CN102685899B - 物理资源分配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物理资源分配方法和装置。其中，该方法包括确定每个小区的协作用户集合，并计算协作用户集合中每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比；根据每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比确定每个用户优先使用的物理资源块；根据每个用户优先使用的物理资源块确定每个协作区域优先使用的物理资源块，其中，每个协作区域由三个两两相邻的小区构成；优先为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块；在所述每个协作区域优先使用的物理资源块分配完毕后，为每个协作区域中的用户分配每个协作区域中非优先使用的物理资源块。本发明可以减小对相邻小区的干扰泄露，最大系统整体的吞吐量。

Description

物理资源分配方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别地，涉及一种物理资源分配方法和装置。

背景技术

与第三代移动通信系统相比，3GPP LTE物理层的传输技术发生了革命性的变化。3GPP LTE下行采纳的多址方式为正交频分多址(Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access，OFDMA)，上行采纳基于正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiple，OFDM)传输技术的单载波频分多址(Single Carrier Frequency DivisionMultiple Access，SC-FDMA)。OFDMA/SC-FDMA系统通过正交频率子信道区分用户，小区内用户之间的干扰基本可以避免。但是，在同频组网的情况下，相邻小区间将存在干扰。

OFDMA/SC-FDMA系统的小区间干扰管理技术可以分为：干扰协调、干扰随机化、以及干扰消除等。其中，干扰协调可以应用于各种带宽的业务，并且对于干扰抑制有很好的效果。总体来说，干扰协调是对小区的可用资源进行一定的限制，协调多个小区的动作以提高相邻小区在这些资源上的信干比、小区边缘的数据速率和覆盖，避免产生严重的小区间干扰。现有干扰协调技术的核心思想在于采用频率复用技术，使相邻小区之间的干扰信号源的距离尽可能远，从而抑制相邻小区的干扰。在干扰协调所需的小区间信息交互频率方面，根据不同的基站之间信息交互频率，可以将干扰协调分为两类：静态协调和半静态协调。

图1是现有技术中静态软频率复用的示意图。

如图1所示，给出了一种比较有代表性的静态协调方案：静态软频率复用(SoftFrequency Reuse，SFR)技术。每个小区边缘用户只能使用整个可用频段的一部分、且相邻小区间边缘使用的频率互相正交。小区边缘用户由于受到路径损耗和衰落的影响需要采用较高的功率发射信号。小区中心用户可以使用整个频段，为了减小对邻近小区的干扰，小区中心用户若使用相邻小区边缘频段需要降低功率发射。图1中1号小区边缘使用子频段A，2、4、6号小区边缘使用子频段B，3、5、7号小区边缘使用子频段C。子频段A、B、C相互正交、且共同构成整个频段。小区中心可以使用整个频段。该方案简单明了、信令开销小、通常作为其他方案的基础。但该方案存在两个明显的缺点：小区边缘通常只有三分之一的频率资源可用，而且频率资源不能随负载情况的变化而重新配置。

为了对小区内部与边缘用户负载变化进行系统优化，西门子公司提出了一种半静态协调方案(R1-050738，3GPP TSG-RAN WG1#42，Siemens，Interference mitigation-Considerations and Results on Frequency Reuse.London，UK，August/September2005)。如图2所示，该方案将整个可用频段分为N个子带，其中X个子带用于小区边缘，N-3X(由于小区边缘复用因子为3，必须使用3组频率才能使每个小区边缘都能得到1组频率)个子带用于小区内部。其中X个子带在邻近小区间必须正交以消除干扰，X的大小可以依据小区边缘用户负载情况的变化而变化，通过调整X的大小可以实现不同程度的频率复用。各小区内部使用相同的频率，而各小区边缘使用不同的频率。如果各小区边缘需增加1个子带，则各频带都各需增加1个子带，相应的各小区内部均减少3个子带。

该半静态协调方案中所有频率资源都可以以高功率发射，调度器根据用户反馈判断用户在小区中的位置。在该半静态协调方案中，如果小区内部和边缘频率使用不同的功率，则小区内部和边缘的可用频率可以部分重叠，如果小区中心和边缘频率使用相同的功率，则小区内部和边缘所使用的频率要求完全不重叠。与静态软频率复用(SFR)相比较，该方案优点是频率资源分配比较灵活，能适配小区内负载的变化；其缺点是频谱利用率不高，小区中心可用频率减少较多。

