超密集网络中基于正交资源的动态基站协作方法技术

本发明专利技术公开了一种超密集网络中基于正交资源的动态基站协作方法，其特征在于，包括步骤：1)将系统资源划分为S个相互正交的部分，采用最大化最小本地服务基站距离的用户调度方法将待调度用户调度至正交的系统资源上；2)在确定了每个正交资源上的被调度用户集合之后，采用基于相对干扰强度的动态基站成簇方法,对各个资源上的用户独立进行协作基站选择。本发明专利技术通过将相互干扰较大的活跃用户调度到彼此间正交的系统资源上，从而获得更高的频谱效率，且仅需已知基站的位置坐标而无需测量用户的信道状态，对系统资源要求较低；同时通过合理选择原本不进行数据传输的基站加入协作簇，避免引入过多的额外干扰，从而提升用户速率性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信技术，特别是涉及一种超密集网络中基于正交资源的动态基站协作方法。
技术介绍
国家电网公司目前正致力于智能电网的建设，智能电网的建设涵盖智能发电、智能输电、智能变电、智能配电、智能用电及智能调度等多个环节，而通信信息技术是智能电网建设的核心支撑平台。除传统的光纤通讯外，智能电网的建设也越来越依赖先进的无线通讯技术的应用，对无线通讯的实时性、可靠性和通讯带宽也提出了更高的要求。电网公司可充分依托各变电站布置通讯基站，从而在电力内网的基础上，将高带宽通讯网络向外作延伸，充分覆盖输电线路等应用场合，彻底解决输电线路状态监测通讯带宽瓶颈问题，并且可实现移动监控、移动通讯、移动运维，有利于建立电力系统移动作业信息通讯平台。在多小区蜂窝移动通信系统中，传统的单基站传输会带来严重的小区间共道干扰(ICI)，从而造成系统性能的下降，尤其对于小区边缘用户来说损害尤为明显。因此，如何有效抑制ICI、提高用户吞吐量成为亟待解决的问题。作为下一代(5G)无线通信系统中的一种重要网络形态，超密集网络通过部署更高密度、更小覆盖范围及更低成本与功率的网络节点，拉近用户与服务节点间的距离，能够极大提高空间复用率及系统覆盖性能，满足未来用户对更高数据速率的需求。预计在不远的将来，随着基站部署密度的进一步增加，传输节点数将最终超过移动用户数并可能出现每个用户占有多个传输节点的情况。作为另外一种对抗ICI的有效方式，多点协作技术通过多个站点间的联合调度与协作传输，化干扰信号为有用信号，以此达到降低网络干扰水平、提高用户接收信号质量的目的。作为理想的协作方式，全局多小区协作能够完全消除ICI并取得最优的性能，但随之而来的巨大反馈开销、回程链路开销以及对系统同步的要求使得这种方式并不可行。因此，在实际系统中，通常将数目众多的基站划分为较小的集合(即协作簇)，然后采用集合内基站有限协作的方式。为了进行合理的协作簇划分以获得更高的用户速率，针对传统蜂窝网络现已提出了若干基于地理位置信息或变化的信道状态信息的静态及动态成簇算法，能够获得相比于传统单基站传输方式明显的性能提升。然而，考虑到超密集网络自身的特点，如节点数目众多、节点数可能超过用户数等，现有成簇算法大多会由于计算复杂度过高或协作基站相距过远等原因不再有效，因此需要设计适用于超密集网络的多基站协作策略。基于以上背景，本文给出一种超密集网络中基于正交资源的动态基站协作方法。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种超密集网络中基于正交资源的动态基站协作方法，通过将相互干扰较大的活跃用户调度到彼此间正交的系统资源上，获得更高的频谱效率，并且合理选择原本不进行数据传输的基站加入协作簇，从而提升用户速率性能。为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：一种超密集网络中基于正交资源的动态基站协作方法，其特征在于，包括步骤：步骤一、在无协作场景下根据用户的本地服务基站决定属于各正交资源上的被调度用户集合，采用最大化最小本地服务基站距离的用户调度方法；步骤二、在确定了每个正交资源上的被调度用户集合之后，对各个资源上的用户独立进行协作基站选择，采用基于相对干扰强度的动态基站成簇方法。