[发明专利]小小区基站超密集部署下的用户关联到网络的方法

说明书

本发明提供了一种小小区基站超密集部署下用户关联到网络的方法，用于提高超密集部署下混合能源异构网络的能源效率。所述方法包括，首先基站根据自身的功耗情况，设置并发送基站权重值和优先级；其次，用户在关联过程中感知绿色能源的使用情况，优先接入绿色能源充足的基站。本实施例考虑电力能源和绿色能源同时供电的混合能源超密集异构网络场景，采用5G中的双斜率路径损耗模型对大尺度信道衰落进行建模，用户根据基站绿色能源的采集情况和使用情况自适应地调整其关联策略，本实施例同时结合匹配理论对关联过程中的资源分配和基站发射功率进行优化，有效降低了电力能耗、提高了能效。

技术领域

本发明涉及通信网络技术领域，尤其涉及一种小小区基站超密集 部署下的用户关联到网络的方法。

背景技术

随着计算机及电子技术的发展，通信网络已无处不在，同时也负 载着着庞大的数据流量。根据推测，2020年的数据流量将会是2010年 的250倍，这对现有的通信系统造成了巨大的挑战。第五代(5G)通 信系统已经引起了信息通信行业的关注，IMT-2020推进组重点推进 5G中的关键技术的研究，高容量、低能耗、低延迟是5G中的通信需 求。为了实现5G通信，需要对宏基站内的小小区基站进行超密集部 署，小小区基站的超密集部署势必会增加网络能源的消耗，此时，构 建通过电力能源和绿色能源同时供电的混合能源超密集异构网络。超 密集异构网络是实现5G通信需求的关键技术之一。

信息通信技术带来的能源消耗量每年的增长率达到了15％- 20％。由超密集部署的SCBSs(Small Cell Base Stations)产生的巨大的 能源消耗成为一个具有挑战性的问题，应该得到妥善解决，以有效发 挥超密集异构网络的潜力。基站能耗的增加导致了二氧化碳等温室气 体的大量排放，对环境造成了恶劣的影响。为顺应绿色可持续发展战 略目标，“绿色通信”得到了国内外学术界的认可，是5G中的核心目 标之一。5G绿色蜂窝网络的主要目标为在满足用户日益增长的数据 流量的同时，不断提升网络的能量效率，减少系统的能量消耗，达到 降低全球碳排放的目的。

现有技术中，大部分研究集中在将用户关联和功率优化联合起来 考虑来降低系统的能耗，但是仅仅通过功率优化来实现能耗降低的效 果并不明显，需要通过传统电力能源(以下简称为电力能源)和绿色 能源同时供电的混合能源方式实现可持续发展。同时，现有的异构网 络中大部分采用单斜率路径损耗模型来表示用户与基站之间的路径 损耗情况。尽管单路径损耗模型的研究和分析比较容易，但是随着基 站类型的多样化和基站的致密化，传统的单斜率路径损耗模型不再准 确。现有工作已经开始对双斜率路径损耗模型进行研究。

在混合能源异构网络下，对双斜率路径损耗模型中的用户关联到 网络，如何才能实现电力能耗的节约和绿色能源的充分利用，还没有 一个可行的方案。

发明内容

为了提高超密集部署下混合能源异构网络的能源效率，本发明提 供一种小小区基站超密集部署下基于绿色能源感知的自适应用户关 联到网络的方法。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明实施例提供了一种小小区基站超密集部署下的用户关联 到网络的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1，基站根据自身的功耗情况，设置并发送基站权重值和优 先级；

步骤S2，用户在关联过程中根据基站的权重值和优先级，感知绿 色能源的使用情况，确定用户的效用函数，优先申请接入绿色能源充 足的基站。

进一步地，所述方法还包括：步骤S01，采用FI双斜率路径损耗 模型，其模型为：

式(1)中，d代表基站到用户的距离，d_th为临界距离，β是浮动 截距，α₁代表d＜d_th时的路径损耗斜率；α₂代表d＞d_th时的路径损耗斜 率；