去蜂窝网络中基于AP不同参与度的功率分配方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于AP不同参与度的低复杂度功率分配方法及系统。本发明专利技术方法采取以下技术方案：去蜂窝网络中基于AP不同参与度的功率分配方法，按如下步骤进行：步骤1，根据AP的不同参与度，将AP分为三类；步骤2，各个AP进行本地预编码，根据所属类别采用差异化预编码方案；步骤3，第三类接入点对其发送功率在所属APG间进行划分；步骤4，各APG采用局部集中式进行功率分配。本发明专利技术可以降低去蜂窝网络中信号处理的计算复杂度。处理的计算复杂度。处理的计算复杂度。

【技术实现步骤摘要】
去蜂窝网络中基于AP不同参与度的功率分配方法及系统


[0001]本专利技术属于无线通信
，涉及一种降低去蜂窝网络计算复杂度的发送端信号处理方法，具体是去蜂窝用户中心网络中基于AP不同参与度的功率分配方法及系统。

技术介绍

[0002]去蜂窝用户中心网络，通过引入“用户中心”理念及分布式协作的思想，打破小区服务边界，由用户根据其需求，在网络中密集部署的大量接入点(Access Point,AP)中选择合适的AP簇(AP Group,APG)协同为其服务，消除概念上的边缘用户，突破传统蜂窝网络因密集小区间干扰造成的性能瓶颈。已有研究表明，该网络架构在频谱效率和能量效率方面具有显著优势，得到了国内外研究学者的广泛关注，并被推荐作为6G的候选网络架构。
[0003]在去蜂窝网络中，AP间信号处理的实现方式及方案是该网络架构需要研究的一个重要问题。此外，去蜂窝网络的分布式特性增加了发送端信号处理(包括功率控制和预编码)的复杂度。因此，复杂度是AP间信号处理实现方式及方案研究中需考虑的重要因素。
[0004]在功率控制方面，该网络架构下功率控制有集中式和分布式两种实现方式：集中式方式，其由CPU进行功率分配，网络中密集的AP大大增加了该方式的复杂度。而分布式方式，则由各AP自行决定，复杂度低，但性能差。在预编码方面，目前大部分研究主张采用最大比传输(MRT)预编码，该方式仅需对AP本地信道估计向量进行共轭计算，不需要AP之间的协作及与CPU间的交互，计算复杂度低。然而，位于同一APG内距离较近的用户仍会带来较大的干扰。因此，需要进一步研究在复杂度和性能两方面具有良好折中的信号处理方案。

