本發(fā)明涉及無線通信技術領域，特別是涉及一種以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法。

背景技術：

近年來，隨著無線通信技術的發(fā)展和智能終端的普及，移動用戶對于數(shù)據(jù)通信的需求大幅度地增長。為了支持不斷增加的通信服務需求，無線通信網(wǎng)絡的容量需要不斷地提高，在單位區(qū)域內部署更多的接入點成為了大勢所趨。例如在未來的5G移動通信系統(tǒng)中，超密集網(wǎng)絡已被認為是能夠達到未來通信容量需求的重要途徑之一。理論上，部署更多的接入點能夠提高系統(tǒng)的總體容量。但實際上，隨著無規(guī)劃部署小小區(qū)的密度越來越高，移動用戶可能會面臨更強大多變的小區(qū)間干擾，更頻繁的切換和更不穩(wěn)定的網(wǎng)絡環(huán)境，這些因素嚴重影響了無線通信網(wǎng)絡的性能，也導致了用戶體驗的下降。

在未來的無線通信網(wǎng)絡中，用戶無論在何時何地都應能滿足業(yè)務需求，獲得最佳體驗。為了達到這一目標，除了考慮用戶的接收信號質量外，保障用戶的可用資源數(shù)量，提高用戶的接入概率，改善用戶在面對復雜多變網(wǎng)絡環(huán)境時的魯棒性和靈敏性等都是不可忽視的因素。在接入點和用戶越來越密集的網(wǎng)絡中，即使用戶能得到較高的接收信號質量，也可能因為得不到足夠的資源或難以接入選中的小區(qū)而無法獲得理想的用戶體驗，這也成為了當前亟待解決的問題之一。

為了保證用戶體驗的一致性，以用戶為中心的傳輸機制已經成為了目前的重要研究方向。用戶可以自主選擇一個或多個無線接入點進行協(xié)作傳輸，形成以用戶為中心的虛擬小區(qū)，并且虛擬小區(qū)能夠隨著用戶的移動而變化更新。不同于傳統(tǒng)的非重疊分簇方法，在以用戶為中心的虛擬網(wǎng)絡中，每個接入點可以同時屬于多個虛擬小區(qū)，每個用戶都處于各自虛擬小區(qū)的中心，因此改善了位于傳統(tǒng)簇邊界的用戶接收信號較差的問題。以用戶為中心的協(xié)作傳輸方案不僅能夠降低小區(qū)間的干擾，更可以提高基站的資源利用率，提升系統(tǒng)的整體性能。而由用戶自主選擇協(xié)作接入點的方式使得用戶能夠在復雜多變的網(wǎng)絡中(例如由即插即用接入點構成的網(wǎng)絡)快速應對環(huán)境變化，保證了服務的穩(wěn)定性和魯棒性。但現(xiàn)有的以用戶為中心的小區(qū)選擇方案大多以接入點的接收信號強度作為主要的決策標準，而對于每個接入點的負載情況以及接入難易程度沒有做過多的考慮。也就是說，現(xiàn)有的以用戶為中心的小區(qū)選擇方案主要以接入點的接收信號強度作為用戶選擇協(xié)作接入點的決策標準。這些方案沒有具體考慮每一個接入點的負載情況，也沒有對接入點未來的負載情況進行預判，因此用戶有 較大可能性會選中高負載的接入點，導致用戶難以接入或得不到足夠的資源。

如何有效提升以用戶為中心的虛擬小區(qū)的服務體驗成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法，用于提高用戶的數(shù)據(jù)速率和接入成功的概率，提高用戶體驗。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法，所述虛擬小區(qū)選擇方法包括：接入點統(tǒng)計當前負載參數(shù)和待接入用戶數(shù)，根據(jù)所述負載參數(shù)和所述待接入用戶數(shù)計算所述接入點的負載預測值；所述接入點傳輸負載預測值；用戶監(jiān)測鄰近接入點的下行信號，獲取鄰近接入點的信道狀態(tài)信息和負載預測值，并根據(jù)用戶預設的目標函數(shù)選取接入點組合作為協(xié)作接入點組合，確定所述協(xié)作接入點組合內每個接入點的優(yōu)先級順序；用戶基于所述協(xié)作接入點組合內每個接入點的優(yōu)先級順序向被選中且尚未接入的接入點發(fā)起隨機接入；成功接入的接入點，形成以用戶為中心的虛擬小區(qū)，為用戶進行數(shù)據(jù)傳輸。

