竞争机制下的飞蜂窝网络频谱分配与干扰控制策略研究
本文选题:飞蜂窝网络 切入点:频谱分配 出处:《北京信息科技大学》2017年硕士论文
【摘要】:飞蜂窝技术的引入提升了LTE-A网络中室内用户的服务质量,接入网络的设备数量日益增多就会造成设备之间的频谱竞争与基站之间的相互干扰,频谱资源的公平分配和基站之间的干扰控制成为飞蜂窝网络部署所面临的关键技术问题。由于飞蜂窝网络中竞争关系的存在,采用竞争机制描述参与者之间的相互作用显得尤为重要。为达到运营商收益最大化与系统干扰控制的目标,本文主要研究内容包括:第一,针对飞蜂窝网络中的频谱资源分配问题,采用竞价理论,提出了一种基于租赁拍卖的飞蜂窝网络频谱分配方案。考虑到拍卖中宏蜂窝基站(Macrocell Base Station,MBS)和飞蜂窝基站(Femtocell Base Station,FBS)的不同角色,分别设计了FBS出价策略和MBS赢家选择策略,给出了一种基于竞价的频谱租赁算法,实现了激励FBS参与竞争并保证MBS收益最大化的目标。第二,针对飞蜂窝网络中的干扰控制问题,运用斯塔克尔伯格博弈理论,提出了一种基于功率调节的飞蜂窝网络干扰控制策略。考虑到博弈中MBS和FBS的不同角色,分别设计了相应的效用函数,双方围绕效用最大化展开博弈,并达到斯塔克尔伯格均衡,证明了博弈均衡的存在性和唯一性定理,并求解了MBS和FBS各自的最优策略,给出了一种基于斯塔克尔伯格博弈的干扰定价与功率控制算法,实现了飞蜂窝网络中的干扰控制目标。第三,围绕基于租赁拍卖的飞蜂窝网络频谱分配方案和基于功率调节的飞蜂窝网络干扰控制策略,运用MATLAB仿真工具进行仿真验证。实验结果表明,提出的频谱分配方案实现了运营商的收益最大化,干扰控制策略实现了对飞蜂窝网络下行链路干扰的有效控制。
[Abstract]:The introduction of flying cellular technology has improved the quality of service of indoor users in LTE-A networks. The increasing number of devices accessing the network will result in spectrum competition between devices and interference between base stations. The fair allocation of spectrum resources and interference control between base stations have become the key technical problems in the deployment of flying cellular networks. It is very important to use competition mechanism to describe the interaction between participants. In order to achieve the goal of maximizing the profit of operators and controlling system interference, the main contents of this paper are as follows: first, In order to solve the problem of spectrum resource allocation in flying cellular networks, the bidding theory is adopted. In this paper, a spectrum allocation scheme for flying cellular networks based on lease auction is proposed. Considering the different roles of Macrocell Base Base (MBS) and Femtocell Base stations (FBSs) in the auction, FBS bidding strategy and MBS winner selection strategy are designed, respectively. In this paper, a spectrum leasing algorithm based on bidding is proposed, which can encourage FBS to participate in competition and ensure maximum MBS revenue. Secondly, Stackelberg game theory is used to solve the interference control problem in flying cellular networks. A novel interference control strategy based on power regulation for flying cellular networks is proposed. Considering the different roles of MBS and FBS in the game, the corresponding utility functions are designed respectively. The existence and uniqueness theorems of game equilibrium are proved, and the optimal strategies of MBS and FBS are solved. An interference pricing and power control algorithm based on Stackelberg game is presented. Third, the spectrum allocation scheme based on lease auction and the interference control strategy based on power regulation for flying cellular network are realized. The experimental results show that the proposed spectrum allocation scheme can maximize the operator's income and the interference control strategy can effectively control the downlink interference of the flying cellular network.
【学位授予单位】:北京信息科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.5
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,本文编号:1666201
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