[发明专利]一种密集型毫米波车辆网络中的多基站波束联合选择方法

权利要求书

1.一种密集型毫米波车辆网络中的多基站波束联合选择方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在毫米波车辆网络中建立由至少4个毫米波基站和宏基站构成的波束联合选择系统；

S2、每个所述毫米波基站随时监控进入覆盖区域内的车辆的上下文信息，包括车辆的速度和位置；

S3、每个所述毫米波基站根据所述宏基站发出的信息和周围车辆的上下文信息通过如下公式(1)选择最佳波束集合以最大化系统吞吐量；

其中：T：整个时间周期的时隙数；B：毫米波基站的数量；M：单毫米波基站的波束数；M′：单毫米波基站能够同时选择的波束数；T表示整数集合{1,2,…,T}，其他集合同样用粗体表示；在t时隙，基站b周围的车辆上下文类型集合；在t时隙，基站b的波束k的选择变量；在t时隙，基站b的波束k对应于车辆上下文类型h的实际吞吐量，在t时隙，基站b的波束k对应于车辆上下文类型h的无阻塞概率；在t时隙，基站b的波束k对应于车辆上下文类型h在无阻塞情况下的吞吐量；S_b,b′：基站b与基站b′之间的重叠波束对，如果基站b的波束k与基站b′的波束k′重叠，则(k,k′)∈S_b,b′；约束条件(1a)表示单毫米波基站只能同时选择M′个波束；约束条件(1b)表示重叠的波束对不能被同时选择；

S4、每个所述毫米波基站将波束选择结果发送给所述宏基站，所述宏基站将其结果再发送给其他毫米波基站；其中：

所述步骤S3中每个所述毫米波基站在进行波束集合选择过程为：

3.1、对每个所述毫米波基站训练的Q-table进行维护；将所述毫米波基站每个波束的Q-value值更新入Q-table中；

3.2、对每个所述毫米波基站训练过程中判断每个波束Q-value是否为最大波束；表示在执行完动作变量a_k,b后，基站b的波束k关于车辆上下文类型h的期望收益；Q-value通过如下公式(2)更新：

其中：表示截止到t-1时隙，基站b的波束k在与其它波束重叠时被选择到的次数；

3.3、通过如下公式(3)对每个波束的Q-value修正：

其中：表示截止到t-1时隙，基站b的波束k被选择到的次数；

3.4、对修正后的每个波束的Q-value进行平均值；即：

其中：ξ_h,b表示上下文类型h的车辆在基站b周围所有车辆数量中所占百分比；

3.5、根据Q-value平均值通过如下公式(5)获得系统最大吞吐量，即：