[发明专利]基于最大接收功率的异构蜂窝网络接入方法

摘要

本发明公开了一种基于最大接收功率的异构蜂窝网络接入方法，其主要步骤为先比较终端从各个基站接收到的信号功率，依据接收到的最大值判断终端是否为基站型；终端若是基站型，则直接接入基站；终端若不是，系统需依据剩余带宽、信号与干扰噪声比继续判断，判定终端是小蜂窝接入还是协作接入；若出现多个终端请求接入，系统会按照终端请求接入时间、用户等级和数据速率建立排队模型，确立终端接入的优先级。本发明在系统资源不变的情况下，能够最大化小区内终端总吞吐量；改进方案有助于提升系统吞吐量，对系统资源的使用更加充分。

主权项

一种基于最大接收功率的异构蜂窝网络接入方法，其特征在于：将协作接入添加到传统异构网络接入系统中，所述传统异构网络接入系统为：传统异构网络面对终端业务请求时，基站与终端之间的通信链路存在两种：分别为宏基站和Small Cell传输，终端接入方式有两种：基站型和Small Cell型，系统会按照相应的选网标准来决定终端是接入宏基站还是Small Cell来完成通信；在协作接入添加到传统异构网络接入系统后，部分终端在接入时能够同时选择两种制式，即基站与Small Cell协作接入，此时基站和终端通信划分成三种：直接基站传输，直接SmallCell传输，Small Cell与基站协作传输；假定第i个Small Cell的发送功率为Psi，其值远低于宏基站的发送功率Pb，终端u从第j个Small Cell中检测到的信号功率表示成Psj|hu,j|2，从宏基站检测的到信号功率表示成Pb|hu,0|2，其中终端u与第j个Small Cell之间的信道增益用hu,j来表示，终端u与宏基站之间的信道增益用hu,0来表示；则具体步骤为：步骤1：判定终端是否为基站型；若发送功率Pb|hu,0|2＞Psj|hu,j|2成立，终端是基站型，终端直接接入宏基站，若发送功率Pb|hu,0|2＞Psj|hu,j|2不成立，终端进入第二步判断；步骤2：终端根据{j*}＝argmax{Psj|hu,j|2}找到编号为j*的最佳Small Cell节点；步骤3：终端需要依据宏基站的剩余带宽B0、编号为j的Small Cell的剩余带宽和信号与干扰噪声比SINR继续做抉择；若成立，α为SINR的阀值，判定终端u为Small Cell型，终端直接接入Small Cell，；若不成立，α为SINR的阀值，判定终端u为协作型，终端就直接选择基站与编号为j*的Small Cell协作接入；当不成立，则是两种情况，其一：若Pb|hu,0|2＜Psk|hu,k|2成立，编号为j的SmallCell的剩余带宽和编号为k的Small Cell的剩余带宽Bk充足，终端就直接选择编号为j*和k的Small Cell协作接入；若Pb|hu,0|2＜Psk|hu,k|2不成立，编号为j的Small Cell的剩余带宽和宏基站的剩余带宽B0充足，终端就直接选择宏基站与编号为j的Small Cell协作接入；当出现两个Small Cell协作进行通信时，终端u对应的SINR和速率分别是：Ru,j,k＝log(1+SINRu,j,k)；其中，终端等级用λ表示，λ∈{1,2}，λ＝1表示该终端为高级用户，λ＝2表示该终端为普通用户；宏基站的剩余带宽为B0，Small Cell的剩余带宽为Bi，1≤i≤Ns，i表示Small Cell的编号；假定该异构网络总的系统带宽为B，加性高斯白噪声满足n～CN(0,δ2)，采用衰落极为平缓的信道，即慢频率选择性衰落，使其能够在一个发送时隙内维持各子载波信道增益h稳定为常数，则信号与干扰噪声比SINR表达式分别为：SINRu,0Pb|hu,0|2Σj=1NsPsj|hu,j|2+δ2,SINRu,jPsj|hu,j|2Pb|hu,0|2+Σi=1,i≠jNsPsi|hu,i|2+δ2,SINRu,0,jPb|hb,0|2+Psj|hu,j|2Σi=1,i≠jNsPs|hu,i|2+δ2;]]>式中u＝1,2,…,Nu；j＝1,2,…,Ns；σ2为噪声功率，SINRu,0即是基站型的信号与干扰噪声比，SINRu,j则是Small Cell型的信号与干扰噪声比，SINRu,0,j则是协作型的信号与干扰噪声比；基站型、Small Cell型、协作型终端下行通信的信道容量计算公式分别为：Ru,0＝log(1+SINRu,0)，Ru,j＝log(1+SINRu,j)，Ru,0,j＝log(1+SINRu,0,j)；考虑终端发起接入的时间、用户等级和数据速率，建立相应的接入优先级模型Dj，Dj＝{ra,rb,…,rl}式中，ra表示终端a的数据速率，a表示终端序号，j表示候选网络序号。