CN108307412A - 用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法 - Google Patents
用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例提供了一种用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法，包括：获得超密集网络中各个用户终端对应的干扰列表；选出一个用户终端，从该用户终端对应的干扰列表中查找一个干扰用户终端，将该用户终端添加至该干扰用户终端所在分组得到一个预分组集合，执行步骤A至C；当针对该预分组集合的冲突图计算得到的吞吐量总和相对于上一个预分组集合的冲突图计算得到的吞吐量总和未增加，且任意一种由步骤S102得到的预分组集合使得所有用户终端的吞吐量总和不再增加时，将最大吞吐量总和所对应的信道资源预分配结果确定为信道资源分配结果。这样可以给网络中存在潜在信号强干扰的用户分配正交信道资源，提高了网络的吞吐量。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法。
背景技术
目前，超密集网络(Ultra-dense Network，UDN)技术常常被应用在无线通信网络中来提高网络吞吐量。其中，超密集网络是一种通过密集地部署基站，从而降低基站与无线通信用户(例如手机等用户终端)的传输距离的网络。
但是，由于超密集网络中基站的部署具有密集性和随机性的特点，使得超密集网络中存在信号强干扰的用户终端很可能分配得到相同的信道资源，从而产生同信道干扰(Co-channel Interference，CCI)，导致网络吞吐量(即网络性能)受到影响。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法，以尽可能地给超密集网络中存在信号强干扰的用户终端分配正交信道资源，从而提高网络吞吐量。
第一方面，本发明实施例提供了一种用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法，该方法可以包括：
S101、获得待管理的超密集网络中各个用户终端对应的干扰列表；其中，一个用户终端对应的干扰列表中所记录的干扰用户终端包括：所述超密集网络中的、对该用户终端具有潜在信号干扰的用户终端；干扰列表中的各个干扰用户终端按照潜在干扰强度值降低的方式进行排列；
S102、从所述各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端，按照潜在干扰强度值降低的方式从该用户终端对应的干扰列表中查找一个干扰用户终端，并将该用户终端添加至该干扰用户终端所在的分组，得到一个预分组集合；当得到一个预分组集合之后，执行步骤A至步骤C；
步骤A、基于该预分组集合构建所述超密集网络中所有用户终端所对应的冲突图；在所述冲突图中，同一基站对应的任意两个用户终端相连接；所述预分组集合中一个预分组中的用户终端相连接；所述预分组集合中一个预分组中的一个用户终端与该预分组中另一个用户终端所接入基站的所有用户终端相连接；其中，相连接的两个用户终端之间具有潜在信号强干扰；
步骤B、当构建得到所述冲突图后，基于优先消除该冲突图中潜在最强信号干扰的原则，计算该冲突图对应的、所述超密集网络中各个用户终端的信道资源预分配结果及吞吐量总和；
步骤C、当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和相对于该预分组集合的上一个预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和增加时，利用该预分组集合来更新超密集网络的网络划分，并执行步骤S102；
S103、当针对步骤C中的该预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和相对于该预分组集合的上一个预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和未增加，且任意一种由步骤S102得到的预分组集合使得所述所有用户终端的吞吐量总和不再增加时，将最大吞吐量总和所对应的信道资源预分配结果确定为所述各个用户终端的信道资源分配结果。
可选地，所述基于优先消除该冲突图中潜在最强信号干扰的原则，计算该冲突图对应的、所述超密集网络中各个用户终端的信道资源预分配结果及吞吐量总和的步骤，可以包括：
确定该冲突图中所包含的各个连通图；其中，任意两个连通图之间的用户终端不相连；一个连通图中任意两个相连接的用户终端具有强干扰关系；
针对每个连通图，基于距离感知方式或干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，作为该连通图所对应的目标用户终端；
针对每个连通图，给该连通图对应的目标用户终端优先进行信道资源预分配，并对该连通图中未预分配信道资源的用户终端进行更新；
针对每个连通图，当执行更新操作后该连通图中未预分配信道资源的用户终端的数目不为零时，触发所述基于距离感知方式或干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，确定为该连通图对应的目标用户终端的操作；
基于各个目标用户终端预分配得到的信道资源，获得该冲突图对应的、所述超密集网络中各个用户终端的信道资源预分配结果及吞吐量总和。
可选地，针对每个连通图，基于距离感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，作为该连通图所对应的目标用户终端的步骤，可以包括：
针对每个连通图，利用预设距离调和平均数计算公式，对该连通图中每一个未预分配信道资源的用户终端的距离调和平均数进行计算；
针对每个连通图，将该连通图中最小距离调和平均数所对应的未预分配信道资源的用户终端，确定为该连通图所对应的目标用户终端；
其中，所述预设距离调和平均数计算公式可以为：
其中，所述HMD(i)表示距离调和平均数；所述A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，所述UT\A表示所述连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，所述di,j表示从用户终端i到用户终端j所接入基站的距离，所述dj,i表示从用户终端j到用户终端i所接入基站的距离。
可选地，针对每个连通图，基于干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，作为该连通图所对应的目标用户终端的步骤，可以包括：
针对每个连通图，利用第一干扰强度值总和计算公式或第二干扰强度值总和计算公式，分别对该连通图中每一个未预分配信道资源的用户终端所对应第一干扰强度值总和或第二干扰强度值总和进行计算；
针对每个连通图，将该连通图中最大第一干扰强度值总和或最大第二干扰强度值总和所对应的未预分配信道资源的用户终端，确定为该连通图所对应的目标用户终端；
其中，所述第一干扰强度值总和计算公式可以为：
其中，所述MIO(i)表示第一干扰强度值总和；所述A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，所述UT\A表示所述连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，Ii,j代表用户终端i受到的来自用户终端j所接入基站的干扰强度值；Ij,i代表用户终端j受到的来自用户终端i所接入基站的干扰强度值；
所述第二干扰强度值计算公式可以为：
其中，所述SIO(i)表示第二干扰强度值总和；所述A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，所述UT\A表示所述连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，所述Ii,j代表用户终端i受到的来自用户终端j所接入基站的干扰强度值；所述Ij,i代表用户终端j受到的来自用户终端i所接入基站的干扰强度值。
可选地，在确定一连通图所对应的目标用户终端后，所述方法还可以包括：
判断该目标用户终端所接入基站是否存在空闲信道资源；所述空闲信道资源是指：该目标用户终端所接入基站的所有信道资源中的、未被与该目标用户终端相连接的用户终端所使用的信道资源；
若是，将所述空闲信道资源中一个空闲信道资源预分配给该目标用户终端；其中，一个空闲信道资源包含多个资源块RB；
若不存在所述空闲信道资源，按照取得最大净收益原则给该目标用户终端预分配信道资源。
可选地，在所述将最大吞吐量总和所对应的信道资源预分配结果确定为所述各个用户终端的信道资源分配结果的步骤之后，还可以包括：
将所述超密集网络中每个基站中未被使用的信道资源预分配给相应基站所接入的用户终端后，分别判断所述超密集网络的吞吐量总和是否提升；
