本發(fā)明涉及一種在宏蜂窩基站使用均勻平面天線陣的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下行傳輸系統(tǒng)，尤其涉及一種利用統(tǒng)計信道信息的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)干擾協(xié)調(diào)方法。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代信息社會的發(fā)展，各類智能移動終端數(shù)量的急劇增長，對無線通信系統(tǒng)的傳輸速率提出了更高的要求。小區(qū)分裂是一種傳統(tǒng)、直接且有效的提高網(wǎng)絡(luò)容量的方法。該方法將小區(qū)面積縮小并增加新的小區(qū)基站，縮短了基站與用戶的距離，增大了小區(qū)密度。然而，使用宏蜂窩基站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展成本高且受到空間限制。如果將具有較低功率的小型化基站(Small Cell)部署在傳統(tǒng)宏蜂窩基站的覆蓋范圍之下，組成具有不同接入節(jié)點(diǎn)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)將能夠有效地解決上述矛盾。Small Cell作為宏蜂窩基站的有效補(bǔ)充，縮短了網(wǎng)絡(luò)與用戶的距離，使得利用高頻段進(jìn)行無線通信成為可能，同時由于采用同頻部署的方式也增加了無線資源的復(fù)用率。同時小型化體積的特點(diǎn)使得Small Cell能夠靈活部署在業(yè)務(wù)量需求比較集中的熱點(diǎn)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)提升網(wǎng)絡(luò)容量和覆蓋范圍的效果。在基站部署成百甚至上千根天線的大規(guī)模MIMO(multiple-input multiple-output)是另一種提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率和覆蓋的有效方法。大規(guī)模MIMO的空間分辨率與現(xiàn)有MIMO相比顯著增強(qiáng)，能深度挖掘空間維度資源，使得網(wǎng)絡(luò)中的多個用戶可以在同一時頻資源上利用大規(guī)模MIMO提供的空間自由度與基站同時進(jìn)行通信，從而在不需要增加帶寬的條件下大幅度提高頻譜效率。此外，大規(guī)模MIMO可大幅降低發(fā)射功率，通過低成本、低功耗的器件實(shí)現(xiàn)，真正實(shí)現(xiàn)綠色通信。

大規(guī)模MIMO和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能夠大幅提升無線通信頻譜效率和功率效率，被認(rèn)為是構(gòu)建未來高效能綠色移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，大規(guī)模MIMO無線通信面臨著眾多挑戰(zhàn)，其中之一就是基站所能配置的天線數(shù)量受到基站空間以及載波頻率的影響。為了克服有限的空間對大規(guī)模MIMO無線通信系統(tǒng)的限制，并進(jìn)一步挖掘利用垂直維度空間資源，近年來人們提出了在基站配置二維網(wǎng)格排列的大規(guī)模天線陣列，稱為3D-MIMO。信道信息的獲取是大規(guī)模MIMO面臨的另一個挑戰(zhàn)。現(xiàn)有大規(guī)模MIMO傳輸方案大都是通過上行鏈路正交導(dǎo)頻和TDD系統(tǒng)上下行信道互易性，基站獲得多用戶上下行信道參數(shù)估值，并以此實(shí)施上行接收處理和下行預(yù)編碼傳輸。然而，這一方案難以適應(yīng)中高速移動通信場景及FDD系統(tǒng)。信道的統(tǒng)計狀態(tài)信息在相當(dāng)一段時間內(nèi)是近似不變的，其精確度相對較高，利用統(tǒng)計信道狀態(tài)信息的傳輸方案具有實(shí)現(xiàn)簡單、反饋量小、魯棒性強(qiáng)、能夠同時適用于TDD和FDD系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，是克服信道信息獲取問題的有效方法。此外，Small Cell的引入在獲得傳輸速率增益的同時，也帶來了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中跨層干擾的問題。當(dāng)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中為了增加網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，不斷地增加Small Cell的部署密度時，這一問題會更加嚴(yán)重也會使得當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于低負(fù)載階段時造成多余的能源消耗。因此，針對宏蜂窩基站使用均勻平面天線陣的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下行傳輸系統(tǒng)，探索利用統(tǒng)計信道狀態(tài)信息的干擾協(xié)調(diào)方法，對構(gòu)建實(shí)用的大規(guī)模MIMO異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)具有重要的理論價值和實(shí)際意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明為宏蜂窩基站使用均勻平面天線陣的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下行傳輸系統(tǒng)提供一種利用三維統(tǒng)計信道信息的干擾協(xié)調(diào)方法，能夠根據(jù)統(tǒng)計信道信息衡量層間干擾，將干擾較大的宏蜂窩用戶卸載至低功率接入節(jié)點(diǎn)或從宏蜂窩服務(wù)用戶集合中刪除，將干擾較大的低功率接入節(jié)點(diǎn)功率降低或設(shè)置為休眠狀態(tài)，以較低的復(fù)雜度降低層間干擾、提高邊緣用戶速率。