優(yōu)選地，所述負載參數(shù)包括物理資源塊的使用率和活躍用戶數(shù)；所述待接入用戶數(shù)是指選擇該接入點，但尚未接入的用戶數(shù)，通過接入點統(tǒng)計的接收到的隨機接入前導的數(shù)量表征。

優(yōu)選地，接入點統(tǒng)計當前負載參數(shù)和待接入用戶數(shù)，根據(jù)所述負載參數(shù)和所述待接入用戶數(shù)計算所述接入點的負載預測值的一種具體實現(xiàn)方式為：接入點統(tǒng)計當前的物理資源塊的使用率l_PRB和活躍用戶數(shù)n_UE，統(tǒng)計一段時間內接收到的專用和隨機選擇的隨機接入前導總數(shù)n_RA，接入點的負載預測值l＝αl_PRB+βn_RAl_PRB/n_UE，其中α和β為實數(shù)系數(shù)。

優(yōu)選地，接入點統(tǒng)計當前負載參數(shù)和待接入用戶數(shù)，根據(jù)所述負載參數(shù)和所述待接入用戶數(shù)計算所述接入點的負載預測值：接入點統(tǒng)計當前的活躍用戶數(shù)n_UE，統(tǒng)計一段時間內接收到的專用和隨機選擇的隨機接入前導總數(shù)n_RA，接入點的負載預測值l＝αn_UE+βn_RA，其中α和β為實數(shù)系數(shù)。

優(yōu)選地，所述接入點傳輸負載預測值時通過下行廣播傳輸方式傳輸所述負載預測值。

優(yōu)選地，所述用戶預設的目標函數(shù)為：其中，為選擇接入點組合時用戶的接收信干噪比，l_b為接入點b的負載預測值，γ為權重系數(shù)；選取使 所述目標函數(shù)最大化時的接入點組合作為協(xié)作接入點組合。

優(yōu)選地，所述發(fā)起隨機接入按優(yōu)先級順序逐個發(fā)起接入，具體包括：用戶在基于優(yōu)先級定義的嘗試次數(shù)內成功接入被選中的接入點，則繼續(xù)向其它被選中接入點發(fā)起隨機接入，直至成功接入所有被選中接入點。

優(yōu)選地，如果用戶在基于優(yōu)先級定義的嘗試次數(shù)內沒有成功接入，或接收到的隨機接入響應中包含的退避指數(shù)大于基于優(yōu)先級定義的退避指數(shù)，則用戶不再向該接入點發(fā)起隨機接入。

優(yōu)選地，當用戶接入所有協(xié)作接入點后開始為用戶進行數(shù)據(jù)傳輸。

優(yōu)選地，當用戶成功接入某一接入點時，該接入點即開始為用戶進行數(shù)據(jù)傳輸。

如上所述，本發(fā)明的一種以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法，具有以下有益效果：

1、在本發(fā)明中，接入點統(tǒng)計當前負載情況和待接入用戶數(shù)，預測未來該接入點的負載情況，由用戶根據(jù)接入點的信道狀態(tài)信息和負載預測值，自主選擇協(xié)作接入點，通過降低用戶選擇高負載接入點的概率，達到提高用戶數(shù)據(jù)速率和接入概率的目標，也給用戶選擇協(xié)作接入點提供了更有價值、更準確的參考信息。

2、在本發(fā)明中，用戶綜合考慮每個接入點的信號強度和預期負載情況，選擇接收信號較強且可用資源較多的接入點，改善了用戶因選擇高負載接入點而導致用戶體驗下降的問題，提高了用戶的數(shù)據(jù)速率和接入概率。