若提升，按照所述信道资源分配结果给所述各个用户终端分配信道资源，并将所述超密集网络中每个基站中未被使用的信道资源分配给相应基站所接入的用户终端。
第二方面，本发明实施例还提供了一种用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理装置，所述装置可以包括：
获得单元，用于获得待管理的超密集网络中各个用户终端对应的干扰列表；其中，一个用户终端对应的干扰列表中所记录的干扰用户终端包括：所述超密集网络中的、对该用户终端具有潜在信号干扰的用户终端；干扰列表中的各个干扰用户终端按照潜在干扰强度值降低的方式进行排列；
查找单元，用于从所述各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端，按照潜在干扰强度值降低的方式从该用户终端对应的干扰列表中查找一个干扰用户终端，并将该用户终端添加至该干扰用户终端所在的分组，得到一个预分组集合；当得到一个预分组集合之后，执行步骤A至步骤C；
所述构建单元，用于基于该预分组集合构建所述超密集网络中所有用户终端所对应的冲突图；在所述冲突图中，同一基站对应的任意两个用户终端相连接；所述预分组集合中一个预分组中的用户终端相连接；所述预分组集合中一个预分组中的一个用户终端与该预分组中另一个用户终端所接入基站的所有用户终端相连接；其中，相连接的两个用户终端之间具有潜在信号强干扰；
所述计算单元，用于当构建得到所述冲突图后，基于优先消除该冲突图中潜在最强信号干扰的原则，计算该冲突图对应的、所述超密集网络中各个用户终端的信道资源预分配结果及吞吐量总和；
所述更新单元，用于当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和相对于该预分组集合的上一个预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和增加时，利用该预分组集合来更新超密集网络的网络划分，并执行触发所述查找单元；
确定单元，用于当针对所述更新单元中的该预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和相对于该预分组集合的上一个预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和未增加，且任意一种由步骤S102得到的预分组集合使得所述所有用户终端的吞吐量总和不再增加时，将最大吞吐量总和所对应的信道资源预分配结果确定为所述各个用户终端的信道资源分配结果。
可选地，在本发明实施例中，所述计算单元可以包括：
确定子单元，用于确定该冲突图中所包含的各个连通图；其中，任意两个连通图之间的用户终端不相连；一个连通图中任意两个相连接的用户终端具有强干扰关系；
预测子单元，用于针对每个连通图，基于距离感知方式或干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，作为该连通图所对应的目标用户终端；
更新子单元，用于针对每个连通图，给该连通图对应的目标用户终端优先进行信道资源预分配，并对该连通图中未预分配信道资源的用户终端进行更新；
触发子单元，用于针对每个连通图，当执行更新操作后该连通图中未预分配信道资源的用户终端的数目不为零时，触发所述基于距离感知方式或干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，确定为该连通图对应的目标用户终端的操作；
获得子单元，用于基于各个目标用户终端预分配得到的信道资源，获得该冲突图对应的、所述超密集网络中各个用户终端的信道资源预分配结果及吞吐量总和。
可选地，在本发明的一种实施例中，所述预测子单元具体可以用于：
针对每个连通图，利用预设距离调和平均数计算公式，对该连通图中每一个未预分配信道资源的用户终端的距离调和平均数进行计算；
针对每个连通图，将该连通图中最小距离调和平均数所对应的未预分配信道资源的用户终端，确定为该连通图所对应的目标用户终端；
其中，所述预设距离调和平均数计算公式为：
其中，所述HMD(i)表示距离调和平均数；所述A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，所述UT\A表示所述连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，所述di,j表示从用户终端i到用户终端j所接入基站的距离，所述dj,i表示从用户终端j到用户终端i所接入基站的距离。
可选地，在本发明的另一种实施例中，所述预测子单元具体可以用于：
针对每个连通图，利用第一干扰强度值总和计算公式或第二干扰强度值总和计算公式，分别对该连通图中每一个未预分配信道资源的用户终端所对应第一干扰强度值总和或第二干扰强度值总和进行计算；
针对每个连通图，将该连通图中最大第一干扰强度值总和或最大第二干扰强度值总和所对应的未预分配信道资源的用户终端，确定为该连通图所对应的目标用户终端；
其中，所述第一干扰强度值总和计算公式为：
其中，所述MIO(i)表示第一干扰强度值总和；所述A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，所述UT\A表示所述连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，Ii,j代表用户终端i受到的来自用户终端j所接入基站的干扰强度值；Ij,i代表用户终端j受到的来自用户终端i所接入基站的干扰强度值；
所述第二干扰强度值计算公式为：
其中，所述SIO(i)表示第二干扰强度值总和；所述A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，所述UT\A表示所述连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，所述Ii,j代表用户终端i受到的来自用户终端j所接入基站的干扰强度值；所述Ij,i代表用户终端j受到的来自用户终端i所接入基站的干扰强度值。
可选地，在本发明实施例中，所述装置还可以包括：
第一判断单元，用于在确定一连通图所对应的目标用户终端后，判断该目标用户终端所接入基站是否存在空闲信道资源；所述空闲信道资源是指：该目标用户终端所接入基站的所有信道资源中的、未被与该目标用户终端相连接的用户终端所使用的信道资源；
预分配单元，用于当所述第一判断单元判断为是时，将所述空闲信道资源中一个空闲信道资源预分配给该目标用户终端；其中，一个空闲信道资源包含多个资源块RB；用于当所述第一判断单元判断为否是，按照取得最大净收益原则给该目标用户终端预分配信道资源。
可选地，在本发明实施例中，所述装置还可以包括：
第二判断单元，用于在将最大吞吐量总和所对应的信道资源预分配结果确定为所述各个用户终端的信道资源分配结果之后，将所述超密集网络中每个基站中未被使用的信道资源预分配给相应基站所接入的用户终端后，分别判断所述超密集网络的吞吐量总和是否提升；
分配单元，用于当所述第二判断单元判断为是时，按照所述信道资源分配结果给所述各个用户终端分配信道资源，并将所述超密集网络中每个基站中未被使用的信道资源分配给相应基站所接入的用户终端。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现本发明实施例提供的任一项用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法实施例的方法步骤。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的任一项用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法实施例的方法步骤。
在本发明实施例中，电子设备可以获得待管理的超密集网络中各个用户终端对应的干扰列表。由于一个用户终端对应的干扰列表中记录有：该超密集网络中的对该用户终端具有潜在信号干扰的干扰用户终端，而且干扰列表中的各个干扰用户终端是按照潜在干扰强度值降低的方式进行排列的。因而可以从各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端，并按照潜在干扰强度值降低的方式从该用户终端对应的干扰列表中查找一个干扰用户终端。其中，当该用户终端和该干扰用户终端分配得到同信道资源时，该用户终端和该干扰用户终端之间存在信号强干扰。因而可以将该用户终端添加到该干扰用户终端所在的分组中，从而得到一个预分组集合。并在后续分配资源时，尽量为该预分组集合中处于同一预分组中的用户分配正交信道资源，以降低网络中的信号强干扰。
然后，基于该预分组集合构建一个冲突图，该冲突图中相连接的两个用户终端之间存在信号强干扰。并且，在该冲突图中，该预分组集合中一个预分组中的用户终端相连接，同一基站对应的任意两个用户终端相连接，该预分组中一个用户终端与该预分组中另一个用户终端所在基站的所有用户终端相连接。这样，可以构建得到一种记录有强干扰关系的冲突图，然后可以基于该冲突图对各个用户的信道资源进行预分配，并基于该结果计算超密集网络中各个用户终端的吞吐量总和。其中，由于冲突图中相连接的两个用户终端存在信号强干扰，因而应尽量给相连接的两个用户终端分配正交信道资源，即不同的信道资源，从而可以降低超密集网络中的信号强干扰，使得获得较好的网络性能。
