CN101674641A - 一种基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，具体包括如下处理：服务基站发送终端反馈与该基站对应的反馈频带上的下行链路小区间干扰情况所需的上行频率资源的分配信息；所述终端测量所述频带上的下行链路小区间干扰情况；所述终端根据测得的所述小区间干扰情况确定发射功率，通过所述上行频率资源发送相同的下行链路小区间干扰情况指示信息。本发明利用不同的发射功率在同一反馈频带对应的上行频率资源上发送相同的干扰情况指示信息来节省无线通信系统中下行链路小区间干扰的描述开销，以便基站对下行链路小区间干扰进行控制以降低该干扰对系统容量的影响。

Description

一种基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法。

背景技术

在蜂窝移动通信系统中，基站是指给终端提供服务的设备，基站通过上下行链路与终端进行通信，下行链路(前向)是指基站发送数据，终端接收数据的链路，上行链路(反向)是指终端发送数据，基站接收数据的链路。多个终端可同时通过上行链路向基站发送数据，也可通过下行广播信道同时从基站接收数据。

在蜂窝移动通信系统中，采用基站进行无线网络资源的调度控制，例如基站进行下行链路传输时无线网络资源的分配以及终端进行上行传输时所需要使用的无线网络资源的调度。

下行链路小区间干扰是蜂窝移动通信系统的一个固有问题，严重的影响着通信系统的容量，其形成原因是各个小区中使用相同频率的无线网络资源的多个终端间产生的相互干扰。如果下行链路小区间干扰严重时，将会带来系统容量的极大降低，特别是小区边缘终端的传输能力，从而严重的影响系统的覆盖能力以及终端的感受。

但是目前针对如何获知下行链路小区间干扰主要有两种解决方案，在IEEE 802.16第56次会议上，提案C802.16m-08/612中，受到干扰的每个终端都向服务基站上报其收到的干扰情况以及对该终端产生干扰的基站号，由于终端在向基站发送上述信息都是通过与该终端对应的上行频率资源进行反馈，不同的终端所占用的上行频率资源不同，这样在对终端干扰情况进行描述时，所需要的频率资源开销非常大。同样的缺陷也存在于提案C802.16m-08/626中，在该方案中，受到干扰的终端通过与其对应的上行频率资源直接向对其产生强干扰的基站发送信息，使其调整发射功率，也同样导致非常大的频率资源开销。

从上述陈述看出，在对蜂窝移动通信系统设计时需要获知下行链路小区间干扰，以便让基站采用相应策略来降低下行链路小区间干扰，降低下行链路小区间干扰对系统容量的影响，因此迫切需要解决目前现有技术中存在的获知下行链路小区间干扰情况时频率资源描述开销大的问题。

发明内容

本发明提出一种基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，用以节省获知无线通信中下行链路小区间干扰时的频率资源描述开销，以便基站采用相应策略来降低下行链路小区间干扰。

为了解决上述问题，本发明具体是这样实现的：

一种基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，包括如下处理步骤：

步骤A，服务基站发送终端反馈与该基站对应的反馈频带上的下行链路小区间干扰情况所需的上行频率资源的分配信息；

步骤B，所述终端测量所述频带上的下行链路小区间干扰情况；

步骤C，所述终端根据测得的所述小区间干扰情况确定发射功率，通过所述上行频率资源发送相同的下行链路小区间干扰情况指示信息。

进一步地，所述步骤C中所述终端根据测得的所述小区间干扰情况确定发射功率，具体包括如下处理步骤：

步骤a，所述终端将测得的所述小区间干扰情况与一组阈值进行比较，若所述小区间干扰情况低于最小阈值，则不发送指示信息，否则，转入步骤b；

步骤b，根据与所述干扰情况相应的阈值区间上对应的发射功率调整值和参考发射功率的和确定发送指示信息的发射功率；

所述参考发射功率根据下行广播信道的接收质量确定；

所述服务基站接收到的参考发射功率相同。

进一步地，所述步骤A中，所述分配信息是服务基站通过广播、组播或单播的形式发送，该信息中包括所述反馈频带上未使用的频率资源情况；

所述步骤B中，所述终端解码获知服务基站在反馈频带上未使用的频率资源，然后通过测量所述频率资源上的接收功率获得下行链路小区间干扰情况。

进一步地，所述发射功率至少满足如下一个条件要求：

当一个终端受到的下行链路小区间干扰越大，则该终端的发射功率保证其服务基站或相邻基站在相应的上行频率资源上接收到的功率越大；

当服务基站相同的两个终端受不同程度的下行链路小区间干扰，在同一反馈频带上，受到干扰大的终端的发射功率应保证服务基站或相邻基站在相应的上行频率资源上接收到的功率大；

