本發(fā)明屬于通信抗干擾
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體的說(shuō)是一種用于抑制蜂窩系統(tǒng)中相鄰小區(qū)同頻干擾的方法；更具體的說(shuō)是一種基于扇區(qū)分裂和時(shí)分復(fù)用的蜂窩系統(tǒng)干擾協(xié)調(diào)(inter-cellinterferencecoordination，icic)方法；本發(fā)明涉及部分波束賦形方法(beamforming)，頻率復(fù)用方法(frequencyreuse)等技術(shù)。
背景技術(shù)：
：lte系統(tǒng)采用了同頻組網(wǎng)的技術(shù)，因此在小區(qū)內(nèi)不存在同頻干擾，但是會(huì)存在小區(qū)間的同頻干擾。而同頻干擾最為嚴(yán)重的地方就是每個(gè)小區(qū)的邊緣。如圖1所示，具體闡述如下。因?yàn)閛fdma(orthogonalfrequency-divisionmultipleaccess，正交頻分多址接入)技術(shù)的采用，能夠?qū)d-lteadvanced系統(tǒng)的通信信道分成若干個(gè)正交子信道，采用并行傳輸方式將高速數(shù)據(jù)調(diào)制后以低速發(fā)送出去。這樣一來(lái)，小區(qū)內(nèi)的同頻率資源由于正交技術(shù)的采用而減少了信道間干擾，同時(shí)刻同小區(qū)內(nèi)的所有用戶使用的資源塊(rb,resourceblock)是不重疊的，即可以不考慮小區(qū)內(nèi)用戶之間的干擾。但td-lteadvanced系統(tǒng)的物理層沒(méi)有設(shè)計(jì)針對(duì)小區(qū)間同頻干擾的抑制機(jī)制，其采用的同頻組網(wǎng)方式有可能導(dǎo)致同時(shí)刻相鄰小區(qū)間用戶使用相同的時(shí)頻資源，由此便突出了相鄰小區(qū)間的同頻干擾。這便引入了小區(qū)間干擾。極大降低了小區(qū)邊緣用戶的接人性能和業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(qos)。目前在工業(yè)界主要有已被3gpp采納的部分頻率復(fù)用機(jī)制(fractionalfrequencyreuse,ffr)技術(shù)來(lái)進(jìn)行小區(qū)間的同頻干擾協(xié)調(diào)。部分頻率復(fù)用技術(shù)是設(shè)定一個(gè)比例參數(shù)α∈(0,1)，每個(gè)扇區(qū)的中區(qū)區(qū)域用戶復(fù)用(1-α)比例的頻率資源，而剩下的α部分的頻域資源被等分成3份分給三個(gè)扇區(qū)的邊緣用戶使用，這樣一來(lái)相鄰小區(qū)的邊緣用戶會(huì)被分配到不同的頻域資源，從而一定程度上的避免了同頻干擾。但ffr技術(shù)使得系統(tǒng)的頻率復(fù)用水平在較低的水平，在抑制了小區(qū)邊緣用戶sinr(signaltointerferenceplusnoiseratio,信干噪比)的同時(shí)也限制了系統(tǒng)的吞吐量的性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的基本思路是利用扇區(qū)分裂的思想，將系統(tǒng)中已經(jīng)存在的三個(gè)扇區(qū)再劃分為兩個(gè)虛擬扇區(qū)，并在時(shí)間上交替用不同的發(fā)射功率覆蓋每個(gè)虛擬扇區(qū)。該方案可以有效的提升降低icic的性能；相比于lte系統(tǒng)，通過(guò)增大了用戶的sinr，從而提升了系統(tǒng)吞吐量。相比于ffr技術(shù)，通過(guò)提高頻率復(fù)用因子，提升了頻譜利用率從而提升了系統(tǒng)吞吐量。