CN102572842B - 一种宏基站和家庭基站之间频谱交换的方法和lte系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宏基站和家庭基站之间频谱交换的方法和系统，方法包括步骤：宏基站终端检测到家庭基站位于宏基站终端的高干扰区域内，则上报宏基站，宏基站将宏基站终端调至预先划分的宏基站终端专用频段；宏基站终端检测到家庭基站离开宏基站终端的高干扰区域，则上报宏基站，宏基站将宏基站终端调至非专用频段。本发明通过划分出专用频段，当宏基站终端检测到家庭基站位于宏基站终端的高干扰区域内时，宏基站将宏基站终端调至预先划分的宏基站终端专用频段，避免高干扰区域内的家庭基站使用相同的频段，实现干扰避免的快速响应，从而提高了家庭基站与宏基站之间频谱共享的灵活性及稳定性，提高了LTE系统的整体性能。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种宏基站和家庭基站之间频谱交换的方法和LTE系统。
背景技术
随着无线通信技术的不断发展，无线网络与Internet的融合成为今后通信发展的主流趋势，传统的以电路交换业务为主的蜂窝网已近开始沿着全IP的网络结构不断发展。传统的蜂窝通信网络与计算机网络的融合，为无线通信系统的数据传输能力提出了新的挑战和需求。因此，为了不断满足度对无线接入持续提升的需求，LTE(Long Term Evolution)系统应运而生，通过新的关键技术的引入及网络管理能力的提升在数据传输能力上取得了实质性的突破。
为了更好地解决室内高速数据业务的覆盖及容量需求，家庭基站(eHNB，evolved HomeNodeB)成为LTE及LTE-ADVANCED系统的重要研究方向。由于家庭基站安装的随机性以及与宏基站(eNB，evolved NodeB)之间的关联性，为提高产业上的可行性，eNB与eHNB之间的干扰频谱共享与协调技术成为第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd Generetion Project partnership)的重要研究方向之一。
家庭基站支持两种运作模式：限制接入方式，即封闭签约用户组(CSG，Closed Subscriber Group)小区，只有具备特定的权限才能够接入进行业务；无限制接入方式，只要在资源及干扰条件允许的条件下都可以接入进行业务。两者的最根本的差别在于由于权限的控制。
在eNB-eHNB层叠网络中，如果eNB与eHNB在没有任何协调机制的情况下选择了相同的频谱资源进行通信，对于上下行链路，将会存在两种潜在类型的主要干扰：
(1)单个强干扰源的干扰：
1.1)eNB对HUE(Home eHNB User Equipment)的干扰：在eHNB的部署位置离eNB较近、并且使用相同频谱资源的条件下，eNB将会对HUE的正常通信产生潜在的强干扰。
1.2)eHNB对MUE(Macro eNB User Equipment)的干扰：在使用相同频谱资源的情况下，当MUE运动到里eHNB较近的位置，会受到eHNB潜在的强干扰；同时MUE较高的发射功率也会对HUE的上行链路产生强烈的干扰。
(2)多个弱干扰源的干扰：
对eNB-eHNB层叠网络，在eHNB大量部署的场景下，对于下行链路，多个来自eHNB弱信号的叠加会对MUE产生潜在的强干扰；同时，对于上行链路，多个来自HUE弱信号的叠加会对eNB产生强干扰。
由于eHNB安装的任意性及摆放位置的动态特性，传统的用于宏基站的预规划技术无法应用到层叠网络中进行干扰及资源的协调，不能满足家庭基站对环境变化的自适应需求。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是提供一种宏基站和家庭基站之间频谱交换的方法和LTE系统，提高了家庭基站与宏基站之间频谱共享的灵活性及稳定性，提高了LTE系统的整体性能。
