CN109963307A - 一种超密集网络中微基站接入方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种超密集网络中微基站接入方法及装置，应用于满载状态的第一微基站，方法包括：当接收到待接入用户发送的接入请求后，判断在待接入用户的通信范围内，是否存在位于第二微基站的候选中继用户，若存在，则基于待接入用户与各个第二微基站的距离，以及各个第二微基站的负载率，从第二微基站中确定目标微基站；基于中继链路的最大可传输速率，从候选中继用户中确定目标中继用户以及对应的目标信道；将目标中继用户的标识下发至待接入用户，以使待接入用户与目标中继用户建立通信连接，并通过目标微基站的空闲信道接入目标微基站。从而能够均衡负载，实现提高可接入微基站的用户数目。

Description

一种超密集网络中微基站接入方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种超密集网络中微基站接入方法及装置。

背景技术

随着智能移动设备的日益普及，用户使用智能设备通过无线网络接入核心网络的需求也日益增长，在校区、密集办公区或大型商业区等区域，密集的用户接入使得基站经常处于满载工作状态，导致后续接入的用户很难得到实时服务。

经研究发现，针对包含微基站的超密集网络，用户波动往往很大，一些微基站可能严重拥塞而相邻微基站具有较轻的负载。因此，负载均衡技术被认为是缓解微基站中流量波动的有效方法。

针对超密集网络，常用的负载均衡技术为小区拓展技术。基本思想是在用户选择小区阶段，为微基站分配一个偏置因子，使其覆盖范围增大，进而平衡不同微基站之间的负载。

然而，小区拓展技术虽然能够在一定程度上缓解网络拥塞，但是不能灵活响应多个小区之间的实时业务需求，即当用户激增时，能够允许接入的用户数目仍然无法满足需求。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种超密集网络中微基站接入方法及装置，以实现提高可接入微基站的用户数目。具体技术方案如下：

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种超密集网络中微基站接入方法，所述方法包括：

当接收到待接入用户发送的接入请求后，判断在所述待接入用户的通信范围内，是否存在位于第二微基站的候选中继用户，所述第二微基站与所述第一微基站相邻，且所述第二微基站为非满载状态；

若存在，则基于所述待接入用户与各个第二微基站的距离，以及所述各个第二微基站的负载率，从所述第二微基站中确定目标微基站；

基于中继链路的最大可传输速率，从所述候选中继用户中确定目标中继用户以及对应的目标信道；所述中继链路包括从所述待接入用户到所述候选中继用户的链路，和从所述候选中继用户到所述目标微基站的链路；所述目标信道为所述待接入用户到所述目标中继用户所占用的信道；

将所述目标中继用户的标识下发至所述待接入用户，以使所述待接入用户与所述目标中继用户建立通信连接，并通过所述目标微基站的空闲信道接入所述目标微基站。

可选的，所述方法还包括：

若所述待接入用户的通信范围内，不存在位于所述第二微基站的候选中继用户，则从所述第一微基站中确定待中继用户，所述待中继用户的信干噪比低于预设阈值；

释放所述待中继用户到所述第一微基站之间占用的信道，并将释放的信道分配给所述待接入用户，以使所述待接入用户使用所述释放的信道接入所述第一微基站；

将所述待中继用户作为待接入用户，返回执行基于所述待接入用户与各个第二微基站的距离，以及所述各个第二微基站的负载率，从所述第二微基站中确定目标微基站的步骤。

可选的，所述基于所述待接入用户与各个第二微基站的距离，以及所述各个第二微基站的负载率，从所述第二微基站中确定目标微基站的步骤，包括：

基于如下公式确定目标微基站：

其中，b表示第二微基站的标号，B_b表示标号为b的第二微基站，b^*表示目标微基站的标号，ω₁表示第一预设系数，ω₂表示第二预设系数，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，BR_b表示第二微基站的负载率，K表示第二微基站中的信道数目，l_b表示第二微基站中已接入的用户数目，表示待接入用户到第二微基站的距离，表示待接入用户到第二微基站的归一化距离，r_SBS表示每个微基站的覆盖半径，r_D2D表示待接入用户的D2D通信半径。

可选的，所述基于中继链路的最大可传输速率，从所述候选中继用户中确定目标中继用户以及对应的目标信道的步骤，包括：

基于如下公式确定目标中继用户以及对应的目标信道：

其中，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，表示待接入用户的发射功率，R_i表示标号为i的候选中继用户，k表示待接入用户到候选中继用户的信道标号，表示待接入用户使用信道k与候选中继用户通信的信干噪比，表示待接入用户到候选中继用户在信道k上的信道增益，表示候选中继用户R_i在信道k上接收到的干扰信号的功率，σ₁ ²表示第一噪声功率，σ₂ ²表示第二噪声功率，γ_d表示待接入用户的信干噪比的最低门限值，表示目标微基站，k′表示候选中继用户到目标微基站所占用的信道标号，表示候选中继用户的发射功率，表示候选中继用户到目标微基站在信道k′上的信道增益，表示目标基站在信道k上接收到的干扰信号的功率，表示所述中继链路的最大可传输速率，B₀表示信道带宽，i^*表示目标中继用户的标号，k^*表示目标信道的标号。

