一种考虑垂直及水平干扰的认知TD-LTE系统上行功率控制方法

摘要

本发明给出了一种考虑垂直及水平干扰的认知TD‑LTE上行功率控制算法，适用于TD‑LTE和FD‑LTE同时利用相邻频段的空闲电视白频谱并且两系统所用频段与电视系统频段相邻的场景。算法包括：提出单个TD‑LTE用户对电视接收机的垂直干扰表达式，以及整个TD‑LTE系统对电视接收机的垂直干扰和对FD‑LTE UE的水平干扰表达式；建立基于干扰比例的效用函数及代价函数；构建非合作博弈功率控制优化模型；根据纳什均衡存在性及唯一性定理对非合作博弈功率控制优化模型均衡解的存在性及唯一性进行证明；对非合作博弈功率控制优化模型进行求解。该算法确保了电视系统的正常工作并减小了对FD‑LTE系统上行的干扰。

主权项

一种考虑垂直及水平干扰的认知分时长期演进系统(TD‑LTE，Time Division Long Term Evolution)上行功率控制方法，适用于TD‑LTE和分频长期演进系统(FD‑LTE，Frequency Division Long Term Evolution)同时利用相邻频段的空闲电视白频谱并且两系统所用频段与电视系统频段相邻的场景，其特征在于，包括：S1，建立单个TD‑LTE用户(UE，User Equipment)对电视接收机的垂直干扰表达式，以及整个TD‑LTE系统对电视接收机的垂直干扰和对FD‑LTE UE的水平干扰表达式；S2，根据TD‑LTE UE造成的垂直干扰与水平干扰比例建立基于干扰比例的效用函数及代价函数；S3，根据效用函数构建非合作博弈功率控制优化模型，以TD‑LTE UE对电视接收机的干扰低于干扰门限并保证TD‑LTE UE的信噪比大于正常工作门限为前提，以最大化效用函数为目的；S4，根据纳什均衡(NE，Nash Equilibrium)存在性及唯一性定理对非合作博弈功率控制优化模型均衡解的存在性及唯一性进行证明；S5，对非合作博弈功率控制优化模型进行求解，确定TD‑LTE UE发射功率，功率控制方法结束，包括以下步骤：(1)设置初始定价因子λ＝1；(2)根据限制条件计算功率取值范围，并设置迭代次数k＝0时，初始功率p_i(0)＝p_imin，定义精确度ε＞0；(3)令k＝k+1，更新用户信噪比：${\gamma }_i=\frac{p_i\left(k\right)h_i}{p_D{h}_D/{\mathrm{ACIR}}_D+\underset{j}{\Sigma }{p}_j(k-1)h_j+p_m{h}_m/{\mathrm{ACIR}}_F+N_0}---\left(9\right)$更新代价函数：$c(p_i,p_{-i})=\gamma (\frac{p_i\left(k\right)h_{iD}/{\mathrm{ACIR}}_{iD}}{\underset{j=1,j\ne i}{\overset{N}{\Sigma }}{p}_j(k-1)h_{jD}/{\mathrm{ACIR}}_{jD}}+\frac{p_i\left(k\right)h_{iF}/{\mathrm{ACIR}}_{iF}}{\underset{j=1,j\ne i}{\overset{N}{\Sigma }}{p}_j(k-1)h_{jF}/{\mathrm{ACIR}}_{jF}})---\left(10\right)$利用求解p_i(k)；(4)对所有的认知用户，若有|p_i(k)‑p_i(k‑1)|＞ε，则返回(3)，否则p(k)＝{p₁(k),p₂(k),...,p_n(k)}即为各个认知用户在当前定价因子时的发射功率向量；(5)选择合适步长Δλ，令λ＝λ+Δλ，重新进行步骤(2)；(6)计算不同定价因子时的效用函数和若则返回(5)，否则进行下一步；(7)λ_best＝λ，最终认知用户发射功率向量p(k)＝{p₁(k),p₂(k),...,p_n(k)}确定，方法结束。