一種兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的干擾協(xié)調(diào)方法
【專(zhuān)利摘要】一種兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的干擾協(xié)調(diào)方法，該方法引入頻域劃分系數(shù)，將ABS時(shí)隙的頻帶劃分為兩部分，一部分只給Pico基站使用，另一部分只給Macro基站使用。以網(wǎng)絡(luò)中所有用戶的傳輸速率的對(duì)數(shù)累加和最大為目標(biāo)問(wèn)題構(gòu)建問(wèn)題模型，并將目標(biāo)問(wèn)題拆分為四個(gè)子問(wèn)題依次求解，分別為用戶連接、ABS比率分配、頻域資源劃分及功率分配，該方法可以減輕異層小區(qū)間的干擾，提高系統(tǒng)的總用戶速率并且保證了用戶之間的公平性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的干擾協(xié)調(diào)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及移動(dòng)通信領(lǐng)域，尤其是一種兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的干擾協(xié)調(diào) 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)線數(shù)據(jù)的需求量近年來(lái)飛速增長(zhǎng)。傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足增長(zhǎng)的需求， 因此LTE-A異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)巧et化ts，Heterogeneous networks)被提出來(lái)提高無(wú)線頻譜效率。所 謂異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，就是在原來(lái)的宏站(Macro cel 1)的基礎(chǔ)上再增加一些低功率節(jié)點(diǎn)化PN，Low Power node)，并且兩者一般共用相同的頻帶。高功率的Macro小區(qū)會(huì)嚴(yán)重影響到LPN的性 能。為了解決異層小區(qū)間的干擾問(wèn)題，LTE標(biāo)準(zhǔn)提出一種Macro基站在時(shí)域絨默傳輸?shù)哪Ｊ剑?運(yùn)種方式也被稱之為增強(qiáng)型小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)（elCIC，enhanced Intercell Inte;rference Coordination)。在elCIC中，Macro基站通過(guò)在某些子帖W低功率傳輸?shù)姆绞絹?lái)減少對(duì)LPN 的干擾。當(dāng)Macro基站在某些子帖上不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸則運(yùn)些子帖稱為零功率幾乎空白子帖 (ZP-ABS，Ze;ro 化wer Almost Blank Subframes),當(dāng) Macro 基站在某些子帖上 W 低功率進(jìn) 行傳輸則運(yùn)些子帖稱為低功率幾乎空白子帖化P-ABS，Low Power Almost Blank Subframes)。
[0003] 之前的場(chǎng)景都是考慮均勻異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下的干擾協(xié)調(diào)，而且Pico基站的位置都是隨機(jī) 分布。并未考慮一種特殊場(chǎng)景的非均勻異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，即Pico基站都部署在Macro基站中屯、附 近，并且每個(gè)Pico基站內(nèi)的用戶個(gè)數(shù)各不相同。當(dāng)Pico基站部署在Macro基站中屯、附近， Pico基站內(nèi)的用戶將更容易受到Macro基站的干擾影響，因此使用LP-ABS的效果將與ZP- ABS類(lèi)似，因?yàn)樵贚P-ABS時(shí)隙即便是極低的功率也會(huì)對(duì)Pico基站內(nèi)的用戶造成很大的干擾。