可选的，所述待接入用户的发射功率处于第一范围，所述候选中继用户的发射功率处于第二范围；所述方法还包括：

按照如下公式确定所述第一范围：

其中，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，表示待接入用户在信道k上的发射功率，γ_d表示待接入用户的信干噪比的最低门限值，表示候选中继用户R_i在信道k上接收到的干扰信号的功率，σ₃ ²表示第三噪声功率，σ₄ ²表示第四噪声功率，表示待接入用户到候选中继用户在信道k上的信道增益，表示待接入用户的发射功率的下限，表示第一微基站内蜂窝用户的发射功率，B₁表示第一微基站，表示第一微基站内蜂窝用户到第一微基站在信道k上的信道增益，γ_c表示第一微基站内蜂窝用户的信干噪比的最低门限值，表示第一微基站在信道k上收到的除新建立D2D连接之外的其他干扰信号的功率，表示待接入用户到第一微基站在信道k上的信道增益，表示待接入用户的发射功率的上限；

按照如下公式确定所述第二范围：

其中，k′表示候选中继用户到目标微基站所占用的信道标号，表示候选中继用户的发射功率，表示候选中继用户的信干噪比的最低门限值，表示目标微基站在信道k'上接收到的干扰信号的功率，σ₅ ²表示第五噪声功率，表示候选中继用户到目标微基站在信道k′上的信道增益。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种超密集网络中微基站接入装置，应用于满载状态的第一微基站，所述装置包括：

判断模块，用于当接收到待接入用户发送的接入请求后，判断在所述待接入用户的通信范围内，是否存在位于第二微基站的候选中继用户，所述第二微基站与所述第一微基站相邻，且所述第二微基站为非满载状态；

第一确定模块，用于若判断模块的结果为是，则基于所述待接入用户与各个第二微基站的距离，以及所述各个第二微基站的负载率，从所述第二微基站中确定目标微基站；

第二确定模块，用于基于中继链路的最大可传输速率，从所述候选中继用户中确定目标中继用户以及对应的目标信道；所述中继链路包括从所述待接入用户到所述候选中继用户的链路，和从所述候选中继用户到所述目标微基站的链路；所述目标信道为所述待接入用户到所述目标中继用户所占用的信道；

下发模块，用于将所述目标中继用户的标识下发至所述待接入用户，以使所述待接入用户与所述目标中继用户建立通信连接，并通过所述目标微基站的空闲信道接入所述目标微基站。

可选的，所述装置还包括：

第三确定模块，用于若判断模块的判断结果为否，则从所述第一微基站中确定待中继用户，所述待中继用户的信干噪比低于预设阈值；

释放模块，用于释放所述待中继用户到所述第一微基站之间占用的信道，并将释放的信道分配给所述待接入用户，以使所述待接入用户使用所述释放的信道接入所述第一微基站；

第四确定模块，用于将所述待中继用户作为待接入用户，并触发所述第一确定模块。

可选的，所述第一确定模块，具体用于：

基于如下公式确定目标微基站：

其中，b表示第二微基站的标号，B_b表示标号为b的第二微基站，b^*表示目标微基站的标号，ω₁表示第一预设系数，ω₂表示第二预设系数，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，BR_b表示第二微基站的负载率，K表示第二微基站中的信道数目，l_b表示第二微基站中已接入的用户数目，表示待接入用户到第二微基站的距离，表示待接入用户到第二微基站的归一化距离，r_SBS表示每个微基站的覆盖半径，r_D2D表示待接入用户的D2D通信半径。

可选的，所述第二确定模块，具体用于：

基于如下公式确定目标中继用户以及对应的目标信道：

其中，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，表示待接入用户的发射功率，R_i表示标号为i的候选中继用户，k表示待接入用户到候选中继用户的信道标号，表示待接入用户使用信道k与候选中继用户通信的信干噪比，表示待接入用户到候选中继用户在信道k上的信道增益，表示候选中继用户R_i在信道k上接收到的干扰信号的功率，σ₁ ²表示第一噪声功率，σ₂ ²表示第二噪声功率，γ_d表示待接入用户的信干噪比的最低门限值，表示目标微基站，k′表示候选中继用户到目标微基站所占用的信道标号，表示候选中继用户的发射功率，表示候选中继用户到目标微基站在信道k′上的信道增益，表示目标基站在信道k上接收到的干扰信号的功率，表示所述中继链路的最大可传输速率，B₀表示信道带宽，i^*表示目标中继用户的标号，k^*表示目标信道的标号。

可选的，所述待接入用户的发送功率处于第一范围，所述目标中继用户的发送功率处于第二范围，所述装置还包括：第五确定模块和第六确定模块，

所述第五确定模块，具体用于：

按照如下公式确定所述第一范围：

其中，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，表示待接入用户在信道k上的发射功率，γ_d表示待接入用户的信干噪比的最低门限值，表示候选中继用户R_i在信道k上接收到的干扰信号的功率，σ₃ ²表示第三噪声功率，σ₄ ²表示第四噪声功率，表示待接入用户到候选中继用户在信道k上的信道增益，表示待接入用户的发射功率的下限，表示第一微基站内蜂窝用户的发射功率，B₁表示第一微基站，表示第一微基站内蜂窝用户到第一微基站在信道k上的信道增益，γ_c表示第一微基站内蜂窝用户的信干噪比的最低门限值，表示第一微基站在信道k上收到的除新建立D2D连接之外的其他干扰信号的功率，表示待接入用户到第一微基站在信道k上的信道增益，表示待接入用户的发射功率的上限；

