CN102573039A - 异构网络中自适应功率配置方法及基站 - Google Patents

异构网络中自适应功率配置方法及基站 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种新的异构网络中自适应功率配置方法及基站。根据本发明，服务基站的某些特定子帧被调度服务于受扰终端，而干扰基站可以自适应地调整对应子帧的发射功率并调度服务其终端，而非彻底关闭其发射功率。该自适应功率配置方案可以有效降低异构网中的干扰来保证受扰终端正常工作，获得更好的容量性能增益的同时确保了终端的后向兼容性。

Description

异构网络中自适应功率配置方法及基站
技术领域
本发明涉及移动通信技术，尤其涉及移动通信网络中的异构网络中进行自适应功率配置的方法及基站。
背景技术
随着现代无线通信对高质量数据服务需求的增长，传统蜂窝分裂技术需要部署更多的宏基站予以支持，即使这样也已经越来越难以满足所需求的数据容量。实际上，运营商可以降低功率节点，包括：射频拉远单元、微微基站、家庭基站和中继节点，作为补充的部署，从而增强系统覆盖和容量性能。通常将上述在传统宏基站覆盖区域叠加一个或若干小功率节点的部署环境称为异构网。
然而，作为目前最热门的研究主题之一的异构网在不同节点共道部署中的叠加区域面临着强干扰难题。这将严重降低受扰终端的性能，甚至在实际中造成它们无法工作。异构网中包括两种下行链路最严重的干扰场景。一种是宏基站-家庭基站部署场景，如图1a所示。其中，MeNB表示非封闭用户群配置下的宏基站，HeNB表示封闭用户群配置下的家庭基站，HUE表示被家庭基站服务的终端。在这种情况下，靠近家庭基站的被宏基站服务的终端(MUE)将受到家庭基站发射信号的严重干扰(由于封闭用户群的限制，被宏基站服务的终端不能通过切换来接入家庭基站)。另一种是宏基站-微微基站(PeNB)部署场景，如图1b所示。其中，如果采用了基于大偏移量(large bias)的范围扩展(RE：range expansion)的小区关联(cell association)技术来提高小区边缘终端的性能、负载平衡等，则被微微基站服务的终端(PUE)将可能受到宏基站发射信号的强烈干扰。虽然从受扰终端角度来看，来自于微微基站的下行信号功率要远小于来自于宏基站的功率，但它却是被配置成接入到微微基站的。“干扰基站(aggressor eNB)”发射的信号对受扰终端来说是一种干扰。
而且研究表明，由于控制信道(CCH，包括物理下行控制信道、物理控制格式指示信道和物理HARQ指示信道等)对确保信号正确接收的重要性，其干扰问题相对于数据信道的干扰问题需要优先解决。除此之外，鉴于控制信道的固有特性，传统解决数据信道干扰问题的资源块级的干扰协调调度技术在控制信道上无法适用。
目前考虑了干扰抑制性能和终端后向兼容性的最有效解决方案包括：几乎空白子帧(almost blank subframe)方案和下行发射功率控制方案。
几乎空白子帧方案的基本思想如图2所示，其中，“低功率基站(low power eNB)”表示家庭基站或者微微基站。为了抑制干扰，干扰基站(aggressor eNB)关闭某些下行子帧的控制信道来避免和对应基站的时频资源冲突。而受扰终端只可能被调度在服务基站的这些特定子帧上。比如，受扰的被宏基站服务的终端被调度在子帧5上，而受扰的被低功率基站服务的终端被调度在子帧3上；非受扰的终端可以调度于除了关闭了的其它所有子帧。而且，关闭了控制信道的子帧的数据信道也不传送信号。需要注意地是，在任何情况下都不能将被干扰基站服务的终端调度到这些几乎空白子帧上。但是，这样的设计显然会造成系统性能损失，并且当干扰基站服务的终端数量增加时，该损失可能更甚。
下行发射功率控制方案是根据一定的准则简单降低干扰基站的整体发射功率来避免严重干扰来自服务基站的信号，如图3所示。该功率调整并非子帧特定的处理。显然，功率可调的干扰基站的服务范围将相应减小。这样可以在一定程度上保证受扰终端正常工作，但是干扰基站正常服务的终端的容量性能将不可避免地受损。
发明内容
为解决现有技术中的上述缺点，本发明提出了一种新的异构网络中自适应功率配置方法及基站。根据本发明，服务基站的某些特定子帧被调度服务于受扰终端，而干扰基站可以自适应地调整对应子帧的发射功率并调度服务其终端，而非彻底关闭其发射功率。该自适应功率配置方案可以有效降低异构网中的干扰来保证受扰终端正常工作，获得更好的容量性能增益的同时确保了终端的后向兼容性。
具体地，根据本发明的一个实施方式，提供一种异构网络中自适应功率配置方法，所述异构网络包括服务基站，干扰基站，被服务基站服务但受干扰基站干扰的受扰终端，以及被干扰基站服务的非受扰终端，所述方法包括，