3、在本發(fā)明中，用戶根據(jù)優(yōu)先級定義每個接入點的隨機接入嘗試次數(shù)和可接受退避范圍，避免用戶在接入優(yōu)先級較低的接入點時浪費大量時間，提高了用戶選擇協(xié)作接入點的靈活性，加快了虛擬小區(qū)的構建過程。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明的一種以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法的流程圖。

圖2顯示為本發(fā)明的一種以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法的詳細實施過程流程圖。

圖3顯示為本發(fā)明的一種以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法中用戶數(shù)據(jù)速率的累積分布函數(shù)示意圖。

圖4顯示為本發(fā)明的一種以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法中頻譜利用率的示意圖。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加 以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。

本發(fā)明的目的在于提供一種以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法，用于提高用戶的數(shù)據(jù)速率和接入成功的概率，提高用戶體驗。以下將詳細描述本發(fā)明的一種以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法的原理和實施方式，使本領域技術人員不需要創(chuàng)造性勞動即可理解本發(fā)明的一種以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法。

本實施例屬于無線通信技術領域，具體涉及以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法，包括接入點統(tǒng)計當前負載情況和待接入用戶數(shù)，計算負載預測值；接入點可通過任何方式傳輸負載預測值，傳輸方式可以選擇但不限于通過下行廣播傳輸；用戶監(jiān)測鄰近接入點的下行信號，獲取鄰近接入點的信道狀態(tài)信息和負載預測值，根據(jù)用戶的目標函數(shù)計算優(yōu)選協(xié)作接入點組合及組合內每個接入點的優(yōu)先級順序；用戶向被選中接入點發(fā)起隨機接入，并根據(jù)優(yōu)先級定義隨機接入的嘗試次數(shù)和可接受退避范圍；用戶接入被選中接入點，形成以用戶為中心的虛擬小區(qū)。本實施例通過對接入點負載的預測，優(yōu)化了用戶的接入點選擇策略，改善了用戶因選擇高負載接入點而導致用戶體驗下降的問題，提高了用戶的數(shù)據(jù)速率和接入概率。

進一步說，本實施例提出一種以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法，根據(jù)每個接入點統(tǒng)計的當前負載情況和待接入用戶數(shù)預測未來該接入點的負載情況，然后由用戶自主選擇接入一個或多個信道質量較高且預期負載較低的接入點。相比現(xiàn)有方法，本實施例提出的方法能夠有效改善用戶因選擇高負載接入點而導致用戶體驗下降的問題，從而不僅提高了用戶的數(shù)據(jù)速率和接入概率，也改善了整個系統(tǒng)的負載均衡問題，最終提高了系統(tǒng)的資源利用率。

本實施例中的以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法根據(jù)接入點的負載預測值，由用戶自主選擇接收信號較強、可用資源較多且易于接入的接入點，改善了用戶因選擇高負載接入點而導致用戶體驗下降的問題，提高了用戶的數(shù)據(jù)速率和接入概率。

具體地，在本實施例中，如圖1所示，所述虛擬小區(qū)選擇方法包括以下步驟。

步驟S11，接入點統(tǒng)計當前負載參數(shù)和待接入用戶數(shù)，根據(jù)所述負載參數(shù)和所述待接入用戶數(shù)計算所述接入點的負載預測值。

步驟S12，所述接入點傳輸負載預測值。

步驟S13，用戶監(jiān)測鄰近接入點的下行信號，獲取鄰近接入點的信道狀態(tài)信息和負載預測值，并根據(jù)用戶預設的目標函數(shù)選取接入點組合作為協(xié)作接入點組合，確定所述協(xié)作接入點組合內每個接入點的優(yōu)先級順序。

