CN102111864A - 基于lte异构业务网络的小区间功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于LTE异构业务网络的小区间功率控制方法，主要解决小区边缘用户吞吐量低的问题。其实现步骤包括：(1)划分服务小区和定义业务类型；(2)给定每种业务的资源块数、服务优先级和最大时延；(3)对系统频带内的资源块进行排序；(4)从排序后的系统频带中划分出公共频率池；(5)各小区计算边缘业务负荷指数并决定公共频率池的划分方式；(6)对小区中心进行区域划分，为每个区域定义资源分配指数；(7)各小区先为边缘用户分配资源块，再根据资源分配指数为中心用户分配资源块；(8)为所有资源块分配发射功率。本发明提高了小区边缘吞吐量和系统总的吞吐量，可用于无线通信技术领域。

Description

基于LTE异构业务网络的小区间功率控制方法

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及网络小区间干扰协调，具体地说是一种结合多点协作的小区间下行功率控制方法，可用于LTE异构业务网络。 

背景技术

在LTE网络中当相邻的小区使用相同的频率资源时，就会产生小区间干扰，严重影响了LTE网络的性能。为了消除小区间干扰，提高小区边缘用户的数据速率，以及提高整个系统的吞吐量和平均频谱效率，在LTE技术研究过程中分析了各种小区之间的干扰消除技术。目前有三种干扰消除方法：小区间干扰随机化算法、小区间干扰消除算法和小区间干扰协调算法ICIC。其中ICIC由于其易于实现，有效对抗干扰等特点成为研究热点。 

小区间干扰协调的方法很多，但基本原理都是通过对下行资源管理设置一定的限制，来协调多个小区的动作，避免产生严重的小区间干扰，这种限制可以是对资源调度的限制，即避免干扰小区使用可能造成干扰的资源块，也可以是对某个资源块内发射功率的限制，例如控制干扰小区在可能造成干扰的资源块内的发射功率。这种限制可能会改变接收机的接收载干比，从而改变服务小区边缘的数据率和覆盖情况。对资源调度的限制，可以看作是一种软频率复用；对发射功率的限制，可以看作是一种部分功率控制。 

在传统的软频率复用SFR中，基站对小区中心的用户采用较低的发射功率，因此可以认为在这些频带上的信号能量能够较好的被限制在该小区内部，而不会对相邻小区造成太大的干扰。而对小区边缘的用户，基站需要采用较高的功率发射，因此其信号能量就很可能延伸到小区边缘，从而对相邻小区造成严重的干扰。 

部分功率控制是指如果各小区使用和相邻小区不同的频率资源，可以采用全功率发射，也就是完全功控；如果各小区使用了和相邻小区重叠的频率资源，就必须限制基站发射功率，即部分功控。传统的完全功率控制，只是根据每个用户的需要来调整发射功率，直到达到一个期望的信干燥比值。但是从抑制小区间干扰、优化系统整体的小区边缘性能的角度考虑，这样的策略并不适当。因为如果一个用户使用的频带和相邻小区使用的频带重合，任意的提高该频带的发射功率很可能是对相邻小区造成严重的干扰。因此对可能造成小区间干扰的敏感频带，应该适当降低SINR期望值，只进行适当的功控。 这样，虽然单个用户的接收SINR可能受到损失，但整体的系统容量却可以提高。 

然而，传统的软频率复用SFR有以下缺点： 

(1)传统的SFR方案没有考虑业务种类的多样性及多样化的QoS要求，而对不同用户或对每个业务流采用不同QoS等级恰是未来宽带无线通信系统的一个重要特点。 

(2)传统的SFR方案是一种静态的小区间干扰协调机制，它不能随着网络中各小区边缘业务量负荷或热点区域的变化而对频率资源重新调整，这样就大大限制了它的性能。 

(3)传统的SFR方案只是简单地把小区划分为中心区域和边缘区域，在相邻小区边缘采用复杂的不重叠的频率资源分配方案减少来自邻近小区边缘区域的同频干扰，各小区内部中心区域的资源分配则设计的比较简单。但是在实际中，小区的覆盖形状是不规则的，对内部中心区域再进行精细化的区域划分和资源匹配化分配会提高系统性能。 

