【摘要】：由宏基站和小基站組成的異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)既能夠提高熱點(diǎn)地區(qū)的服務(wù)質(zhì)量,又能夠彌補(bǔ)宏基站覆蓋不到的盲區(qū),并擴(kuò)大覆蓋面積,是目前5G技術(shù)的研究熱點(diǎn)。異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以通過頻譜共享來提高有效性,然而,小基站的密集部署帶來了一些新的問題和挑戰(zhàn),例如資源分配有效性低、同層干擾嚴(yán)重等。本文主要基于博弈論的方法對(duì)異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的資源分配算法進(jìn)行了研究,包括小基站的接入控制、能效優(yōu)化、功率分配等問題。首先,針對(duì)由宏基站和小基站構(gòu)成的異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行鏈路,本文提出了一種基于聯(lián)盟博弈的小基站接入機(jī)制。首先定義每個(gè)聯(lián)盟內(nèi)的時(shí)分復(fù)用方法,以此在聯(lián)盟中共享頻譜來降低干擾;接著,根據(jù)聯(lián)盟博弈的干擾特性計(jì)算各用戶的可達(dá)傳輸速率,并定義聯(lián)盟博弈中的各種效用值;最后,在接入信噪比門限值的約束下,構(gòu)建接入優(yōu)化問題,以獲得最優(yōu)的系統(tǒng)速率,并提出一種基于聯(lián)盟博弈的小基站接入算法來解決該優(yōu)化問題。仿真結(jié)果表明,該算法能夠收斂到一個(gè)穩(wěn)定值,且在用戶密集分布的區(qū)域,其性能更為優(yōu)異。其次,針對(duì)共信道部署小基站網(wǎng)絡(luò)中的能效優(yōu)化問題,本文提出了一種聯(lián)合功率分配與聯(lián)盟形成的分布式博弈算法。首先構(gòu)建聯(lián)盟形成博弈的場景,令同一聯(lián)盟內(nèi)的小基站以時(shí)分復(fù)用的方式共享頻譜;接著,定義小基站用戶的傳輸速率及能量效率,以每焦耳傳遞的比特?cái)?shù)作為衡量能效的指標(biāo),并建立以最大化系統(tǒng)能效為目標(biāo)的聯(lián)合功率分配與聯(lián)盟形成的優(yōu)化問題;在聯(lián)盟形成博弈的過程中,結(jié)合基于非合作博弈的迭代解法來解決該聯(lián)合優(yōu)化問題,并獲得當(dāng)前聯(lián)盟結(jié)構(gòu)下的最優(yōu)功率分配及最大系統(tǒng)能效;同時(shí),小基站以該系統(tǒng)能效是否增加作為轉(zhuǎn)移的判斷準(zhǔn)則來最大化系統(tǒng)能效。仿真表明,在經(jīng)過多次博弈后,聯(lián)盟結(jié)構(gòu)最終將達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài),同時(shí)也將獲得最大的系統(tǒng)能效及對(duì)應(yīng)的最優(yōu)功率分配。最后,針對(duì)下行能量采集小基站網(wǎng)絡(luò),本文提出了一種基于分布式聯(lián)盟博弈的干擾管理算法。該算法將小基站網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作干擾管理問題建模為帶有轉(zhuǎn)移效用的聯(lián)盟博弈,并根據(jù)小基站的能量采集策略來確定同一聯(lián)盟內(nèi)小基站的時(shí)間共享方式;接著,以小基站系統(tǒng)容量最大為目標(biāo)建立優(yōu)化問題,并利用本文提出的分布式聯(lián)盟形成算法,得到使系統(tǒng)總效用最大的穩(wěn)定聯(lián)盟結(jié)構(gòu)、最優(yōu)時(shí)間共享策略和最佳功率分布;最后,對(duì)算法的收斂性和穩(wěn)定性進(jìn)行了分析證明。仿真顯示,在小基站密集部署的情況下,本文算法的系統(tǒng)性能明顯優(yōu)于非合作算法,且能較快達(dá)到收斂。
【圖文】：

郵電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第一章 域復(fù)用，作為增強(qiáng)的小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)（eICIC）框架的一部分[21]。LTE 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被所空白子幀（ABSs）的配置能力擴(kuò)展，兼容了 ICIC 的概念。如圖 1.3 所示，宏基站不某些選定的物理信道上的子幀，這就是所謂的“空白”，以此來保護(hù)小基站的傳輸不尤其是在小基站的擴(kuò)展區(qū)域中[9]。子幀控制信道

學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第三章 基于聯(lián)盟博弈的小模型3.1 所示，本章考慮由一個(gè) MBS 和K 個(gè) SBS 構(gòu)成的上行傳輸場景，令 所有的小基站。假設(shè)系統(tǒng)中共有N 個(gè)用戶（UEs），則令 1 ,2, 章采用的路徑損耗模型為10 10PL( dB ) 18.7 log ( d) 46.8 20 log (2.7基站和接收信號(hào)的用戶之間的距離[70]。假設(shè)每個(gè)用戶的上行發(fā)射功率基站到用戶i的信道增益，k ,ig 表示小基站k 到用戶i的信道增益。在本章基站使用不同的頻譜，因此系統(tǒng)中不存在跨層干擾。宏基站
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.5

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4 張知v，

本文編號(hào)：2618317