上述现有的干扰协调方案在一定程度上避免了小区间，特别是相邻小区边缘区域之间的干扰，提高了小区边缘的数据速率和覆盖，但由于静态和半静态干扰协调方案的局限性使得这些干扰协调方案至少还存在以下技术问题：

(1)静态干扰协调方案中频率资源分配不能适配小区内负载的变化：

参考静态软频率复用方案(SFR)，小区边缘只能使用特定的频带(例如图1中，小区1的边缘只能使用固定的全部频段的1/3)，使得频率利用率降低。当小区边缘负载较重时，掉话率很高。

(2)静态与半静态干扰协调方案基于信干噪比(Signal to Interference plusNoise Ratio，SINR)的干扰协调技术忽略了对相邻小区的干扰：

现有的上行干扰协调方案都以SINR作为分配物理资源块(Physical ResourceBlock，PRB)的标准，例如，采用最大载干比(MAX C/I)准则来分配某一PRB时，计算在该PRB上UE对eNodeB的SINR(如下述表1)，将该PRB分配给SINR最大的用户：

表1

采用SINR作为分配PRB的准则是从相邻小区移动台对本小区基站干扰的角度进行考虑的，以求本小区系统吞吐量最大。根据SINR的定义：

$\mathrm{SINR}=\frac{\mathrm{Signal}}{\mathrm{Interference}+\mathrm{Noise}}---\left(1\right)$

可知，SINR大的时候，系统性能较优。但本小区移动台到本小区基站的信号功率同时也是对相邻小区基站的干扰，也即SINR大同时会导致本小区移动台对相邻小区的干扰增大。在公式(1)中，Signal是用户到本小区基站的信号功率，Interference是本小区基站受到的干扰功率，Noise是噪声功率。

综上所述，以SINR作为分配PRB的标准虽然使得本小区性能最优，但没有考虑到用户对相邻小区基站的干扰，会加重小区间干扰。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种物理资源分配方法和装置，能够减小用户对相邻小区的上行干扰。

根据本发明的一方面，提出了一种物理资源分配方法，包括确定每个小区的协作用户集合，并计算协作用户集合中每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比；根据每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比确定每个用户优先使用的物理资源块；根据每个用户优先使用的物理资源块确定每个协作区域优先使用的物理资源块，其中，每个协作区域由三个两两相邻的小区构成；优先为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块；在所述每个协作区域优先使用的物理资源块分配完毕后，为每个协作区域中的用户分配每个协作区域中非优先使用的物理资源块。

根据本发明的另一方面，还提出了一种物理资源分配装置，包括SLNR计算模块，用于确定每个小区的协作用户集合，并计算协作用户集合中每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比；用户优先使用资源确定模块，与所述SLNR计算模块相连，用于根据每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比确定每个用户优先使用的物理资源块；协作区域优先使用资源确定模块，与所述用户优先使用资源确定模块相连，用于根据每个用户优先使用的物理资源块确定每个协作区域优先使用的物理资源块，其中，每个协作区域由三个两两相邻的小区构成；优先使用资源分配模块，与所述协作区域优先使用资源确定模块相连，用于优先为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块；非优先使用资源分配模块，与所述优先使用资源分配模块相连，用于在所述每个协作区域优先使用的物理资源块分配完毕后，为每个协作区域中的用户分配每个协作区域中非优先使用的物理资源块。

本发明提供的物理资源分配方法和装置，以信号泄露噪声比作为分配物理资源块的标准，在保证目标小区用户传输速率的同时综合考虑了对相邻小区的干扰泄露，最大化了系统整体的吞吐量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分。在附图中：

图1是现有技术中静态软频率复用的示意图。

图2是现有技术中半静态软频率复用的示意图。

图3是本发明物理资源分配方法的一个实施例的流程示意图。

图4是本发明实施例的协作区域示意图。

图5是本发明实施例的小区协作子区域示意图。

图6是本发明物理资源分配方法的再一实施例的流程示意图。

图7是本发明物理资源分配方法的再一实施例的流程示意图。

图8是本发明实施例的用户协作区域划分示意图。

图9是本发明实施例确定协作区域优先使用PRB的示意图。

图10是本发明物理资源分配装置的一个实施例的结构示意图。

图11是本发明物理资源分配装置的另一实施例的结构示意图。

图12是本发明物理资源分配装置的又一实施例的结构示意图。

图13是本发明物理资源分配装置的再一实施例的结构示意图。

图14是本发明物理资源分配装置的再一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。本发明的示例性实施例及其说明用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