(4)传统的SFR方案采用了一种简单的功率控制算法，为了改善边缘用户的吞吐量性能，该方案降低基站在中心用户可适用资源块的发射功率，但提高了基站在边缘用户可使用资源块上的发射功率，这就使得中心用户的吞吐量性能大大降低，并且该方案没有考虑不同用户的衰落。 

发明内容

本发明的目的是在于克服上述已有技术的不足，提出一种基于LTE异构业务网络的下行功率控制方法，改善边缘用户的吞吐量性能，提高小区边缘用户的吞吐量和系统总的吞吐量。 

为实现上述目的，本发明通过考虑用户的业务类型，QoS要求及优先服务权限等级来有效的适应小区边缘业务变化；同时将各小区中心区域按照对来自邻近小区的干扰敏感度门限精细划分为四个环带区域，并为每个环带区域定义资源优先调度权限，使小区内的每个用户具有位置和业务的双重优先级，以使基站为每个用户更合理地调度资源，来对抗小区间的干扰，提高小区边缘用户的吞吐量和系统总的吞吐量。具体步骤包括如下： 

(1)将用户所处于的服务小区分为中心区域和边缘区域，根据业务实时性及最低速率要求，对小区内的所有用户定义四种业务类型：实时-低速率业务、实时-高速率业务、非实时-低速率业务和非实时-高速率业务； 

(2)给定每种业务所需的资源块数、服务优先级和最大时延，以保证在实际的无线系统中不同业务类型的用户能合理的调度资源； 

(3)对整个系统频带内的所有资源块按信道增益从大到小进行排序； 

(4)将排序后的系统频带划分为四个部分，并将前三部分分别分配给三个相邻小区的边缘区域，将第四部分划定为公共频率池，将其再等分为三份； 

(5)系统中各小区单独计算并估计出各自边缘区域的业务量负荷以及满足通信需求 所必需的资源块数目，并映射生成各自的边缘业务负荷指数； 

(6)各小区基站间交互边缘业务负荷指数，并根据频率占用算法，决定公共频率池中的三等份资源块在相邻的三个小区边缘区域内的划分方式； 

(7)根据区域干扰区分门限AIDT将每个小区中心区域精细划分为四个环带区域，并为每个环带定义一个灵活的资源分配指数W_i： 

7a)设置小区中心各环带的区域位置优先级u_i； 

7b)计算小区中心各环带的平均业务优先级q_i： 

$q_i=\underset{j=1}{\overset{K_i}{\mathrm{\Σ}}}{P}_j/K_i,i=\mathrm{1,2,3,4}$

式中P_j是用户j的优先级，K_i是第i个环带区域总的用户数； 

7c)将W_i定义为： 

W_i＝k₁u_i+k₂q_i，i＝1，2，3，4 

式中u_i是区域i的位置优先级，q_i是区域i的平均业务优先级，k₁是u_i对应的权重值，k₂是q_i对应的权重值； 

(8)各小区按照优先级准则为每个用户分配资源块； 

(9)为所有资源块分配发射功率： 

9a)为边缘资源块分配发射功率，计算每个边缘资源块的最大发射功率 和最小发射功率 

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{edge}}^{\max }=\frac{P_{\mathrm{total}}}{\mathrm{\γ}{C}_{\mathrm{total}}+(1-\mathrm{\γ})C_{\mathrm{edge}}}\\ P_{\mathrm{edge}}^{\min }=\mathrm{\γ}{P}_{\mathrm{edge}}^{\max }\end{array}\right.$

式中，P_total是每个小区基站的最大发射功率，C_total是每个小区总的可用资源块数，C_edge是每个小区中边缘用户可使用的资源块数，γ为可调参数，0≤γ≤1； 

9b)设边缘用户i_edge的大尺度衰落与阴影衰落之和为 小区边缘用户大尺度衰落与阴影衰落之和的最大值为 

则基站在边缘用户i_edge在每个资源块上的发射功率 

为： 

$p_{i_{\mathrm{edge}}}=\max \{P_{\mathrm{edge}}^{\min },{\left(\frac{L_{i_{\mathrm{edge}}}}{L_{\mathrm{edge}}^{\max }}\right)}^{\mathrm{\α}}{P}_{\mathrm{edge}}^{\max }\}$

