異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合系統(tǒng)下行基站與中繼聯(lián)合功率控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合系統(tǒng)中的下行基站與中繼聯(lián)合功率控制方法，其包括：在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合系統(tǒng)中，中心控制節(jié)點(diǎn)根據(jù)宏蜂窩用戶信道狀態(tài)以及是否滿足其QoS需求等信息進(jìn)行Macrocell到Femtocell網(wǎng)絡(luò)的切換判決與操作，然后中心控制節(jié)點(diǎn)根據(jù)Femtocell網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)用戶與非注冊(cè)用戶的當(dāng)前信道狀態(tài)，以及各移動(dòng)用戶終端的QoS需求，在保證注冊(cè)用戶QoS以及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合場(chǎng)景下跨層干擾不大于門限值的基礎(chǔ)上，以最大化Femtocell非注冊(cè)用戶的吞吐量為目標(biāo)對(duì)Femtocell基站和中繼節(jié)點(diǎn)功率進(jìn)行分配優(yōu)化。
【專利說(shuō)明】異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合系統(tǒng)下行基站與中繼聯(lián)合功率控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線通信的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合系統(tǒng)中下行基站與中繼聯(lián)合功率控制的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合場(chǎng)景下的關(guān)鍵技術(shù)研究中，如何低成本、高效率地實(shí)現(xiàn)大吞吐量的無(wú)線通信是其重點(diǎn)之一，而利用無(wú)線資源共享與分配技術(shù)能夠?qū)τ邢薜木W(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合理優(yōu)化。
[0003]在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中，大量毫微微蜂窩(Femtocell)部署在宏蜂窩(Macrocell)小區(qū)內(nèi)，因此它們同宏蜂窩構(gòu)成了異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。由于無(wú)線頻譜資源的相對(duì)匱乏，F(xiàn)emtocell與宏蜂窩同頻段的頻譜資源架構(gòu)越來(lái)越得到人們的認(rèn)可。但是，隨之而來(lái)的Macrocell與Femtocell間的跨層同頻干擾問(wèn)題也成為研究的熱門方向。
[0004]當(dāng)Femtocell基站(FBS, Femtocell Base Station)安置在靠近宏蜂窩基站時(shí)，在上行鏈路中 femtocell 用戶(FUE, Femtocell User)對(duì)宏蜂窩基站(MBS, Macrocell BaseStation)以及下行鏈路中MBS對(duì)FUE的跨層同頻干擾將會(huì)變得異常大，從而會(huì)導(dǎo)致接收信號(hào)的信噪比大幅度降低，影響了用戶的QoS ;同理，當(dāng)FBS安置在遠(yuǎn)離MBS (靠近宏蜂窩小區(qū)邊緣)時(shí)，在上行鏈路中宏蜂窩用戶(MUE，Macrocell User)對(duì)FBS以及下行鏈路中FBS對(duì)MUE的跨層同頻干擾也會(huì)造成用戶QoS的降低，從而導(dǎo)致用戶體驗(yàn)變的非常的差。
[0005]Femtocell網(wǎng)絡(luò)中由于穿墻效應(yīng)的影響，部署在網(wǎng)絡(luò)外圍的非注冊(cè)用戶接收到的來(lái)自基站的信號(hào)強(qiáng)度大幅度降低，從而造成了 Femtocell網(wǎng)絡(luò)的資源浪費(fèi)。
[0006]現(xiàn)有的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)功率控制方法大部分是基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)基站集中式或者分布式功率控制方法，對(duì)Femtocell網(wǎng)絡(luò)基站進(jìn)行功率分配優(yōu)化，以期解決由于不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下最大化網(wǎng)絡(luò)資源利用率的問(wèn)題。而隨著技術(shù)的發(fā)展，研究的重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向如何利用有限的頻譜資源，盡可能地保證各個(gè)用戶的QoS需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明提出一種基于中心控制的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合下行基站和中繼聯(lián)合功率控制方法，在跨層干擾受限和總功率受限的條件下動(dòng)態(tài)分配功率資源，最優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸速率，優(yōu)先滿足Femtocell注冊(cè)用戶QoS前提下，最優(yōu)化非注冊(cè)用戶的容量。
