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专利号: 2021115690777
申请人: 深圳千通科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种蜂窝网络流量卸载方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:

S1:设置异构网络共存场景;

S2:推导卸载系统中用户下行SINR封闭表达式;

S3:定义积分函数f(·),近似求解用户到达率;

S4:通过Q学习确定蜂窝用户卸载方向;

S5:通过蒙特卡罗仿真,评估异构网络性能;

在步骤S1中,建立基于MIMO‑OFDM框架的异构无线网络,蜂窝BS与WiFiAP都使用MIMO技术共享免授权频谱,同时D2D用户通过复用蜂窝用户的频率资源通信;该场景存在一个N天线的BS和一个M天线的AP(N≥M);因为不同的APs在正交的免授权信道上发射时,相邻APs之间的干扰能够忽略;OFDM技术将信道分成多个正交子信道,子数据流相互并行,并在传输前进行调制;每个移动终端只有一根天线;它们能够与蜂窝BS或WiFiAP通信,也能够基于D2D技术直接相互通信;在步骤S2中,推导卸载系统中用户下行SINR封闭表达式;PA、PB和PD分别表示Wi‑FiAP、蜂窝基站和D2D的发送端Dtj的传输功率,并将AP、基站BS和D2D发送端Dtj以及与Dtj复用相同OFDM子信道的D2D发送端Dt2j统称为传输节点,记为T;令 表示传输节点T与蜂窝用户cj(j=1,2,…,N)之间的距离, 表示传输节点T与卸载到Wi‑FiAP的用户ak(k=

1,2,…,M)之间的距离, 表示传输节点T与卸载到D2D通信的接收端Drj之间的距离;基站N×1和用户u(u∈{c1,…,cN,a1,…,aM,Dr1,…,DrN})之间的信道用hBu来表示,其中hBu∈C ;同理M×1将Wi‑FiAP与用户u之间的信道表示为hAu,其中hAu∈C ;Dtj与用户u之间是通过标量信道通H信的,其通信信道记为 其中 α是信道路径损耗指数;(·) 表示共轭转置;

和 分别为蜂窝用户和卸载到Wi‑FiAP用户的归一化ZFBF预编码向量,且i是复用同一蜂窝用户的OFDM子信道的D2D对的数量;根据用户的接收信号,推导得到蜂窝用户、卸载到WiFi的用户以及D2D接收端的SINR为:在步骤S3中,定义积分函数f(·),近似求解用户到达率;BS和AP的量化误差εB和εA的表达式为:H 2

其中,LB和LA为BS和AP的CSI反馈位的长度;基于此,寻找|hw| 与 的近似关系, 为服从自由度为n的卡方分布的随机变量;由近似关系进一步得到用户SINR满足的近似分布,从而计算出用户的到达率;由于计算涉及复杂的概率分布,为方便求解使用了积分函数f(·),即:根据用户SINR的近似分布,将f(·)带入到达率的求解公式,得到蜂窝用户,卸载到WiFi的用户以及D2D接收端的到达率封闭表达式;

其中,m,q,p,λ的值与用户SINR近似分布的具体表达式相关,f1和f2分别对应于用户所受干扰情况;最后,系统和速率表示为蜂窝用户cj总到达率、卸载到WiFi的用户ak总到达率以及D2D接收端Drj的总到达率之和:在步骤S4中,为最大化系统性能,以max(Rtotal)为目标函数,通过Q学习确定蜂窝用户卸载方向;根据系统的和速率表达式,将蜂窝用户同时卸载到D2D和WiFi网络;利用Q学习确定卸载到不同方向的用户数量,从而最大化系统和速率。

2.根据权利要求1所述的一种蜂窝网络流量卸载方法,其特征在于:在步骤S5中,通过蒙特卡罗仿真,评估异构网络性能;评估卸载WiFi网络和D2D网络的用户数量、CSI反馈长度、D2D对之间的通信距离以及不同的流量卸载方式对异构网络性能的影响;通过蒙特卡罗算法对随机生成的信道进行模拟仿真,大量仿真结果的平均值被认为是最终的模拟结果。