[发明专利]一种蜂窝网络中给定优化指标的用户接入与功率控制方法

说明书

一种蜂窝网络优化中给定优化指标下的蜂窝用户接入控制与功率分配方法，包括以下步骤：(1)为了用户的发射功率尽可能小以便节省用户的能量，同时让较多的用户接入AP，给出了一个效益函数来衡量当前网络的好坏；(2)由于用户接入指标只和用户的接入情况有关，因此只需寻找最优的用户接入从而来确定最优的系统效益，提出一种基于heuristic算法的用户交换法，针对未接入AP的所有用户，根据当前系统效益最大化的原则，遍历计算每一个AP所产生的用户接入指标，选择最小用户接入指标的用户以及其所对应的AP，然后接入。不断地循环直到所有用户都有相应的AP可以接入，从而得到近优解。本发明有效提高了数据资源的利用率。

技术领域

本发明涉及蜂窝网络领域，尤其是一种给定优化指标下的蜂窝用户接入控制与功率分配方法。

背景技术

最近的3G蜂窝网络在一定程度上为移动用户提供了较为广泛的而网络接入。然而，随着移动设备数量以及相应地流量需求迅猛上升，超过了蜂窝网络所能承受的容量。据统计，在2018年末，平均每人拥有1.4部移动设备。并且在2013年至2018年，全球的数据流量将会翻14倍。这些多出来的流量将使得蜂窝网络面临较为严峻的挑战。目前为止，一种缓建急剧增长的流量带来的挑战较为有效的方法就是进行流量卸载。随着流量卸载技术的日益成熟，这一难题也将进一步得到缓解。目前小型基站和WIFI网络是较为常用的流量卸载的途径。

发明内容

为了克服现有实际网络场景中存在着多用户通信场景，为了使得系统的效益达到最大，如何有效的调度他们的接入和对应的功率分配尤其重要，进行有效的调度的原因在于同一个AP的用户间存在相互干扰，导致用户间的发射功率是耦合在一起的，因此要求出最优的用户接入和功率分配是比较困难的，本发明提供一种蜂窝网络优化中给定优化指标下的蜂窝用户接入控制与功率分配方法，提出了一个较为合理地优化指标进行随机优化，在每次优化过程根据优化指标进行用户接入控制。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种流量卸载网络中基于优化指标的用户接入控制与功率分配方法，所述方法包括如下步骤：

(1)在实际的通信网络中，存在着I个移动用户MU，由他们组成的集合为其中i表示用户MU i；有K个AP，他们组成了集合其中k表示AP k，同时在该网络场景中存在着一个BS为用户提供服务，用户只能通过选择接入某一个AP或者BS来进行通信，从而获得他们所预期的吞吐量当MU i接入AP k时在给定发射功率p_ik的情况下，MU i获得的吞吐量为:

当MU i接入BS时，在给定发射功率p_iB的情况下，获得的吞吐量为

其中:

a_ik:为用户i有无接入AP k的指标，a_ik＝1表示用户i被选来接入AP k,反之a_ik＝0表示用户i不被选来接入AP k；

a_iB:为用户i有无接入BS的指标(a_iB＝1表示用户i被选来接入BS)AP k。反之a_i＝0表示用户i不被选来接入AP k)。

W_k:表示AP k信道上的带宽；

W_B表示BS道上的带宽；

n_k:表示AP k信道上的背景噪声功率；

n_B表示BS信道上的背景噪声功率

g_ik:表示MU i到AP k的信道增益。