[0008]為達(dá)上述或其它目的，本發(fā)明提供了一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合系統(tǒng)下行基站與中繼聯(lián)合功率控制方法，該方法用于基于多用戶的中心控制節(jié)點(diǎn)，該中心控制節(jié)點(diǎn)包括:
[0009]切換判決執(zhí)行模塊，用以完成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的切換判決和切換操作；
[0010]功率分配模塊，用于Femtocell網(wǎng)絡(luò)中基站和外圍中繼節(jié)點(diǎn)提供實(shí)時(shí)功率分配控制，以最大化網(wǎng)絡(luò)非注冊(cè)用戶吞吐量為目標(biāo)，并保證網(wǎng)絡(luò)中各注冊(cè)用戶的QoS需求。
[0011]該方法包括如下步驟:
[0012](I)切換判決執(zhí)行模塊首先根據(jù)宏蜂窩用戶信道狀態(tài)，是否滿足其QoS需求以及Femtocell網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和中繼節(jié)點(diǎn)負(fù)載等信息進(jìn)行宏蜂窩到Femtocell網(wǎng)絡(luò)的切換判決；
[0013](2)切換判決執(zhí)行模塊隨后根據(jù)判決決策的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)操作，若進(jìn)行切換，則啟動(dòng)宏蜂窩到Femtocell網(wǎng)絡(luò)的切換操作，從宏蜂窩用戶集合中刪除該用戶，并將其加入到Femtocell網(wǎng)絡(luò)中的非注冊(cè)用戶集中；若不進(jìn)行切換，則繼續(xù)檢測(cè)宏蜂窩用戶的狀態(tài)信息，以備下次進(jìn)行切換判決；
[0014](3)功率分配模塊根據(jù)當(dāng)前Femtocell網(wǎng)絡(luò)中注冊(cè)用戶集與非注冊(cè)用戶集等信息分別對(duì)基站到注冊(cè)用戶的直傳鏈路以及基站通過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到非注冊(cè)用戶的中繼鏈路進(jìn)行功率分配。在保證Femtocell網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)用戶QoS的基礎(chǔ)上，以最大化Femtocell非注冊(cè)用戶的吞吐量為目標(biāo)對(duì)Femtocell基站和中繼節(jié)點(diǎn)功率進(jìn)行聯(lián)合分配優(yōu)化。
[0015]所述的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用中繼節(jié)點(diǎn)部署在Femtocell網(wǎng)絡(luò)外圍，為Femtocell外圍的非注冊(cè)用戶提供中繼轉(zhuǎn)發(fā)鏈路。中繼轉(zhuǎn)發(fā)鏈路采用子信道對(duì)的形式進(jìn)行信號(hào)傳輸，即Femtocell基站到中繼節(jié)點(diǎn)以及中繼節(jié)點(diǎn)到非注冊(cè)用戶采用兩個(gè)相互正交的子信道，可同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送，而基站到非注冊(cè)用戶沒(méi)有直傳鏈路。
[0016]所述的切換判決執(zhí)行模塊執(zhí)行切換的判決與操作。Femtocell網(wǎng)絡(luò)采用開(kāi)放接入機(jī)制，當(dāng)宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)滿足不了其用戶的QoS并且Femtocell網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載較低時(shí)，宏蜂窩用戶可以切換到Femtocell網(wǎng)絡(luò)成為Femtocell網(wǎng)絡(luò)的非注冊(cè)用戶。
[0017]所述的中心控制節(jié)點(diǎn)采用集中控制方式下對(duì)基站和中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)合功率優(yōu)化，該方法根據(jù)Femtocell網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)用戶終端的QoS需求以及各用戶的當(dāng)前信道狀態(tài)。在保證Femtocell網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)先分配給注冊(cè)用戶QoS的基礎(chǔ)上,最大化Femtocell非注冊(cè)用戶的吞吐量。
[0018]所述方法綜合考慮各用戶的當(dāng)前信道狀態(tài)，以及各用戶終端的QoS需求，在中心控制節(jié)點(diǎn)控制下對(duì)開(kāi)放接入機(jī)制Femtο c e 11網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換判決與切換操作，采用中繼節(jié)點(diǎn)部署在Femtocell網(wǎng)絡(luò)外圍的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)非注冊(cè)用戶8的中繼轉(zhuǎn)發(fā)，在優(yōu)先保證Femtocell注冊(cè)用戶5QoS的基礎(chǔ)上，最大化Femtocell網(wǎng)絡(luò)非注冊(cè)用戶容量。
