[發(fā)明專利]一種上行傳輸飛蜂窩異構網絡中魯棒功率分配的方法

有效

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• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107333275B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設計）人: 徐勇軍;劉玉超;李國權
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W16/22;H04W72/04;H04W72/10
• 代理公司: 11275 北京同恒源知識產權代理有限公司
• 代理人: 廖曦

本發(fā)明涉及一種上行傳輸飛蜂窩異構網絡中魯棒功率分配的方法，屬于移動通信網絡技術領域。該方法步驟為：初始化系統(tǒng)參數；獲取信道信息，并計算最優(yōu)的飛蜂窩用戶功率，并更新拉格朗日乘子；根據飛蜂窩用戶功率判斷是否滿足飛蜂窩用戶的QoS保障；計算所有飛蜂窩用戶對宏蜂窩用戶的干擾功率，并判斷是否不大于干擾功率門限值；判斷當前迭代次數是否大于最大迭代次數，若是，則結束，得出飛蜂窩用戶最優(yōu)發(fā)射功率，否則進入下一次迭代。本發(fā)明具有收斂速度快、實用性和可行性強等優(yōu)點，在搜索最優(yōu)的飛蜂窩用戶發(fā)射功率的同時，還可以保證飛蜂窩和宏蜂窩用戶的QoS，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明屬于移動通信網絡技術領域，涉及一種上行傳輸飛蜂窩異構網絡中魯棒功率分配的方法。

背景技術

功率分配是有效解決頻譜共享和干擾管理的一種技術手段，特別是對于未來的大規(guī)模飛蜂窩和宏蜂窩兩層異構網絡。近年來，在飛蜂窩和宏蜂窩兩層異構網絡中的功率分配問題的研究正受到越來越多的關注。對現有文獻檢索發(fā)現，相關文獻如下：

H.Wang等人在《2016IEEE Transactions on Vehicular Technology,July2016，vol.65,no.7,pp.5222-5236》上發(fā)表了題為“Femtocell Power Control forInterference Management Based on Macrolayer Feedback”的文章。該文章在飛蜂窩用戶的最大功率和QoS約束下，來尋找飛蜂窩用戶的最優(yōu)發(fā)射功率，文章考慮到了跨層干擾但未考慮飛蜂窩之間的同層干擾，這樣會使得飛蜂窩用戶發(fā)生通信中斷，并且該文章未引入信道不確定性因素。

以上異構網絡功率分配方案是以完美的信道狀態(tài)信息為前提，事實上，在未來大規(guī)模的異構網絡中，由于信道的衰退和時延的影響，完美的信道狀態(tài)信息是不容易被獲得的。為了消除信道估計誤差、提高系統(tǒng)的容量和穩(wěn)健性，基于信道不確定性的功率分配方案就應運而生了。

Z.Liu等人在《2013IET Signal Processing,July2013，vol.7,no.5,pp.360-367.》上發(fā)表了題為“Robust optimisation of power control for femtocellnetworks”的文章。該文章中宏蜂窩用戶和飛蜂窩用戶共享頻譜，在不大于宏用戶一定干擾門限和信道不確定性條件下，最小化飛蜂窩用戶的總發(fā)射功率，同時保障飛蜂窩用戶和宏蜂窩用戶的QoS，以提高系統(tǒng)容量。該模型是基于概率約束，由于只考慮到了飛蜂窩和宏蜂窩網絡中單個用戶的情況，而且在保證飛蜂窩用戶的QoS約束中，未考慮來自宏蜂窩用戶的跨層干擾，會導致中斷概率變小，不能保證系統(tǒng)的穩(wěn)健性。

由相關研究可知，現有飛蜂窩異構網絡功率分配算法主要基于中斷概率，且存在考慮用戶單一、信道不確定性不全面等問題。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種上行傳輸飛蜂窩異構網絡中魯棒功率分配的方法。本發(fā)明考慮多用戶場景、同層和跨層干擾信道不確定性，建立符合實際的網絡模型和數學模型，并通過最壞情況理論將問題進一步轉化為一個凸優(yōu)化問題，最后通過拉格朗日對偶分解理論求解，得出最優(yōu)的飛蜂窩用戶發(fā)射功率。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種上行傳輸飛蜂窩異構網絡中魯棒功率分配的方法，包括以下步驟：

S1：初始化系統(tǒng)參數；

S2：獲取信道信息，并計算最優(yōu)的飛蜂窩用戶功率，并更新拉格朗日乘子；

S3：根據飛蜂窩用戶功率判斷是否滿足飛蜂窩用戶的QoS保障；如果滿足，則進入S4，否則，進入S5；

S4：保障宏蜂窩用戶的QoS，計算所有飛蜂窩用戶對宏蜂窩用戶的干擾功率，并判斷是否不大于干擾功率門限值，若是，則進入S5，否則進入S6；