CN102340777A - 一种动态调整载波资源的方法及基站 - Google Patents

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Abstract

一种动态调整载波资源的方法及基站，首先，检测本小区的边缘业务量；然后，若本小区的边缘业务量下降，则根据所述边缘业务量下降的程度，按照预定最小粒度的倍数释放所述小区中空闲的主子载波资源作为副子载波。其在本小区的边缘业务量变化时，可以动态调整主子载波和副子载波的分配，提高了频谱的利用率，使载波资源能够合理且充分的利用。

Description

一种动态调整载波资源的方法及基站
技术领域
本发明涉及网络通信技术，尤其涉及一种动态调整载波资源的方法及基站。
背景技术
软频率复用技术是一种有效的干扰协调技术，主要使用在采用正交频分复用(OFDM)的蜂窝通信系统中，它解决了小区中的用户采用正交频分多址接入(OFDMA)方式进行上下行接入，相邻小区使用相同频率资源进行组网和业务传输时，在连续覆盖的情况下，同一时刻使用相同频率资源进行用户传输给对方带来同频干扰的问题。现有的软频率复用技术是将各小区中子载波分为主子载波和副子载波，其中主子载波的发送功率门限高于副子载波，主子载波可以在本小区内一定的功率门限下发送，而副子载波可以在本小区的中心区域内一定功率门限下发送，从而避免了小区间的同频干扰。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
现有的软频率复用技术属于一种静态干扰协调技术，在每个复用组中分配每个小区的子载波数是一定的，无法根据小区内负载的变化来调整主子载波和副子载波在小区内或小区间的分配。
发明内容
本发明的实施例提供了一种动态调整载波资源的方法及基站，可以根据小区内负载的变化动态调整主子载波和副子载波的分配，提高了频谱利用率。
本发明实施例提供了一种动态调整载波资源的方法，包括：
检测本小区的边缘业务量；
若本小区的边缘业务量下降，则根据所述边缘业务量下降的程度，按照预定最小粒度的倍数释放所述小区中空闲的主子载波资源作为副子载波。
本发明实施例提供了一种动态调整载波资源的基站，包括：
检测模块，用于检测本小区的边缘业务量；
释放模块，用于若检测模块检测到本小区的边缘业务量下降，则根据所述边缘业务量下降的程度，按照预定最小粒度的倍数释放所述小区中空闲的主子载波资源作为副子载波。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，在本小区的边缘业务量变化时，可以动态调整主子载波和副子载波的分配，提高了频谱的利用率，使载波资源能够合理且充分的利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述的一种动态调整载波资源的方法流程示意图；
图2为本发明实施例以蜂窝系统小区间采用软频率复用的传输方式为例，说明一种动态调整载波资源的方法流程示意图；
图3为本发明实施例以蜂窝系统小区间采用软频率复用的传输方式为例的方法中，同一复用组中3个小区的子载波示意图；
图4为本发明实施例以蜂窝系统小区间采用软频率复用的传输方式为例的方法中，小区1释放预定最小粒度的主子载波资源作为副子载波资源后的载波示意图；
图5为本发明实施例以蜂窝系统小区间采用软频率复用的传输方式为例的方法中，小区2将小区1中空闲的主子载波资源添加到本小区的主子载波集合后的载波示意图；
图6为本发明实施例以多载波无线通信系统小区间采用锯齿状跳频方式划分主子载波为例，说明一种动态调整载波资源的方法流程示意图；
图7为本发明实施例以多载波无线通信系统小区间采用锯齿状跳频方式划分主子载波为例的方法中，同一复用组中3个小区的相互正交的主子载波示意图；
图8为本发明实施例以多载波无线通信系统小区间采用锯齿状跳频方式划分主子载波为例的方法中，小区2释放预定最小粒度的主子载波资源作为副子载波资源后的载波示意图；
图9为本发明实施例以多载波无线通信系统小区间采用锯齿状跳频方式划分主子载波为例的方法中，小区3将小区2中空闲的主子载波资源添加到本小区的主子载波集合后的载波示意图；
图10为本发明实施例所述的一种动态调整载波资源的基站的结构示意图；