[0019]其中，中繼節(jié)點(diǎn)的引入可以將一條較長(zhǎng)的傳輸路徑分成幾段具有較好傳輸質(zhì)量的較短路徑，提高系統(tǒng)容量。中繼節(jié)點(diǎn)在Femtocell網(wǎng)絡(luò)中的引入可以較好地提高外圍非注冊(cè)用戶的QoS，并且能夠減小由于未架設(shè)中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)基站對(duì)外圍用戶直達(dá)鏈路的高功率對(duì)于宏蜂窩用戶的跨層干擾。
[0020]本發(fā)明利用網(wǎng)絡(luò)中各用戶在中心控制節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)調(diào)度機(jī)制，根據(jù)宏蜂窩用戶當(dāng)前信道狀態(tài)以及Femtocell網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等信息進(jìn)行異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的切換判決與操作。并且利用有限的功率資源，以最大化所有Femtocell非注冊(cè)用戶的QoS為目標(biāo)，并優(yōu)先保證Femtocell注冊(cè)用戶的QoS約束和對(duì)Macrocell用戶的跨層干擾不超過(guò)設(shè)定的門限值,進(jìn)行Femtocell基站和中繼節(jié)點(diǎn)的聯(lián)合功率分配優(yōu)化。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明中繼節(jié)點(diǎn)輔助通信的下行異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明中心控制節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)模塊示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明基站通過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的子載波配對(duì)示意圖；
[0024]圖4是本發(fā)明異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合系統(tǒng)下行基站與中繼聯(lián)合功率控制流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0025]下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。
[0026]圖1所示是本發(fā)明一實(shí)施例中繼節(jié)點(diǎn)輔助通信的下行異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該網(wǎng)絡(luò)是Femtocell和Macrocell異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景,異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合場(chǎng)景中的宏蜂窩用戶終端，在既可與宏蜂窩建立通信鏈路、也可在開(kāi)放接入機(jī)制下通過(guò)切換操作與毫微微蜂窩網(wǎng)絡(luò)建立通信鏈路。由于切換到Femtocell的非注冊(cè)用戶在Femtocell網(wǎng)絡(luò)外圍，因此Femtocell基站到用戶的直達(dá)鏈路會(huì)因?yàn)榇π?yīng)等因素降低鏈路質(zhì)量。
[0027]采用將中繼節(jié)點(diǎn)7部署在Femtocell網(wǎng)絡(luò)外圍的方法對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的非注冊(cè)用戶8進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)通信，而Femtocell的注冊(cè)用戶5到FBS2依舊采用直達(dá)鏈路進(jìn)行通信。中心控制節(jié)點(diǎn)將MBS1、FBS2和中繼節(jié)點(diǎn)7進(jìn)行集中式管理，從而有效地對(duì)用戶跨層切換和FBS2與中繼聯(lián)合功率分配提供支持。
[0028]網(wǎng)絡(luò)中各用戶在中心控制節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)調(diào)度下，以最大化所有Femtocell非注冊(cè)用戶的QoS為目標(biāo),并保證Femtocell注冊(cè)用戶的QoS約束和對(duì)Macrocell用戶的跨層干擾不超過(guò)設(shè)定的門限值，進(jìn)行Femtocell基站和中繼節(jié)點(diǎn)的聯(lián)合功率分配優(yōu)化。
[0029]在實(shí)際實(shí)行中，中繼節(jié)點(diǎn)7的引入可以將一條較長(zhǎng)的傳輸路徑分成幾段具有較好傳輸質(zhì)量的較短路徑，提高系統(tǒng)容量。中繼節(jié)點(diǎn)7在Femtocell網(wǎng)絡(luò)中的引入可以較好地提高外圍非注冊(cè)用戶8的QoS，并且能夠減小由于未架設(shè)中繼節(jié)點(diǎn)7時(shí)基站對(duì)外圍用戶直達(dá)鏈路的高功率對(duì)于宏蜂窩用戶的跨層干擾。
