[0077] 其中若x的權重為正，則證明x為成功預測。
[0078] 在本方法中，預測的訓練集合為系統的用戶分布UA/；,，標簽為當前PRB使用狀態 hj ，因此假設通過上述方法能夠成功，得到的結果為和那么按照 給出的頻率資源進行分配，只需考慮功率的分配即可；反之，則要進行虛擬小區的構建，通 過方法優化得到然后再進行功率的分配。
[0079] 步驟C--構建虛擬小區的方法
[0080] 下面介紹基于用戶分布的虛擬小區構建方法步驟：
[0081] 輸入：系統的用戶分布。
[0082]Stepl:設定虛擬小區初始半徑R以及最大無干擾用戶數量N，即系統最大PRB數； 搜尋整個系統中在以R為半徑的圓的范圍內宏用戶和所有區域內異構小蜂窩用戶總數大 于N的地區。
[0083]Step2:計算相鄰虛擬小區的中心間距，為了保證相同的地區不被同時圈入多個虛 擬小區內，我們規定兩個相鄰虛擬小區的中心間距不小于力/?。將符合要求的虛擬小區進 行編號，表不為：vcm。
[0084] 輸出：成功構建的虛擬小區。
[0085] 步驟D-一虛擬小區資源分配方法。
[0086] 下面，我們主要介紹虛擬小區的資源分配方法。參見圖2,圖2為虛擬小區資源分 配方法的流程圖，從圖中看出本步驟主要分成3個部分：基于優先級的PRB分配方法、基于 最小干擾的功率分配方法和虛擬小區功率補分配方法。
[0087] 步驟D1:基于優先級的PRB分配方法
[0088]For i={1，2,…，Nk}計算SjPI d;
[0089] Stepl :判斷用戶是否和其他已分配PRB的用戶處于相同家庭基站，如果處在相同 基站，則為這些用戶分配不重復PRB;如果不處在同一家庭基站則進入step2 ;
[0090]Step2:判斷Si，如果其值大于其他未分配的用戶，則優先為這個用戶分配不重復 PRB ;如果其值不大于其他未分配的用戶，則進入st印3 ;
[0091] Step3 :判斷山，如果其值小于其他未分配的用戶，則優先為這個用戶分配不重復 的PRB;如果其值不小于其他未分配的用戶，則判斷當前是否還有剩余的不重復PRB資源。 如果有，那么為這個用戶分配不重復的PRB ;
[0092]輸出：用戶占用PRB信息入n,k。
[0093] 很顯然，通過上面的三個步驟我們已經為N個用戶分配了PRB資源，其他的Nk_N個 用戶只能分配已經有用戶使用的PRB資源。對于這Nk-N個用戶我們依然可以利用上面的 步驟，此時在進行step2和step3時需要忽略分配PRB的用戶。
[0094] 通過以上的基于優先級的PRB資源分配方法我們得到了A nk，也就是處在虛擬小 區中的用戶的PRB使用情況。
[0095] 步驟D2:基于最小干擾的功率分配方法
[0096] 我們使用建立優化模型的方法解決功率分配的問題。
[0102] 問題P1中Qnik為虛擬小區中第k個用戶在占用第n個PRB時的干擾因子，它僅 是通過位置信息和Anik來確定的；N為虛擬小區可以使用的PRB數量；Nk為虛擬小區中的 用戶數量；Cnik為第k個用戶的容量；Pnik為第k個用戶的功率。
[0103] 由于每個PRB的帶寬都相同，我們可以將其忽略，根據香農公式我們可以得到：
[0104]
[0105] 其中Gn,k表示第k個用戶在占用第n個PRB時的信道增益。對于用戶而言，當PRB 分配結束后Anik即為固定值，于是優化模型變為
[0106]
[0107] s. t.
[0111] 由于問題P2為凸優化問題，下面我們對其進行求解。首先給出問題P2的拉格朗日方程：
[0113]其中a、0和^為拉格朗日乘子，下面我們給出對應的KKT條件：
[0112]
[0122] 其中最后一式可以寫為：
[0123]
[0124] 將上式變形可以得到：
[0125]
[0126] 根據香農公式，我們可以得到：
[0127]
[0128] 由于，因此如果有
r那么yn= 0，于是 所以有 r，uk= u
[0129] 綜上分析我們可以得到關于功率分配的最優解：
[0130]
[0131]其中[x]+ = max (0, x)。
[0132] 步驟D3 :虛擬小區功率補分配方法
[0133]由于步驟D2中的最優解是滿足約束條件的，因此<，名胃，因此系統中仍然存在 一部分功率余量沒有被使用，這部分功率余量可以表不為：
[0134]
[0135] 那么這些功率余量可以被虛擬小區使用，通過雙連接的方式更進一步地提升小區 的容量。為此我們建立以下優化模型：
[0139]
[0140] 其中％表示虛擬小區內的第i個用戶同虛擬小區的路損和其受到的干擾的總和 因子。
[0141] 很明顯，問題P3是一個線性優化問題，在數學中稱這類簡單的線性優化問題為組 合投資優化問題。由于當用戶位置固定而且在通過最小干擾功率分配方法分配了PRB資源 之后，每個用戶的其實是固定值。因此顯然我們投資給給那些回報率高的用戶能獲得 更大的提升。為了解決上述問題，我們給出虛擬小區功率補分配方法：
[0142]輸入：
[0143] For i = {1，2,…，Nk}，初始化Pi= 0
[0144] Stepl:將虛擬小區中的所有^1^按照升序排序，并標號為s;