上述附图3、4、5、7、8和9中表示小区1中的主子载波，
Figure BSA00000196967400032
表示小区2中的主子载波，
Figure BSA00000196967400033
表示小区3中的主子载波；附图3、4和5中
Figure BSA00000196967400034
表示副子载波；附图8中“□”表示释放的主子载波，表示时频窗。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例一种动态调整载波资源的方法，如图1所示，包括：
步骤11、检测本小区的边缘业务量；
具体地，一般检测边缘用户(User Equpment，UE)体验的MAC(Medium Access Control，介质访问控制)层数据缓冲区使用状态或检测处于连接状态的小区边缘终端的数量来确定小区的边缘业务量。
步骤12、若本小区的边缘业务量下降，则根据所述边缘业务量下降的程度，按照预定最小粒度的倍数释放所述小区空闲的主子载波资源作为副子载波，所述倍数为整数倍，如1倍、2倍或3倍等。例如，若所述边缘业务量下降的程度小(在一个实施例中，可以预先设定一个第一门限值，当边缘业务量下降的程度小于该第一门限值时，认为上述边缘业务量下降的程度小)，则可以按照预定最小粒度释放所述小区空闲的主子载波资源作为副子载波；若所述边缘业务量下降的程度较大(在一个实施例中，可以预先设定一个第二门限值，当边缘业务量下降的程度大于该第一门限值时，认为上述边缘业务量下降的程度较大)，则可以按照预定最小粒度的3倍释放所述小区空闲的主子载波资源作为副子载波。
具体地，预定最小粒度为预定个数的子载波，所述预定个数由信道状况、承载的业务类型及小区负载状况确定，即需要综合考虑上述三种状况的变化，从而确定由几个子载波组成最小粒度。
上述方法中，步骤11之前，还可以包括步骤10、将本小区的子载波划分为主子载波和副子载波两组，例如软频率复用技术将57个小区每3个小区分在一组，即分成了19个复用组，则每个复用组中的3个小区的主子载波之间是相互正交的，不同复用组中的各小区的主子载波之间可以正交也可以非正交，主子载波的发送功率门限高于副子载波，主子载波可以在本小区内一定的功率门限下发送，而副子载波可以在本小区的中心区域内一定功率门限下发送。
上述方法，还可以包括：
通过预定的感知算法对相邻小区划分的主子载波进行感知，获知相邻小区所述空闲的主子载波资源，所述预定的感知算法可以包括能量检测算法或协方差矩阵检测算法或信号特征检测算法；
或者，
接收小区内的终端通过预定的感知算法上报的相邻小区划分的主子载波感知结果，并根据所述感知结果通过融合算法判决相邻小区所述空闲的主子载波资源。具体地，若小区内只有一个终端，则根据上报的结果直接确定相邻小区所述空闲的主子载波资源；若小区内有两个或以上终端，则根据上报的结果通过融合算法判决相邻小区所述空闲的主子载波资源。所述预定的感知算法可以包括能量检测算法或协方差矩阵检测算法或信号特征检测算法；所述融合算法可以将多个终端上报的感知结果通过“与”或者“或”算法后做出判决。
根据上述方法，还可以包括：
若检测到本小区的边缘业务量上升，则将获知或判决的所述相邻小区空闲的主子载波资源添加到本小区的主子载波集合中。
本发明实施例以蜂窝系统小区间采用软频率复用的传输方式为例进行说明，具体以同一复用组中3个小区，最小粒度为1个子载波，且终端采用信号特征检测算法为感知算法为例，如图2所示，具体过程如下：
步骤21、3个小区中的基站分别将小区1、2和3的子载波划分为主子载波和副子载波两组，且3个小区的主子载波之间如图3所示是相互正交的，即小区1的主子载波为载波1和2；小区2的主子载波为载波3和4；小区3的主子载波为载波5和6；3个小区的主子载波之间的载波号是不重叠的；
步骤22、小区1的基站通过检测本小区内处于连接状态的小区边缘终端的数量确定小区的边缘业务量；
步骤23、若小区1的基站检测到本小区的边缘业务量下降(即小区1内处于连接状态的小区边缘终端的数量减少)，则释放小区1中空闲的主子载波资源作为副子载波，本实施例如释放1个主子载波资源作为副子载波，释放后如图4所示；
