CN102026379A - 家庭基站选择载波的方法及家庭基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家庭基站(HeNB)及其选择载波(CC)的方法。根据本发明的方法第一HeNB执行如下操作：分别测量至少一个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰；根据所述至少一个第二HeNB的反馈确定第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰；根据各个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰以及第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰分别计算第一HeNB在各个CC上的干扰贡献；根据第一HeNB在各个CC上的干扰贡献选择CC。本发明不仅考虑第二HeNB对第一HeNB造成的干扰，还考虑第一HeNB对第二HeNB造成的干扰，因此可以实现全局优化的CC分配，提高系统的频谱利用率。

Description

家庭基站选择载波的方法及家庭基站

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种家庭基站(HeNB，HomeeNodeB)选择载波(CC，Component Carrier)的方法及执行该方法的HeNB。

背景技术

无线蜂窝网络利用蜂窝形式的网络结构为移动用户提供话音和数据等通信业务。通常，一个蜂窝小区提供一定范围的无线通信传输覆盖，其中，无线传输覆盖半径最大的蜂窝小区是宏蜂窝(Macrocell)小区。为增大无线蜂窝网络的容量以及提高其覆盖区域内的无线通信服务质量，可以在热点地区和室内采用比宏蜂窝传输半径小的无线蜂窝小区覆盖形式，如微蜂窝(Microcell)，微微蜂窝(Picocell)以及毫微微蜂窝(Femtocell)等。例如，在第三代合作伙伴计划(3GPP，3^rd Generation Partnership Project)长期演进(LTE，Long Term Evolution)网络或3GPP改进的长期演进(LTE-A)网络中的可以同时在室外设置宏蜂窝基站eNodeB(eNB)而在室内设置HeNB，以形成两层无线网络覆盖。

在LTE-A网络中存在着多个和LTE网络兼容的CC，如图1所示，可以将100MHz的系统带宽划分为5个20MHz的CC。LTE网络的用户终端(UE，User Equipment)只能单独使用其中的一个CC，而LTE-A网络的UE可以同时使用其中的多个CC。

通常，HeNB在刚刚上电启动时首先需要选择一个CC作为它的工作CC，这个工作CC又称为它的主CC(PCC，primary CC)。如果在通信过程中该HeNB的负载加重，致使一个CC不足以满足其通信要求时，则HeNB会进一步根据自身的需要自动地动态添加工作CC，这些动态添加的工作CC又称为次CC(SCC，secondary CC)。另外，如果在通信过程中，由于强干扰的原因，导致某些CC上的业务质量(QoS，Quality ofService)下降，则需要进一步进行CC重选。

由于HeNB通常是用户自行购买自行安装的，无法进行统一的频谱规划和小区优化，因此，如果HeNB随意地选择与其覆盖范围内UE通信所占用的PCC或SCC，则可能造成相邻HeNB之间的频谱重用，产生严重的小区间干扰(ICI，Inter-Cell Interference)，致使频谱利用率降低，严重时可能会造成有很大一部分UE由于载干比(C/I)降低而无法与HeNB进行正常通信。因此，HeNB如何进行CC选择是LTE-A网络亟代解决的问题之一。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种HeNB选择CC的方法以及执行该方法的HeNB，以实现全局优化的CC分配，提高系统的频谱利用率。

本发明的实施例公开了一种HeNB选择CC的方法，包括：

分别测量至少一个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰；

根据所述至少一个第二HeNB的反馈确定第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰；

根据各个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰以及第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰分别计算第一HeNB在各个CC上的干扰贡献；

根据第一HeNB在各个CC上的干扰贡献选择CC。

上述述分别测量至少一个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰包括：第一HeNB覆盖范围内的各个用户设备UE分别测量所述至少一个第二HeNB所发送信号到达自身时的路径损耗，并将测量得到的路径损耗上报给第一HeNB；第一HeNB根据各个UE上报的路径损耗分别计算各个第二HeNB到第一HeNB的总路径损耗；第一HeNB根据各个第二HeNB的发射功率以及各个第二HeNB到第一HeNB的总路径损耗计算各个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰。

第一HeNB根据如下公式计算各个第二HeNB到第一HeNB的总路径损耗：

其中，PL_total(n_i)表示序号为n_i的第二HeNB到第一HeNB的总路径损耗；n_i表示第二HeNB的序号，j表示第一HeNB覆盖范围内UE的序号或表示第一HeNB覆盖范围内载干比小于预先设定的载干比门限的UE的序号；LPL_j表示第j个UE上报的序号为n_i的第二HeNB所发送信号到达该UE时路径损耗的线性值。

第一HeNB根据如下公式计算各个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰：I_incoming(n_i)＝TP(n_i)-PL_total(n_i)，其中，I_incoming(n_i)表示序号为n_i的第二HeNB对第一HeNB的输入干扰；TP(n_i)表示序号为n_i的第二HeNB的发射功率。

上述根据所述至少一个第二HeNB的反馈确定第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰包括：第一HeNB接收所述至少一个第二HeNB反馈的第一HeNB到各个第二HeNB的总路径损耗；第一HeNB根据第一HeNB到各个第二HeNB的总路径损耗以及第一HeNB的发射功率计算第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰。

或者，上述根据所述至少一个第二HeNB的反馈确定第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰包括：第一HeNB接收所述至少一个第二HeNB反馈的第一HeNB到各个第二HeNB的总路径损耗与第二HeNB测量得到的第一HeNB和第二HeNB之间路径损耗的差值；第一HeNB将所接收的差值与第一HeNB测量得到的第一HeNB和第二HeNB之间路径损耗求和，得到第一HeNB到各个第二HeNB的总路径损耗；第一HeNB根据第一HeNB到各个第二HeNB的总路径损耗以及第一HeNB的发射功率计算自身对各个第二HeNB的输出干扰。

