免授权频段辅助下的设备的连接方法技术

本发明专利技术公开了免授权频段辅助下的设备的连接方法，包括以下步骤：检测各免授权信道的使用状态；将当前时刻空闲的免授权信道分配给基站用户，并估算免授权信道的可用时间；对基站用户进行筛选，得到最终进行传输数据的基站用户；对筛选出的基站用户进行能耗优化，从而提高基站用户的连接传输质量

【技术实现步骤摘要】
免授权频段辅助下的设备的连接方法


[0001]本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种免授权频段辅助下的设备的连接方法
。

技术介绍

[0002]在城市的蜂窝网络中，在授权频谱的稀缺性成为了提高网络速率的主要瓶颈，然而在
Wi
‑
Fi
下的免授权信道由于缺少高效的资源管理系统导致频谱效率低，相比之下新空口
(New Radio
，
NR)
具有更加高效的资源管理效率
。
因此，考虑使用的免授权频段
(NR
‑
U)
是解决频谱资源短缺的主要方法
。
为了缓解授权频谱资源的短缺，引入了授权辅助接入，以允许基站用户与
Wi
‑
Fi
用户共享未授权信道
。
[0003]然而，在基站用户使用免授权的频段时，还应考虑对
Wi
‑
Fi
用户的影响
。
直观地看，基站用户使用的免授权信道越多，免授权信道上的频谱效率就越高
。
然而，这将导致
Wi
‑
Fi
用户的性能下降
。
因此，在
NR
‑
U
系统中，频谱效率和对
Wi
‑
Fi
用户的影响之间存在内在的权衡
。
即基站用户在使用免授权频段时，可能会与
Wi
‑
Fir/>用户发生“碰撞”，而且容易影响信道的传输速率
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种免授权频段辅助下的设备的连接方法
。
本专利技术可以降低基站用户与
Wi
‑
Fi
用户传输的数据包发生碰撞概率，还能够保证免授权信道的传输速率，提高传输质量
。
[0005]本专利技术的技术方案：免授权频段辅助下的设备的连接方法，包括以下步骤：
[0006]S1
：检测各免授权信道的使用状态；
[0007]S2
：将当前时刻空闲的免授权信道分配给基站用户，并估算免授权信道的可用时间；
[0008]S3
：对基站用户进行筛选，得到最终进行传输数据的基站用户；
[0009]S4
：对筛选出的基站用户进行能耗优化，从而提高基站用户的连接传输质量
。
[0010]前述的免授权频段辅助下的设备的连接方法中，对基站用户进行筛选的方法为二分法，包括以下步骤：
[0011]S31.1
：估算每个基站用户的信道增益；
[0012]S31.2
：根据信道增益对基站用户进行从高到低排序，生成用户序列；
[0013]S31.3
：设定可行性条件；
[0014]S31.4
：在用户序列中进行循环筛选，筛选出所有满足可行性条件的基站用户
。
[0015]前述的免授权频段辅助下的设备的连接方法中，所述循环筛选包括以下步骤：
[0016]S31.4.1
：设能够连接的用户为取出用户序列总数中的中间数量的用户，判断中间数量的用户是否满足可行性条件：若用户序列的前一半用户满足可行性条件，则用户数最大值不变，将一半的用户数作为用户最小值，生成新的用户序列；若中间数量的用户不满足
可行性条件，则用户数最小值不变，将用户的中间数转变为用户数最大值，生成新的用户序列；
[0017]S31.4.2
：在新的用户序列中重复
S31.4.1
，直至最终生成的用户序列中最大值和最小值相差小于等于1时，判断其中间数量的基站用户是否满足可行性条件，若满足，则在
S31.2
的用户序列中，以该用户数量取出前面序列靠前的所有基站用户，若不满足，则在
S31.2
的用户序列中，以该用户数量减1为终点取出前面所有基站用户
。
[0018]前述的免授权频段辅助下的设备的连接方法中，对基站用户进行筛选的方法为遗传算法，包括以下步骤：
[0019]S32.1
：设定可行性条件；
[0020]S32.2
：随机初始化连接的基站用户数量，并判断在当前连接数量下是否满足可行性条件，若满足则将该连接数量作为一种连接的可能性；
[0021]S32.3
：重复
S32.2