当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到吞吐量总和相对于该预分组集合的上一预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和增加时，利用该预分组集合来更新超密集网络的网络划分，并触发从各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端的操作。直到当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到吞吐量总和相对于该预分组集合的上一预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和未增加，且通过上述分组方式得到的每一种预分组集合使得各个用户终端的吞吐量总和不再增加时，则表明最大吞吐量总和对应的预分组为最准确地干扰预测，此时可以将最大吞吐量总和对应的信道资源预分配结果确定为所述各个用户终端的信道资源分配结果，从而能够提升超密集网络的吞吐量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的超密集网络的频谱效率随基站数目变化的变化曲线图；
图4为本发明实施例提供的超密集网络中的用户终端信号与干扰加噪声比SINR的累计分布函数CDF曲线图；
图5为本发明实施例提供的超密集网络的总吞吐量随子信道数目变化而变化曲线图；
图6为本发明实施例提供的子信道分配比例随子信道数目变化的曲线图；
图7为本发明实施例提供的用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理装置的示意图；
图8为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质。
下面首先对本发明实施例提供的一种用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法进行说明。
可以理解的是，本发明实施例提供的用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法的执行主体可以为：任意需要对超密集网络中各个用户终端进行同信道干扰管理的电子设备。该电子设备包括但并不局限于核心网服务器。
另外，实现本发明实施例提供的用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法的功能软件可以为：设置于电子设备中的超密集网络干扰管理软件，也可以为：设置于电子设备中的超密集网络干扰管理软件中的功能插件，这都是合理的。
参见图1，本发明实施例提供的用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法可以包括如下步骤：
S101、获得待管理的超密集网络中各个用户终端对应的干扰列表；其中，一个用户终端对应的干扰列表中所记录的干扰用户终端包括：超密集网络中的、对该用户终端具有潜在信号干扰的用户终端；干扰列表中的各个干扰用户终端按照潜在干扰强度值降低的方式进行排列；
S102、从各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端，按照潜在干扰强度值降低的方式从该用户终端对应的干扰列表中查找一个干扰用户终端，并将该用户终端添加至该干扰用户终端所在的分组，得到一个预分组集合；当得到一个预分组集合之后，执行步骤A至步骤C；
步骤A、基于该预分组集合构建超密集网络中所有用户终端所对应的冲突图；在冲突图中，同一基站对应的任意两个用户终端相连接；该预分组集合中一个预分组中的用户终端相连接；该预分组集合中一个预分组中的一个用户终端与该预分组中另一个用户终端所接入基站的所有用户终端相连接；其中，相连接的两个用户终端之间具有潜在信号强干扰；
步骤B、当构建得到冲突图后，基于优先消除该冲突图中潜在最强信号干扰的原则，计算该冲突图对应的、超密集网络中各个用户终端的信道资源预分配结果及吞吐量总和；
步骤C、当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和相对于该预分组集合的上一个预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和增加时，利用该预分组集合来更新超密集网络的网络划分，并执行步骤S102；
S103、当针对步骤C中的该预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和相对于该预分组集合的上一个预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和未增加，且任意一种由步骤S102得到的预分组集合使得所有用户终端的吞吐量总和不再增加时，将最大吞吐量总和所对应的信道资源预分配结果确定为各个用户终端的信道资源分配结果。
在本发明实施例中，电子设备可以获得待管理的超密集网络中各个用户终端对应的干扰列表。由于一个用户终端对应的干扰列表中记录有：该超密集网络中的对该用户终端具有潜在信号干扰的干扰用户终端，而且干扰列表中的各个干扰用户终端是按照潜在干扰强度值降低的方式进行排列的。因而可以从各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端，并按照潜在干扰强度值降低的方式从该用户终端对应的干扰列表中查找一个干扰用户终端。其中，当该用户终端和该干扰用户终端分配得到同信道资源时，该用户终端和该干扰用户终端之间存在信号强干扰。因而可以将该用户终端添加到该干扰用户终端所在的分组中，从而得到一个预分组集合。并在后续分配资源时，尽量为该预分组集合中处于同一预分组中的用户分配正交信道资源，以降低网络中的信号强干扰。
然后，基于该预分组集合构建一个冲突图，该冲突图中相连接的两个用户终端之间存在信号强干扰。并且，在该冲突图中，该预分组集合中一个预分组中的用户终端相连接，同一基站对应的任意两个用户终端相连接，该预分组中一个用户终端与该预分组中另一个用户终端所在基站的所有用户终端相连接。这样，可以构建得到一种记录有强干扰关系的冲突图，然后可以基于该冲突图对各个用户的信道资源进行预分配，并基于该结果计算超密集网络中各个用户终端的吞吐量总和。其中，由于冲突图中相连接的两个用户终端存在信号强干扰，因而应尽量给相连接的两个用户终端分配正交信道资源，即不同的信道资源，从而可以降低超密集网络中的信号强干扰，使得获得较好的网络性能。
当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到吞吐量总和相对于该预分组集合的上一预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和增加时，利用该预分组集合来更新超密集网络的网络划分，并触发从各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端的操作。直到当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到吞吐量总和相对于该预分组集合的上一预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和未增加，且通过上述分组方式得到的每一种预分组集合使得各个用户终端的吞吐量总和不再增加时，则表明最大吞吐量总和对应的预分组为最准确地干扰预测，此时可以将最大吞吐量总和对应的信道资源预分配结果确定为所述各个用户终端的信道资源分配结果，从而能够提升超密集网络的吞吐量。
值得说明的是，假设超密集网络中包含用户终端A、B和C，那么，步骤S102具体是指：首先从用户终端A、B和C中选出任意一个用户终端(假设用户终端A)。然后，按照潜在干扰强度值降低的方式从该用户终端A对应的干扰列表中查找一个干扰用户终端B。然后，在将该用户终端A添加到干扰用户终端B所在的分组(假设在初始情况下，用户终端A为单例联盟、用户终端B为单例联盟干扰用户终端B为单例联盟，即用户终端A单独形成一个分组、用户终端B单独形成一个分组，干扰用户终端B单独形成一个分组)，则可以得到一个预分组(A，B)，从而可以得到预分组集合{(A，B)、(C)}。然后，可以在针对该预分组集合{(A，B)、(C)}执行步骤A至步骤C后，当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和相对于该预分组集合的上一个预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和增加时，可以利用该预分组集合来更新超密集网络的网络划分，并触发步骤S102继续从用户终端B和C中选出任意一个用户终端(假设用户终端B)，然后执行上述类似于针对用户终端A的操作。另外，本发明实施例将用户终端作为分析对象并进行分组博弈，形成了用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方案。
