一种接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法技术

本发明专利技术公开了一种接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法，在用户接入时延的约束下，通过设定用户有效接入点范围，确定系统所需接入点密度，既能够保证用户服务质量，又有效地控制了成本；与此同时，本发明专利技术的方法在设计时对无蜂窝大规模MIMO架构进行了充分考虑，并且采用了规范化的随机接入标准，使得最终的方法具有较强的现实实用性，能够切实地应用于实际的通信场景中。地应用于实际的通信场景中。地应用于实际的通信场景中。

【技术实现步骤摘要】
一种接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法


[0001]本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着无线通信技术的快速发展，无蜂窝大规模MIMO被认为是未来第六代移动通信系统的重要发展方向之一。无蜂窝大规模MIMO将大量接入点分布于广泛区域中，共同向用户提供服务，消除了传统蜂窝网络架构中小区间干扰对系统性能的限制，极大地缓解小区边缘效应，使边缘用户性能得到大幅提升。
[0003]无蜂窝大规模MIMO的接入点密度直接决定了其系统性能。密集地部署接入点可令系统频谱增益大幅提升，但随之也将带来能耗和成本的同步激增。稀疏地部署接入点，则会导致用户被距离较远的接入点接入网络，服务性能下降。因此，接入点密度需在满足用户性能需求的前提下，寻找最佳取值。本专利技术通过设定用户有效接入点范围，在用户接入时延的约束下，确定系统所需接入点密度。保证用户性能的同时也节省了系统能耗与成本，可对未来移动通信网络的实际运行提供重要的参考价值。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术提供了一种接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度方法，用来解决实际问题中，系统部署能耗和成本过大，用户在远距离时导致接入点网络服务性能下降的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法，其包括：
[0008]确定无蜂窝大规模MIMO系统总覆盖半径；
[0009]设定单位面积用户平均数目；
[0010]设定用户有效接入点覆盖半径；
[0011]设定用户随机接入时延上限；
[0012]通过接入点密度表达式，计算出系统所需的接入点密度数值。
[0013]作为本专利技术所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法的一种优选方案，其中：所述确定无蜂窝大规模MIMO系统总覆盖半径，包括：
[0014]实地走访目标网络系统的选址地，综合考虑选址地的地形、建筑，并结合现实中系统需求，确定系统总覆盖半径R。
[0015]作为本专利技术所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法的一
种优选方案，其中：所述设定单位面积用户平均数目，包括：
[0016]对任意若干单位面积实施流量监控获取数据，基于流量监控获取的数据，得到单位面积用户的平均数目λ
u
。
[0017]作为本专利技术所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法的一种优选方案，其中：所述设定用户有效接入点覆盖半径，包括：
[0018]为了保证传输性能，用户需要被有限范围内的接入点服务，这个范围被称为用户的有效区域；有效区域半径越小，用户服务性能越好，但接入时延也会随之延长；基于用户传输速率性能需求，设定有效区域内的接入点覆盖半径为D。
[0019]作为本专利技术所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法的一种优选方案，其中：所述设定用户随机接入时延上限，包括：
[0020]用户被有效区域内的任意接入点检测到称为成功接入网络，用户从发出接入请求至成功接入网络的时间称为接入时延；为考虑到良好的用户体验，需要设定用户随机接入时延的上限T。
[0021]作为本专利技术所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法的一种优选方案，其中：所述通过接入点密度表达式，计算出系统所需的接入点密度数值，包括：
[0022]条件约束被接入点检测到的概率；
[0023]基于条件约束，得到用户被接入点检测到的概率；
[0024]基于用户被接入点检测到的概率，得到系统所需的接入点密度数值。
[0025]作为本专利技术所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法的一种优选方案，其中：所述条件约束被接入点检测到的概率，包括：
[0026]依据通信传输质量需要，并考虑成本，设定无蜂窝大规模MIMO网络中每个接入点配置M根天线；
[0027]在减小导频污染的同时兼顾信息传输效率，设定导频序列长度为τ，正交导频共τ个；
[0028]做工不同的接入点存在不同的检测精度，根据所用接入点的检测精度确定检测阈值γ；
[0029]依据网络所用载波频率和信号传播环境，确定路径损失指数α，且α＞2。
[0030]作为本专利技术所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法的一种优选方案，其中：基于条件约束，得到用户被接入点检测到的概率，包括：
[0031]计算出第k个用户被第l个接入点检测到的概率，公式表示为：
[0032][0033]其中，M为接入点天线数，τ是信道导频数目，α为路径损耗指数，γ是接入点检测阈值即接入点检测精度；L
(i)
(s)是L(s)对s的第i阶导数。
[0034]作为本专利技术所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法的一种优选方案，其中：所述L(s)对s的第i阶导数，包括：
[0035]L(s)表达式为：
[0036]其中，并且是不完整的Beta函数。
[0037]作为本专利技术所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法的一种优选方案，其中：基于用户被接入点检测到的概率，得到系统所需的接入点密度数值，包括：
[0038]计算出满足用户时延需求的接入点密度数值λ
a
，公式为：
[0039][0040]与现有技术相比，本专利技术有益效果为：本专利技术能够通过设定用户有效接入点范围、设定用户接入时延，并在接入时延的约束下，确定系统的接入点密度；保证用户性能的同时也节省了系统能耗与成本，对未来移动通信网络的实际运行提供重要的参考价值。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0042]图1为本专利技术一个实施例所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法的流程示意图。
具体实施方式
[0043]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法，其特征在于，包括：确定无蜂窝大规模MIMO系统总覆盖半径；设定单位面积用户平均数目；设定用户有效接入点覆盖半径；设定用户随机接入时延上限；通过接入点密度表达式，计算出系统所需的接入点密度数值。2.如权利要求1所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法，其特征在于，所述确定无蜂窝大规模MIMO系统总覆盖半径，包括：实地走访目标网络系统的选址地，综合考虑选址地的地形、建筑，并结合现实中系统需求，确定系统总覆盖半径R。3.如权利要求2所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法，其特征在于，设定单位面积用户平均数目，包括：对任意若干单位面积实施流量监控获取数据，基于流量监控获取的数据，得到单位面积用户的平均数目λ
u
。4.如权利要求3所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法，其特征在于，设定用户有效接入点覆盖半径，包括：为了保证传输性能，用户需要被有限范围内的接入点服务，这个范围被称为用户的有效区域；有效区域半径越小，用户服务性能越好，但接入时延也会随之延长；基于用户传输速率性能需求，设定有效区域内的接入点覆盖半径为D。5.如权利要求4所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法，其特征在于，设定用户随机接入时延上限，包括：用户被有效区域内的任意接入点检测到称为成功接入网络，用户从发出接入请求至成功接入网络的时间称为接入时延；为考虑到良好的用户体验，需要设定用户随机接入时延的上限T。6.如权利要求2至5任一所述的接入时延受限的无蜂窝大规模MIMO接入点密度计算方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琦，顾瀚泉，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：