服务基站的特定子帧被调度服务于受扰终端，
受扰终端报告其受干扰状况信息给服务基站；
服务基站将所述受扰终端的受扰状况信息转送给干扰基站；
干扰基站计算其在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P；其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率；干扰基站发射所述特定子帧上的信号，发射功率为P。
根据本发明的一个可选实施例，所述步骤c)为服务基站计算干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P；其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率；所述步骤d)为服务基站将所述干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P的功率配置指示转送给干扰基站。
根据本发明的一个可选实施例，所述特定子帧是由干扰基站和服务基站协调控制。
根据本发明的一个可选实施例，所述干扰基站特定子帧上的可行的最大发射功率P的计算准则为：受扰终端能正常工作，获得可靠的控制信道接收，同时非受扰基站能获得高的性能增益。
根据本发明的一个可选实施例，所述干扰基站和服务基站之间通过X2接口进行信息交互。
根据本发明的一个可选实施例，所述干扰基站是家庭基站，所述服务基站是宏基站。
根据本发明的一个可选实施例，所述干扰基站是宏基站，所述服务基站是微微基站。
根据本发明的一个实施方式，提供一种工作在异构网络中的服务基站，所述异构网络中还包括干扰基站，被服务基站服务但受干扰基站干扰的受扰终端，以及被干扰基站服务的非受扰终端，其特征在于，所述服务基站包括：
一个接收单元，用于接收来自受扰终端的受干扰状况信息；
一个发送单元，用于将所述受干扰状况信息发送给干扰基站。
根据本发明的一个可选实施例，所述服务基站还包括：
一个计算单元，用于计算干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P；其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率；
所述发送单元用于将所述干扰基站特定子帧上的可行的最大发射功率P的功率配置指示发送给干扰基站；而不是发送来自受扰终端的受干扰状况信息。
根据本发明的一个可选实施例，所述干扰基站特定子帧上的可行的最大发射功率P的计算准则为：受扰终端能正常工作，获得可靠的控制信道接收，同时非受扰基站能获得高的性能增益。
根据本发明的一个实施方式，提供一种工作在异构网络中的干扰基站，所述异构网络中还包括服务基站，被服务基站服务但受干扰基站干扰的受扰终端，以及被干扰基站服务的非受扰终端，其特征在于，所述干扰基站包括：
一个接收单元，用于接收来自服务基站的干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P；其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率；
功率调整单元，用于将所述特定子帧的发射功率调整为P。
根据本发明的一个可选实施例，所述接收单元接收来自服务基站的受扰终端的受干扰状况信息；而不是接收干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P；
进一步地，还包括一个计算单元，用于计算干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P；其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率。
根据本发明的一个可选实施例，所述干扰基站特定子帧上的可行的最大发射功率P的计算准则为：受扰终端能正常工作，获得可靠的控制信道接收，同时非受扰基站能获得高的性能增益。
附图说明
通过以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面了解，本发明的其他目的和效果将变得更加清楚和易于理解，其中：
图1a，1b表示根据异构网络中两种下行链路受扰的网络部署示意图。
图2表示几乎空白子帧方案的子帧调度示意图。
图3表示下行发射功率控制方案的网络部署示意图。
图4a，4b表示根据本发明的实施方式的自适应特定子帧功率配置流程图。
图5表示根据本发明的实施方式的干扰基站下行链路子帧功率配置示意图。
