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龙图腾网获悉重庆邮电大学申请的专利基于效用函数的切换参数优化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：CN116347484B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-12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：202310413477.1，技术领域涉及：H04W24/02；该发明授权基于效用函数的切换参数优化方法是由雷芳;李欣超;陈发堂;梁礼杰;王华华;王丹;杨黎明;郑焕平;张航;李鹏飞;韩才君设计研发完成，并于2023-04-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于效用函数的切换参数优化方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于效用函数的切换参数优化方法，属于通信技术领域。本发明根据用户状态和网络环境动态地调整HCPs设置以适应不同的网络环境和用户需求，主要包括以下步骤：首先，利用SINR、小区负载和用户到基站距离的有界函数来评估用户状态和网络环境；其次，将三个有界函数的输出作为自动权重函数的输入，以计算每个网络因素对切换决策的相对重要性；最后，计算效用函数值并对用户的HCPs设置进行优化。为了验证该方法的有效性，对所提方法进行仿真，并与其他文献中切换参数优化方法进行了比较。从切换概率、乒乓切换概率和无线链路失败概率三个方面评估了提出的方法与现有方法之间的性能差异。

本发明授权基于效用函数的切换参数优化方法在权利要求书中公布了：1.基于效用函数的切换参数优化方法，其特征在于：该方法包括以下步骤： S1：定义问题 设切换触发事件为A3事件，根据第三代合作伙伴计划3GPP组织规定，其定义方式如公式1所示： Mn+Ofn+Ocn-HysMp+Ofp+Ocp+Off1 其中：Mn和Mp分别为相邻小区和服务小区的测量结果，其测量对象为参考信号接收功率或质量；Ofn和Ofp为小区系统带宽所在频段的特定偏置参数；Ocn和Ocp分别为相邻小区和服务小区的小区个体偏置参数，用于进行负载均衡；Off为服务小区和相邻小区的A3事件偏置值；Hys为A3事件迟滞参数，即为切换触发条件中的切换门限； 对上述切换触发事件进行简化，简化后其数学表示如公式2所示： RT＞RS+HOMA2 其中：RS和RT分别表示服务小区和目标小区的RSRP；HOMA是动态调整的切换门限，其目的是当UE在两个小区之间连续切换时，减少切换失败和乒乓切换；当目标小区RSRP在触发时间内满足式2时，触发小区切换； 小区切换控制参数优化问题使用公式3表述： 其中：P表示切换概率、乒乓切换概率和无线链路失败概率，通过选择适当TTTA和HOMA来进行优化，TTTA和HOMA分别表示动态调整的触发时间和切换门限；约束3-3a确保每个UE仅与一个小区相关联，bij是用户关联指示符；约束3-3b和3-3c确保所选择的TTTA和HOMA不超出范围，其范围分别为0～5.12s与0～10dB；并且3-3d是对用户关联指示符的二进制约束，bij为1表示对应用户与小区相关联；UE周期性地测量所有服务小区的RSRP并报告测量结果； S2：建立系统模型 考虑两层HetNets，由Nm个宏小区和Ns个微小区组成；宏小区的集合用表示，微小区的集合用表示；将所有小区的集合定义为E＝M∪S，使用ei表示E中小区，Nall＝Nm+Ns为小区的总个数；在一个宏基站覆盖范围内部署3个微基站，在每个宏小区和微小区内随机生成用户，将UE集合定义为U＝{u1,u2,...,uK}，其中K为所有小区中UE的总数； S3：动态参数优化 包括切换指标的输入和有界函数的生成、有界函数对应权重的计算、效用函数值的计算以及切换控制参数的输出；通过效用函数对UE的状态和网络环境进行评估，效用函数值越高表示UE所处通信环境更佳，反之UE所处通信环境较差；当效用函数值上升时，表明小区切换的必要性降低，将切换控制参数上调以避免乒乓切换；当效用函数值下降时，表明小区切换的必要性较高，需下调切换控制参数以避免无线链路失败； S31：建立有界效用函数 SINR、小区负载和UE到基站之间的距离的有界函数用SINR函数fγ、负载函数fL和UE的距离函数fd表示，它们的权值分别用ωγ、ωL和ωd表示；效用函数的表示方法如公式4所示： fWFγ,L,d＝ωγfγ+ωLfL+ωdfd4 式中，fWFγ,L,d分为两部分；第一部分是有界子函数fγ、fL和fd；第二部分是每个子函数的权值ωγ，ωL，ωd； S32：计算有界函数权重 通过权重函数为每个有界函数产生一个权重值ωn，并且它们的总和等于1；权重函数使用公式11所示： 