下面结合图2，对本发明实施例提供的用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法进行详细说明。
为了便于理解，可以假设超密集网络中有基站A和基站B，基站A为用户终端U1提供无线通信服务(即用户终端U1接入基站A)，基站B为用户终端U2和U3提供无线通信服务(即用户终端U2和U3接入基站B)。并且，用户终端U1能够通过检测RSSI(received signalstrength indicator，接收的信号强度指示)检测到来自基站B的干扰强度，在本发实施例中，此时可以认为用户终端U1与用户终端U2、U3存在潜在信号干扰。
其中，潜在信号干扰是指：当用户终端U1和用户终端U2分配得到相同信道资源时，用户终端U1和用户终端U2之间存在信号干扰；当用户终端U1和用户终端U3分配得到相同信道资源时，用户终端U1和用户终端U3之间存在信号干扰。
参见图2，超密集网络中的每个用户终端可以通过检测RSSI检测到来自邻近干扰基站的干扰强度。例如，若用户终端U1能检测到来自基站B的信号强干扰强度，则基站B称为用户终端U1的邻近干扰基站。
另外，无线通信网络中的核心层服务器能够获取得到：该超密集网络中各个用户终端检测到的RSSI信号。进而，该服务器可以利用各个用户终端检测到的RSSI信号，来估计用户终端U1分别与用户终端U2、U3之间潜在的信号强度干扰值，即潜在干扰强度值。
然后，可以依据信号强度干扰值由大到小的方式，对用户终端U2、U3进行排序。假设由大到小的排序依次为用户终端U2、U3，则说明用户终端U2对用户终端U1的信号强干扰最强，其次是用户终端U3。此时，可以将用户终端U2、和U3存储至该用户终端U1对应的干扰列表u1中。在该干扰列表u1中，用户终端U2和U3按照潜在干扰强度值降序的方式进行排序。
其中，用户终端U1与用户终端U2之间的潜在干扰强度值是指：当用户终端U1和用户终端U2分配得到相同信道资源时，用户终端U1和用户终端U2的信号干扰强度值。
下面以确定用户终端U1与用户终端U2之间潜在干扰强度值的方式为例，对确定两个用户终端之间的潜在干扰强度值进行举例说明。
假设用户终端U1检测到基站B的RSSI信号值为1，此时，表明基站B对用户终端U1的信号强度干扰值为1，则可以近似认为用户终端U2对用户终端U1的信号强度干扰值为1。另外，假设用户终端U2检测到基站A的RSSI信号值为3，此时表明基站A对用户终端U2的信号强度干扰值为3，则可以近似认为用户终端U1对用户终端U2的信号强度干扰值为3。在该种情况下，可以将基站B对用户终端U1的信号强度干扰值和基站A对用户终端U2的信号强度干扰值中较大的信号强度干扰值3，作为用户终端U1和用户终端U2之间潜在干扰强度值。
然后，可以在干扰列表u1中查找到潜在干扰强度值最大的干扰用户终端U2，即按照干扰降序(潜在干扰强度值降低)的方式来查找干扰用户终端。然后，将用户终端U1添加到查找到的用户终端U2所在的分组中，得到预分组(U1，U2)。其中，该预分组(U1，U2)表示用户终端U1和用户终端U2之间存在信号强干扰，从而可以得到预分组集合{(U1，U2)、(U3)}，即得到新的网络划分。
然后，可以执行流程a中的各个步骤：依据新的网络划分(即在用户终端U1和U2形成一个预分组的基础上构建得到的预分组集合)构建冲突图，也就是，根据预分组集合{(U1，U2)、(U3)}来构建该超密集网络中用户终端U1、U2和U3所对应的冲突图。其中，该冲突图中记录有用户终端U1、U2和U3之间的强干扰关系，具体地，该冲突图中用户终端U2和U3相连接，用户终端U1和U2相连接，用户终端U1和U3相连，也就是，用户终端U2和U3之间存在信号强干扰、用户终端U1和U2之前存在信号强干扰，用户终端U1和U3之间存在信号强干扰。
即，在一个冲突图中，同一基站对应的任意两个用户终端相连接，该预分组集合中的预分组(U1，U2)中的用户终端相连接，预分组(U1，U2)中的一个用户终端与该预分组中另一个用户终端所在基站的所有用户终端相连接；其中，相连接的两个用户终端之间具有潜在信号强干扰。
其中，由于一个冲突图中可能包含有多个独立部分(即多个连通图)，因而可以首先确定该冲突图中所包含的各个连通图。而且，由于任意两个连通图之间的用户终端不相连，且一个连通图中任意两个相连接的用户终端具有强干扰关系。因而对于确定得到的每个连通图而言，可以基于距离感知方式或干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，并将预测得到的用户终端作为该连通图所对应的目标用户终端，从而可以依次确定出多个待预分配信道资源的目标用户终端。
其中，针对每个连通图，基于距离感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号强干扰的用户终端，作为该连通图所对应的目标用户终端的具体操作可以为：
针对每个连通图，利用预设距离调和平均数计算公式，对该连通图中每一个未预分配信道资源的用户终端的距离调和平均数进行计算，然后，将该连通图中最小距离调和平均数所对应的未预分配信道资源的用户终端，确定为该连通图所对应的目标用户终端。这样，可以优先对距离已预分配信道资源的用户终端存在信号强干扰的用户终端预分配正交信道资源，从而可以降低超密集网络中的信号强干扰。
其中，预设距离调和平均数计算公式为：
其中，HMD(i)表示距离调和平均数；A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，UT\A表示连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，di,j表示从用户终端i到用户终端j所接入基站的距离，dj,i表示从用户终端j到用户终端i所接入基站的距离。这样，可以通过用户终端的位置信息来估计信号强干扰。
另外，针对每个连通图，基于干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，作为该连通图所对应的目标用户终端的操作具体可以为：
针对每个连通图，利用第一干扰强度值总和计算公式或第二干扰强度值总和计算公式，分别对该连通图中每一个未预分配信道资源的用户终端所对应第一干扰强度值总和或第二干扰强度值总和进行计算。然后，将该连通图中最大第一干扰强度值总和或最大第二干扰强度值总和所对应的未预分配信道资源的用户终端，确定为该连通图所对应的目标用户终端。这样，可以优先对已预分配信道资源的用户终端产生较大信号干扰的用户终端分配正交信道资源，从而可以降低超密集网络中的信号强干扰。
其中，第一干扰强度值总和计算公式为：
其中，MIO(i)表示第一干扰强度值总和；A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，UT\A表示连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，Ii,j代表用户终端i受到的来自用户终端j所接入基站的干扰强度值；Ij,i代表用户终端j受到的来自用户终端i所接入基站的干扰强度值；
第二干扰强度值计算公式为：
其中，SIO(i)表示第二干扰强度值总和；A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，UT\A表示连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，Ii,j代表用户终端i受到的来自用户终端j所接入基站的干扰强度值；Ij,i代表用户终端j受到的来自用户终端i所接入基站的干扰强度值。
该种方式中，能够通过预设距离调和平均数计算公式、第一干扰强度值总和计算公式和第二干扰强度值总和计算公式来近似计算待预分配信道资源的用户终端和所有已预分配信道资源的用户终端之前的干扰强度，从而实现以距离感知按照距离调和平均数升序的顺序(近似干扰降序)为用户终端分配信道资源，或，以干扰感知的方式按照第二干扰强度值总和/第二干扰强度值总和降序的顺序为用户分配资源，有效避免用户之间信号强干扰的产生。
针对每个连通图，可以给该连通图对应的目标用户终端优先进行信道资源预分配，在进行预分配后，可以对该连通图中未预分配信道资源的用户终端进行更新。当执行更新操作后该连通图中未预分配信道资源的用户终端的数目不为零时，可以触发基于距离感知方式或干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，确定为该连通图对应的目标用户终端的操作，从而实现对另一用户终端进行信道资源预分配。
其中，该连通图中未预分配信道资源的用户终端可以为用户终端集合。