前述的一种超密集网络中基于正交资源的动态基站协作方法，其特征在于：步骤一中，所述最大化最小本地服务基站距离的用户调度方法包括步骤：步骤11：给定正交资源数及多小区蜂窝移动通信系统中待调度用户的本地基站集合L，初始化各正交资源上的被调度用户集合以及未被调度用户集合为待调度用户集合，本地基站的个数为B，共有Nt根基站天线，及K个单天线的用户；步骤12：为各个正交资源上的被调度用户集合从未被调度用户集合中选择一个初始用户ik，则被调度用户集合未被调度用户集合k＝1,2,…S；步骤13：从未被调度用户集合中选取一个用户i*，计算用户i*的本地基站与各正交资源上的被调度用户集合中用户的本地基站间的距离，并记录不同资源上距离的最小值向量其中l＝1,2,…,S表示用户i*的本地基站与第l个正交资源上的被调度用户集合中各用户的本地基站间距离的最小值；步骤14：对不同资源上距离的最小值向量中的元素进行降序排序操作，抽取向量中元素下标得到候选的正交资源序号向量k*，则为最大的最小本地服务基站距离的资源序号；从k*中依次选取一个正交资源序号若第个正交资源上用户数达上限，则令s＝s+1，寻找下一个正交资源，直到找到的正交资源上用户数未满，然后将用户i*调度至资源未被调度用户集合步骤15：重复步骤13和步骤14，直到完成对所有用户的调度，未被调度用户集合为空。前述的一种超密集网络中基于正交资源的动态基站协作方法，其特征在于：所述正交资源上用户数达上限，满足所述用户数未满，满足K表示用户总数，S表示正交资源总数。前述的一种超密集网络中基于正交资源的动态基站协作方法，其特征在于：所述步骤二中，基于相对干扰强度的成簇方法包括以下步骤：步骤21：根据步骤一中得到的各正交资源上被调度用户集合给定相对干扰门限值Ithreshold及最大协作簇大小Bc，初始化各正交资源上未成簇用户集合及每个用户的协作簇步骤22：从未成簇用户集合中选取一个用户j*，则测量用户j*非活跃邻居基站的信号强度，对其邻居基站进行信号强度的排序得到基站序号向量步骤23：若用户j*的协作簇未满，即则从基站序号向量中依次选取一个基站计算新加入的协作基站对其他用户的相对干扰比值，若相对干扰比值大于等于门限值Ithreshold，则将基站加入用户j*的协作簇并将基站置于活跃状态，重复步骤23直到用户j*的协作簇满，即若相对干扰比值小于Ithreshold，则结束对用户j*协作簇的选取，跳至步骤22，进行下一个用户的协作基站选择；步骤24：重复步骤22和步骤23直到未成簇用户集合为空，完成动态基站成簇过程。前述的超密集网络中基于正交资源的动态基站协作方法，其特征在于：在所述步骤23中协作基站对其他用户的相对干扰比值I'，定义为协作基站对用户j*的信号强度与协作基站对中用户的干扰强度之和的比值I'。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术根据用户本地服务基站间的空间距离，将原本彼此干扰较大的用户调度至相互正交的系统资源上，从而获得相较于无调度及随机调度时更高的频谱效率，并实现了减小小区间共道干扰、提高用户速率的目的；本专利技术仅利用本地用户基站的地理位置坐标或彼此间的距离即可决定调度...

【技术保护点】
一种超密集网络中基于正交资源的动态基站协作方法，其特征在于，包括步骤：步骤一、在无协作场景下根据用户的本地服务基站决定属于各正交资源上的被调度用户集合，采用最大化最小本地服务基站距离的用户调度方法；步骤二、在确定了每个正交资源上的被调度用户集合之后，对各个资源上的用户独立进行协作基站选择，采用基于相对干扰强度的动态基站成簇方法。

【技术特征摘要】
1.一种超密集网络中基于正交资源的动态基站协作方法，其特征在于，包括步骤：
步骤一、在无协作场景下根据用户的本地服务基站决定属于各正交资源上的被调度用户集合，采用最大化最小本地服务基站距离的用户调度方法；
步骤二、在确定了每个正交资源上的被调度用户集合之后，对各个资源上的用户独立进行协作基站选择，采用基于相对干扰强度的动态基站成簇方法。
2.根据权利要求1所述的一种超密集网络中基于正交资源的动态基站协作方法，其特征在于：步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐长福，薄斌，陶风波，何力波，何勇，
申请(专利权)人：国家电网公司，江苏省电力公司，江苏省电力公司电力科学研究院，苏州奥奎拉电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32