一种为移动台选取接入基站簇的方法
【专利摘要】本发明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。
【专利说明】一种为移动台选取接入基站簇的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及移动接入【技术领域】，尤其涉及一种为移动台选取接入基站簇的方法。
【背景技术】
[0002] 在移动通信网络中，一个移动台可以同时接入多个基站，S卩：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。
[0003] 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。
[0004] 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。
【发明内容】
[0005] 本发明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。
[0006] 本发明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。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图 中：
[0008] 图1所示为本发明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；
[0009] 图2所示为本发明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】
[0010] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及 相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一 部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0011] 在下面的一个实施例中，假设在一个C-RAN网络中有Μ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Τ根天线。
[0012] 参考图1，图1所示为本发明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。
[0013] 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。
[0014] 本发明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发明方法最终得到的 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。
[0015] 在本发明的一个实施例中，稀疏度参数β = 1。
[0016] 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。
[0017] 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
【权利要求】
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 所指不的基站族。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征是，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。
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： 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。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述辅助矩阵更新步骤进一步包括：
?，所述辅助矩阵中的第k个行块中的元素值为零；以及 时，所述辅助矩阵中的第k个行块中的元素值
其中，λ k,m为第k个基站用于接入移动台m的优先级权重，为第1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1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。
5. 根据权利要求2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 = 〇,迭代参数 si〇) = 1,4〇) = 1? W/^1·0' = W*0 ? a (0) = 1 ； 接入控制矩阵计算步骤：用
汁算得到第1+1 轮更新后移动台m的接入控制矩阵wf~+1)并将转换成半正定矩阵； 终止迭代步骤：当对所述接入控制矩阵的最近两次迭代得差异小于预先设定的相似度 时，终止迭代并将转换后的半正定矩阵Wf+mi作为迭代输出；以及
迭代参数更新步骤：当对所述接入控制矩阵的最近两次迭代的差异大于预先设定的相 似度时，更新迭代参数： sf+1) = sf> 4 _|. ct(q) = l/q，q = 1，2，··· q = q+l并返回所述接入控制矩阵计算步骤； 其中，U〖+11为第1+1轮更新得到的辅助矩阵，Z〗》为第1轮更新得到的移动 台m的拉格朗日乘数，c为大于零的预设常数，
Pm为移动台m的发射功率，σ 2为所述环境噪声，I为单位矩阵， hm为移动台m与各个基站的传输信道信息，< 为hm的共轭转置，hn为移动台η与各个基站 的传输信道信息，hf为hn的共轭转置，r为所述服务质量中间值，tr{}表示求矩阵的迹，Μ 为移动台m可能接入的所有基站下的移动台的总数。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述服务质量调整步骤进一步包括：
时，调高所述服务质量下限值；以及 /?时，调低所述服务质量上限值； 其中，β为所述稀疏度参数，Wk,mS最近一轮更新得到的移动台m的接入控制矩阵的第 k个行块子矩阵，K为移动台m可能接入的基站总数，λ k,m为第k个基站用于接入移动台m 的优先级权重，1111F表示求f范数。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征是，调高后的服务质量下限值等于调整前的服 务质量中间值。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征是，调低后的服务质量上限值等于调整前的服 务质量中间值。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征是，还包括：当所述服务质量上限值和所述服务 质量下限值的差异大于预先设定的差异上限值时，返回所述更新步骤。
10. 根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，其特征是，所述接入步骤进一步包括： 信道信息子矢量提取步骤：根据最近一轮更新得到的接入控制矩阵提取对应的信道信 息子矢量； 接收波束矢量修正步骤：根据所述信道信息子矢量计算修正后的接收波束矢量
移动台接入步骤：用修正后的接收波束矢量，将所述移动台接入到由所述接入控制矩 阵所指不的基站族； 其中，σ 2为所述环境噪声，I为单位矩阵，为移动台m的所述信道信息子矢量， 为移动台m可能接入的所有基站下的移动台的信道信息子矢量，lif为的共轭转置，Μ为 移动台m可能接入的所有基站下的移动台的总数，ρη为移动台η的发射功率。
【文档编号】H04W48/16GK104301968SQ201410547339
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】林静然, 姜昌旭, 利强, 李玉柏 申请人:电子科技大学