当多个终端受到相同程度的下行链路小区间干扰时，则每个终端的发射功率保证其服务基站或相邻基站在相应的上行频率资源上接收到的功率是相同的。

进一步地，所述控制方法还包括如下步骤：

步骤D，服务基站根据测量所述反馈频带上的下行链路干扰情况对应的上行频率资源上的总接收功率，确定是否向其相邻基站发送与所述反馈频带相关的干扰控制信息。

接上述方案，所述步骤4中，服务基站将获得的总接收功率与设定阈值比较，若总接收功率大于设定阈值，则服务基站发送所述干扰控制信息，否则，不发送所述干扰控制信息。

接上述方案，所述步骤4中，所述干扰控制信息中包括需要降低的发射功率；

所述需要降低的发射功率与所述总接收功率成线性关系。

进一步地，所述控制方法还包括如下步骤：

步骤D1，相邻基站根据测量反馈频带上的下行链路小区间干扰情况对应的上行频率资源上的接收功率调整自己在所述反馈频带上的发射功率。

接上述方案，P_t(n)＝P_t(n-1)-K₂*P_{r_n}，其中P_t为接收功率，P_{r_n}为发射功率，K₂取常数，n为时间。

进一步地，所述控制方法中，所述终端在发送所述干扰情况指示信息前，当终端自身的扩频码与其他终端的扩频码成正交或准正交关系时，对所述干扰情况指示信息进行扩频。

接上述方案，所述控制方法中还包括如下步骤：

步骤D2，所述服务基站通过所述终端的扩频码对接收到的干扰情况指示信息进行扩频码解扩，根据解扩得到的相关峰值大小获得终端受到的干扰强度；

所述服务基站判断终端受到的干扰强度是否大于设定的阈值，若是，则向相邻基站发送降低发射功率的干扰控制信息，否则，不发送干扰控制信息。

接上述方案，所述控制方法中还包括如下步骤：

步骤D3，所述相邻基站通过所述终端的扩频码对接收到的干扰情况指示信息进行扩频码解扩，根据解扩得到的相关峰值大小获得终端受到的干扰强度；

所述相邻基站根据终端受到的干扰强度与设定的阈值进行比较，确定是否调整自己在反馈频带上的发射功率。

本发明提出的一种基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，通过多个在同一频带上受到下行链路小区间干扰的终端利用不同的发射功率在同一反馈频带对应的上行频率资源上发送相同的干扰情况指示信息来节省无线通信系统中下行链路小区间干扰的描述开销，以便对下行链路小区间干扰进行控制以降低该干扰对系统容量的影响，并改善小区边缘终端的下行服务质量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是基站使用频带划分示意图；

图2是服务基站接收下行链路小区间干扰情况指示流程图；

图3是相邻基站接收下行链路小区间干扰情况指示流程图；

图4是基站可以使用的频带中用来测量下行链路小区间干扰的静默区示意图；

图5是相邻基站之间干扰控制消息交互流程图。

具体实施方式

本发明的基本技术思想是，服务基站通过下行广播信道发送反馈与该基站对应的频带上的下行链路小区间干扰情况所需的上行频率资源的分配信息，收到分配信息的终端测量与所述基站对应的频带上的下行链路小区间干扰情况并判断是否需要反馈该频带上的下行链路小区间干扰情况，需要反馈所述频带上的下行链路小区间干扰情况时，终端通过该频带对应的上行频率资源发送相同的下行链路小区间干扰情况指示信息。

下面结合附图和具体实施例对本发明所述方法做进一步的详细说明。

如图1所示，每个基站(基站BS_A，BS_B，BS_C，互为相邻基站)可使用的频带被划分成三个子带FA、FB、FC，每个子带采用不同的发射功率传输下行数据。

图2描述了服务基站接收下行链路小区间干扰情况指示信息的流程图，具体步骤如下：

步骤201，服务基站BS_A通过下行广播信道发送反馈频带FA上的下行链路小区间干扰情况所需的上行频率资源分配信息。

所述基站BS_A通过广播、组播或单播的形式发送该分配信息。

所述基站BS_A通过下行广播信道向终端还发送指示频带FA上未使用的频率资源情况的信息，即基站BS_A不通过所述频率资源向终端发送下行数据。

如图4所示，所述频带FA上未使用的频率资源分布在基站BS_A可使用的频带中标识为FA的子带中的空白区域。

步骤202，以基站BS_A为服务小区的终端测量频带FA上的下行链路小区间干扰情况；

所述步骤202中，所述终端解码获知基站在频带FA上未使用的频率资源，然后通过测量所述频率资源上的接收功率获得下行链路小区间干扰情况。

步骤203，所述终端确定是否需要通过与该频带FA对应的上行频率资源反馈该频带上的下行链路小区间干扰情况指示信息，具体是这样实现的：

步骤a，设定一组阈值T₁，T₂，...，T_N，其中T₁＜T₂＜...＜T_N。

步骤b，终端将测得其在频带A上的下行链路小区间干扰情况I与已设定的一组阈值进行比较，若I＜T₁，则终端不需要发送该频带上下行链路小区间干扰情况指示信息；若I≥T₁则终端需要发送该频带上下行链路小区间干扰情况指示信息，转入步骤204。

