CN113645628A - 基于累积干扰网络干扰对齐的信道资源分配方法 - Google Patents

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CN113645628A CN202110907486.7A CN202110907486A CN113645628A CN 113645628 A CN113645628 A CN 113645628A CN 202110907486 A CN202110907486 A CN 202110907486A CN 113645628 A CN113645628 A CN 113645628A
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Abstract

本发明提出了一种基于累积干扰网络干扰对齐的信道资源分配方法，实现步骤为：构建干扰冲突图；构建弦化冲突图；计算弦化冲突图的极大团及其负载；获取弦化冲突图的最大独立三元素极大团集合；对每个最大独立三元素极大团包含顶点对应的微基站和微用户进行干扰对齐；为弦化冲突图中微基站到微用户的链路分配子信道。本发明通过构建累积干扰网络构建干扰冲突图，并获取最大独立三元素极大团集合，然后对每个最大独立三元素极大团包含顶点对应的微基站和微用户进行干扰对齐，最后对干扰对齐后的最大独立三元素极大团的顶点分配子信道集合，充分考虑了累积干扰场景存在较大的误差的影响，提高了用户的满意率，进而提高了信道资源的利用率。

Description

基于累积干扰网络干扰对齐的信道资源分配方法
技术领域
本发明属于通信技术领域，涉及一种信道资源分配方法，具体涉及一种基于累积干扰网络干扰对齐的信道资源分配方法。
背景技术
第六代移动通信系统将有极高的节点密度、极高的频带、极高的混合类型的数据量、高度的网络异构性和设备异构性等特点。极高的节点密度带来网络致密化，网络致密化成为未来无线网络发展的方向。随着小区空间复用的增强，小区用户受到的累积干扰不断增加。累积干扰制约了基站向用户端传输的性能，降低了资源利用率，使得在致密网络下的干扰成为制约网络性能的主要因素。
资源分配通过分配正交的资源实现无干扰传输。目前主要的通信信道资源包括频率资源、功率资源等。其中，信道频率资源分配通过分配基站到用户终端设备的带宽和通信信道，避免共享网络中的同信道干扰，从而实现最大化频谱效率。然而指数级激增的用户终端设备数和有限的蜂窝网络的信道频率资源，导致信道资源分配的复杂度增加，且链路利用率降低。
针对上述问题，例如西安电子科技大学在其申请的专利文献“异构网络中基于弦图着色的联合干扰对齐与资源分配方法”(申请号：202110102281.1，申请公布号：CN112954806 A)中，公开了一种异构网络中基于弦图着色的联合干扰对齐与资源分配方法。该方法首先根据用户的子信道数目需求和资源冲突关系构造冲突图，并基于最大基数搜索算法构造弦化冲突图，接着对每一个干扰对齐簇构造转化冲突图，再使用最大加权子图算法计算弦化冲突图以及转化冲突图的满意用户数选取干扰对齐簇，最后基于完美消除序列为每个链路分配子信道。该方法降低了信道资源分配的复杂度，但其存在的不足之处在于，未考虑累积干扰，对于弱干扰累积形成强干扰的场景存在较大的误差，导致信道资源的利用率较低。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术存在的缺陷，提出了一种基于累积干扰网络干扰对齐的信道资源分配方法，用于解决现有技术中存在的信道资源利用率较低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括如下步骤：
(1)构建干扰冲突图：
(1a)构建包括宏基站、覆盖半径均为r的I个微基站B＝{Bi|1≤i≤I}、与B对应的I个微用户H＝{Hi|1≤i≤I}、K个可用子信道资源R＝{R1,...,Rk,...,RK}的累积干扰网络；其中，I≥3，Bi表示配置有M根天线且坐标位置
Figure BDA0003202316800000021
服从随机分布的第i个微基站，M≥2，Hi表示Bi对应的配置有N根天线且坐标位置
Figure BDA0003202316800000022