，列举出所有连接的可能性并分别计算每种可能性所对应的适应值；
[0022]S32.4
：根据适应值的大小对所有可能性进行排序，获得可行解集合；
[0023]S32.5
：在可行解集合中进行交叉处理或者变异处理，产生新的可行解集合并计算新的可行解集合中所有可能性的适应值；
[0024]S32.6
：按照适应值对新的可行解集合中所有可能性进行排序，在新的可行解集合中循环重复
S32.5
，并记录循环次数；
[0025]S32.7
：当循环次数达到预设的循环次数值时停止循环，得到最终的可行解集合
。
[0026]前述的免授权频段辅助下的设备的连接方法中，所述交叉处理为：
[0027]在可行解集合中随机选取两组可能性在同一位置截成两段，并将两组可能性的片段进行交换，形成新的可行解集合
。
[0028]前述的免授权频段辅助下的设备的连接方法中，所述变异处理为：
[0029]在可行解集合中将每一组可能性中用户的连接状态取反，生成一个新的可行解集合
。
[0030]前述的免授权频段辅助下的设备的连接方法中，所述能耗优化的方法包括拉格朗日乘子法
。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0032]本专利技术中，在分配免授权信道之前，检测各免授权信道的使用状态，将空闲的免授权信道分配给基站用户，从而降低基站用户与
Wi
‑
Fi
用户传输的数据包发生碰撞的概率
。
在分配好免授权信道之后，需要对基站用户进行筛选，从而实现可连接基站用户数量最大化，然后对基站用户进行能耗优化，从而降低免授权信道的能耗，提高免授权信道的传输速率
。
综上，本专利技术能够合理分配用户在授权信道和免授权信道上的功率，实现在频谱资源和功率约束以及在与
Wi
‑
Fi
用户共存的基础上保证每个用户能够到达基本的传输速率，提高用户的传输质量，保证了用户在系统中的公平性
。
附图说明
[0033]图1是本专利技术中连接方法的流程图；
[0034]图2是本专利技术基站与用户设备之间的交互示意图；
[0035]图3是本专利技术中用户设备的结构示意图；
[0036]图4是本专利技术中基站的结构示意图<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
免授权频段辅助下的设备的连接方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1
：检测各免授权信道的使用状态；
S2
：将当前时刻空闲的免授权信道分配给基站用户，并估算免授权信道的可用时间；
S3
：对基站用户进行筛选，得到最终进行传输数据的基站用户；
S4
：对筛选出的基站用户进行能耗优化，从而提高基站用户的连接传输质量
。2.
根据权利要求1所述的免授权频段辅助下的设备的连接方法，其特征在于：对基站用户进行筛选的方法为二分法，包括以下步骤：
S31.1
：估算每个基站用户的信道增益；
S31.2
：根据信道增益对基站用户进行从高到低排序，生成用户序列；
S31.3
：设定可行性条件；
S31.4
：在用户序列中进行循环筛选，筛选出所有满足可行性条件的基站用户
。3.
根据权利要求2所述的免授权频段辅助下的设备的连接方法，其特征在于：所述循环筛选包括以下步骤：
S31.4.1
：设能够连接的用户数为取出用户序列总数中的中间数量的用户，判断中间数量的用户是否满足可行性条件：若用户序列的前一半用户满足可行性条件，则用户数最大值不变，将一半的用户数作为用户最小值，生成新的用户序列；若中间数量的用户不满足可行性条件，则用户数最小值不变，将用户的中间数转变为用户数最大值，生成新的用户序列；
S31.4.2
：在新的用户序列中重复
S31.4.1
，直至最终生成的用户序列中最大值和最小值相差小于等于1时，判断其中间数量的基站用户是否满足可行性条件，若满足，则在
S31.2
的用户序列中，以该用户数量取出前面序列靠前的所有基站用户，若不满足...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷锐，饶文斌，袁建涛，应小宇，丁智，周猛，方春燕，孙鹿阳，王晨阳，
申请(专利权)人：浙大城市学院，
类型：发明
国别省市：