技術(shù)方案：一種利用三維統(tǒng)計信道信息的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下行干擾協(xié)調(diào)方法，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中宏蜂窩基站覆蓋范圍內(nèi)存在多個低功率無線接入節(jié)點(diǎn)共享頻譜資源；宏蜂窩基站采用均勻平面天線陣，包括M_v行天線陣垂直方向陣元，水平方向每行M_h個陣元，總發(fā)射功率為P_m；低功率接入節(jié)點(diǎn)i配置根天線，其總發(fā)射功率最大為最小為宏蜂窩基站首先將各低功率接入節(jié)點(diǎn)的總發(fā)射功率i＝1,…,N_s初始化為最大發(fā)射功率其中N_s為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中低功率無線接入節(jié)點(diǎn)個數(shù)，將休眠的低功率接入節(jié)點(diǎn)集合初始化為空集，再利用三維統(tǒng)計信道信息計算各低功率接入節(jié)點(diǎn)及宏蜂窩基站在同一時頻資源上服務(wù)的用戶集合中各用戶的關(guān)鍵參數(shù)；然后按照先依次對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s進(jìn)行宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)再依次對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s進(jìn)行低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)的步驟，或按照先依次對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s進(jìn)行低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)再依次對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s進(jìn)行宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)的步驟進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)；干擾協(xié)調(diào)完畢后僅對集合中剩余的宏蜂窩用戶進(jìn)行服務(wù)，將集合中的低功率接入節(jié)點(diǎn)均設(shè)置為休眠狀態(tài)；

所述三維統(tǒng)計信道信息包括：宏蜂窩基站與宏蜂窩用戶k,k＝1,…,K_m間信道的大尺度衰落因子β_m,k，其中K_m為集合中用戶個數(shù)；宏蜂窩用戶k,k＝1,…,K_m的垂直發(fā)送相關(guān)陣和水平發(fā)送相關(guān)陣其中矩陣為宏蜂窩基站與用戶k之間的歸一化信道矩陣，滿足其第m行第n列的元素[H_m,k]_m,n為基站第m行第n列的天線陣元與用戶k之間的信道系數(shù)，上標(biāo)(·)^H代表共軛轉(zhuǎn)置，E{·}代表求均值，tr{·}代表求矩陣的跡；低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s與該節(jié)點(diǎn)用戶間信道的大尺度衰落因子的最小值以及宏蜂窩基站與低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s間信道的大尺度衰落因子垂直發(fā)送相關(guān)陣和水平發(fā)送相關(guān)陣其中矩陣為宏蜂窩基站與低功率接入節(jié)點(diǎn)i的任意用戶j,間的歸一化信道矩陣，其第m行第n列的元素為基站第m行第n列的天線陣元與該用戶間的信道系數(shù)，K_si為低功率接入節(jié)點(diǎn)i在同一時頻資源上服務(wù)的用戶數(shù)；低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s與宏蜂窩用戶k,k＝1,…,K_m間信道的大尺度衰落因子

所述宏蜂窩基站利用三維統(tǒng)計信道信息計算各低功率接入節(jié)點(diǎn)及集合中各宏蜂窩用戶的關(guān)鍵參數(shù)包括：

1)對集合中的宏蜂窩用戶k,k＝1,…,K_m，計算及其中和分別為M_v×M_v和M_h×M_h的DFT矩陣，其第m行第n列的元素分別為和

2)對集合中的宏蜂窩用戶k,k＝1,…,K_m，計算及其中和分別為Λ_V,m,k的第a個對角元和Λ_H,m,k的第b個對角元；

3)對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s，計算及

4)對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s，分別找出和的最大對角元和及和對角元中與和比值大于或等于某一預(yù)先設(shè)置的門限值δ₄的對角元，記為集合和即其中，和分別為第m個對角元和的第n個對角元；