为解决上述技术问题，本发明提供一种宏基站和家庭基站之间频谱交换的方法，包括步骤：
宏基站终端检测到家庭基站位于宏基站终端的高干扰区域内，则上报宏基站，宏基站将宏基站终端调至预先划分的宏基站终端专用频段；
宏基站终端检测到家庭基站离开宏基站终端的高干扰区域，则上报宏基站，宏基站将宏基站终端调至非专用频段。
一实施例中，所述宏基站将宏基站终端调至预先划分的宏基站终端专用频段之后还进一步包括步骤：
宏基站生成家庭基站专用信令并发送给家庭基站，家庭基站根据所述专用信令将所述宏基站终端专用频段列为禁用频段。
一实施例中，宏基站终端检测家庭基站是否位于宏基站终端的高干扰区域内之前还进一步包括步骤：划分宏基站终端专用频段后，宏基站通过公共信令通知宏基站覆盖范围内的家庭基站，家庭基站接收公共信令后将宏基站终端专用频段列为禁用频段。
一实施例中，宏基站终端检测家庭基站是否位于高干扰区域内之前还进一步包括步骤：家庭基站根据所附属的家庭终端上报的本邻小区信号强度，确定相邻的强干扰家庭基站，宏基站根据所有覆盖范围内家庭基站上报的信息构建强干扰矩阵，并在网络运行过程中根据家庭基站上报信息的变化更新干扰矩阵。
一实施例中，构建强干扰矩阵后还进一步包括步骤：宏基站根据干扰矩阵确定的邻接关系将对分散在不同专用频段上的宏基站终端进行调整，具体为：如果宏基站终端高干扰区域内的不同家庭基站之间具有强干扰关系，则将与这些家庭基站有强干扰关系的宏基站终端调整到同一专用频段，并通知家庭基站频段的使用限制。
一种LTE系统，包括宏基站、宏基站终端、家庭基站和家庭终端，所述宏基站终端用于检测家庭基站是否位于宏基站终端的高干扰区域内，如果是，则上报宏基站，宏基站将宏基站终端调至预先划分的宏基站终端专用频段；如果宏基站终端检测到家庭基站离开高干扰区域，则上报宏基站，宏基站将宏基站终端调至非专用频段。
一实施例中，所述宏基站将宏基站终端调至预先划分的宏基站终端专用频段后还生成家庭基站专用信令并发送给家庭基站，家庭基站根据所述专用信令将所述宏基站终端专用频段列为禁用频段。
一实施例中，所述宏基站在划分宏基站终端专用频段后，还通过公共信令通知宏基站覆盖范围内的家庭基站，家庭基站接收公共信令后将宏基站终端专用频段列为禁用频段。
一实施例中，家庭基站还用于根据所附属的家庭终端上报的本邻小区信号强度，确定相邻的强干扰家庭基站，宏基站根据所有覆盖范围内家庭基站上报的信息构建强干扰矩阵，并在网络运行过程中根据家庭基站上报信息的变化更新干扰矩阵。
一实施例中，宏基站根据干扰矩阵确定的邻接关系将对分散在不同专用频段上的宏基站终端进行调整，具体为：如果宏基站终端高干扰区域内的不同家庭基站之间具有强干扰关系，则将与这些家庭基站有强干扰关系的宏基站终端调整到同一专用频段，并通知家庭基站频段的使用限制。
与现有技术相比，本发明通过对系统频段进行划分出专用频段，供高干扰区域内存在家庭基站的宏基站终端使用，当宏基站终端检测到家庭基站位于宏基站终端的高干扰区域内，则上报宏基站，宏基站将宏基站终端调至预先划分的宏基站终端专用频段，避免区域内的家庭基站使用相同的频段，实现干扰避免的快速响应，从而提高了家庭基站与宏基站之间频谱共享的灵活性及稳定性，提高了LTE系统的整体性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种宏基站和家庭基站之间频谱交换的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种高干扰区域分量载波划分示意图；
图3为本发明实施例提供的一种LTE系统场景示意图；
图4为本发明实施例提供的一种宏基站和家庭基站之间频谱交换的信令示意图；
图5为本发明实施例提供的一种LTE系统框图。
具体实施方式