服从
Figure BDA0003202316800000023
的第i个微用户，Rk表示第k个可用子信道，N≥2，K≥2；
(1b)计算每个微基站Bi与每个微用户Hi之间的距离
Figure BDA0003202316800000024
并通过
Figure BDA0003202316800000025
以及Bi的信号发射功率Pi计算每个微用户Hi受到其对应的微基站Bi的期望信号强度
Figure BDA0003202316800000026
以及每个微用户Hi受到除Bi以外的其它I-1个微基站的干扰信号强度
Figure BDA0003202316800000027
然后通过
Figure BDA0003202316800000028
和
Figure BDA0003202316800000029
计算每个微用户Hi受到除Bi以外的其它I-1个微基站的干扰信号比
Figure BDA00032023168000000210
Figure BDA00032023168000000211
Figure BDA00032023168000000212
Figure BDA00032023168000000213
其中，α表示值为非负实数的路径损耗参数；
(1c)构建以每个微基站Bi及其对应的微用户Hi的链路为顶点Y＝{y1,...,yi,...,yI}，以每个顶点yi对应的微用户Hi的子信道需求数为顶点权重Z＝{Z1,...,Zi,...ZI}，以每个微用户Hi受到除Bi以外的其它I-1个微基站的干扰信号比
Figure BDA00032023168000000214
满足
Figure BDA00032023168000000215
的链路为边的干扰冲突图，其中，Zi表示yi的权重，Γ表示构成冲突的干扰信号比阈值，0＜Γ＜1；
(2)构建弦化冲突图：
(2a)构建以Bi为行索引、Hi为列索引，以主对角线上的每个元素的值为0，除主对角线以外的每个元素
Figure BDA0003202316800000031
的值为
Figure BDA0003202316800000032
的干扰冲突图的I×I维邻接矩阵U，并判断
Figure BDA0003202316800000033
是否成立，若是，执行步骤(2b)，否则，将不满足条件的
Figure BDA0003202316800000034
置0，并执行步骤(2b)；
(2b)计算邻接矩阵U每一列元素值
Figure BDA0003202316800000035
的和
Figure BDA0003202316800000036
并判断U中是否存在一列元素值的和
Figure BDA0003202316800000037
满足
Figure BDA0003202316800000038
t∈I，若是，执行步骤(2c)；否则，将所有列的所有元素值置0，并执行步骤(2e)；
(2c)判断每一列元素值
Figure BDA0003202316800000039
的和
Figure BDA00032023168000000310
是否满足
Figure BDA00032023168000000311
若是，将
Figure BDA00032023168000000312
对应的列的所有列元素值置0，并执行步骤(2d)，否则，执行步骤(2d)；
(2d)找出U中值
Figure BDA00032023168000000313
最大的元素
Figure BDA00032023168000000314
max∈I，在干扰冲突图中给Bmax所在链路对应的顶点和Hmax所在链路对应的顶点连线形成新的边，将
Figure BDA00032023168000000315
和
Figure BDA00032023168000000316
关于主对角线对称的元素
Figure BDA00032023168000000317
的值
Figure BDA00032023168000000318
置0；
(2e)判断邻接矩阵U中每一个
Figure BDA00032023168000000319
是否都为0，若是，则干扰冲突图为累积干扰冲突图，采用最大基数搜索算法对累积干扰冲突图进行弦化，得到弦化冲突图，否则执行步骤(2b)；