[0145] Step2 :計;
，:同時令n = 1; L1 max J
[0146] Step3 :當n彡Z時，那么執行循環體{PsM= P^n = n+1};
[0147] Step4 :令n = Z+1，那么
[0148] Step5 :按照標號s還原PsW到P;
[0149]輸出：Po i = 1，2,…，Nk。
[0150] 最后，將構建完畢的用戶分布和資源使用方式存入我們建立的庫中。
[0151] 為了更清晰地給出本方法的思路，我們給出本方法的詳細流程圖，參見圖3。
[0152] 以上這些實施例應理解為僅用于說明本發明而不用于限制本發明的保護范圍。在 閱讀了本發明的記載的內容之后，技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等效變 化和修飾同樣落入本發明權利要求所限定的范圍。
【主權項】
1. 一種密集網絡中基于虛擬小區的干擾管理方法，其特征在于，包括以下步驟： 101、建立用戶分布庫，所述用戶分布庫包括成功構建了虛擬小區的用戶的集合，即用 于機器學習中的預測訓練集合，所述用戶的集合包括用戶位置信息、用戶被分配到的資源 情況，用集合表示第i個小區內的第j個用戶的所有情況，若i= 0則表示為宏小區，104、對步驟103建立的虛擬小區進行資源分配的步驟，依次進行基于優先級的PRB分 配步驟、基于最小干擾的功率分配步驟和虛擬小區功率補分配步驟，得到用戶分布和資源 使用方式，并將用戶分布和資源使用方式存入步驟101建立的用戶分布庫中完成虛擬小區 的分配。2. 根據權利要求1所述的一種密集網絡中基于虛擬小區的干擾管理方法，其特征在AU設定虛擬小區初始半徑R以及最大無干擾用戶數量N，即系統最大PRB數；搜尋整 個系統中在以R為半徑的圓的范圍內宏用戶和所有區域內異構小蜂窩用戶總數大于N的地 區；將符合要求的虛擬小區進行編號，表示為：VCni,輸出成功構建的虛擬小區。3. 根據權利要求1所述的一種密集網絡中基于虛擬小區的干擾管理方法，其特征在 于，步驟104中所述的基于優先級的PRB分配步驟具體為： 首先定義虛擬小區中間距丸,表示虛擬小區內的第i和第j兩個用戶之間的距離，同 時，通過感知技術統計在虛擬小區內使用相同PRB的用戶的數量并用變量S1表示虛擬小區 中第i個用戶的情況，于是有=Cl1=E Cllij表示第i個用戶和虛擬小區中其他使用相同PRB 資源的所有用戶的距離之和； B1、賦值i= {1，2,…，Nj計算SjPd;，SjPd;分別表示判斷用戶是否和其他已分配PRB的用戶處于相同家庭基站，如果處在相同基站，則為該用戶分配不重復PRB;如果不處 在同一家庭基站則進入步驟B2 ; B2、判斷S1的值是否大于其他未分配的用戶，則優先為這個用戶分配不重復PRB;如果 其值不大于其他未分配的用戶，則進入B3 ; B3、判斷Cl1，如果其值小于其他未分配的用戶，則優先為這個用戶分配不重復的PRB;如 果其值不小于其他未分配的用戶，則判斷當前是否還有剩余的不重復PRB資源，如果有，那 么為這個用戶分配不重復的PRB;輸出用戶占用PRB信息Ank。4. 根據權利要求1所述的一種密集網絡中基于虛擬小區的干擾管理方法，其特征在 于，步驟104中所述的基于最小干擾的功率分配步驟具體為： CU建立Pl優化模型的方法；式中，C_表示每個用戶的容量，Pniax表示功率最大值，nk為虛擬小區中第k個用戶在 占用第n個PRB時的干擾因子，它僅是通過位置信息和Ank來確定的；N為虛擬小區可以使 用的PRB數量；Nk為虛擬小區中的用戶數量；Cnik為第k個用戶的容量；Pnik為第k個用戶 的功率； C2、優化求解后得到關于功率分配的最優解：其中[X]+=max(0，x)。5. 根據權利要求1所述的一種密集網絡中基于虛擬小區的干擾管理方法，其特征在 于，步驟104中所述的虛擬小區功率補分配步驟包括以下步驟： EU對經過基于最小干擾的功率分配步驟后剩余的功率余量可以表示為：0 Pi Pmax 其中W1表示虛擬小區內的第i個用戶同虛擬小區的路損和其受到的干擾的總和因 子，求解得到功率分配。
【專利摘要】本發明請求保護一種密集網絡基于虛擬小區的干擾管理方法，該方法首先建立一個基于用戶分布的大數據庫，隨后利用機器學習方法對當前的用戶分布進行分析進而判斷是否需要執行構建虛擬小區的過程，構建虛擬小區按照本發明給出的基于用戶分布的構建方法構建。之后進行虛擬小區的資源分配，步驟是首先按照基于優先級的頻率分配方法為用戶分配PRB，隨后按照基于最小干擾的功率分配方法為用戶分配功率，然后再按照功率補分配方法為虛擬小區分配功率，將成功分配資源之后的資源分配方式和當前的用戶分布存入之前建立的數據庫中。本方法使得同層干擾更加有效的被抑制，同時本方法能夠獲得更好的公平性，能夠為用戶提供更好的服務質量。
【IPC分類】H04W72/08, H04W72/04
【公開號】CN105050192
【申請號】CN201510304096
【發明人】陳前斌, 冀磊, 楊恒, 唐倫
【申請人】重慶郵電大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月4日