分层异构 络中子载波分配技术研究

李 倩1，李 屹2

（1.山东工业职业学院 电气工程系，山东 淄博256414；2.北京邮电大学 信息与通信工程学院，北京100876）

摘 要：分层异构 络中小区层次较多，在分布密度、覆盖范围、服务能力等方面差异较大，彼此重叠覆盖、相互影响，形成了复杂时变的通信环境，要实现 络吞吐量的显著提升，还有一些重要的技术问题亟待解决。以增强 络吞吐量为核心目标，分析比较了分层异构 络中典型的子载波分配算法，指出了当前算法的优缺点，进一步提出算法的改进思路，即基于干扰抑制的子载波预测及自组织配置，为提高 络吞吐量、改善频谱与能量效率提供了理论参考。

中图分类号：TN929.5

文献标识码：A

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.05.025

中文引用格式：李倩，李屹. 分层异构 络中子载波分配技术研究[J].电子技术应用，2016，42(5)：90-92，96.

英文引用格式：Li Qian，Li Yi. Study of sub-carrier allocation scheme for heterogeneous networks[J].Application of Electronic Technique，2016，42(5)：90-92，96.

0 引言

1 子载波分配机制的现状分析

HetNet中有较严重干扰，有效的子载波配置可减小同层和跨层干扰^[1]。子载波分配方式有集中式和分布式。集中式分配随低功率基站的增加，宏基站的计算开销显著增大。分布式分配可应对低功率基站大量部署和分布不均的问题，但不保证子载波分配的合理性。德州大学研究人员用泊松点过程描述 络拓扑变化，准确描述了低功率基站部署的随机性和密集性^[2]。韩国研究人员提出的低复杂度子载波分配算法提高了数据速率^[3]。文献[4]的子载波分配机制有较好的QoS性能和频谱效率。低功率基站与宏基站也可工作于不同频段^[5]，但这会使频谱利用率较低，故可考虑部分频率复用^[6]。

2 子载波分配机制的改进方法

HetNet中子载波自组织分配的改进算法先预测分层小区的子载波状态，根据预测结果对低功率基站分簇，进而协作完成子载波最优分配。

偏差b可用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件计算。

将最小二乘引入支持向量机，优化指标用ξ的平方函数表示，用等式约束代替标准支持向量机的不等式约束^[8]，于是有：

如此简化了计算复杂度，求解速度相对加快。

进一步引入Largrange函数求解优化问题：

其中a_n是Largrange乘子。根据KKT条件得到^[3]：

对于n=1，2，…，N，消去w和ξ得线性方程：

求解得到参数a_N(n=1，2，…，N)和b，则最优回归估计函数为：

低功率基站通过子载波预测获得可用子载波集，预测结果重叠会造成同层干扰，可利用因子图对低功率基站进行自组织分簇。预测结果相似度高的在同一簇，由簇头进行子载波分配以降低干扰。设A_i为第i个低功率基站预测的可用子载波集，定义第i个和第j个低功率基站间相似度为：

其中|·|为两个低功率基站预测结果中相同的子载波个数；P_ij为两个低功率基站间路径损耗和阴影衰落的影响；s_ij是自相似度，表征低功率基站作为簇头的能力。P_ij为大尺度衰落影响，故s_ij对瞬时信道变化不敏感，这使簇的拓扑相对稳定。

其中n(x)为连接到x的功能节点集合，n(f)为连接到f的变量节点集合，x为1×|n(f)|向量。

利用分支定界法可以求得最优问题的解。

3 仿真结果

4 结束语

参考文献

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[8] CRISTIANINI N，SHAWE-TAYLOR J.An introduction to support vector machines and other Kernel-based learning methods[M].Cambridge University Press，2000.