[0004] 因此，特殊非均勻異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)景下，怎樣協(xié)調(diào)干擾做功率和資源分配提高系統(tǒng) 總吞吐量，具有很高的研究?jī)r(jià)值和意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為充分考慮異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提高系統(tǒng)的總用戶速率并且保 證用戶之間的公平性，本發(fā)明提出一種兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的干擾協(xié)調(diào)方法。
[0006] 技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：
[0007] -種兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的干擾協(xié)調(diào)方法，包括步驟：
[000引（1)引入頻域劃分系數(shù)ε。，將每個(gè)ABS時(shí)隙的頻帶T劃分為兩段，前一段帶寬為EmT的 頻帶資源作為接入Pico基站的用戶的專(zhuān)用頻帶資源，后一段帶寬為（l-em)T的頻帶資源作 為接入Macro基站的用戶的專(zhuān)用頻帶資源；
[0009] (2)將兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的Macro基站和Pico基站均等價(jià)為獨(dú)立的 虛擬基站;基于步驟（1)中對(duì)ABS時(shí)隙頻帶的劃分結(jié)果，計(jì)算當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中的頻域資源分配策 略如下：
[0010]
[ocm]式中，yu讀示用戶u連接基站b時(shí)獲得的歸一化帶寬;BnABS表示非ABS時(shí)隙調(diào)度的基 站;Pabs和Mabs分別表示ABS時(shí)隙調(diào)度的Pico基站和Macro基站;b e Bm表示基站b位于基站m的 覆蓋范圍內(nèi)；β為ABS比率，表示連接ABS時(shí)隙調(diào)度的基站下用戶個(gè)數(shù)與兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中總用戶個(gè)數(shù)的比值;Kb表示基站b下的總用戶個(gè)數(shù)；
[001^ (3)根據(jù)yub計(jì)算得到基站b下各用戶獲得的傳輸速率為：
[0013] Rub = yubBlog(l+SINRub) (2)
[0014] 式中，B表示兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的總帶寬，SINRub表示用戶U連接基站b 時(shí)的信噪比；
[0015] (4) W網(wǎng)絡(luò)中所有用戶的傳輸速率的對(duì)數(shù)累加和最大為目標(biāo)問(wèn)題構(gòu)建問(wèn)題模型， 并將目標(biāo)問(wèn)題分解為四個(gè)子問(wèn)題:P1:用戶連接狀態(tài)和頻譜資源分配策略，P2:時(shí)域資源分 配，P3:頻域劃分系數(shù)配置，P4: Macro基站在ABS時(shí)隙的發(fā)送功率設(shè)置；
[0016] (5)依次對(duì)四個(gè)子問(wèn)題進(jìn)行求解，求解步驟包括：
[0017] (5-1)初始化Macro基站在ABS時(shí)隙的功率為Po、ABS比率β = β〇、頻域劃分系數(shù)Em = ￡皿〇;
[001引（5-2)求解P1:求取目標(biāo)問(wèn)題在當(dāng)前ABS時(shí)隙的功率、ABS比率和頻域劃分系數(shù)下所 對(duì)應(yīng)的用戶的連接狀態(tài)和基站頻域資源分配策略；
[0019] (5-3)求解P2:根據(jù)步驟(2)求出的用戶連接狀態(tài)和基站頻域資源分配策略，求解 目標(biāo)問(wèn)題對(duì)應(yīng)的最優(yōu)ABS比率β;
[0020] (5-4)求解Ρ3:根據(jù)步驟(3)求出的ABS比率β和步驟(2)求出的用戶連接狀態(tài)和基 站頻域資源分配策略，求解目標(biāo)問(wèn)題對(duì)應(yīng)的頻域劃分系數(shù)Em;