式中，α为可调指数因子，0≤α≤1； 

9c)为中心资源块分配发射功率，计算中心资源块可分配的总功率 

为： 

$P_{\mathrm{center}}^{\mathrm{total}}=P_{\mathrm{total}}-\underset{j=1}{\overset{N_{\mathrm{edge}}}{\mathrm{\Σ}}}{c}_j{p}_j$

式中，P_total是每个小区基站的最大发射功率，c_j是每个小区中第j个边缘用户所分配的资源块数，p_j是每个小区中第j个边缘用户在每个资源块上的发射功率，N_edge是每个小区的边缘用户总数； 

9d)将总功率 

在中心用户可使用的资源块上均匀分配，则基站在中心用户i_center的每个资源块上的发射功率 为： 

$P_{i_{\mathrm{center}}}=\frac{P_{\mathrm{center}}^{\mathrm{total}}}{C_{\mathrm{total}}-C_{\mathrm{edge}}}.$

本发明具有以下优点： 

A.本发明由于考虑用户的业务类型，QoS要求及服务优先级，能够周期性的根据邻近各小区边缘区域及中心区域的业务量负荷状况协调频带资源的分配，有效的适应小区边缘业务变化，是一种半静态的小区间干扰协调方法。 

B.本发明中由于各小区基站间周期性地交互边缘业务负荷指数，减少了信令交互开销，是一种分布式的操作方式。 

C.本发明由于根据小区实际覆盖区域形状不规则性，将用户所处的服务小区分为中心区域和边缘区域，又将各小区中心区域按照区域干扰区分门限AIDT精细划分为四个环带区域，并为每个环带区域定义资源分配指数，使小区内的每个用户具有位置和业务的双重优先级，以保证在实际的无线系统中不同业务类型的用户能合理的调度资源。 

D.本发明由于在进行功率控制时考虑小区边缘用户收到的不同衰落，能够改善边缘用户的吞吐量性能，提高小区边缘用户的吞吐量和系统总的吞吐量。 

附图说明

图1是本发明的流程图； 

图2是本发明的系统模型图； 

图3是用本发明与现有软频率复用方法及没有进行功率控制所获得的小区边缘吞吐量仿真对比图； 

图4是用本发明与现有软频率复用方法及没有进行功率控制所获得的系统总的吞吐量仿真对比图； 

图5是用本发明与现有软频率复用方法及没有进行功率控制所获得的小区内实时-低速率业务吞吐量的仿真对比图。 

具体实施方式

参见图1，本发明的具体步骤如下： 

步骤1，划分用户所处的服务小区和定义四种业务类型。 

1a)划分出中心区域和边缘区域，本实例根据服务小区半径大小划分服务小区，设定服务小区半径为R米，中心区域范围为0～r米，边缘区域范围为r～R米； 

1b)根据业务实时性及最低速率要求，对小区内的所有用户定义四种业务类型：实时-低速率业务、实时-高速率业务、非实时-低速率业务和非实时-高速率业务。 

步骤2，每种业务所需的资源块数、服务优先级和最大时延如表1所示： 

表1 

业务类型	所需的资源块数	服务优先级	最大时延(ms)
				实时-低速率	1	4	125
实时-高速率	2	3	125
				非实时-低速率	3	2	250
非实时-高速率	4	1	500

步骤3，对整个系统频带内的所有资源块按信道增益从大到小进行排序。 

步骤4，将排序后的系统频带划分为f₀，f₁，f₂和f_p四个部分，并将f₀，f₁，f₂分别分给相邻三个小区的边缘区域，将f_p作为公共频谱池，进一步等分为f_p0，f_p1和f_p2三个部分。 

步骤5，系统中各小区单独计算并估计出各自边缘区域的业务量负荷以及满足通信需求所必需的资源块数目，并映射生成各自的边缘业务负荷指数。 

5a)计算小区m边缘用户的平均速率 

${\stackrel{\‾}{c_m}}^E=\frac{1}{T_m^E}\·\underset{k\∈{\mathrm{\Ψ}}_m^E}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\αB}\·{\log }_2(1+{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{m\→k})$

