【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种去蜂窝大规模mimo系统的用户接入方法，属于mimo。
技术介绍
1、大规模多输入多输出(multiple input multiple output,mimo)技术是指在收发机两端放置多个天线，通过相对简化的信号处理，大幅提升通信容量，为用户带来更高的体验速率和更优质的通信服务。受益于高频谱效率、高能量效率、信道固化与有利传播等优势，学术界和工业界对大规模mimo技术展开深入研究。
2、大规模mimo技术按照天线部署方式可分为两类：其一是采用蜂窝架构，在各蜂窝小区内集中部署天线阵列，实现小区内信号覆盖。此类系统被称为集中式大规模mimo系统，现已成为第五代移动通信(5th generation,5g)空口传输技术。其二是突破“以小区为中心”的传统蜂窝覆盖思想，将大量单天线或多天线接入点(access point,ap)布设在目标区域内，通过反馈链路与中央处理单元(central processing unit,cpu)相连，实现大范围区域的均匀信号覆盖。此类系统被称为去蜂窝大规模mimo系统。该系统良好的宏分集增益能够有效解决传统蜂窝通信网络中边缘效应，为用户提供低时延高可靠的通信服务，因此被视为第六代移动通信(6th generation,6g)的核心技术之一。
3、目前，集中式大规模mimo技术已日趋完善，而去蜂窝大规模mimo技术仍存在诸多技术瓶颈，其首要挑战是用户接入，具体表现为：(1)由于取消了蜂窝边界，各ap无法承载海量用户接入；(2)cpu算力有限，无法承担海量用户接入所
4、为了解决用户接入过程中的各种难题，有人提出“以用户为中心”的全新架构，即通过协同全区域内部分ap节点为目标用户服务，有效压缩用户与服务ap的距离，在获得宏分集增益的同时，为全区域内的用户提供均匀一致可靠的服务。相较于传统蜂窝小区架构，“以用户为中心”的架构摆脱了位置固定、大小固定、资源固定等约束，具有更高的灵活性和可塑性，因而被业界认为是解决用户接入和后续传输的一种可靠途径。基于“以用户为中心”的设计理念，现有去蜂窝大规模mimo系统中用户接入流程如图1所示。下面对各步骤进行介绍：
5、1.接入请求：用户发送接入请求信号，申请入网。
6、2.信息反馈：附近ap收到接入请求信号后，将申请用户设备信息通过回程链路反馈至cpu。
7、3.资源分配：cpu对申请接入的用户进行统计并核验身份，而后为各用户定制ap簇并分配时间、频率和导频等资源，用以提供通信服务，最后将结果告知各ap簇。
8、4.接入应答：各ap簇广播应答信号，告知用户接入时隙、频率、导频等。
9、5.用户接入：各用户按照指定的时隙、频率入网，开展信道估计和数据传输。
10、简言之，通过用户位置分布，为用户灵活生成ap动态协作簇，从而提供用户接入和后续传输服务，有助于将全局问题转化为局部问题，有效减轻了ap负载，使得有限资源复用成为可能。
11、上述方案虽然基于“以用户为中心”的理念，设计了用户接入的基本框架，但仍旧采用集中式信号处理方式，即由cpu完成所有信号处理工作，并未考虑ap与cpu间的回程负载、cpu计算复杂度等实际约束，因而上述用户接入方案仍然难以实现。具体为：
12、(1)受限于回程链路负载，ap向cpu反馈的用户信息以及cpu向ap传递的资源分配信息均有限，现有接入方法并未考虑该实际约束，多数难以实现。(2)现有ap分簇方案需由cpu计算完成，其计算复杂度与用户数量成正比，而cpu算力有限，在海量用户场景下难以实现。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种去蜂窝大规模mimo系统的用户接入方法，以解决目前用户接入过程中存在未考虑实际约束以及计算量大受限于cpu算力导致的难以实现的问题。
2、本专利技术为解决上述技术问题而提供一种去蜂窝大规模mimo系统的用户接入方法，该方法包括以下步骤：
3、1)cpu对接收到的各ap反馈的用户的请求信息进行处理，从各ap中筛选出主ap；
4、2)cpu向各ap发送主ap选取结果，各主ap向外广播自身的信息；
5、3)各用户在接收到主ap广播的信息后选择接入的主ap，将接入一个主ap的用户作为一个用户簇；
6、4)主ap在采集到接入用户的信号后，将收到来自用户簇中各用户信号的ap分为一个簇，以实现ap动态协作分簇；