[0021] (5-5)求解P4:根據(jù)步驟(2)求出的用戶連接狀態(tài)和基站頻域資源分配策略、步驟 (3)求出的ABS比率β和步驟(4)求出的頻域劃分系數(shù)ε。，求解目標(biāo)問(wèn)題對(duì)應(yīng)的Macro基站在 ABS時(shí)隙的發(fā)射功率；
[0022] (5-6)循環(huán)執(zhí)行(5-2)至巧-5)并設(shè)置終止條件，當(dāng)滿足終止條件時(shí)停止循環(huán)，所求 得的ABS時(shí)隙的功率、ABS比率β、頻域劃分系數(shù)Em、用戶的連接狀態(tài)和基站頻域資源分配策 略即為目標(biāo)問(wèn)題的最優(yōu)解。
[0023] 進(jìn)一步的，所述步驟(5-2)中求解用戶的連接狀態(tài)和基站頻域資源分配策略的方 法為：
[0024] 1)計(jì)算Kb，并將Kb廣播給網(wǎng)絡(luò)中的所有基站，根據(jù)式（1)計(jì)算各用戶獲得的歸一化 帶寬yub;根據(jù)計(jì)算出的用戶的歸一化帶寬yub計(jì)算用戶速率Rub;
[002引 2)定義變量xub表示用戶連接問(wèn)題，當(dāng)xub = l時(shí)表示用戶U連接基站b，當(dāng)xub = 0時(shí)表 示用戶U沒(méi)有接入基站b;根據(jù)用戶返回的傳輸速率Rub及Kb，計(jì)算xub:
[0026]
[0027] 重復(fù)執(zhí)行步驟1)至2)直至用戶連接變量集合Ixub}不再變化為止，即不斷遍歷所有 基站，直到用戶與基站之間的連接關(guān)系不再變化為止。
[002引進(jìn)一步的，所述步驟(5-3)中計(jì)算ABS比率β的公式為：
[0029]
[0030] 其中，Ν表示系統(tǒng)的總用戶數(shù)，即ABS比率表示連接ABS基站的用戶個(gè)數(shù)與系統(tǒng)總用 戶個(gè)數(shù)的比值，Babs表示ABS時(shí)隙調(diào)度的基站。
[0031 ]進(jìn)一步的，所述步驟(5-4)中求解頻域劃分系數(shù)Em的方法為：
[0032] 在用戶連接狀態(tài)、基站頻域資源分配策略及ABS比率確定W后，計(jì)算Macro基站m的 頻域劃分系數(shù)為：
[0033]
[0034] 其中，巧" =化心..，|巧J}表示Macro基站m覆蓋范圍下的所有基站，b = 0表示當(dāng)前 Macro基站本身，Μ表示Macro基站的集合。
[0035] 進(jìn)一步的，所述步驟(5-5)中求解Macro基站在ABS時(shí)隙的發(fā)射功率的方法為：
[0036] 將求解所有Macro基站在ABS時(shí)隙的發(fā)射功率的轉(zhuǎn)化為求解兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下用戶獲得的傳輸速率的對(duì)數(shù)和：
[0037]
[003引其中，P表示所求的Macro基站在ABS時(shí)隙的發(fā)送功率向量集合，0<Pb<pM表示 Macro基站b的發(fā)送功率限制區(qū)間，使用凸優(yōu)化中的梯度下降法對(duì)表達(dá)式(6)進(jìn)行求解，得到 Macro基站在ABS時(shí)隙的發(fā)射功率。
[0039] 進(jìn)一步的，所述步驟(6)中的終止條件為：
[0040] A、根據(jù)信道特征設(shè)定最長(zhǎng)迭代周期次數(shù)，當(dāng)?shù)螖?shù)大于設(shè)定的最長(zhǎng)迭代周期次 數(shù)時(shí)結(jié)束迭代過(guò)程;或
[0041] B、將用戶傳輸速率的前一次對(duì)數(shù)和與當(dāng)前對(duì)數(shù)和相減得到用戶傳輸速率對(duì)數(shù)和 差，根據(jù)用戶傳輸速率對(duì)數(shù)和差設(shè)置闊值區(qū)間[h，l2]，當(dāng)用戶傳輸速率對(duì)數(shù)和差落入闊值 區(qū)間[h，b]時(shí)，終止迭代過(guò)程;h表示闊值區(qū)間下限，12表示闊值區(qū)間上限。
[0042] 有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下優(yōu)勢(shì)：
[0043] 1本發(fā)明在ABS時(shí)隙引入頻域劃分系數(shù)，隔離Macro基站與Pico基站之間的小區(qū)間 干擾。
[0044] 2本發(fā)明是基于非均勻分布的兩層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型，并且允許不同的Macro基站在 ABS時(shí)隙使用不同的發(fā)射功率及不同的頻域劃分系數(shù)，更加適應(yīng)非均勻的基站分布。
