CN101662788B

CN101662788B - 病毒式移动通信交叉熵法的链路方程构建方法

Info

Publication number: CN101662788B
Application number: CN2009100168548A
Authority: CN
Inventors: 朱志强; 许琳; 许广银; 宋保业; 樊铭渠
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2029-07-22
Also published as: CN101662788A

Abstract

本发明公开了一种病毒式移动通信交叉熵法的链路方程构建方法。所述方法包括如下步骤：1.建立病毒式移动通信链路方程；2.建立病毒式移动通信链路方程中相应参数与交叉熵的关系；3.给出病毒式移动通信交叉熵法的链路方程；4.给出有反馈的病毒式移动通信交叉熵法链路方程的系统流程图。本发明提供的技术方案结构简单、易于实现，充分发掘移动用户间病毒式移动通信效率，提高病毒式移动通信的数据传输性能，进而改善3G和4G宽带CDMA移动通信系统的整体性能。

Description

病毒式移动通信交叉熵法的链路方程构建方法

技术领域：

本发明涉及第三代和第四代CDMA移动通信领域病毒式移动通信链路方程的构建方法，特别是针对移动用户发生切换呼叫情况下，移动用户相互间进行病毒式移动通信的数据传输和交换策略；其中涉及到软切换、交叉熵和功率分配等相关技术。

背景技术：

随着3G和4G移动通信系统的大力发展，作为初期制定的相应标准和性能在应用过程中，一些新的标准和技术不断出现和发展，支持着系统性能的进一步成熟与完善。基于协作式通信理论，通过协作式分集技术和多输入多输出(MIMO)天线阵列的应用，在移动通信功能实现上为用户提供了更加广泛的应用。而病毒式移动通信理论致力于解决移动用户间的点对点数据传输，试图在不需要移动终端用户的上层设备参与情况下，使无数移动用户用户之间完成点对点的数据传输和交换。

因此，如何为移动用户间完成点对点的数据传输和交换的方法就是关键问题，这样构建病毒式移动通信链路方程就成为亟待解决的技术问题。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种病毒式移动通信交叉熵法的链路方程构建方法，给出实现移动用户用户间点对点数据传输的系统参数间关系。

本发明中提出的方法，其具体的实现步骤包括：

步骤1：建立病毒式移动通信链路方程；

步骤2：建立病毒式移动通信链路方程中相应参数与交叉熵的关系；

步骤3：给出病毒式移动通信交叉熵法的链路方程；

步骤4：给出有反馈的病毒式移动通信交叉熵法链路方程的系统流程图。

在上面描述的步骤4中，对于具有反馈的病毒式移动通信交叉熵法链路方程的系统流程图，给出了基于交叉熵的病毒式移动通信链路方程的流程建立过程，及涉及的相应参数模块，并通过反馈控制，实现交叉熵与相应参数的优化设置。当然，也可采用无反馈的控制过程，只是反映出来的系统性能指标不一定是优化结果。鉴于CDMA系统的性能优化，采取有反馈的病毒式移动通信交叉熵法链路方程的系统流程图。

附图说明：

图1为本发明病毒式移动通信交叉熵法链路方程构建方法的流程图；

图2为具有反馈的病毒式移动通信交叉熵法链路方程的系统流程图，通过反馈控制，实现交叉熵与相应参数的优化设置。

具体实施方式：

为使本发明的目的、步骤、特点及优点更加清楚，下面将结合附图及具体实例对发明进行详细描述。

实际移动通信系统中通常由许多蜂窝小区基站组成，为了便于理解，在此使用一个最为典型且具有普遍适用性的蜂窝基站小区结构——正六边形微小区基站来阐述本发明提出的构建方法。本发明对所有具有这个示例中所描述的基本特征的应用场合普遍适用。

移动用户在微小区基站内发起病毒式移动话音通信时，涉及话音激活系数；受系统带宽及数据速率影响，涉及系统处理增益；受本小区以外的干扰功率及信道本身白噪声干扰的影响，及系统所要求的信噪比，因此其病毒式移动通信链路方程可表示为：

{(\frac{E_{b}}{N_{0}})}_{vmc} = \frac{Σ_{i = 1}^{N} \frac{W}{R_{bi}}}{(N_{s}^{vmc} - 1) x_{j} + (\frac{I}{S}) + (\frac{η}{S})}

N_s为每小区的平均用户数；E_b为每比特能量；N₀为总干扰噪声功率谱密度；W为CDMA系统带宽；R_bi为不同业务下的数据速率；N为业务数目；I为本小区以外的干扰总和；S为有用信号功率；η为高斯白噪声功率；x_j为话音激活系数，当业务为非话音时，x_j＝0。参数的上标和下标中涉及vmc表示病毒式移动通信内的相应参数。

