一种为移动台选取接入基站簇的方法技术

本发明专利技术涉及一种为移动台选取接入基站簇的方法，该方法包括：稀疏度参数设定步骤、服务质量设定步骤、更新步骤、服务质量调整步骤以及接入步骤。该方法能够在服务质量与基站簇内的基站个数之间达到较好的平衡，还能将一部分计算量分摊到各个基站去完成，减少中央控制器的计算工作量。

【技术实现步骤摘要】
一种为移动台选取接入基站簇的方法
本专利技术涉及移动接入
，尤其涉及一种为移动台选取接入基站簇的方法。
技术介绍
在移动通信网络中，一个移动台可以同时接入多个基站，即：由多个基站同时为一个移动台提供服务。这些同时为一个移动台提供服务的基站就组成了一个基站簇。当移动台需要接入基站时，需要通过为其选取基站簇的方法决定将其接入到哪些基站。现有的为移动台选取接入基站簇的方法只简单地根据接收信号的强度来选择接入基站，且基站簇的构成在事先定义好以后会固定不变。这样的方法可能会由于接收信号强度和传输信道的变化导致将移动台接入该基站簇后的服务质量无法保证，还有可能会导致选取出的基站簇内的基站个数过多，使得由于基站簇内的基站间的协同传输带来的开销过大。此外，现有方法的运算量较大且需要集中计算。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种为移动台选取接入基站簇的方法，能够在服务质量与基站簇内的基站个数之间达到较好的平衡，还能将一部分计算量分摊到各个基站去完成，减少中央控制器的计算工作量。本专利技术的一个实施例提供了一种为移动台选取接入基站簇的方法，包括：稀疏度参数设定步骤：基于预先设定的基站簇内的基站个数的上限值设定稀疏度参数；服务质量设定步骤：基于移动台的发射功率、移动台与所有可能接入的基站间的传输信道和基站的环境噪声得到服务质量上限值、服务质量下限值和服务质量中间值；更新步骤：根据服务质量中间值对接入控制矩阵、辅助矩阵和拉格朗日乘数进行多轮更新，直至最近两轮更新得到的接入控制矩阵之间的差异、辅助矩阵之间的差异和拉格朗日乘数之间的差异之和小于预先设定的更新终止门限值；服务质量调整步骤：根据最近一轮更新得到的接入控制矩阵与稀疏度参数的比较结果，调整服务质量上限值和服务质量下限值；以及接入步骤：当服务质量上限值和服务质量下限值的差异小于预先设定的差异门限值时，根据最后一轮更新得到的接入控制矩阵将移动台接入由接入控制矩阵所指示的基站簇。附图说明通过结合附图对于本专利技术的实施例进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中：图1所示为本专利技术的为移动台选取接入基站簇的方法的一个实施例的总体流程示意图；图2所示为本专利技术方法中的更新步骤的一个实施例的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在下面的一个实施例中，假设在一个C-RAN网络中有M个用户和K个基站，考虑其上行链路传输过程，每个用户配备单天线，每个基站配备T根天线。参考图1，图1所示为本专利技术的为移动台选取接入基站簇的方法100的一个实施例的总体流程示意图。方法100可以包括如下步骤101至105。在步骤101中，基于预先设定的基站簇内的基站个数的上限值设定稀疏度参数。本专利技术方法可以在服务质量与基站簇内的基站个数之间进行平衡，因此，为了在后续的步骤中方便地比较判断，在步骤101中，可以基于预先设定的基站簇内的基站个数的上限值设定一个大于零的稀疏度参数。该稀疏度参数的大小可以反映出预先设定的基站簇内的基站个数的上限值的大小。具体来说，稀疏度参数可以确保本专利技术方法最终得到的基站簇内的基站个数在预先设定的基站簇内的基站个数的上限值的附近。在本专利技术的一个实施例中，稀疏度参数β＝1。