[0045] 3本發(fā)明采用聯(lián)合優(yōu)化功率及資源分配的算法，一定程度上消除了 Macro基站對(duì) Pico基站下用戶的干擾，提高系統(tǒng)總吞吐量并且保證了用戶之間的公平性。
【附圖說(shuō)明】
[0046] 圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的原理流程圖；
[0047] 圖2為實(shí)施例中引入的頻域劃分系數(shù)示意圖，其中橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為頻率； [004引圖3為實(shí)施例中的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖，*表示eNB，X表示Pico基站，參表示用戶。
[0049] 圖4為ZP-ABS連接策略、LP-ABS連接策略、no-elCIC連接策略及實(shí)施例提出的連接 策略在相同網(wǎng)絡(luò)布局下的用戶連接分布對(duì)比圖，縱坐標(biāo)表示吞吐量；
[0050] 圖5為不同連接策略下基站邊緣用戶速率W及用戶中位速率對(duì)比圖，縱坐標(biāo)表示 用戶吞吐量。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明提出的技術(shù)方案，下面將結(jié)合實(shí)施例 對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分 實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
[0052] 實(shí)施例:本實(shí)施例W兩層非均勻異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)為例，該兩層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3 所示：非均勻異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中有21個(gè)Macro基站，分別用編號(hào)1至21表示，每個(gè)Macro基站中包含 有2個(gè)Pico基站，并且2個(gè)Pico基站都距離Macro基站中屯、80m。一個(gè)eNB中的3個(gè)Macro基站中 的Pico基站部署的用戶數(shù)分別為5、10和20個(gè)，每個(gè)Macro基站中隨機(jī)部署20個(gè)用戶。Macro 基站與Pico基站工作于2GHz載波并有l(wèi)OMHz帶寬，Macro基站與Pico基站的發(fā)送功率分別為 46地m與30地m。在本實(shí)施例中，接收模型只考慮路損與陰影衰落而不考慮快衰落。
[0053] 引入Pico基站是為了替Macro基站分流部分用戶，現(xiàn)在Macro基站與Pico基站的覆 蓋范圍重疊，所W管理計(jì)算用戶的連接問(wèn)題，是連接Macro基站還是Pico基站。又因?yàn)樾枰?減輕Macro基站對(duì)Pico基站下用戶的干擾，所WMacro基站在一段時(shí)間（ABS時(shí)隙）內(nèi)W低功 率通信，并且不同的Macro基站可W采用不同的功率。使用多少比例的ABS比率也是我們的 工作之一。由于引入了頻域劃分系數(shù)，所W還需要求解每個(gè)Macro基站使用多少頻域劃分系 數(shù)。最后，由于Macro基站在ABS時(shí)隙的功率是W低功率通信的，那么應(yīng)該采用多少功率通信 則需要計(jì)算。
[0054] 由于需要保證用戶速率公平性的條件下最大化系統(tǒng)用戶總速率，所W目標(biāo)模型構(gòu) 建為所有用戶速率的對(duì)數(shù)累加和。將目標(biāo)模型所要解決的問(wèn)題拆分為四個(gè)子問(wèn)題依次求 解：
[0055] 首先，初始化其他的參數(shù)。第二，求解當(dāng)前情況下的用戶連接及頻率資源分配;第 Ξ，當(dāng)用戶連接及頻率資源分配情況確定W后，求解當(dāng)前最優(yōu)的ABS比率配置;第四，求解每 個(gè)Macro基站的頻域劃分系數(shù)；最后，求解每個(gè)Macro基站在ABS時(shí)隙的發(fā)射功率。由于目標(biāo) 函數(shù)相對(duì)于W上變量為凸函數(shù)，循環(huán)第二步到最后一步，最終會(huì)收斂于一個(gè)最優(yōu)的功率及 資源配置策略。