步骤204，确定终端的发射功率P，利用该功率通过与反馈频带A对应的上行频率资源发送相同的下行链路小区间干扰情况指示信息。

所述发射功率满足如下关系：

P＝P_ref+Δ

其中：当T₁≤I＜T₂，终端的发射功率P＝P_ref+Δ₁；

当T₂≤I＜T₃，则终端的发射功率P＝P_ref+Δ₂；

依此类推，若I≤T_N时，则终端的发射功率P＝P_ref+Δ_N；

所述阈值的确定依赖于运营商对小区边缘终端的QoS(服务质量)、系统对干扰的容忍度以及基站接收机的灵敏度等因素，若依赖于运营商对小区边缘终端的QoS越高，系统对干扰的容忍度越大，基站接收机的灵敏度越高，则选取一组取值较大的阈值，否则，则取一组取值较小的阈值。

所述P_ref是终端根据下行广播信道的接收质量确定的，具体而言在确定所述终端除了要考虑路损、阴影、快衰等无线信道的影响外还要保证基站从不同的终端接收到的参考发射功率是相同的，因此，参考发射功率与该终端接收基站的距离正相关。

所述Δ的取值，若终端受到的干扰越大，则相应的发射功率调整值Δ越大，具体满足如下关系：Δ₁＜Δ₂＜...＜Δ_N。其中Δ_N＝K₁T_N+B，K、B取值为常数，其中所述N在选取时，主要考虑对干扰控制精度的要求，若在对小区间干扰描述的精度越高，干扰控制效果相对好一些，则N相对描述精度低时，取值大一些。

为保证受干扰的终端能够使用相同的频率资源向基站反馈干扰情况以此节约描述开销，所述终端通过不同的发射功率发送相同的干扰情况指示信息，所谓相同在这里是指信息的表达形式，例如受到干扰的终端都以相同的时域波形将干扰情况指示信息发送给基站。

在无线通信系统中，假设每个终端拥有自己的扩频码，当该扩频码与其它终端的扩频码正交或准正交时，所述终端在发送干扰指示信息前，利用终端本身的扩频码对信息进行扩频。

所述步骤204中确定的终端的发射功率至少能够满足以下一种情况的要求：

当多个终端受到相同程度的下行链路小区间干扰时，则每个终端的发射功率P保证其服务基站或相邻基站在相应的上行频率资源上接收到的功率是相同的，以便基站通过接收的能量判断终端受到干扰的强弱；

当一个终端受到的下行链路小区间干扰越大，则该终端的发射功率P保证其服务基站或相邻基站在相应的上行频率资源上接收到的功率越大；

当服务基站相同的两个终端MS_A和MS_B受到不同程度的下行链路小区间干扰，在频带A上，终端MS_A受到的下行链路小区间干扰比终端MS_B更大，则终端MS_A在该频带对应的上行频率资源所使用的发射功率保证服务基站BS_A或其相邻基站BS_N在对应上行频率资源上接收到的终端MS_A的发射功率大于终端MS_B的发射功率。

步骤205，基站BS_A通过测量反馈频带FA上的下行链路小区间干扰情况对应的上行频率资源上的总接收功率P_{r_a}的大小确定是否需要向其相邻基站BS_B或基站BS_C发送与该频带有关的干扰控制消息。

步骤a，基站BS_A通过测量反馈频带FA上的下行链路小区间干扰情况获得对应的上行频率资源上的总接收功率P_{r_a}；

步骤b，设定一阈值P_x，所述阈值P_x与运营商对小区边缘终端的QoS要求有关，若要求越高，则阈值P_x越小，反之亦然。

步骤c，将总接收功率P_{r_a}与所述阈值P_x进行比较，若P_{r_a}＞P_x则基站BS_A需要向相邻基站BS_B或基站BS_C发送降低发射功率的干扰控制信息，否则不发送降低干扰发射功率的干扰控制信息。