其中：ωn表示函数fxn的权值，ωn是ωγ、ωL或者ωd；fxn是对应的第n个有界函数，需要计算其权值；F表示用于调整小区切换控制参数HCPs值的指标总数，考虑三个指标γ、L和d，将F设为3；fxi是第i个有界函数，i＝1,...,F； SINR有界函数权重的计算方式如公式12所示： 式中，ωγ表示SINR有界函数的权重；fγ为有界函数值；F为所有有界函数的数量，取值为3；ωL和ωd的计算方式与公式类似； S33：进行切换控制参数的动态估计 得到不同切换指标的有界函数以及其对应的权重，并计算出效用函数值后；效用函数的输出将用于动态估计每个用户的HCPs设置；以下为切换门限和触发时间的具体调整： 1切换门限调整 动态调整的切换门限值HOMA使用公式13表示： HOMA＝H+ΔM13 其中：H为前一时刻切换门限值，其初始值H0定义为最大切换门限与最小切换门限的平均值；ΔM为动态调整的部分；H0的计算方式如公式14所示： 式中，Mmax和Mmin是切换门限的最大值和最小值；假设这些值分别为10dB和0dB； 切换门限设置的动态调整部分如公式15所示： 其中：切换门限初始值H0的计算方式如公式14所示；效用函数fWFγ,L,d的计算方式如公式4所示；当目标小区SINR小于阈值并且服务小区SINR大于阈值时，使用fWFγ,L,d控制H0的幅度会产生一个非常低的切换门限设置，从而导致过早切换、向错误的小区进行切换和乒乓切换，此时用1取代fWFγ,L,d中的ωγfγ；当服务小区SINR小于阈值并且目标小区SINR大于阈值时，用-1取代fWFγ,L,d中的ωγfγ； 2触发时间调整 触发时间间隔的范围已由3GPP组织指定，其设置范围为0～5.12秒； 触发时间的调整方式如公式16所示： 其中：AT是即时调整的触发时间；T是触发时间阈值水平最初定义的固定的适当间隔，然后T将在下一次调整中等于AT；ρ是规定的触发时间的基准调整值；Q是效用函数变化值的触发阈值，当效用函数变化值高于Q时触发切换参数的调整；ΔfWF是效用函数fWFγ,L,d相对于上一时刻的变化值； 自适应触发时间值TTTA由公式17表示： 式中，常数ρ和Q用来调整触发时间更新时的敏感度，将ρ和Q的值分别设置为0.04s和0.1；Tmax设置为5.12s，Tmin设置为0，其分别为3GPP规定的触发时间的最大值与最小值；假定各切换参数自优化方法的触发时间初始值为100ms； 所述S31中，不同切换指标对应的有界函数具体表述如下： 1有界SINR函数fγ 在小区切换过程中，基于接收到信号强度的触发方法，即根据服务小区与所选目标小区RSS的差值以及具体的切换门限进行决策；在用户侧测量RSS，然后报告给服务小区，最后服务小区决定是否触发切换；表示RSS的最佳参数是SINR，同时考虑噪声和干扰；将有界SINR函数作为效用函数的输入；用户uk从小区ei接收的下行链路信噪比计算方式如公式5所示： 其中：是在用户uk从小区ei接收的下行链路RSRP；是除服务小区ei之外所有干扰小区下行链路功率的总和；是用户uk和小区ei之间考虑路径损耗和衰落效应的信道增益；δ2是噪声功率，即给定信道带宽中总噪声的测量值； 通过有界SINR函数表示服务小区和目标小区SINR之间的差异；在效用函数中使用有界SINR函数时其输出需要在[-1,1]之间，为确保有界SINR函数的输出值在[-1,1]之间，将SINR的差值除以最大SINR水平；效用函数中的有界SINR函数fγ用公式6来表示： 其中：γS和γT分别表示用户在服务小区和目标小区的SINR，γmax表示在UE端接收到的最大SINR；可接受的SINR范围为-10～30dB，假设最大SINR值为30dB，即γmax＝30； 2有界负载函数fL 将有界负载函数作为效用函数的输入；小区ei的负载的表示方法如公式7所示： 式中，BW表示系统带宽，βi是小区ei分配给所有活动UE的资源与小区的总资源的比率，定义为公式8： 其中：是小区ei分配给用户uk的资源；是分配给小区中所有活动用户的总资源； 通过负载边界函数对服务小区和目标小区的负载进行评估；效用函数值中的有界输入函数需要有统一的边界，将小区负载差值除以小区的最大负载容量，使fL的输出限制在[-1,1]之间；效用函数中的有界负载函数fL使用公式9表示： 其中：LT和LS分别表示目标小区和服务小区的负载；Lmax是小区最大的负载容量； 3有界距离函数fd 当UE靠近小区边缘时，更容易触发切换条件，但是当服务小区信号质量足够好时，会导致乒乓切换的概率提高；通过考虑有界距离函数来对效用函数进行调整，当UE靠近小区边缘过程中，有界距离函数的值将会升高，从而使效用函数值升高并触发切换控制参数的上调，在一定程度上缓解乒乓效应；当用户处于小区边缘时，有界距离函数的权重将会较低，此时SINR和负载对效用函数值的影响更大；有界距离函数fd的输出范围为[-1,1]，其表示方式如公式10所示： 其中：dmax表示UE到基站之间的最大可接受距离，假设dmax为小区半径。

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