步驟S14，用戶基于所述協(xié)作接入點組合內每個接入點的優(yōu)先級順序向被選中且尚未接 入的接入點發(fā)起隨機接入。

步驟S15，成功接入的接入點，形成以用戶為中心的虛擬小區(qū)，為用戶進行數(shù)據(jù)傳輸。

請參閱圖1和圖2，以下對上述步驟S11至步驟S15進行詳細說明。

步驟S11，接入點統(tǒng)計當前負載參數(shù)和待接入用戶數(shù)，根據(jù)所述負載參數(shù)和所述待接入用戶數(shù)計算所述接入點的負載預測值。

所述的當前負載參數(shù)表征了當前接入點的資源使用情況，可以選擇但不限于物理資源塊(Physical Resource Block，PRB)的使用率和活躍用戶數(shù)。其中，在本實施例中，所述負載參數(shù)包括物理資源塊的使用率和活躍用戶數(shù)。

所述待接入用戶數(shù)是指選擇該接入點，但尚未接入的用戶數(shù)，通過接入點統(tǒng)計的接收到的隨機接入前導的數(shù)量表征。

所述的負載預測值是對于接入點在未來一段時間內的數(shù)據(jù)流量的預測。

步驟S11中的接入點統(tǒng)計當前負載參數(shù)和待接入用戶數(shù)，根據(jù)所述負載參數(shù)和所述待接入用戶數(shù)計算所述接入點的負載預測值可以通過以下兩種方式實現(xiàn)。

1)接入點統(tǒng)計當前負載參數(shù)和待接入用戶數(shù)，根據(jù)所述負載參數(shù)和所述待接入用戶數(shù)計算所述接入點的負載預測值的一種具體實現(xiàn)方式為：接入點統(tǒng)計當前的物理資源塊的使用率l_PRB和活躍用戶數(shù)n_UE，統(tǒng)計一段時間內接收到的專用和隨機選擇的隨機接入前導總數(shù)n_RA，接入點的負載預測值l＝αl_PRB+βn_RAl_PRB/n_UE，其中α和β為實數(shù)系數(shù)，用于控制兩部分所占比例。該負載預測值表征了接入點在未來一段時間內的PRB使用率預測值。

2)接入點統(tǒng)計當前負載參數(shù)和待接入用戶數(shù)，根據(jù)所述負載參數(shù)和所述待接入用戶數(shù)計算所述接入點的負載預測值：接入點統(tǒng)計當前的活躍用戶數(shù)n_UE，統(tǒng)計一段時間內接收到的專用和隨機選擇的隨機接入前導總數(shù)n_RA，接入點的負載預測值l＝αn_UE+βn_RA，其中α和β為實數(shù)系數(shù)，用于控制兩部分所占比例。該負載預測值表征了接入點在未來一段時間內服務用戶數(shù)的預測值。

步驟S12，所述接入點傳輸負載預測值。接入點可通過任何方式傳輸負載預測值，傳輸方式可以選擇但不限于通過下行廣播傳輸。

在本實施例中，所述接入點傳輸負載預測值時通過下行廣播傳輸方式傳輸所述負載預測值。所述的廣播方式可以選擇周期性廣播或非周期性廣播。所述的非周期性廣播觸發(fā)方式包括，但不限于當負載預測值的變化大于一定閾值時觸發(fā)。

步驟S13，用戶監(jiān)測鄰近接入點的下行信號，獲取鄰近接入點的信道狀態(tài)信息和負載預測值，并根據(jù)用戶預設的目標函數(shù)選取接入點組合作為協(xié)作接入點組合，確定所述協(xié)作接入 點組合內每個接入點的優(yōu)先級順序。

所述的用戶預設的目標函數(shù)代表了用戶選擇協(xié)作接入點的準則，包括但不限于根據(jù)用戶的接收信干噪比(Signal-to-noise-plus-interference Ratio，SINR)和接入點的負載情況選擇協(xié)作接入點。

所述用戶預設的目標函數(shù)為：其中，為選擇接入點組合時用戶的接收信干噪比，l_b為接入點b的負載預測值，γ為權重系數(shù)，γ用于控制兩部分所占權重，可以設為固定值，也可以根據(jù)用戶資源需求的大小，為每個用戶設置不同的γ值。

