文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
文章編號： 0258-7998(2014)01-0100-04
HetNet作為LTE-Advanced系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容之一，尚存在大量的問題亟待解決。HetNet的同層干擾和跨層干擾問題是各方關(guān)注的重點(diǎn)。頻譜分裂最先被提出來作為干擾協(xié)調(diào)的方法之一。然而，在頻譜資源日益緊張的形勢下，頻譜分裂算法將會導(dǎo)致頻譜效率的降低而不利于長遠(yuǎn)發(fā)展，而且在小蜂窩密集部署的場景下，跨層干擾將難于管理。針對此問題，一種建議是將頻譜分裂用于小蜂窩之間，這樣在多個小蜂窩之間就存在頻譜分配的問題。目前針對密集小蜂窩部署場景下的同層干擾問題的研究不多，參考文獻(xiàn)[1]通過博弈論來解決多個用戶之間的頻譜分配問題，參考文獻(xiàn)[2]通過對小蜂窩進(jìn)行分組來提高系統(tǒng)的頻譜效率，參考文獻(xiàn)[3]對有沖突的資源塊的使用進(jìn)行限制來降低各小蜂窩間的干擾。
本文首先對小蜂窩進(jìn)行分簇來提高頻譜效率，然后基于博弈論的觀點(diǎn)為各Small Cell分配頻譜，從而進(jìn)一步避免同層干擾。
1 系統(tǒng)模型
圖1所示為在宏蜂窩內(nèi),小蜂窩密集部署的場景。各個小蜂窩之間存在同層干擾關(guān)系，通過為各個小蜂窩合理地分配頻譜,可以有效地避免小蜂窩之間的同層干擾。
本文算法第一步是對各小蜂窩進(jìn)行分簇,第二步是在各個簇中運(yùn)用博弈論為簇中的小蜂窩分配頻譜。
1.1 分簇
簇:小蜂窩i與其有直接或間接干擾關(guān)系的小蜂窩構(gòu)成一個簇，用Ci表示，用C-i表示簇Ci中除了小蜂窩i以外的其他小蜂窩。
不同簇之間可以使用相同的頻譜，同一個簇內(nèi)的小蜂窩則不一定能使用相同的頻譜，在進(jìn)行頻譜分配時同一簇內(nèi)間接干擾關(guān)系的小蜂窩之間可以使用相同的頻譜部分。
本文采用分簇算法通過計算兩小蜂窩間的重疊覆蓋面積與單個小蜂窩的覆蓋面積比值進(jìn)行分簇。
4 仿真及性能分析
4.1 參數(shù)配置
仿真中引入一個中心宏蜂窩，小蜂窩以密集部署的方式在宏蜂窩范圍內(nèi)隨機(jī)分布。參數(shù)配置如表1所示。
4.2 仿真分析
圖2為RBGA算法與SAP[1]和DIAS[2]在UE端SINR的CDF曲線。從圖中可以看出，在CDF=50%時，RBGA相對另外兩種算法分別有1.5 dB(SAP)和3 dB(DIAS)的性能提升。
圖3為平均吞吐量隨系統(tǒng)初始可用信道數(shù)變化的情況，從圖中可以看出，在分簇的情況下，三種算法對信道的利用率顯然高于不分簇情況下的對應(yīng)算法。在頻譜分配方面，當(dāng)吞吐量穩(wěn)定后，本文的RBGA算法在分簇的情況下比另外兩種算法分別有5.1 Mb/s(SAP)和7.7 Mb/s(DIAS)的性能提升。
圖4為平均頻譜效率隨系統(tǒng)初始可用信道數(shù)變化的情況，各曲線變化趨勢與圖3類似，從圖中可以看出，分簇和RBGA算法能顯著提高系統(tǒng)的平均頻譜效率。
由于RBGA和SAP均是基于博弈論的算法，故討論算法收斂速度。從圖5可以看出，無論分簇還是不分簇，RBGA的收斂速度都要優(yōu)于SAP。
本文針對LTE-A異構(gòu)網(wǎng)中小蜂窩的下行同層干擾，首先對小蜂窩按照干擾情況進(jìn)行分簇以降低算法的復(fù)雜度和提升系統(tǒng)性能，其次提出基于博弈論的RBGA算法合理地分配頻譜來提高系統(tǒng)的頻譜利用率。本文算法每一次策略更新都會對系統(tǒng)帶來正面影響，從而使得本文提出的算法具有更高的收斂速度。
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