本发明针对现有技术中干扰协调方案中的问题，从协调本小区上行用户对相邻小区基站干扰的角度出发，提出了一种基于干扰泄露的上行干扰协调(Uplink InterferenceCoordination Based on Interference Leakage，UICIL)策略。

在UICIL方案中，各小区之间根据小区拓扑结构建立协作区域并通过基站测量每个用户(User Equipment，UE)发射导频信号的强弱来判断UE所属的协作集合。演进型节点B(evolved Node B，eNB)计算每个UE在不同物理资源块(Physical Resource Block，PRB)上的信号泄露噪声比(Signal to Leakage plus Noise Ratio，SLNR)，并将这些SLNR与SLNR_TH(SLNR门限值)比较，得到各个用户的PRB优先使用列表。对小区协作子区域内各用户的PRB优先使用列表取并集得到协作子区域PRB优先使用列表，对协作区域内三个协作子区域的PRB优先使用列表取交集得到协作区域的PRB优先使用列表。向用户分配资源时先分配协作区域的PRB优先使用列表中的PRB，之后再分配剩余的PRB，从而令UE充分利用OFDMA/SC-FDMA的频率分集增益，减小UE对相邻基站的干扰泄露，最终达到适应负载情况的干扰协调，从而在减小小区之间干扰的同时保证频带利用率，提高小区吞吐量。

图3是本发明物理资源分配方法的一个实施例的流程示意图。

如图3所示，该实施例可以包括以下步骤：

S102，确定每个小区的协作用户集合，并计算协作用户集合中每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比；

具体地，三个两两相邻的小区构成一个协作区域，小区参与构成某协作区域的部分称为该小区的协作子区域，因此，每个协作区域又包括三个协作子区域，如图4所示，共有六个协作区域，分别是area1：{cell1，cell2，cell3}、area2：{cell1，cell3，cell4}、area3：{cell1，cell4，cell5}、area4：{cell1，cellS，cell6}、areaS：{cell1，cell6，cell7}、area6：{cell1，cell7，cell2}。

又如图5所示，每个小区都参与构成六个协作区域，也即每个小区都有六个协作子区域。协作区域中归属于某小区的所有用户构成该小区协作子区域的协作用户集合Δ_mn，其中，m为基站编号，n为协作子区域编号，n＝1，2，...，6。

此外，在OFDMA/SC-FDMA系统中，SLNR的定义如下：

$\mathrm{SLNR}=\frac{P_{\mathrm{signal}}}{P_{L\_\mathrm{inter}}+N}---\left(2\right)$

其中，P_Signal是eNB接收到UE的发射信号功率，P_{L_inter}是UE对相邻小区eNB的干扰泄露，N是噪声功率。相邻小区的eNB将测量到的干扰泄露传递给UE所在的eNB，具体地，P_{L_inter}由UE泄露给相邻小区基站的干扰构成，如下式：

$P_{L\_\mathrm{inter}}=\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}(P_{\mathrm{Leakage}\left(m\right)}\×{\mathrm{PL}}_m)---\left(3\right)$

P_Leakage(m)表示UE泄露给eNB m的发射功率，PL_m表示UE到被干扰基站的上行路径损耗，M＝6。

S104，根据每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比确定每个用户优先使用的物理资源块。

S106，根据每个用户优先使用的物理资源块确定每个协作区域优先使用的物理资源块。

S108，优先为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块。

S110，在所述每个协作区域优先使用的物理资源块分配完毕后，为每个协作区域中的用户分配每个协作区域中非优先使用的物理资源块。

该实施例通过创建协作区域和PRB优先使用集合、根据信道质量改善UE的可用资源、提高UE的吞吐量，从而适应小区内用户分布和场景变化，并且利用OFDMA/SC-FDMA系统的频率分集增益，在保证系统频带利用率的前提下，减小系统内的上行干扰以提高整个小区的吞吐量。同时，以SLNR为分配PRB的标准，使得用户对相邻小区基站的干扰最小化。

在本发明方法的另一实施例中，根据每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比确定每个用户优先使用的物理资源块的步骤可以包括：将每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比与信号泄露噪声比门限进行比较；将信号泄露噪声比大于信号泄露噪声比门限的可用物理资源块确定为用户优先使用的物理资源块。