所述第六确定模块，具体用于：

按照如下公式确定所述第二范围：

其中，k′表示候选中继用户到目标微基站所占用的信道标号，表示候选中继用户的发射功率，表示候选中继用户的信干噪比的最低门限值，表示目标微基站在信道k'上接收到的干扰信号的功率，σ₅ ²表示第五噪声功率，表示候选中继用户到目标微基站在信道k′上的信道增益。

应用本发明实施例提供的超密集网络中微基站接入方法及装置，当第一微基站处于满载状态时，接收到待接入用户发送的接入请求后，若判断待接入用户的通信范围内，存在位于第二微基站的候选中继用户，则基于待接入用户与各个第二微基站的距离，以及各个第二微基站的负载率，从第二微基站中确定目标微基站，并基于中继链路的最大可传输速率，从候选中继用户中确定目标中继用户以及对应的目标信道；将目标中继用户的标识下发至待接入用户，以使待接入用户与目标中继用户建立通信连接，并通过目标微基站的空闲信道接入目标微基站。可见，当第一微基站处于满载状态时，可以将待接入用户通过其他微基站的中继用户接入其他微基站，从而能够均衡负载，实现提高可接入微基站的用户数目。

当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的超密集网络中微基站接入方法的一种流程图；

图2为本发明实施例提供的超密集网络的一种示意图；

图3为本发明实施例提供的超密集网络中微基站接入方法的另一种流程图；

图4为本发明实施例提供的超密集网络中微基站接入装置的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。

为了解决现有技术中存在的超密集网络中微基站允许接入的用户数目无法满足需求的问题，本发明实施例提供了一种超密集网络中微基站接入方法。

参见图1，图1为本发明实施例提供超密集网络中微基站接入方法的一种流程图，该方法应用于已经处于满载状态的微基站，具体的，可以包括以下步骤：

S101：当接收到待接入用户发送的接入请求后，判断在待接入用户的通信范围内，是否存在位于第二微基站的候选中继用户，第二微基站与第一微基站相邻，且第二微基站为非满载状态；是则执行步骤S102。

本发明实施例中，根据业内不同的定义，超密集网络可以指基站密度远大于用户密度的网络，也可以指基站密度大于1000/平方公里的网络。超密集网络中通常包含大量的微基站。

每个微基站中分布有三种用户，包括蜂窝用户，D2D(Device-to-Device，终端直通)用户和中继用户，其中，蜂窝用户为正常通过信道与微基站通信的用户；而当微基站满载时，新接入的用户需要通过其他微基站的中继用户接入其他微基站，这些通过中继用户接入其他微基站的用户为D2D用户；中继用户通常为空闲状态的蜂窝用户，可以为D2D用户进行转接，使得D2D用户能够接入其他微基站。

举例来讲，可以参见图2，图2为本发明实施例提供的超密集网络的一种示意图。图2中示出了三个微基站B₁，B₂和B₃，其中B₁表示第一微基站，B1中的C₁和C₂均表示蜂窝用户，C₁和C₂正常通过信道与第一微基站B₁进行通信，例如，C₂使用信道k与第一微基站B₁进行通信。第一微基站B₁中的D₁表示待接入用户。B₂和B₃均为第二微基站，B₂中的R₁，R₂以及B₃中R₃均为候选中继用户。

本发明实施例中，由于超密集网络的用户波动较大，因此在用户高峰期，某些微基站可能处于满载状态，即微基站内所有的信道均被用户占用。本发明实施例提供的超密集网络中微基站接入方法即应用于满载状态的微基站。

当第一微基站内有用户需要接入时，该用户定义为待接入用户，待接入用户向第一微基站发送接入请求，由于第一微基站处于满载状态，因此，需要为待接入用户选取中继用户。

具体的，第一微基站可以获取待接入用户的地理位置，并检测在待接入用户的通信范围内，是否存在位于第二微基站的候选中继用户，其中第二微基站与第一微基站为不同的微基站，第二微基站与第一微基站相邻，且为非满载状态，即第二微基站中存在空闲的信道。

本发明实施例中，候选中继用户为能够作为中继用户的空闲用户，即候选中继用户能够实现与其他用户的直接D2D通信。

现结合图2进行说明，图2中B₁表示第一微基站，即B₁处于满载状态，微基站B₂和B₃均与B₁相邻，且处于非满载状态，因此B₂和B₃均可作为第二微基站。那么B₂中的R₁，R₂以及B₃中R₃均可作为候选中继用户。

S102：基于待接入用户与各个第二微基站的距离，以及各个第二微基站的负载率，从第二微基站中确定目标微基站。

若在待接入用户的通信范围内，存在位于第二微基站的候选中继用户，则说明待接入用户可以通过中继的方式接入第二微基站。

由于符合条件的第二微基站可以有多个，因此，第一微基站需要从第二微基站中确定出目标微基站。

在本发明的一种实施例中，可以综合考虑待接入用户与第二微基站的距离，以及第二微基站的负载率，来确定目标微基站。

具体的，第一微基站可以基于如下公式，确定出目标微基站：

其中，b表示第二微基站的标号，B_b表示标号为b的第二微基站，b^*表示目标微基站的标号，ω₁表示第一预设系数，ω₂表示第二预设系数，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，BR_b表示第二微基站的负载率，K表示每个微基站中的信道数目，l_b表示第二微基站中已接入的用户数目，表示待接入用户到第二微基站的距离，表示待接入用户到第二微基站的归一化距离，r_SBS表示每个微基站的覆盖半径，r_D2D表示待接入用户的D2D通信半径。其中，微基站的覆盖半径以及待接入用户的D2D通信半径可以预先测量，或预先设定得到。

