[发明专利]一种分层异构环境下picocell网优化导频设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分层异构环境下picocell网优化导频设计方法，属于移动通信技术领域。 

背景技术

移动宽带服务的爆炸性增长，刺激了人们对无线网络更进一步的需求。我们所认知的理论上的立体异构网络(HetNet)技术是建立在先进的LTE系统学术环境和标准之上的，通过覆盖宏观场景中的调节低功率节点来提高覆盖能力和覆盖范围。在立体异构网络中，必须采取一些措施来抑制同频干扰，提高能量效率，优化覆盖范围，平衡移动负载。 

如今，网络通信密度与从前有了很大的变化，一些热点将会有很重的负载。这些负载对网络有以下几个不好的影响，会导致大范围的通话阻塞，例如掉话或是低质量的数据会话。解决问题的方法之一就是通过调整导频功率大小来平衡多层网络中的链路负载。 

从商业环境中的picocell网配置来说，一组picocell同时被调度，给大型建筑或是校园提供连续的网络覆盖。在这种情况下的覆盖域的最优化要求完全不同于住宅picocell网。 

本专利呈现的分布式联合优化算法前提是每个BS中是独立工作的，致力于平衡用户负载和最小化覆盖重叠范围。通过模拟现实商业场景，证实了这种方式的有效性，在这种场景中模拟应用各种信道和用户移动性模型。 

发明内容

技术问题：本发明的目的是在多层无线蜂窝网环境下提供一种分层异构环境下通过萤火虫算法来设计picocell网优化导频，该方法能够提高导频资源利用率，均衡网络间负载并降网络重叠和漏洞。 

技术方案：本发明是一种分层异构环境下picocell网优化导频设计方法，它包括有三个过程：获取蜂窝网参数，计算目标函数，优化和分配导频功率： 

步骤1：获取蜂窝网数据：得到网络中MBS、PBS节点坐标参数，建立合理的 位置系统，接收其他各项参数，设定所有信道关于picocell和宏蜂窝在下行链路中完美正交； 

步骤2：设计蜂窝网目标函数：本发明中研究在共享同频率信道的拥有一个MBS和一组PBS的两层蜂窝网，导频功率支配着PBS的覆盖范围，也影响接入终端数量，由覆盖范围、业务强度等计算导频功率的目标函数，只有当导频功率大于一定额度时，才能使得网络中被覆盖的网格达到要求的比例，通过改变导频信道功率使其满足所要求的目标。先计算PBS之间的噪声干扰，再计算类型都能满足所需要的功率大小，导频功率能够覆盖的范围，确定移动设备能够平滑切换的比例等数学模型； 

步骤3：优化和分配导频功率：在满足网络平衡要求的前提下，通过萤火虫算法，计算多个满足条件的导频功率，选择比例最优解，更新荧光素后再次进行迭代，步步逼近寻找最优解，真正意义上的达到资源的最优化利用。在网络中通过逐步逼近局部最优解的萤火虫算法，在保证限制和蜂窝网的水平切换能力的同时最大化瓶颈蜂窝的容量，也就是在蜂窝中的逐步寻找最优的Qi值。 

所述的步骤1中，获取网络数据包括两个过程： 

(1)获取各个PBS、MBS的位置定位以及原始参数： 

由一系列的网格J＝{1,2…,N}构成本发明的服务区域，用来预测或测量信号传输的；假设信号的传递在整个网格中是一样的，令I＝{1,2,…,M}代表一系列的picocell基站，对于picocell i，用P_i代表整个传输功率，x_i代表导频功率，分别用和代表导频功率的上下限；同样，对k个MBS，令和分别代表导频功率和总传输功率；简化信道，使得所有信道都关于picocell和宏蜂窝在下行链路中完美正交； 

考虑设计到的场景拥有很高的传输负载，假设所有的PBS都工作在全功率下，也就是说：Pi=PiT,∀i∈I;]]>

(2)根据已知参数，随着导频功率的变化而产生变化的一系列提前知晓的参数计算：