图6表示根据本发明的实施方式的自适应特定子帧功率配置示意图。
图7表示根据本发明的实施方式的服务基站结构示意图。
图8表示根据本发明的实施方式的干扰基站结构示意图。
在所有的上述附图中，相同的标号表示具有相同、相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
以下结合附图具体描述本发明的实施方式。
下面给出一个应用于宏基站-家庭基站部署场景(图1a)的具体实例。其中，家庭基站是干扰基站而宏基站是服务基站。当非封闭组用户的被宏基站服务的终端靠近家庭基站时，其接收到的来自宏基站的信号可能弱于来自家庭基站的强度。并且被宏基站服务的终端因为封闭用户群限制而不能通过切换来接入家庭基站。因此，对于这些受扰的被宏基站服务的终端来说，家庭基站的下行信号严重干扰了来自宏基站的下行信号。
图4给出了根据本发明的实施方式的自适应特定子帧功率配置流程图。
图4a给出了由服务基站计算干扰基站在特定子帧上可行的最大发射功率的自适应特定子帧功率配置流程图。具体地，在步骤S401，受扰的被宏基站服务的终端报告其受干扰状况给宏基站；在步骤S402，宏基站来计算家庭基站在特定子帧上可行的最大发射功率P，并在步骤S403将该功率配置指示传送给家庭基站；在步骤S404家庭基站调整其特定子帧上的发射功率为P。其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率。
图4b给出了由服务基站计算干扰基站在特定子帧上可行的最大发射功率的自适应特定子帧功率配置流程图。具体地，在步骤S411，受扰的被宏基站服务的终端报告其受干扰状况给宏基站；在步骤S412，宏基站将上述报告信息转送给家庭基站，在步骤S413家庭基站以此计算自己在特定子帧上可行的最大发射功率P；在步骤S414家庭基站调整其特定子帧上的发射功率为P。其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率。
基于上面的操作，受扰的被宏基站服务的终端的数据将只可能调度在宏基站的这些特定子帧，而封闭用户群的终端则可能被调度到家庭基站的所有子帧上。特定子帧的选择是由网络运营在牵涉到的两个基站间协调控制的。考虑到协调信息交互的时延，在相关联的基站间配置X2接口是更好的选择，但并非强制要求。
由无线资源控制配置的发射功率需要权衡众多因素，包括受扰的被宏基站服务的终端的受干扰状况和封闭用户群的终端的信号接收状况。尽量确保受扰的被宏基站服务的终端正常工作(降低控制信道接收的中断概率到某个可以接受的水平)并获取封闭用户群终端的容量性能增益是本发明考虑的基准。因此，计算干扰基站在特定子帧上的可行的最大发射功率P的准则是：尽量保证受扰终端能正常工作，获得可靠的控制信道接收，同时尽量减少由干扰基站发射功率限制而导致其服务终端的性能损失。也就是说，以较高概率保证受扰终端能够正常工作(控制信道的可靠接收是关键)，同时不希望因为这种调整机制而让干扰基站服务的终端的整体性能损失太大，从而确保全网终端的整体性能增益优势。在实际应用中，由于终端部署和移动的变化性，这种基于“特定子帧”的功率控制可以根据信道变化快慢，终端移动速度以及接口交互支持能力等因素而自适应权衡调整。
图5给出根据本发明的实施方式的干扰基站下行链路子帧功率配置示意图。在家庭基站即本实施例中的干扰基站的下行链路帧上，子帧5和子帧9作为特定子帧，在控制信道上的功率配置不同于其他子帧；并且，不同特定子帧之间的功率配置也可不同。本发明描述的方法可以仅针对于子帧的控制信道(控制信道不能像数据信道那样可以依靠灵活的资源块调度来实现干扰协调)。实际上，这些特定子帧的数据信道的干扰抑制既可以使用本方法也可以使用其它方法，并不作严格限制。总之，根据本发明，这些特定子帧由于不需要像几乎空白子帧方法那样彻底关闭传输，所以可以在尽量保证受扰终端基本工作的前提下，为干扰基站服务的终端的整体性能的增强提供了可能。
如图5所示，为了保证对3GPP Rel-8/9终端的后向兼容性，作为一种可选方案，CRS(cell-specific reference signal，小区专属参考信号)占用的REs(resource elements)是不建议进行功率调整的。
图6给出根据本发明的实施方式的自适应特定子帧功率配置示意图。对应图5中的子帧5，其可行的最大发射功率为P0；对应图5中的子帧9，其可行的最大发射功率为P1；家庭基站的这些特定子帧上的发射功率将自适应地从0变化到Pmax(家庭基站特定子帧可行的最大发射功率)。