式中 是小区m的边缘用户数， 是小区m的边缘用户集合，，α∈{1，2，3，4}，B是一个物理资源块的带宽， 

是小区m的边缘用户k的平均数据数率； 

5b)计算小区m的边缘实时业务负荷 

$P_m^E=T_m^{E1}\·r_{\min }^{\mathrm{RT}-L}+T_m^{E2}\·r_{\min }^{\mathrm{RT}-H}+T_m^{E3}\·r_{\min }^{\mathrm{NRT}-L}+T_m^{E4}\·r_{\min }^{\mathrm{NRT}-H}$

式中 

和 分别为实时-低速率、实时-高速率、非实时-低速率和非实时-高速率四种业务的最小速率， 

和 

分别是上述相应业务在小区m的边缘用户数； 

5c)计算小区m边缘区域所需要的资源块数 

式中 代表向上取整； 

5d)小区m将 

映射为边缘业务负荷指数F(m)： 

$F\left(m\right)=\left\{\begin{array}{c}l,N_m^D\&le;N_0\\ n,N_0<N_m^D\&le;N_0+\frac{3}{2}{N}_{P0}\\ h,N_m^D>N_0+\frac{3}{2}{N}_{P0}\end{array}\right.,$

式中l，n，h表示小区边缘负载的三种状态，分别为低，中，高，l＜n＜h。 

步骤6，各小区基站间交互边缘业务负荷指数，并根据文献A DistributedInter-cell Interference Coordination Scheme in Downl ink Multi-cell OFDMA System中的频率占用算法，决定公共频率池中的三等份资源块在相邻的三个小区边缘区域内的划分方式。 

步骤7，根据区域干扰区分门限AIDT将每个小区中心区域精细划分为四个环带区域，并为每个环带定义一个灵活的资源分配指数W_i： 

7a)小区中心各环带的区域位置优先级u_i如下表所示： 

表2 

区域	1	2	3	4
					ui	1	2	3	4

7b)计算小区中心各环带的平均业务优先级q_i： 

$q_i=\underset{j=1}{\overset{K_i}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_j/K_i,i=\mathrm{1,2,3,4}$

式中P_j是用户j的优先级，K_i是第i个环带区域总的用户数； 

7c)将W_i定义为： 

W_i＝k₁u_i+k₂q_i，i＝1，2，3，4 

式中u_i是区域i的位置优先级，q_i是区域i的平均业务优先级，k₁是u_i对应的权重值，k₂是q_i对应的权重值； 

步骤8，各小区按照优先级准则为每个用户分配资源块： 

8a)根据公共频率池中三等份资源块在相邻的三个小区边缘区域内的划分方式，对系统频带内的物理资源块进行重新排序，得到网络中三个相邻小区中各小区边缘区域频带分配优先级列表EFPL，进一步得到小区内部区域频带分配优先级列表IFPL； 

8b)各小区先按照边缘区域频带分配优先级列表EFPL并结合业务类型及QoS等级为边缘用户分配资源块；再根据边缘区域资源块的分配情况及内部区域频带分配优先级列表IFPL为内部区域分配资源块，是先根据资源分配指数W_i确定四个环带区域的优先级，再为优先级最高的环带区域按照优先级列表IFPL分配资源块，直到小区内所有的内部区域都获得了所需的资源块为止； 

8c)各小区为其内部区域的四个环带内的每个用户分配资源块，是根据在每个环带内，优先级最高的用户先使用分配给整个环带的资源块，直到每个用户都得到了所需要的资源块为止； 

步骤9，为所有资源块分配发射功率： 

9a)为边缘资源块分配发射功率，计算每个边缘资源块的最大发射功率 

和最小 发射功率 

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{edge}}^{\max }=\frac{P_{\mathrm{total}}}{\mathrm{\&gamma;}{C}_{\mathrm{total}}+(1-\mathrm{\&gamma;})C_{\mathrm{edge}}}\\ P_{\mathrm{edge}}^{\min }=\mathrm{\&gamma;}{P}_{\mathrm{edge}}^{\max }\end{array}\right.$

