一种Femtocell用户上行链路功率控制方法

摘要

本发明提供了一种Femtocell用户上行链路功率控制方法。所述方法基于Stackelberg博弈理论，将Femtocell用户受到的干扰总和引入到代价函数中，不仅使博弈存在均衡点，而且均衡点能收敛于一点，并提高了Femtocell用户的速率总和。同时，考虑到博弈均衡之后部分Femtocell用户的发射功率太低以至于无法达到正常通信的SINR要求，因此在博弈均衡之后，在不影响宏用户正常通信前提下，逐个增加SINR最接近SINR目标值的用户的发射功率，并对其余未达到SINR要求的用户的发射功率都降为零。该方法可以有效的增加可保持通信的Femtocell数量。

主权项

1.一种Femtocell用户上行链路功率控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A，定义Femtocell用户效益函数U_i()为：U_i(p_i,p_-i,μ_i)=λ_ilog(1+γ_i(p_i,p_-i))-μ_iI_i(p_i)/Γ(p_-i)其中，p_i是Femtocell用户i的发射功率，p_-i是指所有用户中除了用户i以外的各用户的发射功率，即p_-i=[p₁,…,p_i-1,p_i+1,…,p_N]^T；N是用户数，为自然数；μ_i是指宏基站针对Femtocell用户i定制的干扰价格，λ_i为对应用户i的单位传输速率收益，γ_i(p_i,p_-i)是指用户i的信号干扰噪声比SINR；I_i(p_i)是指Femtocell用户i对宏基站的干扰，即I_i(p_i)=g_ip_i，g_i是Femtocell用户i到宏基站的信道增益；Γ(p_-i)=∑_i≠jp_jh_i,j+σ²，h_i,j表示第j个Femtocell用户到第i个Femtocell接入点的信道增益；σ²表示用户i的背景噪声，即用户i受到的干扰；步骤B，最大化Femtocell用户效益函数，获得Femtocell用户最优发射功率；用户i的最优发射功率为：$p_i^{(K+1)}={(\frac{{\lambda }_i\Gamma \left(p_{-i}^K\right)}{{\mu }_i{g}_i}-\frac{\Gamma \left(p_{-i}^K\right)}{h_{i,i}})}^{+}=\Gamma \left(p_{-i}^K\right){(\frac{{\lambda }_i}{{\mu }_i{g}_i}-\frac{1}{h_{i,i}})}^{+}$其中，K表示迭代次数；(·)⁺表示max(·,0)；h_i,i表示第i个Femtocell用户到第i个Femtocell接入点的信道增益；通过上式迭代公式对发射功率进行更新，直到收敛，则最后收敛值即为最优发射功率p^*；步骤C，查找出所有未到达SINR下限要求的Femtocell用户，在保证宏用户正常通信的前提下，宏基站降低这部分用户中SINR最大的用户的干扰价格，增加该用户的发射功率，直到满足SINR下限要求；同时，增加其余Femtocell用户的干扰价格，使其发射功率为零；步骤D，如果所有Femtocell用户对宏基站的干扰仍低于宏基站的干扰容限，则重复步骤C，直到Femtocell用户的干扰总和超过宏基站的干扰容限。