[发明专利]一种基于分布式信道分配下行干扰缓解的方法

权利要求书

1.一种基于分布式信道分配下行干扰缓解的方法，其特征在于，无需引入中心控制节点，无需small cell之间交互信道状态信息或者其他信息，实现了异构蜂窝网络的自组织和自优化；同时，各家庭基站根据所测量到的干扰，智能、动态地选择合适的信道进行传输，在保证自身容量的同时提升了网络整体的容量，该基于分布式信道分配下行干扰缓解的方法包括以下步骤：

步骤一，各家庭基站分别获得到所服务用户的信道状态信息，初始化相关参数，第n个small cell中的用户n测量家庭基站n到自己的下行信道功率增益并反馈给家庭基站n，其中n＝1,2,…,N，N为网络中家庭基站的数目，k＝1,2,…,K，K为网络中正交信道的数目，接着，各个家庭基站分别初始化所需参数；

步骤二，各个家庭基站根据周围的干扰情况，重复更新自己的迭代次数计数器以及策略计数器；

第一步，所有家庭基站分别将各自的迭代次数计数器t置为t+1；

第二步，第n个家庭基站n根据自己在第t-1次迭代后的状态α_n(t-1)以及所选择的信道集合s_n(t-1)，计算此时选择信道集合f_n∈S_n的概率Q_n(f_n)：

如果α_n(t-1)＝0，否则，如果α_n(t-1)＝1，

其中，n＝1,2,...,N，其中K为网络中正交信道的数目，|s_n|为向量s_n中元素的数目，K_n为第n个家庭基站所需信道的数目，|S_n|表示集合S_n中元素的个数，ε为一个大于0小于1的常数，ω为一个大于N的常数；

第三步，第n个家庭基站n根据概率分布Q_n(f_n)，更新所选择的信道s_n(t)，并在信道上发送数据，n＝1,2,...,N；

第四步，根据第三步中所选择的信道集合s_n(t)，第n个用户测量所收到的干扰并报告给家庭基站n，其中l∈s_n(t)，家庭基站n计算所处于的small cell的容量

$R_n\left(t\right)={\mathrm{\Σ}}_{l\∈s_n\left(t\right)}{B}_0{\log }_2(1+\frac{p_n^l{g}_n^l}{I_n^l+B_0{N}_0}),n=1,2,...,N;$

其中B₀为每个信道的带宽，为家庭基站n在信道l上的发射功率，表示家庭基站n在信道l上的功率增益，N₀为噪声功率谱密度；

第五步，第n个家庭基站n更新自己此时的状态α_n(t)，n＝1,2,...,N；具体方法为：

(1)观察在第t-1次迭代后的状态α_n(t-1)，如果α_n(t-1)为1，执行步骤二，否则执行步骤三；

(2)判断信道集合s_n(t-1)等于s_n(t)与容量R_n(t-1)等于R_n(t)是否同时成立，如果成立，将α_n(t)设置为1；否则执行步骤三；

(3)以概率将α_n(t)设置为1；以概率1-ρ将α_n(t)设置为0，其中，参数ε与第二步中的定义相同，β为一个属于实数集合的常数，为一个常数，参数B₀以及N₀的定义与第四步中相同，为家庭基站n在信道o上的发射功率，表示家庭基站n在信道o上的功率增益；

(4)第n个家庭基站n根据选择的信道集合s_n(t)以及更新的状态α_n(t)，更新策略计数器C_n，n＝1,2,...,N：

如果α_n(t)等于1，C_n(1,s_n(t)_ind)＝C_n(1,s_n(t)_ind)+1，其中s_n(t)_ind表示信道集s_n(t)在集合S_n中的编号；

如果α_n(t)等于0，不对C_n(1,s_n(t)_ind)进行操作，基站完成状态更新过程；

步骤三，当更新次数到达预设门限值，各个家庭基站选择最终使用的信道集合，各个家庭基站判断迭代次数计数器是否满足t≤T，即迭代次数是否不大于门限值T，如果满足执行步骤二；否则，执行步骤四；

步骤四：第n个家庭基站n根据自己的策略计数器C_n，选择最终使用的信道集合其中s_n(T)_ind为集合s_n(T)在集合S_n中的编号，C_n(1,s_n(T)_ind)表示策略计数器C_n中第1行第s_n(T)_ind列元素的值。

2.如权利要求1所述的基于分布式信道分配下行干扰缓解的方法，其特征在于，在步骤一中，初始化所述参数的方法为：

第一步，第n个家庭基站n对可用的信道集合S_n进行编号，并随机选择一组信道s_n(0)∈S_n进行传输，n＝0,1,...,N；

s_n(0)为第n个家庭基站在第0次迭代时所使用的信道集合，N为异构蜂窝网络中家庭基站的数目；

第二步，第n个家庭基站n将自身状态α_n(0)置为0，同时清零迭代次数计数器t以及策略计数器n＝0,1,...,N；

其中，α_n(0)表示家庭基站n在第0次迭代时的状态，|S_n|表示集合S_n中元素的个数，表示一个一行|S_n|列的全零向量。