本发明实施例中，第一预设系数ω₁和第二预设系数ω₂可以根据需求进行设置，表示综合考虑了待接入用户与各个第二微基站的距离，以及所述各个第二微基站的负载率的参数，值较小，说明待接入用户到第二微基站的距离以及第二微基站的负载率均较小，即第二微基站更适合作为待接入用户的目标微基站。

在本发明的一种实施例中，第一微基站可以对第二微基站进行遍历，并确定能够使取最小值的第二微基站，作为目标微基站。可见，本发明实施例中，综合考虑了待接入用户到第二微基站的距离以及第二微基站的负载率来确定目标微基站。

结合图2来讲，第一微基站B₁结合待接入用户D₁与微基站B₂的距离，待接入用户D₁与微基站B₃的距离，以及B₂和B₃各自的负载率，确定第二微基站B₂作为目标微基站。

S103：基于中继链路的最大可传输速率，从候选中继用户中确定目标中继用户以及对应的目标信道。

其中，中继链路包括从待接入用户到候选中继用户的链路，和从候选中继用户到目标微基站的链路，目标信道为待接入到目标中继用户所占用的信道。结合图2，图2中D₁-R₁-B₂以及D₁-R₂-B₂均可表示中继链路。

本发明实施例中，由于目标微基站中可能存在多个候选中继用户，因此，第一微基站需要从目标微基站的多个候选中继用户中，确定一个目标中继用户。

为了提高用户的通信质量，第一微基站在确定目标中继用户时，可以以数据传输速率为依据，即从候选中继用户中，选取一个目标中继用户，使得待接入用户-目标中继用户-目标微基站的中继链路的数据传输速度尽可能大。

具体的，第一微基站可以基于如下公式确定目标中继用户，以及对应的目标信道：

其中，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，表示待接入用户的发射功率，R_i表示标号为i的候选中继用户，k表示待接入用户到候选中继用户的信道标号，表示待接入用户使用信道k与候选中继用户通信的信干噪比，表示待接入用户到候选中继用户在信道k上的信道增益，表示候选中继用户R_i在信道k上接收到的干扰信号的功率，σ₁ ²表示第一噪声功率，σ₂ ²表示第二噪声功率，γ_d表示待接入用户的信干噪比的最低门限值，表示目标微基站，k′表示候选中继用户到目标微基站所占用的信道标号，表示候选中继用户的发射功率，表示候选中继用户到目标微基站在信道k′上的信道增益，表示目标基站在信道k上接收到的干扰信号的功率，表示所述中继链路的最大可传输速率，B₀表示信道带宽，i^*表示目标中继用户的标号，k^*表示目标信道的标号。

在本发明实施例中，候选中继用户应位于目标微基站的网络覆盖范围，且处于待接入用户的D2D通信范围内。

在从候选中继用户中选择目标中继用户时，第一微基站可以遍历每个候选中继用户以及每个候选的信道，并按照上述公式计算出每个候选中继用户对应的中继链路所能达到的最大数据传输速率。

在本发明实施例中，为了计算能够达到的最大传输速率，可以将待接入用户以及候选中继用户的发射功率尽可能设定在较大值，其中，待接入用户的发射功率以及候选中继用户的发射功率是存在一定约束的，具体的约束范围可以参见下文，在本步骤中，可以将待接入用户的发射功率以及候选中继用户的发射功率均设定为各自约束范围内的最大值。

此外，值得说明的是，中继链路包括从待接入用户到候选中继用户的链路，以及从候选中继用户到目标微基站的链路，因此中继链路的最大可传输速率由该两条链路中传输速率较小的链路决定。

第一微基站可以遍历各个候选中继用户，以及候选的信道，并比较采用各个候选中继用户以及信道所能达到的最大数据传输速率，从中选取目标中继用户，以及目标信道，使得中继链路的数据传输速率能够达到最大值。

结合图2，第一微基站B₁遍历目标微基站B₂中的R₁，R₂，以及各个候选的信道，基于上述公式，确定目标中继用户为R₂，目标信道标号的k。

S104：将目标中继用户的标识下发至待接入用户，以使待接入用户与目标中继用户建立通信连接，并通过目标微基站的空闲信道接入目标微基站。

本发明实施例中，当第一微基站确定目标中继用户后，可以将目标中继用户的标识下发至待接入用户，待接入用户可以与目标中继用户建立D2D通信，并通过目标微基站的空闲信道接入目标微基站。

结合图2，待接入用户D₁可以通过链路D₁-R₂-B₂接入目标微基站。其中，D₁-R₂链路为待接入用户D₁与目标中继用户R₂的D2D通信链路，R₂-B₂链路为目标中继用户R₂通过空闲信道k′与目标微基站B₂建立的通信链路。