7、5)主ap将对应ap簇和所接入的用户数量反馈至cpu，cpu根据任意ap簇间的空间隔离情况分配给各主ap接入资源，若两个主ap存在簇间空间隔离，则复用资源，否则分配不同资源，以此实现用户接入。
8、进一步地，所述的步骤1)先采用密度聚类的筛选方法从各ap中筛选出活跃ap，再从活跃ap中选取主ap。
9、进一步地，所述活跃ap筛选过程如下：
10、a.利用用户全覆盖原则确定接收到申请接入用户数最多的ap集合作为第一集合；
11、b.对所述第一集合进行密度聚类和邻域扩展确定第一集合的分组数和分组向量；
12、c.将各分组向量中距离质心最近的ap以及分组向量中处于孤立点的ap作为活跃ap。
13、进一步地，主ap选取过程为：根据活跃ap中接入用户集合与用户计数集合的交集中的最大值确定。
14、进一步地，所述步骤3)中各用户根据最大接收信号强度准则选择接入的主ap，即选择接收到的信号强度最大的主ap来进行接入。
15、进一步地，所述的两个主ap存在簇间空间隔离指是两个主ap下的ap簇没有共用的ap。
16、进一步地，所述步骤2)中各主ap按照相同的功率向外广播自身的信息，包括有主ap的序号、时钟和位置信息。
17、本专利技术的有益效果是:作为改进型专利技术，本专利技术利用cpu对接收到的各ap反馈的用户的请求信息进行处理，从各ap中筛选出主ap，根据筛选出的主ap进行用户动态协作分簇和ap动态协作分簇，将分簇结果发送给cpu，由cpu根据任意ap簇间的空间隔离情况分配给各主ap接入资源，以此实现用户接入。本专利技术将部分计算下放至主ap和用户端，实现ap与cpu间有限信息传递，降低了cpu的计算复杂度，能够满足海量用户接入的需求。
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1.一种去蜂窝大规模MIMO系统的用户接入方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的去蜂窝大规模MIMO系统的用户接入方法，其特征在于，所述的步骤1)先采用密度聚类的筛选方法从各AP中筛选出活跃AP，再从活跃AP中选取主AP。
3.根据权利要求2所述的去蜂窝大规模MIMO系统的用户接入方法，其特征在于，所述活跃AP筛选过程如下：
4.根据权利要求2所述的去蜂窝大规模MIMO系统的用户接入方法，其特征在于，主AP选取过程为：根据活跃AP中接入到的用户集合与用户计数集合的交集中的最大值确定。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的去蜂窝大规模MIMO系统的用户接入方法，其特征在于，所述步骤3)中各用户根据最大接收信号强度准则选择接入的主AP，即选择接收到的信号强度最大的主AP来进行接入。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的去蜂窝大规模MIMO系统的用户接入方法，其特征在于，所述的两个主AP存在簇间空间隔离指是两个主AP下的AP簇没有共用的AP。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的去蜂窝大规
...【技术特征摘要】
1.一种去蜂窝大规模mimo系统的用户接入方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的去蜂窝大规模mimo系统的用户接入方法，其特征在于，所述的步骤1)先采用密度聚类的筛选方法从各ap中筛选出活跃ap，再从活跃ap中选取主ap。
3.根据权利要求2所述的去蜂窝大规模mimo系统的用户接入方法，其特征在于，所述活跃ap筛选过程如下：
4.根据权利要求2所述的去蜂窝大规模mimo系统的用户接入方法，其特征在于，主ap选取过程为：根据活跃ap中接入到的用户集合与用户计数集合的交集中的最大值确定。
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【专利技术属性】
技术研发人员：彭进先，沈哲贤，耿丹，赵超，周伦，吕丽华，龙照飞，田苗苗，桑苗苗，达通航，曹迎禧，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三六一一部队，
类型：发明
国别省市：
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