该实施例在用户在某个物理资源块上的信号泄露噪声比高于门限值时，把这个物理资源块加入用户的物理资源块优先使用列表中的方式可以减小对相邻小区的干扰泄露，最大化了系统的整体吞吐量。

在本发明方法的又一实施例中，根据每个用户优先使用的物理资源块确定每个协作区域优先使用的物理资源块的步骤可以包括：在每个协作子区域中，将每个用户优先使用的物理资源块的并集确定为每个协作子区域可用的物理资源块；在每个协作区域中，将三个协作子区域可用的物理资源块的交集确定为每个协作区域优先使用的物理资源块。

在该实施例中，协作区域内的eNB将各协作子区域的PRB优先使用集合的交集作为协作区域的PRB优先使用集合，可以减小UE对相邻小区eNB的上行干扰，提升UE的吞吐量；此外，由于该UE对相邻小区基站的干扰泄露减小，所以相邻小区的吞吐量显著提高，反过来，本小区的用户吞吐量也会得到提高。

在本发明方法的再一实施例中，优先为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块的步骤可以包括：从协作区域A中取出优先使用的物理资源块a1；判断物理资源块a1在协作区域A的三个基站中的分配状况；如果物理资源块a1未分配给三个基站中的任一用户，则将物理资源块a1分配给协作区域A中在物理资源块a1上信号泄露噪声比最大的用户；如果协作区域A中的一个基站已分配了物理资源块a1，则将物理资源块a1分配给另两个基站中在物理资源块a1上等效PF最大的用户；如果协作区域A中的两个基站已分配了物理资源块a1，则将物理资源块a1分配给另一基站中在物理资源块a1上等效PF最大的用户。

其中，等效PF可以通过下式计算获得：

$\mathrm{PF}=\frac{C_{\mathrm{gain}}-C_{\mathrm{lost}}}{V}---\left(4\right)$

等效PF公式与PF公式相比，分母不变，分子中的C_gain代表将某PRB给某用户后，该用户得到的信道容量的增加量，C_lost表示将该PRB分配给该用户后，该用户对协作区域中其他使用该PRB的用户造成共信道干扰所导致的信道容量的损失。C_gain-C_lost表示将该PRB分配给用户造成系统吞吐量的改变。

分母V可以按如下方式进行更新：

V(t+1)＝(1-1/t_c)V(t)+1/t_c×U_t (5)

U_t表示t时刻用户的瞬时速率，V(t)表示某个时隙t之前用户的平均速率，t_c表示统计平均速率的时间窗。

在该实施例中，协作区域内的UE可以使用所有的频带资源，充分地利用了OFDMA系统的频率分集增益，并且可以随着负载的变化动态地分配资源，从而提升了系统的频谱利用率。

图6是本发明物理资源分配方法的再一实施例的流程示意图。

如图6所示，该实施例可以包括以下步骤：

S202，确定每个小区的协作用户集合，并计算协作用户集合中每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比；

S204，根据每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比确定每个用户优先使用的物理资源块；

S206，根据每个用户优先使用的物理资源块确定每个协作区域优先使用的物理资源块，其中，每个协作区域由三个两两相邻的小区构成；

S208，优先为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块；

S210，所有协作区域并行或串行地为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块，判断所有协作区域是否均已实现了一次PRB的分配；

S212，如果是，则继续判断目标小区是否存在同一物理资源块重复分配的情况；

S214，如果将同一物理资源块重复分配给目标小区中的多个用户，则将同一物理资源块重新分配给在同一物理资源块上信号泄露噪声比最大的用户，并收回分配给多个用户中的其他用户的同一物理资源块，重复步骤S208，直至每个协作区域中优先使用的物理资源块都分配完毕；

S216，为每个协作区域中的用户分配每个协作区域中非优先使用的物理资源块。

该实施例保证同一物理资源块在同一小区中仅分配给一个用户，不仅减小了小区内用户之间的干扰，同时也减小了该用户对相邻小区的上行干扰。

图7是本发明物理资源分配方法的再一实施例的流程示意图。

如图7所示，该实施例可以包括以下步骤：

S302，确定各小区的协作用户集合；

如图8所示，假设目标小区cell1的所有用户在同一时刻发射功率相等的宽带导频信号，以用户UE1为例，目标小区的相邻小区基站eNB2-eNB7测量所接收导频信号的强弱，首先从六个基站中确定接收导频信号最强的基站(假设为eNB3)，然后从与接收导频信号最强基站(eNB3)的相邻两个小区基站(eNB2和eNB4)中选择接收UE1信号较强的基站(假设为eNB2)。eNB1、eNB3、eNB2协同工作，所在小区cell1、cell2、cell3共同构成UE1的协作区域，因而可以确定用户所属的协作用户集合(例如，UE1的协作用户集合为Δ₁₁)，同理，确定各个小区的协作用户集合Δ_mn，(m＝1，2，...，7，n＝1，2，...，6)。

