基于博弈论的Femtocell上行链路功率控制方法研究

论文摘要

Femtocell是根据近年来3G发展和宽带移动化趋势而推出的毫微微蜂窝基站系统,它工作在授权频段,通过宽带接入(如DSL、有线电缆、光纤)连接到运营商的网络。其主要作用是为家庭室内或者小型商业机构提供更好的信号覆盖和服务质量。在由宏蜂窝和Femtocell接入设备组成的两层结构网络中,层间的干扰限制了网络的容量。本文分析了上行链路中Femtocell用户与宏基站用户相互干扰的情景,提出了一种基于博弈论的分布式功率控制方法。这种方法通过限制Femtocell用户的最大发射功率来保证宏基站用户达到预设的信干噪比(SINR:Signal to Interference plus Noise Ratio)要求,此方法只需要求一次均衡,算法复杂度低。然后在这个方法的基础上提出一种优化Femtocell信干噪比性能的链路保护方法,使网络中更多的Femtocell用户达到预设的信干噪比。本文通过Matlab仿真了一个宏蜂窝内有多个Femtocell用户的情景,分析了各用户之间的干扰、用户达到的信干噪比与用户发射功率的关系,并验证了所提出限制femtocell用户最大发射功率的博弈方法及其链路保护方法的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 本文研究的内容
• 1.3 本文的结构安排
• 第二章 Femtocell 概述
• 2.1 Femtocell 的产生
• 2.2 Femtocell 的网络结构
• 2.3 Femtocell 的优势
• 2.4 Femtocell 面临的技术问题
• 2.5 Femtocell 的发展前景
• 2.6 本章小结
• 第三章 Femtocell 的功率控制
• 3.1 Femtocell 功率控制简述
• 3.1.1 功率控制的意义
• 3.1.2 功率控制技术的研究现状
• 3.1.3 Femtocell 功率控制要求
• 3.2 功率控制的准则
• 3.2.1 功率平衡准则
• 3.2.2 信号干扰比平衡准则
• 3.2.3 误码率平衡准则
• 3.2.4 三种准则的对比
• 3.3 功率控制的方法
• 3.3.1 前向功率控制和反向功率控制
• 3.3.2 集中式功率控制和分布式功率控制
• 3.3.3 开环功率控制和闭环功率控制
• 3.4 本章小结
• 第四章 一种基于博弈论的Femtocell 上链路功率控制方法
• 4.1 博弈论简介
• 4.1.1 博弈论的产生和发展
• 4.1.2 博弈的要素
• 4.1.3 博弈的分类
• 4.1.4 博弈的纳什均衡
• 4.2 基于非合作博弈的Femtocell 上行链路功率控制方法
• 4.2.1 系统模型
• 4.2.2 纳什均衡
• 4.2.3 纳什均衡唯一性证明
• 4.2.4 发射功率策略集的设定
• 4.2.5 优化发射功率策略集的链路保护方法
• 4.3 仿真结果比较分析
• 4.3.1 仿真环境及参数设定
• 4.3.2 Femtocell 功率控制性能衡量指标
• 4.3.3 LTPSA 与OA 算法仿真结果比较分析
• 4.3.4 LP-LTPSA 与OA 算法仿真结果比较分析
• 4.3.5 LP-LTPSA 与LTPSA 算法仿真结果比较分析
• 4.3.6 仿真算法收敛速度比较分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 研究工作总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A LTPSA 算法仿真程序
• 附录B LP-LTPSA 算法仿真程序
• 附录C OA 算法仿真程序