[发明专利]一种上行传输飞蜂窝异构网络中鲁棒功率分配的方法

说明书

本发明涉及一种上行传输飞蜂窝异构网络中鲁棒功率分配的方法，属于移动通信网络技术领域。该方法步骤为：初始化系统参数；获取信道信息，并计算最优的飞蜂窝用户功率，并更新拉格朗日乘子；根据飞蜂窝用户功率判断是否满足飞蜂窝用户的QoS保障；计算所有飞蜂窝用户对宏蜂窝用户的干扰功率，并判断是否不大于干扰功率门限值；判断当前迭代次数是否大于最大迭代次数，若是，则结束，得出飞蜂窝用户最优发射功率，否则进入下一次迭代。本发明具有收敛速度快、实用性和可行性强等优点，在搜索最优的飞蜂窝用户发射功率的同时，还可以保证飞蜂窝和宏蜂窝用户的QoS，提高系统的稳定性。

技术领域

本发明属于移动通信网络技术领域，涉及一种上行传输飞蜂窝异构网络中鲁棒功率分配的方法。

背景技术

功率分配是有效解决频谱共享和干扰管理的一种技术手段，特别是对于未来的大规模飞蜂窝和宏蜂窝两层异构网络。近年来，在飞蜂窝和宏蜂窝两层异构网络中的功率分配问题的研究正受到越来越多的关注。对现有文献检索发现，相关文献如下：

H.Wang等人在《2016IEEE Transactions on Vehicular Technology,July2016，vol.65,no.7,pp.5222-5236》上发表了题为“Femtocell Power Control forInterference Management Based on Macrolayer Feedback”的文章。该文章在飞蜂窝用户的最大功率和QoS约束下，来寻找飞蜂窝用户的最优发射功率，文章考虑到了跨层干扰但未考虑飞蜂窝之间的同层干扰，这样会使得飞蜂窝用户发生通信中断，并且该文章未引入信道不确定性因素。

以上异构网络功率分配方案是以完美的信道状态信息为前提，事实上，在未来大规模的异构网络中，由于信道的衰退和时延的影响，完美的信道状态信息是不容易被获得的。为了消除信道估计误差、提高系统的容量和稳健性，基于信道不确定性的功率分配方案就应运而生了。

Z.Liu等人在《2013IET Signal Processing,July2013，vol.7,no.5,pp.360-367.》上发表了题为“Robust optimisation of power control for femtocellnetworks”的文章。该文章中宏蜂窝用户和飞蜂窝用户共享频谱，在不大于宏用户一定干扰门限和信道不确定性条件下，最小化飞蜂窝用户的总发射功率，同时保障飞蜂窝用户和宏蜂窝用户的QoS，以提高系统容量。该模型是基于概率约束，由于只考虑到了飞蜂窝和宏蜂窝网络中单个用户的情况，而且在保证飞蜂窝用户的QoS约束中，未考虑来自宏蜂窝用户的跨层干扰，会导致中断概率变小，不能保证系统的稳健性。

由相关研究可知，现有飞蜂窝异构网络功率分配算法主要基于中断概率，且存在考虑用户单一、信道不确定性不全面等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种上行传输飞蜂窝异构网络中鲁棒功率分配的方法。本发明考虑多用户场景、同层和跨层干扰信道不确定性，建立符合实际的网络模型和数学模型，并通过最坏情况理论将问题进一步转化为一个凸优化问题，最后通过拉格朗日对偶分解理论求解，得出最优的飞蜂窝用户发射功率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种上行传输飞蜂窝异构网络中鲁棒功率分配的方法，包括以下步骤：

S1：初始化系统参数；

S2：获取信道信息，并计算最优的飞蜂窝用户功率，并更新拉格朗日乘子；

S3：根据飞蜂窝用户功率判断是否满足飞蜂窝用户的QoS保障；如果满足，则进入S4，否则，进入S5；

S4：保障宏蜂窝用户的QoS，计算所有飞蜂窝用户对宏蜂窝用户的干扰功率，并判断是否不大于干扰功率门限值，若是，则进入S5，否则进入S6；