第一HeNB根据如下公式计算第一HeNB到各个第二HeNB的输出干扰：I_outcoming(n_i)＝TP-PL_total-resp(n_i)，其中，I_outcoming(n_i)表示第一HeNB对序号为n_i的第二HeNB的输出干扰；TP表示第一HeNB的发射功率；PL_total-resp(n_i)表示序号为n_i的第二HeNB反馈的第一HeNB到该第二HeNB的总路径损耗。

第一HeNB根据如下公式计算第一HeNB在各个CC上的干扰贡献：

其中，I_total(i)表示本HeNB在序号为i的CC上的干扰贡献；i表示CC的序号，n_i表示相邻的使用序号为i的CC的HeNB的序号；I_outgoing(n_i)表示本HeNB对序号为n_i的HeNB覆盖范围内UE造成的干扰，即本HeNB对序号为n_i的HeNB的输出干扰；I_incoming(n_i)表示序号为n_i的HeNB对本HeNB覆盖范围内UE造成的干扰，即序号为n_i的HeNB对本HeNB的输入干扰；ω为加权因子，取值范围[0，1]。

上述根据第一HeNB在各个CC上的干扰贡献选择CC包括：第一HeNB将选择干扰贡献最低的CC作为自身的主CC；如果自身业务增加需要额外的SCC，则第一HeNB根据预先确定的干扰门限确定可访问的CC集合，其中，第一HeNB在属于此集合的CC上的干扰贡献小于预先确定的干扰门限，并在可访问的CC集合中选择至少一个CC作为自身的次CC。

其中，第一HeNB在可访问的CC集合中选择至少一个CC作为自身的次CC包括：第一HeNB选择干扰贡献最低的CC或重用次数最多的CC作为自身的次CC。

上述方法进一步包括：第一HeNB在主CC上采用第一发射功率发送数据，在次CC上采用第二发射功率发送数据，其中，第二发射功率小于第一发射功率；第一HeNB将主CC分配给信号功率较弱的UE，将次CC分配给信号功率较强的UE。

其中，第一HeNB将主CC分配给信号功率较弱的UE，将次CC分配给信号功率较强的UE包括：在主CC上进行比例公平PF调度时，将信号功率较弱的UE的PF度量乘以一个大于1的因子，而将信号功率较强的UE的PF度量保持不变。

本发明的实施例还公开了一种HeNB，包括：

输入干扰测量单元，用于测量相邻HeNB对自身的输入干扰；

输出干扰确定单元，用于根据相邻HeNB的反馈确定自身对相邻HeNB的输出干扰；

干扰贡献确定单元，用于根据相邻HeNB对自身的输入干扰以及自身对相邻HeNB的输出干扰分别确定自身在各个载波CC上的干扰贡献；

CC选择单元，用于根据自身在各个CC上的干扰贡献选择CC。

其中，上述输入干扰测量单元包括：路径损耗合并模块，用于接收自身覆盖范围内各个用户设备UE上报的相邻HeNB到各个UE的路径损耗，并将各个UE上报的路径损耗进行合并得到相邻HeNB到自身的总路径损耗；输入干扰确定模块，用于根据所述总路径损耗以及相邻HeNB的发射功率确定相邻HeNB到自身的输入干扰。

上述述输入干扰测量单元进一步包括：路径损耗传输模块，用于将路径损耗合并模块输出的相邻HeNB到自身的总路径损耗发送到相应的相邻HeNB或者进一步包括差值计算模块，用于计算路径损耗合并模块输出的相邻HeNB到自身的总路径损耗与相邻HeNB到自身路径损耗的差值；路径损耗传输模块，用于将计算得到的差值发送到相应的相邻HeNB。

上述输出干扰确定单元包括：路径损耗接收模块，用于接收相邻HeNB反馈自身到相邻HeNB的总路径损耗；输出干扰计算模块，用于根据自身的发射功率以及自身到相邻HeNB的总路径损耗计算自身到相邻HeNB的输出干扰。

上述输出干扰确定单元包括：差值接收模块，用于接收相邻HeNB反馈的自身到相邻HeNB的总路径损耗与相邻HeNB到自身路径损耗的差值；路径损耗计算模块，用于将所接收的差值与相邻HeNB到自身的路径损耗求和，得到自身到相邻HeNB的总路径损耗；输出干扰计算模块，用于根据自身的发射功率以及自身到相邻HeNB的总路径损耗计算自身到相邻HeNB的输出干扰。

上述CC选择单元包括：主CC选择模块，用于选择干扰贡献最低的CC作为主CC；次CC选择模块，用于根据自身在各个CC上的干扰贡献确定可访问的CC集合，从可访问的CC集合中选择次CC；其中，本HeNB在属于此集合的CC上的干扰贡献小于预先确定的干扰门限。

本发明实施例所给出的HeNB选择CC的方法以及HeNB在进行CC选择的时候不仅考虑相邻HeNB对本HeNB覆盖范围内UE造成的干扰，还考虑本HeNB对相邻HeNB覆盖范围内UE造成的干扰，因此可以实现全局优化的CC分配，提高系统的频谱利用率。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1显示了LTE-A网络中的多个CC；

图2为本发明实施例所述的HeNB选择CC的方法流程图；

图3为本发明实施例的系统结构示意图；

图4为本发明实施例所述的HeNB的内部结构示意图；

图5为本发明实施例所述方法与现有方法的用户吞吐量的比较示意图；

图6为本发明实施例所述方法与现有方法的公平性度量的比较示意图。

具体实施方式

为了解决上述问题，本发明的实施例给出了一种HeNB选择CC的方法，本实施例中，HeNB在进行CC选择的时候不仅需要考虑相邻HeNB对本HeNB覆盖范围内UE造成的干扰，还考虑了本HeNB对相邻HeNB覆盖范围内UE造成的干扰，因此可以实现全局优化的CC分配，提高系统的频谱利用率。