本發(fā)明的技術(shù)方案是：s1、扇區(qū)分裂：將lte系統(tǒng)中的三個(gè)扇區(qū)通過(guò)波束賦形方法平均分裂成6個(gè)虛擬扇區(qū)，將其按順序依次編號(hào)為1至6；s2、使用不同功率交替覆蓋每個(gè)單個(gè)小區(qū)的不同虛擬扇區(qū)：對(duì)于時(shí)隙t，假設(shè)小區(qū)半徑為r，基站以高功率p_h覆蓋編號(hào)為1、3、5的3個(gè)虛擬扇區(qū)的所有區(qū)域，以低功率p_l覆蓋編號(hào)為2、4、6的3個(gè)虛擬扇區(qū)中半徑為的區(qū)域；對(duì)于下一個(gè)時(shí)隙t+1，交換該小區(qū)的覆蓋功率，即基站以高功率p_h覆蓋編號(hào)為2、4、6的3個(gè)虛擬扇區(qū)的所有區(qū)域，以低功率p_l覆蓋編號(hào)為1、3、5的3個(gè)虛擬扇區(qū)中半徑為的區(qū)域。同時(shí)考慮虛擬扇區(qū)的頻率復(fù)用問(wèn)題：因?yàn)椴ㄊx形技術(shù)的使用，每個(gè)虛擬扇區(qū)可以使用完整的頻域資源。即復(fù)用因子為6。本發(fā)明中以復(fù)用因子為3的情況進(jìn)行討論：每?jī)蓚€(gè)相鄰的虛擬扇區(qū)使用完整的頻域資源。s3、對(duì)多個(gè)小區(qū)不同的虛擬扇區(qū)使用不同的功率進(jìn)行覆蓋：使用步驟s2的方法，使用不同功率交替覆蓋所有小區(qū)的每個(gè)虛擬扇區(qū)，并在任意時(shí)刻使相鄰小區(qū)的相鄰扇區(qū)覆蓋不同功率，即當(dāng)基站以高功率p_h覆蓋一個(gè)小區(qū)的一個(gè)虛擬扇區(qū)時(shí)，與該虛擬扇區(qū)相鄰的另一個(gè)小區(qū)的虛擬扇區(qū)被基站以低功率p_l覆蓋。本方案可以利用經(jīng)典的圖點(diǎn)著色算法保證相鄰小區(qū)的相鄰虛擬扇區(qū)使用不同的功率進(jìn)行覆蓋，從而使得小區(qū)邊緣用戶的sinr被控制在較低水平。本發(fā)明中只要所有小區(qū)的虛擬扇區(qū)覆蓋情況相同就可保證這一點(diǎn)。進(jìn)一步的，步驟s2中的半徑r的獲得方法為：通過(guò)控制功率p_l來(lái)控制低功率時(shí)基站覆蓋的虛擬扇區(qū)半徑r。當(dāng)p_l太高時(shí)，小區(qū)邊緣的用戶受到的干擾較大。當(dāng)p_l太低時(shí)，基站只覆蓋了一小部分面積內(nèi)的用戶，系統(tǒng)的吞吐量會(huì)受到損失。因?yàn)榘霃絩是一個(gè)連續(xù)的變量。為了求解方便將r離散化：r＝{0:△:r}，其中△為r離散化的間隔。在不同r值的情況下對(duì)系統(tǒng)的吞吐量性能進(jìn)行仿真，找到使得系統(tǒng)吞吐量最大的r值作為基站的功率配置。本發(fā)明的有益效果是：提高了用戶的服務(wù)質(zhì)量(qos)，特別是邊緣用戶的sinr；同時(shí)提高了整個(gè)系統(tǒng)的吞吐量性能，小區(qū)可以服務(wù)更多的用戶；最后因?yàn)樘嵘擞脩舻膕inr性能，因此可以使用更高階的調(diào)制技術(shù)來(lái)提升系統(tǒng)容量。附圖說(shuō)明圖1小區(qū)間同頻干擾示意圖圖2扇區(qū)分裂示意圖圖3基站使用不同功率覆蓋單個(gè)被分裂的虛擬小區(qū)示意圖；圖4基站使用不同功率覆蓋多個(gè)被分裂的虛擬小區(qū)示意圖；圖5本發(fā)明與傳統(tǒng)lte系統(tǒng)的下行容量對(duì)比；圖6本發(fā)明與傳統(tǒng)lte系統(tǒng)的上行容量對(duì)比；圖7本發(fā)明與傳統(tǒng)lte系統(tǒng)的用戶sinr對(duì)比；圖8本發(fā)明與ffr技術(shù)的用戶sinr對(duì)比。