多小區(qū)5G認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)能量有效資源優(yōu)化

呂恒偉 李攀東 張海劍 孫 洪

(武漢大學(xué)電子信息學(xué)院， 湖北武漢 430072)

1 引言

伴隨通信業(yè)務(wù)的急劇增長(zhǎng)，越來(lái)越多的移動(dòng)終端尋求接入到通信網(wǎng)絡(luò)中獲取更快的服務(wù)。然而現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡(luò)早已不能滿足通信業(yè)務(wù)的需求，5G被寄予希望不僅能夠滿足通信服務(wù)，同時(shí)也能夠確保頻譜資源被高效地利用[1-2]。然而，當(dāng)前固定的頻譜分配方式已經(jīng)導(dǎo)致大量頻譜資源未被授權(quán)系統(tǒng)使用而處于空閑的狀態(tài)，這使得頻譜資源利用率極低。認(rèn)知無(wú)線電被提出用來(lái)解決5G頻譜稀缺的問(wèn)題，它允許非授權(quán)用戶檢測(cè)授權(quán)頻段并伺機(jī)接入其中未被使用的頻段。目前，如何有效地給非授權(quán)用戶分配頻譜資源已經(jīng)成為5G網(wǎng)絡(luò)的研究重點(diǎn)。

在現(xiàn)有資源配置的研究中，很大一部分以最大化頻譜效率為目標(biāo)并且假設(shè)只有一個(gè)小區(qū)。文獻(xiàn)[3]提出了一種低復(fù)雜度的資源配置算法來(lái)最大化正交頻分復(fù)用調(diào)制(Orthogonal frequency division multiplexing， OFDM)系統(tǒng)的容量，該算法首先公平地分配載波然后利用線性注水求解功率變量。文獻(xiàn)[4]評(píng)估了在統(tǒng)計(jì)時(shí)延保證的情況下最大化有效性容量的問(wèn)題，并通過(guò)拉格朗日對(duì)偶分解的方法求出該問(wèn)題的解。文獻(xiàn)[5]利用拉格朗日對(duì)偶和多塊外逼近算法來(lái)求解聯(lián)合感知和資源配置的問(wèn)題。

針對(duì)于多小區(qū)資源配置，目前也有一些比較有效的資源方案。文獻(xiàn)[6]提出一種干擾受限方法，它將同頻干擾項(xiàng)設(shè)置為一個(gè)常數(shù)并將其添加到約束中。在文獻(xiàn)[7- 8]中，同頻干擾項(xiàng)被假設(shè)忽略不計(jì)，因此目標(biāo)函數(shù)被大大簡(jiǎn)化。……