为了表述方便，在本发明的实施例中将相邻HeNB对本HeNB所覆盖小区内UE造成的干扰称为相邻HeNB对本HeNB的输入干扰；而将本HeNB对相邻HeNB所覆盖小区内UE造成的干扰称为本HeNB对相邻HeNB的输出干扰。

除此之外，本发明的实施例还定义了干扰贡献参数用于表征一个HeNB的总干扰。一个HeNB的干扰贡献是指相邻HeNB对本HeNB的输入干扰和本HeNB对相邻HeNB的输出干扰的加权和。需要说明的是，由于相邻的HeNB占用的CC可能是不同的，因此，一个HeNB的干扰贡献是与CC有关的，即在不同的CC上，同一个HeNB的干扰贡献可能不同。具体来讲，一个HeNB的在一个CC上的干扰贡献是指相邻HeNB在该CC上对本HeNB覆盖范围内UE造成的干扰以及本HeNB在该CC上对相邻HeNB覆盖范围内UE造成的干扰的加权和，可以通过如下公式(1)计算得到：

$I_{\mathrm{total}}\left(i\right)=\underset{n_i}{\mathrm{\Σ}}(\mathrm{\ω}{I}_{\mathrm{outgoing}}\left(n_i\right)+(1-\mathrm{\ω})I_{\mathrm{inco}\min g}\left(n_i\right))---\left(1\right)$

其中，I_total(i)表示本HeNB在序号为i的CC上的干扰贡献；i表示CC的序号，n_i表示相邻的使用序号为i的CC的HeNB的序号；I_outgoing(n_i)表示本HeNB对序号为n_i的HeNB覆盖范围内UE造成的干扰，即本HeNB对序号为n_i的HeNB的输出干扰；I_incoming(n_i)表示序号为n_i的HeNB对本HeNB覆盖范围内UE造成的干扰，即序号为n_i的HeNB对本HeNB的输入干扰；ω为加权因子，取值范围[0，1]。

从上述公式(1)可以看出，一个HeNB在序号为i的CC上的干扰贡献I_total(i)为本HeNB对相邻HeNB中同样占用序号为i的CC的HeNB的输出干扰以及相邻HeNB中同样占用序号为i的CC的HeNB对本HeNB的输入干扰进行加权求和的和值，也就是说，只有占用序号为i的CC的HeNB才参与上述公式(1)的计算。由于，通常情况下一个HeNB的相邻HeNB占用的CC并不都相同，因此，该HeNB在不同CC上的干扰贡献是不同的。另外，根据上述公式(1)，在实际应用中，可以通过调节加权因子ω来调节输入干扰和输出干扰在干扰贡献中的比重。在极端情况下，如果ω为0，则该HeNB在序号为i的CC上的干扰贡献I_total(i)仅与该HeNB的输入干扰有关；而如果ω为1，则该HeNB在序号为i的CC上的干扰贡献I_total(i)仅与该HeNB的输出干扰有关。

在本发明的实施例中，HeNB将根据自身在各个CC上的干扰贡献进行CC选择。优选地，HeNB可以选择干扰贡献最低的CC作为自身的工作CC。

通过上述描述可以看出，在本发明的实施例中，HeNB在进行CC选择的时候不仅考虑相邻HeNB对本HeNB覆盖范围内UE造成的干扰，还考虑本HeNB对相邻HeNB覆盖范围内UE造成的干扰，因此可以实现全局优化的CC分配，提高系统的频谱利用率。

图2为本发明实施例所述的HeNB选择CC的流程图。如图2所示，第一HeNB在选择CC时将执行如下步骤：

步骤1：分别测量至少一个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰；

通常情况下，上述至少一个第二HeNB为第一HeNB的相邻HeNB。

具体来讲，上述步骤1中分别测量至少一个第二HeNB对自身的输入干扰可以包括：

步骤11：第一HeNB覆盖范围内(又可称为第一HeNB小区内)的各个UE分别测量上述至少一个第二HeNB所发送信号到达自身时的路径损耗(PL，Path Loss)，并将测量得到的路径损耗上报给第一HeNB。

步骤12：第一HeNB根据各个UE上报的路径损耗分别计算各个第二HeNB到第一HeNB的总路径损耗。

在本步骤中，某个第二HeNB到第一HeNB的总路径损耗可以通过如下的公式(2)计算得到：

${\mathrm{PL}}_{\mathrm{total}}\left(n_i\right)=10\mathrm{lo}{g}_{10}\left(\frac{1}{\underset{j}{\mathrm{\Σ}}\left(\frac{1}{\mathrm{LP}{L}_j}\right)}\right)---\left(2\right)$

其中，PL_total(n_i)表示序号为n_i的第二HeNB到第一HeNB的总路径损耗；n_i表示第二HeNB的序号，j标识第一HeNB覆盖范围内UE的序号；LPL_j表示第j个UE上报的序号为n_i的第二HeNB所发送信号到达该UE的路径损耗的线性值。已知通过公式(2)计算得到的总路径损耗为dB值。

需要说明的是，为了简化计算，在利用公式(2)计算在计算序号为n_i的第二HeNB到第一HeNB的总路径损耗时，可以仅考虑对小区间干扰(ICI)敏感的UE，而不考虑对ICI不敏感的UE，即上述公式(2)中参数j标识的是第一HeNB覆盖范围内对ICI敏感的UE的序号。具体而言，上述对ICI敏感的UE可以是指载干比(C/I)较低的UE。在实际的应用中，可以预先设置一个载干比门限，上述公式(2)中参数j标识的是第一HeNB覆盖范围内载干比小于上述载干比门限的UE的序号。

步骤12：根据第二HeNB的发射功率与第二HeNB到第一HeNB的总路径损耗的差值得到各个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰。

即序号为n_i的第二HeNB对第一HeNB的输入干扰可以通过如下公式(3)计算得到：

I_incoming(n_i)＝TP(n_i)-PL_total(n_i)    (3)