图7给出了根据本发明的实施方式的服务基站结构示意图。在本实施方式中，服务基站700包括接收单元701，计算单元702和发送单元703。
具体地，接收单元701被配置为用于接收来自受扰终端的受干扰状况信息；计算单元702，被配置为用于计算干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P；其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率；发送单元703被配置为用于将所述干扰基站特定子帧上的可行的最大发射功率P的功率配置指示发送给干扰基站。
作为本发明的另一实施方式，服务基站包括接收单元701和发送单元703，接收单元701被配置为用于接收来自受扰终端的受干扰状况信息；发送单元703被配置为用于将所述接收来自受扰终端的受干扰状况信息发送给干扰基站。
图8给出了根据本发明的实施方式的干扰基站结构示意图。在本实施方式中，干扰基站800包括接收单元801，计算单元802和功率配置单元803。
具体的，接收单元801，被配置为用于接收来自服务基站的受扰终端的受干扰状况信息；计算单元802，被配置为用于计算干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P；其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率；功率调整单元803，被配置为用于将所述特定子帧的发射功率调整为P。
作为本发明的另一实施方式，干扰基站包括接收单元801和功率调整单元803，接收单元801被配置为用于接收来自服务基站的干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P而不是接收来自服务基站的受扰终端的受干扰状况信息；其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率；功率调整单元803，被配置为用于将所述特定子帧的发射功率调整为P。
在上述实施方式中，计算干扰基站在特定子帧上的可行的最大发射功率P的准则是：尽量保证受扰终端能正常工作，获得可靠的控制信道接收，同时尽量减少由干扰基站发射功率限制而导致其服务终端的性能损失。也就是说，以较高概率保证受扰终端能够正常工作(控制信道的可靠接收是关键)，同时不希望因为这种调整机制而让干扰基站服务的终端的整体性能损失太大，从而确保全网终端的整体性能增益优势。在实际应用中，由于终端部署和移动的变化性，这种基于“特定子帧”的功率控制可以根据信道变化快慢，终端移动速度以及接口交互支持能力等因素而自适应权衡调整。受扰的被宏基站服务的终端的数据将只可能调度在宏基站的这些特定子帧，而封闭用户群的终端则可能被调度到家庭基站的所有子帧上。特定子帧的选择是由网络运营在牵涉到的两个基站间协调控制的。考虑到协调信息交互的时延，在相关联的基站间配置X2接口是更好的选择，但并非强制要求。
从上面的描述可以看出，应用本发明，封闭用户群的终端数据可被调度到家庭基站的所有子帧(包括功率配置了的特定子帧)。这是不同于现有几乎空白子帧方案的。在几乎空白子帧方案中，被关闭的子帧在任何情况下都不能被调度使用。因此，本发明提出的方案可以从封闭用户群终端挖掘更多的容量性能增益。和现有的下行发射功率控制方案相比较，本发明提出的方案没有简单缩减无线覆盖范围而是进行了更智能的子帧特定的功率调校，所以能够获得可预期的性能增益。
本发明提出的自适应子帧特定的功率配置方案可以灵活解决异构网中的干扰问题来保证受扰终端的正常工作并获得更高的系统容量性能增益同时还能确保旧版本终端的后向兼容性。
本发明可以以硬件、软件、固件以及它们的组合来实现。本领域技术人员应该认识到，也可以在供任何合适数据处理系统使用的信号承载介质上所设置的统计机程序产品中体现本发明。这种信号承载介质可以是传输介质或用于机器可读信息的可记录介质，包括磁介质、光介质或其他合适介质。可记录介质的示例包括：硬盘驱动器中的磁盘或软盘、用于光驱的光盘、磁带，以及本领域技术人员所能想到的其他介质。本领域技术人员应该认识到，具有合适编程装置的任何通信设备都将能够执行如程序产品中体现的本发明方法的步骤。
从上述描述应该理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本发明各实施方式进行修改和变更。本说明书中的描述仅仅是用于说明性的，而不应被认为是限制性的。本发明的范围仅受权利要求书的限制。

Claims (13)

1.一种异构网络中自适应功率配置方法，所述异构网络包括服务基站，干扰基站，被服务基站服务但受干扰基站干扰的受扰终端，以及被干扰基站服务的非受扰终端，所述方法包括，
