CN102340787A - 一种用于小区间干扰协调的用户管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于小区间干扰协调的用户管理方法及系统。该方法包括：获取用户设备上报的小区信息；根据所述小区信息调整所述用户设备的类型。本发明通过获取的用户设备上报的小区信息并根据小区信息调整所述用户设备的类型，使得OFDM系统可以根据其管理情况针对不同类型的用户进行不同的处理方法，为小区间干扰协调和系统性能的提升提供有效支撑。

Description

一种用于小区间干扰协调的用户管理方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种用于小区间干扰协调的用户管理方法及系统。

背景技术

作为新一代无线通信技术的标志，OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用)在无线通信系统的发展中越来越彰显其优势，并被多种标准所采纳。OFDM系统的主要技术优势在于：频谱效率高，带宽扩展性强，抗多径衰落能力强，便于灵活分配频谱资源，便于实现MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put，多输入多输出)或者空间多样技术等。

和传统的无线蜂窝网络相同，OFDM系统也通过降低频率复用因子的方式提高频谱利用率。虽然OFDM系统的小区(扇区)内干扰的问题得到很好的解决，但随着频率复用因子的降低，ICI(Inter-Cell Interference，小区间干扰)由于同频干扰源位置的接近而增加，使该问题成为制约OFDM系统性能的主要障碍。

为了有效抑制干扰的发生，OFDM系统的干扰协调通常会对UE(UserEquipment，用户设备)的干扰类型或位置类型进行管理，针对不同类型的用户进行不同的处理。

目前，UE类型划分的技术特点主要包括：

1、采用CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)或UE接收到的服务小区信号强度和邻小区信号强度的比值等作为用户划分的依据；

2、UE被划分为边缘用户和中心用户，或者再增加一种中心和边缘过渡区的用户；

3、各种用户的比例或划分用户类型的门限值相对固定，无法根据系统变化做出灵活的调整。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种用于小区间干扰协调的用户管理方法及系统，能够有效地对UE类型进行管理，使得OFDM系统可以根据其管理情况针对不同类型的用户进行不同的处理方法，从而有效抑制干扰的发生。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于小区间干扰协调的用户管理方法，包括：获取用户设备上报的小区信息；根据所述小区信息调整所述用户设备的类型。

所述小区信息来自所述用户设备所在的服务小区和相邻小区；所述小区信息至少包括以下信息之一：信道质量指示、导频强度信息、路损信息、干扰信息。

所述根据所述小区信息调整所述用户设备的类型这一步骤具体包括：根据所述小区信息按预设准则调整所述用户设备的类型，所述预设准则包括如下一种准则或多种准则的组合：

准则一：根据所述小区信息计算用户设备的通信质量平衡参数，将所述通信质量平衡参数与预设的质量平衡参数门限进行比较并根据比较结果来调整用户设备类型；

准则二：根据所述小区信息计算用户设备的通信质量满足参数，将所述通信质量满足参数与预设的质量满足参数门限进行比较并根据比较结果来调整用户设备类型；

准则三：将单个用户设备的小区信息与预设的小区信息参数门限值进行比较并根据比较结果来调整用户设备类型。

所述准则还包括准则四，所述准则四包括：如果用户设备的服务小区上报的信息与相邻小区上报的信息按预设条件计算后小于预设信息门限值，则所述用户设备确定为特殊用户。

上述根据所述小区信息调整所述用户设备的类型这一步骤之前还包括设置用户设备的初始类型，具体包括：根据所述小区信息将所述用户设备进行排序，并根据所述用户设备在所述排序中的位置确定所述用户设备的初始类型。

相应地，本发明还提供一种用于小区间干扰协调的用户管理系统，包括：信息获取模块，用于获取用户设备上报的小区信息；调整模块，用于根据所述小区信息调整所述用户设备的类型。

本发明的有益效果是：通过获取的用户设备上报的小区信息并根据小区信息调整所述用户设备的类型，使得OFDM系统可以根据其管理情况针对不同类型的用户进行不同的处理方法，为小区间干扰协调和系统性能的提升提供有效支撑。

