[发明专利]一种提高网络可扩展度的用户关联方法及系统

说明书

本发明公开了一种提高网络可扩展度的用户关联方法及系统，本发明方法按如下步骤：步骤1：确定APG候选集及g_k，同时初始化用户k的APG表示为与用户k间性能最好的AP称为主AP，记为g_k；步骤2：APG合并，并更新步骤3：AP选择退出的APG，并更新步骤4：验证用户速率性能。与现有技术相比，本发明所提策略以较小的用户速率损失为代价，提高了网络可扩展度；并且，随着用户关联AP数上限的增大，本发明所提策略的可扩展度性能优势越明显。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种提高去蜂窝网络可扩展度的技术方案，具体是去蜂窝用户中心网络中的一种基于网络耦合度的用户关联方法及系统。

背景技术

去蜂窝用户中心网络，通过引入“用户中心”理念及分布式协作的思想，打破小区服务边界，由用户根据其需求，在网络中密集部署的大量接入点(Access Point,AP)中选择合适的AP簇(AP Group,APG)协同为其服务，消除概念上的边缘用户，突破传统蜂窝网络因密集小区间干扰造成的性能瓶颈。现有技术研究表明，该网络架构在频谱效率和能量效率方面具有显著优势，得到了国内外研究学者的广泛关注，并被推荐作为6G的候选网络架构。

然而，去蜂窝用户中心网络的协作特性对信息传输的实现在可扩展性、复杂度方面带来了挑战。首先，网络中分布的大量AP通过与中心处理单元(Central ProcessingUnit,CPU)连接，协作服务网络中的众多用户；当网络需服务的用户趋于无穷时，AP及CPU间的信息交互及数据计算是无法支撑的，导致该架构在数据处理、功率控制等方面存在可扩展性的问题；其次，用户根据各自需求选取为其服务的APG，不可避免的会出现APG间的重叠，造成AP间及用户间的耦合，增加了AP的数据处理复杂度，以及AP及用户动态变化时更新策略的复杂度。由以上分析可知，用于表征AP与用户间连接关系的用户关联策略对上述挑战有重要影响。因此，有必要以解决网络信息传输的可扩展性问题及高复杂度问题为目标，设计用户关联策略，以促进去蜂窝用户中心网络下信息传输的实现。

针对以上问题，目前已有研究主要采用两种解决思路。一种思路是通过限制AP服务的用户数，适应有限的网络信息交互及数据处理条件，进而解决可扩展性问题。该方式需采用强制分配方式或竞争机制，保证每个用户能够成功接入网络，因此，新用户接入过程中不可避免地会影响原网络节点间的关联，导致该方式具有较高的复杂度及信息交互。另一种思路是基于网络中心与用户中心相结合的用户关联策略。该策略以在APG内进行数据处理为出发点，首先预定义多个以网络为中心的APG，然后用户根据需求选择为其服务的AP，最后由被选AP所在的所有APG为其服务，避免了AP与CPU间大量的数据交换及AP间的复杂耦合。但是用户节点变动时，该节点涉及的APG内所有AP均需重新进行功率分配，导致该策略具有较高的复杂度。综上，针对网络节点变动的情况，以上研究仍存在高复杂度及高资源需求的问题，即本发明所提的可扩展度低的问题。

发明内容

针对去蜂窝用户中心网络中现有用户关联策略可扩展度低的问题，本发明提供了一种基于网络耦合度的用户关联方法及系统。

本发明采取如下技术方案：

一种提高网络可扩展度的用户关联方法，按如下步骤：

步骤1：确定APG候选集及g_k，同时初始化用户k的APG表示为与用户k间性能最好的AP称为主AP，记为g_k；

步骤2：APG合并，并更新

步骤3：AP选择退出的APG，并更新

步骤4：验证用户速率性能。

优选的，步骤1具体如下：用户根据元素r_i,k的大小筛选出用户关联的AP数上限个服务质量好的AP组成r_i,k为表征AP i与用户k间服务质量的参数(如参考信号接收强度、信道增益、信息速率等)，并将服务质量最好的AP作为用户的主AP