技术实现思路

[0005]针对去蜂窝用户中心网络中信号处理方案复杂度高的问题，本专利技术提供了一种基于AP不同参与度的低复杂度功率分配方法及系统。
[0006]本专利技术采取以下技术方案：
[0007]去蜂窝网络中基于AP不同参与度的功率分配方法，按如下步骤进行：
[0008]步骤1，根据AP的不同参与度，将AP分为三类；
[0009]步骤2，各个AP进行本地预编码，根据所属类别采用差异化预编码方案；
[0010]步骤3，第三类接入点对其发送功率在所属APG间进行划分；
[0011]步骤4，各APG采用局部集中式进行功率分配。
[0012]优选的，步骤1具体如下：根据AP的不同参与度，将AP分为AP
‑
I/AP
‑
II/AP
‑
III三类：
[0013]AP的参与度使用AP所属APG的多少及其服务用户数的多少进行衡量；AP
‑
I类仅属于一个APG且仅服务一个用户；AP
‑
II类仅属于一个APG但同时服务多个用户；AP
‑
III类属于多个APG。
[0014]优选的，步骤2具体如下：AP
‑
I类采用最大比传输MRT预编码，AP
‑
II/AP
‑
III类采用迫零ZF预编码；
[0015]AP
‑
I类采用MRT预编码：以AP
‑
I i为例，假设该AP仅服务用户k，且与用户k之间的信道状态信息为h
i,k
，则预编码为
[0016]AP
‑
II/AP
‑
III类采用ZF预编码：以AP j为例，假设该AP服务的用户集合为且与这些用户之间的信道状态信息为则AP j端的预编码为进一步对各用户数据采用的预编码进行归一化处理，则各用户数据采用的预编码w
j,k
为
[0017]优选的，步骤3具体如下：AP
‑
III类接入点对其发送功率在其所属APG间进行划分：
[0018]以AP
‑
III i为例，假设其所属APG包括和且其最大发送功率为p
i,max
；用于将AP i的发送功率p
i,max
划分为p
i,l_max
和p
i,s_max
，分别分配给和
[0019]假设AP i为APG内用户k分配的发送功率为p
i,k
，则p
i,l_max
和p
i,s_max
表示为和p
i,l_max
和p
i,s_max
通过各APG内服务用户数确定，如其中表示集合的大小，或者，p
i,l_max
和p
i,s_max
通过求解以下优化问题确定：
[0020][0021]其中，r
i,k
表示AP i与APG内用户k间的接收信号强度，和分别表示和服务的用户集合。
[0022]优选的，步骤4具体如下：各APG间独立地进行功率分配，同时APG内所有AP采用集中式功率分配；
[0023]APG内所有AP采用的集中式功率分配中，以最大化接收信号强度为例，各AP的功率分配通过求解以下L个独立地优化问题确定：
[0024][0025]其中，L为APG的个数，表示第l个APG，表示APG服务的用户集合，表示内用户k的接收信号强度，r
k,min
为用户k的最小接收信号强度需求。
[0026]本专利技术还公开了一种去蜂窝网络中基于AP不同参与度的功率分配系统，包括如下模块：
[0027]AP分类模块，根据AP的不同参与度，将AP分为三类；
[0028]预编码模块，对各个AP进行本地预编码，根据所属类别采用差异化预编码方案；
[0029]发送功率划分模块，将第三类接入点对其发送功率在所属APG间进行划分；
[0030]功率分配模块，对各APG采用局部集中式进行功率分配。
[0031]优选的，AP分类模块具体如下：根据AP的不同参与度，将AP分为AP
‑
I/AP
‑
II/AP
‑
III三类：
[0032]AP的参与度使用AP所属APG的多少及其服务用户数的多少进行衡量；AP
‑
I类仅属于一个APG且仅服务一个用户；AP
‑
II类仅属于一个APG但同时服务多个用户；AP
‑
III类属于多个APG。
[0033]优选的，预编码模块具体如下：AP
‑
I类采用最大比传输MRT预编码，AP
‑
II/AP
‑
III类采用迫零ZF预编码；
[0034]AP
‑
I类采用MRT预编码：以AP
‑
I i为例，假设该AP仅服务用户k，且与用户k之间的信道状态信息为h
i,k
，则预编码为
[0035]AP
‑
II/AP
‑
III类采用ZF预编码：以AP 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.去蜂窝网络中基于AP不同参与度的功率分配方法，其特征是按如下步骤进行：步骤1，根据AP的不同参与度，将AP分为三类；步骤2，各个AP进行本地预编码，根据所属类别采用差异化预编码方案；步骤3，第三类接入点对其发送功率在所属APG间进行划分；步骤4，各APG采用局部集中式进行功率分配。2.如权利要求1所述去蜂窝网络中基于AP不同参与度的功率分配方法，其特征是，步骤1具体如下：根据AP的不同参与度，将AP分为AP
‑
I/AP
‑
II/AP
‑
III三类：AP的参与度使用AP所属APG的多少及其服务用户数的多少进行衡量；AP
‑
I类仅属于一个APG且仅服务一个用户；AP
‑
II类仅属于一个APG但同时服务多个用户；AP
‑
III类属于多个APG。3.如权利要求2所述去蜂窝网络中基于AP不同参与度的功率分配方法，其特征是，步骤2具体如下：AP
‑
I类采用最大比传输MRT预编码，AP
‑
II/AP
‑
III类采用迫零ZF预编码；AP
‑
I类采用MRT预编码：以AP
‑
I i为例，假设该AP仅服务用户k，且与用户k之间的信道状态信息为h
i,k
，则预编码为AP
‑
II/AP
‑
III类采用ZF预编码：以AP j为例，假设该AP服务的用户集合为且与这些用户之间的信道状态信息为则AP j端的预编码为进一步对各用户数据采用的预编码进行归一化处理，则各用户数据采用的预编码w
j,k
为4.如权利要求3所述去蜂窝网络中基于AP不同参与度的功率分配方法，其特征是，步骤3具体如下：AP
‑
III类接入点对其发送功率在其所属APG间进行划分：以AP
‑
III i为例，假设其所属APG包括和且其最大发送功率为p
i,max
；用于将AP i的发送功率p
i,max
划分为p
i,l_max
和p
i,s_max
，分别分配给和假设AP i为APG内用户k分配的发送功率为p
i,k
，则p
i,l_max
和p
i,s_max
表示为和和p
i,s_max
通过各APG内服务用户数确定，如其中表示集合的大小，或者，p
i,l_max
和p
i,s_max
通过求解以下优化问题确定：其中，r
i,k
表示AP i与APG内用户k间的接收信号强度，和分别表示和服务的用户集合。5.如权利要求4所述去蜂窝网络中基于AP不同参与度的功率分配方法，其特征是，步骤4具体如下：各APG间独立地进行功率分配，同时APG内所有AP采用集中式功率分配；APG内所有AP采用的集中式功率分配中，以最大化接收信号强度为例，各AP的功率分配
通过求解以下L个独立地优化问题确定：其中，L为APG的个数，表示第l个APG，表示APG服务的用户集合，表示内用户k的接收信号强度，r
k,min
为用户k的最小接收信号强度需求。6.去蜂窝网络中基于AP不同参与度...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志蕊，毕美华，卢从慧，何美霖，郑长亮，滕旭阳，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：