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案：實(shí)施例1本例中：子載波數(shù)1024個(gè)；調(diào)制方式為qpsk調(diào)制；基站在每個(gè)子載波上的發(fā)射功率歸一化為1w；路徑損耗模型為3gppts36.942.urbanmodel；小尺度衰落模型為eva信道模型；調(diào)度方式采用輪詢方式(roundrobin)；其他的仿真參數(shù)在表1中闡明。表1實(shí)施例1仿真參數(shù)步驟1：首先將單個(gè)小區(qū)的三個(gè)扇區(qū)等分裂成6個(gè)虛擬扇區(qū)。如圖2所示，扇區(qū)a被分裂成了虛擬扇區(qū)1,2；扇區(qū)b被分裂成了虛擬扇區(qū)3,4；扇區(qū)c被分裂成了虛擬扇區(qū)5,6；。步驟2：在時(shí)隙t基站用一高一低兩種功率p_h,p_l交替覆蓋每個(gè)虛擬扇區(qū)。如圖3所示，在時(shí)刻t，基站用功率p_h覆蓋了虛擬扇區(qū)1,3,5的所有區(qū)域；用功率p_l覆蓋了虛擬扇區(qū)2,4,6半徑為的區(qū)域。而在下一時(shí)隙t+1，虛擬扇區(qū)的覆蓋情況交換。并在頻率復(fù)用因子為3的情況下使用輪詢調(diào)度策略來(lái)為用戶分配子載波。步驟3：這一步驟確定多個(gè)小區(qū)的虛擬扇區(qū)覆蓋情況，約束條件如下：1)任意時(shí)刻相鄰小區(qū)的相鄰扇區(qū)不能使用相同的功率覆蓋。2)在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，每個(gè)扇區(qū)被兩種功率覆蓋的概率應(yīng)該各為0.5這一步驟的一般性解法可以使用圖論中的點(diǎn)著色算法：虛擬扇區(qū)表示為點(diǎn)，相鄰的虛擬扇區(qū)被邊連接。點(diǎn)的顏色表示虛擬扇區(qū)的功率覆蓋情況。然而該場(chǎng)景存在一種特殊的解，即所有小區(qū)使用相同的虛擬扇區(qū)覆蓋策略。并且在下一時(shí)隙改變每個(gè)虛擬扇區(qū)的覆蓋情況即可。如圖4所示。步驟4：通過(guò)控制功率p_l來(lái)控制低功率時(shí)基站覆蓋的虛擬扇區(qū)半徑。當(dāng)p_l太高時(shí)，小區(qū)邊緣的用戶受到的干擾較大。當(dāng)p_l太低時(shí)，基站只覆蓋了一小部分面積內(nèi)的用戶，系統(tǒng)的吞吐量會(huì)受到損失。因?yàn)榘霃絩是一個(gè)連續(xù)的變量。為了求解方便將r離散化：r＝{0:50:500}。在不同r值的情況下找到使得系統(tǒng)吞吐量最大的r值作為基站的功率配置。在本例中，當(dāng)r＝400m時(shí)能夠取得最大的系統(tǒng)吞吐量。因此r值被設(shè)定為400。根據(jù)圖5,6可得，在上行情況與下行情況中本發(fā)明相比于傳統(tǒng)的lte系統(tǒng)可帶來(lái)15％左右的吞吐量提升。而根據(jù)圖7可得相比于lte系統(tǒng)本發(fā)明的用戶sinr在低于15db的部分占比更少，而在高于15db的部分占比更高。顯然，本發(fā)明提高了用戶的sinr性能。表2仿真參數(shù)仿真參數(shù)值單個(gè)小區(qū)用戶數(shù)35小區(qū)數(shù)目7子載波個(gè)數(shù)600時(shí)隙個(gè)數(shù)35基站天線數(shù)4熱噪聲功率密度-174dbm/hz傳輸能量46dbmfor10mhz資源塊個(gè)數(shù)50ffr復(fù)用參數(shù)α0.5在參數(shù)如表2所示的情況下，本發(fā)明對(duì)比了與ffr技術(shù)的性能比較。ffr的頻率復(fù)用因子為2，而本發(fā)明在兩個(gè)虛擬扇區(qū)共用一個(gè)完整頻域資源的情況下，頻率復(fù)用因子為2.46.表3為兩種方法的吞吐量對(duì)比。可以看到本發(fā)明對(duì)比f(wàn)fr技術(shù)帶來(lái)了35％左右的吞吐量提升。而圖8可以看到本發(fā)明的用戶sinr水平與ffr技術(shù)基本相同。表3性能對(duì)比結(jié)果當(dāng)前第1頁(yè)12