[发明专利]一种蜂窝网络中面向小区无定形覆盖的小基站部署方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种蜂窝网络中面向小区无定形覆盖的小基站部署方法。

背景技术

随着无线通信数据量的迅猛增长，宏小区结构下的同构网络已无法满足庞大的移动数据需求，而宏-小小区共存的异构网络在提高网络容量方面的优势吸引了学术界和工业界的广泛关注，但随着小基站(Small Base Station，SBS)的密集调度，小基站与宏基站(Macro Base Station)间的跨层干扰及小基站间同层干扰成为一个亟待解决的问题，因此提出了Phantom cell结构。此结构的主要特征是控制平面(Control Plane)与用户平面(User Plane)的分离，即宏基站主要负责覆盖保障、移动性管理等控制平面功能，小基站负责数据服务等数据平面功能，有效解决了同层干扰，但如何合理的部署小基站，满足用户的容量需求成为业内研究的热点。

现有的技术中，关于小基站的部署问题主要是考虑一种给定的用户统计平均分布，即假定用户分布是静态的，但由于现实世界中，用户的移动特性，其分布呈现潮汐现象，即网络中的通信负载在不同时间段有所变化，比如白天通信量主要集中在商业区，而夜晚通信峰值出现在住宅区，因此只考虑一种用户分布的小基站部署方法无法实现有效的覆盖及满足不同用户分布下的用户需求。

为解决上述问题，小区无定形覆盖成为一种可能的解决方案，即蜂窝通信站点的拓扑改变其固定覆盖特性，形成一个动态时变的覆盖与服务，适应数据业务量的动态需求和流量的地域分布不均衡性，更好地满足用户的服务需求。到目前为止，结合小基站间协作形成的无定形覆盖，优化小基站的部署位置还没有专门的部署方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蜂窝网络中面向小区无定形覆盖的小基站部署方法，可以满足不同用户分布下的用户需求。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

1)在初始小基站位置矢量下，利用协作小区构建及资源调度方法计算存在的多种用户分布的系统平均吞吐量，然后对小基站位置矢量进行更新；

2)在对小基站位置矢量的每次更新中，小基站依次选择待定更新位置，若待定更新位置满足小基站位置更新准则，则小基站更新到对应的待定更新位置，否则小基站位置不更新；所述小基站位置更新准则为：在小基站位置更新过程中最大程度的保证多种用户分布的系统平均吞吐量不下降，或者，小基站以一定概率更新至使多种用户分布的系统平均吞吐量下降的待定更新位置(为了避免算法陷入局部最优)，所述概率随小基站位置矢量更新次数的增加而减小；

3)对小基站位置矢量进行多次更新，直至多种用户分布的系统平均吞吐量达到稳定值，得到优化后的小基站部署位置(稳定值对应的小基站位置矢量即优化后的小基站部署位置)。

所述步骤1)具体包括以下步骤：

1.1)初始化各个小基站的位置，得到初始小基站位置矢量X₀＝(x₁⁰,x₂⁰,…,x_n⁰)，n表示部署的小基站总数，x表示小基站的位置坐标，利用协作小区构建及资源调度方法计算第p种用户分布下的系统平均吞吐量：

其中，R_m,i(X₀)为以第i个小基站为服务基站的第m个用户的平均吞吐量，U(i)为第i个小基站服务用户的集合，i∈N,N＝{1,2,…,n}，N为小基站集合，n表示部署的小基站总数，RB_m,i为所述第m个用户分配到的资源，B为每个资源块的带宽，为在X₀下所述第m个用户在第r个资源块的信干噪比；

1.2)则小基站位置矢量X₀下的多种用户分布的系统平均吞吐量(即目标函数值)为：

其中α_p为第p种用户分布出现的概率，P表示用户分布数。