在步骤102中，基于移动台的发射功率、移动台与所有可能接入的基站间的传输信道和基站的环境噪声得到服务质量上限值、服务质量下限值和服务质量中间值。例如，当移动台m的发射功率为pm，移动台m与所有可能接入的基站间的传输信道为各基站的环境噪声均为σ2时，服务质量上限值ru可以通过如下公式(1)计算得到：服务质量的下限值可以设定为0，即：rL＝0。在本专利技术的一个实施例中，服务质量的中间值可以通过如下公式(2)得到：r＝(rL+ru)/2(2)在步骤103中，根据服务质量中间值对接入控制矩阵、辅助矩阵和拉格朗日乘数进行多轮更新，直至最近两轮更新得到的接入控制矩阵之间的差异、辅助矩阵之间的差异和拉格朗日乘数之间的差异之和小于预先设定的更新终止门限值。在一轮更新的过程中，可以先对接入控制矩阵、辅助矩阵和拉格朗日乘数中的任意一个进行更新，然后再对另外两个进行更新。当对接入控制矩阵、辅助矩阵和拉格朗日乘数都完成一次更新后，就完成了一轮对这三个变量的更新。在本专利技术的一个实施例中，当进行第一轮更新时，可以先将移动台m的接入控制矩阵的初始值设定为其中，表示服务于移动台m的所有基站的接收波束矢量的初始值，其中的wk，m∈CT×1表示基站k与用户m之间的接收波束赋形，因此，接入控制矩阵中的第k个行块子矩阵Wk，m∈CT×KT。拉格朗日乘数的初始值可以设定为I表示单位矩阵，其中，拉格朗日乘数中的第k个行块子矩阵Zk，m∈CT×KT。在本专利技术的一个实施例中，步骤103可以包括如下子步骤201至203：在子步骤201中，根据上一轮更新得到的接入控制矩阵和拉格朗日乘数更新辅助矩阵。在本专利技术的一个实施例中，由于辅助矩阵中包含有移动台与所有可能接入的基站间的接入信息，因此，可以由可能被用于接入移动台的每个基站负责更新辅助矩阵中的对应行块。即：第k个基站负责更新辅助矩阵中的第k个行块。这样，就可以将更新计算辅助矩阵的工作量分担到各个基站完成，而不需要集中在中央控制器上进行。在本专利技术的一个实施例中，可以采用如下规则和公式(3)对辅助矩阵进行更新：当时，辅助矩阵中的第k个行块中的元素值即：第k个基站不作为基站簇中的基站参与移动台m的接入。当时，辅助矩阵中的第k个行块中的元素值其中，λk，m为第k个基站用于接入移动台m的优先级权重，在本专利技术的一个实施例中，λk，m的可以是正数。在本专利技术的一个实施例中，可以将所有的λk，m设置为全1。为第l轮更新得到的移动台m接入控制矩阵的第k个行块，为第l轮更新得到的移动台m的拉格朗日乘数的第k个行块，c为大于零的预设常数，||||F表示求F范数。在子步骤202中，根据服务质量中间值、更新后的辅助矩阵、上一轮更新得到的接入控制矩阵和上一轮更新得到的拉格朗日乘数对接入控制矩阵进行多次迭代，直至最近两次迭代得到的接入控制矩阵的差异小于预先设定的相似度。在本专利技术的一个实施例中，在上述的一轮对三个变量的更新过程中，可以采用多次迭代的方法，完成对接入控制矩阵的一轮更新。在本专利技术的一个实施例中，该多次迭代过程可以包含如下子步骤：迭代参数初始化子步骤：可以初始化接入控制矩阵的迭代次数q＝0，迭代参数α(0)＝1；接入控制矩阵计算子步骤：可以用如下公式(4)计算得到第l+1轮更新后移动台m的接入控制矩阵。在本专利技术的一个实施例中，还可以对用公式(4)计算得到的进行转换，使其成为半正定的矩阵。具体来说，可以先对用公式(4)计算得到的进行特征值分解，如果有负的特征值，将其置零，然后将其与特征向量矩阵相乘，得到转换后的终止迭代子步骤：当对接入控制矩阵的最近两次迭代的差异小于预先设定的相似度时，可以终止迭代并将转换后的半正定矩阵作为迭代输出。