本发明的核心思想是：提供一种在LTE-ADVANCED系统中基于高干扰区域分量载波(CC，Component Carrier)载波预留的宏基站与家庭基站间干扰避免及频谱交换技术，以及相关的分层信令机制及流程，有利于增强家庭基站与宏基站之间频谱共享的灵活性及稳定性，提升网络的整体性能。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
请参阅图1所示，一种宏基站和家庭基站之间频谱交换的方法，包括以下步骤：
步骤101：预留部分系统频段，供高干扰区域内存在eHNB的MUE使用；
步骤102：通过公共信令通知覆盖区域内的eHNB，避免区域内的eHNB使用相同的频段，实现干扰避免的快速响应，转至步骤109。
步骤103：eHNB根据所附属的HUE上报的本邻小区信号强度，确定相邻的强干扰eHNB。
步骤104：eNB根据所有覆盖范围内eHNB上报的信息构建强干扰矩阵，并在网络运行过程中根据eHNB上报信息的变化更新干扰矩阵。
步骤105：MUE通过测量、估计，确定高干扰区域内是否存在eHNB，若MUE检测到eHNB存在于高干扰区域，发送EHNB_IN_HIR信令至服务eNB，eNB将其调至专用频段；若MUE检测到eHNB离开高干扰区域，发送EHNB_OUT_HIR信令至服务eNB，eNB将其调整到非专用频段。
步骤106：eNB根据干扰矩阵确定的邻接关系将对分散在不同专用频段上的MUE进行调整，若相同MUE高干扰区域内的不同eHNB之间不具有强干扰关系，则将与此类eHNB有高干扰关系的MUE调整到同一专用频段。
步骤107：eNB通过专用信令通知受调整影响的eHNB。
步骤108：eHNB根据收到的专用信令禁用部分频段。
步骤109：eHNB根据收到的公共信令禁用部分频段。
请参阅图2所示，在LTE宏基站eNB的覆盖范围内，随机部署三个家庭基站eHNB1，eHNB2和eHNB3，其中HUE附属于eHNB，宏基站终端(MUE_NH，Macro UE near HomeNodeB)1～4附属于eNB。eHNB1处于MUE_NH1和MUE_NH2的同频高干扰区域；eHNB2处于MUE_NH1、MUE_NH2、MUE_NH3、MUE_NH4的同频高干扰区域；eHNB3处于MUE_NH5和MUE_NH6的同频高干扰区域。
请参阅图2示，eNB与eHNB1～eHNB3共享一个频谱资源池，包含5个分量载波(CC，Component Carrier)，其中每个载波可承载4个UE。对于网络的初始化阶段，资源池分为两部分：预留频谱和自由频谱。其中预留频谱供高干扰区域内存在eHNB的UE使用；自由频谱可供所有UE使用。
在eNB的初始化阶段，预留2个CC(CC1、CC2)用作MUE_NH的专用频谱，并通过广播控制信道(BCCH，Broadcast Control Channel)或IP网络下发eNB-specific-MUE_NH_SB公共信令通知覆盖区域范围内的eHNB1～eHNB3。eHNB接收来自eNB的广播信息，并对信息进行解码和保存，作为后续eHNB进行载波选择的参考。
需要说明的是，eNB级信令(公共信令)为eNB-specific-MUE_NH_SB(Serving Band for MUE near eHNB)，eNB覆盖范围内的eHNB需要响应。用在无eHNB信息情况下频带预留的初始阶段，通过初始频段的预留以及对覆盖区域内所以eHNB对预留频段使用的控制，节点部署初始阶段，eNB能够迅速调整高干扰区域内的MUE到预留频段进行通信。
eHNB级信令(专用信令)为eHNB-specific-MUE_NH_SB，只有eNB信令中指定的eHNB需要进行相应。
举例说明，eHNB按照eHNB1-＞eHNB3-＞eHNB2的顺序启动。
每个eHNB的运行状态如如图4所示。
(1)eHNB1开机：
(1.1)eHNB1开启下行测量并读取eNB的eNB-specific-MUE_NH_SB公共信令；
(1.2)eHNB1根据eNB-specific-MUE_NH_SB将CC1～CC2列为禁用载波，并从CC3～CC5中选取载波作为初始频带资源；