選取使上述目標函數(shù)最大化時的接入點組合作為協(xié)作接入點組合。

所述的優(yōu)先級表征了該接入點對該用戶的潛在貢獻大小。

也可以采用以下方式：當某個接入點的信號強度與負載預測值的比值大于某個閾值時，選擇該接入點作為協(xié)作接入點。

可以采用如下流程實現(xiàn)：用戶首先獲取所有鄰近接入點的信道狀態(tài)信息和負載預測值，然后建立候選接入點列表，最后在候選接入點列表中計算能使用戶的目標函數(shù)最大的協(xié)作接入點組合及組合內每個接入點的優(yōu)先級順序。其中，所述的候選接入點是指接收信號強度大于一定閾值，負載預測值小于一定閾值的接入點。

此外，在本實施例中，也可以采用如下方式實現(xiàn)：用戶在獲取每一個鄰近接入點的信道狀態(tài)信息和負載預測值后，隨即根據(jù)用戶的目標函數(shù)判斷是否選擇該接入點作為協(xié)作接入點；對全部鄰近接入點完成相關計算后，給出優(yōu)選的協(xié)作接入點組合以及組合內每個接入點的優(yōu)先級順序。

步驟S14，用戶基于所述協(xié)作接入點組合內每個接入點的優(yōu)先級順序向被選中且尚未接入的接入點發(fā)起隨機接入。向接入點發(fā)起隨機接入，包括但不限于按優(yōu)先級順序逐個發(fā)起接入，或者向多個接入點同時發(fā)起隨機接入。

用戶向被選中的接入點發(fā)起基于競爭的隨機接入。

具體地，在本實施例中，步驟S14的一種實現(xiàn)方式為：所述發(fā)起隨機接入按優(yōu)先級順序逐個發(fā)起接入，具體包括：用戶在基于優(yōu)先級定義的嘗試次數(shù)內成功接入被選中的接入點，則繼續(xù)向其它被選中接入點發(fā)起隨機接入，直至成功接入所有被選中接入點，進入步驟S15。

如果用戶在基于優(yōu)先級定義的嘗試次數(shù)內沒有成功接入，或接收到的隨機接入響應中包 含的退避指數(shù)大于基于優(yōu)先級定義的退避指數(shù)，則用戶不再向該接入點發(fā)起隨機接入。用戶可以選擇將該接入點從候選接入點中移除，返回步驟S13；或繼續(xù)向其它被選中接入點發(fā)起隨機接入。當用戶選擇返回步驟S13，重新計算優(yōu)選接入點組合時，如果用戶已成功接入一些接入點，那么用戶可以選擇保留這些接入點，返回步驟是S13后就僅需在剩余候選接入點中計算優(yōu)選組合，計算過程會大大簡化，不會額外帶來過多的計算時間。

所述的基于優(yōu)先級定義的嘗試次數(shù)和基于優(yōu)先級定義的退避指數(shù)是指具有高優(yōu)先級的接入點將有更大的嘗試次數(shù)和可接受退避范圍。

為不同優(yōu)先級的接入點設定不同的嘗試次數(shù)和可接受退避范圍的原因如下：

優(yōu)先級高的接入點代表它能為用戶提供更強的信號強度，或者更多的傳輸資源。如果能成功接入高優(yōu)先級的接入點，用戶就能夠獲得較好的服務；反之，如果不能成功接入高優(yōu)先級的接入點，用戶就有受到較大干擾或得不到足夠傳輸資源的風險。因此，本發(fā)明為優(yōu)先級較高的接入點設定較大的嘗試次數(shù)和可接受退避范圍，使用戶持續(xù)嘗試接入優(yōu)先級高的接入點，期望使用戶獲得較好的服務體驗。

