[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)協(xié)作式多點(diǎn)傳輸調(diào)度與功率分配的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310264979.9
• 申請(qǐng)日: 2013-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN103281770A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳斌;付澍;肖杰;文紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W52/34
• 分類號(hào): H04W52/34;H04W72/12
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信傳輸技術(shù)，涉及一種多用戶傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，特別是涉及一種實(shí)現(xiàn)協(xié)作式多點(diǎn)傳輸調(diào)度與功率分配的方法。

背景技術(shù)

在LTE-Advanced系統(tǒng)中，雖然OFDM技術(shù)通過子載波的正交性有效地消除了小區(qū)內(nèi)干擾，但是在頻率復(fù)用因子為1的多小區(qū)系統(tǒng)中，小區(qū)間干擾(ICI，Inter-Cell?Interference)依然存在，成為小區(qū)吞吐量以及邊緣用戶吞吐量進(jìn)一步提高的主要障礙之一。協(xié)作式多點(diǎn)傳輸（CoMP）方案在多個(gè)基站之間引入?yún)f(xié)作，并通過在協(xié)作基站之間共享必要的信息，如信道狀態(tài)信息、調(diào)度信息和數(shù)據(jù)信息等，對(duì)小區(qū)間干擾進(jìn)行有效抑制，從而提高小區(qū)整體吞吐量和邊緣用戶速率。

CoMP中的關(guān)鍵技術(shù)包括兩個(gè)方面：傳輸調(diào)度和功率分配。傳輸調(diào)度具體解決協(xié)作的多個(gè)基站(也稱為協(xié)作簇)的選擇，并且為每個(gè)協(xié)作簇選擇服務(wù)的用戶；功率分配則要確定各個(gè)基站在每個(gè)物理資源塊（PRB）上應(yīng)該分配的傳輸功率。目前針對(duì)協(xié)作簇的選擇都是靜態(tài)的，根據(jù)一定的準(zhǔn)則固定地選擇幾個(gè)基站協(xié)作，一般是選擇干擾較大的幾個(gè)基站，從而消除最強(qiáng)的幾個(gè)小區(qū)間干擾。這種協(xié)作方式雖然簡(jiǎn)單易行，但是同一個(gè)基站中的所有用戶，其對(duì)應(yīng)的協(xié)作簇都一樣，這樣對(duì)處于不同地理位置的用戶來說，不一定可以消除最強(qiáng)的小區(qū)間干擾，公平性也得不到保障；而且隨著用戶的移動(dòng)，其最強(qiáng)干擾源也會(huì)隨之改變，靜態(tài)協(xié)作無法適應(yīng)這種動(dòng)態(tài)的變化。另外，傳統(tǒng)的功率分配的方法是利用注水算法來實(shí)現(xiàn)的，這不僅忽略了小區(qū)間的干擾協(xié)調(diào)，只能最大化單個(gè)小區(qū)的吞吐量，不能保證整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)吞吐量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種調(diào)度靈活、適應(yīng)性強(qiáng)的實(shí)現(xiàn)協(xié)作式多點(diǎn)傳輸調(diào)度與功率分配的方法，它的算法時(shí)延開銷小，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，采用非合作博弈實(shí)現(xiàn)了CoMP中的干擾協(xié)調(diào)，功率分配合理，提升了邊緣用戶的吞吐量。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種實(shí)現(xiàn)協(xié)作式多點(diǎn)傳輸調(diào)度與功率分配的方法，它包括一個(gè)傳輸調(diào)度的步驟和一個(gè)功率分配的步驟。

所述傳輸調(diào)度包括如下步驟：

S11：統(tǒng)計(jì)每個(gè)基站到每個(gè)用戶的參考信號(hào)接收功率；

S12：根據(jù)參考信號(hào)接收功率的值和當(dāng)前的協(xié)作情況計(jì)算信干噪比，確定各個(gè)基站在每個(gè)小區(qū)中可能服務(wù)的邊緣用戶；

S13：采用迭代的算法，每次確定一個(gè)協(xié)作簇及其服務(wù)的邊緣用戶；

S14：剩余的空閑基站對(duì)本小區(qū)內(nèi)的中心用戶進(jìn)行單小區(qū)調(diào)度。

所述功率分配包括如下步驟：

S21：采用注水算法對(duì)各個(gè)基站進(jìn)行初始功率分配，具體步驟如下：

S211：根據(jù)參考信號(hào)接收功率的值計(jì)算每個(gè)基站在各個(gè)物理資源塊上對(duì)其所服務(wù)的用戶的信道增益；

S212：針對(duì)每個(gè)基站，根據(jù)它的發(fā)射總功率以及它在各個(gè)物理資源塊上的信道增益，采用注水算法分配該基站在各個(gè)物理資源塊上的發(fā)送功率；

S22：針對(duì)每個(gè)物理資源塊，通過非合作博弈進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)基站發(fā)送功率的合理分配，非合作博弈的具體步驟如下：

S221：構(gòu)建功率分配的博弈模型，并分別定義博弈的參與者、決策空間和效用函數(shù)在效用函數(shù)中引入代價(jià)因子λ_j；

S222：根據(jù)決策空間確定代價(jià)因子取值范圍；

S223：迭代求解納什均衡點(diǎn)。

所述信干噪比的計(jì)算過程如下：

S121：根據(jù)參考信號(hào)接收功率的值計(jì)算每個(gè)未分配鏈接的基站對(duì)每個(gè)可被調(diào)度的用戶所貢獻(xiàn)的信干噪比；信干噪比的計(jì)算公式為：

其中，表示第x個(gè)基站對(duì)第s個(gè)用戶所貢獻(xiàn)的信干噪比，RSRP表示參考信號(hào)接收功率的值，x表示基站編號(hào)，s表示用戶編號(hào)，表示基站n不在服務(wù)于用戶s的協(xié)作簇中，σ²為噪聲功率，RSRP₀表示基站服務(wù)邊緣用戶時(shí)的RSRP門限；

S122：針對(duì)每個(gè)基站和每個(gè)小區(qū)，確定該基站在該小區(qū)中可能服務(wù)的邊緣用戶。

所述迭代的過程如下：

S131：構(gòu)造矩陣；

S132：判斷矩陣，若矩陣為空矩陣，則傳輸調(diào)度算法結(jié)束；若矩陣內(nèi)元素均為0，則執(zhí)行S14；否則，根據(jù)矩陣中的最大元素確定一個(gè)協(xié)作簇及其服務(wù)的邊緣用戶；

S133：更新矩陣，并根據(jù)S12的方法對(duì)矩陣中的元素重新計(jì)算取值，然后跳轉(zhuǎn)S132。

所述的效用函數(shù)為：