[发明专利]一种基于三级发射功率机制的毫米波网络性能分析方法

说明书

本发明公开了一种基于三级发射功率机制的毫米波网络性能分析方法，属于无线通信领域。三级发射功率机制执行如下策略：发射功率分为单倍功率、半功率和零功率，各个基站均设置三级用户接入数目的阈值，当基站的接入用户数小于高阈值大于低阈值时，基站执行半功率；当基站的接入用户数目降到小于低阈值时，基站向邻近合适的基站转移现有用户并执行零功率。基站的接入用户数大于超阈值时，挑选适当基站转入部分用户或唤醒最近休眠基站转移用户，保证通信畅通，网络性能分析的参考量为覆盖概率、传送容量和区域频谱效率，本发明方法建立在基站执行功率控制的基础上，更能反映网络性能的真实情况，同时也进一步实现绿色通信的目标。

技术领域

本发明属于无线通信领域，更具体地，涉及一种基于三级发射功率机制的毫米波网络性能分析方法。

背景技术

随着网络终端数目的增长以及用户对于高清视频和实时视频语音通信的需求越来越大，网络通信数据量呈现几何级的增长，传统的的低数据率、低吞吐量的网络环境已经不能再满足用户的要求了。可以预见，如果不寻求一种高吞吐量、高数据率的网络来进行革新，在不久的将来用户的通信需求和现有网络所能提供的通信能力将会严重不匹配。而在5G无线通信中，高吞吐量、高数据量和高数据率以及良好的服务质量是其基本特点，毫米波由于其独有的衰减性能和宽频性能成为新一代无线通信系统的可用选择之一，因而受到国内外学者的广泛的研究。针对毫米波网络的性能分析是很有必要的。

另一方面，绿色通信理念又要求我们在设计通信系统时要考虑到能耗的问题。我们希望通信网络不仅要能够高效完成通信任务，而且要在工作过程中，减小不必要的能量浪费，同时提高能量利用效率，在单位能量损耗下传播更多信息。而在前期针对毫米波自组织网络的性能分析的工作则鲜有考虑到能耗这一点，更多把重点放在观测相关网络性能参数的表现上面，针对这一特点，在对毫米波网络进行性能分析的时候，引入功率控制策略是十分必要的，只有把能耗问题考虑在内，毫米波网络才能有机会大规模投入实际应用。

发明内容

针对现有的毫米波网络性能分析方法中，对能耗问题考虑不足的问题，本发明提供了一种基于三级发射功率机制的毫米波网络性能分析方法，其目的在于对毫米波网络引入基站三级发射功率机制，并在这个前提下进行网络性能分析，通过计算毫米波网络的覆盖概率、传送容量和区域频谱效率等衡量网络性能参数的数值来对毫米波网络进行定量分析，由此解决现有性能分析方法中对能耗问题考虑不足的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于三级发射功率机制的毫米波网络性能分析方法，该方法包括以下步骤：

(1)基站发射功率控制步骤；为基站接入的用户数量设定超阈值0.95S、高阈值0.8S和低阈值0.2S三个阈值等级，其中S为基站满负荷接入用户数；各个基站根据各自接入用户数量所处阈值等级调整基站发射功率和用户转移策略；

(2)网络性能分析步骤；计算网络的覆盖概率、传送容量和区域频谱效率。

进一步地，所述步骤(1)包括以下子步骤：

(11)基站初始化，基站发射功率调为单倍功率；

(12)判断基站用户数是否小于低阈值，若是则基站发射功率调为半功率，执行步骤(13)；否则执行步骤(14)；

(13)向邻近基站发送转移用户请求，若有邻基站可转移用户，则向该邻基站转移所有用户，原基站发射功率调为零功率，进入休眠模式；若无邻基站可转移用户，则原基站仍执行半功率正常工作；

(14)判断基站用户数是否大于高阈值，若是则基站发射功率仍执行单倍功率，执行步骤(15)；否则调整基站发射功率为半功率正常工作；

(15)判断基站用户数目是否大于超阈值，若是则向邻近基站发送转移用户请求，执行步骤(16)；否则基站正常工作；