[发明专利]基于聚类算法的毫米波移动基站频谱共享方法及系统

说明书

本公开涉及一种基于聚类算法的毫米波移动基站频谱共享方法，其包括：多个基站接收各个用户端发射的位置信号以获得用户端的位置信息，并基于聚类算法确定多个聚类中心点，进而基于多个聚类中心点移动若干个基站获得多个目标基站，聚类算法基于用户端的数量和多个基站的射频链路的数量获得多个初始中心点，并基于多个初始中心点、多个用户端的数量与位置信息以及各个基站的射频链路的数量获得与多个用户端对应的多个聚类中心点，各个目标基站分别与对应的用户端之间进行信号传输，其中，各个聚类中心点分别对应一个目标基站，多个基站和多个用户端频谱共享。在这种情况下，能够有效地减小毫米波蜂窝网系统的频谱共享的协调开销和计算复杂度。

技术领域

本公开涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基于聚类算法的毫米波移动基站频谱共享方法及系统。

背景技术

在现代无线通信中，频谱资源作为非可再生资源，非常宝贵。在传统通信协议中的频谱资源的分配是独占且专用的，为了提高频谱利用率，出现了频谱共享技术，即允许多个网络运营商访问相同的频谱资源。毫米波蜂窝网系统的工作频率达到了10-300GHz，相对于传统电磁波具有超大带宽，可以大幅度解决频谱资源紧张的问题。在现有技术中可以利用毫米波蜂窝网系统实现频谱共享，毫米波蜂窝网系统的频谱共享是指允许多个网络运营商访问相同的频谱资源。

目前，已有科研团队实现了毫米波蜂窝网系统的频谱共享，例如非专利文献1公开了一种通过小区关联、协调和波束成形在毫米波蜂窝网中进行频谱共享，其通过提出一种基于联合波束成形设计和基站关联的优化框架，减小了因频谱共享所导致的更高的多用户干扰。

然而，在上述现有技术中，毫米波蜂窝网系统的频谱共享往往存在两个问题：(1)多个基站之间交换大量信息会导致非常高的协调开销；(2)寻找多个基站的最优预编码加权矩阵的计算复杂度很高。

[参考文献]

非专利文献1：Spectrum Sharing in mmWave Cellular Networks via CellAssociation,Coordination,and Beamforming.Hossein Shokri-Ghadikolaei November,2016。

发明内容

本公开是有鉴于上述的状况而提出的，其目的在于提供一种减小毫米波蜂窝网系统的频谱共享的协调开销和计算复杂度的基于聚类算法的毫米波移动基站频谱共享方法及系统。

为此，本公开的第一方面提供了一种基于聚类算法的毫米波移动基站频谱共享方法，是具有多个基站和多个固定位置的用户端的毫米波蜂窝网系统的频谱共享方法，其特征在于，包括：所述多个基站接收各个所述用户端发射的位置信号以获得所述用户端的位置信息，并基于聚类算法确定多个聚类中心点，进而基于所述多个聚类中心点移动若干个基站获得多个目标基站，所述聚类算法基于所述用户端的数量和所述多个基站的射频链路的数量获得多个初始中心点，并基于所述多个初始中心点、多个用户端的数量与位置信息以及各个基站的射频链路的数量获得与所述多个用户端对应的多个聚类中心点，其中，各个聚类中心点分别对应一个目标基站，所述多个基站和所述多个用户端频谱共享。

在本公开中，基站基于用户端与基站的位置信息和聚类算法确定多个聚类中心点，进而基于多个聚类中心点移动基站获得多个目标基站，各个目标基站分别与对应的用户端之间进行信号传输，多个基站与多个用户端频谱共享。在这种情况下，能够有效地减小毫米波蜂窝网系统的频谱共享的协调开销和计算复杂度。

本公开的第一方面所涉及的毫米波移动基站频谱共享方法中，可选地，所述聚类算法为K均值聚类算法。由此，能够更好地获得聚类中心点。

本公开的第一方面所涉及的毫米波移动基站频谱共享方法中，可选地，各个用户端均能获得各自对应的位置信息。由此，能够获得各个用户端的位置信息。