一種lte-a異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的基于動態(tài)偏置的終端接入方法
【專利摘要】本發(fā)明是LTE-A異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于動態(tài)偏置的終端接入方法，該方法的特點(diǎn)在于首先根據(jù)最大接收信干噪比終端接入方法，將網(wǎng)絡(luò)中的用戶分別接入到宏小區(qū)和微小區(qū)中，并統(tǒng)計出各個宏小區(qū)和微小區(qū)中的用戶個數(shù)；然后，對宏小區(qū)和微小區(qū)分別設(shè)定一個用戶接入數(shù)目的門限值，當(dāng)宏小區(qū)中用戶接入數(shù)目高于門限值，或是微小區(qū)用戶接入數(shù)目低于門限值時，動態(tài)調(diào)整小區(qū)中的偏置值，重新進(jìn)行用戶小區(qū)選擇；最后，在多次小區(qū)選擇之后，使網(wǎng)絡(luò)中的宏小區(qū)和微小區(qū)達(dá)到一個理想的小區(qū)用戶負(fù)載。該方法針對異構(gòu)網(wǎng)中不同的微小區(qū)和用戶分布，充分利用微小區(qū)來分擔(dān)宏小區(qū)中的用戶負(fù)載，使得整個網(wǎng)絡(luò)中的用戶性能得到優(yōu)化，并且實(shí)施復(fù)雜度低，反饋延時小，系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】—種LTE-A異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的基于動態(tài)偏置的終端接入方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及異構(gòu)下行中用戶的基于動態(tài)偏置的終端接入方法的設(shè)計。
【背景技術(shù)】
[0002]由于頻譜資源日益緊缺，為了提高現(xiàn)有系統(tǒng)的頻譜效率，未來寬帶移動通信系統(tǒng)將引入覆蓋能力和范圍不同的多級分層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，有效滿足系統(tǒng)靈活部署、增加系統(tǒng)總?cè)萘亢透纳朴脩粜阅艿男枨?。異?gòu)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架是指在傳統(tǒng)基站覆蓋的宏小區(qū)范圍內(nèi)，根據(jù)需求部署一個或者多個低發(fā)射功率的微小區(qū)基站，用于小范圍的熱點(diǎn)覆蓋等。這些微小區(qū)基站與宏基站共享移動通信系統(tǒng)的專用頻段，從而可以提高系統(tǒng)整體頻譜利用率并增強(qiáng)微小區(qū)基站覆蓋范圍內(nèi)的用戶傳輸速率。
[0003]在同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，下行鏈路用戶選擇接入哪個小區(qū)作為自己的服務(wù)小區(qū)是以接受的信號強(qiáng)度(Received Signal Strength, RSS)為判斷依據(jù)的。由于同構(gòu)網(wǎng)中所有的小區(qū)發(fā)送的信號強(qiáng)度都是一樣的，這樣可以保證用戶選擇的服務(wù)小區(qū)是大尺度衰落最小的小區(qū)。而在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，按照接收功率最大的原則進(jìn)行用戶接入時，由于低功率節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率遠(yuǎn)低于宏基站的發(fā)射功率，這使得用戶接入到低功率節(jié)點(diǎn)的機(jī)會大大降低。低功率節(jié)點(diǎn)服務(wù)的用戶數(shù)目少，使得系統(tǒng)不能充分利用低功率節(jié)點(diǎn)所帶來的功率和頻率復(fù)用增益。為了充分利用這些資源同時減少宏小區(qū)的負(fù)載，3GPP (3rdGeneration Partnership Project)討論組提出了 CRE (Cell Region Expansion,小區(qū)區(qū)域擴(kuò)展)的概念。小區(qū)區(qū)域擴(kuò)展是這樣實(shí)現(xiàn)的:在微小區(qū)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)的接收功率上加一個偏置，這樣宏小區(qū)的邊緣用戶會有更大的機(jī)會接入微小區(qū)中。
[0004]然而在3GPP給出的提案中可以看出，關(guān)于偏置的大小取值各個公司都沒有達(dá)成統(tǒng)一。這是由于異構(gòu)網(wǎng)中不同的低功率節(jié)點(diǎn)和用戶布置導(dǎo)致不同的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也需要不同的偏置值使系統(tǒng)得到滿意的系統(tǒng)性能。所以我們需要一個更加動態(tài)的終端接入方法來適應(yīng)多變的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于動態(tài)偏置的終端接入方法，該方法在系統(tǒng)總?cè)萘啃阅苌嫌兴嵘軌蚋玫母纳飘悩?gòu)網(wǎng)中的用戶平均系統(tǒng)吞吐量和邊緣用戶系統(tǒng)性能。該方法，反饋延時比較小，實(shí)施復(fù)雜度低，系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)。