其中，I_incoming(n_i)表示序号为n_i的第二HeNB对第一HeNB的输入干扰；TP(n_i)表示序号为n_i的第二HeNB的发射功率。

步骤2：接收上述至少一个第二HeNB的反馈，并根据上述至少一个第二HeNB的反馈确定第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰。

从各个第二HeNB的角度来看，上述第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰，就是各个第二HeNB在步骤1中测量并计算得到的第一HeNB对自身的输入干扰。

为了实现本发明实施例所述方法，各个第二HeNB也将执行上述步骤1，即测量第一HeNB对自身的输入干扰，并将测量得到的第一HeNB对自身的输入干扰作为第一HeNB对第二HeNB的输出干扰反馈给第一HeNB。同理，第一HeNB在执行完上述步骤1之后也会进一步将测量得到各个第二HeNB到自身的输入干扰分别反馈到各个第二HeNB。

在本步骤中，各个第二HeNB可以直接将通过上述步骤11至步骤13测量并计算得到的第一HeNB对各个第二HeNB的输入干扰反馈给第一HeNB。

此外，各个第二HeNB也可以将上述步骤12计算得到的第一HeNB到第二HeNB的总路径损耗反馈给第一HeNB。同理，各个第二HeNB在计算第一HeNB到第二HeNB的总路径损耗时也可以仅考虑第二HeNB覆盖范围内对ICI敏感的UE，而不考虑对ICI不敏感的UE。此时，第一HeNB将根据下面的公式(4)计算得到第一HeNB对该第二HeNB的输出干扰。

I_outcoming(n_i)＝TP-PL_total-resp(n_i)    (4)

其中，I_outcoming(n_i)表示第一HeNB对序号为n_i的第二HeNB的输出干扰；TP表示第一HeNB的发射功率；PL_total-resp(n_i)表示序号为n_i的第二HeNB反馈的第一HeNB到该第二HeNB的总路径损。

为了进一步减少在HeNB之间传输的信息量，各个第二HeNB向第一HeNB反馈的第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰还可以是第一HeNB到第二HeNB的总路径损耗与第一HeNB到该第二HeNB的路径损耗的差值，计算公式如下面公式(5)所示。

PL_dif＝PL_total-resp(n_i)-PL_ni  (5)

其中，PL_dif表示序号为n_i的第二HeNB向第一HeNB反馈的路径损耗的差值；PL_ni表示序号为n_i的第二HeNB测量得到的第一HeNB发送的信号到达该第二HeNB的路径损耗。

由于第一HeNB发送的信号到达一个第二HeNB的路径损耗与该第二HeNB发送的信号到达第一HeNB的路径损耗是相同的，因此，第一HeNB可以通过测量序号为n_i的第二HeNB发送的信号到达该第一HeNB的路径损耗得到PL_ni。在这种情况下，第一HeNB接收到序号为n_i的第二HeNB反馈的PL_dif后，可以计算PL_dif与PL_ni的和，得到PL_total-resp(n_i)，然后再根据上述公式(4)计算得到第一HeNB对序号为n_i的第二HeNB的输出干扰I_outcoming(n_i)。

此外，为了传输方便，第二HeNB将首先对待反馈的第一HeNB到自身的信息进行量化后再反馈到第一HeNB。

步骤3：根据各个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰以及第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰计算自身在各个CC上的干扰贡献。

在本步骤中，第一HeNB可以根据上述公式(1)计算第一HeNB在各个CC上的干扰贡献。

步骤4：根据自身在各个CC上的干扰贡献选择CC。

具体来讲，在本步骤中，首先，第一HeNB将选择干扰贡献最低的CC作为自身的PCC。进一步，如果自身业务增加需要额外的SCC，则第一HeNB将首先根据预先确定的干扰门限确定可访问的CC集合C(i)，其中，第一HeNB在属于此集合C(i)的CC上的干扰贡献小于预先确定的干扰门限η，即i∈C(i)ifI_total(i)＜η。然后，第一HeNB再在可访问的CC集合C(i)中选择最合适的至少一个CC，作为自身的SCC。例如，第一HeNB可以选择C(i)中干扰贡献最低的CC作为自身的SCC；或者，为了尽可能重用CC，第一HeNB也可以选择C(i)中重用次数最多的CC作为自身的SCC，以便将更多的空闲CC资源留给宏基站或者其他HeNB使用。

更进一步，如果在网络的运行过程中，第一HeNB监测到某个工作CC上所传输业务的业务质量(QoS)下降到预先设定的门限之下时，也可以通过上述步骤1至4所述的方法实现CC的重选。

对于用户自配置的HeNB来讲，其网络拓扑结构是多种多样的，但由于没有频率规划和小区优化，随机或者简单的重用部分或所有的CC会导致较低的频谱效率。然而，在本实施例所述的方法中，HeNB是根据自身在各个CC上的干扰贡献动态选择CC的，即HeNB选择CC的时候不仅考虑了相邻HeNB对本HeNB覆盖范围内UE造成的干扰，还考虑了本HeNB对相邻HeNB覆盖范围内UE造成的干扰，因此可以实现全局优化的CC分配，提高系统的频谱利用率。

另外，一方面，由于在HeNB之间通过信令传递的路径损耗是平均路径损耗或平均路径损耗的差值，而与CC无关，因此，HeNB之间所传递信息的信息量与CC的个数无关，不会因为CC个数的增加而增加。另一方面，由于即使在HeNB服务多个UE的情况下，在HeNB之间通过信令所传递的路径损耗也是一个总路径损耗或者一个差值，因此，HeNB之间所传递信息的信息量与UE的个数也无关，不会因为UE个数的增加而增加。因此，在本发明实施例所述的方法中，HeNB之间的信令负荷较轻。

