1.一种基于独立集的异构蜂窝网络能效优化方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一:给定各用户传输功率初始值,基于宏蜂窝、家庭基站用户传输功率及子信道特性,确定各子信道用户独立集;
步骤二:建立各子信道与独立集的候选分配方案,基于子信道联合能效优化,确定局部最优子信道分配方案;
步骤三:给定子信道分配方案,执行用户传输功率迭代及子信道分配更新;
步骤四:重复上述步骤,直到满足收敛条件,得到家庭基站用户子信道及功率联合优化分配方案;
在步骤一中,给定家庭基站用户传输功率,根据各子信道传输及干扰特性,确定各子信道的家庭基站用户独立集具体包括:对于某子信道,若两个或多个用户之间干扰均低于最小干扰门限,则定义此类用户为该子信道独立用户,独立用户构成的集合为独立用户集;独(1) (2) (L)立集内各用户可共用同一个子信道进行传输;定义各信道独立集为:C=[C ,C ,…C]T,其中,L为子信道数目, 为第 个子信道的独立集,1≤ ≤L,其中, 为第 个子信道上的第k个独立集,1≤k≤ , 为第 个子信道的独立集数目。
2.根据权利要求1所述的一种基于独立集的异构蜂窝网络能效优化方法,其特征在于:在步骤二中,建立各子信道与独立集的分配方案,根据确定的各子信道独立集,执行独立集与子信道分配,确定所有候选独立集与子信道分配策略;定义独立集与子信道分配策略集合A={A1,A2,…,AN},其中N为候选独立集与子信道分配策略数目,An为第n个候选子信道分配策略矩阵,1≤n≤N, 其中, 为第An个方案中第 个子信道的分配独立集,1≤ ≤ ,给定独立集、子信道分配方案,可得对应用户子信道分配方案;定义用户子信道分配矩阵为: ,其中,M为家庭基站用户的数目,αm为第m个用户的子信道分配矩阵,1≤m≤M, 其中 为第m个用户在第 个子信道的分配标识,1≤ ≤L,L为子信道数目,若用户m占用子信道 ,则 否则,
3.根据权利要求1所述的一种基于独立集的异构蜂窝网络能效优化方法,其特征在于:建模各子信道家庭基站用户能效为该子信道家庭基站用户吞吐量之和与功率消耗之和的比值,第 个子信道上的能效 其中, 为第 个子信道上家庭基站用户吞吐量之和, 其中,M为家庭基站用户的数目, 为第m个用户在第 个子信道的分配标识, 为第m个家庭基站用户在第 个子信道上的吞吐量; 为家庭基站用户在子信道 上的消耗功率之和, 其中, 为第m个家庭基站用户在第 个子信道上的传输功率,PCF为家庭基站用户的电路级功率消耗。
4.根据权利要求1所述的一种基于独立集的异构蜂窝网络能效优化方法,其特征在于:在步骤二中,基于子信道联合能效优化,确定局部最优子信道分配方案,具体包括:定义子信道联合能效为 L为子信道数目, 为第 个子信道能效,计算各候选子信道分配策略An所对应的子信道联合能效,1≤n≤N,N为候选独立集子信道分配策略数目,确定 为局部最优子信道分配方案。
5.根据权利要求4所述的一种基于独立集的异构蜂窝网络能效优化方法,其特征在于:在步骤二中,根据局部最优子信道分配方案 在满足宏基站及家庭基站用户干扰门限的条件下,基于子信道联合能效最大化准则求解局部最优用户功率分配矩阵;定义家庭基站用户功率分配矩阵为P=[P1,P2,…,PM]T,其中 为第m个家庭基站用户的功率分配矢量,1≤m≤M,M为家庭基站用户的数目, 为第m个家庭基站用户在第 个子信道的传输功率值;给定子信道分配策略,计算子信道联合能效η(P),确定局部最佳功率分配矩阵P*,满足P*=arg maxη(P)。
6.根据权利要求1所述的一种基于独立集的异构蜂窝网络能效优化方法,其特征在于:在步骤三和步骤四中,迭代执行子信道分配及功率分配,若第t次局部优化功率分配策略为P(t),对应用户功率分配矩阵为 其中 为第t次迭代中第m个用户的功率分配矩阵,M为家庭基站用户的数目,若对应局部优化独立集子信道分配策略为A(t),对应用户子信道分配矩阵为 ,其中为第t次迭代第m个用户的子信道分配矩阵;若第(t+1)次迭代对
应的 局部 优 化 功 率分 配 策 略 为 P (t + 1) ,对 应 用 户 功率 分 配 矩阵 为其中 为第(t+1)次迭代中第m个用户的功率分配矩阵,局部优化独立集子信道分配策略为A(t+1),对应用户子信道分配标识为 其中: 为第(t+1)次迭代第m个用户的子信道分配矩阵;判断是否满足收敛条件:
其中,ε为收敛门限,若满足,则 ,P(t+1)
即为家庭基站用户最优的子信道及功率分配方案,算法结束,否则,重复上述过程,直到满足收敛条件为止。