一种前向链路容量受限的无小区异构系统中功率分配方法技术方案

本发明专利技术在此提出一种前向链路容量受限的无小区异构系统中功率分配方法，适用于前向链路容量受限的无小区异构系统的下行多用户功率分配；该方法的具体步骤如下：步骤一、服务用户分簇；步骤二、服务AP分簇；步骤三、功率初分配；步骤四、功率再分配。无线接入点(Access Point，AP)与中心处理器之间通过有线连接。AP估计得到AP与用户之间的信道状态信息，并将该信息传输至中心处理器。功率分配在中心处理器完成后，分发给各AP。用户配备单根天线。分发给各AP。用户配备单根天线。分发给各AP。用户配备单根天线。

【技术实现步骤摘要】
一种前向链路容量受限的无小区异构系统中功率分配方法


[0001]本专利技术涉及通信领域，具体来讲涉及的是提出一种新的功率分配策略，适用于前向链路容量受限的无小区异构系统；该方案可以更有效的分配无小区异构系统的下行功率，提升系统服务质量(Quality of Service，QoS)。

技术介绍

[0002]在无小区异构系统中，散落分布着成百上千的多类型AP，增加了空间自由度。其在带来宏分集增益的同时，也增加了计算复杂度。功率分配会显著影响系统的数据传输性能。一般的，有两种传统方式处理下行功率分配。一种方式是从整体角度出发，考虑所有AP和所有用户，组成一个全局的功率分配问题。但是，这会增加中心处理器的计算负担和传输负担，而前向链路容量受限是无小区异构系统的本质特点。因此，这种方式并不适合无小区异构系统。另一种方式是从个体角度出发，每个AP单独计算自己的功率分配，这种方式虽然可以降低中心处理器的计算负担和传输负担，但是缺乏AP相互之间的协作，系统QoS并不好。
[0003]与传统做法不同，本专利技术借助空间资源和码资源，通过分簇划定每个AP服务的用户，服务同一个用户的不同AP相互协作，从而折中性能与计算复杂度。

