基于干扰限制的家庭基站功率控制方法

摘要

本发明的目的是在OFDMA家庭基站系统中，通过基于博弈模型的功率控制算法来调节家庭基站的发射功率，达到提高家庭基站用户性能和限制对宏用户干扰的目的。给出的效用函数中引进了对宏用户干扰限制的要求，其中的拉格朗日参数根据次梯度法来更新。这样的效用函数不仅体现了家庭基站用户的性能，同时也体现了对宏用户的干扰门限值要求。基于该效用函数的功率控制方法在有效的提高了家庭基站用户的吞吐量的同时也满足了宏用户的干扰限制要求。

主权项

一种基于干扰限制的家庭基站功率控制方法方法，其特征在于该方法包括以下步骤：a.在一个宏小区内，宏基站与家庭基站共频谱传输数据，将信道分成几个子信道，每个宏用户占用一个子信道，每个家庭基站在所有子信道上都可以进行数据传输；b.家庭基站为博弈参与者，在博弈模型G＝{M,{p},U(p)}中，维数M为家庭基站的数目，{p}为博弈策略空间，即家庭基站的发射功率，U(p)为和家庭基站发射功率相关的效用；c.不考虑干扰限制时，定义第i个家庭基站的用户占用信道n的效用函数为：其中r_i,n为在第n个信道上第i个家庭基站的用户的信干噪比，p_i,n为第i个家庭基站的发射功率，为第i个家庭基站的用户接收到来自其他家庭基站的干扰值，a为非负的权重系数，σ²为加性高斯白噪声，i＝1,2,3···M,n＝1,2,3,···N，其中g_ij为第i个家庭基站的用户与第j个家庭基站之间的路径损耗，g_ii为第i个家庭基站的用户与第i个家庭基站之间的路径损耗，p_m为宏基站的发射功率，g_i0为第i个家庭基站的用户与宏基站之间的路径损耗；d.确定优化问题为M个家庭基站用户的总效用最大，即同时保证家庭基站对宏用户的累积干扰小于门限值I，即其中n＝1,2,3···N，h_ni为第i个家庭基站在信道n上与宏用户之间的路径损耗，家庭基站发射功率之和小于最大值p_max，利用拉格朗日算法来解决这个优化问题，则拉格朗日等式为I_t为宏用户的干扰门限值，λ_n为拉格朗日参数；e.考虑干扰限制时，定义用户i占用信道n的效用函数为：$u_{i,n}=\log (1+r_{i,n})-a(I_i^f+{\sigma }^2)p_{i,n}-p_{i,n}{l}_n,$其中l_n与家庭基站对宏用户的干扰相关，λ_n为拉格朗日参数，根据次梯度法来更新变量λ_n：${\lambda }_n(k+1)=\max \{0,{\lambda }_n\left(k\right)+\Delta \left(k\right)(I_n^m\left(k\right)-I_t)\},$其中$\Delta \left(k\right)=\frac{\eta }{I_t\sqrt{k}},$η为一个非负的系数。