进一步，由于在HeNB之间通过信令传递的路径损耗是平均路径损耗或平均路径损耗的差值，代表的是信道的慢衰落信息，随时间的变化并不大，因此，不需要在HeNB之间频繁地传递信令。特别地，在UE不改变其位置的情况下(通常情况下HeNB覆盖范围内的UE大部分时间是低速静止的，不会频繁的改变其位置)，HeNB的输入干扰和输出干扰将保持不变，因此，不需要在HeNB之间传递新的信令。即使某个HeNB改变了自身的工作CC，根据本实施例所述的方法，由于该HeNB的需要发送给相邻HeNB的消息也没有改变，该HeNB也不需要发送新的信令到其相邻的HeNB，而其相邻HeNB也只需要重新根据公式(1)计算自身在每个CC上的干扰贡献即可。

下面以两个HeNB，每个HeNB分别服务一个UE的系统为例详细说明本发明实施例所述的方法。图3为本实施例的系统结构示意图，从图3可以看出，本实施例的系统包含两个HeNB：HeNB1和HeNB2；HeNB1服务的UE为UE1；HeNB2服务的UE为UE2。

本实施例所述的HeNB选择CC的方法包括：

第一步，各个HeNB分别进行背景测量，具体包括：

UE1测量HeNB2到UE1的路径损耗PL2，并将测量得到的PL2上报给HeNB1。

UE2测量HeNB1到UE2的路径损耗PL4，并将测量得到的PL4上报给HeNB2。

HeNB1和HeNB2还可以进一步测量HeNB1和HeNB2之间的路径损耗PL3。HeNB1和HeNB2测量得到的HeNB1和HeNB2之间的路径损耗PL3应该是相同的。

其中，上述PL2，PL3，PL4均为平均路径损耗，与CC的序号无关。

第二步：在HeNB之间进行信令传输，具体包括：

HeNB1将UE1上报的HeNB2到UE1的路径损耗PL2通过HeNB之间的信令发送到HeNB2。

同样地，HeNB2将UE2上报的HeNB1到UE2的路径损耗PL4也通过HeNB之间的信令发送到HeNB1。

在实际应用中，为了传输方便，HeNB1和HeNB2可以首先分别对PL2和PL4进行量化，再将量化后的值传送到对端。

为了进一步减少传输的数据量，考虑到HeNB1和HeNB2分别测量得到的HeNB1和HeNB2之间的路径损耗PL3是相同的，HeNB1和HeNB2可以采用查分量化的方式分别对PL2或PL4进行量化，具体包括：

对于PL2，HeNB1首先计算PL2和PL3之间的差值Δ_PL1，并对Δ_PL1进行量化，然后将量化后的Δ_PL1通过HeNB之间的信令传输到HeNB2；在这种情况下，HeNB2接收到Δ_PL1后首先计算Δ_PL1与PL3的和，得到PL2。

同理，对于PL4，HeNB2首先计算PL4和PL3之间的差值Δ_PL2，并对Δ_PL2进行量化，然后将量化后的Δ_PL2通过HeNB之间的信令传输到HeNB1；HeNB1接收到Δ_PL2后计算Δ_PL2与PL3的和，得到PL4。

下面以Δ_PL1为例详细说明量化Δ_PL1的方法，：

为了简化量化过程，预先设置两个小区间干扰门限th1和门限th2，例如，设置th1为0dB，设置th2为-10dB。

令L_ICI＝PL1-PL2，其中，PL1为UE1测量得到的HeNB1到UE1的路径损耗，则

如果L_ICI＞th1，则表示HeNB2对HeNB1产生了非常严重的干扰，为了简单起见，可以直接设置量化后的Δ_PL1为最小的量化数；

如果L_ICI＜th2，则表示HeNB2对HeNB1产生的干扰非常小，此时设置量化后的Δ_PL1为最大的量化数；

否则，量化Δ_PL1。较佳地，可以用4个比特(bit)量化Δ_PL1。

由此可以看出，由于PL2以及PL4与PL3的数值相对比较接近，因此，通过上述差分量化方式可以进一步减少HeNB之间所传输信息的信息量。

第三步：输出干扰估计，具体包括：

HeNB1接收到来自HeNB2的信令后，从中得到PL4，即确定HeNB1到UE2的路径损耗，然后，根据自身的发射功率TP1，计算自身对HeNB2的输出干扰。HeNB1对HeNB2的输出干扰为HeNB1的发射功率TP1与PL4的差，即I_outcoming1＝TP1-PL4。

同理，对HeNB2而言，HeNB2接收到来自HeNB1的信令并从中得到PL2后，即确定HeNB2到UE1的路径损耗PL2后，将根据自身的发射功率TP2，计算自身对HeNB 1的输出干扰。HeNB2对HeNB1的输出干扰为HeNB2的发射功率TP2与PL2的差，即I_outcoming2＝TP2-PL2。

如果在上述第三步HeNB1和HeNB2采用差分量化方式量化PL2和PL4，则首先根据自身测量得到的HeNB 1和HeNB2之间的路径损耗PL3，计算得到PL2或PL4，然后再根据上述方法进行输出干扰估计。

第四步：输入干扰估计，具体包括：

对HeNB 1而言，HeNB 1根据UE1的背景测量结果，计算HeNB2对自身的输入干扰。HeNB2对HeNB1的输入干扰为HeNB2的发射功率TP2与PL2的差，即I_incoming1＝TP2-PL2。实事上，HeNB2对HeNB1的输入干扰即为UE1测量得到的来自HeNB2的参考信号测量功率(RSRP，reference signalreceived power)。

同理，对HeNB2而言，HeNB2根据UE2的背景测量结果，计算HeNB1对自身的输入干扰。HeNB1对HeNB2的输入干扰为HeNB1的发射功率TP1与PL4的差，即I_incoming2＝TP1-PL4。实事上，HeNB1对HeNB2的输入干扰即为UE2测量的来自HeNB1的RSRP。