所述低功率接入節(jié)點(diǎn)i的宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)按如下步驟進(jìn)行：

a1)若低功率接入節(jié)點(diǎn)則進(jìn)入步驟a2)；否則，結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)；

a2)從集合中找出所有滿足且的宏蜂窩用戶，記為集合即集合中用戶數(shù)記為并令l＝1；

a3)若集合中的第l個宏蜂窩用戶k_l，在宏蜂窩基站的服務(wù)用戶集合中，則計算其對低功率接入節(jié)點(diǎn)i的干擾信號平均能量與低功率接入節(jié)點(diǎn)i的各用戶有用信號平均能量之比否則進(jìn)入步驟a8)；

a4)若宏蜂窩用戶k_l對低功率接入節(jié)點(diǎn)i的干擾度量值小于或等于某一預(yù)先設(shè)置的門限值δ₁，轉(zhuǎn)至步驟a8)；否則，將宏蜂窩用戶k_l從集合中刪去，并進(jìn)入步驟a5)；

a5)在不屬于集合的低功率接入節(jié)點(diǎn)中找出與宏蜂窩用戶k_l間信道的大尺度衰落因子最大的低功率接入節(jié)點(diǎn)，記為節(jié)點(diǎn)r；

a6)計算宏蜂窩用戶k_l由低功率接入節(jié)點(diǎn)r服務(wù)情況下所接收到有用信號平均能量與其由宏蜂窩基站服務(wù)情況下所接收到有用信號平均能量之比

a7)若宏蜂窩用戶k_l至低功率接入節(jié)點(diǎn)r的卸載度量值大于或等于某一預(yù)先設(shè)置的門限值δ₂，則將宏蜂窩用戶k_l卸載至低功率接入節(jié)點(diǎn)r，由該節(jié)點(diǎn)服務(wù)；

a8)令l＝l+1；若則轉(zhuǎn)至步驟a3)，否則結(jié)束節(jié)點(diǎn)i的宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)；

所述低功率接入節(jié)點(diǎn)i的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)按如下步驟進(jìn)行：

b1)若低功率接入節(jié)點(diǎn)則進(jìn)入步驟b2)；否則，結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)；

b2)對所有宏蜂窩用戶計算低功率接入節(jié)點(diǎn)i對其的干擾信號平均能量與其接收到的有用信號平均能量之比

b3)在所有宏蜂窩用戶中找出最大的用戶，記為用戶k_i，即

b4)若小于或等于某一預(yù)先設(shè)置的門限值δ₃，則結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)；否則，將低功率接入節(jié)點(diǎn)i的發(fā)射功率降低至能夠滿足小于或等于門限值δ₃的最大發(fā)射功率

b5)若低功率接入節(jié)點(diǎn)i的發(fā)射功率大于或等于低功率接入節(jié)點(diǎn)的最低發(fā)射功率則結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)；否則，將低功率接入節(jié)點(diǎn)i加入集合并結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)。

進(jìn)一步的，低功率接入節(jié)點(diǎn)i的宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)中步驟a3)中宏蜂窩用戶k_l對低功率接入節(jié)點(diǎn)i的干擾信號平均能量與低功率接入節(jié)點(diǎn)i的各用戶有用信號平均能量之比的計算方法為：

進(jìn)一步的，低功率接入節(jié)點(diǎn)i的宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)中步驟a6)宏蜂窩用戶k_l由低功率接入節(jié)點(diǎn)r服務(wù)情況下所接收到有用信號平均能量與其由宏蜂窩基站服務(wù)情況下所接收到有用信號平均能量之比的計算方法為

進(jìn)一步的，低功率接入節(jié)點(diǎn)i的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)中步驟b2)中低功率接入節(jié)點(diǎn)i對宏蜂窩用戶k的干擾信號平均能量與宏蜂窩用戶k接收到的有用信號平均能量之比的計算方法為

進(jìn)一步的，低功率接入節(jié)點(diǎn)i的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)步驟b4)中滿足小于或等于門限值δ₃的最大發(fā)射功率為

有益效果：本發(fā)明為宏蜂窩基站使用均勻平面天線陣的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下行傳輸系統(tǒng)提供一種利用三維統(tǒng)計信道信息的干擾協(xié)調(diào)方法，該方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本方法僅需要信道的統(tǒng)計信息，所需信道信息量小，適用于各種典型的無線通信系統(tǒng)；