在确定目标用户终端后，可以优先考虑给该目标用户终端分配空闲信道资源。其中，一用户终端的空闲信道资源是指：该用户终端所接入基站的所有信道资源中的、未被该连通图中与该用户终端相连的其他用户终端所使用的信道资源。之后，可以判断该目标用户终端所接入基站是否存在空闲信道资源。若存在，可以将存在的空闲信道资源中的一个空闲信道资源预分配给该目标用户终端。其中，一个空闲信道资源包含多个资源块RB。若不存在空闲信道资源，按照取得最大净收益原则给该目标用户终端预分配信道资源。
当对系统中所有用户终端均预分配信道资源后，输出该系统的收益以及信道资源预分配结果。若未对系统中所有用户终端进行信道资源预分配，则继续执行：基于距离感知方式或干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，确定为该连通图对应的目标用户终端的操作。
其中，可以通过以下方式计算净收益n(k,c)、效用u(k,c)和代价l(k,c)：
n(k,c)＝u(k,c)-l(k,c),k∈UT\A,c∈C
其中，代表将信道资源c分配给接入基站Fi的用户终端k所获得的速率。代表在将信道资源c分配给用户终端k之前用户终端j所能获得的速率。Rj代表将信道资源c分配给用户终端k后用户终端j所能获得的速率。A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，UT\A表示连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合。
其中，当对系统中所有用户终端均预分配信道资源后，输出该系统收益以及信道资源预分配结果之后，判断系统收益(即系统的吞吐量)是否提升，系统收益得到提升时才会发生合并或拆分操作，若系统收益未得到提升，则判断此时系统是否收敛。若系统未收敛，则按照干扰降序的顺序逐一尝试将当前用户终端加入邻近强干扰用户所在分组，并根据该预分组得到新的冲突图。当针对一个冲突图计算得到的系统总吞吐量不能继续提升时结束上述尝试，此时更新超密集网络的网络划分及收益。其中，当任何用户都无法通过合并或拆分操作获得更高的系统收益时，博弈收敛达到稳定。输出此时博弈的递归核：最优网络划分、网络收益，以及此时的信道资源预分配结果。
可以理解的是，在更新最优网络划分、最大收益为当前网络划分及收益之后，还可以将超密集网络中每个基站中未被使用的信道资源(即剩余信道资源)预分配给相应基站所接入的用户终端后，分别判断超密集网络的吞吐量总和是否提升。如果得到提升，则将按照信道资源分配结果给各个用户终端分配信道资源，并将超密集网络中每个基站中未被使用的信道资源分配给相应基站所接入的用户终端。
其中，若系统总带宽WHz被分为|C|个信道资源，则在一个部署|F|个基站的网络中，实际上可被分配给用户终端的信道资源数目为|F|×|C|，因此在经过为每个用户分配一个子信道的过程之后，系统中仍可能存在有大量剩余信道资源(即剩余子信道)。
综上，应用本发明实施例，可以通过冲突图准确的建模网络中的信号强干扰关系，并以冲突图为基础进行信道资源分配。引入过预设距离调和平均数计算公式、第一干扰强度值总和计算公式和第二干扰强度值总和计算公式，来近似估计待预分配信道资源的用户终端和所有已预分配信道资源的用户终端之间的信号干扰强度，从而实现以距离感知按照距离调和平均数升序的顺序(近似干扰降序)为用户终端分配信道资源，或，以干扰感知的方式按照第二干扰强度值总和/第二干扰强度值总和降序的顺序为用户分配资源，有效避免用户之间信号强干扰的产生。
此外，在基于冲突图无法为某些用户分配空闲信道资源的时候，可以通过计算代价和效用，为未能分配空闲信道资源的用户分配能够实现净收益最大的信道资源，有效提高系统性能并加快博弈的收敛过程。
而且，还提出剩余子信道(即剩余信道资源)分配算法，突破了绝大部分现有研究中“一基站连接一用户，一用户分配一信道”的局限，使得剩余子信道得到充分的利用，以较小的计算量的增加获得了极大的吞吐收益。此外，还可以得到该网络强干扰关系模型下的最优子信道数目和最优子信道分配比例。为系统最优参数的设置提供了方向和依据。
总体来说，与传统的部分频率复用、CSMA/CA和已有的分组博弈方案相比，本发明实施例所提出的方案不仅突破了传统方案的诸多局限使之更接近更适用于实际网络，在系统吞吐量上也得到了极大地提高。
下面结合图3-6，对利用本发明实施例提供的用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法所得到的信道资源预分配方案，对超密集网络中的各个用户进行信道资源分配时所能达到的效果进行进一步说明。
为了便于说明，可以将本发明实施例提供的用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方案称为：MASGraphSAA方案。
其中，为了评估不同网络密度对本发明实施例提出的方案所取得的频谱效率的影响，可以在100m×100m的范围内通过改变部署的小基站(也可以简称为基站)的数量来改变超密集网络的网络密度。其中，该100m×100m的方形区域可以由多个小区域组成，每个小区域内部署一个小基站，每个小基站随机接入1-4个用户终端。小基站和用户终端随机部署于相应的小区域内。小基站之间最小距离为8m，小基站与用户终端之间最小距离为0.5m。超密集网络(也可称为一个系统)中只有一个宏基站且被部署于距离小基站网络500远处。整个网络的系统带宽为100MHz。宏基站和小基站的传输功率分别为46dBm和23dBm。并且可以采用LTE异构网物理层规范TR36.814中城市室内场景的信道模型并计20dB的外墙穿透损耗。
参见图3可知，当超密集网络中小基站的数目越多时，即网络密度越大时，利用本发明实施例提供的MASGraphSAA方案获得针对超密集网络的信道资源分配方案，能得到较高的系统频谱效率，并且系统频谱效率近似线性增加，提高了超密集网络的吞吐量。
而且参见图3可知，本发明实施例所提出的MASGraphSAA方案优于现有的全复用Reuse One方案、MRC(modified recursive core，基于改进的迭代核的联盟组建博弈)方案、近期所提出的TDMAinCoalitionMIMO方案和TDMAAmongUsersMIMO方案。尤其当超密集网络中部署了100个小基站的时候，MASGraphSAA方案下所能获得的频谱效率分别比其他四个方案提升了51.04％，62.70％，157.46％和482.42％，表明了本申请的方案能够有效提升系统频谱效率，提升网络吞吐量。
参见图4，图4示出了本发明实施例所提出方案与传统方案相比收敛时用户终端SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比)的分布情况。
由图4可知，MASGraph方案中用户终端SINR最高进行剩余载波分配得到的MASGraphSAA方案(70％信道资源成功分配)以远高出MRC方案(25％信道资源成功分配)的信道分配比例仍旧取得与之相近的用户终端SINR。由此可以判断，本发明实施例提出的方案能够有效的进行干扰管理，避免网络中信号强干扰的产生。
此外，当系统采用QPSK调制方式的时候，若用户的SINR低于-5dB，由于干扰过强无法保证通信质量。由图4可知，在相同的仿真环境下，Reuse One方案、MRC方案、MASGraphSAA方案以及MASGraph方案分别有51.63％、17.07％、12.89％以及2.14％用户SINR低于-5dB。由此可知，本发明实施例提出的方案更能确保用户通信质量，获得更高的有效吞吐。
参见图5，为了考察系统中子信道数目对总吞吐量的影响，可以改变系统中子信道数目绘制了总吞吐量随子信道数目变化的曲线如图5。由图5可知，总吞吐量随着子信道数目(即信道资源数目)的增加而增加，且增速逐渐放缓，直至子信道数增加至38时系统总吞吐不再增加。此外，从仿真结果可知，当子信道数目大于10时，可以取得90％以上峰值吞吐，因此，在很大的子信道数目变化范围内，都能获得比较理想的系统吞吐性能。
参见图6，子信道分配比例(Sub-channel allocation rate，SAR)是博弈收敛时系统中已分配给用户的子信道数目与系统中所有可分配子信道数目的比值。从图6中子信道分配比例随系统中子信道数目变化的曲线可知，SAR随子信道的增加的下降且降幅逐渐放缓，并最终趋于稳定。结合图5可知，SAR逐渐平稳并收敛时，系统吞吐达到最大值，也就是说，此时达到了最优子信道分配比例。而在SAR达到收敛前，其值高于最优SAR值，此时系统为用户分配了过多频谱资源，造成网络干扰过强，因此才导致了此时吞吐量偏低。此外，经仿真经验证博弈收敛时载波分配比例与网络密度无关，只与子信道个数有关，因此该方案找到最优子信道个数以及相应的最优载波分配比例，可以适用于该模型下的不同网络密度的场景。
相应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理装置，参见图7，该装置可以包括：