可见，应用本发明实施例提供的超密集网络中微基站接入方法，当第一微基站处于满载状态时，接收到待接入用户发送的接入请求后，若判断待接入用户的通信范围内，存在位于第二微基站的候选中继用户，则基于待接入用户与各个第二微基站的距离，以及各个第二微基站的负载率，从第二微基站中确定目标微基站，并基于中继链路的最大可传输速率，从候选中继用户中确定目标中继用户以及对应的目标信道；将目标中继用户的标识下发至待接入用户，以使待接入用户与目标中继用户建立通信连接，并通过目标微基站的空闲信道接入目标微基站。可见，当第一微基站处于满载状态时，可以将待接入用户通过其他微基站的中继用户接入其他微基站，从而能够均衡负载，提高可接入微基站的用户数目。

在本发明的一种实施例中，由于待接入用户在与目标微基站中的目标中继用户进行通信时，需要复用第一微基站中的某个上行信道，会对第一微基站中的蜂窝用户的通信造成一定的干扰，因此，需要将待接入用户的发射功率控制在一定范围内，具体的，待接入用户的发射功率的下限是为了确保待接入用户与目标中继用户进行D2D通信的信干噪比需求，待接入用户的发射功率的上限是为了确保待接入用户与目标中继用户进行D2D通信时，不会影响到第一微基站的其他用户的正常通信。

结合图2，由于所确定的目标信道标号为k，而第一微基站中的C₂也是通过标号为k的信道与第一微基站进行通信的，可见，待接入用户D₁与目标中继用户R₂的D2D通信会影响到第一微基站中用户的通信，因此，需要对待接入用户D₁的发射功率进行限制。

在本发明的一种实施例中，待接入用户的发射功率的第一范围可以按照如下公式确定：

其中，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，表示待接入用户在信道k上的发射功率，γ_d表示待接入用户的信干噪比的最低门限值，表示候选中继用户R_i在信道k上接收到的干扰信号的功率，σ₃ ²表示第三噪声功率，σ₄ ²表示第四噪声功率，表示待接入用户到候选中继用户在信道k上的信道增益，表示待接入用户的发射功率的下限，表示第一微基站内蜂窝用户的发射功率，B₁表示第一微基站，表示第一微基站内蜂窝用户到第一微基站在信道k上的信道增益，γ_c表示第一微基站内蜂窝用户的信干噪比的最低门限值，表示第一微基站在信道k上收到的除新建立D2D连接之外的其他干扰信号的功率，表示待接入用户到第一微基站在信道k上的信道增益，表示待接入用户的发射功率的上限。

在本发明的一种实施例中，考虑到D2D最大发射功率约束为31dBm，因此，我们可以得到待接入用户的发射功率的第一范围可以用如下表示：

在本发明的一种实施例中，针对目标中继用户到目标微基站的链路，目标中继用户可以使用目标微基站中未被占用的空闲信道，因此不会对目标微基站中的其他用户造成干扰。则在确定目标中继用户的发射功率的第二范围时，只需要确保目标中继用户与目标微基站能够进行正常通信即可。

具体的，在本发明的一种实施例中，目标中继用户的发射功率的第二范围可以按照如下公式确定：

其中，k′表示候选中继用户到目标微基站所占用的信道标号，表示目标中继用户的发射功率，表示目标中继用户的信干噪比的最低门限值，表示目标微基站在信道k'上接收到的干扰信号的功率，σ₅ ²表示第五噪声功率，表示目标中继用户到目标微基站在信道k′上的信道增益。

在本发明的一种实施例中，考虑到目标中继用户的最大发射功率的约束为23dBm，因此，我们可以得到目标中继用户的发射功率的第二范围用下式表示：

在本发明的一种实施例中，若待接入用户的通信范围内，不存在位于第二微基站的候选中继用户，则待接入用户无法通过D2D中继的方式接入其他微基站，在这种情况下，第一微基站可以在自身的网络覆盖范围内，确定出一个待中继用户，该待中继用户满足D2D中继条件，即待中继用户能够通过第二微基站中的中继用户，接入第二微基站。

具体的，可以参见图3，图3为本发明实施例提供的超密集网络中微基站接入方法的另一种流程图，可以包括以下步骤：

步骤S301：当接收到待接入用户发送的接入请求后，判断在待接入用户的通信范围内，是否存在位于第二微基站的候选中继用户，第二微基站与第一微基站相邻，且第二微基站为非满载状态；是则执行步骤S302-S304，否则执行步骤S305。

其中，步骤S302-S304可以参见图1所示的S102-S104，此处不再赘述。

S305：从第一微基站中确定待中继用户，待中继用户的信干噪比低于预设阈值。

为了尽可能提高整个系统的吞吐量，第一微基站可以在自身的网络覆盖范围内，选取信干噪比较低的用户，作为待中继用户，即待中继用户的信干噪比低于预设阈值。

在本发明的一种实施例中，第一微基站可以判断在自身网络覆盖范围内，当前正在通信的用户中，信干噪比最差的用户是否满足D2D中继条件，即判断该用户是否能够通过第二微基站中的中继用户，接入第二微基站。