2、本方法中的層間干擾度量等計算復(fù)雜度低、易于實(shí)現(xiàn)；

3、本方法可根據(jù)系統(tǒng)和用戶服務(wù)質(zhì)量的要求，靈活設(shè)置不同門限，滿足不同的用戶服務(wù)質(zhì)量和系統(tǒng)吞吐量。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的方法主要包括以下步驟：

步驟一、將各低功率接入節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率i＝1,…,N_s初始化為最大發(fā)射功率將休眠的低功率接入節(jié)點(diǎn)集合初始化為空集；

步驟二、利用三維統(tǒng)計信道信息進(jìn)行各低功率接入節(jié)點(diǎn)及宏蜂窩基站在同一時頻資源上服務(wù)的用戶集合中各用戶的關(guān)鍵參數(shù)的計算，包括：

1)對集合中的宏蜂窩用戶k,k＝1,…,K_m，計算及其中，K_m為集合中用戶個數(shù)，和分別為M_v×M_v和M_h×M_h的DFT矩陣，其第m行第n列的元素分別為和M_v為宏蜂窩基站垂直方向天線陣元行數(shù)，M_h為宏蜂窩基站水平方向每行中的天線陣元數(shù)，和分別為宏蜂窩用戶k的垂直發(fā)送相關(guān)陣和水平發(fā)送相關(guān)陣，矩陣為宏蜂窩基站與宏蜂窩用戶k之間的歸一化信道矩陣，滿足其第m行第n列的元素[H_m,k]_m,n為宏蜂窩基站第m行第n列的天線陣元與用戶k之間的信道系數(shù)，上標(biāo)(·)^H代表共軛轉(zhuǎn)置，E{·}代表求均值，tr{·}代表求矩陣的跡；

2)對集合中的宏蜂窩用戶k,k＝1,…,K_m，計算及其中和分別為Λ_V,m,k的第a個對角元和Λ_H,m,k的第b個對角元；

3)對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s，計算及其中，和分別為宏蜂窩基站與低功率接入節(jié)點(diǎn)i間信道的垂直發(fā)送相關(guān)陣和水平發(fā)送相關(guān)陣，矩陣為宏蜂窩基站與低功率接入節(jié)點(diǎn)i的任意用戶j,間的歸一化信道矩陣，其第m行第n列的元素為基站第m行第n列的天線陣元與該用戶間的信道系數(shù)，為低功率接入節(jié)點(diǎn)i在同一時頻資源上服務(wù)的用戶數(shù)；

4)對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s，分別找出和的最大對角元和然后分別找出和對角元中與和比值大于或等于某一預(yù)先設(shè)置的門限值δ₄的對角元，記為集合和即其中，和分別為第m個對角元和的第n個對角元；

步驟三、按照先依次對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s進(jìn)行宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)再依次對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s進(jìn)行低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)的步驟，或按照先依次對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s進(jìn)行低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)再依次對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s進(jìn)行宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)的步驟進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)。

所述低功率接入節(jié)點(diǎn)i的宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)按如下步驟進(jìn)行：

a1)若低功率接入節(jié)點(diǎn)則進(jìn)入步驟a2)；否則，結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)；

a2)從集合中找出所有滿足且的用戶，記為集合即集合中用戶數(shù)記為并令l＝1；

a3)若集合中的第l個宏蜂窩用戶，假設(shè)為用戶k_l，在宏蜂窩基站的服務(wù)用戶集合中，則利用下式計算其對低功率接入節(jié)點(diǎn)i的干擾信號平均能量與低功率接入節(jié)點(diǎn)i的各用戶有用信號平均能量之比

其中，P_m為宏蜂窩基站總發(fā)射功率，為宏蜂窩基站與低功率接入節(jié)點(diǎn)i間信道的大尺度衰落因子，為低功率接入節(jié)點(diǎn)i與該節(jié)點(diǎn)所服務(wù)用戶間信道的大尺度衰落因子的最小值，為低功率接入節(jié)點(diǎn)i配置的天線數(shù)；否則進(jìn)入步驟a8)；

a4)若轉(zhuǎn)至步驟a8)；否則，將宏蜂窩用戶k_l從集合中刪去，并進(jìn)入步驟a5)；

a5)在不屬于集合的低功率接入節(jié)點(diǎn)中找出與宏蜂窩用戶k_l間信道的大尺度衰落因子最大的低功率接入節(jié)點(diǎn)，記為節(jié)點(diǎn)r；

a6)利用下式計算宏蜂窩用戶k_l由低功率接入節(jié)點(diǎn)r服務(wù)情況下所接收到有用信號平均能量與其由宏蜂窩基站服務(wù)情況下所接收到有用信號平均能量之比