S304，计算各用户在所有PRB上的SLNR；

计算各个协作集合Δ_mn，(m＝1，2，...，7，n＝1，2，...，6)中每个用户在各个可用PRB上对该用户所在协作区域中其余两小区eNB的SLNR，计算方法如下，用户i在某PRB上的SLNR为：

$\mathrm{SLNR}=\frac{S}{L_1+L_2+N}---\left(6\right)$

其中，S为用户i所在eNB接收到的用户i的发射功率，L₁，L₂为用户i对协作区域内其余两基站泄露的干扰功率，N为噪声功率。

举例说明，假设所有基站的可用PRB相同，共有100个，对于协作集合Δ₁₁中的用户UE1，忽略UE1对eNB4-eNB7的弱干扰，只考虑对协作集合内的两eNB的干扰，则在PRB1上的SLNR为：

${\mathrm{SLNR}}_{\mathrm{UE}1}^{\mathrm{PRB}1}=\frac{S_{\mathrm{UE}1->\mathrm{eNB}1}}{L_{\mathrm{UE}1->\mathrm{eNB}2}+L_{\mathrm{UE}1->\mathrm{eNB}2}+N}---\left(7\right)$

其中，S_UE1-＞eNB1是基站eNB1接收到的UE1的发射功率，L_UE1-＞eNB2、L_UE1-＞eNB2是UE1对eNB2、eNB3的干扰泄露。

S306，确定各用户的PRB优先使用列表；

对协作集合Δ_mn中各用户的所有PRB，根据预设SLNR门限SLNR_TH确定用户的PRB优先使用列表，当该PRB上的SLNR大于SLNR_TH时，可以将该PRB加入该用户的PRB优先使用列表其中，m为基站编号，m＝1，2，...，7，n为协作子区域编号，n＝1，2，...，6，i为用户编号，i＝1，2，3，...。

表2

其中，SLNR(p，q)表示UEq在PRBp上的SLNR大小。如上述表2所示，对某用户的所有SLNR值大于SLNR_TH的PRB，也即对相邻小区基站的干扰小于门限值的PRB，将其放入该用户的PRB优先使用列表。

S308，确定协作区域PRB优先使用列表；

首先对协作集合Δ_mn内中各用户的PRB优先使用列表取并集(其中，m，n和i分别为基站、协作子区域编号和用户编号)，然后对协作区域内的三个协作子区域的PRB优先使用列表O_Δmn取交集得到该协作区域的PRB优先使用列表Λ_k，其中，k为协作区域编号，k＝1，2，...6(例如，)，重复步骤S304-S308，得到六个协作区域的PRB优先使用列表Λ_k，k＝2，3，..6。

以下通过一个实例来说明：

如图9所示，假设基站使用6个PRB，编号为1-6。对于协作区域area1：{cell1，cell2，cell3}而言，有三个协作子区域，分别是cell1的subarea1，cell2的subarea3，cell3的subarea5。设这三个协作子区域的协作用户集合分别是Δ_1，1＝{UE1，UE6}，Δ_2，3＝{UE2，UE4}，Δ_3，5＝{UE3，UE5}，假设UE1的PRB优先使用列表是UE6的优先使用列表是UE2的优先使用列表是UE4的优先使用列表是UE3的优先使用列表是UE5的优先使用列表是则得到三个协作子区域的优先使用列表为 $O_{\mathrm{\Δ}11}=O_{{\mathrm{\Δ}}_{11}{\mathrm{UE}}_1}\∪O_{{\mathrm{\Δ}}_{11}{\mathrm{UE}}_6}=\mathrm{prb}\left\{\mathrm{1,2,4,5}\right\},$ $O_{\mathrm{\Δ}23}=O_{{\mathrm{\Δ}}_{23}{\mathrm{UE}}_2}\∪O_{{\mathrm{\Δ}}_{23}{\mathrm{UE}}_4}=\mathrm{prb}\left\{\mathrm{1,3,4,5,6}\right\},$ 进而得到协作区域area1的优先使用列表为： ${\mathrm{\Λ}}_1=O_{{\mathrm{\Δ}}_{11}}\∩O_{{\mathrm{\Δ}}_{23}}\∩O_{{\mathrm{\Δ}}_{35}}=\mathrm{prb}\left\{4\right\}.$