式中，P_total是每个小区基站的最大发射功率，C_total是每个小区总的可用资源块数，C_edge是每个小区中边缘用户可使用的资源块数，γ为可调参数，0≤γ≤1； 

9b)设边缘用户i_edge的大尺度衰落与阴影衰落之和为 

小区边缘用户大尺度衰落与阴影衰落之和的最大值为 

则基站在边缘用户i_edge在每个资源块上的发射功率 

为： 

$p_{i_{\mathrm{edge}}}=\max \{P_{\mathrm{edge}}^{\min },{\left(\frac{L_{i_{\mathrm{edge}}}}{L_{\mathrm{edge}}^{\max }}\right)}^{\mathrm{\&alpha;}}{P}_{\mathrm{edge}}^{\max }\}$

式中，α为可调指数因子，0≤α≤1； 

9c)为中心资源块分配发射功率，计算中心资源块可分配的总功率 

为： 

$P_{\mathrm{center}}^{\mathrm{total}}=P_{\mathrm{total}}-\underset{j=1}{\overset{N_{\mathrm{edge}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{c}_j{p}_j$

式中，P_total是每个小区基站的最大发射功率，c_j是每个小区中第j个边缘用户所分配的资源块数，p_j是每个小区中第j个边缘用户在每个资源块上的发射功率，N_edge是每个小区的边缘用户总数； 

9d)将总功率 

在中心用户可使用的资源块上均匀分配，则基站在中心用户i_center的每个资源块上的发射功率 

为： 

$P_{i_{\mathrm{center}}}=\frac{P_{\mathrm{center}}^{\mathrm{total}}}{C_{\mathrm{total}}-C_{\mathrm{edge}}}.$

本发明的效果可通过以下仿真进一步说明： 

1.仿真条件： 

在仿真中，每个小区中心有一个全向发射天线，系统模型如图2所示，图2a是由19个正六边形小区构成的LTE下行多小区系统模型，图2b是每个小区划分为中心区域 和边缘区域，并且中心区域被进一步精细划分为4个环带区域，每个区域的划分边界及区域位置优先级如表3所示： 

表3 

区域	1	2	3	4
					边界	(0，167)	(167，416)	(416，624)	(624，800)

将一定数目的具有不同业务类型的用户随机均匀地分布在每个小区中，使得19个小区内部的业务量负荷分布是不均匀的，并设定资源块分配指数W_i中的k₁，k₂权值都为1，γ＝0.1，α＝0.3。 

选择由华为、爱立信等公司提出的传统软频率复用SFR方法作为参考，来评估本发明所设计的功率控制方法所具有的优势，传统SFR方案的仿真参数设定如下： 

中心部分不进一步精细划分环带区域，相邻3个小区边缘区域频率复用因子为3，中心区域频率复用因子为1，用户自适应的选择资源块，其它参数和本发明中设计的方案仿真参数一致，仿真参数选取如表4所示， 

表4 

参数	取值
		载频f	2GHz
带宽	10MHz
		小区数目	19
物理资源块(PRB)总数目	48PRBs(PUSCH)，2PRBs(PUCCH)
		公共频率池PRB数目	12PRBs
小区半径	1000m
		基站发射功率	43dBm
噪声功率谱密度	-174dBm/Hz
		每个小区用户数目	10-30
边缘区域半径	800-1000m
		基站高度	35m
用户高度	1.5m
		信道	瑞利信道
正态阴影衰落	Lognormal 8dB
		路径损耗	128.1+37.6log10(R) R in kilometers

用户平均移动速度	10m/s
		ICIC调整周期	1s

2.仿真内容与结果 

在相同的LTE异构业务网络场景下对本发明所设计的功率控制方案及传统SFR方案进行下行系统级性能仿真： 

2a)在相同的LTE异构业务网络场景下，用本发明与现有SFR方法及没有进行功率控制所获得的小区边缘吞吐量仿真对比图如图3所示。从图3可见，本发明的小区边缘用户吞吐量高于没有进行功率控制和传统SFR方案，使本发明能够周期性的根据邻近各小区边缘区域及中心区域的业务量负荷状况协调频带资源的分配，有效的适应小区边缘业务变化； 

