一种异构网络中的动态分簇方法技术

本发明专利技术请求保护一种异构网络中的动态分簇方法，属于通信技术领域。为了实现在尽量减小上下行子帧交错干扰的情况下保证系统吞吐量，改善用户体验，提升系统性能，本发明专利技术所提供的动态分簇方法利用信道中的大尺度损耗及上下行缓存中实时变化的上下行业务量进行实时小区分簇，相比于传统的静态分簇方法，该方法的分簇结果使基站的子帧配置更能适配该基站当前业务量情况。该技术方案提升了上下行吞吐量，减小了业务时延，改善用户体验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及异构网络分簇
，具体涉及一种异构网络中的动态分簇方法。
技术介绍
在现有的技术中，在动态TDD的场景下，分簇技术可以有效解决交叉子帧干扰问题。传统的分簇算法一般都是静态分簇，静态分簇将一些相互间存在严重交叉子帧干扰的LAA基站分到同一个簇中，同一簇内的LAA基站在同一时刻有相同的传输方向，这样可以有效避免交叉子帧干扰的影响。但是在静态分簇算法中只考虑诸如路损等大尺度损耗的因素，因此，在传输过程中分簇是固定的。同一簇内的基站采用相同的子帧配置，导致某些基站的子帧配置不能适配该基站当前业务量情况，从而使得这些基站的上下行吞吐量受到限制。
技术实现思路
本专利技术旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种有效提升上下行用户吞吐量，减小业务时延的异构网络中的动态分簇方法。本专利技术的技术方案如下：一种异构网络中的动态分簇方法，其包括以下步骤：1)、获取异构网络中所有小区的上下行业务量，计算出两个基站之间的耦合损耗；2)、计算出两个基站的上行业务量比重的差值；3)、对耦合损耗和上行业务量比重的差值进行归一化，并求解出所有基站两两之间的相关度信息矩阵；4)、确定动态子帧配置方案的子帧重配周期及轮询式动态分簇算法的分簇数目；5)、采用轮询式分配法将M个LAA基站分到N个小区簇中，分配的条件是每次使小区簇内的平均相关度的值增长最小；6)、基于小区分簇结果，计算各个分簇的的上行业务比重，选择与该上行业务比重相匹配的子帧配置，完成一个周期的子帧配置。进一步的，步骤3)求解出所有基站两两之间的相关度信息矩阵包括：求取两个基站之间的耦合损耗，和两个基站之间的的上行业务量比重的差值；再归一化前述耦合损耗和业务量比重的差值；根据公式按照比例求解出所有基站两两之间的相关度信息矩阵。进一步的，当相关度参数α＝1时，动态分簇只与耦合损耗相关，与传统的静态分簇算法完全一致。α指示的是动态分簇方案中，大尺度损耗与上行业务流量占比差值的比重，取值范围在[0,1]之间。进一步的，相关度矩阵RM的计算步骤如下：步骤一：计算两基站间上行业务比差值与分别表示LAA基站a缓存中的上行与下行业务量，步骤二：对CLab和T_Dab两个值进行线性归一化处理，使归一化后的数值落在[0,1]之间，再按比例求解出相关度，确保每个符号都有其物理含义；其中CLab指的是LAA基站a与LAA基站b的耦合损耗，它包括路径损耗和阴影衰落；T_Dab指的是LAA基站a与LAA基站b上行业务流量占比的差值；参数α指示的是动态分簇方案中，大尺度损耗与上行业务流量占比差值的比重，取值范围在[0,1]之间。步骤三：计算所有LAA基站之间的耦合损耗和上行业务量差值，就可以得到一个包含整个网络中所有LAA基站对之间的相关度信息的矩阵RM＝[rmab]M×M。进一步的，所述步骤5)LAA小区基站的数目M总是大于分簇的数目N。进一步的，所述步骤6)与该上行业务比重相匹配的子帧配置的上下行子帧个数由下面的公式决定：NDL＝10-Nm.，NDL表示下行子帧配置数目；NUL表示上行子帧配置数目。本专利技术的优点及有益效果如下：本专利技术提出一种混合动态分簇方法，在尽量减小上下行子帧交错干扰的同时保证系统吞吐量不受限制。这种新提出的混合动态分簇方法定义了一个新的分簇指标——相关度(RelevanceMetric，RM)，这个指标综合考虑传统的大尺度损耗及缓存中实时变化的上下行业务量，能够与动态TDD同步调整小区分簇的结果。附图说明图1是本专利技术提供优选实施例异构网络中的动态分簇方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述。所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例。本专利技术的技术方案如下：1、通过对动态LAA系统的干扰分析，因为交叉子帧干扰的影响，需要通过分簇的方法来减小交叉干扰的影响。影响分簇性能的因素主要有两个，一个是大尺度损耗，一个是小区上下行业务量。在公式中，CLab指的是LAA基站a与LAA基站b的耦合损耗，T_Dab指的是LAA基站a与LAA基站b上行业务流量比重的差值。因为CLab和T_Dab两个变量不在同一数量级，如果直接由CLab和T_Dab两个值来计算相关度，不能同时体现大尺度损耗和小区上下行业务量对分簇性能的影响，故本文先对CLab和TDab两个值进行线性归一化处理，使归一化后的数值落在[0,1]之间，再按比例求解出相关度。其中与分别表示LAA基站a缓存中的上行与下行业务量。在式(1)中参数α指示的是动态分簇方案中，耦合损耗与上行业务流量比重差值的比重。从公式(1)可以发现，当α＝1时，动态分簇只与耦合损耗相关，与传统的静态分簇算法完全一致。相关度是动态分簇的唯一标准。根据相关度的定义，可以发现CLab值越小，两基站间的干扰就越大。T_Dab值越小，两基站的上行业务流量比重越接近，子帧配置情况就越相似。所以如果两LAA基站之间的rmab值越小，说明他们耦合关系越紧密，上行业务量比重越相似。因此，这种类型的基站更应该分到同一个小区簇中。对于整个动态LAA系统，所有LAA基站之间都存在耦合损耗和上行业务量差值，就可以得到一个包含整个网络中所有LAA基站对之间的相关度信息的矩阵:RM-[rmab]M×M(3)因为总共有M个LAA小区，所以矩阵共有M行M列。每个元素rmab都代表小区a与小区b之间的相关度，相关度越小，两小区越应该分到同一簇中。其中当a＝b时，rmab-0。2、1中给出了动态分簇标准——相关度的计算方法。根据相关度的定义，本节提出了一种轮询式动态分簇算法，该算法的核心思想就是轮询式地将M个LAA基站分到N个小区簇中，分配的条件是每次使小区簇内的平均相关度的值增长最小。算法的具体过程见表1。表1轮询式动态分簇算法在实际系统中，LAA小区基站的数目M总是大于分簇的数目N。这种分簇方式的结果是将平均相关度小的LAA小区分配到同一簇中，即将干扰较强，有相似的上行业务比的小区分配到同一个分簇中，将干扰较弱，上行业务比差异大的小区分配到不同簇中。基于上面提到的轮询式动态分簇算法，本动态子帧配置方案会根据每次分簇的结果周期性地改变上下行子帧配置，每个簇内的LAA小区子帧配置相同，这样有助于减小交叉子帧干扰。该方案的具体步骤如下：步骤1确定动态子帧配置方案的子帧重配周期及轮询式动态分簇算法的分簇数目。步骤2在子帧重配时刻，计算各LAA基站之间的耦合损耗及各小区的上行业务量比重。步骤3计算动态分簇相关度矩阵RM，基于相关度矩阵执行轮询式动态分簇算法进行小区分簇。步骤4基于小区分簇结果，计算各个分簇的的上行业务比重，选择与该上行业务比重相匹配的子帧配置。其中上下行子帧个数由下面的公式决定：NDL-10-NUL(5)式中和是指LAA基站a缓存中的上行与下行业务量。K表示的是分配到某个簇中的LAA基站数目。步骤5在下一个重配周期里，重复步骤2-4。本专利技术的有益效果：相比于传统的静态分簇算法，该动态分簇算法可以有效提升上下行用户吞吐量，减小业务时延。参照图1所示为本专利技术的一个具体实施例流程图，动态分簇方法的具体实施步骤：步骤一：计算小区上下行业务量和LAA基站a与LAA基站b的耦合损耗CLab(如路径损耗等)。步骤二：计算LAA基站本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异构网络中的动态分簇方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、获取异构网络中所有小区的上下行业务量，计算出两个基站之间的耦合损耗；2)、计算出两个基站的上行业务量比重的差值；3)、对耦合损耗和上行业务量比重的差值进行归一化，并求解出所有基站两两之间的相关度信息矩阵；4)、确定动态子帧配置方案的子帧重配周期及轮询式动态分簇算法的分簇数目；5)、采用轮询式分配法将M个LAA基站分到N个小区簇中，分配的条件是每次使小区簇内的平均相关度的值增长最小；6)、基于小区分簇结果，计算各个分簇的的上行业务比重，选择与该上行业务比重相匹配的子帧配置，完成一个周期的子帧配置。

