[发明专利]一种在异构网络中基于回传链路容量的用户关联方法

权利要求书

1.一种在异构网络中基于回传链路容量的用户关联方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、初始化基站所关联的用户集，令j∈A,其中，A表示异构网络下的基站集，A_j表示基站j所关联的用户集，U表示异构网络下的用户集；初始化系统当前到达的用户；

(2)、当有新用户到达时，计算该新用户与各个基站之间的下行链路速率

(2.1)、计算采用MIMO技术的基站与新用户之间的信噪比

在异构网络中，设采用MIMO技术的基站配置K根天线，新用户配置一根天线，新用户与基站之间的信道采用ZFBF技术作为预编码技术；

那么，新用户i与基站j之间的信噪比为：

${\mathrm{SINR}}_{ij}=\frac{p_j|h_i{w}_j{|}^2}{N_0+{\mathrm{\Σ}}_{j^{\′}\∈A,j^{\′}\≠j}{p}_{j^{\′}}|h_i{w}_{j^{\′}}{|}^2},j\∈A$

其中，N₀表示噪声功率；p_j和p_j'分别表示基站j和基站j'的传输功率；h_i为1×K的向量，表示新用户i的信道增益；w_j和w_j'分别表示基站j和基站j'的Beam Steering Weight向量；∑_{j'∈A,j'≠j}p_j'|h_iw_j'|²表示来自其他基站的干扰；

(2.2)、计算单天线的基站与新用户之间的信噪比

设单天线的基站与新用户均配置一根天线，那么，新用户i与基站j之间的信噪比为：

${\mathrm{SINR}}_{ij}=\frac{p_j{g}_{ij}}{N_0+\underset{j^{\′}\∈A,j^{\′}\≠j}{\mathrm{\Σ}}{p}_{j^{\′}}{g}_{{\mathrm{ij}}^{\′}}},j\∈A$

其中，g_ij,g_ij'分别表示新用户i与基站j、新用户i与基站j'的信道增益；

(2.3)、构建新用户的可关联基站集:

UA_i＝{SINR_ij＞τ}

其中，UA_i表示新用户i的可关联基站集；τ表示系统的信噪比阈值，如果新用户i与基站j的信噪比大于τ，则基站j处于新用户i的可关联基站集中；

(2.4)、计算用户与基站之间的下行链路速率

新用户i与基站j之间的下行链路速率为：

r_ij＝log(1+SINR_ij),j∈UA_i

(3)、计算基站j已经被使用的链路容量B_j'

${B_j}^{\′}=\underset{i^{\′}\∈U}{\Σ}{x}_{i^{\′}j}{t}_{i^{\′}j}{r}_{i^{\′}j},j\∈{\mathrm{UA}}_i$

其中，x_i'j∈{0,1}，当x_i'j取1表示用户i'与基站j关联，反之不关联；t_i'j表示用户i'与基站j之间的数据传输时间；

(4)、计算基站j的剩余链路容量因子

其中，B_j表示基站j的回传链路容量；

(5)、计算新用户i的带宽b_i

$b_i=x_{\widetilde{ij}}{t}_{\widetilde{ij}}{r}_{\widetilde{ij}},\tilde{j}\∈{\mathrm{UA}}_i$

其中，取1表示新用户i与基站关联，反之不关；表示新用户i与基站之间的数据传输时间；表示新用户i与基站之间的链路速率；

(6)、为新用户i选择最优的关联基站

当新用户i到达时，为该新用户i选择最优的关联基站应满足：

$\begin{array}{cc}s.t.& t_{ij}=1/\underset{i-1}{\overset{\left|A_j\right|}{\Σ}}{x}_{ij},\∀j\∈A\end{array}---\left(1\right)$

$\underset{j\∈A}{\Σ}{x}_{ij}=1,\∀i\∈U---\left(2\right)$

$\underset{i\∈U}{\Σ}{x}_{ij}{t}_{ij}{r}_{ij}\≤B_j,\∀j\∈A---\left(3\right)$

x_ij∈{0,1} (4)

其中，|*|表示求集合的基数运算。

2.根据权利要求1所述的一种在异构网络中基于回传链路容量的用户关联方法，其特征在于，所述的信噪比阈值τ的取值为-3dB。