第五步：干扰贡献估计，具体包括：

对HeNB1而言，HeNB1在需要进行CC选择或CC重选时，分别计算自身在每个CC上的干扰贡献I_total(i)，即计算HeNB2对自身的输入干扰和自身对HeNB2的输出干扰的加权和。很显然，如果某个CC没有被HeNB2使用，则HeNB1在该CC上的干扰贡献为0；否则，I_total(i)＝ω·I_outgoing+(1-ω)·I_incoming，其中，i是CC的序号。

同理，对HeNB2而言，HeNB2在需要进行CC选择或CC重选时，也将分别计算自身在每个CC上的干扰贡献I_total(i)，即计算HeNB1对自身的输入干扰和自身对HeNB1的输出干扰的加权和。很显然，如果某个CC没有被HeNB1使用，则HeNB2在该CC上的干扰贡献为0；否则，I_total(i)＝ω·I_outgoing+(1-ω)·I_incoming，其中，i是CC的序号。

第六步：CC选择。

在HeNB 1和HeNB2分别计算得到自身在各个CC上的干扰贡献之后，将根据自身在各个CC上的干扰贡献进行CC选择。

具体而言，HeNB1和HeNB2将选择干扰贡献最低的CC作为自身的PCC。如果自身业务增加需要额外的SCC，则HeNB1和HeNB2将进一步根据预先确定的干扰门限η分别确定可访问的CC集合C(i)，属于此集合C(i)的CC上的干扰贡献应小于预先确定的干扰门限。然后，再在可访问的CC集合C(i)中选择最合适的CC，作为自身的SCC，例如选择干扰贡献最低的CC或选择重用次数最多的CC作为SCC。

需要说明的是，如果所有的CC上的干扰贡献都大于或等于上述干扰门限η，则即使业务增加需要额外的SCC，HeNB2也不能再增加新的工作CC。这可以有效地防止某些具有很大业务量的HeNB贪婪的占据了所有的CC而不考虑其对相邻HeNB小区的干扰的情况的发生。

需要说明的是，虽然上述示例同时说明了HeNB1和HeNB2的CC选择过程，但这并不是说HeNB1和HeNB2需要同时进行CC选择或CC重选。相反，在上述示例中，HeNB1和HeNB2的CC选择过程以及CC重选过程是相互独立的。事实上，由于HeNB进行CC选择和CC重选一般是由事件触发的，例如HeNB上电，或当前工作CC的信号质量下降等等，因此，不同的HeNB同时进行CC选择的概率非常低。

上述实施例所述的动态选择CC的方法最典型的应用环境就是LTE-A系统。HeNB通过动态选择CC可以消除小区间的干扰，特别是在热点区域高密度的布置HeNB时，该方法消除小区间干扰的效果更为明显。

此外，上述方法是一种分布式的算法，由各个HeNB自行完成CC分配，而不需要中心节点，因此，非常适合HeNB的分布式的网络结构。

在上述CC选择方法的基础之上，还可以进一步通过功率分配以及加权比例公平(PF)调度，进一步改善HeNB小区边缘用户的性能。

上述功率分配是指：HeNB在PCC上设置采用第一发射功率，例如满功率，发送数据；而在SCC上设置采用第二发射功率发送数据，其中，第二发射功率小于第一发射功率。同时，将PCC分配给信号功率较弱的UE，例如处于HeNB小区边缘的UE；而将SCC分配给信号功率较强的UE，例如处于HeNB小区中心的UE。

这样，一方面，由于和SCC相比，PCC具有更大的发送功率和更低的干扰水平，因此，可以进一步的提高边缘HeNB小区用户的性能。另一方面，由于将发射功率相对较低的SCC分配给本HeNB小区信号功率较强的UE，因而也不会造成本HeNB小区内UE通信质量的下降。

上述将PCC分配给信号功率较弱的UE，而将SCC分配给信号功率较强的UE可以通过加权PF调度来实现。加权PF调度是指：在PCC上进行PF调度时，将信号功率较弱的UE(例如处于HeNB小区边缘的UE)的PF度量乘以一个大于1的因子，而将信号功率较强的UE(例如处于HeNB小区中心的UE)的PF度量保持不变。这样一来，信号功率较弱的UE将有更大的概率竞争到PCC上的资源，相对而言，信号功率较强的UE则更有可能被调度到SCC上。

