毫微微蜂窝网络中基于感知的频谱自管理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102612042A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102612042A(43)申请公布日2012.07.25(21)申请号201210111210.9(22)申请日2012.04.13(71)申请人北京邮电大学地址100876北京市海淀区西土城路10号(72)发明人李伟郑伟苏涛巨颖温向明(51)Int.Cl.H04W16/14(2009.01)H04W72/08(2009.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书55页页附图附图33页(54)发明名称毫微微蜂窝网络中基于感知的频谱自管理方法(57)摘要本发明涉及移动通信中的无线资源管理，提供一种毫微微蜂窝网络中基于感知的子频带自管理方法。该方法包括用户测量邻近基站对其产生的干扰并上报；集中控制单元根据测量报告计算干扰权重并生成加权干扰图，根据用户服务质量需求以及网络中基站分布密度，对毫微微基站进行分簇，形成虚拟小区。相互干扰较小的毫微微基站划分到相同的簇，簇内节点复用子频带。由于毫微微蜂窝网络中基站随时开启或关闭，引起网络拓扑以及基站密度随时变化，针对网络的动态时变性，依据发生启闭的基站数量以及网络中激活基站的密度，分别采用基于最大复用熵的子频带分配算法，重新执行分簇算法以及调整分簇参数实现频谱的自管理，从而在抑制毫微微基站间的干扰的同时，有效地改善网络的频谱利用率。CN10264ACN102612042A权利要求书1/2页1.毫微微蜂窝网络中基于感知的频谱自管理方法，其特征在于包括以下步骤：基于感知的频谱自管理的算法步骤：步骤1：用户测量邻近基站对其产生的干扰，通过为其服务的毫微微基站上报到毫微微基站网关中的集中控制单元中，集中控制单元计算干扰权重并生成加权干扰图；步骤2：集中控制单元根据用户服务质量需求和网络中工作的毫微微基站密度，确定簇数M并执行基于最大K割的分簇算法，形成虚拟小区；步骤3：将授权可用的频谱分成M个子频带，执行基于平均SINR最大化的子频带选择算法，每个虚拟小区分配到最佳子频带；步骤4：集中控制单元监测毫微微蜂窝网络中基站状态改变情况，统计状态改变的基站的数目和位置等信息；步骤5：若状态发生变化的基站总数目小于计数门限值，新开启的基站执行基于最大复用熵的子频带分配算法；步骤6：当状态发生变化的基站总数目大于计数门限值，且处于工作状态的基站密度维持稳定即小于密度门限值，则重新执行分簇算法；步骤7：当状态发生变化的基站总数目大于计数门限值，且处于工作状态的基站密度变化较大即大于密度门限值，调整簇数M。新开启毫微微基站的频谱分配的算法步骤：步骤1：新开启毫微微基站计算在每个子频带上的SINR，并上报给集中控制单元；步骤2：集中控制单元将接收的每个子频带上的SINR与判决门限做比较，选出满足用户服务质量需求的子频带作为候选集；步骤3：已经使用候选子频带的毫微微基站上报其干扰情况至集中控制单元；步骤4：集中控制单元将接收的每个子频带上的SINR与判决门限做比较，选出满足用户服务质量需求的子频带作为新开启基站的候选集；步骤5：集中控制单元从候选集中选择复用熵最小的子频带分配给新开启的毫微微基站。2.根据权利要求1所述的基于感知的子频带自管理方法，其特征在于：所述频谱自管理步骤1中，集中控制单元集成在毫微基站网关中，用户测量邻近其它基站对其干扰的过程中，可以设定一个门限值，干扰信号强度超过门限值才上报给集中控制单元。3.根据权利要求1所述的基于感知的子频带自管理方法，其特征在于：所述频谱自管理步骤2中，集中控制单元能够监测所有的基站状态，并统计处于工作状态的毫微微基站部署密度、位置信息以及工作频率等。此外，集中控制单元执行分簇算法，使得毫微微蜂窝网络由一个个虚拟小区构成，不仅有效降低基站间的干扰，而且便于管理，降低网络信令开销。4.根据权利要求1所述的基于感知的子频带自管理方法，其特征在于：所述频谱自管理步骤5，6，7中，由于毫微微蜂窝网络中的基站由用户自行安装和维护，且随时开启或关闭，导致网络拓扑以及激活的毫微微基站密度随时在变化。基于毫微微蜂窝网络的时变性，将网络的变化归结为三种，(1)少量毫微微基站状态变化；(2)大量毫微微基站状态变化，但处于激活状态的基站总数维持稳定；(3)大量毫微微基站状态变化，2CN102612042A权利要求书2/2页同时处于激活状态的基站总数也发生较大的变化。针对这三种情况，分别提供对应的自管理解决方案，以提高频谱的高效性，同时抑制基站间的干扰，提高网络的吞吐量。5.根据权利要求1所述的基于感知的子频带自管理方法，其特征在于：所述频谱自管理步骤5中，集中控制单元执行基于最大熵的频谱分配算法，最大熵保证子频带空间分布的均匀性，为下一个新开启的毫微微基站分配子频带降低复杂度。6.