技术实现思路

[0004]因此，为了解决上述不足，本专利技术在此提供一种前向链路容量受限的无小区异构系统中功率分配方法；适用于无小区异构系统的下行多用户功率分配；该方案可以更有效的分配无小区异构系统的下行功率，提升系统服务质量(Quality of Service，QoS)。
[0005]本专利技术是这样实现的，构造一种前向链路容量受限的无小区异构系统中功率分配方法，其特征在于；该方法的具体步骤如下：
[0006]步骤一、服务用户分簇；
[0007]步骤二、服务AP分簇；
[0008]步骤三、功率初分配；
[0009]步骤四、功率再分配。
[0010]根据本专利技术所述一种前向链路容量受限的无小区异构系统中功率分配方法，其特征在于；
[0011]步骤一的实施过程为：每个AP根据估计得到的信道状态信息，计算AP与用户之间的接收信噪比，并将该接收信噪比传输至中心处理器；中心处理器设置一个接收信噪比阈值，将接收信噪比不小于该阈值的用户划入某个AP的服务范围，记第p个AP服务的用户集合为Φ
p
。
[0012]根据本专利技术所述一种前向链路容量受限的无小区异构系统中功率分配方法，其特征在于；
[0013]步骤二的实施过程为：中心处理器根据系统需求和实际情况，设置服务一个用户可用的正交码字的最大数量，即ρ
k
；则服务第k个用户的正交码字的数量等于min{ρ
k
，∑
p
δ(k
∈Φ
p
)}，其中δ(.)是狄拉克函数。若第k个用户属于Φ
p
，则δ(k∈Φ
p
)＝1；否则δ(k∈Φ
p
)＝0；根据AP与用户之间的信道状态信息，从服务用户的AP中依据接收信噪比的降序选出min{ρ
k
，∑
p
δ(k∈Φ
p
)}个AP，并分配正交码字；按照选出的AP与用户之间的信噪比之和，对用户进行降序排序；为第一个用户的服务AP随意分配正交码字，除去第二个用户与第一个用户共用的AP外，为第二个用户的服务AP随意分配正交码字，以此类推，完成正交码字的分配；同一个AP使用相同的正交码字服务不同用户，AP依靠多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技术控制不同用户之间的干扰，例如迫零(Zero
‑
Forcing，ZF)。
[0014]根据本专利技术所述一种前向链路容量受限的无小区异构系统中功率分配方法，其特征在于；
[0015]步骤三的实施过程为：第p个AP的最大发射功率记为则该AP发送单个用户独立数据的最大功率为其中K
p
是服务用户数量。对于任意用户而言，假设不同AP的权重是相同的；此外，传输第k个用户数据的功率之和最大等于那么，采用注水(Water Filling)算法进行功率分配，得到不同AP传输第k个用户独立数据流的传输功率。
[0016]根据本专利技术所述一种前向链路容量受限的无小区异构系统中功率分配方法，其特征在于；
[0017]步骤四的实施过程为：经历功率初分配阶段后，检查分配给每个用户的独立数据流的功率是否超过如果超过，则将其功率设置成此外，检查每个AP传输的数据速率是否超过前向链路容量限制；若超过，则需要将该AP的传输功率减小，即多个独立数据流的传输功率按比例减小，直至满足前向链路容量限制；中心处理器将功率分配方案传输给各AP。
[0018]本专利技术具有如下优点：本专利技术在此提出一种新的功率分配策略，适用于前向链路容量受限的无小区异构系统的下行多用户功率分配。无线接入点(Access Point，AP)与中心处理器之间通过有线连接。AP估计得到AP与用户之间的信道状态信息，并将该信息传输至中心处理器。功率分配在中心处理器完成后，分发给各AP。用户配备单根天线。
附图说明
[0019]图1无小区异构系统示意图；
[0020]图2本专利技术对应的流程图。
具体实施方式
[0021]下面将结合附图1
‑
图2对本专利技术进行详细说明，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]本专利技术通过改进在此提供一种前向链路容量受限的无小区异构系统中功率分配方法，适用于前向链路容量受限的无小区异构系统的下行多用户功率分配。无线接入点(Access Point，AP)与中心处理器之间通过有线连接。AP估计得到AP与用户之间的信道状
态信息，并将该信息传输至中心处理器。功率分配在中心处理器完成后，分发给各AP。用户配备单根天线。实施过程如下；
[0023]如图1所示，无小区异构系统中有一个中心处理器，五个AP(分别是AP1#，AP2#，AP3#，AP4#和AP5#)和四个待服务用户(分别是用户1#、2#、3#和4#)。AP与中心处理器通过有线实现连接。假设第p个AP估计得到的信道状态信息为H
p
＝{h
p，1
，h
p，2
，h
p，3
，h
p，4
}。此外，第p个AP的前向链路容量限制记为
[0024]在图1的基础上，结合流程图2，具体实施方式的所有步骤如下所示：
[0025]步骤一、根据估计得到的信道状态信息，计算AP与用户之间的接收信噪比||h
p，k
||2/σ2，其中σ2是高斯白噪声的方差。例如第4个AP与第1个用户之间的接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种前向链路容量受限的无小区异构系统中功率分配方法，其特征在于；该方法的具体步骤如下：步骤一、服务用户分簇；步骤二、服务AP分簇；步骤三、功率初分配；步骤四、功率再分配。2.根据权利要求1所述一种前向链路容量受限的无小区异构系统中功率分配方法；其特征在于；步骤一的实施过程为：每个AP根据估计得到的信道状态信息，计算AP与用户之间的接收信噪比，并将该接收信噪比传输至中心处理器；中心处理器设置一个接收信噪比阈值，将接收信噪比不小于该阈值的用户划入某个AP的服务范围，记第p个AP服务的用户集合为Φ
p
。3.根据权利要求1所述一种前向链路容量受限的无小区异构系统中功率分配方法；其特征在于；步骤二的实施过程为：中心处理器根据系统需求和实际情况，设置服务一个用户可用的正交码字的最大数量，即ρ
k
；则服务第k个用户的正交码字的数量等于其中δ(.)是狄拉克函数。若第k个用户属于Φ
p
，则δ(k∈Φ
p
)＝1；否则δ(k∈Φ
p
)＝0；根据AP与用户之间的信道状态信息，从服务用户的AP中依据接收信噪比的降序选出个AP，并分配正交码字；按照选出的AP与用户之间的信噪比之和，对用户进行降序排序；为第一个用户的服务AP随意分配正交码字，除去第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡腾宇，朱纮文，郑航，
申请(专利权)人：信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：