附图说明

图1是本发明方法实施例一的流程示意图；

图2是本发明方法实施例二的流程示意图；

图3是本发明方法实施例二中用户队列的示意图；

图4是本发明方法实施例二中确定必须控制的干扰用户的示意图；

图5是本发明方法实施例三的流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明针对LTE系统提出了一种用于小区间干扰协调的用户管理方法实施例一，如图1所示，为该实施例一的流程示意图，包括以下步骤：

步骤1，获取相关信息。

相关信息包括CQI、RSRP(Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率)、路损信息或干扰信息。

步骤2，确定用户的初始类型。

对获取到的相关信息做排序处理，形成干扰水平从高到低或者地理位置从远到近或者路损大小从大到小的UE队列，根据这些队列将用户划分为N种类型，例如用户的干扰水平集合{干扰水平1用户，干扰水平2用户，…，干扰水平N用户}或用户的地址位置集合{位置水平1用户，位置水平2用户，…，位置水平N用户}等；设定不同用户设备类型的初始比例或数目，并决定每种用户设备接入网络后的初始类型状态。

步骤3，根据预设准则与用户的初始类型来调整用户类型。

预设准则包括但不限于如下一项或多项准则的组合：

准则一：各种类型用户间通信服务质量平衡准则。通信质量包括GBR(Guaranteed Bit Rate，保证比特率)、时延等信息。以GBR为例，可做如下处理：基站计算每种类型用户的GBR满足率，根据各种类型间的GBR满足率比值门限来调节各种类型间的用户比例或数目。

准则二：单个用户的通信服务质量满足状态准则。通信质量包含GBR、时延等信息。以GBR为例，可计算单个用户的GRB满足率，将计算结果与预设门限值进行比较来调整用户类型。

准则三：单个用户的干扰水平准则。干扰水平包含SIR(Signal to InterferencePower Ratio，信干比)、SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio，信干噪比)、IoT(Interference over Thermal noise)等信息，以SINR为例，计算用户在一段时间(该周期通常以ms为单位)内的SINR平均值或者平滑值，将计算结果与预设门限值进行比较来调整用户类型。

准则四：特殊用户严格控制原则。特殊用户是指产生高干扰的用户，以上行干扰为例，对于会对邻小区产生高干扰的用户，比如处于小区边缘且高功率发射的用户，则为必须控制干扰的特殊用户，这类用户应严格限制在某特殊类型中，例如将其调度严格限制在某段带宽内，以避免对邻区造成高干扰。

本发明方法通过如上步骤动态地调整UE类型，使得OFDM系统可以针对不同类型的用户进行不同的干扰协调处理，为小区间干扰协调和系统性能的提升提供有效支撑。下面通过具体应用中的三个实例对本发明方法进行示例性说明。

如图2所示，为本发明方法实施例二的流程示意图，实现了一种针对LTE系统上行半静态干扰协调的用户类型划分方法，该方法将用户划分为CEU(CellEdge User，小区边缘用户)和CCU(Cell Center User，小区中心用户)，然后根据前述准则一，即CEU和CCU整体GBR满足率的平衡状态，来调整用户类型，具体步骤如下：

步骤201，用户接入。

步骤202，调整用户队列并选择初始类型。

RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)层根据A3事件触发的RSRP上报信息，计算上报UE的本小区RSRP(RSRP_srv)与邻小区RSRP(RSRP_neib)的差值ΔRSRP的平均值或平滑值，即ΔRSRP＝RSRP_srv-RSRP_neib。

本实施例中RRC也可以根据其他事件触发上报信息，或者事件触发周期地上报信息。

MAC(Medium Access Control，媒体介质访问控制)层对具有上报UE的ΔRSRP排序，形成的UE队列称为RSRP队列，ΔRSRP值越小越靠近边缘。同时MAC对非上报UE的SINR排序，形成的UE队列称为SINR队列，SINR值越小越靠近边缘。如图3所示，按照事先设定的不同类型用户设备范围，例如初始比例或数目来确定用户初始类型，本实施例中根据接入用户在队列中所处的位置，将位于RSRP队列的用户设备设定为CEU，将位于SINR队列的用户设备设定为CCU。