获得单元701，用于获得待管理的超密集网络中各个用户终端对应的干扰列表；其中，一个用户终端对应的干扰列表中所记录的干扰用户终端包括：超密集网络中的、对该用户终端具有潜在信号干扰的用户终端；干扰列表中的各个干扰用户终端按照潜在干扰强度值降低的方式进行排列；
查找单元702，用于从各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端，按照潜在干扰强度值降低的方式从该用户终端对应的干扰列表中查找一个干扰用户终端，并将该用户终端添加至该干扰用户终端所在的分组，得到一个预分组集合；当得到一个预分组集合之后，依次触发构建单元、计算单元和更新单元；
构建单元703，用于基于该预分组集合构建超密集网络中所有用户终端所对应的冲突图；在冲突图中，同一基站对应的任意两个用户终端相连接；该预分组集合中一个预分组中的用户终端相连接；该预分组集合中一个预分组中的一个用户终端与该预分组中另一个用户终端所接入基站的所有用户终端相连接；其中，相连接的两个用户终端之间具有潜在信号强干扰；
计算单元704，用于当构建得到冲突图后，基于优先消除该冲突图中潜在最强信号干扰的原则，计算该冲突图对应的、超密集网络中各个用户终端的信道资源预分配结果及吞吐量总和；
更新单元705，用于当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和相对于该预分组集合的上一个预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和增加时，利用该预分组集合来更新超密集网络的网络划分，并执行触发查找单元702；
确定单元706，用于当针对更新单元705中的该预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和相对于该预分组集合的上一个预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和未增加，且任意一种由查找单元702所得到的预分组集合使得所有用户终端的吞吐量总和不再增加时，将最大吞吐量总和所对应的信道资源预分配结果确定为各个用户终端的信道资源分配结果。
应用本发明实施例提供的装置，电子设备可以获得待管理的超密集网络中各个用户终端对应的干扰列表。由于一个用户终端对应的干扰列表中记录有：该超密集网络中的对该用户终端具有潜在信号干扰的干扰用户终端，而且干扰列表中的各个干扰用户终端是按照潜在干扰强度值降低的方式进行排列的。因而可以从各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端，并按照潜在干扰强度值降低的方式从该用户终端对应的干扰列表中查找一个干扰用户终端。其中，当该用户终端和该干扰用户终端分配得到同信道资源时，该用户终端和该干扰用户终端之间存在信号强干扰。因而可以将该用户终端添加到该干扰用户终端所在的分组中，从而得到一个预分组集合。并在后续分配资源时，尽量为该预分组集合中处于同一预分组中的用户分配正交信道资源，以降低网络中的信号强干扰。
然后，基于该预分组集合构建一个冲突图，该冲突图中相连接的两个用户终端之间存在信号强干扰。并且，在该冲突图中，该预分组集合中一个预分组中的用户终端相连接，同一基站对应的任意两个用户终端相连接，该预分组中一个用户终端与该预分组中另一个用户终端所在基站的所有用户终端相连接。这样，可以构建得到一种记录有强干扰关系的冲突图，然后可以基于该冲突图对各个用户的信道资源进行预分配，并基于该结果计算超密集网络中各个用户终端的吞吐量总和。其中，由于冲突图中相连接的两个用户终端存在信号强干扰，因而应尽量给相连接的两个用户终端分配正交信道资源，即不同的信道资源，从而可以降低超密集网络中的信号强干扰，使得获得较好的网络性能。
当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到吞吐量总和相对于该预分组集合的上一预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和增加时，利用该预分组集合来更新超密集网络的网络划分，并触发从各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端的操作。直到当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到吞吐量总和相对于该预分组集合的上一预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和未增加，且通过上述分组方式得到的每一种预分组集合使得各个用户终端的吞吐量总和不再增加时，则表明最大吞吐量总和对应的预分组为最准确地干扰预测，此时可以将最大吞吐量总和对应的信道资源预分配结果确定为所述各个用户终端的信道资源分配结果，从而能够提升超密集网络的吞吐量。
可选地，在本发明实施例中，计算单元704可以包括：
确定子单元，用于确定该冲突图中所包含的各个连通图；其中，任意两个连通图之间的用户终端不相连；一个连通图中任意两个相连接的用户终端具有强干扰关系；
预测子单元，用于针对每个连通图，基于距离感知方式或干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，作为该连通图所对应的目标用户终端；
更新子单元，用于针对每个连通图，给该连通图对应的目标用户终端优先进行信道资源预分配，并对该连通图中未预分配信道资源的用户终端进行更新；
触发子单元，用于针对每个连通图，当执行更新操作后该连通图中未预分配信道资源的用户终端的数目不为零时，触发基于距离感知方式或干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，确定为该连通图对应的目标用户终端的操作；
获得子单元，用于基于各个目标用户终端预分配得到的信道资源，获得该冲突图对应的、超密集网络中各个用户终端的信道资源预分配结果及吞吐量总和。
可选地，在本发明的一种实施例中，预测子单元具体可以用于：
针对每个连通图，利用预设距离调和平均数计算公式，对该连通图中每一个未预分配信道资源的用户终端的距离调和平均数进行计算；
针对每个连通图，将该连通图中最小距离调和平均数所对应的未预分配信道资源的用户终端，确定为该连通图所对应的目标用户终端；
其中，预设距离调和平均数计算公式为：
其中，HMD(i)表示距离调和平均数；A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，UT\A表示连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，di,j表示从用户终端i到用户终端j所接入基站的距离，dj,i表示从用户终端j到用户终端i所接入基站的距离。
可选地，在本发明的另一种实施例中，预测子单元具体可以用于：
针对每个连通图，利用第一干扰强度值总和计算公式或第二干扰强度值总和计算公式，分别对该连通图中每一个未预分配信道资源的用户终端所对应第一干扰强度值总和或第二干扰强度值总和进行计算；
针对每个连通图，将该连通图中最大第一干扰强度值总和或最大第二干扰强度值总和所对应的未预分配信道资源的用户终端，确定为该连通图所对应的目标用户终端；
其中，第一干扰强度值总和计算公式为：
其中，MIO(i)表示第一干扰强度值总和；A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，UT\A表示连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，Ii,j代表用户终端i受到的来自用户终端j所接入基站的干扰强度值；Ij,i代表用户终端j受到的来自用户终端i所接入基站的干扰强度值；
第二干扰强度值计算公式为：
其中，SIO(i)表示第二干扰强度值总和；A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，UT\A表示连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，Ii,j代表用户终端i受到的来自用户终端j所接入基站的干扰强度值；Ij,i代表用户终端j受到的来自用户终端i所接入基站的干扰强度值。
可选地，在本发明实施例中，装置还可以包括：
第一判断单元，用于在确定一连通图所对应的目标用户终端后，判断该目标用户终端所接入基站是否存在空闲信道资源；空闲信道资源是指：该目标用户终端所接入基站的所有信道资源中的、未被与该目标用户终端相连接的用户终端所使用的信道资源；
预分配单元，用于当第一判断单元判断为是时，将空闲信道资源中一个空闲信道资源预分配给该目标用户终端；其中，一个空闲信道资源包含多个资源块RB；用于当第一判断单元判断为否是，按照取得最大净收益原则给该目标用户终端预分配信道资源。
可选地，在本发明实施例中，装置还可以包括：
第二判断单元，用于在将最大吞吐量总和所对应的信道资源预分配结果确定为各个用户终端的信道资源分配结果之后，将超密集网络中每个基站中未被使用的信道资源预分配给相应基站所接入的用户终端后，分别判断超密集网络的吞吐量总和是否提升；
