[发明专利]一种基于hedonic博弈的分布式基站分簇方法

说明书

本发明公开了一种基于hedonic博弈的分布式基站分簇方法，采用博弈理论来进行基站分簇，从博弈论的观点来看，基站通过动态的调整其所在的簇结构来形成稳定分簇是一个博弈的过程，在hedonic博弈模型中，基站即为理性的玩家，通过定义合适的偏好函数，基站通过计算偏好值做出符合自身利益的决策，最终达到个体均衡，得到稳定的分簇。本发明相比于启发式的方法，在性能上具有较大的优势；相比于基于遍历思想的分簇方法，在性能上相差很小的同时极大的降低了复杂度。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种基于hedonic博弈的分布式基站分簇方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展和信息时代的到来，人们对于通信及网络的需求与日俱增。在无线通信网络中，干扰处理技术直接影响着系统的性能。当使用预编码技术对整个网络进行干扰处理时，需每个节点都需要知道全局的信道状态信息(CSI)来进行发送和接收预编码设计，但获取全局CSI会导致大量的信令开销，当用户数过多时，其占用的时频资源甚至会将通过预编码获得的性能增益抵消。

在有限发送信噪比的情况下，可达速率主要受到强干扰的影响，弱干扰的影响有限，使用较多的时频资源来排除所有干扰显然得不偿失。利用基站分簇方法，将强干扰的发射接收对划分到同一个簇内，可以在CSI开销较小时获得不错的可达速率。

目前关于基站分簇的算法很多，常用的是将地理上相近的基站填入到固定大小的簇中，这种方法受搜索顺序的影响大，稳定性差。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的缺陷的基于hedonic博弈的分布式基站分簇方法。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的基于hedonic博弈的分布式基站分簇方法，包括以下步骤：

S1：定义网络中的基站集合为初始情况下为单基站为一簇，即Π_inital＝{{1},{2},......,{K}}，初始化Π_state＝Π_inital；

S2：中基站按字典序进行如下操作：

S2.1：设基站k当前所在簇为按所定义的偏好函数计算基站k对当前簇的偏好值，记作V_state(k)；

S2.2：基站k尝试与中簇进行交换操作，按所定义的偏好函数计算基站k对各簇的偏好值，将偏好值大于V_state(k)的簇标为候选簇，并按照偏好值大小将候选簇进行排序；

S2.3：按排序对候选簇进行判定，若满足交换原则，则允许交换，更新Π_state；若不满足，则保持原簇结构；

S3：当中基站完成步骤S2中操作后，若Π_state有更新，则未达到稳定，跳到步骤S2继续迭代；若Π_state保持不变，则基站达到个体均衡状态，得到最终分簇结构Π_final＝Π_state。

进一步，所述偏好函数为来自基站j的干扰造成的速率损失，根据式(1)来计算：

式(1)中，ν_i(j)为偏好函数，如式(2)所示；