a)服务基站的特定子帧被调度服务于受扰终端，
b)受扰终端报告其受干扰状况信息给服务基站；
c)服务基站将所述受扰终端的受扰状况信息转送给干扰基站；
d)干扰基站计算其在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P；其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率；
e)干扰基站发射所述特定子帧上的信号，发射功率为P。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c)为服务基站计算干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P；其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率；所述步骤d)为服务基站将所述干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P的功率配置指示转送给干扰基站。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述特定子帧是由干扰基站和服务基站协调控制。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述干扰基站特定子帧上的可行的最大发射功率P的计算准则为：受扰终端能正常工作，获得可靠的控制信道接收，同时非受扰基站能获得高的性能增益。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述干扰基站和服务基站之间通过X2接口进行信息交互。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述干扰基站是家庭基站，所述服务基站是宏基站。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述干扰基站是宏基站，所述服务基站是微微基站。
8.一种工作在异构网络中的服务基站，所述异构网络中还包括干扰基站，被服务基站服务但受干扰基站干扰的受扰终端，以及被干扰基站服务的非受扰终端，其特征在于，所述服务基站包括：
一个接收单元，用于接收来自受扰终端的受干扰状况信息；
一个发送单元，用于将所述受干扰状况信息发送给干扰基站。
9.根据权利要求8所述的服务基站，其特征在于，还包括：一个计算单元，用于计算干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P；其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率；
所述发送单元用于将所述干扰基站特定子帧上的可行的最大发射功率P的功率配置指示发送给干扰基站；而不是发送来自受扰终端的受干扰状况信息。
10.根据权利要求9所述的服务基站，其特征在于所述干扰基站特定子帧上的可行的最大发射功率P的计算准则为：受扰终端能正常工作，获得可靠的控制信道接收，同时非受扰基站能获得高的性能增益。
11.一种工作在异构网络中的干扰基站，所述异构网络中还包括服务基站，被服务基站服务但受干扰基站干扰的受扰终端，以及被干扰基站服务的非受扰终端，其特征在于，所述干扰基站包括：
一个接收单元，用于接收来自服务基站的干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P；其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率；
功率调整单元，用于将所述特定子帧的发射功率调整为P。
12.根据权利要求11所述的干扰基站，其特征在于：所述接收单元接收来自服务基站的受扰终端的受干扰状况信息；而不是接收干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P；
进一步的，还包括一个计算单元，用于计算干扰基站在所述特定子帧上的可行的最大发射功率P；其中，P在0到Pmax范围内，Pmax是所述干扰基站的最大发射功率。
13.根据权利要求12所述的干扰基站，其特征在于所述干扰基站特定子帧上的可行的最大发射功率P的计算准则为：受扰终端能正常工作，获得可靠的控制信道接收，同时非受扰基站能获得高的性能增益。
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