(3)计算弦化冲突图的极大团及其负载：
(3a)采用最大基数算法计算弦化冲突图的完美消除序列，并根据完美消除序列列举弦化冲突图的极大团，得到极大团集合C＝{C1,...,Cl,...CL}，其中，L表示极大团的个数，L≥2，Cl表示第l个极大团；
(3b)计算每个极大团Cl的负载CLl，得到弦化冲突图的负载集合CL＝{CL1,...,CLl,...CLL}，CLl的计算公式为：
Figure BDA00032023168000000320
(4)获取弦化冲突图的最大独立三元素极大团集合：
(4a)选取极大团集合C中S个大小为3的三元素极大团G1＝{g1,g2,…,gs,…gS}，并根据gs从极大团集合C选出满足
Figure BDA00032023168000000321
的极大团子集合CL1(gs)，以及满足
Figure BDA0003202316800000041
的极大团子集合CL2(gs)，其中，gs表示第s个三元素极大团；
(4b)选取三元素极大团集合G1中满足存在唯一的CL1(gs)满足CLl(gs)＞K，且所有的CL2(gs)满足CLl(gs)-|gs∩CL2(gs)|+2≤K的三元素极大团，组成预选三元素极大团集合G2＝{g1,…,gs',…,gS'}，其中，|·|表示取基数，S'表示集合G2元素个数，gs'表示第s'个预选三元素极大团；
(4c)采用贪婪算法从预选三元素极大团集合G2挑选出最多的满足包含的顶点互不重合且包含的顶点在弦化冲突图中互不相邻的预选三元素极大团，组成最大独立三元素极大团集合G3＝{g1,g2,…,gs”,…gS”}，其中，S”表示最大独立三元素极大团集合元素个数，gs”表示第s”个最大独立三元素极大团；
(5)对每个最大独立三元素极大团包含顶点对应的微基站和微用户进行干扰对齐：
对每个最大独立三元素极大团gs”包含的顶点对应的三个微基站与三个微用户进行干扰对齐，得到干扰对齐后的最大独立三元素极大团集合
Figure BDA0003202316800000042
其中，
Figure BDA0003202316800000043
表示gs”的干扰对齐结果；
(6)为弦化冲突图中微基站到微用户的链路分配子信道：
(6a)根据弦化冲突图的顶点间的邻接关系，对属于
Figure BDA0003202316800000044
的不相邻的顶点分配一个大小等于三元素极大团干扰对齐子信道需求数的相同的子信道集合，并按照完美消除序列的逆序，依次给不属于
Figure BDA0003202316800000045
的顶点分配一个大小等于该顶点权重值的与邻接顶点已被分配的子信道不相同的子信道集合；
(6b)判断每个不属于
Figure BDA0003202316800000046
的顶点是否都被分配了子信道集合，若是，结束分配，否则，给未被分配子信道的顶点重新分配子信道集合。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
本发明通过构建累积干扰网络构建干扰冲突图，并获取基于干扰冲突图的弦化冲突图的最大独立三元素极大团集合，然后对每个最大独立三元素极大团包含顶点对应的微基站和微用户进行干扰对齐，最后根据弦化冲突图的顶点间的邻接关系对干扰对齐后的最大独立三元素极大团的顶点分配子信道集合，充分考虑了累积干扰场景存在较大的误差的影响，提高了用户的满意率，进而提高了信道资源的利用率。
附图说明
图1是本发明的实现流程图；
图2是本发明与现有技术用户满意率的仿真结果对比图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细描述：
参照图1，本发明包括如下步骤：
步骤1)构建干扰冲突图：
(1a)构建包括宏基站、覆盖半径均为r＝20m的I个微基站B＝{Bi|1≤i≤I}、与B对应的I个微用户H＝{Hi|1≤i≤I}、K个可用子信道资源R＝{R1,…,Rk,…,RK}的累积干扰网络；其中，I＝15，Bi表示配置有M根天线且坐标位置
Figure BDA0003202316800000051
服从在100×100m2正方形范围内随机分布的第i个微基站，M＝2，Hi表示Bi对应的配置有N根天线且坐标位置
Figure BDA0003202316800000052