分配单元，用于当第二判断单元判断为是时，按照信道资源分配结果给各个用户终端分配信道资源，并将超密集网络中每个基站中未被使用的信道资源分配给相应基站所接入的用户终端。
相应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种电子设备，如图8所示，包括处理器801、通信接口802、存储器803和通信总线804，其中，处理器801，通信接口802，存储器803通过通信总线804完成相互间的通信，
存储器803，用于存放计算机程序；
处理器801，用于执行存储器803上所存放的程序时，实现本发明实施例提供的任一项用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法实施例的方法步骤。
在本发明实施例中，电子设备可以获得待管理的超密集网络中各个用户终端对应的干扰列表。由于一个用户终端对应的干扰列表中记录有：该超密集网络中的对该用户终端具有潜在信号干扰的干扰用户终端，而且干扰列表中的各个干扰用户终端是按照潜在干扰强度值降低的方式进行排列的。因而可以从各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端，并按照潜在干扰强度值降低的方式从该用户终端对应的干扰列表中查找一个干扰用户终端。其中，当该用户终端和该干扰用户终端分配得到同信道资源时，该用户终端和该干扰用户终端之间存在信号强干扰。因而可以将该用户终端添加到该干扰用户终端所在的分组中，从而得到一个预分组集合。并在后续分配资源时，尽量为该预分组集合中处于同一预分组中的用户分配正交信道资源，以降低网络中的信号强干扰。
然后，基于该预分组集合构建一个冲突图，该冲突图中相连接的两个用户终端之间存在信号强干扰。并且，在该冲突图中，该预分组集合中一个预分组中的用户终端相连接，同一基站对应的任意两个用户终端相连接，该预分组中一个用户终端与该预分组中另一个用户终端所在基站的所有用户终端相连接。这样，可以构建得到一种记录有强干扰关系的冲突图，然后可以基于该冲突图对各个用户的信道资源进行预分配，并基于该结果计算超密集网络中各个用户终端的吞吐量总和。其中，由于冲突图中相连接的两个用户终端存在信号强干扰，因而应尽量给相连接的两个用户终端分配正交信道资源，即不同的信道资源，从而可以降低超密集网络中的信号强干扰，使得获得较好的网络性能。
当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到吞吐量总和相对于该预分组集合的上一预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和增加时，利用该预分组集合来更新超密集网络的网络划分，并触发从各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端的操作。直到当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到吞吐量总和相对于该预分组集合的上一预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和未增加，且通过上述分组方式得到的每一种预分组集合使得各个用户终端的吞吐量总和不再增加时，则表明最大吞吐量总和对应的预分组为最准确地干扰预测，此时可以将最大吞吐量总和对应的信道资源预分配结果确定为所述各个用户终端的信道资源分配结果，从而能够提升超密集网络的吞吐量。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
相应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的任一项用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法实施例的方法步骤。
本发明实施例提供的可读存储介质中存储的计算机程序被电子设备的处理器执行后，电子设备可以获得待管理的超密集网络中各个用户终端对应的干扰列表。由于一个用户终端对应的干扰列表中记录有：该超密集网络中的对该用户终端具有潜在信号干扰的干扰用户终端，而且干扰列表中的各个干扰用户终端是按照潜在干扰强度值降低的方式进行排列的。因而可以从各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端，并按照潜在干扰强度值降低的方式从该用户终端对应的干扰列表中查找一个干扰用户终端。其中，当该用户终端和该干扰用户终端分配得到同信道资源时，该用户终端和该干扰用户终端之间存在信号强干扰。因而可以将该用户终端添加到该干扰用户终端所在的分组中，从而得到一个预分组集合。并在后续分配资源时，尽量为该预分组集合中处于同一预分组中的用户分配正交信道资源，以降低网络中的信号强干扰。
然后，基于该预分组集合构建一个冲突图，该冲突图中相连接的两个用户终端之间存在信号强干扰。并且，在该冲突图中，该预分组集合中一个预分组中的用户终端相连接，同一基站对应的任意两个用户终端相连接，该预分组中一个用户终端与该预分组中另一个用户终端所在基站的所有用户终端相连接。这样，可以构建得到一种记录有强干扰关系的冲突图，然后可以基于该冲突图对各个用户的信道资源进行预分配，并基于该结果计算超密集网络中各个用户终端的吞吐量总和。其中，由于冲突图中相连接的两个用户终端存在信号强干扰，因而应尽量给相连接的两个用户终端分配正交信道资源，即不同的信道资源，从而可以降低超密集网络中的信号强干扰，使得获得较好的网络性能。
当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到吞吐量总和相对于该预分组集合的上一预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和增加时，利用该预分组集合来更新超密集网络的网络划分，并触发从各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端的操作。直到当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到吞吐量总和相对于该预分组集合的上一预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和未增加，且通过上述分组方式得到的每一种预分组集合使得各个用户终端的吞吐量总和不再增加时，则表明最大吞吐量总和对应的预分组为最准确地干扰预测，此时可以将最大吞吐量总和对应的信道资源预分配结果确定为所述各个用户终端的信道资源分配结果，从而能够提升超密集网络的吞吐量。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备和计算机可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理方法，其特征在于，所述方法包括：
S101、获得待管理的超密集网络中各个用户终端对应的干扰列表；其中，一个用户终端对应的干扰列表中所记录的干扰用户终端包括：所述超密集网络中的、对该用户终端具有潜在信号干扰的用户终端；干扰列表中的各个干扰用户终端按照潜在干扰强度值降低的方式进行排列；
S102、从所述各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端，按照潜在干扰强度值降低的方式从该用户终端对应的干扰列表中查找一个干扰用户终端，并将该用户终端添加至该干扰用户终端所在的分组，得到一个预分组集合；当得到一个预分组集合之后，执行步骤A至步骤C；
步骤A、基于该预分组集合构建所述超密集网络中所有用户终端所对应的冲突图；在所述冲突图中，同一基站对应的任意两个用户终端相连接；所述预分组集合中一个预分组中的用户终端相连接；所述预分组集合中一个预分组中的一个用户终端与该预分组中另一个用户终端所接入基站的所有用户终端相连接；其中，相连接的两个用户终端之间具有潜在信号强干扰；
步骤B、当构建得到所述冲突图后，基于优先消除该冲突图中潜在最强信号干扰的原则，计算该冲突图对应的、所述超密集网络中各个用户终端的信道资源预分配结果及吞吐量总和；
步骤C、当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和相对于该预分组集合的上一个预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和增加时，利用该预分组集合来更新超密集网络的网络划分，并执行步骤S102；
S103、当针对步骤C中的该预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和相对于该预分组集合的上一个预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和未增加，且任意一种由步骤S102得到的预分组集合使得所述所有用户终端的吞吐量总和不再增加时，将最大吞吐量总和所对应的信道资源预分配结果确定为所述各个用户终端的信道资源分配结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于优先消除该冲突图中潜在最强信号干扰的原则，计算该冲突图对应的、所述超密集网络中各个用户终端的信道资源预分配结果及吞吐量总和的步骤，包括：
