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《燕山大学》 2017年
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基于鲁棒功率控制的双层飞蜂窝网络干扰管理研究

李仕一  
【摘要】:飞蜂窝网络又称毫微微蜂窝网络家庭基站。飞蜂窝网络技术在解决室内信号覆盖问题、降低覆盖成本以及对于提高无线通信质量都起到了十分重要的作用。然而,飞蜂窝用户的随机部署以及频谱共享机制带来了严重的干扰问题。因此,干扰管理问题是两层飞蜂窝网络中的重要课题,而功率控制则是解决干扰问题的重要方法。在现有的干扰抑制算法中,大多数算法都是基于确定性的无线网络环境设计的。但是,在实际通信环境中,无线网络的通信环境是变化的、不稳定的,从而可能会导致现有的功率控制算法不能满足系统的设计要求。因此,本文针对两层飞蜂窝网络中的不确定情况,进行鲁棒功率控制算法研究。与此同时,为了实现网络资源的合理分配、降低网络开销引入了博弈论理论。首先,针对用户干扰链路信道增益的不确定性,为保证用户的服务质量,提出了一种基于概率约束的鲁棒功率控制算法。根据平均信噪比要求,提出一种简单且新颖的功率分配算法。同时为提高网络资源的利用率,提出一种逐一剔除的接纳控制算法。仿真结果表明,提出的鲁棒功率控制算法能够在保证宏用户通信质量的前提下,提高家庭用户的通信质量。此外,接纳控制算法也能够有效的提升网络性能。其次,针对用户通信链路信道增益的不确定性,用概率约束条件描述不确定性。为了满足宏用户和家庭用户的不同服务要求和设计目标,建立了一个领导者-跟随者的分层博弈模型。在提高系统鲁棒性的同时最大化所有用户的效用,提出了一种基于鲁棒分层博弈算法。为了减少信息交换,提出了一种分布式迭代功率算法。仿真结果表明,提出的算法能够保证宏用户和家庭用户的通信要求,具有强鲁棒性。最后,针对通信链路和干扰链路信道增益的不确定性,考虑实际通信情况,假设信号链路增益在有界闭区间内变化,利用worst-case方法描述这个不确定性问题。由于频谱资源的稀缺,家庭用户彼此之间以非合作方式进行博弈,最大化各自的效用。因此,提出了一种基于非合作博弈的鲁棒功率控制算法。为了保证宏用户的通信质量,需要通过对家庭用户产生的干扰进行定价,抑制家庭用户产生过大的干扰。仿真结果表明提出的功率控制算法的有效性。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.5

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