S310，分配优先使用列表中的PRB；

以图4为例，图中有六个协作小区，六个PRB优先使用列表Λ_k，k＝1，2，..6，从Λ₁顺序(即，从Λ₁到Λ₆)取出一个PRB，检查eNB1-eNB3是否使用了该PRB：

(a)如果协作区域中的三个基站在此之前没有分配该PRB给UE，则将该PRB分配给协作区域的协作集合中在此PRB上SLNR最大的UE；

(b)若协作区域中一个基站在此之前已将该PRB分配给了某UE，遍历协作集合中其余两基站的所有用户，将该PRB分配给其余两基站协作集合中在此PRB上等效PF最大的UE(关于等效PF的计算参见下述PF计算公式A)；

(c)若协作区域中两个基站在此之前已将该PRB分配给两个自己归属的UE，则将该PRB分配给余下基站中在此PRB上等效PF最大的UE(关于等效PF的计算参见下述PF计算公式B)；

PF计算公式A：

设UE1已经使用了PRB1，再假设将PRB1分配给UE2，利用公式(4)计算等效PF时，有：

C_gain＝Wlog₂(1+S_UE2/(I_UE1+N)) (8)

该公式即香浓公式，C_gain表示该PRB1给UE2带来的信道容量的增量，W表示PRB1所占带宽，N为噪声功率。I_UE1表示在该PRB1上UE1对UE2的干扰，S_UE2表示该PRB1上UE2的信号功率，公式(4)中的：

$C_{\mathrm{lost}}=W{\log }_2(1+S_{\mathrm{UE}1}/N)-W{\log }_2(1+S_{\mathrm{UE}1}/(I_{\mathrm{UE}2}+N))$

$=W{\log }_2\frac{N+S_{\mathrm{UE}1}}{N}\·\frac{I_{\mathrm{UE}2}+N}{I_{\mathrm{UE}2}+N+S_{\mathrm{UE}1}}$

$=W{\log }_2(1+\frac{I_{\mathrm{UE}2}}{N})\·(1-\frac{I_{\mathrm{UE}2}}{I_{\mathrm{UE}2}+N+S_{\mathrm{UE}1}})---\left(9\right)$

该公式基于香浓公式，C_lost表示将PRB1分配给UE2后，UE2对协作区域中其他使用该PRB1的用户造成共信道干扰所导致的信道容量的损失，I_UE2为在该PRB1上UE2对UE1造成的共信道干扰，S_UE1为该PRB1上U1的信号接收功率。

PF计算公式B：

设用户UE1和UE2已经使用了PRB1，再假设将PRB分配给UE3，计算等效PF时，有：

$\mathrm{PF}=\frac{C_{\mathrm{gain}}-C_{\mathrm{lost}1}-C_{\mathrm{lost}2}}{V}---\left(10\right)$

C_gain＝Wlog₂(1+S_UE3/(I_UE1+I_UE2+N))(11)

C_lost1＝Wlog₂(1+S_UE1/(I_UE2+N))-Wlog₂(1+S_UE1/(I_UE2+I_UE3+N))

C_lost＝Wlog₂(1+S_UE2/(I_UE1+N))-Wlog₂(1+S_UE2/(I_UE1+I_UE3+N))

六个协作用户集合同步虚拟分配，Λ_i，i＝1，2，...，6每次按次序分配一个PRB给用户，判断目标小区是否有同一PRB重复使用的情况，若有，则只将该PRB分配给SLNR最大的用户，收回其他用户所使用的同一PRB，即，从Λ_i，i＝1，2，...，6中删除已经分配的同一PRB。

重复S310，直至优先列表Λ_i，i＝1，2，...，6中的所有PRB均分配完毕。

S312，分配小区中剩余的PRB；

对各小区中剩余的PRB，若周围小区没有使用，则S310中的(a)方式分配PRB，如果有使用，则按(b)或(c)的等效PF算法分配PRB；在计算C_lost时，有：

$C_{\mathrm{lost}}=W{\log }_2(1+S_{\mathrm{UE}1}/N)-W{\log }_2(1+S_{\mathrm{UE}1}/(I_{\mathrm{UE}2}+N))$

