小蜂窝间同层干扰避免算法：基于RBGA的高效频谱分配

本文主要探讨了在LTE-A异构网络（HetNet）中小蜂窝下行同层干扰的避免问题。HetNet作为LTE-Advanced系统的关键组成部分，面临着频谱管理和干扰控制的挑战。作者提出了一种创新的解决方案，通过两个核心步骤来优化系统性能。 首先，为了降低算法的复杂性并提高频谱效率，文章采用了分簇策略。根据小蜂窝间的干扰关系，将它们组织成若干个簇，每个簇包含直接或间接干扰的小蜂窝。这样做的目的是将具有较强干扰的小蜂窝隔离开，使得簇内的频谱分配更为合理，减少同层干扰的发生。 接着，引入了基于后悔值的博弈算法（Regret-Based Game Algorithm, RBGA）。这个算法考虑了每个小蜂窝的个体利益以及整体系统的优化。通过计算每个小蜂窝的后悔值，即如果改变当前频谱分配可能带来的收益与实际选择之间的差距，RBGA能够避免分配强烈干扰的小蜂窝使用相同的频谱，从而进一步降低同层干扰。 在仿真分析部分，作者设置了中心宏蜂窝和密集分布的小蜂窝，通过调整参数模拟真实环境。结果展示了RBGA相较于传统的简单平均功率分配（SAP）和动态干扰协调算法（DIAS）在信号干扰噪声比（SINR）、平均吞吐量和平均频谱效率方面的显著优势。尤其是在分簇条件下，RBGA算法带来了明显的性能提升，例如在信道利用率上，相对于SAP有5.1Mb/s的提升，对于DIAS则有7.7Mb/s的提升。此外，平均频谱效率也得到了显著改善，证实了该算法的有效性。 本文提出的分簇和RBGA频谱分配策略在LTE-A异构网中小蜂窝下行同层干扰管理方面展现了显著的优势，为 HetNet 的优化设计提供了新的思路和技术手段。