步骤203，统计用户的历史吞吐率。

根据如下公式进行统计：

历史吞吐率＝(1-α)·历史吞吐率+α·本TTI传输块大小·1000

其中，α为滤波因子，本TTI传输块为当前TTI(Transmission Time Interval，传输时间间隔)的传输块，通常以ms为单位。

步骤204，计算CEU和CCU的GBR满足率。

CEU的GBR满足率公式可以为如下：

$T_{\mathrm{GBR}\_\mathrm{CEU}}=\frac{1}{N_{\mathrm{CEU}}}[\underset{i\∈\mathrm{CEU}}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{R_i}{{\mathrm{GBR}}_i}\right)}^{\mathrm{wi}}\·f^k\left(M_i\right)$

其中，

R_i表示第i个CEU的历史吞吐率，

GBR_i表示第i个CEU的GBR，

N_CEU表示本小区内CEU的总数，

M_i表示第i个边缘用户的信道质量相关参数，

wi表示第i个边缘UE的业务优先级权重，

k表示f(M_i)是否使能的因子，0表示不使能，1表示使能。

CCU的GBR满足率公式可以为如下：

$T_{\mathrm{GBR}\_\mathrm{CCU}}=\frac{1}{N_{\mathrm{CCU}}}[\underset{j\∈\mathrm{CCU}}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{R_j}{{\mathrm{GBR}}_j}\right)}^{\mathrm{wj}}\·f^k\left(M_j\right)$

其中，R_j是第j个CCU的历史吞吐率，

GBR_j为第j个CCU的GBR，

N_CCU为本小区内CCU的总数，

M_j表示第j个中心用户的平均调制阶数，

wj表示边缘UE的业务优先级权重，

k表示f(M_j)是否使能的因子，0表示不使能，1表示使能。

步骤205，调整用户类型。该步骤具体包括如下：

1、如果

则将CCU集合中最左边S个CCU移动到CEU集合中；如果

则将CEU集合中最右边S个CEU移动到CCU集合中。其中，CCUToCEUThr表示中心用户向边缘用户移动的门限，通常为大于0的实数值；CEUToCCUThr表示边缘用户向中心用户移动的门限，通常为大于0的实数值；S为大于等于1的整数值。

2、确定必须控制干扰的特殊用户。在上述RSRP队列中，如果UE的ΔRSRP值小于一个预设的门限值RSRPMustStayInEdge，即ΔRSRP≤RSRPMustStayInEdge，说明则将该UE非常靠近小区的边缘位置，如果给该UE分配了中心频带，则对邻小区造成高干扰的概率很高。因此必须将该UE的调度严格限制在边缘专用频带中，如图4所示，本实施例将位于RSRP队列中其ΔRSRP≤RSRPMustStayInEdge范围的CEU确定为必须控制干扰的特殊用户。

至此，本发明的实施例二结束。图2所示实施例二的整个流程可以通过基站在用户接入网络后启动。根据用户的干扰类型或位置类型进行管理后，使得OFDM系统能够在进行干扰协调时根据不同类型的用户进行不同的处理。

实施例三：

如图5所示，为本发明方法实施例三的流程示意图，同样实现了一种针对LTE系统上行半静态干扰协调的用户类型划分，该方法实施例将用户划分为CEU和CCU，然后根据前述准则二，即单个用户的GBR满足率和信噪比(SINR)，来联合调整用户类型，该方法的具体步骤如下，其中步骤301～303与前述步骤201～203雷同：

步骤301，用户接入。

步骤302，调整用户队列并选择初始类型。

RRC层根据A3事件触发的RSRP上报信息，计算上报UE的本小区RSRP(RSRP_srv)与邻小区RSRP(RSRP_neib)的差值ΔRSRP的平均值或平滑值，即ΔRSRP＝RSRP_srv-RSRP_neib。

本实施例中RRC也可以根据其他事件触发上报信息，或者周期地根据事件触发上报信息。

MAC层对具有上报UE的ΔRSRP排序，形成的UE队列称为RSRP队列，ΔRSRP值越小越靠近边缘。同时MAC对非上报UE的SINR排序，形成的UE队列称为SINR队列，SINR值越小越靠近边缘。如图3所示，按照事先设定的不同类型用户设备范围，例如初始比例或数目来确定用户初始类型，本实施例中根据接入用户在队列中所处的位置，将位于RSRP队列的用户设备设定为CEU，将位于SINR队列的用户设备设定为CCU。