[0030]在實(shí)際實(shí)行中，在Femtocell開(kāi)放接入機(jī)制下對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)用戶進(jìn)行切換判決與操作，引入中繼節(jié)點(diǎn)7部署在Femtocell網(wǎng)絡(luò)外圍轉(zhuǎn)發(fā)基站對(duì)網(wǎng)絡(luò)外圍非注冊(cè)用的信號(hào)。采用基站和中繼節(jié)點(diǎn)7集中控制下的功率聯(lián)合分配方法，該方法在優(yōu)先保證Femtocell注冊(cè)用戶5QoS的基礎(chǔ)上，以最大化Femtocell網(wǎng)絡(luò)非注冊(cè)用戶8容量為目標(biāo)。
[0031]圖2是本發(fā)明中心控制節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)模塊示意圖。如圖2所示，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合系統(tǒng)下行基站與中繼聯(lián)合功率控制方法，所設(shè)計(jì)的方法用于多用戶異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中多用戶的中心控制節(jié)點(diǎn)。所述中心控制節(jié)點(diǎn)主要包括兩個(gè)部分:第一部分為切換判決執(zhí)行模塊，用以完成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的切換判決和切換操作；第二部分為功率分配模塊，用于Femtocell網(wǎng)絡(luò)中基站和外圍中繼節(jié)點(diǎn)7提供實(shí)時(shí)功率分配控制，以最大化網(wǎng)絡(luò)非注冊(cè)用戶8吞吐量為目標(biāo)，并保證網(wǎng)絡(luò)中各注冊(cè)用戶5的QoS需求。
[0032]該方法包括如下步驟:
[0033](I)切換判決執(zhí)行模塊首先根據(jù)宏蜂窩用戶信道狀態(tài)，是否滿足其QoS需求以及Femtocell網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和中繼節(jié)點(diǎn)負(fù)載等信息進(jìn)行宏蜂窩到Femtocell網(wǎng)絡(luò)的切換判決；
[0034](2)切換判決執(zhí)行模塊隨后根據(jù)判決決策的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)操作，若進(jìn)行切換，則啟動(dòng)宏蜂窩到Femtocell網(wǎng)絡(luò)的切換操作，從宏蜂窩用戶集合中刪除該用戶，并將其加入到Femtocell網(wǎng)絡(luò)中的非注冊(cè)用戶集中；若不進(jìn)行切換，則繼續(xù)檢測(cè)宏蜂窩用戶的狀態(tài)信息，以備下次進(jìn)行切換判決；
[0035](3)功率分配模塊根據(jù)當(dāng)前Femtocell網(wǎng)絡(luò)中注冊(cè)用戶集與非注冊(cè)用戶集等信息分別對(duì)基站到注冊(cè)用戶的直傳鏈路以及基站通過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到非注冊(cè)用戶的中繼鏈路進(jìn)行功率分配。在保證Femtocell網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)用戶QoS的基礎(chǔ)上，以最大化Femtocell非注冊(cè)用戶的吞吐量為目標(biāo)對(duì)Femtocell基站和中繼節(jié)點(diǎn)功率進(jìn)行聯(lián)合分配優(yōu)化。
[0036]所述的切換判決執(zhí)行模塊執(zhí)行切換的判決與操作。Femtocell網(wǎng)絡(luò)采用開(kāi)放接入機(jī)制，當(dāng)宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)滿足不了其用戶的QoS時(shí)，宏蜂窩用戶可以切換到Femtocell網(wǎng)絡(luò)成為該網(wǎng)絡(luò)的非注冊(cè)用戶。根據(jù)Femtocell網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載情況進(jìn)行切換判決，若Femtocell網(wǎng)絡(luò)在滿足其注冊(cè)用戶QoS的基礎(chǔ)上有剩余能量，則進(jìn)行切換操作；SFemt0Cell網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)用戶負(fù)載較重時(shí)，不進(jìn)行切換操作；
[0037]所述的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用中繼節(jié)點(diǎn)部署在Femtocell網(wǎng)絡(luò)外圍，為Femtocell外圍的非注冊(cè)用戶提供中繼轉(zhuǎn)發(fā)鏈路。中繼轉(zhuǎn)發(fā)鏈路采用子信道對(duì)的形式進(jìn)行信號(hào)傳輸，即Femtocell基站到中繼節(jié)點(diǎn)以及中繼節(jié)點(diǎn)到非注冊(cè)用戶采用兩個(gè)相互正交的子信道，可同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送，而基站到非注冊(cè)用戶沒(méi)有直傳鏈路。
