一种异构超密集网络中的移动感知协同多点传输的切换方法技术

本发明专利技术提供的一种异构超密集网络中的移动感知协同多点传输的切换方法，包括以下步骤：步骤1，在与用户MD所连接的所有的基站BS中，根据用户MD与基站BS之间的距离，以及用户MD预估的停留时间，建立最终的协作BS集；步骤2，在步骤1中建立的最终的协作BS集中，选择用户MD切换基站BS的触发时间；该技术还在具有长停留时间的BS和当前最佳执行BS之间实现了用于协作BS集确定的平衡；通过大量的模拟，表明所提出的MACH的性能在覆盖概率和切换概率方面优于现有方案。

A handoff method for cooperative multi-point transmission of mobile sensing in heterogeneous super dense networks

【技术实现步骤摘要】
一种异构超密集网络中的移动感知协同多点传输的切换方法
本专利技术属于工业物联网领域，具体涉及一种异构超密集网络中的移动感知协同多点传输的切换方法。
技术介绍
超密集网络(UDN)被认为是5G无线网络最有前途的网络技术之一。通过在异构网络层(即，微基站，微微基站，毫微微基站和射频拉远头)上密集部署基站(BS)，UDN为具有高带宽和改进的频谱效率的移动用户提供大量灵活的移动接入选项。在当前的无线网络中，在宏基站的覆盖区域中，各种无线传输技术的各类低功率节点的部署密度较以前的部署密度已有大幅度的提高。甚至将来激活用户数和站点数的比例达到1:1，即每个激活的用户都将有一个服务节点。协作多点(CoMP，CoordinatedMultiplePoints)传输是指地理位置上分离的多个传输点，协同参与为一个终端的数据(PDSCH)传输或者联合接收一个终端发送的数据(PUSCH)，参与协作的多个传输点通常指不同小区的基站。CoMP作为一种新兴技术，通过实现多个空间分布的BS之间的协作，为用户的服务提供了一种可行且可靠的UDN传输解决方案。通过这种BS协作方法，有害的小区间干扰被转换为用户的有用信号，从而提高了频谱效率和功率增益。大多数现有技术集中于确定切换触发时间，然而，这些技术以额外的信令开销和切换时间为代价，当用户跨越UDN中协作BS的小而不规则小区覆盖时，不同网络层之间需要超频率和复杂切换，导致信令增加开销，且BS的覆盖概率和切换概率达不到理想的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种异构超密集网络中的移动感知协同多点传输的切换方法，解决现有的协作多点传输应用在超密集网络中存在不足。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供的一种异构超密集网络中的移动感知协同多点传输的切换方法，包括以下步骤：步骤1，在与用户MD所连接的所有的基站BS中，根据用户MD与基站BS之间的距离，以及用户MD预估的停留时间，建立最终的协作BS集；步骤2，在步骤1中建立的最终的协作BS集中，选择用户MD切换基站BS的触发时间。优选地，步骤1中，建立最终的协作BS集的具体方法是：S1，在与用户MD所连接的所有的基站BS中，选择与用户MD距离最近的基站BS，作为协作BS，进而得到协作BS集；S2，在与用户MD所连接的所有的基站BS中，根据用户MD的预估停留时间选择候选基站BS，进而得到候选协作BS集；S3，根据S1得到的协作BS集和S2中得到的候选协作BS集建立最终协作BS集。优选地，S2中，根据用户MD在xj基站BS所预估的停留时间选择候选BS，具体方法是：若用户MD在xj基站BS所预估的停留时间τj大于阈值β时，则将该xj基站BS作为候选协作集。优选地，S3中，用户MD的预估停留时间τj的计算方法是：设小区覆盖范围是半径为的圆形，其中，rm是宏基站的半径，rs是小基站半径；设用户MD按照预定的方向和速度v移动，用户MD的移动方向与小区中心连接之间的角度为ω，ω在[0，π]上均匀分布；l是用户MD与第i个基站BS之间的距离，则用户MD在第xj个基站BS所预估的停留时间τj为：优选地，根据S1得到的协作BS集和S2中得到的候选协作BS集建立最终协作BS集，具体方法是：首先，将S2中得到的候选协作BS集中的所有基站BS，按照信号强度进行降序排序；其次，将S1得到的协作BS集中的元素和S2中进行重新排序后的S2中的元素合并，得到最终的协作BS集。优选地，步骤2中，在步骤1中建立的最终的协作BS集中，选择用户MD切换基站BS的触发时间，具体方法是：在最终的协作BS集中，当初始时，与当前用户MD距离最近的基站BS成为距离最远的基站BS时，则用户MD执行切换基站BS。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种异构超密集网络中的移动感知协同多点传输的切换方法，通过适当选择BS协作集来探索移动感知CoMP切换(MACH)，以降低异构UDN中的切换速率；通过估计用户MD在小区的停留时间，能够根据其移动趋势将用户智能地分配给宏小区或小小区；该技术还在具有长停留时间的BS和当前最佳执行BS之间实现了用于协作BS集确定的平衡；通过大量的模拟，表明所提出的MACH的性能在覆盖概率和切换概率方面优于现有方案。附图说明图1为本技术的应用场景图；图2为本技术在不同角度下的覆盖概率；图3为本技术在不同角度下的切换概率；图4为本技术在不同速度下的切换概率；图5为各种技术中覆盖概率的比较；图6为本技术与其他技术在不同SINR阈值下覆盖概率的比较；图7为本技术与其他技术切换概率的比较。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术提供的一种异构超密集网络中的移动感知协同多点传输的切换方法，本专利技术所述的异构超密集网络采用的是双层UDN架构，所述双层UDN架构包括用于宽覆盖的宏BS和用于高带宽的小BS；根据具有密度λm和λs的两个独立的均匀泊松点过程(PPP)来部署宏BS和小BS，其中，位于不同层级的BS在传输功率和部署密度方面是异构的，而位于同一层级的BS具有相同的传输功率。根据PPP的特点，增加两个独立的同质PPP仍然是PPP，因此所有BS的部署密度可以表示为λm和λs的相加。当BS通过下行链路向用户MD发送消息时，该信号将经历从基站BS到用户MD的大规模传播效应(路径损耗和阴影衰落)。当CoMP中包含最大比率组合(MRC)时，令聚合干扰在不同站点相同，则信号干扰加噪声比(SINR)的具体计算公式可表示为：其中，是用户MD所连接的协作BS的集合，Pi表示BSi的传输功率，hi是遵循指数分布的快速衰落因子，均值为1，||xi-y||是用户MDy和基站BSxi之间的距离，α是大于2的路径损耗指数，σ2是环境噪声。如图1所示，所述的异构UDN场景，其中一组基站BS协作来服务于用户MD。在CoMP中，相邻的多个基站BS共享信道状态信息和用户MD数据以实现协调传输。用户MD可以连接不同层的多个基站BS用于UDN环境中的CoMP传输(例如，第1层中的BS2和第2层中的BS3)。用户MD在宏BS和小BS的覆盖范围内移动，并且在不同的网络层之间发生切换。在UDN中，典型的用户MD遍历具有任意轨迹的区域，并且其移动方向是可预测的。显然，沿着用户MD移动的方向选择那些基站BS可以为用户MD提供更长的时间从而降低切换速率。由于预测方向与实际移动方向之间存在偏差，因此需要沿预测方向向每侧延伸θ度角，并使用小区停留时间来说明运动轨迹。如图1所示，当用户MD从O1移动到O2时，根据移动轨迹预测其移动方向(例如，图1中的∠AO2B)。与其他区域相比，由∠AO2B跨越的平面中的基站BS显然可以在更长的时间内服务于用户MD，从而降低了切换速率。此外，当用户MD快速移动时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异构超密集网络中的移动感知协同多点传输的切换方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，在与用户MD所连接的所有的基站BS中，根据用户MD与基站BS之间的距离，以及用户MD预估的停留时间，建立最终的协作BS集；/n步骤2，在步骤1中建立的最终的协作BS集中，选择用户MD切换基站BS的触发时间。/n