服从
Figure BDA0003202316800000053
的第i个微用户，Rk表示第k个可用子信道，N＝2，K＝3；
(1b)计算每个微基站Bi与每个微用户Hi之间的距离
Figure BDA0003202316800000054
并通过
Figure BDA0003202316800000055
以及Bi的信号发射功率Pi计算每个微用户Hi受到其对应的微基站Bi的期望信号强度
Figure BDA0003202316800000056
以及每个微用户Hi受到除Bi以外的其它I-1个微基站的干扰信号强度
Figure BDA0003202316800000057
然后通过
Figure BDA0003202316800000058
和
Figure BDA0003202316800000059
计算每个微用户Hi受到除Bi以外的其它I-1个微基站的干扰信号比
Figure BDA00032023168000000510
Figure BDA00032023168000000511
Figure BDA00032023168000000512
Figure BDA0003202316800000061
其中，α＝3表示值为非负实数的路径损耗参数，Pi随机取10～20mW；
(1c)构建以每个微基站Bi及其对应的微用户Hi的链路为顶点Y＝{y1,…,yi,…,yI}，以每个顶点yi对应的微用户Hi的子信道需求数为顶点权重Z＝{Z1,…,Zi,…ZI}，以每个微用户Hi受到除Bi以外的其它I-1个微基站的干扰信号比
Figure BDA0003202316800000062
满足
Figure BDA0003202316800000063
的链路为边的干扰冲突图，干扰冲突图的每条边表示对应链路存在强干扰，每条边的两个顶点需进行干扰对齐的信道资源分配以提高用户满意率，其中，Zi表示yi的权重，Γ表示构成冲突的干扰信号比阈值，当链路的干扰信号比
Figure BDA0003202316800000064
时链路之间存在强干扰，当链路的干扰信号比
Figure BDA0003202316800000065
时链路之间存在弱干扰，Γ＝0.1；
步骤2)构建弦化冲突图：
(2a)选择部分弱干扰，将其视作可以通过分配子信道消除的强干扰，同时为这些弱干扰所在链路构建边，并将未被选择的弱干扰忽略，使得同一微用户收到的弱干扰的干扰信号强度之和小于构成冲突的干扰信号比阈值，从而达到消除弱干扰的目的。为了能清楚的分析每个微基站和微用户的链路的干扰信号比，构建以Bi为行索引、Hi为列索引，以主对角线上的每个元素的值为0，除主对角线以外的每个元素
Figure BDA0003202316800000066
的值为
Figure BDA0003202316800000067
的干扰冲突图的I×I维邻接矩阵U，并判断
Figure BDA0003202316800000068
是否成立，若是，满足条件的
Figure BDA0003202316800000069
对应的链路之间存在弱干扰或者不存在干扰，执行步骤(2b)，否则，不满足条件的
Figure BDA00032023168000000610
对应的链路之间存在强干扰，但由于在构建干扰冲突图时已将这些链路对应的边连接，不需要通过邻接矩阵再次连接边，因此将不满足条件的
Figure BDA00032023168000000611
置0，并执行步骤(2b)；
(2b)计算邻接矩阵U每一列元素值
Figure BDA00032023168000000612
的和
Figure BDA00032023168000000613
并判断U中是否存在一列元素值的和
Figure BDA00032023168000000614
满足
Figure BDA00032023168000000615
t∈I，若是，存在满足条件的列对应的微用户Ht收到除Bt外的微基站的干扰信号强度之和大于构成冲突的干扰信号比阈值，对微用户Ht的弱干扰累积形成累积干扰，并执行步骤(2c)；否则，不存在满足条件的列，无法形成累积干扰，因此不满足条件的列对应的微用户收到的干扰可以忽略，将所有列的所有元素值置0，并执行步骤(2e)，其中，Ht表示满足
Figure BDA0003202316800000071
