一种蜂窝和无蜂窝共存网络的接入点部署方法技术

本公开是关于一种蜂窝和无蜂窝共存网络的接入点部署方法，该方法包括：构建由蜂窝网络和无蜂窝网络组成的共存网络，共存网络包括多个蜂窝网络区域和多个无蜂窝网络区域；共存网络包括多个基站和多个接入点。在共存网络的覆盖区域内设置多个预设部署位置；多个预设部署位置分别用于部署接入点；并根据多个基站和多个接入点的联合传输模式确定共存网络中用户的下行可达速率和网络平均吞吐量；以最大化网络平均吞吐量为目标，将多个接入点的优化部署问题建模为数学模型；并求解数学模型的最优解，完成多个接入点的优化部署。本公开能够在一定程度上解决用户之间网络性能的差异问题，实现通信区域内通信信号均匀、一致的覆盖。一致的覆盖。一致的覆盖。

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝和无蜂窝共存网络的接入点部署方法


[0001]本公开涉及无线通信
，尤其涉及一种蜂窝和无蜂窝共存网络的接入点部署方法。

技术介绍

[0002]由无蜂窝网络和传统蜂窝网络构建的共存网络，是一种从传统蜂窝系统到无蜂窝系统的过渡网络架构。该共存网络具有基站(Base Station,BS)和接入点(Access Point,AP)两种类型的传输节点。BS和AP均部署在传统蜂窝网络中，BS部署在蜂窝网络的中心位置，AP可分布在覆盖区域的任意位置，并通过光纤或微波回传链路连接到基带处理单元(Building Base band Unit,BBU)。该共存网络利用BBU可实现多传输节点的协作处理，借助灵活的AP部署实现盲区覆盖、边缘覆盖和热点增强等网络性能的提升。
[0003]在无蜂窝网络和传统蜂窝网络构建的共存网络中，信道质量较差的边缘区域和盲区用户可借助AP和BS进行联合信号传输。由于该共存网络中的BS的位置一般较为固定，所以AP部署的密度和位置直接决定了AP与用户之间的路径损耗，从而影响用户的服务体验和覆盖区域的信号质量。因此，如何通过该优化AP部署缩小用户间的网络性能差异，使用户在任何位置都能实现良好的服务体验，实现通信区域中通信信号均匀、一致的覆盖成为了首要解决的问题
[0004]因此，为了解决用户之间的网络性能差异，实现通信区域中通信信号均匀、一致的覆盖，有必要提出一种方案以改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。
[0005]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]本公开实施例提供一种蜂窝和无蜂窝共存网络的接入点部署方法，所述接入点部署方法包括：
[0007]构建由蜂窝网络和无蜂窝网络组成的共存网络，所述共存网络包括多个蜂窝网络区域，以及分别穿插覆盖多个所述蜂窝网络区域的多个无蜂窝网络区域；所述共存网络包括多个基站和多个接入点，其中，每个所述蜂窝网络区域的中心位置分别设置有一个所述基站，多个所述接入点分别设置在所述共存网络的覆盖区域内；
[0008]在所述共存网络的覆盖区域内设置多个预设部署位置；多个所述预设部署位置分别用于部署接入点；并根据多个所述基站和多个所述接入点的联合传输模式确定所述共存网络中用户的下行可达速率和网络平均吞吐量；
[0009]以最大化所述网络平均吞吐量为目标，将多个所述接入点的优化部署问题建模为数学模型；并求解所述数学模型的最优解，完成多个所述接入点的优化部署。
[0010]本公开的一示例性实施例中，所述共存网络通过光纤或微波回程链路与基带处理单元连接。
[0011]本公开的一示例性实施例中，构建所述共存网络的步骤包括：
[0012]设置M个所述蜂窝网络区域，M＝{1,L,mL,m'L,M}；K个所述用户，K＝{1,L,iL,kL,k'L,K}；以及N个所述预设部署位置，N＝{1,L,nL,n'L,N}；则所述基站的数量也为M，M＝{1,L,mL,m'L,M}；
[0013]令向量X∈C
N
×1表示多个所述接入点的部署方案，x
n
∈X为二元决策变量，表示第n个所述预设部署位置是否部署接入点；C表示复值矩阵集合；N
×
1表示维度；
[0014]则第k个所述用户的接收信号的表达式包括：
[0015][0016]其中，y
k
表示第k个用户的接收信号；G
m,k
表示第m个基站与第k个用户之间的信道矩阵，G
m,k
∈C
N
×1；w
m,k
表示第m个基站发送到第k个用户的预编码向量，w
m,k
∈C
N
×1；ρ
r
表示接入点的发射功率；h
n,k
表示第n个预设部署位置上的接入点与第k个用户之间的信道，h
n,k
:CN(0,β
n,k
)，β
n,k
表示大尺度衰落系数，CN表示圆对称复高斯分布；v
n,k
表示第n个预设部署位置上的接入点发送到第k个用户的预编码向量；q
k
表示发送给第k个用户的下行期望信号；q
i
表示发送给第i个用户的下行期望信号；z
k
表示第k个用户处的加性高斯白噪声，σ
k
表示噪声的标准差；G
m',k
表示第m'个基站与第k个用户之间的信道矩阵；w
m',k'
表示第m'个基站发送到第k'个用户的预编码向量，w
m',k'
∈C
N
×1；q
k'
表示发送给第k'个用户的下行期望信号；
[0017]第k个所述用户的信干噪比的表达式包括：
[0018][0019]其中，γ
k
表示第k个用户的信干噪比。
[0020]本公开的一示例性实施例中，定义所述网络平均吞吐量的表达式为：其中，K表示用户数量；