2b)在相同的LTE异构业务网络场景下，用本发明与现有SFR方法及没有进行功率控制所获得的小区总的吞吐量仿真对比图如图4所示。从图4可见，本发明在传统SFR方案的基础上考虑小区边缘用户收到的不同衰落，能够显著提高系统总的吞吐量； 

2c)在相同的LTE异构业务网络场景下，用本发明与现有SFR方法及没有进行功率控制所获得的小区内实时-低速率业务用户的吞吐量仿真对比图如图5所示。从图5可见，本发明进行功率控制能够很好的保证实时-低速率业务用户的通信质量。 

Claims (5)

1.一种基于LTE异构业务网络的下行功率控制方法，包括如下步骤：

(1)将用户所处于的服务小区分为中心区域和边缘区域，根据业务实时性及最低速率要求，对小区内的所有用户定义四种业务类型：实时-低速率业务、实时-高速率业务、非实时-低速率业务和非实时-高速率业务；

(2)给定每种业务所需的资源块数、服务优先级和最大时延，以保证在实际的无线系统中不同业务类型的用户能合理的调度资源；

(3)对整个系统频带内的所有资源块按信道增益从大到小进行排序；

(4)将排序后的系统频带划分为四个部分，并将前三部分分别分配给三个相邻小区的边缘区域，将第四部分划定为公共频率池，将其再等分为三份；

(5)系统中各小区单独计算并估计出各自边缘区域的业务量负荷以及满足通信需求所必需的资源块数目，并映射生成各自的边缘业务负荷指数；

(6)各小区基站间交互边缘业务负荷指数，并根据频率使用算法，决定公共频率池中的三等份资源块在相邻的三个小区边缘区域内的划分方式；

(7)根据区域干扰区分门限AIDT将每个小区中心区域精细划分为四个环带区域，并为每个环带定义一个灵活的资源分配指数W_i：

7a)设置小区中心各环带的区域位置优先级u_i；

7b)计算小区中心各环带的平均业务优先级q_i：

$q_i=\underset{j=1}{\overset{K_i}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_j/K_i,i=\mathrm{1,2,3,4}$

式中P_j是用户j的优先级，K_i是第i个环带区域总的用户数；

7c)将W_i定义为：

W_i＝k₁u_i+k₂q_i，i＝1，2，3，4

式中u_i是区域i的位置优先级，q_i是区域i的平均业务优先级，k₁是u_i对应的权重值，k₂是q_i对应的权重值；

(8)各小区按照优先级准则为每个用户分配资源块；

(9)为所有资源块分配发射功率：

9a)为边缘资源块分配发射功率，计算每个边缘资源块的最大发射功率

和最小发射功率

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{edge}}^{\max }=\frac{P_{\mathrm{total}}}{\mathrm{\&gamma;}{C}_{\mathrm{total}}+(1-\mathrm{\&gamma;})C_{\mathrm{edge}}}\\ P_{\mathrm{edge}}^{\min }=\mathrm{\&gamma;}{P}_{\mathrm{edge}}^{\max }\end{array}\right.$

式中，P_total是每个小区基站的最大发射功率，C_total是每个小区总的可用资源块数，C_edge是每个小区中边缘用户可使用的资源块数，γ为可调参数，0≤γ≤1；

9b)设边缘用户i_edge的大尺度衰落与阴影衰落之和为小区边缘用户大尺度衰落与阴影衰落之和的最大值为

则基站在边缘用户i_edge在每个资源块上的发射功率

为：

$p_{i_{\mathrm{edge}}}=\max \{P_{\mathrm{edge}}^{\min },{\left(\frac{L_{i_{\mathrm{edge}}}}{L_{\mathrm{edge}}^{\max }}\right)}^{\mathrm{\&alpha;}}{P}_{\mathrm{edge}}^{\max }\}$

式中，α为可调指数因子，0≤α≤1；

9c)为中心资源块分配发射功率，计算中心资源块可分配的总功率

为：

$P_{\mathrm{center}}^{\mathrm{total}}=P_{\mathrm{total}}-\underset{j=1}{\overset{N_{\mathrm{edge}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{c}_j{p}_j$

式中，P_total是每个小区基站的最大发射功率，c_j是每个小区中第j个边缘用户所分配的资源块数，p_j是每个小区中第j个边缘用户在每个资源块上的发射功率，N_edge是每个小区的边缘用户总数；