若该信干噪比最差的用户能够满足D2D中继条件，则可以将该用户确定为待中继用户。

S306：释放待中继用户到第一微基站之间占用的信道，将释放的信道分配给待接入用户，以使待接入用户使用释放的信道接入第一微基站。

在本发明的一种实施例中，第一微基站可以释放上述待中继用户到第一微基站之间占用的信道，并将释放的信道分配给待接入用户。由于被释放的信道成为了空闲信道，因此，待接入用户可以使用该被释放的信道接入第一微基站。

S307：将待中继用户作为待接入用户，并返回执行步骤S302。

本发明的一种实施例中，第一微基站可以将待中继用户通过D2D中继接入其他微基站。具体的，可以将待中继用户作为待接入用户，并返回执行基于待接入用户与各个第二微基站的距离，以及各个第二微基站的负载率，从第二微基站中确定目标微基站的步骤。

容易理解的，将待中继用户通过其他微基站的中继用户接入其他微基站的过程，可以参见图1所示的步骤S102-S104，此处不再赘述。

可见，本发明实施例中，当待接入用户无法通过中继方式接入其他微基站时，第一微基站还可以释放自身覆盖范围内信干噪比较低的待中继用户所占用的信道，将信道分配给待接入用户，并为待中继用户查找合适的目标微基站以及目标中继用户，使得待中继用户能够通过中继的方式接入其他微基站，从而能够均衡负载，实现提高可接入微基站的用户数目。

参见图4，本发明实施例还提供了一种超密集网络中微基站接入装置，应用于满载状态的第一微基站，装置包括：

判断模块401，用于当接收到待接入用户发送的接入请求后，判断在待接入用户的通信范围内，是否存在位于第二微基站的候选中继用户，第二微基站与第一微基站相邻，且第二微基站为非满载状态；

第一确定模块402，用于若判断模块的结果为是，则基于待接入用户与各个第二微基站的距离，以及各个第二微基站的负载率，从第二微基站中确定目标微基站；

第二确定模块403，用于基于中继链路的最大可传输速率，从所述候选中继用户中确定目标中继用户以及对应的目标信道；所述中继链路包括从所述待接入用户到所述候选中继用户的链路，和从所述候选中继用户到所述目标微基站的链路；所述目标信道为所述待接入用户到所述目标中继用户所占用的信道；

下发模块404，用于将目标中继用户的标识下发至待接入用户，以使待接入用户与目标中继用户建立通信连接，并通过目标微基站的空闲信道接入目标微基站。

在本发明的一种实施例中，装置还包括第三确定模块，第三确定模块用于若判断模块的判断结果为否，则从第一微基站中确定待中继用户，待中继用户的信干噪比低于预设阈值；

释放模块，用于释放待中继用户到第一微基站之间占用的信道，并将释放的信道分配给待接入用户，以使待接入用户使用释放的信道接入第一微基站；

第四确定模块，用于将待中继用户作为待接入用户，并触发第一确定模块。

在本发明的一种实施例中，第一确定模块，具体用于：

基于如下公式确定目标微基站：

其中，b表示第二微基站的标号，B_b表示标号为b的第二微基站，b^*表示目标微基站的标号，ω₁表示第一预设系数，ω₂表示第二预设系数，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，BR_b表示第二微基站的负载率，K表示第二微基站中的信道数目，l_b表示第二微基站中已接入的用户数目，表示待接入用户到第二微基站的距离，表示待接入用户到第二微基站的归一化距离，r_SBS表示每个微基站的覆盖半径，r_D2D表示待接入用户的D2D通信半径。

在本发明的一种实施例中，第二确定模块，具体用于：

基于如下公式确定目标中继用户以及对应的目标信道：

其中，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，表示待接入用户的发射功率，R_i表示标号为i的候选中继用户，k表示待接入用户到候选中继用户的信道标号，表示待接入用户使用信道k与候选中继用户通信的信干噪比，表示待接入用户到候选中继用户在信道k上的信道增益，表示候选中继用户R_i在信道k上接收到的干扰信号的功率，σ₁ ²表示第一噪声功率，σ₂ ²表示第二噪声功率，γ_d表示待接入用户的信干噪比的最低门限值，表示目标微基站，k′表示候选中继用户到目标微基站所占用的信道标号，表示候选中继用户的发射功率，表示候选中继用户到目标微基站在信道k′上的信道增益，表示目标基站在信道k上接收到的干扰信号的功率，表示所述中继链路的最大可传输速率，B₀表示信道带宽，i*表示目标中继用户的标号，k^*表示目标信道的标号。

在本发明的一种实施例中，待接入用户的发送功率处于第一范围，目标中继用户的发送功率处于第二范围，装置还包括：第五确定模块和第六确定模块，

第五确定模块，具体用于：按照如下公式确定所述第一范围：

其中，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，表示待接入用户在信道k上的发射功率，γ_d表示待接入用户的信干噪比的最低门限值，表示候选中继用户R_i在信道k上接收到的干扰信号的功率，σ₃ ²表示第三噪声功率，σ₄ ²表示第四噪声功率，表示待接入用户到候选中继用户在信道k上的信道增益，表示待接入用户的发射功率的下限，表示第一微基站内蜂窝用户的发射功率，B₁表示第一微基站，表示第一微基站内蜂窝用户到第一微基站在信道k上的信道增益，γ_c表示第一微基站内蜂窝用户的信干噪比的最低门限值，表示第一微基站在信道k上收到的除新建立D2D连接之外的其他干扰信号的功率，表示待接入用户到第一微基站在信道k上的信道增益，表示待接入用户的发射功率的上限。