步骤303，统计用户的历史吞吐率。

根据如下公式进行统计：

历史吞吐率＝(1-α)·历史吞吐率+α·本TTI传输块大小·1000

其中，α为滤波因子，本TTI传输块为当前TTI(Transmission Time Interval，传输时间间隔)传输块，通常以ms为单位。

步骤304，计算单个用户设备的GBR满足率。

公式可以为如下：

$T_{\mathrm{GBR}}\left(i\right)=\frac{R_i}{{\mathrm{GBR}}_i}$

其中，

T_GBR(i)表示UE(i)(即第i个UE)的GBR满足率，

R_i表示第i个CEU的历史吞吐率，

GBR_i表示第i个CEU的GBR。

步骤305，调整用户类型。该步骤具体包括如下：

1、如果UE(i)的当前类型为CEU，则根据下式做类型转换：

2、如果UE(i)的当前类型为CCU，则根据下式做类型转换：

3、确定必须控制干扰的特殊用户。在上述RSRP队列中，如果UE的ΔRSRP值小于一个预设的门限值RSRPMustStayInEdge，即ΔRSRP≤RSRPMustStayInEdge，说明则将该UE非常靠近小区的边缘位置，如果给该UE分配了中心频带，则对邻小区造成高干扰的概率很高。因此必须将该UE的调度严格限制在边缘专用频带中，如图4所示，本实施例将位于RSRP队列中其ΔRSRP≤RSRPMustStayInEdge范围的CEU确定为必须控制干扰的特殊用户。

至此，本发明的实施例二结束。同样地，图5所示实施例二的整个流程可以通过基站在用户接入网络后启动。

实施例四：

本发明方法实施例四为实施例三的另一种实现方式，该实施例同样将用户划分为CEU和CCU，然后根据前述准则二，即单个用户的GBR满足率和信噪比(SINR)，来联合调整用户类型，该方法的具体步骤如下：

步骤401，用户接入。

步骤402，调整用户队列并选择初始类型。

MAC层对具有上报UE的PHR计算本小区路损值，对路损值排序，形成的UE队列称为路损值排序队列，路损值越大越靠近边缘；然后根据接入网络的用户设备在队列中所处的位置确定用户设备的初始类型。

步骤403～405与前述实施例三的步骤303～305相同，此处不再赘述。

至此，本发明的实施例四结束。同样地，实施例四的整个流程可以通过基站在用户接入网络后启动。

对于前述的其他准则及相关的信号信息，同样可以参考前述实施例进行用户类型的管理，此处不再赘述。

本发明相应地还提供了一种用于小区间干扰协调的用户管理系统，包括：信息获取模块，用于获取用户设备上报的其接收到的来自服务小区和相邻小区的信号信息；初始化模块，用于根据获取的所述信号信息确定所述用户设备的初始类型；调整模块，用于根据所述用户设备的初始类型以及预设准则调整所述用户设备的类型。一种系统实施例中还包括初始化模块，用于根据所述小区信息将所述用户设备进行排序，并根据所述用户设备在所述排序中的位置确定所述用户设备的初始类型。各模块之间的具体处理与计算参见前述方法实施例，此处不再赘述。

通过上述实施例可见，本发明实施例解决现有技术中存在的小区间干扰的半静态协调问题，通过对小区间干扰信息进行分析，结合资源调度和功率控制方式，简单有效地解决了小区间干扰协调问题，其根据用户的干扰类型或位置类型进行管理后，使得OFDM系统能够在进行干扰协调时根据不同类型的用户进行不同的处理，从而为OFDM系统的实施和推广起到明显的有益作用。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于小区间干扰协调的用户管理方法，其特征在于，包括：

获取用户设备上报的小区信息；

根据所述小区信息调整所述用户设备的类型。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小区信息来自所述用户设备所在的服务小区和相邻小区；所述小区信息至少包括以下信息之一：信道质量指示、导频强度信息、路损信息、干扰信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述小区信息调整所述用户设备的类型这一步骤具体包括：根据所述小区信息按预设准则调整所述用户设备的类型，所述预设准则包括如下一种准则或多种准则的组合：

准则一：根据所述小区信息计算用户设备的通信质量平衡参数，将所述通信质量平衡参数与预设的质量平衡参数门限进行比较并根据比较结果来调整用户设备类型；

准则二：根据所述小区信息计算用户设备的通信质量满足参数，将所述通信质量满足参数与预设的质量满足参数门限进行比较并根据比较结果来调整用户设备类型；

准则三：将单个用户设备的小区信息与预设的小区信息参数门限值进行比较并根据比较结果来调整用户设备类型。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述准则一中，所述根据所述小区信息计算用户设备的通信质量平衡参数具体包括：

