[发明专利]一种在异构蜂窝网络中基于效能理论接入移动终端的方法

说明书

本发明公开了一种在异构蜂窝网络中基于效能理论接入移动终端的方法，该方法首先计算移动终端针对异构蜂窝网络中的各层无线网络的基站的接收功率，然后为各层无线网络的接收功率设置偏置因子，接着定义效用函数，将使得异构蜂窝网络整体效用值最大的偏置因子向量选为最佳偏置因子向量，最后为每个接收功率计算经偏置后的值，将经偏置的接收功率最大的无线网络层选择为移动终端接入的无线网络层。本发明所提供的用户接入方法同时考虑了网络整体负载状态状况、服务带宽、耗能、资费以及接入之后整个系统的覆盖率等因素，在均衡异构蜂窝网络整体负载的情况下能够实现最佳网络整体性能及较高的用户满意度。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，更具体地，涉及一种在异构蜂窝网络中基于效能理论接入移动终端的方法。

背景技术

随着数据业务类型应用越来越广泛，用户对数据速率需求的日益增加，传统的蜂窝网络架构已经无法满足各种各样的业务请求，基于此，异构蜂窝网应运而生，其是指在宏基站(macro cell)的范围下配置大量的具有不同大小的发射功率，密度等以及不同类型的回程链路的微基站(small cell)。微基站包括：毫微微基站(pico cell)、家庭基站(femtocell)和中继基站(relay)，其目的在于提高热点地区的吞吐量，平衡宏基站小区的负载，提高用户满意度。其中，宏基站小区用于提供较大范围的覆盖；毫微微基站小区用于提高热点业务地区的容量，平衡宏基站小区的负载；家庭基站小区用于为个人用户提供更好的服务质量；中继基站小区用于扩展宏基站小区边缘的覆盖，或者部署在不方便部署有线回程链路的地点。根据不同种类的基站的覆盖率和发射功率，可以将异构蜂窝网络分为相同种类的基站为核心的不同的层。

异构蜂窝网改变了传统蜂窝网络的拓扑结构，系统中同时部署大量的具有不同的发射功率和覆盖范围的无线接入节点，使得网络部署更加灵活，可以扩大信号覆盖范围，提高服务质量；同时布置一定数量的微微蜂窝基站可以分流数据负载，大大改善网络性能。但是，随着微基站的大量部署，用户在宏基站和微基站之间移动的过程中，可能会导致大量的切换信令、无线链路切换失败和不必要的切换，另一方面，由于宏基站的发射功率相较于其他微基站来言，其发射功率很大，因而如果单纯依靠移动终端的接收功率或者信干燥比(SINR)来作为接入准则，会造成负载失衡等问题。如何在异构蜂窝网中减少切换失败以及均衡系统负载成为了亟待解决的问题。

小区范围扩展(Cell Range Expansion，CRE)是一种在异构蜂窝网中简单的负载均衡方法，可以很好地将宏基站连接的部分用户强制转移给微基站，来达到负载均衡的效果。但是，在使用该方法均衡负载时，系统整体的覆盖率会降低，以及用户收到的层间干扰会加重，这些对系统整体的性能是具有反作用，因此必须设计合适的方法去解决上述的问题。

效用是微观经济学中的概念，效用就是消费者消费商品或劳务所获得的满意程度，这种满意程度完全是消费者主观心理感觉。效用理论就是研究消费者如何在各种商品和劳务之间分配他们的收入，以达到用户满意程度的最大化。在异构蜂窝网中，消费者的需求就是用户需求和应用需求，商品就相当于是异构蜂窝网。效用一般会通过效用函数来计算，效用函数建立的是用户获得的效用与消费的产品之间的映射，如果能够基于效用值来接入用户可以改善用户满意度。

发明内容

本发明的目的是提供一种在异构蜂窝网络中基于效能理论接入移动终端的方法，该接入方法利用了效能理论和小区范围扩张技术解决了目前异构蜂窝网络中负载失衡和能耗较大等问题，在提高资源利用率、用户满意度的同时降低了切换时延对系统性能的影响。

为实现上述发明目的，本发明提出的技术方案如下：

一种在异构蜂窝网络中基于效能理论接入移动终端的方法，所述方法包括：

步骤一，假设所述异构蜂窝网络具有K层无线网络，计算所述移动终端针对异构蜂窝网络中每层无线网络的基站的接收功率P′₁,P′₂...P′_K，计算方法如下：