的列对应的微用户，Bt表示Ht对应的微基站；
(2c)判断每一列元素值
Figure BDA0003202316800000072
的和
Figure BDA0003202316800000073
是否满足
Figure BDA0003202316800000074
若是，满足条件的列对应的微用户收到的干扰可以忽略，将
Figure BDA0003202316800000075
对应的列的所有列元素值置0，并执行步骤(2d)，否则，执行步骤(2d)；
(2d)为了得到最大的用户满意度，应构建最少的边，为了使用最少的边限制干扰，按照干扰信号比从大到小的顺序连边。找出U中值
Figure BDA0003202316800000076
最大的元素
Figure BDA0003202316800000077
max∈I，在干扰冲突图中给Bmax所在链路对应的顶点和Hmax所在链路对应的顶点连线形成新的边，将
Figure BDA0003202316800000078
和
Figure BDA0003202316800000079
关于主对角线对称的元素
Figure BDA00032023168000000710
的值
Figure BDA00032023168000000711
置0；
(2e)判断邻接矩阵U中每一个
Figure BDA00032023168000000712
是否都为0，若是，则干扰冲突图为累积干扰冲突图，采用最大基数搜索算法对累积干扰冲突图进行弦化，得到弦化冲突图，否则执行步骤(2b)；
步骤3)计算弦化冲突图的极大团及其负载：
(3a)每个极大团表示极大团的顶点两两之间存在冲突，需要给顶点分配子信道以消除冲突。但是直接列举极大团复杂度高，而完美消除序列可以在多项式时间内列举极大团。采用最大基数算法计算弦化冲突图的完美消除序列，并根据完美消除序列列举弦化冲突图的极大团，得到极大团集合C＝{C1,…,Cl,…CL}，其中，L表示极大团的个数，L≥2，Cl表示第l个极大团；
(3b)计算每个极大团Cl的负载CLl，得到弦化冲突图的负载集合CL＝{CL1,…,CLl,…CLL}，CLl的计算公式为：
Figure BDA00032023168000000713
步骤4)获取弦化冲突图的最大独立三元素极大团集合：
(4a)选取极大团集合C中S个大小为3的三元素极大团G1＝{g1,g2,...,gs,...gS}，并根据gs从极大团集合C选出满足
Figure BDA00032023168000000714
的极大团子集合CL1(gs)，以及满足
Figure BDA0003202316800000081
的极大团子集合CL2(gs)，其中，gs表示第s个三元素极大团；
(4b)选取三元素极大团集合G1中满足存在唯一的CL1(gs)满足CLl(gs)＞K，且所有的CL2(gs)满足CLl(gs)-|gs∩CL2(gs)|+2≤K的三元素极大团，组成预选三元素极大团集合G2＝{g1,...,gs',...,gS'}，累积干扰网络对满足条件的预选三元素极大团gs'包含的顶点对应的三个微基站与三个微用户进行干扰对齐比不进行干扰对齐有更高的满意用户率，其中，|·|表示取基数，S'表示集合G2元素个数，gs'表示第s'个预选三元素极大团；
(4c)为提高用户满意率，需要选出尽可能多的预选三元素极大团进行干扰对齐，采用贪婪算法从预选三元素极大团集合G2挑选出最多的满足包含的顶点互不重合且包含的顶点在弦化冲突图中互不相邻的预选三元素极大团，组成最大独立三元素极大团集合G3＝{g1,g2,...,gs”,...gS”}，其中，S”表示最大独立三元素极大团集合元素个数，gs”表示第s”个最大独立三元素极大团；
步骤5)对每个最大独立三元素极大团包含顶点对应的微基站和微用户进行干扰对齐：
对每个最大独立三元素极大团gs”包含的顶点对应的三个微基站与三个微用户进行干扰对齐，以消除微基站对其不对应的微用户的干扰，得到干扰对齐后的最大独立三元素极大团集合
Figure BDA0003202316800000082
其中，
Figure BDA0003202316800000083
表示gs”的干扰对齐结果；
步骤6)为弦化冲突图中微基站到微用户的链路分配子信道：
