一种雾接入点范围扩展偏置与发送功率联合调整方法

技术领域

本发明涉及移动通信中的无线接入技术，特别是一种雾接入点范围扩展偏置与发送功率联合调整方法。

背景技术

5G宽带无线通信技术作为目前最先进的移动通信技术，凭借其高速率、低时延、高可靠、低功耗特性得到广泛认可。在不断增加的移动网络业务需求压力下，移动运营商先是通过建立新的基站，以小区分裂的方式来满足用户需求，然而这种基于小区分裂的部署方式给运营商带来了巨大的网络部署成本压力。在这种情况下，云无线接入网(C-RAN)架构和异构云无线接入网(H-CRAN)架构相继问世。C-RAN将云计算和无线接入网的优点结合，具有集中化、云化、协作化的特点，不仅降低了网络运营和部署成本，也实现了信息共享，但由于前传链路容量的限制，依旧存在网络容量受限的问题。H-CRAN将异构网络和C-RAN的优点结合，在已有大功率节点(HPN)和BBU池间建立连接，实现了控制和业务平面的功能分离，但同样存在前传链路受限的问题。为了缓解前传链路开销，将雾计算、HPN和C-RAN结合，提出雾无线接入网(F-RAN)架构，利用用户和边缘网络设备的特殊计算和存储功能缓解前传链路的压力以及云端计算和服务压力。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种雾接入点范围扩展偏置与发送功率联合调整方法，从而以较低复杂度优化雾接入点的范围扩展偏置值和发送功率，提升系统能效。

技术方案：本发明所述的一种雾接入点范围扩展偏置与发送功率联合调整方法，包括以下步骤：

(1)初始化网络，设置网络中的宏小区、雾接入点和用户，初始化范围扩展偏置、发送功率和迭代次数，并初始化用户的服务小区；

(2)定义系统能量效用函数；

(3)用户根据最大偏置后接收功率选择服务小区；

(4)计算用户可达速率进而计算出系统效用；

(5)固定所有雾接入点的发送功率集合，利用模拟退火更新雾接入点l的偏置值；

(6)固定所有雾接入点的偏置值集合，利用模拟退火更新雾接入点l的发送功率；

(7)改变目标雾接入点，重复步骤(5)～(6)，利用模拟退火分别更新目标雾接入点的偏置值和发送功率，直到满足停止条件时停止迭代，设置各雾接入点的偏置值和发送功率，并利用系统能量效用函数公式得到最终的系统能效值。

所述步骤(1)具体为：

(1.1)假设系统中共有M个宏小区、L个雾接入点和K个用户，宏小区集合记为

(1.2)只有雾接入点可以通过调整其范围扩展偏置改变用户服务小区，进而联合发射功率调整优化网络效用，任意雾接入点

(1.3)为了保证覆盖，各宏小区m均以最大发送功率P

(1.4)定义Δ

(1.5)初始化时，任意雾接入点l的范围扩展偏置

(1.6)用户k接收到的来自小区

(1.7)定义外部迭代次数t

所述步骤(2)具体为：首先定义系统的吞吐量T，即T为所有用户k可达速率R

所述步骤(3)具体为：用P

所述步骤(4)具体为：在优化过程中，用户的服务小区随着发射功率的改变而改变，当用户k的服务小区为S

其中，

R

其中，W

其中，T为系统吞吐量，能量效用H取决于用户的服务小区和各小区的发送功率，因此H是雾接入点范围扩展偏置值集合和雾接入点发送功率集合的函数，可写为H(b,P)。

所述步骤(5)具体为：

(5.1)首先设定最大偏置值迭代次数

(5.2)通过

用t

其中，randn为随机产生的一个以0为中心的[-1,1]区间内满足正态分布的随机数，

(5.3)此次迭代小区l获得的潜在偏置值为：

其中，b

(5.4)记第t

即仅在该次迭代得到的潜在偏置值集合b

(5.5)更新t

(5.6)继续迭代，直到迭代次数

所述步骤(6)具体为：

(6.1)首先设定最大功率值迭代次数

(6.2)通过

用t

(6.3)此次迭代雾接入点l获得的潜在功率值为：

其中，P

(6.4)记第t

即仅在该次迭代得到的潜在功率值集合P

(6.5)更新t

(6.6)反复迭代，直到迭代次数

所述步骤(7)具体为：用t

一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的一种雾接入点范围扩展偏置与发送功率联合调整方法。

一种计算机设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种雾接入点范围扩展偏置与发送功率联合调整方法。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明能够以较低复杂度优化雾接入点的范围扩展偏置值和发送功率，实现提升系统能效的目的；

2、本发明能够通过调整各雾接入点的范围扩展偏置以及发送功率获得系统能量效用函数的最优解。

附图说明

图1为本发明的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，一种雾接入点范围扩展偏置与发送功率联合调整方法，包括以下步骤：

(1)初始化网络，设置网络中的宏小区、雾接入点和用户，初始化范围扩展偏置、发送功率和迭代次数，并初始化用户的服务小区；

(2)定义系统能量效用函数；

(3)用户根据最大偏置后接收功率选择服务小区；

(4)计算用户可达速率进而计算出系统效用；

(5)固定所有雾接入点的发送功率集合，利用模拟退火更新雾接入点l的偏置值；

(6)固定所有雾接入点的偏置值集合，利用模拟退火更新雾接入点l的发送功率；

(7)改变目标雾接入点，重复步骤(5)～(6)，利用模拟退火分别更新目标雾接入点的偏置值和发送功率，直到满足停止条件时停止迭代，设置各雾接入点的偏置值和发送功率，并利用系统能量效用函数公式得到最终的系统能效值。

所述步骤(1)具体为：

(1.1)假设系统中共有M个宏小区、L个雾接入点和K个用户，宏小区集合记为

(1.2)只有雾接入点可以通过调整其范围扩展偏置改变用户服务小区，进而联合发射功率调整优化网络效用，任意雾接入点

(1.3)为了保证覆盖，各宏小区m均以最大发送功率P

(1.4)定义Δ

(1.5)初始化时，任意雾接入点l的范围扩展偏置

(1.6)用户k接收到的来自小区

(1.7)定义外部迭代次数t

所述步骤(2)具体为：首先定义系统的吞吐量T，即T为所有用户k可达速率R

所述步骤(3)具体为：用P

所述步骤(4)具体为：在优化过程中，用户的服务小区随着发射功率的改变而改变，当用户k的服务小区为S

其中，

R

其中，W

其中，T为系统吞吐量，能量效用H取决于用户的服务小区和各小区的发送功率，因此H是雾接入点范围扩展偏置值和雾接入点发送功率的函数，可写为H(b,P)。

所述步骤(5)具体为：

(5.1)首先设定最大偏置值迭代次数

(5.2)通过

用t

其中，randn为随机产生的一个以0为中心的[-1,1]区间内满足正态分布的随机数，

(5.3)此次迭代小区l获得的潜在偏置值为：

其中，b

(5.4)记第t

即仅在该次迭代得到的潜在偏置值集合b

(5.5)更新t

(5.6)继续迭代，直到迭代次数

所述步骤(6)具体为：

(6.1)首先设定最大功率值迭代次数

(6.2)通过

用t

(6.3)此次迭代雾接入点l获得的潜在功率值为：

其中，P

(6.4)记第t

即仅在该次迭代得到的潜在功率值集合P

(6.5)更新t

(6.6)反复迭代，直到迭代次数

所述步骤(7)具体为：用t

一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的一种雾接入点范围扩展偏置与发送功率联合调整方法。

一种计算机设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种雾接入点范围扩展偏置与发送功率联合调整方法。