置坐標、業務類型進行MinMax歸一化、加權組合處理；其中，加權組合處理包括：對用戶位置坐標和業務類型分別乘以位置權重ω₁、類型權值ω₂之后開始聚類。

4.根據權利要求3所述的一種霧無線接入網內結合干擾抑制的用戶聚類方法，其特征在于，步驟S2中，基于用戶位置坐標時，ω₁＝1，ω₂＝0；平等考慮用戶位置坐標和業務類型時，ω₁＝ω₂＝0.5；側重于業務類別時，ω₁＝0.2，ω₂＝0.8。