面向高能效小蜂窝的频谱-功率交易

本文研究小蜂窝（SC）与宏蜂窝（MC）之间的频谱-功率交易，其中小蜂窝消耗功率为宏蜂窝用户（MUs）服务，以换取宏蜂窝的部分带宽。我们的目标是在保证每个宏蜂窝用户以及小蜂窝用户（SUs）服务质量（QoS）的同时，最大化小蜂窝的系统能量效率（EE）。具体而言，给定宏蜂窝提供的最低数据速率要求和带宽，小蜂窝联合优化宏蜂窝用户选择、带宽分配和功率分配，同时保证其自身的最低系统数据速率要求。由于存在二进制的宏蜂窝用户选择变量和分式形式的目标函数，该问题具有挑战性。我们首先证明，为了达到最大系统能量效率，一个宏蜂窝用户的带宽最多与小蜂窝中的一个小蜂窝用户共享。然后，对于给定的宏蜂窝用户选择，通过利用分式规划获得最优的带宽和功率分配。为进行宏蜂窝用户选择，我们首先引入交易能量效率的概念。接着，我们揭示了在不考虑总功率约束和最低数据速率约束的情况下，服务一个宏蜂窝用户的充分必要条件。基于这一见解，我们提出了一种低计算复杂度的宏蜂窝用户选择算法。仿真结果验证了所提算法的有效性。