需要降低的发射功率值记为P_d，P_d的选取与P_{r_a}的大小，P_d＝k₂*P_{r_a}，k₂为大于0的常数。

当服务基站收到终端发送的经过扩频处理的干扰情况指示信息，所述基站通过该终端的扩频码对所述干扰情况指示信息进行扩频码解扩，根据解扩得到的相关峰值大小获得终端受到的干扰强度，具体而言，若相关峰值越大，则终端受到的下行干扰越大，反之亦成立。所述服务基站根据获得的终端受到的干扰强度，判断是否大于设定的阈值，若是，则向相邻基站发送降低发射功率的干扰控制信息，所述需要降低的发射功率与干扰强度正相关，否则，不发送干扰控制信息。

所述设定的阈值是根据服务基站设置的发射功率参考值以及运营商提供的Qos要求来确定。所述发射功率参考值是根据终端反馈的信道的状态信息以及服务基站目前的调度情况、队列信息以及终端的业务类型来确定。

图3为相邻基站接收下行链路小区间干扰强度指示流程图，具体步骤如下：

步骤301，基站BS_A通过下行广播信道发送反馈频带FA上的下行链路小区间干扰情况所需的上行频率资源分配信息。

所述基站BS_A通过广播、组播或单播的形式发送该分配信息。

所述基站BS_A通过下行广播信道向终端还发送指示频带FA上未使用的频率资源情况的信息，即基站BS_A不通过所述频率资源向终端发送下行数据。

步骤302，以基站BS_A为服务小区的终端测量频带FA上的下行链路小区间干扰情况并判断是否需要通过与该频带FA对应的上行频率资源反馈该频带上的下行链路小区间干扰情况指示信息。

所述终端解码获知基站在频带FA上未使用的频率资源，然后通过测量所述频率资源上的接收功率获得下行链路小区间干扰情况。

所述终端判断是否需要通过与该频带FA对应的上行频率资源反馈该频带上的下行链路小区间干扰情况指示信息的具体处理步骤可参照步骤203。

所述终端发射指示信息的发射功率具体可参照步骤204的处理步骤进行确定。

步骤303，相邻基站BS_B通过测量反馈频带FA上的下行链路小区间干扰情况对应的上行频率资源上的接收功率P_{r_n}的大小调整自己在频带FA上的发射功率P_t，P_t应当满足如下关系式：

P_t(n)＝P_t(n-1)-K₃*P_{r_n}，其中K₃取常数，n为时间。

在确定上述参数K₁、K₂和K₃时，需要考虑服务基站、相邻基站各自的用户数量、运营商的QoS，一般情况下当服务基站、相邻基站各自的用户数量少、QoS的要求相对低一些，所述参数可以取较小的值。

当相邻基站收到终端发送的经过扩频处理的干扰情况指示信息，所述基站通过该终端的扩频码对所述干扰情况指示信息进行扩频码解扩，根据解扩得到的相关峰值大小获得终端受到的干扰强度，具体而言，若相关峰值越大，则终端受到的下行干扰越大，反之亦成立，相邻基站根据终端受到的干扰强度与设定的阈值比较确定是否需要调整自己在反馈频带FA上的发射功率。具体言之，当相邻基站发现终端受到的干扰强度比设定的阈值大的终端的数量达到一定值时，则调整自己在反馈频带FA上的发射功率。

所述设定的阈值是根据相邻基站设置的发射功率参考值以及运营商提供的Qos要求来确定。所述发射功率与终端受到的干扰强度正相关。所述发射功率参考值是根据终端反馈的信道的状态信息以及服务基站目前的调度情况、队列信息以及终端的业务类型来确定。

如图4所示，分别在基站BS_A、BS_B、BS_C可以使用的各自标识为FA、FB、FC的频带上划出一部分空白区域，所述区域包含的频带资源可以离散地分布在标识为FA、FB、FC的频带上，也可以是该频带中一段连续的物理资源，各个基站在对应的空白区域中不发送任何下行数据。所述空白区域的使用可基于事件触发使用或在指定周期中使用。若基站发现其频带资源紧张时，可基于当前发生的事件需要来触发相应的频率资源作为空白频域。频带资源充足时，可设定使用周期，为了节约终端能耗，终端针对设定的使用周期对频率资源进行定期扫描，以确定空白频域。

如图5所示描述了三个相邻基站BS_A、BS_B、BS_C之间干扰控制消息的交互流程图，基站BS_A、BS_B、BS_C首先分别接收以自己为服务小区的终端反馈的各自标识为FA、FB、FC的下行频带上的下行干扰情况，然后各基站根据对应频带上的干扰情况决定是否向相邻基站发送干扰控制消息，该消息包括干扰大小指示等信息，其它基站接收到干扰控制消息后根据该消息的内容调整自己在相关频带上的发射功率Pt。