同樣的，優(yōu)先級低的接入點代表它只能為用戶提供較弱的信號強度，或者較少的傳輸資源。如果用戶不能成功接入低優(yōu)先級的接入點，也不會給用戶帶來較大的性能損失。因此，本方案為優(yōu)先級較低的接入點設定較小的嘗試次數(shù)和可接受退避范圍，如果用戶短時間內無法成功接入該接入點，就自動避讓，將資源留給更需要接入該接入點的用戶。

此外，在本實施例中，步驟S14的另外一種實現(xiàn)方式為：用戶將優(yōu)選的協(xié)作接入點組合以及組合內每個接入點的優(yōu)先級順序發(fā)送給用戶所依附的接入點。該接入點向被選中的協(xié)作接入點發(fā)送資源請求信息，進行信息交互。同意協(xié)作的接入點為用戶分配專用的隨機接入前導。用戶接收專用的隨機接入前導，向協(xié)作接入點發(fā)起基于非競爭的隨機接入。用戶接入?yún)f(xié)作接入點后，可以選擇進入步驟S15，或將不同意協(xié)作的接入點從候選接入點中移除，保留已成功接入的協(xié)作接入點，返回步驟S13。

步驟S15，成功接入的接入點，形成以用戶為中心的虛擬小區(qū)，為用戶進行數(shù)據(jù)傳輸。所述的數(shù)據(jù)傳輸包括，但不限于當用戶接入所有協(xié)作接入點后開始進行傳輸，或當用戶成功接入某一接入點時，該接入點即開始為用戶進行數(shù)據(jù)傳輸。

具體地，在本實施例中，當用戶接入所有協(xié)作接入點后開始為用戶進行數(shù)據(jù)傳輸，或者當用戶成功接入某一接入點時，該接入點即開始為用戶進行數(shù)據(jù)傳輸。

為使本領域技術人員進一步理解本實施例的以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法，下面對本發(fā)明的以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法實施過程進行詳細說明。

在本實施例中，仿真場景設置如下：

假設在100m*100m的正方形區(qū)域內隨機部署著多個接入點，接入點集合為其中B為接入點總數(shù)，每個接入點的發(fā)射功率為20dBm。假設所有接入點的頻率復用因子為1，帶寬為5MHz，共分為24個子信道。用戶也隨機分布在該區(qū)域內，用戶數(shù)為接入點數(shù)的20倍，假設表示用戶集合，其中M為用戶總數(shù)。

在LTE系統(tǒng)中，根據(jù)3GPP協(xié)議，接入點會統(tǒng)計當前PRB使用率(PRB usage)、活躍用戶數(shù)(Number of active UEs)和接收到的隨機接入前導的數(shù)量(Received Random Access Preambles)，其中包括專用隨機接入前導(Dedicated preambles)的數(shù)量和隨機選擇的隨機接入前導(Randomly selected preambles)數(shù)量。

本實施例的的以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法具體實現(xiàn)如下：

1)接入點統(tǒng)計當前的活躍用戶數(shù)n_UE，統(tǒng)計某一段時間內接收到的專用和隨機選擇的隨機接入前導總數(shù)n_RA，計算該接入點的負載預測值l_b＝n_UE+n_RA。

其中，當前活躍用戶數(shù)n_UE表示接入點正在服務的用戶數(shù)，接收的隨機接入前導總數(shù)n_RA表征了待接入的用戶數(shù)，即正在向該接入點發(fā)起隨機接入的用戶數(shù)，負載預測值l_b表征了接入點b在未來一段時間內服務用戶數(shù)的預測值。

2)接入點周期性廣播負載預測值l_b。

3)用戶監(jiān)測鄰近接入點的下行信號，獲取所有鄰近接入點的平均接收信號強度和負載預測值。

用戶m選擇接收信號強度大于一定閾值，負載預測值小于一定閾值的接入點作為候選接入點，然后在候選接入點列表中計算能使用戶的目標函數(shù)最大的優(yōu)選協(xié)作接入點組合，其中用戶的目標函數(shù)為

