一种蜂窝异构网络下的用户接入模式选择方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103731900103731900A(43)申请公布日2014.04.16(21)申请号201310673467.8(22)申请日2013.12.10(71)申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人余官定鲍鹏程殷锐陈琪美江玉环(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人胡红娟(51)Int.Cl.H04W40/22(2009.01)H04W48/20(2009.01)权权利要求书3页利要求书3页说明书9页说明书9页附图5页附图5页(54)发明名称一种蜂窝异构网络下的用户接入模式选择方法(57)摘要本发明公开了一种蜂窝异构网络下用户接入模式选择方法，属于通信领域。本发明的异构网络下的待接入用户可以选择三种接入模式，分别为宏蜂窝接入模式、小蜂窝接入模式和D2D中继接入模式。D2D中继接入模式可以使小蜂窝覆盖范围外的待接入用户在满足一定的条件下通过与小蜂窝用户建立D2D直连通信的方式，由该小蜂窝用户作为中继接入到小基站，从而提升小基站的服务范围，提高用户体验。同时，本发明也提供了一种接入模式选择方法以及D2D中继接入模式下的中继选择、信道与功率分配方法，可以有效解决接入模式选择、中继选择、信道与功率分配问题，提高异构网络的能量效率。CN103731900ACN10379ACN103731900A权利要求书1/3页1.一种蜂窝异构网络下的用户接入模式选择方法，其特征在于，所述的蜂窝异构网络下用户具有3种接入模式，分别为小蜂窝接入模式、宏蜂窝接入模式和D2D中继接入模式，待接入用户通过以下步骤选择接入模式：（1）待接入用户感知来自所有小基站的信号强度，并根据信号强度获取待接入用户的位置；（2）待接入用户根据自身的位置选择接入模式：（2-1）若待接入用户处于小蜂窝覆盖范围内，则待接入用户采用小蜂窝接入模式；（2-2）若待接入用户处于小蜂窝覆盖范围外，则判断待接入用户是否存在邻近小基站，若不存在邻近小基站，则待接入用户采用宏蜂窝接入模式；若存在邻近小基站，则进入步骤（3）；（3）判断待接入用户是否存在最终中继，（3-1）若存在，则待接入用户采用D2D中继接入模式；（3-2）若不存在，则待接入用户采用宏蜂窝接入模式；D2D中继接入模式为待接入用户通过最终中继接入到相应的小基站。2.如权利要求1所述的蜂窝异构网络下的用户接入模式选择方法，其特征在于，所述的D2D中继接入模式包括以下步骤：（S1）待接入用户获取中继信道，并计算相应的发射功率；（S2）待接入用户通过所述的中继信道与最终中继建立D2D链路；（S3）待接入用户的数据由最终中继转发到小基站，使待接入用户接入到相应的小基站。3.如权利要求2所述的蜂窝异构网络下的用户接入模式选择方法，其特征在于，所述步骤（S1）中根据以下方法获取中继信道并计算相应的发射功率：（S1-1）最终中继感知其他宏蜂窝用户使用的宏蜂窝信道，选择干扰最小的宏蜂窝信道；（S1-2）根据公式：计算待接入用户复用所述干扰最小的宏蜂窝信道与最终中继进行D2D通信所需的发送功率Pw，Im为干扰最小的宏蜂窝信道的干扰，HD为待接入用户与最终中继之间的信道增益，N0为噪声功率，γdth为小蜂窝用户解调信号所需的最低信干噪比门限；（S1-3）根据公式：计算待接入用户复用干扰最小的宏蜂窝信道时，宏基站接收到的来自于该宏蜂窝信道上的宏蜂窝用户的信号的信干噪比γm，为宏基站接收到的来自该宏蜂窝信道上的宏蜂窝用户的信号的信号强度，Hw为待接入用户与宏基站之间的信道增益；若γm≥γcth，则待接入用户复用该宏蜂窝用户，其中γcth为宏基站解调信号所需的最低信干噪比门限；2CN103731900A权利要求书2/3页否则，宏基站为待接入用户分配未被其他用户使用的宏蜂窝信道作为专用信道，且根据公式：计算待接入用户的发射功率Pw′。4.如权利要求3所述的蜂窝异构网络下的用户接入模式选择方法，其特征在于，所述的邻近小基站为待接入用户接收到的信号强度大于设定的阈值的小基站。5.如权利要求4所述的蜂窝异构网络下的用户接入模式选择方法，其特征在于，所述的最终中继为愿意为待接入用户作为D2D中继，同时使待接入用户的接入功率最小的小蜂窝用户，且该发射功率小于采用宏蜂窝接入模式时待接入用户的发射功率。6.如权利要求5所述的蜂窝异构网络下的用户接入模式选择方法，其特征在于，所述步骤（3）通过以下步骤判断是否存在最终中继：（301）待接入用户向宏基站发送D2D中继接入请求，宏基站接收到所述的D2D中继接入请求后为待接入用户分配临时信道，并设定定时时间；（302）待接入用户采用所述的临时信道广播D2D中继接入请求；（3