【技术特征摘要】
1.一种异构网络中的动态分簇方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、获取异构网络中所有小区的上下行业务量，计算出两个基站之间的耦合损耗；2)、计算出两个基站的上行业务量比重的差值；3)、对耦合损耗和上行业务量比重的差值进行归一化，并求解出所有基站两两之间的相关度信息矩阵；4)、确定动态子帧配置方案的子帧重配周期及轮询式动态分簇算法的分簇数目；5)、采用轮询式分配法将M个LAA基站分到N个小区簇中，分配的条件是每次使小区簇内的平均相关度的值增长最小；6)、基于小区分簇结果，计算各个分簇的的上行业务比重，选择与该上行业务比重相匹配的子帧配置，完成一个周期的子帧配置。2.根据权利要求1所述的异构网络中的动态分簇方法，其特征在于，步骤3)求解出所有基站两两之间的相关度信息矩阵包括：求取两个基站之间的耦合损耗，和两个基站之间的的上行业务量比重的差值；再归一化前述耦合损耗和业务量比重的差值；根据公式按照比例求解出所有基站两两之间的相关度信息矩阵。3.根据权利要求2所述的异构网络中的动态分簇方法，其特征在于，所述的基站间相关度公式中的参数α值在[0,1]之间取值,α指示的是动态分簇方案中，大尺度损耗与上行业务流量占比差值的比重。4.根据权利要求2所述的异构网络中的动态分簇方法，其特征在于，当参数α＝1时，动态分簇只与耦合损耗相关，与传统的静态分簇算法...

【专利技术属性】
技术研发人员：文凯，姜赖嬴，杨丰瑞，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，重庆信科设计有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50