[0038]所述的中心控制節(jié)點(diǎn)根據(jù)各用戶的當(dāng)前信道狀態(tài)，以及Femtocell網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)用戶終端的QoS需求。在保證Femtocell網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)用戶QoS的基礎(chǔ)上，以最大化Femtocell非注冊(cè)用戶的吞吐量為目標(biāo)對(duì)Femtocell基站和中繼節(jié)點(diǎn)功率進(jìn)行聯(lián)合分配優(yōu)化。
[0039]所述實(shí)時(shí)功率控制一方面可以動(dòng)態(tài)地優(yōu)先滿足Femtocell注冊(cè)用戶的QoS需求，另一方面可以最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)剩余能量最大化非注冊(cè)用戶的吞吐量。 [0040]結(jié)合圖1和圖2，對(duì)本發(fā)明方案作進(jìn)一步的具體分析和描述。
[0041]在所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合系統(tǒng)下行基站與中繼聯(lián)合功率控制方法，F(xiàn)emtocell基站到中繼節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)到Femtocell非注冊(cè)用戶分別工作在兩個(gè)相互正交的信道上。
[0042]圖3是本發(fā)明基站通過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的子載波配對(duì)示意圖。如圖3所示:在Femtocell基站到中繼節(jié)點(diǎn)鏈路中，采用正交子信道集中的i子信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在中繼節(jié)點(diǎn)到非注冊(cè)用戶鏈路中，采用正交子信道集中的j子信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。兩條鏈路可同時(shí)工作，且傳輸不同的數(shù)據(jù)，中繼節(jié)點(diǎn)采用緩存器進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)。
[0043]若Femtocell網(wǎng)絡(luò)中的用戶集發(fā)生變化，功率分配模塊啟動(dòng)進(jìn)行功率分配優(yōu)化。
[0044]記Rk, min為FemtocelI網(wǎng)絡(luò)中注冊(cè)用戶k的最小QoS需求，在本發(fā)明優(yōu)先滿足Femtocell注冊(cè)用戶的QoS,因此Femtocell基站分配給注冊(cè)用戶k的功率所得的吞吐量rk應(yīng)大于等于該用戶最小QoS值，即rk≥Rk, min。記Ps, k為Femtocell基站分配給注冊(cè)用戶5k的功率值，由于基站功率資源有限，因此Femtocell基站所分配的功率之和應(yīng)小于等于其總功率，即2keuPs,k< Ps,t(rtal。同理，中繼節(jié)點(diǎn)上的功率約束為
PrJc ^UB Ilsk分別為Femtocell基站和中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)宏蜂窩用戶的干
擾門限值，本發(fā)明所涉及的異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)中Femtocell對(duì)宏蜂窩用戶的跨層干擾應(yīng)小于等
于門限值，即'PiAGgp << Irik O Femtocell網(wǎng)絡(luò)外圍中繼節(jié)點(diǎn)采用放大轉(zhuǎn)
發(fā)(AF, amplify-and-forward)技術(shù)來(lái)處理接收到的信號(hào)并發(fā)送給非注冊(cè)用戶k。本發(fā)明以
最大化非注冊(cè)用戶的吞吐量為目標(biāo)，即max:P-: k ,Pr dAf i0S:(j.T Gr.kJ’其中GAMMA s,
ik為用戶接收信噪比。然后求得保證上述約束的最佳基站和中繼節(jié)點(diǎn)的功率分配解向量，
Pf = Pd …Ρ?,,ν)和Pr = (Pr >1- Pr,:* …,PriV1。[0045]圖4所示為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合系統(tǒng)下行基站與中繼聯(lián)合功率控制步驟，根據(jù)Femtocell非注冊(cè)用戶集的變化觸發(fā)聯(lián)合功率分配方法，在以所有注冊(cè)用戶QoS需求、基站總功率、中繼節(jié)點(diǎn)總功率和跨層干擾等為約束條件的基礎(chǔ)上，最大化Femtocell非注冊(cè)用戶QoS值，通過(guò)最優(yōu)化算法得到基站和中繼節(jié)點(diǎn)的聯(lián)合功率優(yōu)化分配解。
