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。
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。我们具体考虑了具有一个N天线的BS和一个M天线的AP(N≥M)的单蜂窝网络。因为不同的APs在正交的免授权信道上发射时,相邻APs之间的干扰可以忽略,我们只考虑一个AP的场景。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。它们可以与蜂窝BS或WiFiAP通信,也可以基于D2D技术直接相互通信。
3.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S2中,推导卸载系统中用户下行SINR封闭表达式。PA,PB,PD分别为AP,BS和D2D发送端Dtj的传输功率。
表示传输节点T与蜂窝用户j(j=1,2,…,N)之间的距离, 表示T与卸载到WiFi网络的用户k(k=1,2,…,M)之间的距离, 表示T与D2D接收端Drj之间的距离。hTu为T与用户u之间的信道。α为与距离相关的信道路径损耗指数。我们将所有的信道增益建模为方差为1,均值为0的独立同分布复高斯实体。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
4.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,为方便求解我们定义了积分函数f(·)如下: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,其具体参数也由SINR得到。最后,我们将系统的和速率记为:
5.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。
6.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。