(1.3)eHNB1建立小区并发射下行信号；
(1.4)MUE_NH1～MUE_NH2测量eHNB1下行参考信号，并确定eHNB1存在于高干扰区域中；
(1.5)MUE_NH1和MUE_NH2发送上行信令EHNB_IN_HIR至eNB；
(1.6)eNB将MUE_NH1和MUE_NH2转移至CC1；
(1.7)eNB生成eHNB1专用信令eHNB-specific-MUE_NH_SB，将CC1设置成预留频谱；
(1.8)eHNB1接受来自eNB的eHNB-specific-MUE_NH_SB信令，更新禁用载波为CC1。
(2)eHNB3开机：
(2.1)eHNB3开启下行测量并读取eNB的eNB-specific-MUE_NH_SB公共信令；
(2.2)eHNB3根据eNB-specific-MUE_NH_SB将CC1～CC2列为禁用载波，并从CC3～CC5中选取载波作为初始频带资源；
(2.3)eHNB3建立小区并发射下行信号；
(2.4)MUE_NH5～MUE_NH6测量eHNB3下行参考信号，并确定eHNB3存在于高干扰区域中；
(2.5)MUE_NH5和MUE_NH6发送上行信令EHNB_IN_HIR至eNB；
(2.6)eNB将MUE_NH5和MUE_NH6转移至CC1；
(2.7)eNB生成eHNB3专用信令eHNB-specific-MUE_NH_SB，将CC1设置成预留频谱；
(2.8)eHNB3接受来自eNB的eHNB-specific-MUE_NH_SB信令，更新禁用载波为CC1。
(3)eHNB2开机：
(3.1)eHNB2开启下行测量并读取eNB的eNB-specific-MUE_NH_SB公共信令；
(3.2)eHNB3根据eNB-specific-MUE_NH_SB将CC1～CC2列为禁用载波，并从CC3～CC5中选取载波作为初始频带资源；
(3.3)eHNB2建立小区并发射下行信号；
(3.4)MUE_NH1～MUE_NH4测量eHNB2下行参考信号，并确定eHNB2存在于高干扰区域中；
(3.5)MUE_NH1～MUE_NH4发送上行信令EHNB_IN_HIR至eNB；
(3.6)eNB将MUE_NH3和MUE_NH4转移至CC2；
(3.7)eNB生成eHNB2专用信令eHNB-specific-MUE_NH_SB，将CC2设置成预留频谱；
(3.8)eHNB2接受来自eNB的eHNB-specific-MUE_NH_SB信令，更新禁用载波为CC2。
(4)eHNB1～3测量汇报各自的高干扰相邻eHNB。根据测量结果，eHNB1与eHNB2之间存在高干扰，不可以同频运行，eHNB1或eHNB2将测量结果通过骨干网汇报给eNB。
(5)eNB根据EHNB_IN_HIR判定与eHNB1、eHNB2关联的MUE具有交集，同时根据(4)上报的测量结果判定eHNB1与eHNB2之间存在强干扰关系。
(6)eNB将MUE_NH3&MUE_NH4调整到CC1，将MUE_NH5&MUE_NH6调整到CC2。
(7)eNB生成eHNB2专用信令eHNB-specific-MUE_NH_SB，将CC1设置成预留频谱。
(8)eNB生成eHNB3专用信令eHNB-specific-MUE_NH_SB，将CC2设置成预留频谱。
(9)eHNB2接受来自eNB的eHNB-specific-MUE_NH_SB信令，更新禁用载波为CC1。
(10)eHNB3接受来自eNB的eHNB-specific-MUE_NH_SB信令，更新禁用载波为CC2。
根据上述方法，本发明还提供了一种LTE系统，包括宏基站、宏基站终端、家庭基站和家庭终端。其中，宏基站终端，用于检测家庭基站是否位于宏基站终端的高干扰区域内，如果是则通知宏基站，宏基站将宏基站终端调至预先划分的宏基站终端专用频段；如果宏基站终端检测到家庭基站离开高干扰区域，则通知宏基站，宏基站将宏基站终端调至非专用频段。调整后，宏基站还用于生成家庭基站专用信令并发送给家庭基站，家庭基站根据所述专用信令将所述宏基站终端专用频段列为禁用频段。
