[发明专利]基于最大接收功率的异构蜂窝网络接入方法

权利要求书

1.一种基于最大接收功率的异构蜂窝网络接入方法，其特征在于：

将协作接入添加到传统异构网络接入系统中，所述传统异构网络接入系统为：传统异构网络面对终端业务请求时，基站与终端之间的通信链路存在两种：分别为宏基站和Small Cell传输，终端接入方式有两种：基站型和Small Cell型，系统会按照相应的选网标准来决定终端是接入宏基站还是Small Cell来完成通信；

在协作接入添加到传统异构网络接入系统后，部分终端在接入时能够同时选择两种制式，即基站与Small Cell协作接入，此时基站和终端通信划分成三种：直接基站传输，直接SmallCell传输，Small Cell与基站协作传输；

假定第i个Small Cell的发送功率为P_si，其值远低于宏基站的发送功率P_b，终端u从第j个Small Cell中检测到的信号功率表示成P_sj|h_u,j|²，从宏基站检测的到信号功率表示成P_b|h_u,0|²，其中终端u与第j个Small Cell之间的信道增益用h_u,j来表示，终端u与宏基站之间的信道增益用h_u,0来表示；

则具体步骤为：

步骤1：判定终端是否为基站型；若发送功率P_b|h_u,0|²＞P_sj|h_u,j|²成立，终端是基站型，终端直接接入宏基站，若发送功率P_b|h_u,0|²＞P_sj|h_u,j|²不成立，终端进入第二步判断；

步骤2：终端根据{j^*}＝argmax{P_sj|h_u,j|²}找到编号为j^*的最佳Small Cell节点；

步骤3：终端需要依据宏基站的剩余带宽B₀、编号为j的Small Cell的剩余带宽和信号与干扰噪声比SINR继续做抉择；若成立，α为SINR的阀值，判定终端u为Small Cell型，终端直接接入Small Cell，；若不成立，α为SINR的阀值，判定终端u为协作型，终端就直接选择基站与编号为j^*的Small Cell协作接入；

当不成立，则是两种情况，其一：若P_b|h_u,0|²＜P_sk|h_u,k|²成立，编号为j的SmallCell的剩余带宽和编号为k的Small Cell的剩余带宽B_k充足，终端就直接选择编号为j*和k的Small Cell协作接入；若P_b|h_u,0|²＜P_sk|h_u,k|²不成立，编号为j的Small Cell的剩余带宽和宏基站的剩余带宽B₀充足，终端就直接选择宏基站与编号为j的Small Cell协作接入；

当出现两个Small Cell协作进行通信时，终端u对应的SINR和速率分别是：

R_u,j,k＝log(1+SINR_u,j,k)；

其中，

终端等级用λ表示，λ∈{1,2}，λ＝1表示该终端为高级用户，λ＝2表示该终端为普通用户；

宏基站的剩余带宽为B₀，Small Cell的剩余带宽为B_i，1≤i≤N_s，i表示Small Cell的编号；

假定该异构网络总的系统带宽为B，加性高斯白噪声满足n～CN(0,δ²)，采用衰落极为平缓的信道，即慢频率选择性衰落，使其能够在一个发送时隙内维持各子载波信道增益h稳定为常数，则信号与干扰噪声比SINR表达式分别为：

${\mathrm{SINR}}_{u,0}\frac{P_b|h_{u,0}{|}^2}{\underset{j=1}{\overset{N_s}{\Σ}}{P}_{sj}|h_{u,j}{|}^2+{\mathrm{\δ}}^2},{\mathrm{SINR}}_{u,j}\frac{P_{sj}|h_{u,j}{|}^2}{P_b|h_{u,0}{|}^2+\underset{i=1,i\≠j}{\overset{N_s}{\Σ}}{P}_{si}|h_{u,i}{|}^2+{\mathrm{\δ}}^2},{\mathrm{SINR}}_{u,\mathrm{0,}j}\frac{P_b\left|h_{b,0}{|}^2+P_{sj}\right|h_{u,j}{|}^2}{\underset{i=1,i\≠j}{\overset{N_s}{\Σ}}{P}_s|h_{u,i}{|}^2+{\mathrm{\δ}}^2};$

式中u＝1,2,…,N_u；j＝1,2,…,N_s；σ²为噪声功率，SINR_u,0即是基站型的信号与干扰噪声比，SINR_u,j则是Small Cell型的信号与干扰噪声比，SINR_u,0,j则是协作型的信号与干扰噪声比；

基站型、Small Cell型、协作型终端下行通信的信道容量计算公式分别为：

R_u,0＝log(1+SINR_u,0)，R_u,j＝log(1+SINR_u,j)，R_u,0,j＝log(1+SINR_u,0,j)；

考虑终端发起接入的时间、用户等级和数据速率，建立相应的接入优先级模型D_j，

D_j＝{r_a,r_b,…,r_l}

式中，r_a表示终端a的数据速率，a表示终端序号，j表示候选网络序号。