分层小蜂窝网络的分布式优化：一种 GNEP 框架
信息论
2016-12-20 v1 math.IT
摘要
在宏蜂窝基站（MBS）覆盖区域上部署小蜂窝基站（SBS）会形成两层分层小蜂窝网络。跨层与层间干扰不仅危及主宏蜂窝通信，还限制了小蜂窝通信的频谱效率。本文重点关注下行小蜂窝网络的分布式干扰管理。我们从博弈论和网络效用最大化（NUM）两个角度探讨了发送策略的优化，并表明它们可以统一在广义纳什均衡问题（GNEP）框架中。具体而言，小蜂窝网络设计首先被表述为一个 GNEP，其中 SBS 和 MBS 通过最大化自身速率并满足全局服务质量（QoS）约束来竞争频谱资源。我们通过变分不等式理论分析了该 GNEP，并提出了仅需广播部分定价信息即可实现广义纳什均衡（GNE）的分布式算法。然后，我们还考虑了一个旨在满足全局 QoS 约束下最大化所有基站总速率的非凸 NUM 问题。我们建立了 NUM 问题与惩罚 GNEP 之间的联系，并表明其平稳解可以通过 GNE 的不动点迭代获得。我们提出了基于 GNEP 的分布式算法，以额外的信令开销和复杂性为代价，实现了 NUM 问题的平稳解。我们证明并保证了所提出算法在适当选择的算法参数下具有收敛性。所提出的 GNEP 框架可以通过权衡信令开销与复杂性，从受 QoS 约束的博弈扩展到小蜂窝网络的 NUM 设计。
引用
@article{arxiv.1612.06271,
title = {Distributed Optimization of Hierarchical Small Cell Networks: A GNEP Framework},
author = {Jiaheng Wang and Wei Guan and Yongming Huang and Robert Schober and Xiaohu You},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.06271},
year = {2016}
}
备注
Accepted by IEEE Journal on Selected Areas in Communications