[0021]根据詹森不等式得到，
[0022]本公开的一示例性实施例中，所述以最大化所述网络平均吞吐量为目标，将多个接入点的优化部署问题建模为数学模型的步骤中，所述数学模型为：
[0023][0024]其中，P1表示多个接入点的优化部署问题；表示最大化网络平均吞吐量；s.t.表示约束于；C1表示第一约束条件；C2表示第二约束条件；C3表示第三约束条件；C4第四约束条件；R
k
表示第k个用户的下行可达速率；R
k,min
表示第k个用户的下行可达速率的阈值；表示任意k值；||X||0表示部署方案X的非凸范数L0；L表示接入点的最大数量；ρ
r,max
表示接入点的最大发射功率；x
n
表示第n个预设部署位置是否部署接入点；表示任意n值。
[0025]本公开的一示例性实施例中，所述并求解所述数学模型的最优解，完成多个所述接入点的部署的步骤包括：
[0026]将多个所述接入点的优化部署问题进行简化处理，得到第k个所述用户的信干噪比的简化表达形式；
[0027]将每个所述约束条件中的非凸约束分别转化为凸约束；
[0028]根据第k个所述用户的信干噪比的简化表达形式，引入辅助变量，得到第k个所述用户的信干噪比的参数形式；
[0029]将多个所述接入点的优化部署问题进行分解，并利用第k个所述用户的信干噪比的参数形式分别予以迭代求解，得到多个所述接入点的优化部署问题的最优解，完成多个所述接入点的部署。
[0030]本公开的一示例性实施例中，第k个所述用户的信干噪比的简化表达形式包括：
[0031][0032]其中，BD
k
表示基站和第k个用户之间的期望信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝和无蜂窝共存网络的接入点部署方法，其特征在于，所述接入点部署方法包括：构建由蜂窝网络和无蜂窝网络组成的共存网络，所述共存网络包括多个蜂窝网络区域，以及分别穿插覆盖多个所述蜂窝网络区域的多个无蜂窝网络区域；所述共存网络包括多个基站和多个接入点，其中，每个所述蜂窝网络区域的中心位置分别设置有一个所述基站，多个所述接入点分别设置在所述共存网络的覆盖区域内；在所述共存网络的覆盖区域内设置多个预设部署位置；多个所述预设部署位置分别用于部署接入点；并根据多个所述基站和多个所述接入点的联合传输模式确定所述共存网络中用户的下行可达速率和网络平均吞吐量；以最大化所述网络平均吞吐量为目标，将多个所述接入点的优化部署问题建模为数学模型；并求解所述数学模型的最优解，完成多个所述接入点的优化部署。2.根据权利要求1所述接入点部署方法，其特征在于，所述共存网络通过光纤或微波回程链路与基带处理单元连接。3.根据权利要求1所述接入点部署方法，其特征在于，构建所述共存网络的步骤包括：设置M个所述蜂窝网络区域，M＝{1,L,mL,m'L,M}；K个所述用户，K＝{1,L,iL,kL,k'L,K}；以及N个所述预设部署位置，N＝{1,L,nL,n'L,N}；则所述基站的数量也为M，M＝{1,L,mL,m'L,M}；令向量X∈C
N
×1表示多个所述接入点的部署方案，x
n
∈X为二元决策变量，表示第n个所述预设部署位置是否部署接入点；C表示复值矩阵集合；N
×
1表示维度；则第k个所述用户的接收信号的表达式包括：其中，y
k
表示第k个用户的接收信号；G
m,k
表示第m个基站与第k个用户之间的信道矩阵，G
m,k
∈C
N
×1；w
m,k
表示第m个基站发送到第k个用户的预编码向量，w
m,k
∈C
N
×1；ρ
r
表示接入点的发射功率；h
n,k
表示第n个预设部署位置上的接入点与第k个用户之间的信道，h
n,k
:CN(0,β
n,k
)，β
n,k
表示大尺度衰落系数，CN表示圆对称复高斯分布；v
n,k
表示第n个预设部署位置上的接入点发送到第k个用户的预编码向量；q
k
表示发送给第k个用户的下行期望信号；q
i
表示发送给第i个用户的下行期望信号；z
k
表示第k个用户处的加性高斯白噪声，z
k
:σ
k
表示噪声的标准差；G
m',k
表示第m'个基站与第k个用户之间的信道矩阵；w
m',k'
表示第m'个基站发送到第k'个用户的预编码向量，w
m',k'
∈C
N
×1；q
k'
表示发送给第k'个用户的下行期望信号；第k个所述用户的信干噪比的表达式包括：
其中，γ
k
表示第k个用户的信干噪比。4.根据权利要求3所述接入点部署方法，其特征在于，定义所述网络平均吞吐量的表达式为：其中，K表示用户数量；根据詹森不等式得到，5.根据权利要求4所述接入点部署方法，其特征在于，所述以最大化所述网络平均吞吐量为目标，将多个接入点的优化部署问题建模为数学模型的步骤中，所述数学模型为：其中，P1表示多个接入点的优化部署问题；表示最大化网络平均吞吐量；s.t.表示约束于；C1表示第一约束条件；C2表示第二约束条件；C3表示第三约束条件；C4第四约束条件；R
k
表示第k个用户的下行可达速率；R
k,min
表示第k个用户的下行可达速率的阈值；表示任意k值；||X||0表示部署方案X的非凸范数L0；L表示接入点的最大数量；ρ
r,max
表示接入点的最大发射功率；x
n
表示第n个预设部署位置是否部署接入点；表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜静，陶莎，严冯洋，卢光跃，谢永斌，何华，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：发明
国别省市：