无定形小区中基于几乎空白子帧的动态时域干扰协调方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信领域，涉及一种动态时域干扰协调方法，具体涉及一种无定 形小区中基于几乎空白子帧的动态时域干扰协调方法。
【背景技术】
[0002] 无定形小区（Amorphouscells)技术是LTE-Advanced后续发展的一个重要方向， 在3Gpp开始出现相关技术的萌芽。可移动节点为特征的无定形小区目的在于改变传统小 区固定形状，发挥移动协作节点优势，提高系统容量，尤其是适应数据业务量的动态需求和 不均衡的地域流量分布，降低运营成本。无定形小区支持可移动的低功率节点，增添节点的 特点是低功率，低天线增益，低放置，小覆盖，比宏站布署更灵活，成本低。一个宏站下可以 布置多个低功率节点，从而大大增强覆盖，并且可将数据流量从宏站卸载到低功率节点上， 从而提高整个系统容量。然而，增添低功率节点也引入更多的节点间干扰，包括宏站与低功 率节点之间的跨层干扰以及低功率节点之间的同层干扰。这些低功率节点的引入增加了更 多小区边缘，使得小区间干扰问题变得更加严重和复杂。与此同时，节点由于其移动性，构 成一个动态的难以预测的干扰源，这些特点使得无定形小区中干扰协调有别于传统固定部 署的异构网络，是一个新的挑战。
[0003] 因此，需要考虑节点的移动性，结合现有的干扰协调方法，设计有效的动态的方案 解决无定形小区中严重的同频干扰问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种无定形小区中基于几乎 空白子帧的动态时域干扰协调方法，该方法可以有效的解决无定形小区中的同频干扰问 题。
[0005] 为达到上述目的，本发明所述的无定形小区中基于几乎空白子帧的动态时域干扰 协调方法包括以下步骤：
[0006] 无定形小区包括M个宏基站，每个宏基站的覆盖范围内包含P个同频的移动基站， 且各移动基站架设在公共车辆上，每个移动基站在CSG模式下对车载用户提供服务；
[0007] 求解数据传输周期内最优的ABS子帧配置比例（a然后根据数据传输周期内 最优的ABS子帧分配比例（aY在数据传输周期内分配ABS子帧，设数据传输周期内除 ABS子帧外的其他子帧为普通子帧，宏基站在整个数据传输周期内向宏用户发送数据，各移 动基站在ABS子帧内不向车载用户发送数据，各移动基站在普通子帧内向车载用户发送数 据。
[0008] 第i个移动基站在时刻t配置的ABS子帧比例为劣，则移动基站t时刻配置ABS 子帧比例向量乂 =[?..4]，第i个移动基站的车载用户数目为疔，受第i个移动基站 干扰的受害宏用户数目为辦，则系统效用函数：
[0009]
(1)
[0010] 其中，为时刻t第i个移动基站受害宏用户的效用函数，为时刻 t第i个移动基站车载用户的效用函数。
[0011] 求解数据传输周期内最优的ABS子帧配置比例（aY的具体过程为：
[0012] 时刻t第i个移动基站受害宏用户的效用函数为：
[0013]
(2)
[0014] 时刻t第i个移动基站车载用户的效用函数t/f?(來)为：
[0015]
(3)
[0016] 其中，和巧.,.分别为第i个移动基站中第j个受害宏用户在ABS子帧和普通帧 下获得的数据速率，根据香农公式得：
[0019] 其中，W为系统带宽，N。为噪声功率，^7为第j个受害宏用户接收的服务宏站的功 率，为接收到第i个移动基站的干扰功率；
[0020] 由香农公式得车载用户可获得的数据速率碣为：
[0021]
(6)
[0022] 其中，g为第k个车载用户接入第i个移动基站的接收功率，Sk为车载用户接收宏 基站干扰功率；
[0023]将式（2)、（3)、（4)、（5)及（6)代入式⑴中，再通过牛顿迭代算法得最优的ABS 子帧配置比例（a
[0024]将式（2)、（3)、（4)、（5)及（6)代入式⑴中，再通过牛顿迭代算法得最优的ABS 子帧配置比例（aY的具体操作为：
[0025]将式（2)、（3)、（4)、（5)及（6)代入式⑴中，则系统的效用函数转换为：
[0031] 通过牛顿迭代算法求解式（9)得最优的ABS子帧配置比例（at)'
[0032] 令受害宏用户只在ABS子帧内接受服务，则时刻t第i个移动基站受害宏用户的 效用函数为：
[0033]
(1〇)
[0034] 其中，为第i个移动基站中第j个受害宏用户在ABS子帧下可获得的数据速 率，则系统效用函数转换为：
[0035]
(11)
[0036] 令
得最优的ABS子帧配置比例（aY为：
[0037]
(12)。
[0038] 本发明具有以下有益效果：
[0039] 本发明所述的无定形小区中基于几乎空白子帧的动态时域干扰协调方法先求解 数据传输周期内最优的ABS子帧配置比例（a然后使移动基站将数据传输周期内分布 子帧配置为ABS子帧，即移动基站在ABS子帧时不发送数据，宏基站则在ABS子帧上为受干 扰的宏用户提供服务，使干扰的移动基站在传输周期的ABS子帧保持缄默来减少对干扰的 宏用户的干扰，从解决不定性小区中严重的同频干扰问题。
[0040] 进一步，在求解数据传输周期内最优的ABS子帧配置比例（atr时，通过建立系统 的效用函数，并以宏用户可获得的数据速率与车载用户可获得的数据速率的乘积最大为优 化的目标，从而得到最优的ABS子帧配置比例（a 实现受干扰宏用户可获得的数据速率 和车载用户可获得的数据速率的折中，使系统的干扰基站的吞吐量最大化。
【附图说明】
[0041] 图1为本发明中无定形小区异构网系统模型图；
[0042] 图2为无定形小区场景示意图；
[0043] 图3为本发明与现有技术的宏用户吞吐量⑶F曲线对比图；
[0044] 图4为本发明与现有技术的车载用户吞吐量⑶F曲线对比图；
[0045] 图5为不同时刻系统Jain公平因子对比图。
【具体实施方式】
[0046] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
[0047] 参考图1及图2,本发明所述的无定形小区中基于几乎空白子帧的动态时域干扰 协调方法包括以下步骤：
[0048] 无定形小区包括M个宏基站，每个宏基站的覆盖范围内包含p个同频的移动基站， 且各移动基站架设在公共车辆上，每个移动基站在CSG模式下对车载用户提供服务；
[0049] 求解数据传输周期内最优的ABS子帧配置比例（a然后根据数据传输周期内 最优的ABS子帧分配比例（aY在数据传输周期内分配ABS子帧，设数据传输周期内除 ABS子帧外的其他子帧为普通子帧，宏基站在整个数据传输周期内向宏用户发送数据，各移 动基站在ABS子帧内不向车载用户发送数据，各移动基站在普通子帧内向车载用户发送数 据。
[0050] 第i个移动基站在时刻t配置的ABS子帧比例为 <，则移动基站t时刻配置ABS 子帧比例向量乂 =[<名,…<]，第i个移动基站的车载用户数目为p，受第i个移动基站 干扰的受害宏用户数目为和，则系统效用函数：
[0051]
(1).
[0052] 其中，为时刻t第i个移动基站受害宏用户的效用函数，1/厂￡(<)为时刻 t第i个移动基站车载用户的效用函数。
[0053] 求解数据传输周期内最优的ABS子帧配置比例（a的具体过程为：
[0054] 时刻t第i个移动基站受害宏用户的效用函数为：
[0055]
(2)
[0056] 时刻