[0056]如圖1所示為實(shí)施例的原理流程圖，包括W下步驟：
[0化7] 步驟1:將所有Macro基站在ABS時(shí)隙功率初始化為0，即表示Macro在ABS時(shí)隙不通 信;ABS比率也初始化為0即表示不采用干擾協(xié)調(diào);頻域劃分系數(shù)都設(shè)為0.5，即表示ABS時(shí)隙 的頻帶資源一半給Macro基站使用，一半給P i CO基站使用。
[005引步驟2:用戶連接及頻譜資源分配策略如下：
[0059] 兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)用戶獲得的頻域資源分配如下：
[0060]
[0061] 其中，yub表示用戶U連接基站b時(shí)獲得的歸一化帶寬;Kb表示當(dāng)前連接策略下基站b 下的總用戶個(gè)數(shù);b e BnAB讀示非ABS時(shí)隙調(diào)度的基站，b e Pabs，Mab汾別表示ABS時(shí)隙調(diào)度的 Pico基站和Macro基站;bEBm表示Macro基站m覆蓋范圍內(nèi)的Macro基站和Pico基站。
[0062] 用戶U連接基站b時(shí)獲得速率為Rub如下：
[0063] Rub = yubBlog(l+SINRub) (2)
[0064] 其中，B表示基站的總帶寬。SINRub表示用戶U連接基站b時(shí)的信噪比，注意連接Babs 采用的是Macro基站在ABS時(shí)隙的發(fā)送功率。
[0065] 用變量xub表示用戶連接問(wèn)題，即xub = l表示用戶U連接基站b，而xub = 0則表示沒(méi)有 接入基站b。采用分布式算法求解用戶連接問(wèn)題，算法分別在用戶端和基站端執(zhí)行，所有用 戶執(zhí)行下列步驟：
[0066] 1)計(jì)算Kb，并將值廣播給所有基站。
[0067] 2)根據(jù)用戶返回的傳輸速率Rub及Kb，再根據(jù)下列公式計(jì)算xub:
[006引
[0069] 在用戶端和基站端重復(fù)執(zhí)行W上步驟，直到用戶連接變量集合Ixub}不再變化停止 迭代。
[0070] 步驟3:計(jì)算ABS比率為：
[0071]
(4)
[0072] 其中，N表示系統(tǒng)的總用戶數(shù)，即ABS比率表示連接ABS基站的用戶個(gè)數(shù)與系統(tǒng)總用 戶個(gè)數(shù)的比值。
[0073] 步驟4:將求解所有Macro基站在ABS時(shí)隙的發(fā)送功率等價(jià)于求表達(dá)式(5)的優(yōu)化問(wèn) 題，
[0074]
(巧
[007引其中，P表示所求的功率向量，0 <Pb < pM表示Macro基站的發(fā)送功率限制，Rub是關(guān) 于P的方程，使用凸優(yōu)化中的梯度下降法對(duì)表達(dá)式(5)進(jìn)行求解。
[0076] 步驟5:設(shè)置終止條件，重復(fù)步驟2到步驟4,直到達(dá)到終止條件。所求的功率及資源 配置方案即我們需要的。
[0077] 所述終止條件包括：
[0078] 1、可W根據(jù)信道特征設(shè)定最長(zhǎng)迭代周期次數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)周期大于設(shè)定的口限值時(shí)結(jié) 束迭代過(guò)程;或
[0079] 2、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)用戶對(duì)數(shù)速率和趨于穩(wěn)定時(shí)結(jié)束迭代過(guò)程，即針對(duì)非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)下用戶獲得的速率的對(duì)數(shù)和設(shè)置變化區(qū)間，當(dāng)用戶速率的對(duì)數(shù)和落入該區(qū)間，結(jié)束迭 代過(guò)程。例如:將用戶傳輸速率的前一次對(duì)數(shù)和與當(dāng)前對(duì)數(shù)和相減得到用戶傳輸速率對(duì)數(shù) 和差，根據(jù)用戶傳輸速率對(duì)數(shù)和差設(shè)置闊值區(qū)間[h，b]，當(dāng)用戶傳輸速率對(duì)數(shù)和差落入闊 值區(qū)間[h，l2]時(shí)，終止迭代過(guò)程;h表示闊值區(qū)間下限，12表示闊值區(qū)間上限。
