恭喜东南大学李佳珉获国家专利权
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龙图腾网恭喜东南大学申请的专利无蜂窝毫米波系统中基于上下界网络流的动态关联方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116318483B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310258038.8,技术领域涉及:H04B17/391;该发明授权无蜂窝毫米波系统中基于上下界网络流的动态关联方法是由李佳珉;林子彦;金忻月;孙晓雨;朱鹏程;王东明;尤肖虎设计研发完成,并于2023-03-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本无蜂窝毫米波系统中基于上下界网络流的动态关联方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种无蜂窝毫米波系统中基于上下界网络流的动态关联方法,该方法针对用户密集且通信环境动态变化情况下的无蜂窝毫米波大规模MIMO系统的动态关联问题,提出一种基于分阶段决策思想、利用低维度环境感知信息的动态关联技术,以解决现有技术中未有效处理用户服务需求的问题,以及动态关联算法开销大,导致现实情况下系统动态关联性能不足的问题。本发明所提出方法仅利用低维度的环境感知信息,计算复杂度不高,相对于传统方法,在渐进意义下时间复杂度没有增加,有效提升系统动态关联性能,且能以低开销适配动态的通信环境,此外,利用统计模型,对系统性能进行评价,仿真结果证明了所提出方法的优越性,具有一定的价值。
本发明授权无蜂窝毫米波系统中基于上下界网络流的动态关联方法在权利要求书中公布了:1.一种无蜂窝毫米波系统中基于上下界网络流的动态关联方法,其特征在于,该方法应用在无蜂窝毫米波大规模MIMO系统中,包括以下步骤:步骤1:建立系统模型,在一个无蜂窝毫米波系统中,先考虑一个接入节点AP的情形,之后再推广;AP配置的天线数量为Nt,码本即F表示Nt行M列的复数矩阵,其中M为预定义的波束数量,AP关联的用户设备UE数量为K,对应的UE集合用表示,设UE配置单天线;模拟预编码编码矩阵表示Nt行K列的复数矩阵,它的每一列,是从码本中选取,若第i个用户选取的波束索引为bi,则构造M行K列的实数矩阵其中 此时得到模拟预编码编码矩阵A=FB;对于第i个用户而言,传输的数据流为即si遵循均值为0方差为1的复高斯分布,数字预编码为表示维度为K的复数列向量;第i个用户与AP间空口信道为其中包含视距径,接收的噪声随机变量为定义yi为第i个用户的接收信号 通过波束扫描获取等效信道,避免直接的空口信道估计,定义hi为第i个用户与AP间的等效信道,即 拓展到AP数量为N的场景,AP集合为APk表示第k个AP,其关联的用户集合为其中用户集合的规模为模拟预编码矩阵为表示一个Nt行Kk列的复数矩阵,与第i个用户间的信道为若第k个AP关联第i个用户,则传输的数据流为代表数字预编码,则第i个用户的接收信号表示为 第i个用户与第k个AP间的等效信道表示为 则第i个用户接收信号可以用等效信道表示为 令Ri表示第i个用户的可达速率,动态关联问题的一般形式为 步骤2:根据传统方案,将动态关联问题建模为费用流形式:首先阐明网络与网络流的概念:网络是指一个有向图其中是节点集合,ε是边集合,对于边e=u,v,称u与v为e的端点,图中每条边u,v∈ε都结合了一个非负整数权值cu,v,代表边u,v的容量;通过额外定义图中两个不相等的节点分别为源点与汇点这样的网络称之为流网络;流网络G中的流定义为一个函数f,又称之为网络流,fu,v为定义在二元组u,v,的实函数,其满足下述三条性质:容量限制、斜对称性与流守恒性;对于u,v∈ε,fu,v代表边的流量,cu,v-fu,v代表边的剩余容量,整个网络的流量为即源点流出的流量之和;传统毫米波网络基于最大化接收信号的强度指示RSSI求解动态关联策略的基本思想,问题建模为如下最小费用流形式 其中,NRF代表配置的RF链数量,Ri,j表示第i个AP对第j个用户测量得到的RSSI,Xi,j为1表示第i个AP关联第j个用户,反之则表示第i个AP不关联第j个用户;步骤3:考虑用户服务优先级,将传统模型拓展为上下界最小费用流模型:当环境交互信息反馈出某个高优先级用户仍未得到满足,则可以根据服务策略增加对这一个用户服务的链路数量,假设按照服务策略,为第j个用户至少需要提供的链路数量为dj,则问题则有下述形式 针对部署的AP配置了小规模天线阵列,波束宽度较大,且存在高概率LOS视距径的情况,将目标函数中的RSSI指标变换为相对物理距离 其中,Di,j表示第i个AP与第j个用户间的相对物理距离;步骤4:根据问题建立容量-费用网络:根据问题建模,建立具有容量上下界约束的容量-费用网络,并根据流守恒性,将其转化为一般形式的流网络,检验下界条件的可满足行后,在残余网络中求解最小费用最大流,最后根据流函数构造动态关联策略;步骤5:基于连续最短路算法求解动态关联方案:应用基于连续最短路的最小费用流算法求解s′-t′的最小费用最大流,若s′-t′不满流,即不满足此时不存在满足容量下界条件的可行解,需要根据用户优先级策略调整网络;在残余网络中应用基于连续最短路的最小费用流算法求解s-t最小费用最大流,根据网络流构造动态关联策略,即,若fai,uj满流,则将用户j关联至第i个AP。
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