[发明专利]结合功率控制的频率复用方法与系统

摘要

本发明针对软频率复用技术的缺点，借鉴功率控制技术，提出了一种结合功率控制的频率复用方法与系统。综合考虑软频率复用技术中边缘用户受到的干扰和功率控制技术的特点，将频率复用建模成一个单目标多约束优化问题，即通过调整边缘用户与中心用户的频段宽度比值和传输功率比值，在满足不同边缘用户的通信需求的前提下，最大化边缘用户总的吞吐量，以平衡边缘用户吞吐量最大化与相互之间干扰最小化之间的矛盾。

主权项

一种结合功率控制的频率复用方法，其特征在于，包括步骤：获取小区总的可用频段宽度F、总的发射功率P，及总的可用子载波数N；确定小区边缘区域用户总的吞吐量与用户在边缘区域的信干噪比之间的关系：Rm=Σi=1NmαmFNmlog(1+SINRi,m)]]>式中，Rm表示小区m边缘区域用户总的吞吐量，Nm表示小区m边缘区域用户的子载波数，αm表示小区m边缘区域用户分配的频段宽度与小区m总的可用频段宽度的比值，SINRi,m表示用户在小区m边缘区域使用子载波i的信干噪比，该信干噪比的表达式为：SINRi,m=βmP|h0,i|2IIi,m]]>式中，βm表示小区m边缘区域用户的发射功率与小区m总的发射功率的比值，|h0,i|2表示小区m的基站与使用子载波i的用户之间的信道增益，IIi,m表示用户在小区m边缘区域使用子载波i受到的干扰，该干扰包括同频干扰和异频干扰，小区m是相邻三个小区1、2、3中的任意一个，当小区m是小区1时：IIi,1=w1Ii,11+w2Ii,12]]>Ii,11=Σj=1j=iN2|hi,j|2(1-β2)P+Σj=1j=iN3|hi,j|2(1-β3)P]]>Ii,12=Σl=N2+1N-N2|hi,l|2β2P∫di,l-Bl/2di,l+Bl/2(sinπfTπfT)2df+Σl=N3+1N-N3|hi,l|2β3P∫di,l-Bl/2di,l+Bl/2(sinπfTπfT)2df]]>式中，分别表示用户在小区1的边缘区域使用子载波i所受到的同频干扰、异频干扰，w1、w2分别表示同频干扰和异频干扰的权系数，两者之和等于1，N2、N3分别表示小区2、小区3边缘区域用户的子载波数，β2、β3分别表示小区2、小区3边缘区域用户的发射功率与小区总的发射功率的比值，|hi,j|2、|hi,l|2分别表示基站使用子载波j、l与使用子载波i的用户之间的信道增益，di,l表示子载波i、l的频谱距离，Bl表示子载波l的频谱密度，f表示采样频率，当小区m是小区2或小区3时，相应的干扰、同频干扰、异频干扰的表达式基于与小区1同样的道理推导可得；在满足以下约束条件的前提下，使相邻三个小区1、2、3边缘区域用户总的吞吐量达到最大，求解此时小区边缘区域用户分配的频段宽度与小区总的可用频段宽度的比值，以及小区边缘区域用户的发射功率与小区总的发射功率的比值；SINRi,m≥SINRi*,∀i,m;]]>0＜αi＜1，0＜βi＜1，和|hi,j|2=|hi,j|2,ifi=j0,ifi≠j]]>式中，表示用户在小区边缘区域使用子载波i的信干噪比的预定值；按照小区边缘区域用户分配的频段宽度与小区总的可用频段宽度的比值，以及小区边缘区域用户的发射功率与小区总的发射功率的比值进行频率复用。