超密集网络中虚拟小区载波分配方案研究

刘丹，王凯，谭国平，居美艳，张丽丽

（河海大学计算机与信息学院通信与信息系统研究所，江苏南京211100）

近年来，随着智能终端的迅速普及，移动数据流量快速增长，使得本就有限的无线网络资源与快速膨胀的用户需求之间的矛盾日益突出。据预测，到2020年，全球移动通信数据流量将会增长1 000倍[1]。

为了给用户带来极致的体验，可以通过增加小基站的数目来提升系统的容量。但是，随着LTEAdvanced的不断演进，小基站的部署将十分密集[2]，从而形成超密集网络（Ultra-densenetwork，UDN）。UDN中用户收到的干扰严重，切换频繁，针对这些问题，虚拟小区技术便被提出来了[3-4]。由于站间距的减小会带来一些与现有系统不同的问题，现有的干扰管理以及资源分配等技术已经不能直接适用于这样的网络[5-6]。因此，针对UDN场景的资源分配技术问题将是未来无线网络研究的重要内容之一。本文针对虚拟小区的资源分配问题，提出一种基于最大SINR的分配算法。

1 系统模型与问题描述

1.1 系统模型

在UDN场景中，基站比较密集，多个小基站可以联合起来，组成一个虚拟小区，共同为用户提供数据传输业务，图1是两种不同的虚拟小区形成方案。在图1（a）中，两个虚拟小区之间无重叠覆盖区域，与传统的物理蜂窝网络一样，这种虚拟小区形成方案的一个明显弊端是位于虚拟小区边缘的用户将会受到邻居虚拟小区的强烈干扰[7-8]。例如，在图1（a）中，虚拟小区2中的用户2受到虚拟小区1中基站2的干扰情况很严重。图1（b）是具有重叠覆盖区域的虚拟小区形成方案，与图1（a）的不同之处在于，基站2和基站3组成了虚拟小区3，为用户2提供服务。……