(6a)根据弦化冲突图的顶点间的邻接关系，由于
Figure BDA0003202316800000084
间的顶点互不邻接，对属于
Figure BDA0003202316800000085
的顶点分配一个大小等于三元素极大团干扰对齐子信道需求数的相同的子信道集合，并按照完美消除序列的逆序，依次给不属于
Figure BDA0003202316800000086
的顶点分配一个大小等于该顶点权重值的与邻接顶点已被分配的子信道不相同的子信道集合；
(6b)由于构建累积干扰冲突图和构建弦化冲突图时对干扰的限制过于严格，导致部分顶点未成功分配子信道，因此需要对现有的子信道分配进行修正。判断每个不属于
Figure BDA0003202316800000091
的顶点是否都被分配了子信道集合，若是，结束分配，否则，给未被分配子信道的顶点重新分配子信道集合，具体步骤为：
(6b1)列举未被分配子信道的顶点Y'＝{Y'1,...,Y'q,...,Y'Q}，
Figure BDA0003202316800000092
并搜索每个顶点Y'q在干扰冲突图中的邻接顶点，得到邻接顶点集合adj(Y'q)＝{adj(Y'q)1,...,adj(Y'q)p,...,adj(Y'q)P}，其中，Y'q表示第q个未被分配子信道的顶点，Q表示未被分配子信道的顶点数，adj(Y'q)p表示Y'q在干扰冲突图中第p个邻接顶点，P表示Y'q在干扰冲突图的邻接顶点数；
(6b2)计算分配给每个Y'q邻接顶点的子信道集合R(adj(Y'q))＝R(adj(Y'q)1)∪...∪R(adj(Y'q)p)∪...∪R(adj(Y'q)P)，并计算未分配给Y'q邻接顶点的子信道集合R(Y'q)＝R-R(adj(Y'q))；
(6b3)判断|R(Y'q)|是否大于等于Y'q的权重且分配子信道后每个顶点收到的相同子信道的干扰信号比之和小于Γ，若是，则存在未被adj(Y'q)p占用的足够Y'q分配的子信道集合，从R(Y'q)选出一个大小等于该顶点权重值的子信道集合分配给Y'q，否则，不分配信道。
本发明提高了在相同的信道资源条件下分配信道资源的用户满意率，进而提高了信道资源的利用率。
下面结合仿真实验对本发明的效果做进一步的说明：
1.仿真实验条件：
仿真实验的硬件平台为：处理器为Inter Xeon Silver 4208CPU,主频为2.1GHz，内存128G。
仿真实验的软件平台为：Windows10操作系统MATLAB R2016a和python3.7。每次仿真实验的微基站数目依次为5，10，15，20，25，30，35，40，45，50。
2.仿真内容及其结果分析：
对本发明和现有的异构网络中基于弦图着色的联合干扰对齐与资源分配方法的用户满意率进行对比仿真，其结果如图2所示。
参照图2，横坐标表示累积干扰网络中的微基站数目，纵坐标表示用户满意率。其中以带星号的曲线标示的曲线表示采用现有技术的仿真结果曲线，以带圆圈曲线标示的曲线表示采用本发明仿真结果曲线。
从图2中可知，当微基站的数目大于等于15个时，本发明的用户满意率明显高于现有技术得到的用户满意率。
以上仿真实验结果表明，本发明利用基于累积干扰网络干扰对齐的信道资源分配方法，解决了现有技术无法适用于累积干扰网络场景，信道资源有限、用户密集时导致用户满意率低，进而提高了信道资源的利用率。

Claims (3)

1.一种基于累积干扰网络干扰对齐的信道资源分配方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)构建干扰冲突图：
(1a)构建包括宏基站、覆盖半径均为r的I个微基站B＝{Bi|1≤i≤I}、与B对应的I个微用户H＝{Hi|1≤i≤I}、K个可用子信道资源R＝{R1,…,Rk,…,RK}的累积干扰网络；其中，I≥3，Bi表示配置有M根天线且坐标位置
Figure FDA0003202316790000011
服从随机分布的第i个微基站，M≥2，Hi表示Bi对应的配置有N根天线且坐标位置
Figure FDA0003202316790000012
服从
Figure FDA0003202316790000013
的第i个微用户，Rk表示第k个可用子信道，N≥2，K≥2；
