一种具有闭式解的两层蜂窝网络下行协作传输方法技术

本发明专利技术共公开了一种具有闭式解的两层蜂窝网络下行协作传输方法，包括如下步骤：在由宏基站和毫微基站构成的大规模异构蜂窝网络中，对基站的部署构建几何模型；利用协作门限，根据异构网络中的每个用户从宏基站和毫微基站接收到的最大功率将用户划分分为协作传输模式的用户、非协作传输模式的宏用户以及非协作传输模式的毫微用户；基于调度间隔期间内的当前统计信道状态信息（CSI），针对每个子带采用基于QoS的下行链路（DL）发射功率控制机制，对用户进行功耗建模；根据每个用户的功耗，对该大规模两层异构蜂窝网络进行跨层协作的能谱效分析，推导出该网络下的能量‑频谱效率的闭式解。

A downlink cooperative transmission method for two level cellular networks with closed form solution

A two-layer cellular network downlink cooperative transmission method with closed-form solution is disclosed, which comprises the following steps: constructing a geometric model for the deployment of a base station in a large-scale heterogeneous cellular network composed of a macro-base station and a nano-base station; and utilizing a cooperative threshold, each user in a heterogeneous network is subjected to a macro-base station and a nano-base station according to a cooperative threshold. The maximum received power divides users into cooperative transmission mode users, non-cooperative transmission mode macro-users and non-cooperative transmission mode nano-users; based on the current statistical channel state information (CSI) during the scheduling interval, QoS-based downlink (DL) transmit power is used for each subband. According to the power consumption of each user, the energy spectrum efficiency of the large-scale two-layer heterogeneous cellular network is analyzed, and the closed-form solution of energy spectrum efficiency is derived.

【技术实现步骤摘要】
一种具有闭式解的两层蜂窝网络下行协作传输方法
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种具有闭式解的两层蜂窝网络下行协作传输方法。
技术介绍
小蜂窝网络是第五代移动通信系统(5G)的关键技术之一，通过在宏基站的覆盖范围内部署大量微基站，例如微(micro)基站、毫微(pico)基站、家庭基站(femto)等，能够有效地增强对热点地区的覆盖，提高整个蜂窝网络的吞吐量。但多个网络层同频部署的情况下，存在跨层干扰，这会使得网络的能量效率降低。协作多点(COMP)传输通过联合传输用户数据，够将干扰转换为期望信号，是消除小区间干扰的有效途径。然而为了实现COMP传输，基站间的信息交换是必不可少的。COMP依赖回程链路来交换信道状态信息(CSI)，这就意味着将COMP传输引入到异构网络中也必将增加资源成本。在能源短缺和环境质量日益下降的今天，异构网络的能耗问题成为一个无法忽视的问题，如何有效选择协作用户，使得网络的能效-谱效(ESE)达到最大，是值得研究的一个问题。现有的下行协作传输策略，大多数是针对单层蜂窝网络，对异构网络，协作大多通过预编码实现,采用宏基站之间相互协作，微基站之间也相互协作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有闭式解的两层蜂窝网络下行协作传输方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在由宏基站和毫微基站构成的大规模异构蜂窝网络中，对基站的部署构建几何模型。第i层中的基站根据密度λi建模为二维均匀PPP分布。用户建模为强度为λu的均匀PPP分布，且λu与λi相比足够高，使得每个基站至少服务一个用户。假设毫微基站之间是相互孤立的，即互相之间没有干扰。则在传输间隔期间，由特定信道中的宏基站和(或)毫微基站服务的用户将经历来自其他宏基站的干扰。假设小区中的不同用户使用正交时间‑频率资源(例如OFDMA)来服务，将不存在小区内干扰。不同的宏基站和毫微基站可以使用相同的信道(即同信道部署)；(2)利用协...

【技术特征摘要】
1.一种具有闭式解的两层蜂窝网络下行协作传输方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在由宏基站和毫微基站构成的大规模异构蜂窝网络中，对基站的部署构建几何模型。第i层中的基站根据密度λi建模为二维均匀PPP分布。用户建模为强度为λu的均匀PPP分布，且λu与λi相比足够高，使得每个基站至少服务一个用户。假设毫微基站之间是相互孤立的，即互相之间没有干扰。则在传输间隔期间，由特定信道中的宏基站和(或)毫微基站服务的用户将经历来自其他宏基站的干扰。假设小区中的不同用户使用正交时间-频率资源(例如OFDMA)来服务，将不存在小区内干扰。不同的宏基站和毫微基站可以使用相同的信道(即同信道部署)；(2)利用协作门限，根据异构网络中的每个用户从宏基站和毫微基站接收到的最大功率将用户划分分为协作传输模式的用户、非协作传输模式的宏用户以及非协作传输模式的毫微用户。将B定义为服务于用户的基站集合，则某用户的服务基站集合可以如下定义：其中，ω和β是协作门限，ω∈[0,1]，β∈(1,+∞)。r1和r2分别是该用户到最近的宏基站和毫微基站的距离，Bm和bm分别是距离该用户最近的宏基站和毫微基站，p1max和p2max分别是宏基站和毫微基站的最大发射功率，α是路径损耗指数，α＞2。(3)基于调度间隔期间内的当前统计信道状态信息(CSI)，针对每个子带采用基于QoS的下行链路(DL)发射功率控制机制，对用户进行功耗建模。将与子带Bm,j相关联的第j个non-CoMPmacroUEum,j分配适当量的发射功率以满足其速率要求：其中，代表第m个小区中第j个非协作宏用户um,j接收到的来自宏基站的功率，表示从宏基站到该用户的大尺度路径损耗，表示从宏基站到该用户的快衰落信道增益。最坏情况下的干扰由下式给出：其中，是来自子带Bm,j中所有其他基站的干扰，P1max是宏基站的最大发射功率，Nm是第m个小区中的用户数量。对第k个non-CoMPpicoUEum,k：其中，代表第m个小区...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜文丛，田红心，方旭愿，祁婷，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61