無定形小區(qū)中基于幾乎空白子幀的動態(tài)時域干擾協(xié)調(diào)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，涉及一種動態(tài)時域干擾協(xié)調(diào)方法，具體涉及一種無定 形小區(qū)中基于幾乎空白子幀的動態(tài)時域干擾協(xié)調(diào)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無定形小區(qū)（Amorphouscells)技術(shù)是LTE-Advanced后續(xù)發(fā)展的一個重要方向， 在3Gpp開始出現(xiàn)相關(guān)技術(shù)的萌芽。可移動節(jié)點為特征的無定形小區(qū)目的在于改變傳統(tǒng)小 區(qū)固定形狀，發(fā)揮移動協(xié)作節(jié)點優(yōu)勢，提高系統(tǒng)容量，尤其是適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的動態(tài)需求和 不均衡的地域流量分布，降低運營成本。無定形小區(qū)支持可移動的低功率節(jié)點，增添節(jié)點的 特點是低功率，低天線增益，低放置，小覆蓋，比宏站布署更靈活，成本低。一個宏站下可以 布置多個低功率節(jié)點，從而大大增強覆蓋，并且可將數(shù)據(jù)流量從宏站卸載到低功率節(jié)點上， 從而提高整個系統(tǒng)容量。然而，增添低功率節(jié)點也引入更多的節(jié)點間干擾，包括宏站與低功 率節(jié)點之間的跨層干擾以及低功率節(jié)點之間的同層干擾。這些低功率節(jié)點的引入增加了更 多小區(qū)邊緣，使得小區(qū)間干擾問題變得更加嚴(yán)重和復(fù)雜。與此同時，節(jié)點由于其移動性，構(gòu) 成一個動態(tài)的難以預(yù)測的干擾源，這些特點使得無定形小區(qū)中干擾協(xié)調(diào)有別于傳統(tǒng)固定部 署的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，是一個新的挑戰(zhàn)。
[0003] 因此，需要考慮節(jié)點的移動性，結(jié)合現(xiàn)有的干擾協(xié)調(diào)方法，設(shè)計有效的動態(tài)的方案 解決無定形小區(qū)中嚴(yán)重的同頻干擾問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種無定形小區(qū)中基于幾乎 空白子幀的動態(tài)時域干擾協(xié)調(diào)方法，該方法可以有效的解決無定形小區(qū)中的同頻干擾問 題。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明所述的無定形小區(qū)中基于幾乎空白子幀的動態(tài)時域干擾 協(xié)調(diào)方法包括以下步驟：
[0006] 無定形小區(qū)包括M個宏基站，每個宏基站的覆蓋范圍內(nèi)包含P個同頻的移動基站， 且各移動基站架設(shè)在公共車輛上，每個移動基站在CSG模式下對車載用戶提供服務(wù)；
[0007] 求解數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi)最優(yōu)的ABS子幀配置比例（a然后根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi) 最優(yōu)的ABS子幀分配比例（aY在數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi)分配ABS子幀，設(shè)數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi)除 ABS子幀外的其他子幀為普通子幀，宏基站在整個數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi)向宏用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，各移 動基站在ABS子幀內(nèi)不向車載用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，各移動基站在普通子幀內(nèi)向車載用戶發(fā)送數(shù) 據(jù)。
[0008] 第i個移動基站在時刻t配置的ABS子幀比例為劣，則移動基站t時刻配置ABS 子幀比例向量乂 =[?..4]，第i個移動基站的車載用戶數(shù)目為疔，受第i個移動基站 干擾的受害宏用戶數(shù)目為辦，則系統(tǒng)效用函數(shù)：
[0009]
(1)
[0010] 其中，為時刻t第i個移動基站受害宏用戶的效用函數(shù)，為時刻 t第i個移動基站車載用戶的效用函數(shù)。
[0011] 求解數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi)最優(yōu)的ABS子幀配置比例（aY的具體過程為：
[0012] 時刻t第i個移動基站受害宏用戶的效用函數(shù)為：
[0013]
(2)
[0014] 時刻t第i個移動基站車載用戶的效用函數(shù)t/f?(來)為：
[0015]
(3)
[0016] 其中，和巧.,.分別為第i個移動基站中第j個受害宏用戶在ABS子幀和普通幀 下獲得的數(shù)據(jù)速率，根據(jù)香農(nóng)公式得：
[0019] 其中，W為系統(tǒng)帶寬，N。為噪聲功率，^7為第j個受害宏用戶接收的服務(wù)宏站的功 率，為接收到第i個移動基站的干擾功率；
[0020] 由香農(nóng)公式得車載用戶可獲得的數(shù)據(jù)速率碣為：
[0021]
(6)
[0022] 其中，g為第k個車載用戶接入第i個移動基站的接收功率，Sk為車載用戶接收宏 基站干擾功率；
