[发明专利]一种Femtocell上行链路的分布式功率控制方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及毫微微蜂窝基站Femtocell技术以及博弈方法，为一种Femtocell上行链路的分布式功率控制方法。

背景技术

毫微微蜂窝基站Femtocell技术是一种扩展移动通信室内覆盖的解决方案，根据近年来3G发展和宽带移动化趋势而推出，它工作在授权频段，通过宽带接入，如DSL、有线电缆、光纤等连接到运营商的网络，其主要作用是为家庭室内或者小型商业机构提供更好的信号覆盖和服务质量。互干扰问题一直是Femtocell要解决的重要问题。由于频率资源限制，Femtocell与宏蜂窝基站采用同频部署时，带来了严重的干扰问题。

博弈方法元素包括博弈方、策略集、效用函数等。目前博弈式Femtocell功率控制方法中，更侧重于从效用函数角度来减小层间干扰，并且目前的功率控制方法更侧重网络整体的容量性能，忽视了每个Femtocell用户的信干噪比SINR要求可能不同的情况，使网络中可能存在较多Femtocell用户未达到其预设SINR值。在文献《Power control in two-tier Femtocell networks.》(V.Chandrasekhar，J.G.Andrews，etc.IEEE trans.Wireless Commun.，Aug.2009，vol.8，no.8，pp.4316-4328.)中提出的方法，我们称为原始算法(Original Algorithm)，简写为OA方法，是现有的一种基于博弈论的Femtocell功率控制方法，但是其没有对Femtocell用户最大发射功率进行限制，使各用户有可能对宏用户产生较大干扰，其链路保护方法是通过降低Femtocell用户预设SINR值来减小Femtocell用户对宏用户干扰的，并且这种链路保护方法对较大干扰的识别不够精准，其限制方式死板，网络中未达到自身预设SINR值的Femtocell用户较多，Femtocell用户的通信效果不理想。

发明内容

本发明要解决的问题是：Femtocell技术中存在互干扰问题，现有的功率控制方法忽视了每个Femtocell用户的信干噪比要求，通过降低Femtocell用户预设SINR值来减小Femtocell用户对宏用户干扰，并且网络中未达到自身预设SINR值的Femtocell用户较多，Femtocell用户的通信效果不理想。

本发明的技术方案为：一种Femtocell上行链路的分布式功率控制方法，基于博弈论，对毫微微蜂窝基站Fetomcell和宏蜂窝基站，通过限制Fetomcell用户的最大发射功率来保证宏蜂窝基站的宏用户达到其预设的信干噪比SINR_h，在此基础上通过博弈迭代使得更多Femtocell用户达到自身预设的信干噪比SINR_f，具体为：根据宏蜂窝基站覆盖边缘位置处宏用户的信噪比计算宏蜂窝内噪声σ²，设宏用户的信干噪比为SINR_h，Femtocell用户总数为M，所有Fetomcell用户对该宏用户的干扰之和的最大值为I_max，有其中p_max为宏用户的最大发射功率，g_0，0为宏用户到宏蜂窝基站的信道增益，则每个Femtocell用户对宏用户所产生的最大干扰不超过平均干扰值：设第i个Femtocell用户对宏用户的干扰为I_i＝p_ig_0，i，其中g_0，i为第i个Femtocell用户到宏蜂窝基站的信道增益，则有I_i≤I_mean，即p_ig_0，i≤I_mean，得到Femtocell用户的发射功率策略为p_i＝[0，p_{i_max}]，即发射功率在[0，p_{i_max}]内，各Femtocell用户按照自己对应的发射功率策略参与博弈迭代，得出均衡时的发射功率进行上行链路传输：