步骤24、小区2中的终端通过信号特征检测算法感知到小区1中存在空闲的主子载波，并上报给小区2中的基站，此时小区2感知的是小区1中最初划分的所述主子载波，包括已经释放的作为副子载波的那个主子载波；
进一步，小区2中的终端通过信号特征检测算法的匹配滤波法感知小区1中空闲的主子载波的过程可以包括：首先，将小区1中的导频信号或同步码等检测的模拟信号转换为数字信号；然后，将转换后的数字信号与所述检测信号的副本相乘，所述检测信号的副本为预先设定与转换后的数字信号同类型的信号，如可以为转换后的数字信号的延时信号；最后，将相乘后的信号依次进行积分和判决处理后得到相应的检测结果。
具体地，小区1中的终端上报的结果可以包括2比特，即每一比特代表小区2中的主子载波3和4，若“0”表示载波空闲，“1”表示载波占用，则小区1中的终端上报的结果可以为“01”；同样，小区2中的终端上报的结果可以包括4比特，即每一比特代表小区1中的主子载波1、2以及小区3中的主子载波5、6，若“0”表示子载波占用，“1”表示子载波空闲，则小区2中的终端上报的结果可以为“0100”；
进一步，若小区2中只有一个终端，则小区2中的基站根据上报的结果直接确定相邻小区所述空闲的主子载波资源；若小区2中有两个或以上终端，则小区2中的基站根据上报的结果通过融合算法判决相邻小区所述空闲的主子载波资源。
步骤25、若小区2检测到本小区的边缘业务量上升(即小区2内处于连接状态的小区边缘终端的数量增加)，则小区2中的基站将获知的相邻小区1空闲的1个主子载波资源添加到本小区的主子载波集合中，添加后如图5所示。
上述步骤中，小区1将一个主子载波释放后，如果小区2和小区3的业务量都上升且两小区中的终端或基站同时感知小区1并得到同样的感知结果，就会造成小区2与小区3都将释放的主子载波1添加到自己的主子载波集合中，从而导致小区间的干扰。此时可以通过随机设置各小区的感知时刻来避免多个小区间同时进行感知情况的发生，也可以将感知行为设置为动态触发的方式，而触发的条件可以为负载上升造成新的频率资源需求，从而可以减少发生同时感知的概率。
本发明实施例以多载波无线通信系统小区间采用锯齿状跳频方式划分主子载波为例进行说明，具体以同一复用组中3个小区，在时域跳频后形成频域最小粒度为12个主子载波的时频资源块(锯齿)，且终端采用能量检测算法为感知算法上报给基站，基站采用融合算法进行判决为例，如图6所示，具体过程如下：
步骤61、3个小区中的基站分别将小区1、2和3的子载波划分为主子载波和副子载波两组，且3个小区的主子载波之间如图7所示是相互正交的，即在频域和时域会形成“锯齿”状的跳频图样；虽然图示小区1与小区3并不相邻，但小区1和小区3之间也可互相进行感知。
步骤62、小区2的基站通过检测边缘UE体验的MAC层数据缓冲区使用状态确定小区的边缘业务量；
步骤63、若小区2的基站检测到本小区的边缘业务量下降(即小区2内边缘UE体验的MAC层数据缓冲区使用状态为未使用)，则释放小区2中空闲的主子载波的时频资源块作为副子载波，本实施例如释放12个主子载波的时频资源块作为副子载波，释放后如图8所示；
步骤64、小区3中的终端通过能量检测算法感知到小区2中存在空闲的主子载波，并上报给小区3中的基站，此时小区3感知的是小区2中最初划分的所述主子载波，包括已经释放的作为副子载波的那部分主子载波的时频资源块；
进一步，小区3中的终端通过能量检测算法感知小区2中空闲的主子载波的过程可以包括：首先，小区3中的终端预先设定时频窗的时间长度(如图8中
Figure BSA00000196967400081
即为时频窗，其横坐标的长度即为的时频窗的时间长度)，所述时间长度由测量精度确定的，例如，若精度要求高，则设定时间长度为1子帧；若精度要求低，则设定时间长度为3子帧；然后，小区2中的主子载波频谱按照设定的时频窗的大小进行扫描和检测，若检测到如图8所示虚线框中，即时频窗内的资源块能量变化在时间上呈锯齿状图样，则表明小区2中存在空闲的主子载波；
进一步还可以设置小区1中的终端感知起始时刻为第1子帧，感知周期为3子帧；小区3中的终端感知起始时刻为第2子帧，感知周期为3子帧；这样设置避免了多个小区同时进行感知，导致同时将空闲的主子载波添加到本小区的主子载波集合中，避免了小区间干扰的出现。
