1.一种分层异构网络中基于负载预测分组的家庭基站频谱分配方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一:小区内的家庭基站根据历史的负载信息周期性地得到负载预测值;
步骤二:小区内的家庭基站利用得到的负载预测信息进行周期性地分组,并且每个小组进行独立地频谱分配;
步骤三:小区内的家庭基站在确定分组后独立地进行组内频谱分配,并且同一小组内的家庭基站不复用频谱;
根据获取的各个家庭基站历史负载信息,通过Q学习算法得到负载的预测值,具体包括:首先,得到小区内的各个家庭基站的历史负载信息loadt-i…loadt-1以及当前负载信息loadt;其次,利用Q学习原理,得到对负载的预测值的公式:其中a表示对历史负载进行预测的过程,Q(loadt,a)表示对负载值进行动作a得到的总体回报的一个估计,k为一个时间窗口,对其时间范围内的历史负载进行对应的加权,rt表示动作a对分层异构网络干扰环境的立即回报值;
在步骤二中,小区内的家庭基站利用得到的负载预测信息进行周期性地分组,并且每个小组进行独立地频谱分配,在分组时采用的是一种最大化组内频谱利用率的方法,具体包括:
1)在分层异构无线网络系统环境下,利用公式:
来得到负载预测值之后计算得到某小区中的预分组数;αt表示学习速率,kt-i表示t-i时间的时间窗口;
2)利用预分组数来进行家庭基站分组,并得到具体的分组结果;
3)在获得了家庭基站分组情况后,每个小组独立地进行频谱分配,并且具体的组内频谱分配通过最大化系统容量模型求解,以达到小组内接近零干扰以及系统容量最大。
2.根据权利要求1所述的一种分层异构网络中基于负载预测分组的家庭基站频谱分配方法,其特征在于:利用负载预测值来计算得到小区内组数,具体包括以下步骤:首先,假设每个小区中有一个宏基站和Nr个家庭基站;
其次,利用求得的负载值,表示为 其中t表示时间,i表示某小区内的第i个femtocell,得到某个小区内的所有femtocell的负载之和,表示为: 在当前的频率复用模式下每个femtocell使用的最多频谱即为全频段中除去宏基站使用的F1和F2的频段,对应的负载量记为最大负载值 于是利用某小区内所有的femtocell负载值的和 除以最大负载值 并向上取整即得到总的组数,记为S。
3.根据权利要求2所述的一种分层异构网络中基于负载预测分组的家庭基站频谱分配方法,其特征在于:所述基于负载预测的分组方式,具体包括:将femtocell的负载值从大到小进行排列,将最大的前S个femtocell设定为组长,并依次为这几个femtocell分配其他的组员femtocell,在分配组员femtocell时遵循位置相对近,并且使该小组内的总负载量不超过 分组结束后每个小组都在组内进行独立的频谱分配。
4.根据权利要求2所述的一种分层异构网络中基于负载预测分组的家庭基站频谱分配方法,其特征在于:在得到分组情况后每个小组内部独立地进行频谱分配,具体包括:确定分组之后,每个小组内的所有femtocell保证不复用频谱资源,并且负载重的优先分配频谱资源;具体的分配资源方式将以最大化系统容量模型来求得最优。