除了上述HeNB选择CC的方法之外，本发明的实施例还提供了一种实现上述方法的HeNB，其内部结构如图4所示，主要包括：

输入干扰测量单元，用于测量相邻HeNB对自身的输入干扰；

输出干扰确定单元，用于根据相邻HeNB的反馈确定自身对相邻HeNB的输出干扰；

干扰贡献确定单元，用于根据相邻HeNB对自身的输入干扰以及自身对相邻HeNB的输出干扰分别确定自身在各个CC上的干扰贡献；

具体地，上述干扰贡献确定单元可以根据上述公式(1)确定自身在各个CC上的干扰贡献；

载波(CC)选择单元，用于根据自身在各个CC上的干扰贡献选择CC。

具体来讲，上述输入干扰测量单元包括：

路径损耗合并模块，用于接收自身覆盖范围内各个UE上报的相邻HeNB到各个UE的路径损耗，并将各个UE上报的路径损耗进行合并得到相邻HeNB到自身的总路径损耗；

输入干扰确定模块，用于根据上述总路径损耗以及相邻HeNB的发射功率确定相邻HeNB到自身的输入干扰。

上述输入干扰测量单元还可以进一步包括：

路径损耗传输模块，用于将路径损耗合并模块输出的相邻HeNB到自身的总路径损耗发送到相应的相邻HeNB。

作为替代方案，上述输入干扰测量单元进一步包括：

差值计算模块，用于计算路径损耗合并模块输出的相邻HeNB到自身的总路径损耗与相邻HeNB到自身路径损耗的差值；

路径损耗传输模块，用于将计算得到的差值发送到相应的相邻HeNB。

上述输出干扰确定单元包括：

路径损耗接收模块，用于接收相邻HeNB反馈自身到相邻HeNB的总路径损耗；

输出干扰计算模块，用于根据自身的发射功率以及自身到相邻HeNB的总路径损耗计算自身到相邻HeNB的输出干扰。

作为替代方案，上述输出干扰确定单元包括：

差值接收模块，用于接收相邻HeNB反馈的自身到相邻HeNB的总路径损耗与相邻HeNB到自身路径损耗的差值；

路径损耗计算模块，用于将所接收的差值与相邻HeNB到自身的路径损耗求和，得到自身到相邻HeNB的总路径损耗；

输出干扰计算模块，用于根据自身的发射功率以及自身到相邻HeNB的总路径损耗计算自身到相邻HeNB的输出干扰。

上述CC选择单元包括：

PCC选择模块，用于选择干扰贡献最低的CC作为PCC；

SCC选择模块，用于根据自身在各个CC上的干扰贡献确定可访问的CC集合，从可访问的CC集合中选择SCC；其中，本HeNB在属于此集合的CC上的干扰贡献小于预先确定的干扰门限。具体而言，SCC选择模块可以在可访问的CC集合中选择干扰贡献最低的CC或者重用次数最多的CC作为SCC。

下面通过仿真结果详细说明本发明实施例所述的选择CC的方法的性能。仿真参数如表1所示：

参数名称	参数值	备注
			HeNB	4	随机均匀分布
UE	5	随机均匀分布
			CC	4×10MHz
HeNB发射功率	每个CC：20dBm
			天线	HeNB：1；UE：1
调度方法	PF调度

表1

图5为本发明实施例所述方法与现有方法的用户吞吐量的比较示意图。其中，FRF代表频率复用因子，FRF＝1代表每个HeNB被分配了所有的4个CC；FRF＝2代表着每个HeNB被分配了2个CC；FRF＝4则意味着每个HeNB仅被分配了1个CC。

从图5可以看出，在FRF＝1以及FRF＝2的情况下，有很大的一部分UE由于很强的小区间干扰导致其吞吐量为零，即而得不到服务，例如，FRF＝1时约有23％的UE吞吐量为零，在FRF＝2时约有10％的UE吞吐量为零。相比而言，在FRF＝4或采用本发明实施例所述方法时，则没有这种问题。但是，在FRF＝4的情况下，平均吞吐很低。通过统计可以得出，与FRF＝4的情况相比，本发明实施例所述的方法有将近40％的吞吐增益，并且本发明实施例所述的方法HeNB可以达到的峰值数据速率远超过FRF＝4的方案，接近其的4倍。因此，本发明能动态自适应的实现一个较优的CC分配，即考虑到了小区覆盖和边缘小区用户性能，又考虑到了小区平均吞吐量。

图6为本发明实施例所述方法与现有方法的公平性度量的比较示意图。

在本发明中，公平性度量FM可以通过下面的公式(6)计算：

$\mathrm{FM}={\left({\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N{T}_i\right)}^2/N\left({\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N{T_i}^2\right)---\left(6\right)$

其中，N是用户个数，i是用户序号，T_i表示第i个用户的吞吐。

由FM的定义可以看出，FM是一个位于0和1之间的正整数。FM越大，表示用户之间的公平性越好。通过图6可以看出，本发明实施例所述方法的公平性明显好于FRF＝1以及FRF＝2时现有方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种家庭基站HeNB选择载波CC的方法，其特征在于，包括：

分别测量至少一个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰；

根据所述至少一个第二HeNB的反馈确定第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰；

根据各个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰以及第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰分别计算第一HeNB在各个CC上的干扰贡献；

根据第一HeNB在各个CC上的干扰贡献选择CC。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别测量至少一个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰包括：

第一HeNB覆盖范围内的各个用户设备UE分别测量所述至少一个第二HeNB所发送信号到达自身时的路径损耗，并将测量得到的路径损耗上报给第一HeNB；

第一HeNB根据各个UE上报的路径损耗分别计算各个第二HeNB到第一HeNB的总路径损耗；

第一HeNB根据各个第二HeNB的发射功率以及各个第二HeNB到第一HeNB的总路径损耗计算各个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，第一HeNB根据如下公式计算各个第二HeNB到第一HeNB的总路径损耗：

${\mathrm{PL}}_{\mathrm{total}}\left(n_i\right)=10\mathrm{lo}{g}_{10}\left(\frac{1}{\underset{j}{\mathrm{\Σ}}\left(\frac{1}{\mathrm{LP}{L}_j}\right)}\right)$

其中，PL_total(n_i)表示序号为n_i的第二HeNB到第一HeNB的总路径损耗；n_i表示第二HeNB的序号，j表示第一HeNB覆盖范围内UE的序号或表示第一HeNB覆盖范围内载干比小于预先设定的载干比门限的UE的序号；LPL_j表示第j个UE上报的序号为n_i的第二HeNB所发送信号到达该UE时路径损耗的线性值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一HeNB根据如下公式计算各个第二HeNB对第一HeNB的输入干扰：

I_incoming(n_i)＝TP(n_i)-PL_total(n_i)

其中，I_incoming(n_i)表示序号为n_i的第二HeNB对第一HeNB的输入干扰；TP(n_i)表示序号为n_i的第二HeNB的发射功率。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个第二HeNB的反馈确定第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰包括：

第一HeNB接收所述至少一个第二HeNB反馈的第一HeNB到各个第二HeNB的总路径损耗；

第一HeNB根据第一HeNB到各个第二HeNB的总路径损耗以及第一HeNB的发射功率计算第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个第二HeNB的反馈确定第一HeNB对各个第二HeNB的输出干扰包括：