其中，為低功率接入節(jié)點(diǎn)r在同一時頻資源上服務(wù)的用戶數(shù)，為低功率接入節(jié)點(diǎn)r配置的天線數(shù)，為低功率接入節(jié)點(diǎn)r的總發(fā)射功率，為低功率接入節(jié)點(diǎn)r與宏蜂窩用戶k_l間信道的大尺度衰落因子，為宏蜂窩基站與宏蜂窩用戶k_l間信道的大尺度衰落因子；

a7)若則將宏蜂窩用戶k_l卸載至低功率接入節(jié)點(diǎn)r，由該節(jié)點(diǎn)服務(wù)；

a8)令l＝l+1；若則轉(zhuǎn)至步驟a3)，否則結(jié)束低功率節(jié)點(diǎn)i的宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)；

所述低功率接入節(jié)點(diǎn)i的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)按如下步驟進(jìn)行：

b1)若低功率接入節(jié)點(diǎn)則進(jìn)入步驟b2)；否則，結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)；

b2)對所有宏蜂窩用戶利用下式計算低功率接入節(jié)點(diǎn)i對其的干擾信號平均能量與其接收到的有用信號平均能量之比

其中，為低功率接入節(jié)點(diǎn)i與宏蜂窩用戶k間信道的大尺度衰落因子，β_m,k為宏蜂窩基站與宏蜂窩用戶k間信道的大尺度衰落因子；

b3)在所有宏蜂窩用戶中找出最大的用戶，記為用戶k_i，即

b4)若則結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)；否則，將低功率接入節(jié)點(diǎn)i的發(fā)射功率降低至其中

其中，為低功率接入節(jié)點(diǎn)i與宏蜂窩用戶k_i間信道的大尺度衰落因子，為宏蜂窩基站與宏蜂窩用戶k_i間信道的大尺度衰落因子；

b5)若低功率接入節(jié)點(diǎn)i的發(fā)射功率大于低功率接入節(jié)點(diǎn)的最低發(fā)射功率則結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)；否則，將低功率接入節(jié)點(diǎn)i加入集合并結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)。

為使本發(fā)明中的技術(shù)方案更加清楚明白，下面對本方案進(jìn)行具體描述：

考慮一個異構(gòu)下行傳輸網(wǎng)絡(luò)，宏蜂窩基站覆蓋范圍內(nèi)存在多個低功率無線接入節(jié)點(diǎn)共享頻譜資源；宏蜂窩基站采用均勻平面天線陣，包括M_v行天線陣垂直方向陣元，水平方向每行M_h個陣元，總發(fā)射功率為P_m，宏蜂窩基站在同一時頻資源上服務(wù)的用戶集合中用戶數(shù)為K_m；低功率接入節(jié)點(diǎn)i配置根天線，其總發(fā)射功率最大為最小為其在同一時頻資源上服務(wù)的用戶數(shù)為該異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)完成干擾協(xié)調(diào)后，宏蜂窩基站將對集合中剩余的宏蜂窩用戶進(jìn)行服務(wù)，集合中的低功率接入節(jié)點(diǎn)將被設(shè)置為休眠狀態(tài)。

宏蜂窩基站需已知各宏蜂窩用戶及各低功率接入節(jié)點(diǎn)的三維統(tǒng)計信道信息，包括：宏蜂窩基站與宏蜂窩用戶k,k＝1,…,K_m間信道的大尺度衰落因子β_m,k；宏蜂窩用戶k,k＝1,…,K_m的垂直發(fā)送相關(guān)陣和水平發(fā)送相關(guān)陣其中矩陣為宏蜂窩基站與用戶k之間的歸一化信道矩陣，滿足其第m行第n列的元素[H_m,k]_m,n為基站第m行第n列的天線陣元與用戶k之間的信道系數(shù)，上標(biāo)(·)^H代表共軛轉(zhuǎn)置，E{·}代表求均值，tr{·}代表求矩陣的跡；低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s與該節(jié)點(diǎn)用戶間信道的大尺度衰落因子的最小值宏蜂窩基站與低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s間信道的大尺度衰落因子垂直發(fā)送相關(guān)陣和水平發(fā)送相關(guān)陣其中矩陣為宏蜂窩基站與低功率接入節(jié)點(diǎn)i的任意用戶j,間的歸一化信道矩陣，其第m行第n列的元素為基站第m行第n列的天線陣元與該用戶間的信道系數(shù)；低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s與宏蜂窩用戶k,k＝1,…,K_m間信道的大尺度衰落因子

