[发明专利]上行链路中部分信道状态信息下的干扰管理方法

说明书

本发明公开了一种上行链路中部分信道状态信息下的干扰管理方法，主要解决现有技术的资源分配方法信息交互开销大和关联控制方法收敛速度慢的问题。其实现步骤是：1)宏基站采用历史次梯度下降法为所有用户进行关联控制；2)家庭基站根据构造的家庭用户效用函数为关联到它的每个用户进行资源分配；3)宏基站首先为关联到它的每个用户选取一个参考家庭基站，然后再根据构造的宏用户效用函数对关联到它的每个用户进行资源分配。本发明不仅减少了跨层干扰和信息交互开销，同时提高了系统吞吐量和关联控制的收敛速度，可用于宏基站与家庭基站共存的异构无线网络。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及正交频分多址接入OFDMA系统中部分信道状态信息下联合关联控制和资源分配的干扰管理方法,可用于宏基站与家庭基站共存的异构无线网络上行链路。

背景技术

研究发现，大约50％的语音业务和70％数据业务都发生在室内。为了满足用户日益增长的数据传输需求，运营商在传统的宏基站下构建了大量的家庭基站，这就形成了宏基站和家庭基站共存的异构无线网络。

在异构无线网络下行链路中，由于家庭基站的发射功率很小，宏用户无法感知距离它较远的家庭基站的信道状态信息，使得宏用户只能感知部分信道状态信息。然而在上行链路中，宏用户会对距离它较远的家庭基站产生干扰。同时在异构无线网络中，用户可以通过选择接入家庭基站还是宏基站，来进行干扰转移，提高网络吞吐量。所以在上行链路中部分信道状态信息下，如何对用户进行关联控制和资源分配，来进行干扰转移和抑制跨层干扰，从而提高网络性能成为了一个重要的研究问题。

目前，关于异构无线网络关联控制联合资源分配技术的研究大多只关注下行正交频分多址接入OFDMA系统，对于上行正交频分多址接入OFDMA系统却少有研究。如QiaoyangYe等在IEEE Transactions On Wireless Communications，2013《User Association forLoad Balancing in Heterogeneous Cellular Networks》一文中研究了一种异构网络下行链路中的联合资源分配和关联控制方法，该篇文章中作者采用次梯度的方法求解关联控制，提高了系统吞吐量。但是该方法关注的是下行，并且文中的次梯度下降法使得关联控制的收敛速度慢。I Wayan Mustika等在Asia-Pacific Conference on Communications，2013《A Game-Theoretic Frame-work for Joint Base Station and ResourceSelection in LTE Heterogeneous Networks》一文中研究了一种异构网络下基于博弈的联合基站关联和资源分配方法，该方法减少了跨层干扰，卸载了宏基站的负载，提高了系统吞吐量。但是该篇文章使用了用户测量到的全部信道状态信息，增加了测量和信息交互开销。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种上行链路中部分信道状态信息下的干扰管理方法，利用关联控制和资源分配分别进行干扰转移和干扰抑制，以减少跨层干扰和测量与信息交互开销，提高系统吞吐量和关联控制的收敛速度。

本发明的技术方案是：通过联合考虑关联控制和资源分配以最大化用户速率的对数和为目标函数，得到数学优化问题，以减少异构网络上行链路的干扰；再将该数学优化问题分解成关联控制和资源分配两个子问题，采用拉格朗日对偶分解方法对关联控制问题进行数学建模，并采用历史次梯度下降法进行关联控制的求解，通过关联控制完成干扰转移。然后使用参考基站和关联基站的信道状态信息进行资源分配。其实现步骤包括如下：

(1)系统初始化：