【技术特征摘要】
1.一种异构超密集网络中的移动感知协同多点传输的切换方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在与用户MD所连接的所有的基站BS中，根据用户MD与基站BS之间的距离，以及用户MD预估的停留时间，建立最终的协作BS集；
步骤2，在步骤1中建立的最终的协作BS集中，选择用户MD切换基站BS的触发时间。


2.根据权利要求1所述的一种异构超密集网络中的移动感知协同多点传输的切换方法，其特征在于，步骤1中，建立最终的协作BS集的具体方法是：
S1，在与用户MD所连接的所有的基站BS中，选择与用户MD距离最近的基站BS，作为协作BS，进而得到协作BS集；
S2，在与用户MD所连接的所有的基站BS中，根据用户MD的预估停留时间选择候选BS，进而得到候选协作BS集；
S3，根据S1得到的协作BS集和S2中得到的候选协作BS集建立最终协作BS集。


3.根据权利要求2所述的一种异构超密集网络中的移动感知协同多点传输的切换方法，其特征在于，S2中，根据用户MD在xj基站BS所预估的停留时间选择候选BS，具体方法是：
若用户MD在xj基站BS所预估的停留时间τj大于阈值β时，则将该xj基站BS作为候选协作集。


4.根据权利要求3所述的一种异构超密集...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文，张海宾，郭鸿志，刘家佳，孟祥智，王璐，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61