步骤65、小区3中的基站接收到终端上报的感知结果，采用融合算法判决小区2中空闲的主子载波资源，具体可以采用“或”融合算法，即只要有一个终端上报小区2中存在空闲的主子载波，基站就判决小区2中存在空闲主子载波；也可以采用“与”融合算法，即只有小区中所有上报的终端的上报结果均为小区2中存在空闲的主子载波，基站才判决小区2中存在空闲主子载波。
步骤66、若小区3的基站检测到本小区的边缘业务量上升(即小区3内边缘UE的MAC层数据缓冲区使用状态为使用)，则小区3中的基站将判决的相邻小区2空闲的主子载波的时频资源块添加到本小区的主子载波集合中，添加后仍然保持“锯齿状”跳频图样，如图9所示。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
本发明实施例所述的一种动态调整载波资源的方法，其在本小区的边缘业务量下降时，可以动态调整主子载波和副子载波的分配；在本小区的边缘业务了上升时，可以将检测到相邻小区中的空闲主子载波添加到本小区的主子载波集合中；即可以根据小区负载状况动态地调整本小区中的主、副子载波以及小区间的主子载波，达到了资源共享的目的，使载波资源能够合理且充分的利用，提高了频谱的利用率。同时小区之间通过感知的方式主动获取其相邻小区的空闲频谱信息，无需基站间进行信令交互，节省了信令开销，避免了传输时延。若随机设置各小区的感知时刻或将感知行为设置为动态触发的方式，还可以避免小区间的干扰，达到小区间干扰协调的目的，提高了小区边缘的吞吐率。
本发明实施例提供了一种动态调整载波资源的基站，如图10所示，包括：
检测模块101，用于检测本小区的边缘业务量；
具体地，一般检测边缘UE体验的MAC层数据缓冲区使用状态或检测处于连接状态的小区边缘终端的数量来确定小区的边缘业务量。
释放模块102，用于若检测模块101检测到本小区的边缘业务量下降，则根据所述边缘业务量下降的程度，按照预定最小粒度的倍数释放所述小区中空闲的主子载波资源作为副子载波，所述倍数为整数倍，如1倍、2倍或3倍等。例如，若所述边缘业务量下降的程度小(在一个实施例中，可以预先设定一个第一门限值，当边缘业务量下降的程度小于该第一门限值时，认为上述边缘业务量下降的程度小)，则可以按照预定最小粒度释放所述小区空闲的主子载波资源作为副子载波；若所述边缘业务量下降的程度较大(在一个实施例中，可以预先设定一个第二门限值，当边缘业务量下降的程度大于该第一门限值时，认为上述边缘业务量下降的程度较大)，则可以按照预定最小粒度的3倍释放所述小区空闲的主子载波资源作为副子载波。
具体地，预定最小粒度为预定个数的子载波，所述预定个数由信道状况、承载的业务类型及小区负载状况确定，即需要综合考虑上述三种状况的变化，从而确定由几个子载波组成最小粒度。
上述基站中，还可以包括载波划分模块(在附图10中未标出)，用于将本小区的子载波划分为主子载波和副子载波两组，例如软频率复用技术将57个小区每3个小区分在一组，即分成了19个复用组，则每个复用组中的3个小区的主子载波之间是相互正交的，不同复用组中的各小区的主子载波之间可以正交也可以非正交，主子载波的发送功率门限高于副子载波，主子载波可以在本小区内一定的功率门限下发送，而副子载波可以在本小区的中心区域内一定功率门限下发送。
上述装置，还可以包括(在附图10中未标出)：
感知模块，用于通过预定的感知算法对相邻小区划分的主子载波进行感知，获知相邻小区所述空闲的主子载波资源，所述预定的感知算法可以包括能量检测算法或协方差矩阵检测算法或信号特征检测算法；
或者，
感知结果接收模块，用于接收小区内的终端通过预定的感知算法上报的相邻小区划分的主子载波感知结果，获知相邻小区所述空闲的主子载波资源；所述预定的感知算法可以包括能量检测算法或协方差矩阵检测算法或信号特征检测算法；
融合模块，用于根据所述感知结果接收模块接收的感知结果通过融合算法判决相邻小区所述空闲的主子载波资源，所述预定的感知算法可以包括能量检测算法或协方差矩阵检测算法或信号特征检测算法；所述融合算法可以将多个终端上报的感知结果通过“与”或者“或”算法后做出判决。
具体地，若小区内只有一个终端，则只需包括感知结果接收模块即可，即根据上报的结果直接确定相邻小区所述空闲的主子载波资源；若小区内有两个或以上终端，则还需包括融合模块，即根据上报的结果通过融合算法判决相邻小区所述空闲的主子载波资源。