确定该冲突图中所包含的各个连通图；其中，任意两个连通图之间的用户终端不相连；一个连通图中任意两个相连接的用户终端具有强干扰关系；
针对每个连通图，基于距离感知方式或干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，作为该连通图所对应的目标用户终端；
针对每个连通图，给该连通图对应的目标用户终端优先进行信道资源预分配，并对该连通图中未预分配信道资源的用户终端进行更新；
针对每个连通图，当执行更新操作后该连通图中未预分配信道资源的用户终端的数目不为零时，触发所述基于距离感知方式或干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，确定为该连通图对应的目标用户终端的操作；
基于各个目标用户终端预分配得到的信道资源，获得该冲突图对应的、所述超密集网络中各个用户终端的信道资源预分配结果及吞吐量总和。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，针对每个连通图，基于距离感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，作为该连通图所对应的目标用户终端的步骤，包括：
针对每个连通图，利用预设距离调和平均数计算公式，对该连通图中每一个未预分配信道资源的用户终端的距离调和平均数进行计算；
针对每个连通图，将该连通图中最小距离调和平均数所对应的未预分配信道资源的用户终端，确定为该连通图所对应的目标用户终端；
其中，所述预设距离调和平均数计算公式为：
其中，所述HMD(i)表示距离调和平均数；所述A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，所述UT\A表示所述连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，所述di,j表示从用户终端i到用户终端j所接入基站的距离，所述dj,i表示从用户终端j到用户终端i所接入基站的距离。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，针对每个连通图，基于干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，作为该连通图所对应的目标用户终端的步骤，包括：
针对每个连通图，利用第一干扰强度值总和计算公式或第二干扰强度值总和计算公式，分别对该连通图中每一个未预分配信道资源的用户终端所对应第一干扰强度值总和或第二干扰强度值总和进行计算；
针对每个连通图，将该连通图中最大第一干扰强度值总和或最大第二干扰强度值总和所对应的未预分配信道资源的用户终端，确定为该连通图所对应的目标用户终端；
其中，所述第一干扰强度值总和计算公式为：
其中，所述MIO(i)表示第一干扰强度值总和；所述A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，所述UT\A表示所述连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，Ii,j代表用户终端i受到的来自用户终端j所接入基站的干扰强度值；Ij,i代表用户终端j受到的来自用户终端i所接入基站的干扰强度值；
所述第二干扰强度值计算公式为：
其中，所述SIO(i)表示第二干扰强度值总和；所述A表示连通图T中已预分配信道资源的用户终端j的集合，所述UT\A表示所述连通图T中未预分配信道资源的用户终端i的集合，所述Ii,j代表用户终端i受到的来自用户终端j所接入基站的干扰强度值；所述Ij,i代表用户终端j受到的来自用户终端i所接入基站的干扰强度值。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在确定一连通图所对应的目标用户终端后，所述方法还包括：
判断该目标用户终端所接入基站是否存在空闲信道资源；所述空闲信道资源是指：该目标用户终端所接入基站的所有信道资源中的、未被与该目标用户终端相连接的用户终端所使用的信道资源；
若是，将所述空闲信道资源中一个空闲信道资源预分配给该目标用户终端；其中，一个空闲信道资源包含多个资源块RB；
若不存在所述空闲信道资源，按照取得最大净收益原则给该目标用户终端预分配信道资源。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述将最大吞吐量总和所对应的信道资源预分配结果确定为所述各个用户终端的信道资源分配结果的步骤之后，还包括：
将所述超密集网络中每个基站中未被使用的信道资源预分配给相应基站所接入的用户终端后，分别判断所述超密集网络的吞吐量总和是否提升；
若提升，按照所述信道资源分配结果给所述各个用户终端分配信道资源，并将所述超密集网络中每个基站中未被使用的信道资源分配给相应基站所接入的用户终端。
7.一种用户为中心的基于分组博弈的超密集网络干扰管理装置，其特征在于，所述装置包括：
获得单元，用于获得待管理的超密集网络中各个用户终端对应的干扰列表；其中，一个用户终端对应的干扰列表中所记录的干扰用户终端包括：所述超密集网络中的、对该用户终端具有潜在信号干扰的用户终端；干扰列表中的各个干扰用户终端按照潜在干扰强度值降低的方式进行排列；
查找单元，用于从所述各个用户终端中选出一个未经过分组尝试的用户终端，按照潜在干扰强度值降低的方式从该用户终端对应的干扰列表中查找一个干扰用户终端，并将该用户终端添加至该干扰用户终端所在的分组，得到一个预分组集合；当得到一个预分组集合之后，执行步骤A至步骤C；
所述构建单元，用于基于该预分组集合构建所述超密集网络中所有用户终端所对应的冲突图；在所述冲突图中，同一基站对应的任意两个用户终端相连接；所述预分组集合中一个预分组中的用户终端相连接；所述预分组集合中一个预分组中的一个用户终端与该预分组中另一个用户终端所接入基站的所有用户终端相连接；其中，相连接的两个用户终端之间具有潜在信号强干扰；
所述计算单元，用于当构建得到所述冲突图后，基于优先消除该冲突图中潜在最强信号干扰的原则，计算该冲突图对应的、所述超密集网络中各个用户终端的信道资源预分配结果及吞吐量总和；
所述更新单元，用于当针对该预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和相对于该预分组集合的上一个预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和增加时，利用该预分组集合来更新超密集网络的网络划分，并执行触发所述查找单元；
确定单元，用于当针对所述更新单元中的该预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和相对于该预分组集合的上一个预分组集合对应的冲突图计算得到的吞吐量总和未增加，且任意一种由步骤S102得到的预分组集合使得所述所有用户终端的吞吐量总和不再增加时，将最大吞吐量总和所对应的信道资源预分配结果确定为所述各个用户终端的信道资源分配结果。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括：
确定子单元，用于确定该冲突图中所包含的各个连通图；其中，任意两个连通图之间的用户终端不相连；一个连通图中任意两个相连接的用户终端具有强干扰关系；
预测子单元，用于针对每个连通图，基于距离感知方式或干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，作为该连通图所对应的目标用户终端；
更新子单元，用于针对每个连通图，给该连通图对应的目标用户终端优先进行信道资源预分配，并对该连通图中未预分配信道资源的用户终端进行更新；
触发子单元，用于针对每个连通图，当执行更新操作后该连通图中未预分配信道资源的用户终端的数目不为零时，触发所述基于距离感知方式或干扰感知方式，预测该连通图中未预分配信道资源的用户终端中与已预分配信道资源的所有用户终端会形成最强信号干扰的用户终端，确定为该连通图对应的目标用户终端的操作；
获得子单元，用于基于各个目标用户终端预分配得到的信道资源，获得该冲突图对应的、所述超密集网络中各个用户终端的信道资源预分配结果及吞吐量总和。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-6中任一所述的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一所述的方法步骤。
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