其中，表示用戶m選擇接入點組合時的接收信干噪比，γ用于控制兩部分所占權重。

上述目標函數(shù)可以有多種求解方法，以貪婪算法為例，過程如下：

計算每個候選接入點b的權重ω_b＝SINR_b-γ*l_b，它表示用戶m僅選擇接入點b時的目標函數(shù)值；將候選接入點按照權重ω_b由大到小進行排序；按照順序逐個將候選接入點加入 協(xié)作接入點組合計算目標函數(shù)值，如果加入某一個接入點后得到的目標函數(shù)值小于加入該接入點前得到的目標函數(shù)值，則排序在該接入點之前的所有接入點構成了最終得到的優(yōu)選協(xié)作接入點組合。

在此過程中，用戶m可按照接收權重ω_b由大到小的順序為被選中的接入點定義優(yōu)先級排序{b₀,b₁,...,b_N-1}。

4)用戶根據(jù)優(yōu)先級順序為接入點設置由大到小的隨機接入嘗試次數(shù)和可接受退避范圍，然后向被選中且尚未接入的接入點發(fā)起隨機接入。

如果用戶在(最大嘗試次數(shù)-接入點序號)內成功接入被選中的接入點，則繼續(xù)向其它被選中接入點發(fā)起隨機接入，直至成功接入所有被選中的接入點。

如果用戶在(最大嘗試次數(shù)-接入點序號)內沒有成功接入，或接收到的隨機接入響應中包含的退避指數(shù)大于(最大退避指數(shù)-接入點序號)，則用戶不再向該接入點發(fā)起隨機接入。用戶將該接入點從候選接入點中移除，保留已成功接入的協(xié)作接入點，返回3)。

5)成功接入的接入點，形成以用戶為中心的虛擬小區(qū)，開始為用戶進行數(shù)據(jù)傳輸。

為了說明本實施例的以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法的優(yōu)越性，這里比較了三種方案：本實施例的方案，基于參考信號接收功率(Reference Signal Received Power，RSRP)的單接入點選擇方案，基于SINR的協(xié)作多點(Coordinated Multiple Points，CoMP)傳輸方案。

在上述仿真場景下，圖3展示了部署接入點數(shù)為100時，每個用戶平均數(shù)據(jù)速率的累積分布函數(shù)。

圖4給出了部署接入點數(shù)分別為100、150、200、250時，三種方案的系統(tǒng)頻譜利用率。

由圖3和圖4可知，本實施例的以用戶為中心的虛擬小區(qū)選擇方法根據(jù)接入點負載預測值選擇協(xié)作接入點，改善了用戶因選擇高負載接入點而導致用戶體驗下降的問題，顯著提高了用戶數(shù)據(jù)速率和系統(tǒng)頻譜利用率，使得系統(tǒng)頻譜利用率相對于RSRP和CoMP方案分別提高了23.7％和17.2％。

綜上所述，在本發(fā)明中，接入點統(tǒng)計當前負載情況和待接入用戶數(shù)，預測未來該接入點的負載情況，由用戶根據(jù)接入點的信道狀態(tài)信息和負載預測值，自主選擇協(xié)作接入點，通過降低用戶選擇高負載接入點的概率，達到提高用戶數(shù)據(jù)速率和接入概率的目標，也給用戶選擇協(xié)作接入點提供了更有價值、更準確的參考信息；在本發(fā)明中，用戶綜合考慮每個接入點的信號強度和預期負載情況，選擇接收信號較強且可用資源較多的接入點，改善了用戶因選擇高負載接入點而導致用戶體驗下降的問題，提高了用戶的數(shù)據(jù)速率和接入概率；此外，在 本發(fā)明中，用戶根據(jù)優(yōu)先級定義每個接入點的隨機接入嘗試次數(shù)和可接受退避范圍，避免用戶在接入優(yōu)先級較低的接入點時浪費大量時間，提高了用戶選擇協(xié)作接入點的靈活性，加快了虛擬小區(qū)的構建過程。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產業(yè)利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。