[发明专利]基于博弈论的多Femtocell下行功率干扰控制方法

摘要

本发明公开了一种基于博弈论的多Femtocell下行功率干扰控制方法，主要解决Femtocell下行信号对长期演进LTE宏基站用户下行信号产生的严重干扰的问题。其实现步骤为：1)计算室外宏基站用户在部署Femtocell前的吞吐量；2)根据室外宏基站用户干扰受限条件，确定多个Femtocell用户对宏基站用户造成的最大干扰门限，得到优化模型；3)Femtocell用户根据优化模型，在宏基站用户吞吐量损失和发射功率之间进行博弈，计算优化模型的纳什均衡点，得到最佳发射功率；4)根据最佳发射功率将宏基站用户吞吐量的下降比例控制在5％以内。本发明将功率控制技术与博弈论相结合，具有节约能源、降低干扰、实现复杂度低、实用性强的优点，可用于对多Femtocell系统下行功率造成的干扰进行控制，提高系统容量。

主权项

1.一种基于博弈论的多Femtocell下行功率干扰控制方法，包括如下步骤：(1)计算室外宏基站用户在部署Femtocell前的吞吐量C₁；(2)根据室外宏基站用户干扰受限条件，确定Femtocell用户对宏基站用户造成的最大干扰门限，得到优化模型：(2.1)室外宏基站用户k在部署Femtocell后的吞吐量C₂为：C2=Blog10(1+PkΣi=1Ngi,kPiF+n0)]]>其中，B为室外宏基站用户所用的带宽，N为Femtocell小区数量，P_k为室外宏基站用户的发射功率，g_i，k表示在资源块RB上编号为i的Femtocell到宏基站用户k的信道增益，为第i个Femtocell用户的发射功率，n₀为噪声；几(2.2)将宏基站用户k的吞吐量的下降比例限定在5％以内，即C₁与C₂满足C2C1≥0.95;]]>(2.3)对满足上式的C₂与C₁的比值进一步化简，得到Femtocell用户对宏基站用户造成的干扰所满足的限制条件为：其中β为常数，β＝(1+P_k/n₀)^0.95；(2.4)在满足以下三个约束条件下，以系统吞吐量最大为目标函数，得到优化模型：maxΣi=1NcilRiF]]>s.tPiF≤PmaxFΣi=1Ngi,kPiF≤(Pk/(β-1)-n0)Σl=1Ncil=1]]>其中，表示Femtocell用户的最大发射功率，表示编号为i的Femtocell把资源块RB分配给第l个Femtocell用户，表示编号为i的Femtocell没有把资源块RB分配给第l个Femtocell用户，为编号为i的Femtocell用户在资源块RB上发送的最大比特速率，为编号为i的Femtocell用户的信干比SIR，Γ为在一定误码率R_BE要求下的常数，在加性高斯白噪声AWGN信道下，Γ＝-ln(5R_BE)/1.5；(3)设编号为i的Femtocell用户的效用函数为：其中，为定价函数，为定价因子；(4)在Femtocell用户的整体发射功率满足干扰受限条件下，利用步骤(3)中的效用函数将步骤(2)中建立的优化模型松弛成如下优化模型：maxpiFui(PiF)]]>PiF≤P‾iFPiF≥0P‾iF=min(PmaxF,P^iF)]]>其中，为Femtocell用户分配的功率上限，为满足受限条件下Femtocell用户的最大干扰限制功率；(5)每个Femtocell用户根据松弛后的优化模型进行发射功率的优化，在宏基站用户吞吐量损失和Femtocell用户发射功率之间进行博弈，计算优化模型的纳什均衡点，该均衡点处各Femtocell用户的发射功率为最佳发射功率(6)每个Femtocell用户均工作在最佳发射功率的条件下，将宏基站用户吞吐量的下降比例控制在5％以内。