[0006]下行異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，由于微小基站的發(fā)射功率低，傳統(tǒng)的用戶選擇方法使得大部分用戶都只能選擇宏基站作為自己的服務(wù)基站，使得微小基站不能夠得到充分利用。目前的CRE終端接入方法雖然可以解決這一問題，但是由于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中微微基站和用戶的部署情況不同，偏置的取值也不能確定。本發(fā)明提出的基于動態(tài)偏置的終端接入方法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中不同用戶自身所處的小區(qū)覆蓋范圍和干擾條件，動態(tài)地選擇各個小區(qū)的偏置值，在保證網(wǎng)絡(luò)中各個小區(qū)用戶負(fù)載均衡的情況下提升整體的用戶性能，該基于動態(tài)偏置的終端接入方法按以下步驟進(jìn)行:
[0007]1.)根據(jù)用戶和基站的位置以及系統(tǒng)的配置計算出用戶到各個基站的大尺度衰落值；
[0008]2.)選擇用戶接收的RSS最大的基站為其服務(wù)基站，即
[0009]Serving_celli = argmax {RSSi；k+biask}
[0010]RSSi；k = Pk-PLijk
[0011]其中，Pk表示基站k的發(fā)射功率，PLu表示用戶i到基站k的大尺度衰落值，RSSu表示用戶i接收到的基站k的信號功率強(qiáng)度，biask表示一個偏置值，第一次初始化為O。統(tǒng)計出每個小區(qū)服務(wù)的用戶數(shù)目UEk，其中UEk表示基站k服務(wù)的用戶數(shù)目。
[0012]3.)對宏小區(qū)和微小區(qū)分別設(shè)置不同的門限值=Macrottosh和Picottosh ；
[0013]4.)將每個小區(qū)的用戶數(shù)目UEk和門限值比較，如果宏小區(qū)中UEk > Macrothrsh，則將該小區(qū)的偏置進(jìn)行調(diào)整，biask = biask+stepMara。,其中stepMae?是一個正的調(diào)整因子；如果微小區(qū)中UEk < Picothrsh,則調(diào)整該小區(qū)的偏置為biask = biask+stepPico, Steppico是一個負(fù)的調(diào)整因子。
[0014]5.)回到第2)步，根據(jù)新的偏置值進(jìn)行新一輪的用戶選擇，如此循環(huán)N次，使宏小區(qū)和微小區(qū)的用戶負(fù)載達(dá)到一個一定比例之后，整個系統(tǒng)的平均用戶吞吐量和邊緣用戶吞吐量都能達(dá)到最大化。N的取值可以根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的情況進(jìn)行調(diào)整。在通常的用戶3KM/H的網(wǎng)絡(luò)情況下，N取5即可使網(wǎng)絡(luò)小區(qū)負(fù)載達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。
[0015]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是:
[0016](I)本發(fā)明提出的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于動態(tài)偏置的終端接入方法在系統(tǒng)總?cè)萘啃阅苌嫌兴嵘?，根?jù)不同的方針場景，其性能提升在10%~20%左右。
[0017](2)對于現(xiàn)有通信標(biāo)準(zhǔn)中CRE終端接入方法而言，該發(fā)明在不同的網(wǎng)絡(luò)部署的情況下，能動態(tài)地分配宏小區(qū)和微小區(qū)的負(fù)載，提升整體的用戶吞吐量。
[0018](3)該發(fā)明是一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于動態(tài)偏置的終端接入方法，實(shí)施復(fù)雜度低，系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是異構(gòu)下行系統(tǒng)用戶干擾示意圖。
[0020]圖2給出了該異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于動態(tài)偏置的終端接入方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本專利發(fā)明的技術(shù)方法在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺上進(jìn)行仿真。主要仿真測試了本發(fā)明給出方法的具體實(shí)施方法。另外，為了比較，還給出了兩種小區(qū)選擇方法的結(jié)果。具體比較的方法為:
[0022]>方法(I) - no CRE:所有用戶都采用最大功率發(fā)射；
[0023]>方法(2) - CRE:采用提案中高通公司給出的CRE方法，參數(shù)見下表；
[0024]>方法(3)-本發(fā)明方法:本發(fā)明給出的方法，具體步驟于上文中
【發(fā)明內(nèi)容】
相同。
[0025]該發(fā)明的仿真參數(shù)如表1所示。