9d)将总功率

在中心用户可使用的资源块上均匀分配，则基站在中心用户i_center的每个资源块上的发射功率为：

$P_{i_{\mathrm{center}}}=\frac{P_{\mathrm{center}}^{\mathrm{total}}}{C_{\mathrm{total}}-C_{\mathrm{edge}}}.$

2.根据权利要求1所述的基于LTE异构业务网络的下行功率控制方法，其中步骤(1)所述的将用户所处于的服务小区分为中心区域和边缘区域，是根据服务小区半径大小，将用户所处服务小区划分为中心区域和边缘区域，即设定用户所处的服务小区半径为R米，以基站为中心将0～r半径范围划分为中心区域，r～R半径范围划分为边缘区域，R＞r。

3.根据权利要求1所述的基于LTE异构业务网络的下行功率控制方法，其中步骤(5)所述的系统中各小区单独计算并估计出各自边缘区域的业务量负荷以及满足通信需求所必需的资源块数目，并映射生成各自的边缘业务负荷指数，按如下步骤进行：

5a)计算小区m边缘用户的平均速率

${\stackrel{\&OverBar;}{c_m}}^E=\frac{1}{T_m^E}\&CenterDot;\underset{k\&Element;{\mathrm{\&Psi;}}_m^E}{\mathrm{\&Sigma;}}\mathrm{\&alpha;B}\&CenterDot;{\log }_2(1+{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&gamma;}}}_{m\&RightArrow;k})$

式中

是小区m的边缘用户数，

是小区m的边缘用户集合，，α∈{1，2，3，4}，B是一个物理资源块的带宽，

是小区m的边缘用户k的平均数据数率；

5b)计算小区m的边缘实时业务负荷

$P_m^E=T_m^{E1}\&CenterDot;r_{\min }^{\mathrm{RT}-L}+T_m^{E2}\&CenterDot;r_{\min }^{\mathrm{RT}-H}+T_m^{E3}\&CenterDot;r_{\min }^{\mathrm{NRT}-L}+T_m^{E4}\&CenterDot;r_{\min }^{\mathrm{NRT}-H}$

式中

和

分别为实时-低速率、实时-高速率、非实时-低速率和非实时-高速率四种业务的最小速率，

和

分别是上述相应业务在小区m的边缘用户数；

5c)计算小区m边缘区域所需要的资源块数

式中

代表向上取整；

5d)小区m将

映射为边缘业务负荷指数F(m)：

$F\left(m\right)=\left\{\begin{array}{c}l,N_m^D\&le;N_0\\ n,N_0<N_m^D\&le;N_0+\frac{3}{2}{N}_{P0}\\ h,N_m^D>N_0+\frac{3}{2}{N}_{P0}\end{array}\right.$

式中l，n，h表示小区边缘负载的三种状态，分别为低，中，高，l＜n＜h。

4.根据权利要求1所述的基于LTE异构业务网络的下行功率控制方法，其中步骤(8)所述的各小区按照优先级准则为每个用户分配资源块，按如下步骤进行：

8a)根据公共频率池中三等份资源块在相邻的三个小区边缘区域内的划分方式，对系统频带内的物理资源块进行重新排序，得到网络中三个相邻小区中各小区边缘区域频带分配优先级列表EFPL，进一步得到小区内部区域频带分配优先级列表IFPL；

8b)各小区先按照边缘区域频带分配优先级列表EFPL并结合业务类型及QoS等级为边缘用户分配资源块；再根据边缘区域资源块的分配情况及内部区域频带分配优先级列表IFPL为内部区域分配资源块；

8c)各小区为其内部区域的四个环带内的每个用户分配资源块。

5.根据权利要求4所述的基于LTE异构业务网络的下行功率控制方法，其中步骤8b)中所述的根据边缘区域资源块的分配情况及内部区域频带分配优先级列表IFPL为内部区域分配资源块，是先根据资源分配指数W_i确定四个环带区域的优先级，再为优先级最高的环带区域按照优先级列表IFPL分配资源块，直到小区内所有的内部区域都获得了所需的资源块为止。

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