第六确定模块，具体可以用于：

按照如下公式确定所述第二范围：

其中，k′表示候选中继用户到目标微基站所占用的信道标号，表示候选中继用户的发射功率，表示候选中继用户的信干噪比的最低门限值，表示目标微基站在信道k'上接收到的干扰信号的功率，σ₅ ²表示第五噪声功率，表示候选中继用户到目标微基站在信道k′上的信道增益。

应用本发明实施例提供的超密集网络中微基站接入装置，当第一微基站处于满载状态时，接收到待接入用户发送的接入请求后，若判断待接入用户的通信范围内，存在位于第二微基站的候选中继用户，则基于待接入用户与各个第二微基站的距离，以及各个第二微基站的负载率，从第二微基站中确定目标微基站，并基于中继链路的最大可传输速率，从候选中继用户中确定目标中继用户以及对应的目标信道；将目标中继用户的标识下发至待接入用户，以使待接入用户与目标中继用户建立通信连接，并通过目标微基站的空闲信道接入目标微基站。可见，当第一微基站处于满载状态时，可以将待接入用户通过其他微基站的中继用户接入其他微基站，从而能够均衡负载，实现提高可接入微基站的用户数目。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超密集网络中微基站接入方法，其特征在于，应用于满载状态的第一微基站，所述方法包括：

当接收到待接入用户发送的接入请求后，判断在所述待接入用户的通信范围内，是否存在位于第二微基站的候选中继用户，所述第二微基站与所述第一微基站相邻，且所述第二微基站为非满载状态；

若存在，则基于所述待接入用户与各个第二微基站的距离，以及所述各个第二微基站的负载率，从所述第二微基站中确定目标微基站；

基于中继链路的最大可传输速率，从所述候选中继用户中确定目标中继用户以及对应的目标信道；所述中继链路包括从所述待接入用户到所述候选中继用户的链路，和从所述候选中继用户到所述目标微基站的链路；所述目标信道为所述待接入用户到所述目标中继用户所占用的信道；

将所述目标中继用户的标识下发至所述待接入用户，以使所述待接入用户与所述目标中继用户建立通信连接，并通过所述目标微基站的空闲信道接入所述目标微基站。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述待接入用户的通信范围内，不存在位于所述第二微基站的候选中继用户，则从所述第一微基站中确定待中继用户，所述待中继用户的信干噪比低于预设阈值；

释放所述待中继用户到所述第一微基站之间占用的信道，并将释放的信道分配给所述待接入用户，以使所述待接入用户使用所述释放的信道接入所述第一微基站；

将所述待中继用户作为待接入用户，返回执行基于所述待接入用户与各个第二微基站的距离，以及所述各个第二微基站的负载率，从所述第二微基站中确定目标微基站的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述待接入用户与各个第二微基站的距离，以及所述各个第二微基站的负载率，从所述第二微基站中确定目标微基站的步骤，包括：

基于如下公式确定目标微基站：

其中，b表示第二微基站的标号，B_b表示标号为b的第二微基站，b^*表示目标微基站的标号，ω₁表示第一预设系数，ω₂表示第二预设系数，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，BR_b表示第二微基站的负载率，K表示第二微基站中的信道数目，l_b表示第二微基站中已接入的用户数目，表示待接入用户到第二微基站的距离，表示待接入用户到第二微基站的归一化距离，r_SBS表示每个微基站的覆盖半径，r_D2D表示待接入用户的D2D通信半径。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于中继链路的最大可传输速率，从所述候选中继用户中确定目标中继用户以及对应的目标信道的步骤，包括：

基于如下公式确定目标中继用户以及对应的目标信道：

其中，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，表示待接入用户的发射功率，R_i表示标号为i的候选中继用户，k表示待接入用户到候选中继用户的信道标号，表示待接入用户使用信道k与候选中继用户通信的信干噪比，表示待接入用户到候选中继用户在信道k上的信道增益，表示候选中继用户R_i在信道k上接收到的干扰信号的功率，σ₁ ²表示第一噪声功率，σ₂ ²表示第二噪声功率，γ_d表示待接入用户的信干噪比的最低门限值，表示目标微基站，k′表示候选中继用户到目标微基站所占用的信道标号，表示候选中继用户的发射功率，表示候选中继用户到目标微基站在信道k′上的信道增益，表示目标基站在信道k上接收到的干扰信号的功率，表示所述中继链路的最大可传输速率，B₀表示信道带宽，i^*表示目标中继用户的标号，k^*表示目标信道的标号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待接入用户的发射功率处于第一范围，所述候选中继用户的发射功率处于第二范围；所述方法还包括：

按照如下公式确定所述第一范围：

其中，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，表示待接入用户在信道k上的发射功率，γ_d表示待接入用户的信干噪比的最低门限值，表示候选中继用户R_i在信道k上接收到的干扰信号的功率，σ₃ ²表示第三噪声功率，σ₄ ²表示第四噪声功率，表示待接入用户到候选中继用户在信道k上的信道增益，表示待接入用户的发射功率的下限，表示第一微基站内蜂窝用户的发射功率，B₁表示第一微基站，表示第一微基站内蜂窝用户到第一微基站在信道k上的信道增益，γ_c表示第一微基站内蜂窝用户的信干噪比的最低门限值，表示第一微基站在信道k上收到的除新建立D2D连接之外的其他干扰信号的功率，表示待接入用户到第一微基站在信道k上的信道增益，表示待接入用户的发射功率的上限；

