超密集网络中基于博弈论的频谱分配策略研究

韩志豪,赵东来，王 钢

(哈尔滨工业大学 通信技术研究所，黑龙江 哈尔滨 150001)

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近年，随着移动通信的飞速发展，移动网络中接入的智能设备数量与日俱增，对于网络容量和速率的要求也越来越高。现有的通信网络已无法满足更快、更高效的通信需求。因此，下一代移动通信网络的研发至关重要。

中国IMT-2020(5G)推进组在2014年颁布《5G愿景与需求白皮书》，形象地阐述了5G移动通信系统的关键能力[1]，5G移动通信系统的相关技术成为研究热点。在宏基站的覆盖范围内，各种类型的小基站密集部署，小基站与用户之间的通信距离被大幅缩短，传输速率显著提高。但是，大量不同种类、不同服务规模的密集部署小基站将会造成严重的跨层与同层干扰，无线网络通信环境变得越来越复杂。因此，合理的频谱分配策略可以最高效地利用有限的频谱资源，协调基站间的干扰，提高网络的频谱利用率。

大量学者对超密集网络(Ultra-Dense Network,UDN)中的频谱分配策略进行了深入研究，各类新想法层出不穷。结合分簇的思想，根据不同的算法将小基站分成不同的簇进行计算[2-5]。结合图论的思想，用不同的颜色表示不同的频谱资源块。对于相互之间影响较大的小基站，分配不同的颜色，以正交频分复用的方式，优化相邻小基站之间的干扰问题。文献[6]提出了QoS图形着色(QGC)频谱分配算法。QGC算法尝试以最小的频谱资源块数目分配给每个组的所有成员，以1～2次的分配来满足所有成员的QoS需求。文献[7]提出了一种基于干扰图的动态频谱分配算法(CBRA)，一定程度上降低了同层干扰并提高频谱效率。……