第一HeNB接收所述至少一个第二HeNB反馈的第一HeNB到各个第二HeNB的总路径损耗与第二HeNB测量得到的第一HeNB和第二HeNB之间路径损耗的差值；

第一HeNB将所接收的差值与第一HeNB测量得到的第一HeNB和第二HeNB之间路径损耗求和，得到第一HeNB到各个第二HeNB的总路径损耗；

第一HeNB根据第一HeNB到各个第二HeNB的总路径损耗以及第一HeNB的发射功率计算自身对各个第二HeNB的输出干扰。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，第一HeNB根据如下公式计算第一HeNB到各个第二HeNB的输出干扰：

I_outcoming(n_i)＝TP-PL_total-resp(n_i)

其中，I_outcoming(n_i)表示第一HeNB对序号为n_i的第二HeNB的输出干扰；TP表示第一HeNB的发射功率；PL_total-resp(n_i)表示序号为n_i的第二HeNB反馈的第一HeNB到该第二HeNB的总路径损耗。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一HeNB根据如下公式计算第一HeNB在各个CC上的干扰贡献：

$I_{\mathrm{total}}\left(i\right)=\underset{n_i}{\mathrm{\Σ}}(\mathrm{\ω}{I}_{\mathrm{outgoing}}\left(n_i\right)+(1-\mathrm{\ω})I_{\mathrm{inco}\min g}\left(n_i\right))$

其中，I_total(i)表示本HeNB在序号为i的CC上的干扰贡献；i表示CC的序号，n_i表示相邻的使用序号为i的CC的HeNB的序号；I_outgoing(n_i)表示本HeNB对序号为n_i的HeNB覆盖范围内UE造成的干扰，即本HeNB对序号为n_i的HeNB的输出干扰；I_incoming(n_i)表示序号为n_i的HeNB对本HeNB覆盖范围内UE造成的干扰，即序号为n_i的HeNB对本HeNB的输入干扰；ω为加权因子，取值范围[0，1]。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第一HeNB在各个CC上的干扰贡献选择CC包括：

第一HeNB选择干扰贡献最低的CC作为自身的主CC；

如果自身业务增加需要额外的次CC，则第一HeNB根据预先确定的干扰门限确定可访问的CC集合，其中，第一HeNB在属于此集合的CC上的干扰贡献小于预先确定的干扰门限，并在可访问的CC集合中选择至少一个CC作为自身的次CC。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，第一HeNB在可访问的CC集合中选择至少一个CC作为自身的次CC包括：第一HeNB选择干扰贡献最低的CC或重用次数最多的CC作为自身的次CC。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：

第一HeNB在主CC上采用第一发射功率发送数据，在次CC上采用第二发射功率发送数据，其中，第二发射功率小于第一发射功率；

第一HeNB将主CC分配给信号功率较弱的UE，将次CC分配给信号功率较强的UE。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，第一HeNB将主CC分配给信号功率较弱的UE，将次CC分配给信号功率较强的UE包括：

在主CC上进行比例公平PF调度时，将信号功率较弱的UE的PF度量乘以一个大于1的因子，而将信号功率较强的UE的PF度量保持不变。

13.一种家庭基站HeNB，其特征在于，包括：

输入干扰测量单元，用于测量相邻HeNB对自身的输入干扰；

输出干扰确定单元，用于根据相邻HeNB的反馈确定自身对相邻HeNB的输出干扰；

干扰贡献确定单元，用于根据相邻HeNB对自身的输入干扰以及自身对相邻HeNB的输出干扰分别确定自身在各个载波CC上的干扰贡献；

CC选择单元，用于根据自身在各个CC上的干扰贡献选择CC。

14.根据权利要求13所述的HeNB，其特征在于，所述输入干扰测量单元包括：

路径损耗合并模块，用于接收自身覆盖范围内各个用户设备UE上报的相邻HeNB到各个UE的路径损耗，并将各个UE上报的路径损耗进行合并得到相邻HeNB到自身的总路径损耗；

输入干扰确定模块，用于根据所述总路径损耗以及相邻HeNB的发射功率确定相邻HeNB到自身的输入干扰。

15.根据权利要求14所述的HeNB，其特征在于，所述输入干扰测量单元进一步包括：

路径损耗传输模块，用于将路径损耗合并模块输出的相邻HeNB到自身的总路径损耗发送到相应的相邻HeNB。

16.根据权利要求14所述的HeNB，其特征在于，所述输入干扰测量单元进一步包括：

差值计算模块，用于计算路径损耗合并模块输出的相邻HeNB到自身的总路径损耗与相邻HeNB到自身路径损耗的差值；

路径损耗传输模块，用于将计算得到的差值发送到相应的相邻HeNB。

17.根据权利要求13所述的HeNB，其特征在于，所述输出干扰确定单元包括：

路径损耗接收模块，用于接收相邻HeNB反馈自身到相邻HeNB的总路径损耗；

输出干扰计算模块，用于根据自身的发射功率以及自身到相邻HeNB的总路径损耗计算自身到相邻HeNB的输出干扰。

18.根据权利要求13所述的HeNB，其特征在于，所述输出干扰确定单元包括：

差值接收模块，用于接收相邻HeNB反馈的自身到相邻HeNB的总路径损耗与相邻HeNB到自身路径损耗的差值；

路径损耗计算模块，用于将所接收的差值与相邻HeNB到自身的路径损耗求和，得到自身到相邻HeNB的总路径损耗；

输出干扰计算模块，用于根据自身的发射功率以及自身到相邻HeNB的总路径损耗计算自身到相邻HeNB的输出干扰。

19.根据权利要求13所述的HeNB，其特征在于，所述CC选择单元包括：

主CC选择模块，用于选择干扰贡献最低的CC作为主CC；

次CC选择模块，用于根据自身在各个CC上的干扰贡献确定可访问的CC集合，从可访问的CC集合中选择次CC；其中，本HeNB在属于此集合的CC上的干扰贡献小于预先确定的干扰门限。

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