移动用户在小区基站内发起呼叫，且能进行软切换的发生概率记为p_sho，可表示为：

p_{sho} = \frac{\frac{3 \sqrt{3}}{2} R_{out}^{2} - π R_{in}^{2}}{\frac{3 \sqrt{3}}{2} R_{out}^{2}} p_{H} + \frac{N_{s} V_{mean}}{2 \sqrt{3} R_{out}}

pH表示半径为R_out的S_正六边形区域单位时间内呼叫的切换概率，R_in为硬切换区域半径，R_out为正六边形区域半径；V_mean为移动用户的平均移动速度。其中：p_vmc为微小区软切换移动用户进行病毒式移动通信的概率。

考虑到p_H和p_vmc这两种概率均为移动用户的函数，因此引入交叉熵概念，以此来建立交叉熵与病毒式移动通信系统性能之间的关系，则建立的交叉熵关系用H(p，q)表示，且有：

H (p, q) = \log (p_{H} \log \frac{p_{H}}{p_{vmc}})

这样，构建的病毒式移动通信交叉熵法的链路方程可表示为：

\{\begin{matrix} H (p, q) = \log (p_{H} \log \frac{p_{H}}{p_{vmc}}) \\ p_{H} = N_{s} \frac{\frac{1}{N_{s}^{2} x_{j} p_{vmc}} [x_{j} + (Σ_{i = 1}^{N} \frac{W}{R_{bi}}) / {(\frac{E_{b}}{N_{0}})}_{vmc} - ((\frac{I}{S}) + (\frac{η}{S}))] - \frac{V_{mean}}{2 \sqrt{3} R_{out}}}{1 - \frac{2 π R_{in}^{2}}{3 \sqrt{3} R_{out}^{2}}} \end{matrix}

这样，得到的有反馈病毒式移动通信交叉熵法链路方程的系统流程图如附图2所示。

综上所述，本发明提出的病毒式移动通信交叉熵法链路方程构建方法具有如下特点：

1、以充分利用病毒式移动通信技术来提高系统性能为目的；

2、相应小区基站可以根据具体系统需求进行选择，如微小区、宏小区，或相互重叠结构，具有普遍的适用性；

3、对具体的实现方法规范不敏感，具备兼容性。

总之，本发明是一种实用的构建方法，其目的是以简单的结构、易于实现的方法，充分发掘移动用户间病毒式移动通信效率，提高病毒式移动通信的数据传输性能，进而改善3G和4G宽带CDMA移动通信系统的整体性能。

Claims

1.一种用于病毒式移动通信交叉熵法的链路方程构建方法，基于移动通信系统主要参数有用信号功率、切换概率和系统信噪比，针对移动用户间进行病毒式移动通信时，点对点的信息传输链路方程构建方法，引入交叉熵概念，给出交叉熵与实现移动用户用户间点对点数据传输的系统参数间关系，具体实现步骤包括：

步骤1：建立病毒式移动通信链路方程，其表达式为：

其中，

为每小区进行病毒式移动通信的用户数；(E_b/N₀)_vmc为病毒式移动通信所要求的信噪比；W为CDMA系统带宽；R_bi为不同业务下的数据速率；N为业务数目；I为本小区以外的干扰总和；S为有用信号功率；η为高斯白噪声功率；x_j为话音激活系数，当业务为非话音时，x_j＝0；

步骤2：建立病毒式移动通信链路方程中相应参数与交叉熵的关系，其表达式为：

其中，H(p，q)为交叉熵；p_H为半径为R_out的S_正六边形区域单位时间内呼叫的切换概率；p_vmc为微小区软切换移动用户进行病毒式移动通信的概率；

步骤3：给出病毒式移动通信交叉熵法的链路方程，其表达式为：

其中，N_s为每小区的平均用户数；V_mean为移动用户的平均移动速度；R_in为硬切换区域半径；R_out为正六边形区域半径；

2.如权利要求1中所述的用于病毒式移动通信交叉熵法的链路方程构建方法，可用于所有具有病毒式移动通信特性的通信网络。

3.如权利要求1中所述的用于病毒式移动通信交叉熵法的链路方程构建方法，其中涉及到的小区基站是可根据具体情况进行选择的。

4.如权利要求1中所述的用于病毒式移动通信交叉熵法的链路方程构建方法，其特征在于，进行病毒式移动通信的用户移动速度不只是针对平均速度，还可以根据具体环境进行相应调整的。

5.如权利要求1中所述的用于病毒式移动通信交叉熵法的链路方程构建方法，其特征在于，进行病毒式移动通信的用户软切换概率针对正六边形小区结构。

6.如权利要求1中所述的用于病毒式移动通信交叉熵法的链路方程构建方法中，病毒式移动通信交叉熵法的链路方程的特征在于：

其中，H(p，q)为交叉熵；p_H为半径为R_out的S_正六边形区域单位时间内呼叫的切换概率；p_vmc为微小区软切换移动用户进行病毒式移动通信的概率；N_s为每小区的平均用户数；x_j为话音激活系数；N为业务数目；W为CDMA系统带宽；R_bi为不同业务下的数据速率；(E_b/N₀)_vmc为病毒式移动通信所要求的信噪比；I为本小区以外的干扰总和；S为有用信号功率；η为高斯白噪声功率；V_mean为移动用户的平均移动速度；R_out为正六边形区域半径；R_in为硬切换区域半径。