[发明专利]基于非合作博弈的分布式超密集异构网络干扰协调方法

说明书

本发明公开了一种基于非合作博弈的分布式超密集异构网络干扰协调方法，通过分析超密集网络的动态特性，将网络干扰问题建模成非合作博弈问题，网络中小区作为博弈参与者，最小化自身干扰为效用函数。为了推导纳什均衡解的存在，将建立博弈模型推导成潜在博弈问题，基于此提出了一种基于随机学习的反馈方法求解纳什均衡解。该方法根据每个小区每一次迭代的效用函数建立概率矩阵，通过不断更新概率矩阵得到最终的纳什均衡解。本发明能够在不需要小区间信息交换下，收敛到闭式解，最终所有小区在收敛到纳什均衡解时，使得整个网络干扰最小，提高了网络容量，以较低的复杂度有效地解决用户速率动态变化、网络密集化与网络容量，频谱效率之间的难题。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及无线通信系统中无线资源管理方法，更为具体的说，是涉及基于非合作博弈的分布式超密集异构网络中干扰协调方法。

背景技术

在宏站覆盖范围内同频密集部署低功率小站的超密集异构网络是3GPP(ThirdGeneration Partnership Project)提出的一种提升5G网络频谱利用率和网络容量的有效方法。然而小站密度的增加会造成小区间干扰加剧，限制整个网络容量的提升，同时小区边缘用户的通话质量受到严重影响。而且未来实际网络场景中的每个小区基站及小区用户处于动态变化的网络环境中，包括小区基站位置不固定、小区可自行决定开关状态、每个小区可以服务多个用户，每个用户由于自身业务的变化会有不同的速率请求等等多种情况。在5G网络中，小区数目急剧增加，小区间的干扰问题直接影响着用户的服务质量和网络容量，需有效的干扰协调技术来解决。但现有的干扰协调方案不能有效解决用户之间由于业务类型不同而引起的速率请求的差异问题，且需要大量的信令交换。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种基于非合作博弈的分布式超密集异构网络干扰协调方法，考虑了在超密集异构网络场景下不同小区用户由于业务类型不同而引起的用户速率速率需求变化，通过分析超密集网络的动态特性，将网络干扰问题建模成非合作博弈问题，网络中小区作为博弈参与者，最小化自身干扰为效用函数。为了推导纳什均衡解的存在，将建立博弈模型推导成潜在博弈问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于非合作博弈的分布式超密集异构网络干扰协调方法，包括如下步骤：

步骤一，采集网络信息，初始化参数

采集网络中的宏站数目M、小站数目N和用户数目U，宏站分布在中心位置，感知小区随机分布在宏站周围，感知小区具有感知和发现周围环境的能力，能够根据过去的信息作出相应的决策，能够调整接入的信道，发射功率，小区处于动态开关状态中，能够根据服务的用户数目调整开关状态，能够服务多个用户，同时会由于小区内用户业务类型的变化调整自身的速率请求；假设小区n的可选RB集合为S_n，初始选择的RB集合为s_n(0)，在第0时隙，各个小区在其可选RB集合中随机选择RB集合；

步骤二，采集信道信息

小区用户采用最大参考信号接收功率准则接入小区，小区基站m到小区基站n服务的用户e_k之间的信道增益近似为两小区基站m,n之间的信道增益，即由此将网络中小区基站间即用户间的信道增益对称化，即其中e_l是小区m中的用户。

步骤三，小区干扰信息初始化

根据步骤二采集的信道信息，通过下式计算小区n在RBi上受到的网络干扰

其中，表示小区m在RBi上的发射功率，σ²表示白噪声功率，可通过信道估计得到，N/{n}表示小区集合N中除了小区n以外的所有小区，为干扰系数，其表示如下：