基于小波变换的快速干扰协调方案研究

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随着通信设备数量及其流量需求的爆炸式增长,必须提高蜂窝网络的系统频谱效率,来满足终端日益增长的流量需求和更好的终端体验。频谱稀缺一直是无线移动通信的关键问题,而以上发展将使频谱稀缺问题变得更加严重。频率复用技术允许相邻蜂窝中的设备在同一频段内同时传输数据,这显着增加了频谱利用率,但也带来了蜂窝间干扰进而限制了系统的频谱效率。动态干扰协调因为其灵活度高、反应迅速、协调效果明显等特点而被深入研究,它通过调度蜂窝内的资源块以降低蜂窝间的相互干扰,从而提升系统的频谱效率。然而,由于传统动态干扰协调优化方案的时间复杂度较高,运算时间非常长,在未来密集终端网络场景中并不适用,因此寻找一种快速的动态干扰协调方案显得尤为必要。本学位论文主要对高密度网络场景中的干扰协调问题进行研究,针对两蜂窝场景,分别提出了面向单蜂窝性能优化和面向两蜂窝性能优化的快速干扰协调方案。根据我们过去的研究,发现在高密度网络场景中导致干扰协调时间过长的原因是协调问题规模较大,提出的面向单蜂窝性能优化快速干扰协调方案主要是降低问题规模从而降低干扰协调的运算时间。首先对每个蜂窝中的终端进行排序,以增大终端有效信号和受到邻蜂窝终端干扰参数的冗余。然后通过离散小波变换将参数变换到小波域,对经过小波变换后的信号序列进行低频信息的提取,即仅保留尺度系数,经过这一步骤,降低了原始参数序列长度从而降低了问题规模。最后,在小波域中完成干扰协调,经过离散小波反变换将获得的协调策略转换回原始域,利用域间协调转换策略得到最终的干扰协调策略。此外,我们进一步研究了面向两蜂窝性能优化的快速干扰协调方案。主要是提出了一种分组排序方法。首先根据终端的有效信号值升序对终端进行排序,然后对终端进行分组,然后对组内终端进行排序,使得相邻组内终端对邻基站的干扰升序、降序交替出现。经过分组排序的终端可以同时增大自身有效信号和对邻蜂窝基站干扰的冗余,使得之前的方案可以实现两蜂窝性能的优化。将该方案得到的最终协调结果和匈牙利算法得到的最优协调策略进行对比,所提出的方案降低了时间成本,同时保持其他性能指标仍然接近最优。
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