[发明专利]一种基于势博弈理论的多小区协作资源分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线资源管理领域，尤其涉及一种基于势博弈理论的多小区协同资源分配方法。 

背景技术

当前用户对移动通信的内容和质量要求越来越高，为了适应用户日益增长的服务质量需求，也为了与一些新兴的移动通信技术如WiMAX，Wi-Fi竞争，2004年底，3GPP继HSDPA，HSUPA等技术标准后，提出了3G的长期演进(LTE)。高速率，低时延，改进系统容量，扩大覆盖范围是LTE的目标。OFDMA作为无线链路的多址技术，对各子信道之间的正交性有严格的要求，因此在下一代移动通信系统中，小区内干扰可以忽略。与此同时，邻近小区的共信道干扰已经成为限制系统吞吐量的主要因素。由于各个小区都使用相同的频谱，用户不可避免地受到邻近小区下行同频信号的干扰，尤其是小区边缘用户，所受到的干扰尤为严重。系统中存在的小区间干扰(ICI)会导致通信性能急剧下降，如何解决小区间的同频干扰问题，成为了下一代移动通信系统面临的一个重要问题。所以如何进行多小区干扰抑制已经成为LTE中一个亟待解决的问题。 

多小区资源优化难点有以下几个方面：尽管每个小区内资源分配可以做到无同信道干扰，因为每个子载波只被一个用户独占，但是在多小区中，特别是当频率复用较高时，任意一个小区的分配结果都可能会对其他小区造成影响。由于各个小区之间相互独立，任意小区很难获得其他小区的信道信息，用户数据信息或者资源分配信息，因此小区间也就无法协作，进而无法完成系统的最优资源分配。出于降低能耗的考虑，因此，在多小区系统中对基站或者用户站 进行功率控制，减小对其他相邻小区的干扰就尤为重要。功率控制的目的就是通过使基站通过较小的功率开销而获得更高的用户满意度。 

目前LTE中用于多小区干扰抑制的技术，如干扰随机化，干扰协调，干扰消除等技术已经无法满足日益增长的高速率和高质量通信需求，为了更好的解决小区之间的干扰问题，一些研究人员提出了多小区协作处理（Multi-cell Cooperative Processing，MCP）的方式来抑制小区间的干扰，而高性能通用处理器的快速发展也使得小区间协同成为可能。多小区协作处理也称为网络MIMO（Network MIMO）或多点协作（Coordinated Multi-Point，CoMP）传输技术，多小区协作技术可以把原来互为干扰的信号通过协作的方式变成有用信号，或者是通过小区间协作分配技术来降低干扰。它对小区间的干扰处理效果明显，是未来蜂窝网络发展的一种可选技术。 

本发明就是基于上述思想，在同频资源块功率约束的条件下，通过小区间的协作，以最大化所有协作小区吞吐量为优化目标，建立降低算法复杂度的完全势博弈模型，对多小区进行资源协作分配。 

发明内容

本发明旨在提出一种基于势博弈理论的多小区协作资源分配方法，以多小区同频资源块上的最大功率值为约束条件，以最大化所有协作小区吞吐量为目标函数，建立带有定价因子的完全势博弈模型，通过协作资源分配使得网络吞吐量最大。 

一种基于势博弈理论的多小区协作资源分配方法，包括以下步骤： 

步骤1：选择好协作小区，初始化各个模块参数值，最大迭代次数和各个子信道上的功率。 

步骤2：根据最大化协作小区指定同频资源块的总效用原则更新子信道调度 信息 

步骤3：根据信道分配结果，计算带有权重因子的势函数梯度投影上的功率值，作为下次迭代的初始值 

步骤4：判断是否收敛或者达到最大迭代次数，如果是，转为执行步骤7。如果否，执行下一步骤。 

步骤5：根据反馈的用户信道质量信息，更新SINR值。 

步骤6：根据线性递减准则更新权重因子，并转为执行步骤2到步骤4。 

步骤7：优化结束，得到最优的信道和功率分配策略，等待下一次优化。 

信道质量信息反馈步骤： 

步骤1：用户端实时反馈信道质量信息给基站端。 

步骤2：判断系统是否达到纳什均衡，如达到，用户端不再反馈信息直至下一次启动优化过程。否则返回执行步骤1。 

步骤3：等待下一次优化开始。 

附图说明

为了更加清晰的阐述本发明的实施例和现有的技术方案，下面将本发明的技术方案说明附图和现有技术描述中用到的说明附图做简单的介绍，显而易见的，在不付出创造性劳动的前提下，本领域普通技术人员可通过本附图获得其他的附图。 

图1所示为本发明实施例中多基站协作系统架构图；