计算小区边缘用户的通信质量平衡参数的计算公式为：

$T_{\mathrm{GBR}\_\mathrm{CEU}}=\frac{1}{N_{\mathrm{CEU}}}[\underset{i\∈\mathrm{CEU}}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{R_i}{{\mathrm{GBR}}_i}\right)}^{\mathrm{wi}}\·f^k\left(M_i\right)$

其中，R_i表示第i个小区边缘用户的历史吞吐率，GBR_i表示第i个小区边缘用户的保证比特率，N_CEU表示小区边缘用户的总数，

M_i表示第i个小区边缘用户的信道质量参数，wi表示第i个小区边缘用户的业务优先级权重，k表示f(M_i)的使能因子，0表示不使能，1表示使能；

小区中心用户的通信质量平衡参数的计算公式为：

$T_{\mathrm{GBR}\_\mathrm{CCU}}=\frac{1}{N_{\mathrm{CCU}}}[\underset{j\∈\mathrm{CCU}}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{R_j}{{\mathrm{GBR}}_j}\right)}^{\mathrm{wj}}\·f^k\left(M_j\right)$

其中，R_j是第j个小区中心用户的历史吞吐率，GBR_j为第j个小区中心用户的保证比特率，N_CCU为小区中心用户的总数，

M_j表示第j个小区中心用户的平均调制阶数，wj表示小区中心用户的业务优先级权重，k表示f(M_j)的使能因子，0表示不使能，1表示使能；

所述将所述通信质量平衡参数与预设的质量平衡参数门限进行比较并比较结果来调整用户设备类型这一步骤具体包括：

如果

则将至少一个小区中心用户调整为小区边缘用户，其中CCUToCEUThr表示小区中心用户向小区边缘用户移动的门限；

如果

则将至少一个小区边缘用户调整为小区中心用户，其中CEUToCCUThr表示小区边缘用户向小区中心用户移动的门限。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述准则二中，所述根据所述小区信息计算用户设备的通信质量满足参数这一步骤具体包括：

$T_{\mathrm{GBR}}\left(i\right)=\frac{R_i}{{\mathrm{GBR}}_i}$

其中，T_GBR(i)表示第i个用户设备的保证比特率的满足率，R_i表示第i个用户设备的历史吞吐率，GBR_i表示第i个用户设备的保证比特率；

所述准则二中将所述通信质量满足参数与预设的质量满足参数门限进行比较并根据比较结果来调整用户设备类型这一步骤具体包括：

如果所述第i个用户设备的当前类型为小区边缘设备，则根据下式调整类型：

如果所述第i个用户设备的当前类型为小区中心设备，则根据下式调整类型：

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述准则还包括准则四，所述准则四包括：如果用户设备的服务小区上报的信息与相邻小区上报的信息按预设条件计算后小于预设信息门限值，则所述用户设备确定为特殊用户。

7.如权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述小区信息调整所述用户设备的类型这一步骤之前还包括设置用户设备的初始类型，具体包括：根据所述小区信息将所述用户设备进行排序，并根据所述用户设备在所述排序中的位置确定所述用户设备的初始类型。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述小区信息将所述用户设备进行排序，并根据所述用户设备在所述排序中的位置确定所述用户设备的初始类型这一步骤具体包括：

所述小区信息为导频强度信息和干扰信息；

将用户设备上报的导频强度信息进行排序形成从高到低的第一用户设备队列，将用户设备的干扰信息进行排序形成从高到低的第二用户设备队列；

按预设范围将处于预设范围内的所述第一用户设备队列确定其初始类型为第一初始类型，将处于预设范围外的所述用户设备队列确定其初始类型为第二初始类型。

9.一种用于小区间干扰协调的用户管理系统，其特征在于，包括：信息获取模块，用于获取用户设备上报的小区信息；调整模块，用于根据所述小区信息调整所述用户设备的类型。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：初始化模块，用于根据所述小区信息将所述用户设备进行排序，并根据所述用户设备在所述排序中的位置确定所述用户设备的初始类型。

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