(1b)计算每个微基站Bi与每个微用户Hi之间的距离
Figure FDA0003202316790000014
并通过
Figure FDA0003202316790000015
以及Bi的信号发射功率Pi计算每个微用户Hi受到其对应的微基站Bi的期望信号强度IBi，以及每个微用户Hi受到除Bi以外的其它I-1个微基站的干扰信号强度
Figure FDA0003202316790000016
然后通过
Figure FDA0003202316790000017
和
Figure FDA0003202316790000018
计算每个微用户Hi受到除Bi以外的其它I-1个微基站的干扰信号比
Figure FDA0003202316790000019
Figure FDA00032023167900000110
Figure FDA00032023167900000111
Figure FDA00032023167900000112
其中，α表示值为非负实数的路径损耗参数；
(1c)构建以每个微基站Bi及其对应的微用户Hi的链路为顶点Y＝{y1,…,yi,…,yI}，以每个顶点yi对应的微用户Hi的子信道需求数为顶点权重Z＝{Z1,…,Zi,…ZI}，以每个微用户Hi受到除Bi以外的其它I-1个微基站的干扰信号比
Figure FDA00032023167900000113
满足
Figure FDA00032023167900000114
的链路为边的干扰冲突图，其中，Zi表示yi的权重，Γ表示构成冲突的干扰信号比阈值，0＜Γ＜1；
(2)构建弦化冲突图：
(2a)构建以Bi为行索引、Hi为列索引，以主对角线上的每个元素的值为0，除主对角线以外的每个元素
Figure FDA0003202316790000021
的值为
Figure FDA0003202316790000022
的干扰冲突图的I×I维邻接矩阵U，并判断
Figure FDA0003202316790000023
是否成立，若是，执行步骤(2b)，否则，将不满足条件的
Figure FDA0003202316790000024
置0，并执行步骤(2b)；
(2b)计算邻接矩阵U每一列元素值
Figure FDA0003202316790000025
的和
Figure FDA0003202316790000026
并判断U中是否存在一列元素值的和
Figure FDA0003202316790000027
满足
Figure FDA0003202316790000028
t∈I，若是，执行步骤(2c)；否则，将所有列的所有元素值置0，并执行步骤(2e)；
(2c)判断每一列元素值
Figure FDA0003202316790000029
的和
Figure FDA00032023167900000210
是否满足
Figure FDA00032023167900000211
若是，将
Figure FDA00032023167900000212
对应的列的所有列元素值置0，并执行步骤(2d)，否则，执行步骤(2d)；
(2d)找出U中值
Figure FDA00032023167900000213
最大的元素
Figure FDA00032023167900000214
max∈I，在干扰冲突图中给Bmax所在链路对应的顶点和Hmax所在链路对应的顶点连线形成新的边，将
Figure FDA00032023167900000215
和
Figure FDA00032023167900000216
关于主对角线对称的元素
Figure FDA00032023167900000217
的值
Figure FDA00032023167900000218
置0；
(2e)判断邻接矩阵U中每一个
Figure FDA00032023167900000219
是否都为0，若是，则干扰冲突图为累积干扰冲突图，采用最大基数搜索算法对累积干扰冲突图进行弦化，得到弦化冲突图，否则执行步骤(2b)；
(3)计算弦化冲突图的极大团及其负载：
(3a)采用最大基数算法计算弦化冲突图的完美消除序列，并根据完美消除序列列举弦化冲突图的极大团，得到极大团集合C＝{C1,…,Cl,…CL}，其中，L表示极大团的个数，L≥2，Cl表示第l个极大团；
