[发明专利]一种联合不对称接入和无线携能通信的干扰协调方法

说明书

一种联合不对称接入和无线携能通信的干扰协调方法，利用上下行非对称接入和下行链路携能通信的方法改善超密异构网络容量的联合优化的方法，通过配置上行链路的传输和下行链路的无线携能通信，对上行链路和下行链路同时进行干扰管理。利用乘子法交替方向对该问题进行求解。此外，基于现有标准增强的小区间干扰协调协议(Enhanced inter‑cell interference coordination，eICIC)，便于集成到现有的协议和基础设施。本发明的方法将系统效用提高20％以上，本发明提出的方法不仅便于扩展收敛速度快，而且可以得到较好的用户公平性和速率体验。

技术领域

本发明属于移动通信蜂窝网络技术领域，涉及超密异构网络中联合不对称接入和无线携能通信的干扰协调优化，具体涉及一种联合不对称接入和无线携能通信的干扰协调方法。

背景技术

通过在宏蜂窝中部署密集的微蜂窝，超密异构网络(Heterogeneous Network,HetNet)被广泛视为是未来5G的重要研究方向之一。然而，到目前为止还没有就如何充分利用超密异构网络中的异构基础设施进行建设达成共识。虽然针对下行链路的性能优化已经做了大量的工作，但是，像增强现实等类型的新兴的移动应用程序，还有社交网络等其他上传密集型应用程序，都对上行链路的性能提出了更高的要求。最近，已有研究关注超密异构网络中上行链路传输的性能，其中包括允许用户(User Equipment,UE)的上行链路和下行链路接入不同基站(上下行的非对称接入)，或者利用下行无线携能通信以使用户能够利用所传输的能量来改善其上行链路传输。同时，还可以利用增强小区间干扰协调(eICIC)中的几乎空白子帧(Almost Blank Subframe,ABS)来配置宏蜂窝的上行传输以改善上行链路传输性能。

现有的方法是对优化参数分别考虑，只能通过固定其他参数来一次优化一个参数，并非同时对参数进行整体优化。造成这样优化方法的原因很明显，虽然许多优化参数(例如联合上下接入、携能通信和干扰管理)具有相互影响，理想情况下应同时考虑，但由于大量的优化空间，联合优化的开销过于昂贵而无法在实践中使用。这个问题在未来的超密网络中变得更加严重，超密网络依赖于大量异构基站来满足未来爆炸的移动流量需求，需要更有效的解决方案，进一步提升的网络的系统吞吐量以及用户的速率。

最新的方法联合优化了动态时分双工(Time Division Duplexing,TDD)框架下的用户接入和资源分配，但是将上行链路与下行链路接入相同的基站，并没有考虑下行链路中的携能传输。本发明通过联合考虑上下行非对称接入、资源分配和携能传输来改善超密异构网络的系统容量。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种联合不对称接入和无线携能通信的干扰协调方法，将高度复杂的优化空间映射到较小的问题空间，利用乘法交替方向法(ADMM)—用于解决大规模分布式优化问题的鲁棒性强且有效的方法，本的方案不仅可以显著提高性能，还可以在几乎空白子帧中实现新的携能传输优化配置。实验结果表明，本发明的方法将系统效用提高了20％以上，特别针对超密网络优化，提供了95％的上限性能(通过详尽地搜索所有可能的参数设置)，具有较低的计算复杂度。保证用户的公平性和用户速率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种联合不对称接入和无线携能通信的干扰协调方法，包括以下步骤：

1)构建一个由宏蜂窝和微蜂窝构成的超密异构网络，以及可以动态分配用户的上行链路和下行链路的子帧，其中用户只能选择接入单个的宏蜂窝或者微蜂窝；

2)对于每一个宏蜂窝，在其覆盖的区域内微蜂窝和用户测量信道状态和干扰状态，将结果上报给宏蜂窝，宏蜂窝计算后进行干扰协调；