划分宏基站终端专用频段后，所述宏基站还通过公共信令通知宏基站覆盖范围内的家庭基站，家庭基站接收公共信令后将宏基站终端专用频段列为禁用频段。
家庭基站还用于根据所附属的家庭终端上报的本邻小区信号强度，确定相邻的强干扰家庭基站，宏基站根据所有覆盖范围内家庭基站上报的信息构建强干扰矩阵，并在网络运行过程中根据家庭基站上报信息的变化更新干扰矩阵。宏基站根据干扰矩阵确定的邻接关系将对分散在不同专用频段上的宏基站终端进行调整，具体为：如果相同宏基站终端高干扰区域内的不同家庭基站之间具有强干扰关系，则将与该家庭基站有强干扰关系的宏基站终端调整到同一专用频段，并通知家庭基站频段的使用限制。
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 (6)
1.一种宏基站和家庭基站之间频谱交换的方法，其特征在于，包括步骤：
划分宏基站终端专用频段后，宏基站通过公共信令通知宏基站覆盖范围内的家庭基站，家庭基站接收公共信令后将宏基站终端专用频段列为禁用频段；
家庭基站根据所附属的家庭终端上报的本邻小区信号强度，确定相邻的强干扰家庭基站，宏基站根据所有覆盖范围内家庭基站上报的信息构建强干扰矩阵，并在网络运行过程中根据家庭基站上报信息的变化更新干扰矩阵；
宏基站终端检测到家庭基站位于宏基站终端的高干扰区域内，则上报宏基站，宏基站将宏基站终端调至预先划分的宏基站终端专用频段；
宏基站终端检测到家庭基站离开宏基站终端的高干扰区域，则上报宏基站，宏基站将宏基站终端调至非专用频段。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宏基站将宏基站终端调至预先划分的宏基站终端专用频段之后还进一步包括步骤：
宏基站生成家庭基站专用信令并发送给家庭基站，家庭基站根据所述专用信令将所述宏基站终端专用频段列为禁用频段。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，构建强干扰矩阵后还进一步包括步骤：宏基站根据干扰矩阵确定的邻接关系将对分散在不同专用频段上的宏基站终端进行调整，具体为：如果宏基站终端高干扰区域内的不同家庭基站之间具有强干扰关系，则将与这些家庭基站有强干扰关系的宏基站终端调整到同一专用频段，并通知家庭基站频段的使用限制。
4.一种LTE系统，包括宏基站、宏基站终端、家庭基站和家庭终端，其特征在于，所述宏基站在划分宏基站终端专用频段后，还通过公共信令通知宏基站覆盖范围内的家庭基站，家庭基站接收公共信令后将宏基站终端专用频段列为禁用频段，所述家庭基站还用于根据所附属的家庭终端上报的本邻小区信号强度，确定相邻的强干扰家庭基站，宏基站根据所有覆盖范围内家庭基站上报的信息构建强干扰矩阵，并在网络运行过程中根据家庭基站上报信息的变化更新干扰矩阵，所述宏基站终端用于检测家庭基站是否位于宏基站终端的高干扰区域内，如果是，则上报宏基站，宏基站将宏基站终端调至预先划分的宏基站终端专用频段；如果宏基站终端检测到家庭基站离开高干扰区域，则上报宏基站，宏基站将宏基站终端调至非专用频段。
5.如权利要求4所述的LTE系统，其特征在于，所述宏基站将宏基站终端调至预先划分的宏基站终端专用频段后还生成家庭基站专用信令并发送给家庭基站，家庭基站根据所述专用信令将所述宏基站终端专用频段列为禁用频段。
6.如权利要求4所述的LTE系统，其特征在于，宏基站根据干扰矩阵确定的邻接关系将对分散在不同专用频段上的宏基站终端进行调整，具体为：如果宏基站终端高干扰区域内的不同家庭基站之间具有强干扰关系，则将与这些家庭基站有强干扰关系的宏基站终端调整到同一专用频段，并通知家庭基站频段的使用限制。
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