專利名稱：一種異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)資源復用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及一種異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)資源復用的方法。
背景技術(shù)：
無線通信發(fā)展中，隨著用戶數(shù)量的上升以及用戶需求的增加，現(xiàn)在的架構(gòu)已不能滿足需求，雖然縮小小區(qū)半徑可適當解決上述問題，但也同時帶來了設(shè)備架構(gòu)復雜度太高的問題。在LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)系統(tǒng)中，引入了演進型異構(gòu)網(wǎng)，即在宏基站下布設(shè)家庭基站，通過縮短用戶和基站間的距離來實現(xiàn)高數(shù)據(jù)量傳輸。
家庭基站是一種接入點或者說用于家庭范圍的小型基站，家庭基站設(shè)備通過寬帶 (比如同軸電纜)同宏蜂窩基站相連，減少了用戶和基站間的距離，發(fā)射端只需要很小的發(fā)射功率，接收端就能收到很強的數(shù)據(jù)信號。
Open-access和close-access是用戶接入家庭基站的兩種策略。其中在 open-access策略下，用戶接入家庭基站不受限制，用戶可以隨時隨地接入家庭基站；而在 close-access策略下，用戶受限制，必須是注冊用戶才有權(quán)限接入家庭基站。close-access 可容納用戶少(在標準評估中認為家庭基站中用戶數(shù)是1個)，但可提供更多的資源給家庭基站用戶；而open-access可容納用戶較多。根據(jù)仿真實驗的結(jié)果，open-access有更好的系統(tǒng)總吞吐量和系統(tǒng)覆蓋，而close-access可達到良好的區(qū)域覆蓋。
但是在實際應(yīng)用中，由于家庭基站是根據(jù)需求在辦公場所等場景下授權(quán)架設(shè)的， 類似WLAN，需要特殊用戶群體注冊使用，并不具有開放性。所以close-access接入策略跟實際場景更為吻合，可以保證權(quán)限及保密性。本發(fā)明考慮在close-access接入策略下，優(yōu)化系統(tǒng)性能。
在大幅提升系統(tǒng)性能的情況下，家庭基站的引入帶來的干擾問題已成為制約LTE 系統(tǒng)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。而隨著家庭基站的增多，必然會導致干擾點增加，無論家庭基站或宏基站中用戶中斷概率也都會隨之增大。
在LTE下行異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)的干擾抑制策略中，功率調(diào)整在系統(tǒng)實現(xiàn)中需要考慮很多限制，采用頻率復用方案是相對易行的?，F(xiàn)有干擾抑制策略中頻率復用方案包括三種家庭基站和宏小區(qū)采用全頻率復用；宏小區(qū)間部分頻率復用，家庭基站和所在宏小區(qū)采用正交頻率復用；宏小區(qū)間部分頻率復用，家庭基站全頻率復用。
仿真實驗的結(jié)果表明，如果系統(tǒng)采用全頻率復用，相比于宏小區(qū)和家庭基站間采用正交頻率復用的，室內(nèi)用戶容量呈現(xiàn)增大趨勢，而宏小區(qū)用戶容量呈減少趨勢。而如果家庭基站采用全頻率復用，宏基站采用部分頻率復用，則系統(tǒng)總的吞吐量增大，但是中斷概率也相應(yīng)變大。而如果采用宏小區(qū)和家庭基站間的正交頻率復用，則中斷概率變小，相應(yīng)的系統(tǒng)容量也變小。
若加入用戶中斷概率需求，上述結(jié)果并不一定能體現(xiàn)到真實的系統(tǒng)容量中。對于家庭基站采用全頻率復用的仿真結(jié)果表明，當用戶的中斷概率滿足低于一定門限的需求的情況下，家庭基站采用全頻率復用是不允許接宏入基站的，即宏小區(qū)沒有布設(shè)家庭基站。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中頻率(頻段)資源復用未充分考慮用戶中斷需求的問題，提出了一種異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)資源復用的方法，基于不同小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)(Inter-Cell Interference Coordination ；ICIC)方案進行家庭基站頻域規(guī)劃， 既滿足家庭基站或者宏基站的中斷概率，又同時滿足不同ICIC方案下的系統(tǒng)吞吐量。
(二)技術(shù)方案 為此，本發(fā)明提供了一種在中斷概率需求下的基于不同ICIC方案的家庭基站設(shè)置，提出新的資源復用方案，以最大化系統(tǒng)容量。
具體地，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)資源復用的方法，所述異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)包括宏基站、家庭站、宏基站用戶設(shè)備和家庭基站用戶設(shè)備，所述宏基站用戶設(shè)備的直傳鏈路和家庭基站用戶設(shè)備的直傳鏈路在同一時隙內(nèi)進行傳輸，所述方法包括步驟 Si，宏小區(qū)中為宏基站采用不同復用因子的頻率復用方案； S2，宏基站獲取家庭基站的信息； S3，宏基站基于用戶中斷概率需求設(shè)置各頻段上各家庭基站的缺省干擾強度門限值； S4，宏基站將缺省干擾強度門限值通知給各家庭基站； S5，家庭基站根據(jù)各頻段的缺省干擾強度門限值決策，選取可用頻段調(diào)度使用或被拒絕接入。