[0046]如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對(duì)本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合系統(tǒng)下行基站與中繼聯(lián)合功率控制方法，其包括: 宏蜂窩用戶在開(kāi)放接入機(jī)制下切換到Femtocell網(wǎng)絡(luò)中，且其接收設(shè)置在所述Femtocell網(wǎng)絡(luò)外圍的所述中繼轉(zhuǎn)發(fā)所述下行基站的信號(hào)； 其特征在于:基于中心控制節(jié)點(diǎn)的聯(lián)合功率控制，該中心控制節(jié)點(diǎn)包括: 切換判決執(zhí)行模塊，用以完成所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合系統(tǒng)間的切換判斷和切換操作； 功率分配模塊，用于所述Femtoce11網(wǎng)絡(luò)中所述基站和外圍所述中繼提供實(shí)時(shí)功率分配控制，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)非注冊(cè)用戶吞吐量最大化，并保證網(wǎng)絡(luò)中各注冊(cè)用戶的QoS需求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于:所述切換判決執(zhí)行模塊執(zhí)行切換的判決具體為: 所述Femtocell網(wǎng)絡(luò)采用開(kāi)放接入機(jī)制，當(dāng)宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)滿足不了所述宏蜂窩用戶的QoS時(shí)，所述宏蜂窩用戶可以切換到所述Femtocell網(wǎng)絡(luò)成為該網(wǎng)絡(luò)的非注冊(cè)用戶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于:所述切換判決執(zhí)行模塊執(zhí)行切換的操作具體為: 根據(jù)所述Femtocell網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載情況進(jìn)行切換判決，若Femtocell網(wǎng)絡(luò)在滿足其注冊(cè)用戶QoS的基礎(chǔ)上有剩余能量，則進(jìn)行切換操作； 若Femtocell網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)用戶負(fù)載較重時(shí)，不進(jìn)行切換操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于:根據(jù)所述Femtocell網(wǎng)絡(luò)中注冊(cè)用戶集與非注冊(cè)用戶集信息分別對(duì)所述基站到注冊(cè)用戶的直傳鏈路以及所述基站通過(guò)所述中繼轉(zhuǎn)發(fā)到非注冊(cè)用戶的中繼鏈路進(jìn)行功率分配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于:采用中繼節(jié)點(diǎn)部署在所述Femtocell網(wǎng)絡(luò)外圍，為Femtocell外圍的非注冊(cè)用戶提供中繼轉(zhuǎn)發(fā)鏈路，其中，中繼轉(zhuǎn)發(fā)鏈路采用子信道對(duì)的形式進(jìn)行信號(hào)傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于:中繼轉(zhuǎn)發(fā)鏈路采用子信道對(duì)的形式進(jìn)行信號(hào)傳輸為Femtocell基站到中繼節(jié)點(diǎn)以及中繼節(jié)點(diǎn)到非注冊(cè)用戶采用兩個(gè)相互正交的子信道，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送，而基站到非注冊(cè)用戶無(wú)直傳鏈路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于:所述中心控制節(jié)點(diǎn)根據(jù)用戶當(dāng)前信道狀態(tài)和所述Femtocell網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)用戶終端的QoS需求，在保證所述Femtocell網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)用戶QoS的基礎(chǔ)上，以最大化Femtocell非注冊(cè)用戶的吞吐量為目標(biāo)和對(duì)Macrocell用戶的跨層干擾不超過(guò)設(shè)定的門限值對(duì)Femtocell基站和中繼節(jié)點(diǎn)功率進(jìn)行聯(lián)合分配優(yōu)化； 在中心控制節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)調(diào)度下，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)地優(yōu)先滿足Femtocell注冊(cè)用戶的QoS需求，和最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)剩余能量最大化非注冊(cè)用戶的吞吐量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于:以所有注冊(cè)用戶QoS需求、基站總功率、中繼節(jié)點(diǎn)總功率和跨層干擾為約束條件，最大化Femtocell非注冊(cè)用戶QoS值，通過(guò)最優(yōu)化算法得到所述基站和所述中繼聯(lián)合功率優(yōu)化分配解。
【文檔編號(hào)】H04W28/24GK103916914SQ201410139565
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】夏瑋瑋, 劉誠(chéng)毅, 沈連豐, 鄭軍, 鮑楠, 陳賡, 李俊超, 張瑞 申請(qǐng)人:東南大學(xué)