具體的利用三維統(tǒng)計信道信息的干擾協(xié)調(diào)方法包括以下步驟：

步驟一、將各低功率接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送功率i＝1,…,N_s初始化為最大發(fā)射功率將休眠的低功率接入節(jié)點(diǎn)集合初始化為空集；

步驟二、利用三維統(tǒng)計信道信息進(jìn)行各低功率接入節(jié)點(diǎn)及宏蜂窩基站在同一時頻資源上服務(wù)的用戶集合中各用戶的關(guān)鍵參數(shù)的計算，包括：

1)對集合中的宏蜂窩用戶k,k＝1,…,K_m，計算及其中，和分別為M_v×M_v和M_h×M_h的DFT矩陣，其第m行第n列的元素分別為和

2)對集合中的宏蜂窩用戶k,k＝1,…,K_m，計算及其中和分別為Λ_V,m,k的第a個對角元和Λ_H,m,k的第b個對角元；

3)對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s，計算及

4)對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s，分別找出和的最大對角元和然后分別找出和對角元中與和比值大于或等于某一預(yù)先設(shè)置的門限值δ₄的對角元，記為集合和即其中，和分別為第m個對角元和的第n個對角元；

步驟三、按照先依次對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s進(jìn)行宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)再依次對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s進(jìn)行低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)的步驟，或按照先依次對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s進(jìn)行低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)再依次對低功率接入節(jié)點(diǎn)i,i＝1,…,N_s進(jìn)行宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)的步驟進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)。

所述低功率接入節(jié)點(diǎn)i的宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)按如下步驟進(jìn)行：

a1)若低功率接入節(jié)點(diǎn)則進(jìn)入步驟a2)；否則，結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)；

a2)從集合中找出所有滿足且的用戶，記為集合即集合中用戶數(shù)記為并令l＝1；

a3)若集合中的第l個宏蜂窩用戶，假設(shè)為用戶k_l，在宏蜂窩基站的服務(wù)用戶集合中，則利用下式計算其對低功率接入節(jié)點(diǎn)i的干擾信號平均能量與低功率接入節(jié)點(diǎn)i的各用戶有用信號平均能量之比

否則進(jìn)入步驟a8)；

a4)若轉(zhuǎn)至步驟a8)；否則，將宏蜂窩用戶k_l從集合中刪去，并進(jìn)入步驟a5)；

a5)在不屬于集合的低功率接入節(jié)點(diǎn)中找出與宏蜂窩用戶k_l間信道的大尺度衰落因子最大的低功率接入節(jié)點(diǎn)，記為節(jié)點(diǎn)r；

a6)利用下式計算宏蜂窩用戶k_l由低功率接入節(jié)點(diǎn)r服務(wù)情況下所接收到有用信號平均能量與其由宏蜂窩基站服務(wù)情況下所接收到有用信號平均能量之比

a7)若則將宏蜂窩用戶k_l卸載至低功率接入節(jié)點(diǎn)r，由該節(jié)點(diǎn)服務(wù)；

a8)令l＝l+1；若則轉(zhuǎn)至步驟a3)，否則結(jié)束低功率節(jié)點(diǎn)i的宏蜂窩干擾協(xié)調(diào)；

所述低功率接入節(jié)點(diǎn)i的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)按如下步驟進(jìn)行：

b1)若低功率接入節(jié)點(diǎn)則進(jìn)入步驟b2)；否則，結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)；

b2)對所有宏蜂窩用戶利用下式計算低功率接入節(jié)點(diǎn)i對其的干擾信號平均能量與其接收到的有用信號平均能量之比

b3)在所有宏蜂窩用戶中找出最大的用戶，記為用戶k_i，即

b4)若則結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)；否則，將低功率接入節(jié)點(diǎn)i的發(fā)射功率降低至其中

b5)若低功率接入節(jié)點(diǎn)i的發(fā)射功率大于低功率接入節(jié)點(diǎn)的最低發(fā)射功率則結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)；否則，將低功率接入節(jié)點(diǎn)i加入集合并結(jié)束該節(jié)點(diǎn)的低功率接入節(jié)點(diǎn)干擾協(xié)調(diào)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。