在本专利技术的一个实施例中，可以通过如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为移动台选取接入基站簇的方法，其特征是，包括：稀疏度参数设定步骤：基于预先设定的基站簇内的基站个数的上限值设定稀疏度参数；服务质量设定步骤：基于所述移动台的发射功率、所述移动台与所有可能接入的基站间的传输信道和所述基站的环境噪声得到服务质量上限值、服务质量下限值和服务质量中间值；更新步骤：根据服务质量中间值对接入控制矩阵、辅助矩阵和拉格朗日乘数进行多轮更新，直至最近两轮更新得到的所述接入控制矩阵之间的差异、所述辅助矩阵之间的差异和所述拉格朗日乘数之间的差异之和小于预先设定的更新终止门限值；服务质量调整步骤：根据最近一轮更新得到的接入控制矩阵与所述稀疏度参数的比较结果，调整所述服务质量上限值和所述服务质量下限值；以及接入步骤：当所述服务质量上限值和所述服务质量下限值的差异小于预先设定的差异门限值时，根据最近一轮更新得到的接入控制矩阵将所述移动台接入由所述接入控制矩阵所指示的基站簇。

【技术特征摘要】
1.一种为移动台选取接入基站簇的方法，其特征是，包括：稀疏度参数设定步骤：基于预先设定的基站簇内的基站个数的上限值设定稀疏度参数；服务质量设定步骤：基于所述移动台的发射功率、所述移动台与所有可能接入的基站间的传输信道和所述基站的环境噪声得到服务质量上限值、服务质量下限值和服务质量中间值；更新步骤：根据服务质量中间值对接入控制矩阵、辅助矩阵和拉格朗日乘数进行多轮更新，直至最近两轮更新得到的所述接入控制矩阵之间的差异、所述辅助矩阵之间的差异和所述拉格朗日乘数之间的差异之和小于预先设定的更新终止门限值；服务质量调整步骤：根据最近一轮更新得到的接入控制矩阵与所述稀疏度参数的比较结果，调整所述服务质量上限值和所述服务质量下限值；以及接入步骤：当所述服务质量上限值和所述服务质量下限值的差异小于预先设定的差异门限值时，根据最近一轮更新得到的接入控制矩阵将所述移动台接入由所述接入控制矩阵所指示的基站簇；其中，所述更新步骤进一步包括：辅助矩阵更新步骤：根据上一轮更新得到的接入控制矩阵和拉格朗日乘数更新所述辅助矩阵；接入控制矩阵更新步骤：根据服务质量中间值、更新后的辅助矩阵、上一轮更新得到的所述接入控制矩阵和上一轮更新得到的所述拉格朗日乘数对所述接入控制矩阵进行多次迭代，直至最近两次迭代得到的所述接入控制矩阵的差异小于预先设定的相似度；以及拉格朗日乘数更新步骤：根据更新后的接入控制矩阵、更新后的辅助矩阵和上一轮更新得到的拉格朗日乘数更新拉格朗日乘数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述辅助矩阵更新步骤进一步包括：由可能被用于接入移动台的每个基站更新所述辅助矩阵中的对应行块。3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述辅助矩阵更新步骤进一步包括：当时，所述辅助矩阵中的第k个行块中的元素值为零；以及当时，所述辅助矩阵中的第k个行块中的元素值其中，λk,m为第k个基站用于接入移动台m的优先级权重，为第l轮更新得到的移动台m的接入控制矩阵的第k个行块，为第l轮更新得到的移动台m的拉格朗日乘数的第k个行块，c为大于零的预设常数，||||F表示求F范数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述接入控制矩阵更新步骤进一步包括：迭代参数初始化步骤：初始化接入控制矩阵的迭代次数q＝0，迭代参数α(0)＝1；接入控制矩阵计算步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：林静然，姜昌旭，利强，李玉柏，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51