在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1、一种基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，其特征在于包括如下处理步骤：

步骤A，服务基站发送终端反馈与该基站对应的反馈频带上的下行链路小区间干扰情况所需的上行频率资源的分配信息；

步骤B，所述终端测量所述频带上的下行链路小区间干扰情况；

步骤C，所述终端根据测得的所述小区间干扰情况确定发射功率，通过所述上行频率资源发送相同的下行链路小区间干扰情况指示信息。

2、如权利要求1所述的基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，其特征在于：

所述步骤C中所述终端根据测得的所述小区间干扰情况确定发射功率，具体包括如下处理步骤：

步骤a，所述终端将测得的所述小区间干扰情况与一组阈值进行比较，若所述小区间干扰情况低于最小阈值，则不发送指示信息，否则，转入步骤b；

步骤b，根据与所述干扰情况相应的阈值区间上对应的发射功率调整值和参考发射功率的和确定发送指示信息的发射功率；

所述参考发射功率根据下行广播信道的接收质量确定；

所述服务基站接收到的参考发射功率相同。

3、如权利要求1所述的基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，其特征在于：

所述步骤A中，所述分配信息是服务基站通过广播、组播或单播的形式发送，该信息中包括所述反馈频带上未使用的频率资源情况；

所述步骤B中，所述终端解码获知服务基站在反馈频带上未使用的频率资源，然后通过测量所述频率资源上的接收功率获得下行链路小区间干扰情况。

4、如权利要求2所述的基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，其特征在于：

所述发射功率至少满足如下一个条件要求：

当一个终端受到的下行链路小区间干扰越大，则该终端的发射功率保证其服务基站或相邻基站在相应的上行频率资源上接收到的功率越大；

当服务基站相同的两个终端受不同程度的下行链路小区间干扰，在同一反馈频带上，受到干扰大的终端的发射功率应保证服务基站或相邻基站在相应的上行频率资源上接收到的功率大；

当多个终端受到相同程度的下行链路小区间干扰时，则每个终端的发射功率保证其服务基站或相邻基站在相应的上行频率资源上接收到的功率是相同的。

5、如权利要求1-4中任一权利要求所述的基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，其特征在于还包括如下步骤：

步骤D，服务基站根据测量所述反馈频带上的下行链路干扰情况对应的上行频率资源上的总接收功率，确定是否向其相邻基站发送与所述反馈频带相关的干扰控制信息。

6、如权利要求5中所述的基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，其特征在于：

所述步骤D中，服务基站将获得的总接收功率与设定阈值比较，若总接收功率大于设定阈值，则服务基站发送所述干扰控制信息，否则，不发送所述干扰控制信息。

7、如权利要求5中所述的基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，其特征在于：

所述步骤D中，所述干扰控制信息中包括需要降低的发射功率；

所述需要降低的发射功率与所述总接收功率成线性关系。

8、如权利要求1-4中任一权利要求所述的基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，其特征在于还包括如下步骤：

步骤D1，相邻基站根据测量反馈频带上的下行链路小区间干扰情况对应的上行频率资源上的接收功率调整自己在所述反馈频带上的发射功率。

9、如权利要求8所述的基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，其特征在于：

P_t(n)＝P_t(n-1)-K₂*P_{r_n}，其中P_t为接收功率，P_{r_n}为发射功率，K₂取常数，n为时间。

10、如权利要求1-4中任一权利要求所述的基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，其特征在于：

所述终端在发送所述干扰情况指示信息前，当终端自身的扩频码与其他终端的扩频码成正交或准正交关系时，对所述干扰情况指示信息进行扩频。

11、如权利要求10所述的所述的基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，其特征在于，还包括如下处理步骤：

步骤D2，所述服务基站通过所述终端的扩频码对接收到的干扰情况指示信息进行扩频码解扩，根据解扩得到的相关峰值大小获得终端受到的干扰强度；

所述服务基站判断终端受到的干扰强度是否大于设定的阈值，若是，则向相邻基站发送降低发射功率的干扰控制信息，否则，不发送干扰控制信息。

12、如权利要求10所述的所述的基于无线通信系统下行链路小区间干扰的控制方法，其特征在于，还包括如下处理步骤：

步骤D3，所述相邻基站通过所述终端的扩频码对接收到的干扰情况指示信息进行扩频码解扩，根据解扩得到的相关峰值大小获得终端受到的干扰强度；

所述相邻基站根据终端受到的干扰强度与设定的阈值进行比较，确定是否调整自己在反馈频带上的发射功率。

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