[发明专利]一种基于OFDMA的家庭基站系统的动态频谱分配方法

权利要求书

1.一种基于OFDMA的家庭基站系统的动态频谱分配方法，所述家庭基站系统包括集中控制中心及与其分别信号连接的多个家庭基站，各家庭基站所存在的区域没有宏基站的覆盖，或者家庭基站与宏基站使用不同的频带，其特征在于，各家庭基站实时采集本基站信息并将采集到的信息传输至集中控制中心；集中控制中心根据所接收的各家庭基站信息，通过对以下数学模型进行优化求解，得到下一时刻各信道的频谱复用系数，各家庭基站独立将所获得的信道分配给各自的用户，

             

Subject to：

        1）               

        2）                     

          3）                         

其中， 是家庭基站系统的平均频谱效率；是频率复用系数集合；表示每个家庭基站中频率复用系数为的信道数；表示第个基站中用户使用的频率复用系数的信道数；I为家庭基站系统中家庭基站的数量；U表示第个基站中的用户数；R为家庭基站系统中所使用频带的子信道数；为家庭基站的频谱效率；为预设的频谱效率阈值；表示第个家庭基站的用户在频率复用系数的信道下的信干噪比，其表达式为，式中，表示第个家庭基站在信道上的发射功率，表示发送基站到接受基站在信道上的增益， 表示第个家庭基站的频谱复用系数为时该基站的干扰基站集合，表示噪声功率。

2.如权利要求1所述基于OFDMA的家庭基站系统的动态频谱分配方法，其特征在于，所述优化求解采用Q学习方法，其具体映射如下：

状态空间：，其中为系统平均频谱效率，按大小分成个等级，为大于1的整数；表示系统中基站的最低频谱效率是否满足预设要求，1表示满足，0则表示不满足； 

动作空间：，其中、…、是复用系数分别为、…、情况下的信道数，动作随着不同复用系数下的信道数的变化而改变；根据关系式来确定，其中是常数表示总的信道数目；

奖赏函数：尽量使得所有基站的频谱效率都大于频谱效率阈值，选择最小频谱效率最大的那个策略作为最优策略；当有基站的边缘频谱效率小于阈值时奖赏函数为0；当所有基站的边缘频谱效率都大于阈值时奖赏函数为，其中为正常数，表示所有家庭基站在时刻t的平均频谱效率，这样如果越大则奖赏值也越大；如果经过一次Q学习以后发现所有策略都不能满足QoS要求的话，那就需要进行第二次Q学习，此时的奖赏函数就修改为，其中为家庭基站号，为频谱效率最小的家庭基站号，而则表示在时间步t时频谱效率最小的那个家庭基站的频谱效率。

3.如权利要求2所述基于OFDMA的家庭基站系统的动态频谱分配方法，其特征在于，Q学习方法中的状态转移概率通过贪婪算法获得。

4.如权利要求2所述基于OFDMA的家庭基站系统的动态频谱分配方法，其特征在于，各家庭基站采用比例公平算法将所获得的信道分配给各自的用户。

5.一种基于OFDMA的家庭基站系统，包括集中控制中心及与其分别信号连接的多个家庭基站，各家庭基站所存在的区域没有宏基站的覆盖，或者家庭基站与宏基站使用不同的频带，其特征在于，其频谱分配采用权利要求1-4任一项所述动态频谱分配方法。