[0080] 圖4為ZP-ABS連接策略、LP-ABS連接策略、no-eicic連接策略及本發(fā)明提出的連接 策略在相同網(wǎng)絡(luò)布局下的用戶連接分布對(duì)比圖，由圖可W看出本發(fā)明所提出的策略最利于 負(fù)載均衡；圖5為不同連接策略下基站邊緣用戶速率W及用戶中位速率對(duì)比圖。由圖可知， 本發(fā)明一定程度上消除了 Macro基站對(duì)Pico基站下用戶的干擾，提高系統(tǒng)總吞吐量并且保 證了用戶之間的公平性。
[0081] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，運(yùn)些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的干擾協(xié)調(diào)方法，其特征在于，包括步驟： (1) 引入頻域劃分系數(shù)，將每個(gè)ABS時(shí)隙的頻帶T劃分為兩段，前一段帶寬為emT的頻帶 資源作為接入Pico基站的用戶的專(zhuān)用頻帶資源，后一段帶寬為（l-e m)T的頻帶資源作為接 入Macro基站的用戶的專(zhuān)用頻帶資源； (2) 將兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的Macro基站和Pico基站均等價(jià)為獨(dú)立的虛擬 基站;基于步驟（1)中對(duì)ABS時(shí)隙頻帶的劃分結(jié)果，計(jì)算當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中的頻域資源分配策略如 下：式中，yub表示用戶u連接基站b時(shí)獲得的歸一化帶寬;BnABS表示非ABS時(shí)隙調(diào)度的基站； Pabs和MABS分別表示ABS時(shí)隙調(diào)度的Pico基站和Macro基站;示基站b位于基站m的覆 蓋范圍內(nèi)；β為ABS比率，表示連接ABS時(shí)隙調(diào)度的基站下用戶個(gè)數(shù)與兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異 構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中總用戶個(gè)數(shù)的比值;K b表示基站b下的總用戶個(gè)數(shù)； (3) 根據(jù)yub計(jì)算得到基站b下各用戶獲得的傳輸速率為： Rub = yubBlog(l+SINRub) (2) 式中，B表示兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的總帶寬，SINRub表示用戶u連接基站b時(shí)的 信噪比； (4) 以網(wǎng)絡(luò)中所有用戶的傳輸速率的對(duì)數(shù)累加和最大為目標(biāo)問(wèn)題構(gòu)建問(wèn)題模型，并將 目標(biāo)問(wèn)題分解為四個(gè)子問(wèn)題:P1:用戶連接狀態(tài)和頻譜資源分配策略，P2:時(shí)域資源分配， P3:頻域劃分系數(shù)配置，P4: Macro基站在ABS時(shí)隙的發(fā)送功率設(shè)置； (5) 依次對(duì)四個(gè)子問(wèn)題進(jìn)行求解，求解步驟包括： (5-1)初始化Macro基站在ABS時(shí)隙的功率為Po、ABS比率β = β〇、頻域劃分系數(shù)em=em〇; (5-2)求解P1:求取目標(biāo)問(wèn)題在當(dāng)前ABS時(shí)隙的功率、ABS比率和頻域劃分系數(shù)下所對(duì)應(yīng) 的用戶的連接狀態(tài)和基站頻域資源分配策略； (5-3)求解P2:根據(jù)步驟(2)求出的用戶連接狀態(tài)和基站頻域資源分配策略，求解目標(biāo) 問(wèn)題對(duì)應(yīng)的最優(yōu)ABS比率β; (5-4)求解Ρ3:根據(jù)步驟(3)求出的ABS比率β和步驟(2)求出的用戶連接狀態(tài)和基站頻 域資源分配策略，求解目標(biāo)問(wèn)題對(duì)應(yīng)的頻域劃分系數(shù) (5-5)求解P4:根據(jù)步驟(2)求出的用戶連接狀態(tài)和基站頻域資源分配策略、步驟(3)求 出的ABS比率β和步驟(4)求出的頻域劃分系數(shù)，求解目標(biāo)問(wèn)題對(duì)應(yīng)的Macro基站在ABS時(shí) 隙的發(fā)射功率； (6) 循環(huán)執(zhí)行（5-2)至（5-5)并設(shè)置終止條件，當(dāng)滿足終止條件時(shí)停止循環(huán)，所求得的 ABS時(shí)隙的功率、ABS比率β、頻域劃分系數(shù)、用戶的連接狀態(tài)和基站頻域資源分配策略即 為目標(biāo)問(wèn)題的最優(yōu)解。