(3b)计算每个极大团Cl的负载CLl，得到弦化冲突图的负载集合CL＝{CL1,…,CLl,…CLL}，CLl的计算公式为：
Figure FDA00032023167900000220
(4)获取弦化冲突图的最大独立三元素极大团集合：
(4a)选取极大团集合C中S个大小为3的三元素极大团G1＝{g1,g2,…,gs,…gS}，并根据gs从极大团集合C选出满足
Figure FDA0003202316790000031
的极大团子集合CL1(gs)，以及满足
Figure FDA0003202316790000032
的极大团子集合CL2(gs)，其中，gs表示第s个三元素极大团；
(4b)选取三元素极大团集合G1中满足存在唯一的CL1(gs)满足CLl(gs)＞K，且所有的CL2(gs)满足CLl(gs)-|gs∩CL2(gs)|+2≤K的三元素极大团，组成预选三元素极大团集合G2＝{g1,…,gs',…,gS'}，其中，|·|表示取基数，S'表示集合G2元素个数，gs'表示第s'个预选三元素极大团；
(4c)采用贪婪算法从预选三元素极大团集合G2挑选出最多的满足包含的顶点互不重合且包含的顶点在弦化冲突图中互不相邻的预选三元素极大团，组成最大独立三元素极大团集合G3＝{g1,g2,…,gs”,…gS”}，其中，S”表示最大独立三元素极大团集合元素个数，gs”表示第s”个最大独立三元素极大团；
(5)对每个最大独立三元素极大团包含顶点对应的微基站和微用户进行干扰对齐：
对每个最大独立三元素极大团gs”包含的顶点对应的三个微基站与三个微用户进行干扰对齐，得到干扰对齐后的最大独立三元素极大团集合
Figure FDA0003202316790000033
其中，
Figure FDA0003202316790000034
表示gs”的干扰对齐结果；
(6)为弦化冲突图中微基站到微用户的链路分配子信道：
(6a)根据弦化冲突图的顶点间的邻接关系，对属于
Figure FDA0003202316790000035
的不相邻的顶点分配一个大小等于三元素极大团干扰对齐子信道需求数的相同的子信道集合，并按照完美消除序列的逆序，依次给不属于
Figure FDA0003202316790000036
的顶点分配一个大小等于该顶点权重值的与邻接顶点已被分配的子信道不相同的子信道集合；
(6b)判断每个不属于
Figure FDA0003202316790000037
的顶点是否都被分配了子信道集合，若是，结束分配，否则，给未被分配子信道的顶点重新分配子信道集合。
2.根据权利要求1所述的基于累积干扰网络干扰对齐的信道资源分配方法，其特征在于，步骤(1b)中所述的计算每个微基站Bi与每个微用户Hi之间的距离
Figure FDA0003202316790000041
计算公式为：
Figure FDA0003202316790000042
3.根据权利要求1所述的基于累积干扰网络干扰对齐的信道资源分配方法，其特征在于，步骤(6b)中所述的给未被分配子信道的顶点重新分配子信道集合。实现步骤为：
(6b1)列举未被分配子信道的顶点Y'＝{Y'1,…,Y'q,…,Y'Q}，
Figure FDA0003202316790000043
并搜索每个顶点Y'q在干扰冲突图中的邻接顶点，得到邻接顶点集合adj(Y'q)＝{adj(Y'q)1,…,adj(Y'q)p,…,adj(Y'q)P}，其中，Y'q表示第q个未被分配子信道的顶点，Q表示未被分配子信道的顶点数，adj(Y'q)p表示Y'q在干扰冲突图中第p个邻接顶点，P表示Y'q在干扰冲突图的邻接顶点数；
(6b2)计算分配给每个Y'q邻接顶点的子信道集合R(adj(Y'q))＝R(adj(Y'q)1)∪…∪R(adj(Y'q)p)∪…∪R(adj(Y'q)P)，并计算未分配给Y'q邻接顶点的子信道集合R(Y'q)＝R-R(adj(Y'q))；
(6b3)判断|R(Y'q)|是否大于等于Y'q的权重且分配子信道后每个顶点收到的相同子信道的干扰信号比之和小于Γ，若是，从R(Y'q)选出一个大小等于该顶点权重值的子信道集合分配给Y'q，否则，不分配信道。
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