[0023]將式（2)、（3)、（4)、（5)及（6)代入式⑴中，再通過牛頓迭代算法得最優(yōu)的ABS 子幀配置比例（a
[0024]將式（2)、（3)、（4)、（5)及（6)代入式⑴中，再通過牛頓迭代算法得最優(yōu)的ABS 子幀配置比例（aY的具體操作為：
[0025]將式（2)、（3)、（4)、（5)及（6)代入式⑴中，則系統(tǒng)的效用函數(shù)轉(zhuǎn)換為：
[0031] 通過牛頓迭代算法求解式（9)得最優(yōu)的ABS子幀配置比例（at)'
[0032] 令受害宏用戶只在ABS子幀內(nèi)接受服務(wù)，則時刻t第i個移動基站受害宏用戶的 效用函數(shù)為：
[0033]
(1〇)
[0034] 其中，為第i個移動基站中第j個受害宏用戶在ABS子幀下可獲得的數(shù)據(jù)速 率，則系統(tǒng)效用函數(shù)轉(zhuǎn)換為：
[0035]
(11)
[0036] 令
得最優(yōu)的ABS子幀配置比例（aY為：
[0037]
(12)。
[0038] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0039] 本發(fā)明所述的無定形小區(qū)中基于幾乎空白子幀的動態(tài)時域干擾協(xié)調(diào)方法先求解 數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi)最優(yōu)的ABS子幀配置比例（a然后使移動基站將數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi)分布 子幀配置為ABS子幀，即移動基站在ABS子幀時不發(fā)送數(shù)據(jù)，宏基站則在ABS子幀上為受干 擾的宏用戶提供服務(wù)，使干擾的移動基站在傳輸周期的ABS子幀保持緘默來減少對干擾的 宏用戶的干擾，從解決不定性小區(qū)中嚴(yán)重的同頻干擾問題。
[0040] 進一步，在求解數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi)最優(yōu)的ABS子幀配置比例（atr時，通過建立系統(tǒng) 的效用函數(shù)，并以宏用戶可獲得的數(shù)據(jù)速率與車載用戶可獲得的數(shù)據(jù)速率的乘積最大為優(yōu) 化的目標(biāo)，從而得到最優(yōu)的ABS子幀配置比例（a 實現(xiàn)受干擾宏用戶可獲得的數(shù)據(jù)速率 和車載用戶可獲得的數(shù)據(jù)速率的折中，使系統(tǒng)的干擾基站的吞吐量最大化。
【附圖說明】
[0041] 圖1為本發(fā)明中無定形小區(qū)異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)模型圖；
[0042] 圖2為無定形小區(qū)場景示意圖；
[0043] 圖3為本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的宏用戶吞吐量⑶F曲線對比圖；
[0044] 圖4為本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的車載用戶吞吐量⑶F曲線對比圖；
[0045] 圖5為不同時刻系統(tǒng)Jain公平因子對比圖。
【具體實施方式】
[0046] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述：
[0047] 參考圖1及圖2,本發(fā)明所述的無定形小區(qū)中基于幾乎空白子幀的動態(tài)時域干擾 協(xié)調(diào)方法包括以下步驟：
[0048] 無定形小區(qū)包括M個宏基站，每個宏基站的覆蓋范圍內(nèi)包含p個同頻的移動基站， 且各移動基站架設(shè)在公共車輛上，每個移動基站在CSG模式下對車載用戶提供服務(wù)；
[0049] 求解數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi)最優(yōu)的ABS子幀配置比例（a然后根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi) 最優(yōu)的ABS子幀分配比例（aY在數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi)分配ABS子幀，設(shè)數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi)除 ABS子幀外的其他子幀為普通子幀，宏基站在整個數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi)向宏用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，各移 動基站在ABS子幀內(nèi)不向車載用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，各移動基站在普通子幀內(nèi)向車載用戶發(fā)送數(shù) 據(jù)。
[0050] 第i個移動基站在時刻t配置的ABS子幀比例為 <，則移動基站t時刻配置ABS 子幀比例向量乂 =[<名,…<]，第i個移動基站的車載用戶數(shù)目為p，受第i個移動基站 干擾的受害宏用戶數(shù)目為和，則系統(tǒng)效用函數(shù)：
[0051]
(1).
[0052] 其中，為時刻t第i個移動基站受害宏用戶的效用函數(shù)，1/廠￡(<)為時刻 t第i個移動基站車載用戶的效用函數(shù)。
[0053] 求解數(shù)據(jù)傳輸周期內(nèi)最優(yōu)的ABS子幀配置比例（a的具體過程為：
[0054] 時刻t第i個移動基站受害宏用戶的效用函數(shù)為：
[0055]
(2)
[0056] 時刻