一種大規(guī)模異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中最大化系統(tǒng)效益的優(yōu)化方法
【專利摘要】一種大規(guī)模異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中最大化系統(tǒng)效益的優(yōu)化方法，包括以下步驟：（1）異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中通過基站分配和用戶傳輸功率控制實現(xiàn)以最小總傳輸功率最大化系統(tǒng)效益，其中，優(yōu)化問題描述為一個多目標優(yōu)化；（2）將問題P1轉(zhuǎn)化為基站分配和用戶傳輸功率控制的聯(lián)合優(yōu)化問題；（3）采用基于聯(lián)盟形成游戲和模擬退火的功率控制系統(tǒng)效益最大化算法，即POSEM算法，問題P2獲得最優(yōu)解(X(k-1),P(k-1))。本發(fā)明提供一種在異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中通過基站分配和用戶傳輸功率控制實現(xiàn)以最小總傳輸功率最大化系統(tǒng)效益的優(yōu)化方法。
【專利說明】一種大規(guī)模異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中最大化系統(tǒng)效益的優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大規(guī)模異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種大規(guī)模異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中最大化系統(tǒng)效益的優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線寬帶服務(wù)的指數(shù)增長，傳統(tǒng)宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)中有限網(wǎng)絡(luò)資源(如帶寬、傳輸功率)的合理分配面臨著巨大挑戰(zhàn)。為了能夠顯著提高蜂窩網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率和用戶容量，網(wǎng)絡(luò)運營商及研究者提出了異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的概念，即在宏蜂窩的下層布置一些低功率基站。針對異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)運營商仍舊希望通過合理分配有限網(wǎng)絡(luò)資源獲得最大的利潤，實現(xiàn)最大的資源利用率，盡可能多地服務(wù)用戶。但是由于無線信道的廣播特性，網(wǎng)絡(luò)資源分配勢必面臨信道爭用、信號干擾等問題，這些都會影響用戶的通話質(zhì)量。在異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，每個用戶與不同基站之間的信道増益不盡相同。所以如果用戶以合適的傳輸功率接入合適的基站進行通信，那么整個網(wǎng)絡(luò)的頻譜有效性和能量有效性便會大幅提高。因此，研究如何在保證每個用戶服務(wù)質(zhì)量的前提下通過控制用戶傳輸功率和基站分配最大化系統(tǒng)效益是極其有意義的。
[0003]具體而言，基站分配是用戶根據(jù)自己與基站之間的信道增益以及周邊用戶造成的共信道干擾強度在用戶和基站之間建立保證服務(wù)質(zhì)量的有效通信連接。功率控制是保證每個用戶以適當?shù)墓β蕚鬏攺亩S持自身服務(wù)質(zhì)量，同時不對其他用戶產(chǎn)生過多的共信道干擾。盡管通過聯(lián)合基站分配和功率控制的方法最大化整個系統(tǒng)效益的工作意義重大，但是目前此問題仍未被解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服已有蜂·窩網(wǎng)絡(luò)中無法以基站分配和用戶傳輸功率控制最大化系統(tǒng)效益的不足，本發(fā)明提供一種在異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中通過基站分配和用戶傳輸功率控制實現(xiàn)以最小總傳輸功率最大化系統(tǒng)效益的優(yōu)化方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種大規(guī)模異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中最大化系統(tǒng)效益的優(yōu)化方法，所述優(yōu)化方法包括以下步驟:
[0007](I)異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中通過基站分配和用戶傳輸功率控制實現(xiàn)以最小總傳輸功率最大化系統(tǒng)效益，其中，優(yōu)化問題描述為ー個多目標優(yōu)化:
【權(quán)利要求】
1.ー種大規(guī)模異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中最大化系統(tǒng)效益的優(yōu)化方法，其特征在于:所述優(yōu)化方法包括以下步驟: (1)異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中通過基站分配和用戶傳輸功率控制實現(xiàn)以最小總傳輸功率最大化系統(tǒng)效益，其中，優(yōu)化問題描述為ー個多目標優(yōu)化:
2.如權(quán)利要求1所述的大規(guī)模異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中最大化系統(tǒng)效益的優(yōu)化方法，其特征在于:所述步驟3.5中，包括以下步驟:步驟3.5.1:根據(jù)給定的基站分配集合Bt，寫出基站分配向量X =，當用戶i屬于基站j服務(wù)的用戶集合A時，基站分配變量Xu為1，否則= O ； 步驟3.5.2:當用戶i屬于基站j服務(wù)的用戶集合Sp基站分配變量Xu為O，用戶i在連接基站j時的傳輸功率分配Pu為O，接著需要計算所有被基站服務(wù)的用戶即具有基站分配變量為I的用戶的傳輸功率分配，依次給所有被服務(wù)的用戶重新標識為.，W.，z2:L，"Vni1.，sJ為用戶集合A中的用戶個數(shù)，計算矩陣Q，如果用戶in和用戶I1屬于基站j服務(wù)的用戶集合Sp則矩陣Q的第n行第I列元素Qnl為O，如果用戶in屬于基站j服務(wù)的用戶集合も以及用戶I1屬于基站j’服務(wù)的用戶集合S，則
3.如權(quán)利要求1或2所述的大規(guī)模異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中最大化系統(tǒng)效益的優(yōu)化方法，其特征在于:當異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)實行基站分配和功率控制聯(lián)合優(yōu)化方法時，各用戶根據(jù)網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)目、用戶最大傳輸功率限制、信道增益、用戶所需最小信噪比通過所述POSEM算法得到最佳的基站分配和傳輸功率。
【文檔編號】H04W52/34GK103582105SQ201310558172
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】錢麗萍, 吳遠, 錢程, 陳慶章 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)