優(yōu)選地，步驟Sl中，所述頻率復用方案包括靜態(tài)頻率復用方案、半靜態(tài)頻率復用方案和/或動態(tài)頻率復用方案。
優(yōu)選地，步驟S2中，宏基站通過backhaul網(wǎng)關(guān)上傳的參考信號，獲取家庭基站的位置信息和發(fā)射功率。
優(yōu)選地，步驟S3中，所述基于用戶中斷概率需求設(shè)置具體為宏基站結(jié)合系統(tǒng)中的用戶中斷概率需求、當前系統(tǒng)家庭基站的數(shù)量及頻率復用方案，設(shè)置欲接入本宏小區(qū)的家庭基站缺省干擾強度門限值。
優(yōu)選地，所述用戶中斷概率需求包括宏小區(qū)中用戶中斷概率需求和家庭基站小區(qū)中用戶中斷概率需求。
優(yōu)選地，在步驟S3中，家庭基站對所有頻段測得的RSS排序，若家庭基站自身系統(tǒng)中用戶的中斷概率需求不能滿足，則優(yōu)先將RSS最大的宏基站頻段缺省門限設(shè)置為0，再進行其他頻段的設(shè)置。
優(yōu)選地，步驟S4中，通過X2接口、帶外/帶內(nèi)控制信道或同軸電纜來傳遞信令進行通知。
優(yōu)選地，步驟S5中，所述決策具體為若某頻段的缺省干擾強度門限值為無窮大， 則該家庭基站可調(diào)度使用該頻段；若某頻段的缺省干擾強度門限值為0，則該家庭基站不可使用該頻段； 若存在可用頻段，則該家庭基站選取可用頻段調(diào)度使用；若全部頻段均不可使用，則該家庭基站被拒絕接入。
優(yōu)選地，步驟S5中，所述選取可用頻段調(diào)度使用具體為當存在多個可調(diào)度使用頻段時，家庭基站對所有可用頻段測得的RSS排序，優(yōu)先采用造成RSS值較小的基站頻段。
(三)有益效果 本發(fā)明的方案可結(jié)合系統(tǒng)用戶中斷概率需求，規(guī)避宏小區(qū)和家庭基站之間的相互干擾。根據(jù)上述策略，能夠降低系統(tǒng)用戶的中斷概率，并能夠更好保證用戶數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。 在系統(tǒng)中斷概率限制下，可以在宏小區(qū)中接入更多家庭基站，從而提升小區(qū)的總吞吐量。


圖1為本發(fā)明的異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)資源復用的方法流程圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中異構(gòu)網(wǎng)下頻率復用和干擾狀況示意圖； 圖3是本發(fā)明實施例1中采用頻率復用因子為3時一種實施策略示意圖； 圖4是本發(fā)明實施例2中采用頻率復用因子為7時一種實施策略示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
對于異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)而言，異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)包括宏基站、家庭站、宏基站用戶設(shè)備和家庭基站用戶設(shè)備，所述宏基站用戶設(shè)備的直傳鏈路和家庭基站用戶設(shè)備的直傳鏈路在同一時隙內(nèi)進行傳輸。
本發(fā)明實施例將采用如圖1所示的流程進行；可在滿足系統(tǒng)用戶一定中斷概率需求情況下，最大化系統(tǒng)整體吞吐量 Si，宏小區(qū)采用不同復用因子的頻率復用方案； S2，宏基站獲取家庭基站通過backhaul網(wǎng)關(guān)上傳的參考信號，包括位置信息，發(fā)射功率等； S3，宏基站結(jié)合系統(tǒng)用戶中斷概率需求、頻率復用方案等，設(shè)置所述家庭基站的缺省干擾強度門限值； S4，通過X2接口，帶外/帶內(nèi)控制信道或同軸電纜等接口傳遞信令，通知新接入的家庭基站干擾強度門限值； S5，家庭基站將根據(jù)各頻段干擾強度門限值決策；最終，家庭基站選干擾強度門限值無窮大的資源塊進行調(diào)度使用或被拒絕接入。
現(xiàn)有技術(shù)中，兩層系統(tǒng)的干擾狀況如圖2所示，可以看出兩層系統(tǒng)的干擾包括宏基站間、宏基站與家庭基站間以及家庭基站間的干擾。由于現(xiàn)有標準中通常規(guī)定家庭基站中分布用戶數(shù)為1到4，不考慮頻選增益，則在接下來的分析兩層系統(tǒng)中，不考慮快衰。假設(shè)某基站b的發(fā)送功率為Pb，則在某一位置ρ的用戶或家庭基站所接受到基站b的功率為Pp = Pb' Ψ *D_a，其中D為位置ρ和基站b的物理距離，α為路損指數(shù)，變量Ψ是期望為0 標準差為σ dB的對數(shù)正態(tài)分布，σ dB的取值為8dB。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明實施例僅以上述流程為例進行說明，而不是用于限制本發(fā)明，例如本發(fā)明還可以應(yīng)用于家庭基站和宏基站中斷概率需求不同的情況，其所使用的策略仍可以是發(fā)明內(nèi)容所包含的策略。
