[发明专利]一种基于非正交多址接入的干扰管理自优化方法

说明书

本发明公开了一种基于非正交多址接入的干扰管理自优化方法，属于无线网络领域，具体是首先，在超密集场景中，针对固定子带宽，每个小基站分别计算与各自请求用户之间的信噪比，根据感知到的相邻基站干扰信号强度，删除本基站的相邻干扰基站，独立自主地构建动态本地干扰图；然后，综合考虑用户的通信需求和本地干扰图信息，各个小基站独立完成资源分配，为了降低网络间干扰，将干扰优化问题建模为基于满意度的博弈问题，并采用分布式算法得到资源分配结果，每个小基站为各自的请求用户合理分配不同的功率和子带宽，让系统干扰达到最优化。本发明有效地降低了网络干扰，保证了用户的通信需求，同时具有良好的收敛性。

技术领域

本发明属于无线网络领域，具体是一种基于非正交多址接入的干扰管理自优化方法。

背景技术

超密集组网技术通过在热点区域大规模部署低功率小基站可以有效提升网络容量，扩展网络覆盖范围，已成为5G的关键技术之一。超密集组网通过降低基站与终端用户间的路径损耗提升了网络吞吐量，在增大有效接收信号的同时也放大了干扰信号，同时，不同发射频率的低功率小基站与宏基站重叠部署，小区密度的急剧增加使得干扰变得异常复杂。如何有效进行干扰消除、干扰协调，成为未来超密集组网场景下需要重点考虑的问题。

NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access非正交多址接入)技术在发送端采用非正交发送，主动引入干扰信息，在接收端通过干扰消除检测接收机实现正确解调，是5G的关键技术之一。NOMA技术使得小基站能够同时为多个不同的用户在同一频谱段上发送信号，极大地提高了频谱效率和系统吞吐量。但是，在超密集场景中应用NOMA技术使得小区内干扰更加严重，如何降低小区内干扰，保证用户的服务质量，是需要考虑的问题。

现有技术中，如文献[1]陈志勇，丁治国，代旭初，一种在混合非正交多址系统中联合簇内和簇间干抑制扰的波束成形方法，20160817，IEEE ACCESS提出了一种基于非正交多址技术的干扰管理算法；联合考虑波束分配和用户配对策略，有效地降低了簇间和簇内干扰。但是该算法采用集中式干扰管理机制，信令开销较高，无法应用于超密集网络场景。

文献[2].张鹤立，王洋，纪红，一种在混合自组织小区网络中干扰管理优化方法，2016年02月，IEEE Transactions on Vehicular Technology提出了一种在分层异构网络场景下干扰管理自优化机制。考虑到干扰问题的计算复杂度，将干扰优化问题转化为两个子优化问题，子信道分配和功率分配；然后分别提出离散随机近似算法和基于博弈的议价算法获得次优解，降低了网络内的干扰；但是在小基站部署密集的场景下，尤其是引入非正交多址接入技术，干扰问题变得更加复杂，该机制无法适用。

在超密集网络的场景下，小基站部署密集，缩短了与用户之间的距离，提高了信号链路强度，从而极大地提高了系统容量和频谱利用效率。但是，有用信号强度提高的同时相邻小基站产生的干扰问题也变得更加复杂，同时考虑大量的小基站部署，传统的集中式优化方案会产生较大的信令开销，已经无法适用；此外，为了进一步提高频谱资源利用率，非正交多址接入技术引入到超密集网络中，由于主动引入干扰信息，在相同频谱资源上对信号进行复用传输，对干扰管理提出了更高的研究，现有的干扰优化方案已经无法适用。

发明内容

针对超密集场景下，密集的小基站部署使得网络拓扑更加复杂，同时由于NOMA技术主动引入干扰信息，使得现有的干扰管理机制难以适用于该场景中；本发明提出了一种基于非正交多址接入的干扰管理自优化方法，可以有效降低网络内的干扰，保证用户的服务需求，提高网络运维管理效率。

首先，小基站根据感知到的相邻基站干扰信号强度，独立自主地构建动态本地干扰图；然后，综合考虑用户的通信需求和本地干扰图信息，各个小基站独立完成资源分配，降低网络间干扰。将该干扰优化问题建模为基于满意度的博弈问题，并采用分布式算法得到资源分配结果，该算法同时具有良好的收敛性。

具体步骤如下：