基于机器学习的Femtocell信道频谱与功率资源分配算法的研究.pdf

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4、不出户便能享受到多样化的互联网业务，因此提高室内的无线覆盖变得非常重要。Femtocell，又叫飞蜂窝或者家庭基站，是一种用来解决室内覆盖问题的小型基站设备，它由用户自己部署于室内环境中，通过IP技术连接到运营商的核心网络，从而为用户提供高速率的室内数据业务。Femtocell有成本低、安装及维护非常简易、功耗低、覆盖效果好等众多优点，因此是用来提高室内通信质量的最佳方案。机器学习，通过对计算机模拟人类学习能力的研究，实现设备的智能化与自动化控制，用机器学习方法解决Femtocell二层网络中的频谱与功率资源分配问题，让系统更加智能化，是Femtocell应用领域的一个重要发展方向。本文首

5、先对Femtocell与宏蜂窝（Macrocell）组成的二层网络结构展开研究，阐述了Femtocell的工作原理，并且分析了该网络结构中存在的干扰问题。然后，通过采用两种典型的机器学习策略分别对该二层网络中的功率以及频谱资源进行控制：蚁群优化方法与Q学习方法。蚁群优化方法能够动态感知系统中频谱的占用情况，并且对频谱资源进行合理分配，从而有效地避免了干扰的产生；Q学习方法能够实现Femtocell发射功率的自动控制，在保证Femtocell与Macrocell通信质量的同时也减小了干扰。最后，本文在理论推导的基础上对这两种机器学习策略的应用进行仿真验证，应用结果表明系统能够根据当前的环境状

6、况智能地分配网络中的频谱和功率资源，极大地减小Macrocell和Femtocell二层网络中的共层干扰与跨层干扰，提高了系统的性能。关键词:Femtocell，功率控制，频谱分配，蚁群优化，Q学习AbstractInrecentyears,withthedevelopmentofinternettechnology,peopleprefertoenjoyavarietyofinternetservicesathome,thusimprovingindoorwirelesscoveragehasbecomeveryimportant.Femtocell,alsoknownasthehome

7、basestation,isakindofasmallbasestationapparatuswhichisusedtosolvetheindoorcoverageproblem,itisdeployedbytheuserinanindoorenvironment,connectedtotheoperator'scorenetworkthroughIPtechnology,therebytoprovideuserswit