基于Q学习异构网络干扰协调算法

发布时间：2019-07-23 15:00

【摘要】：在LTE-A中采用异构网络能提高用户的性能,但是由于小区间使用相同的频谱资源,产生了小区间干扰,影响了用户性能,从而需要采用小区间干扰协调技术来控制小区间干扰(ICI)。虽然现有的小区间干扰协调技术可以降低小区间干扰,但是存在Macro用户性能影响较大的问题。为此,提出了基于Q学习的ETPS算法,在不影响Macro用户性能的前提下,降低小区间干扰。仿真结果表明,QL-ETPS算法较传统固定ABS/RP-ABS子帧配置方案性能更优,可以在尽量不影响Macro基站用户的前提下,提高Pico基站边缘用户的吞吐量。
【图文】：

提出了一种结合时域和功率控制的小区干扰协调方案，即在保持Macro基站发射功率不变的情况下，在Pico基站发送的某些子帧上提高Pico基站的发射功率的新型帧ETPS子帧，这样Pico基站边缘用户的吞吐量就会得到提升，而且每个Pico基站可以根据自身所处的环境自主确定发射功率所需要提高的大校由于Pico基站的发射功率在24~37dBm之间，因此Pico基站发射功率的增加并不是无限的，增加后的发射功率不能超过3GPP标准规定的Pico基站发射功率的最大值。ETPS帧结构示意图如图2所示。图2ETPS帧结构示意图2QLETPS算法设计每个Pico基站是智能体Agent，因此Q学习中的Player是PBSk,1鄭k鄭K，K是Pico基站的个数，PBS为Pico基站，k表示第k个Pico基站。即：Player={PBS}1,PBS2,,PBSk（1）在Pico基站改变自身发射功率时，Pico基站用户，Pico基站边缘用户，Macro基站的用户SINR都会改变，干扰协调的目的就是为了提高Pico基站边缘用户的性能，因此可以把Pico基站边缘用户的SINR值当作状态State，可以设定一个目标SINR值作为Pico基站用户的基准值，当Pico基站用户的SINR在目标SINR以上2dB时，状态认为是2；当Pico基站用户的SINR在目标SINR2dB左右时，状态认为是1；其他的SINR值认为是0，所以对于第k个Pico基站来说，有：ΦEdgeUEnk=ìí2,ΓEdgeUEnk>Γgoal+2dB1,Γgoal-2dB鄭ΓEdgeUEnk鄭Γgoal+2dB0,ΓEdgeUEnk<Γgoal-2dB（2）Statek={}ΦEdgeUE1k,ΦEdgeUE2k,,?

现代电子技术2016年第39卷降低功率3dB和6dB的RPABS算法，可以显著提高Pico基站边缘用户的吞吐量，证明了本文提出的QLETPS算法在一定程度上优于RPABS帧技术。图4与固定密度ABS方案对比获得Macro用户吞吐量累积分布图图5与固定密度RPABS方案对比所获得用户平均吞吐量4结论本文基于ABS子帧的思想，首先设计了一种面向Pico基站的ETPS帧，Pico基站可以根据自身情况灵活地改变增加的功率大小和ETPS帧的密度。针对MacroPico网络的干扰问题，提出了一种基于Q学习的干扰协调算法QLETPS，将ETPS帧的配置作为Q学习的动作，Pico基站边缘用户的SINR作为Q学习的状态，通过迭代获得Q值表，选取最优值作为ETPS帧的配置。仿真结果表明，本文提出的QLETPS算法较传统固定的ABS/RPABS子帧配置方案性能更优，可以在尽量不影响Macro基站用户的前提下，提高Pico基站边缘用户的吞吐量。参考文献[1]KOLEVAP，ASENOVO，ILIEVG，etal.Interferencelimiteduplinkpowercontrolbasedonacognitiveapproach[C]//Proceedingsof201235thInternationalConferenceonTelecommunicationsandSignalProcessing.[S.l.]：IEEE，2012：242246.[2]TABASSUMH，YILMAZF，DAWYZ，etal.Astatisticalmodelofuplinkintercellinterferencewithslowandfastpowercontrolmechanisms[J].IEEEtransactionsoncommunications，，2013，61（9）：39533966.[3]BITONE，COHENA，REINAG，etal.Distributedintercellinterferencemitigationviajointschedulingandpowercontrolundernoiseriseconstraints[J].
【作者单位】： 海军驻航天三院军事代表室;哈尔滨工业大学通信技术研究所;
【基金】：国家科技重大专项资助项目(2015ZX03004002)
【分类号】：TN929.5

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本文编号：2518231