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的干擾協(xié)調(diào)方法，其特征 在于，所述步驟(5-2)中求解用戶的連接狀態(tài)和基站頻域資源分配策略的方法為： 1) 計(jì)算Kb，并將Kb廣播給網(wǎng)絡(luò)中的所有基站，根據(jù)式（1)計(jì)算各用戶獲得的歸一化帶寬 yub;根據(jù)計(jì)算出的用戶的歸一化帶寬yub計(jì)算用戶速率Rub; 2) 定義變量xUb表示用戶連接問(wèn)題，當(dāng)xUb = 1時(shí)表示用戶u連接基站b，當(dāng)xUb = 0時(shí)表示用 戶u沒(méi)有接入基站b;根據(jù)用戶返回的傳輸速率Rub及Kb，計(jì)算x ub:重復(fù)執(zhí)行步驟1)至2)直至用戶連接變量集合{xub)不再變化為止，即不斷遍歷所有基 站，直到用戶與基站之間的連接關(guān)系不再變化為止。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的干擾協(xié)調(diào)方法，其特征 在于，所述步驟(5-3)中計(jì)算ABS比率邱勺公式為：其中，N表示系統(tǒng)的總用戶數(shù)，即ABS比率表示連接ABS基站的用戶個(gè)數(shù)與系統(tǒng)總用戶個(gè) 數(shù)的比值，Babs表示ABS時(shí)隙調(diào)度的基站。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的干擾協(xié)調(diào)方法，其特征 在于，所述步驟(5-4)中求解頻域劃分系數(shù)^的方法為： 在用戶連接狀態(tài)、基站頻域資源分配策略及ABS比率確定以后，計(jì)算Macro基站m的頻域 劃分系數(shù)為：其中，4(0,.1,...,,1? 表示Macro基站m覆蓋范圍下的所有基站，b = 0表示當(dāng)前Macro 基站本身，Μ表示Macro基站的集合。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的干擾協(xié)調(diào)方法，其特征 在于，所述步驟(5-5)中求解Macro基站在ABS時(shí)隙的發(fā)射功率的方法為： 將求解所有Macro基站在ABS時(shí)隙的發(fā)射功率的轉(zhuǎn)化為求解兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)下用戶獲得的傳輸諫率的對(duì)數(shù)和：其中，P表示所求的Macro基站在ABS時(shí)隙的發(fā)送功率向量集合，0<Pb<PM表示Macro基 站b的發(fā)送功率限制區(qū)間為(0，PM)，使用凸優(yōu)化中的梯度下降法對(duì)表達(dá)式(6)進(jìn)行求解，得 到Macro基站在ABS時(shí)隙的發(fā)射功率。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種兩層非均勻拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的干擾協(xié)調(diào)方法，其特征 在于，所述步驟(6)中的終止條件為： A、 根據(jù)信道特征設(shè)定最長(zhǎng)迭代周期次數(shù)，當(dāng)?shù)螖?shù)大于設(shè)定的最長(zhǎng)迭代周期次數(shù)時(shí) 結(jié)束迭代過(guò)程;或 B、 將用戶傳輸速率的前一次對(duì)數(shù)和與當(dāng)前對(duì)數(shù)和相減得到用戶傳輸速率對(duì)數(shù)和差，根 據(jù)用戶傳輸速率對(duì)數(shù)和差設(shè)置閾值區(qū)間[h，l 2]，當(dāng)用戶傳輸速率對(duì)數(shù)和差落入閾值區(qū)間 [h，12]時(shí)，終止迭代過(guò)程;h表示閾值區(qū)間下限，h表示閾值區(qū)間上限。
【文檔編號(hào)】H04W72/08GK105873220SQ201610404078
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】劉楠, 鄒尚璋, 潘志文, 尤肖虎
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)