根据上述装置，还可以包括：
添加模块(在附图10中未标出)，用于若检测到本小区的边缘业务量上升时，则将获知或判决的所述相邻小区空闲的主子载波资源添加到本小区的主子载波集合中。
上述装置中包含的各模块的处理功能的具体实现方式在之前的方法实施例中已经描述，在此不再重复描述。
本发明实施例所述的一种动态调整载波资源的方法及基站，其在本小区的边缘业务量下降时，可以动态调整主子载波和副子载波的分配；在本小区的边缘业务了上升时，可以将检测到相邻小区中的空闲主子载波添加到本小区的主子载波集合中；即可以根据小区负载状况动态地调整本小区中的主、副子载波以及小区间的主子载波，达到了资源共享的目的，使载波资源能够合理且充分的利用，提高了频谱的利用率。同时小区之间通过感知的方式主动获取其相邻小区的空闲频谱信息，无需基站间进行信令交互，节省了信令开销，避免了传输时延。若随机设置各小区的感知时刻或将感知行为设置为动态触发的方式，还可以避免小区间的干扰，达到小区间干扰协调的目的，提高了小区边缘的吞吐率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种动态调整载波资源的方法，其特征在于，包括：
检测本小区的边缘业务量；
若本小区的边缘业务量下降，则根据所述边缘业务量下降的程度，按照预定最小粒度的倍数释放所述小区中空闲的主子载波资源作为副子载波。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在检测本小区的边缘业务量之前，还包括：
将本小区的子载波划分为主子载波和副子载波两组，其中与所述小区在同一复用组内的各小区的主子载波之间是相互正交的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定最小粒度为预定个数的子载波，所述预定个数由信道状况、承载的业务类型及小区负载状况确定。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过预定的感知算法对相邻小区划分的主子载波进行感知，获知相邻小区所述空闲的主子载波资源；
或者，
接收小区内的终端通过预定的感知算法上报的相邻小区划分的主子载波感知结果，并根据所述感知结果通过融合算法判决相邻小区所述空闲的主子载波资源。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
若检测到本小区的边缘业务量上升，则将获知或判决的所述相邻小区空闲的主子载波资源添加到本小区的主子载波集合中。
6.一种动态调整载波资源的基站，其特征在于，包括：
检测模块，用于检测本小区的边缘业务量；
释放模块，用于若检测模块检测到本小区的边缘业务量下降，则根据所述边缘业务量下降的程度，按照预定最小粒度的倍数释放所述小区中空闲的主子载波资源作为副子载波。
7.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，还包括：
载波划分模块，用于将本小区的子载波划分为主子载波和副子载波两组，其中与所述小区在同一复用组内的各小区的主子载波之间是相互正交的。
8.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，所述释放模块中所述预定最小粒度为预定个数的子载波，所述预定个数由信道状况、承载的业务类型及小区负载状况综合确定。
9.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，还包括：
感知模块，用于通过预定的感知算法对相邻小区划分的主子载波进行感知，获知相邻小区所述空闲的主子载波资源；
或者，
感知结果接收模块，用于接收小区内的终端通过预定的感知算法上报的相邻小区划分的主子载波感知结果；
融合模块，用于根据所述接收模块接收的感知结果通过融合算法判决相邻小区所述空闲的主子载波资源。
10.根据权利要求9所述的基站，其特征在于，还包括：
添加模块，用于检测到本小区的边缘业务量上升时，将获知或判决的所述相邻小区空闲的主子载波资源添加到本小区的主子载波集合中。
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