[發(fā)明專利]一種基于導(dǎo)頻分配和功率控制聯(lián)合優(yōu)化的導(dǎo)頻污染抑制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911221207.0
• 申請日: 2019-12-03
• 公開（公告）號: CN110958102B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧宏貴;劉剛;熊儒菁;王文慧;田麗麗;楊凱
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04W52/14;H04W52/24;H04W72/04
• 代理公司: 長沙永星專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 43001
• 代理人: 何方

1.一種基于導(dǎo)頻分配和功率控制聯(lián)合優(yōu)化的導(dǎo)頻污染抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：接收導(dǎo)頻信號，進(jìn)行信道估計；

步驟2：接收上行數(shù)據(jù)信號，進(jìn)行信號檢測；

步驟3：根據(jù)推導(dǎo)漸進(jìn)的信干噪比SINR表達(dá)式，建立最大化最小頻效優(yōu)化目標(biāo)；

步驟4：根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)，利用WGC-PD-UPC算法進(jìn)行導(dǎo)頻分配和上行功率控制優(yōu)化，所述的WGC-PD-UPC算法，具體為：

步驟4.1：進(jìn)行等功率導(dǎo)頻分配優(yōu)化；

步驟4.2：這一步是判斷迭代終止條件是否滿足，當(dāng)?shù)_(dá)到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)后或趨于穩(wěn)定值后就終止迭代，否則繼續(xù)對下面的兩個子步驟進(jìn)行交替迭代執(zhí)行；

步驟4.3：步驟3)中獲得公式(15)中的不是一個凸優(yōu)化問題，它是一個離散的導(dǎo)頻分配優(yōu)化和連續(xù)上行發(fā)射功率優(yōu)化的聯(lián)合問題；因此，首先就對式(15)中所有的β_iik和β_ijk按照先前導(dǎo)頻分配的結(jié)果固定；然后進(jìn)行上行功率控制優(yōu)化；

步驟4.4：這一步首先固定上行發(fā)射功率，然后進(jìn)行導(dǎo)頻功率分配優(yōu)化。該步驟與步驟4.1執(zhí)行方式一樣，唯一區(qū)別是不是等功率導(dǎo)頻分配，而是在導(dǎo)頻分配優(yōu)化時考慮固定上行功率的影響；

步驟4.5：對保存的每次迭代結(jié)果進(jìn)行比較，選取最優(yōu)的結(jié)果對應(yīng)的導(dǎo)頻分配方案和上行功率；

所述步驟3)中，具體過程為：

第i個小區(qū)中第k個用戶的上行信干噪比可表示為：

當(dāng)M→∞，

第i個小區(qū)中第k個用戶的頻效可以表示為：

這里μ＝τ/t表示上行頻效損失，t為上行相干時間間隔。

通過提高系統(tǒng)中最小頻效用戶的頻效，來提高位于小區(qū)邊緣導(dǎo)頻污染嚴(yán)重的用戶的通信質(zhì)量；因此該問題可以表示為：

根據(jù)式(12)和對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)，該優(yōu)化問題可以轉(zhuǎn)換為：

又根據(jù)式(9)該問題可以轉(zhuǎn)換為：

此外考慮發(fā)射功率放大器的線性范圍，不管是導(dǎo)頻發(fā)射功率還是上行數(shù)據(jù)發(fā)射功率，都應(yīng)限定在一定的范圍內(nèi)；也就是說，上行發(fā)射功率最大不應(yīng)超過V_H，最小應(yīng)不小于V_L；其中V_H關(guān)聯(lián)功率放大器的放大飽和功率，V_L關(guān)聯(lián)功率放大器的截止功率；那么，帶上這個約束，優(yōu)化問題可以重新表示為：

其中：表示第i個小區(qū)中第k個用戶發(fā)射導(dǎo)頻的功率，表示為第i個小區(qū)中第k個用戶傳輸上行數(shù)據(jù)的功率，β_iik表示為第i個小區(qū)中第k個用戶到第i個小區(qū)中心基站的大尺度衰落因子，表示為第j個小區(qū)中第k個用戶發(fā)射導(dǎo)頻的功率，表示為第j個小區(qū)中第k個用戶傳輸上行數(shù)據(jù)的功率，β_ijk表示為第j個小區(qū)中第k個用戶到第i個小區(qū)中心基站的大尺度衰落因子，V_L表示為功率放大器的截止功率，V_H表示為功率放大器的飽和功率；表示為信道估計值，表示的是小區(qū)內(nèi)的干擾和其他非相。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于導(dǎo)頻分配和功率控制聯(lián)合優(yōu)化的導(dǎo)頻污染抑制方法，其特征在于，步驟4.3中，對大尺度衰落因子按照先前導(dǎo)頻分配的結(jié)果固定，然后對優(yōu)化問題進(jìn)行如下的轉(zhuǎn)換：

max ξ

式中，ξ表示為L個小區(qū)中最小近似信干噪比，表示第i個小區(qū)中第k個用戶發(fā)射導(dǎo)頻的功率，表示為第i個小區(qū)中第k個用戶傳輸上行數(shù)據(jù)的功率，β_iik表示為第i個小區(qū)中第k個用戶到第i個小區(qū)中心基站的大尺度衰落因子，表示為第j個小區(qū)中第k個用戶發(fā)射導(dǎo)頻的功率，表示為第j個小區(qū)中第k個用戶傳輸上行數(shù)據(jù)的功率，β_ijk表示為第j個小區(qū)中第k個用戶到第i個小區(qū)中心基站的大尺度衰落因子，V_L表示為功率放大器的截止功率，V_H表示為功率放大器的飽和功率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于導(dǎo)頻分配和功率控制聯(lián)合優(yōu)化的導(dǎo)頻污染抑制方法，其特征在于，步驟4.4中，固定上行發(fā)射功率，則該問題分解的子問題可表示為：

采取權(quán)重圖著色算法進(jìn)行處理，該算法的過程為：首先測量不同小區(qū)潛在具有相同導(dǎo)頻的兩個用戶互相導(dǎo)頻污染程度的度量，該度量可以表示為：

然后再根據(jù)這個度量權(quán)重構(gòu)建邊緣權(quán)重干擾圖；

最后再按照邊緣權(quán)重干擾圖進(jìn)行貪婪導(dǎo)頻分配。