[0026]該方法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中不同用戶自身所處的小區(qū)覆蓋范圍和干擾條件，動態(tài)地選擇各個小區(qū)的偏置值大小，使得用戶可以合理地選擇接入宏小區(qū)或者是微小區(qū)，該異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于動態(tài)偏置的終端接入方法按以下步驟進(jìn)行:
[0027]1.)根據(jù)用戶和基站的位置以及系統(tǒng)的配置計算出用戶到各個基站的大尺度衰落值；
[0028]2.)選擇用戶接收的RSS最大的基站為其服務(wù)基站，即
[0029]Serving_celli = argmax {RSSi；k+biask}
[0030]RSSi；k = Pk-PLijk
[0031]其中，Pk表示基站k的發(fā)射功率，PLu表示用戶i到基站k的大尺度衰落值，RSSu表示用戶i接收到的基站k的信號功率強(qiáng)度，biask表示一個偏置值，第一次初始化為O。統(tǒng)計出每個小區(qū)服務(wù)的用戶數(shù)目UEk，其中UEk表示基站k服務(wù)的用戶數(shù)目。
[0032]3.)對宏小區(qū)和微小區(qū)分別設(shè)置不同的門限值=Macrottosh和Picottosh ；
[0033]4.)將每個小區(qū)的用戶數(shù)目UEk和門限值比較，如果宏小區(qū)中UEk > Macrothrsh，則將該小區(qū)的偏置進(jìn)行調(diào)整，biask = biask+stepMara。,其中stepMae?是一個正的調(diào)整因子；如果微小區(qū)中UEk < Picothrsh,則調(diào)整該小區(qū)的偏置為biask = biask+stepPico, Steppico是一個負(fù)的調(diào)整因子。
[0034]5.)回到第2)步，根據(jù)新的偏置值進(jìn)行新一輪的用戶選擇，如此循環(huán)N次，使宏小區(qū)和微小區(qū)的用戶負(fù)載達(dá)到一個一定比例之后，整個系統(tǒng)的平均用戶吞吐量和邊緣用戶吞吐量都能達(dá)到最大化。N的取值可以根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的情況進(jìn)行調(diào)整。在通常的用戶3KM/H的網(wǎng)絡(luò)情況下，N取5即可使網(wǎng)絡(luò)小區(qū)負(fù)載達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。
[0035]表1仿真參數(shù)表
【權(quán)利要求】
1.一種LTE-A異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于動態(tài)偏置的終端接入方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:. 1.)根據(jù)用戶和基站的位置以及系統(tǒng)的配置計算出用戶到各個基站的大尺度衰落值； . 2.)選擇用戶接收的RSS最大的基站為其服務(wù)基站，即
Serving-Celli = argmax {RSSi；k+biask}
RSSi, k = Pk-PLiik 其中，Pk表示基站k的發(fā)射功率，PLijk表示用戶i到基站k的大尺度衰落值，RSSijk表示用戶i接收到的基站k的信號功率強(qiáng)度，biask表示一個偏置值，第一次初始化為O。統(tǒng)計出每個小區(qū)服務(wù)的用戶數(shù)目UEk，其中UEk表示基站k服務(wù)的用戶數(shù)目； . 3.)對宏小區(qū)和微小區(qū)分別設(shè)置不同的門限值=Macrothrsl^PPicothrsh ； .4.)將每個小區(qū)的用戶數(shù)目UEk和門限值比較，如果宏小區(qū)中UEk> Macrothrsh,則將該小區(qū)的偏置進(jìn)行調(diào)整，biask = biask+stepMara。,其中stepMaeM是一個正的調(diào)整因子；如果微小區(qū)中UEk < Picothrsh,則調(diào)整該小區(qū)的偏置為biask = biask+stepPiC0, Steppico是一個負(fù)的調(diào)整因子；. 5.)回到第2)步，根據(jù)新的偏置值進(jìn)行新一輪的用戶選擇，如此循環(huán)N次，使宏小區(qū)和微小區(qū)的用戶負(fù)載達(dá)到一定比例之后，整個系統(tǒng)的平均用戶吞吐量和邊緣用戶吞吐量都能達(dá)到最大化，其中N為大于I的自然數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE-A異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于動態(tài)偏置的終端接入方法，所述步驟.5.)中的循環(huán)次數(shù)N可以根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的情況進(jìn)行調(diào)整，在通常的用戶3KM/H的網(wǎng)絡(luò)情況下，N取5即可使網(wǎng)絡(luò)小區(qū)負(fù)載達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。
【文檔編號】H04W48/20GK103596250SQ201310573466
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】許威, 楊飛, 張華
申請人:東南大學(xué)