按照如下公式确定所述第二范围：

其中，k′表示候选中继用户到目标微基站所占用的信道标号，表示候选中继用户的发射功率，表示候选中继用户的信干噪比的最低门限值，表示目标微基站在信道k'上接收到的干扰信号的功率，σ₅ ²表示第五噪声功率，表示候选中继用户到目标微基站在信道k′上的信道增益。

6.一种超密集网络中微基站接入装置，其特征在于，应用于满载状态的第一微基站，所述装置包括：

判断模块，用于当接收到待接入用户发送的接入请求后，判断在所述待接入用户的通信范围内，是否存在位于第二微基站的候选中继用户，所述第二微基站与所述第一微基站相邻，且所述第二微基站为非满载状态；

第一确定模块，用于若判断模块的结果为是，则基于所述待接入用户与各个第二微基站的距离，以及所述各个第二微基站的负载率，从所述第二微基站中确定目标微基站；

第二确定模块，用于基于中继链路的最大可传输速率，从所述候选中继用户中确定目标中继用户以及对应的目标信道；所述中继链路包括从所述待接入用户到所述候选中继用户的链路，和从所述候选中继用户到所述目标微基站的链路；所述目标信道为所述待接入用户到所述目标中继用户所占用的信道；

下发模块，用于将所述目标中继用户的标识下发至所述待接入用户，以使所述待接入用户与所述目标中继用户建立通信连接，并通过所述目标微基站的空闲信道接入所述目标微基站。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三确定模块，用于若判断模块的判断结果为否，则从所述第一微基站中确定待中继用户，所述待中继用户的信干噪比低于预设阈值；

释放模块，用于释放所述待中继用户到所述第一微基站之间占用的信道，并将释放的信道分配给所述待接入用户，以使所述待接入用户使用所述释放的信道接入所述第一微基站；

第四确定模块，用于将所述待中继用户作为待接入用户，并触发所述第一确定模块。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，具体用于：

基于如下公式确定目标微基站：

其中，b表示第二微基站的标号，B_b表示标号为b的第二微基站，b^*表示目标微基站的标号，ω₁表示第一预设系数，ω₂表示第二预设系数，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，BR_b表示第二微基站的负载率，K表示第二微基站中的信道数目，l_b表示第二微基站中已接入的用户数目，表示待接入用户到第二微基站的距离，表示待接入用户到第二微基站的归一化距离，r_SBS表示每个微基站的覆盖半径，r_D2D表示待接入用户的D2D通信半径。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，具体用于：

基于如下公式确定目标中继用户以及对应的目标信道：

其中，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，表示待接入用户的发射功率，R_i表示标号为i的候选中继用户，k表示待接入用户到候选中继用户的信道标号，表示待接入用户使用信道k与候选中继用户通信的信干噪比，表示待接入用户到候选中继用户在信道k上的信道增益，表示候选中继用户R_i在信道k上接收到的干扰信号的功率，σ₁ ²表示第一噪声功率，σ₂ ²表示第二噪声功率，γ_d表示待接入用户的信干噪比的最低门限值，表示目标微基站，k′表示候选中继用户到目标微基站所占用的信道标号，表示候选中继用户的发射功率，表示候选中继用户到目标微基站在信道k′上的信道增益，表示目标基站在信道k上接收到的干扰信号的功率，表示所述中继链路的最大可传输速率，B₀表示信道带宽，i^*表示目标中继用户的标号，k^*表示目标信道的标号。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述待接入用户的发送功率处于第一范围，所述目标中继用户的发送功率处于第二范围，所述装置还包括：第五确定模块和第六确定模块，

所述第五确定模块，具体用于：

按照如下公式确定所述第一范围：

其中，a表示待接入用户的标号，D_a表示待接入用户，表示待接入用户在信道k上的发射功率，γ_d表示待接入用户的信干噪比的最低门限值，表示候选中继用户R_i在信道k上接收到的干扰信号的功率，σ₃ ²表示第三噪声功率，σ₄ ²表示第四噪声功率，表示待接入用户到候选中继用户在信道k上的信道增益，表示待接入用户的发射功率的下限，表示第一微基站内蜂窝用户的发射功率，B₁表示第一微基站，表示第一微基站内蜂窝用户到第一微基站在信道k上的信道增益，γ_c表示第一微基站内蜂窝用户的信干噪比的最低门限值，表示第一微基站在信道k上收到的除新建立D2D连接之外的其他干扰信号的功率，表示待接入用户到第一微基站在信道k上的信道增益，表示待接入用户的发射功率的上限；

所述第六确定模块，具体用于：

按照如下公式确定所述第二范围：

其中，k′表示候选中继用户到目标微基站所占用的信道标号，表示候选中继用户的发射功率，表示候选中继用户的信干噪比的最低门限值，表示目标微基站在信道k'上接收到的干扰信号的功率，σ₅ ²表示第五噪声功率，表示候选中继用户到目标微基站在信道k′上的信道增益。