實施例1 圖3所示的實施例中提供了一種異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)資源復用方法的實施策略，其中宏小區(qū)采用復用因子為3的靜態(tài)頻率復用；在本實施例中認為家庭基站用戶和宏基站用戶中斷概率需求相同，通過考慮不同宏基站對家庭基站的干擾，通過頻率復用的方式，規(guī)避最強的干擾源，從而降低家庭基站用戶的中斷概率。
具體地，根據(jù)中斷概率需求設(shè)置缺省干擾強度門限值的方法為 (一)首先，計算宏小區(qū)用戶信號干擾比(Signalto Interference Ratio ；SIR) 假設(shè)用戶U0所屬的宏基站是Btl，對其造成干擾的宏基站為Bi,干擾基站組合為Ω ={BJ，用戶U0到宏基站的物理距離為r，用戶U0所受宏基站Bi宏小區(qū)的干擾為
權(quán)利要求
1.一種異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)資源復用的方法，所述異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)包括宏基站、家庭站、宏基站用戶設(shè)備和家庭基站用戶設(shè)備，所述宏基站用戶設(shè)備的直傳鏈路和家庭基站用戶設(shè)備的直傳鏈路在同一時隙內(nèi)進行傳輸，其特征在于，所述方法包括步驟Si，宏小區(qū)中為宏基站采用不同復用因子的頻率復用方案；S2，宏基站獲取家庭基站的信息；S3，宏基站基于用戶中斷概率需求設(shè)置各頻段上各家庭基站的缺省干擾強度門限值；S4,宏基站將缺省干擾強度門限值通知給各家庭基站；S5，家庭基站根據(jù)各頻段的缺省干擾強度門限值決策，選取可用頻段調(diào)度使用或被拒絕接入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟Sl中，所述頻率復用方案包括靜態(tài)頻率復用方案、半靜態(tài)頻率復用方案和/或動態(tài)頻率復用方案。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中，宏基站通過kiddiaul網(wǎng)關(guān)上傳的參考信號，獲取家庭基站的位置信息和發(fā)射功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，所述基于用戶中斷概率需求設(shè)置具體為宏基站結(jié)合系統(tǒng)中的用戶中斷概率需求、當前系統(tǒng)家庭基站的數(shù)量及頻率復用方案，設(shè)置欲接入本宏小區(qū)的家庭基站缺省干擾強度門限值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述用戶中斷概率需求包括宏小區(qū)中用戶中斷概率需求和家庭基站小區(qū)中用戶中斷概率需求。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，在步驟S3中，家庭基站對所有頻段測得的RSS排序，若家庭基站自身系統(tǒng)中用戶的中斷概率需求不能滿足，則優(yōu)先將RSS最大的宏基站頻段缺省門限設(shè)置為0，再進行其他頻段的設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4中，通過X2接口、帶外/帶內(nèi)控制信道或同軸電纜來傳遞信令進行通知。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S5中，所述決策具體為若某頻段的缺省干擾強度門限值為無窮大，則該家庭基站可調(diào)度使用該頻段；若某頻段的缺省干擾強度門限值為0，則該家庭基站不可使用該頻段；若存在可用頻段，則該家庭基站選取可用頻段調(diào)度使用；若全部頻段均不可使用，則該家庭基站被拒絕接入。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于，步驟S5中，所述選取可用頻段調(diào)度使用具體為當存在多個可調(diào)度使用頻段時，家庭基站對所有可用頻段測得的RSS排序，優(yōu)先采用造成RSS值較小的基站頻段。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，提供了一種異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)資源復用的方法，在LTE下行包含宏基站和家庭基站的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中研究了宏基站可容納的家庭基站數(shù)量。本發(fā)明中假設(shè)兩層系統(tǒng)用戶可使用的頻段都是全頻帶，在兩層系統(tǒng)用戶都需要滿足中斷概率需求情況下，研究如何采用兩層頻域規(guī)劃使得系統(tǒng)總的吞吐量最大。在小區(qū)用戶尤其是家庭基站用戶有一定中斷概率需求的前提下，有效規(guī)避了異構(gòu)網(wǎng)環(huán)境下的干擾，從而使得宏小區(qū)可容納更多的家庭基站，提升小區(qū)吞吐量；此外，還可以考慮宏小區(qū)頻譜效率的因素，從而權(quán)衡宏小區(qū)頻譜效率和系統(tǒng)總吞吐量。
文檔編號H04W16/18GK102186179SQ20111011296
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者王瑩, 張平, 張緯棟, 馬楠, 石聰, 王坦, 劉寶玲 申請人:北京郵電大學