[發(fā)明專利]認(rèn)知異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)魯棒資源分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611244054.8
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106792824B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐勇軍;陳前斌;李國權(quán);唐倫
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04B17/391;H04B17/382
• 代理公司: 重慶市恒信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

本發(fā)明請求保護(hù)一種認(rèn)知異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)魯棒資源分配算法，屬于通信認(rèn)知異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域?？紤]信道參數(shù)攝動影響的認(rèn)知異構(gòu)多網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的魯棒資源分配算法，通過考慮跨層干擾約束和目標(biāo)函數(shù)中的有界信道不確定性和干擾功率不確定性，利用魯棒優(yōu)化理論將原無窮維多變量優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為確定性的凸優(yōu)化問題，利用拉格朗日對偶方法來得到魯棒功率控制算法，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)魯棒資源共享。仿真結(jié)果表明，所提出算法能很好的保護(hù)宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)用戶的性能，具有較強(qiáng)的魯棒性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信認(rèn)知異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種認(rèn)知異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)魯棒資源分配方法。

背景技術(shù)

隨著4G移動通信的商業(yè)運(yùn)營和未來移動移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，使得移動通信技術(shù)朝著大規(guī)模組網(wǎng)、多種不同無線接入技術(shù)(radio access technology,RAT)的無線網(wǎng)絡(luò)組成。近年來提出的微蜂窩網(wǎng)絡(luò)(microcell network)采用低發(fā)射功率基站和較小的小區(qū)半徑來加大無線電的覆蓋，消除宏蜂窩(macrocell network)中障礙物遮蔽效益導(dǎo)致的傳播盲點(diǎn)，是一種低功耗提高無線通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行Ъ夹g(shù)^[1][2][3]。

微蜂窩小區(qū)的覆蓋半徑為30-300米，其主要分布在宏蜂窩的熱點(diǎn)地區(qū)，從而使得小區(qū)尺寸各不相同且相互重疊，不同發(fā)射功率的基站相鄰并同時存在，使得整個無線通信網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出多層、異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通常工作在非授權(quán)頻段。由于多用戶、多種網(wǎng)絡(luò)共存的情況，如何減小小區(qū)間干擾、降低通信系統(tǒng)能耗、提高譜效(無線電頻譜的利用率)成為異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)研究中的關(guān)鍵問題^[4]。另外，傳統(tǒng)固定的頻譜資源分配方式導(dǎo)致頻譜利用率低下，目前認(rèn)知無線電技術(shù)使得無線網(wǎng)絡(luò)具有重構(gòu)和資源重復(fù)利用的功能，可以根據(jù)通信環(huán)境靈活的改變發(fā)射參數(shù)和所占用的頻帶資源，從而使得認(rèn)知異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)動態(tài)資源分配成為可能^[5]。

動態(tài)資源分配是實(shí)現(xiàn)無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)，近年來成為學(xué)者們的研究熱點(diǎn)，尤其在基站/用戶的功率控制(調(diào)節(jié))方面。文獻(xiàn)[6]研究了認(rèn)知飛蜂窩網(wǎng)絡(luò)(家庭基站，femto cell)下行傳輸動態(tài)資源分配混合接入問題，基于對偶分解方法提出了一種飛蜂窩網(wǎng)絡(luò)用戶總效益最大化的動態(tài)頻譜分配算法。為了減小層與層之間的干擾(跨層干擾，cross-tier interference)、提高頻譜效率，文獻(xiàn)[7]提出了一種F-ALOHA認(rèn)知頻譜接入方法，從跨層頻譜接入中尋找一個新的自由度(DOF,degree of freedom)去實(shí)現(xiàn)干擾管理和頻譜效益最優(yōu)化。針對異構(gòu)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的資源管理問題，文獻(xiàn)[8]基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、維納過程預(yù)測方法和增強(qiáng)學(xué)習(xí)方法提出了動態(tài)分級資源管理方法使得通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流動態(tài)的分配到最佳接入的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。文獻(xiàn)[9]研究了基于干擾和能量效率的小蜂窩認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)動態(tài)頻譜管理問題，利用隨機(jī)動態(tài)優(yōu)化理論Restless Bandits模型計算最優(yōu)頻譜資源分配策略，以實(shí)現(xiàn)最大化長期折扣收益。針對傳統(tǒng)資源分配忽略公平性和頻譜感知誤差的影響，文獻(xiàn)[10]研究了認(rèn)知飛蜂窩網(wǎng)絡(luò)干擾有限的資源分配問題使得網(wǎng)絡(luò)用戶總?cè)萘孔畲蠡?，同時保證次用戶的服務(wù)質(zhì)量(quality of service,QoS)和跨層干擾不影響主用戶宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。文獻(xiàn)[11]研究了帶自適應(yīng)調(diào)制的認(rèn)知飛蜂窩網(wǎng)絡(luò)的上行最優(yōu)功率分配問題，實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的吞吐量最大。與上述集中式功率分配算法不同，文獻(xiàn)[11][13]研究了兩層異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)分布式功率分配和信道分配問題，將總速率最大化問題轉(zhuǎn)化為每個網(wǎng)絡(luò)速率最大化來求解。