$=W{\log }_2\frac{N+S_{\mathrm{UE}1}}{N}\·\frac{I_{\mathrm{UE}2}+N}{I_{\mathrm{UE}2}+N+S_{\mathrm{UE}1}}$

$=W{\log }_2(1+\frac{I_{\mathrm{UE}2}}{N})\&CenterDot;(1-\frac{I_{\mathrm{UE}2}}{I_{\mathrm{UE}2}+N+S_{\mathrm{UE}1}})<W{\log }_2(1+\frac{I_{\mathrm{UE}2}}{N})---\left(12\right)$

取计算各个用户的PF，再分配剩余的PRB。

图10是本发明物理资源分配装置的一个实施例的结构示意图。

如图10所示，该实施例的装置10可以包括：

SLNR计算模块11，用于确定每个小区的协作用户集合，并计算协作用户集合中每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比；

用户优先使用资源确定模块12，与SLNR计算模块11相连，用于根据每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比确定每个用户优先使用的物理资源块；

协作区域优先使用资源确定模块13，与用户优先使用资源确定模块12相连，用于根据每个用户优先使用的物理资源块确定每个协作区域优先使用的物理资源块，其中，每个协作区域由三个两两相邻的小区构成；

优先使用资源分配模块14，与协作区域优先使用资源确定模块13相连，用于优先为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块；

非优先使用资源分配模块15，与优先使用资源分配模块14相连，用于在每个协作区域优先使用的物理资源块分配完毕后，为每个协作区域中的用户分配每个协作区域中非优先使用的物理资源块。

图11是本发明物理资源分配装置的另一实施例的结构示意图。

如图11所示，与图10中的实施例相比，该实施例的装置20中的用户优先使用资源确定模块21可以包括：

SLNR比较单元211，用于将每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比与信号泄露噪声比门限进行比较；

用户级资源确定单元212，与SLNR比较单元211相连，用于将信号泄露噪声比大于信号泄露噪声比门限的可用物理资源块确定为用户优先使用的物理资源块。

图12是本发明物理资源分配装置的又一实施例的结构示意图。

在该实施例中，每个协作区域包括三个协作子区域，如图12所示，与图10中的实施例相比，该实施例的装置30中的协作区域优先使用资源确定模块31包括：

协作子区域资源确定单元311，用于在每个协作子区域中，将每个用户优先使用的物理资源块的并集确定为每个协作子区域可用的物理资源块；

协作区域资源确定单元312，与协作子区域资源确定单元311相连，用于在每个协作区域中，将三个协作子区域可用的物理资源块的交集确定为每个协作区域优先使用的物理资源块。

图13是本发明物理资源分配装置的再一实施例的结构示意图。

如图13所示，与图10中的实施例相比，该实施例的装置40中的优先使用资源分配模块41可以包括：

资源分配状况判断单元411，用于从协作区域A中取出优先使用的物理资源块a1，判断物理资源块a1在协作区域A的三个基站中的分配状况；

第一分配单元412，与资源分配状况判断单元411相连，用于如果物理资源块a1未分配给三个基站中的任一用户，则将物理资源块a1分配给协作区域A中在物理资源块a1上信号泄露噪声比最大的用户；

第二分配单元413，与资源分配状况判断单元411相连，用于如果协作区域A中的一个基站已分配了物理资源块a1，则将物理资源块a1分配给另两个基站中在物理资源块a1上等效PF最大的用户；

第三分配单元414，与资源分配状况判断单元411相连，用于如果协作区域A中的两个基站已分配了物理资源块a1，则将物理资源块a1分配给另一基站中在物理资源块a1上等效PF最大的用户。

图14是本发明物理资源分配装置的再一实施例的结构示意图。

如图14所示，与图13中的实施例相比，该实施例的装置50还可以包括：

资源重复分配判断模块51，与优先使用资源分配模块41相连，用于在所有协作区域并行或串行地为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块后判断目标小区是否存在同一物理资源块重复分配的状况；

资源再分配模块52，与资源重复分配判断模块51和非优先使用资源分配模块15相连，用于如果将同一物理资源块重复分配给目标小区中的多个用户，则将同一物理资源块重新分配给在同一物理资源块上信号泄露噪声比最大的用户，并收回分配给多个用户中的其他用户的同一物理资源块。

上述物理资源分配装置的具体实例可以参照前述物理资源分配方法的具体实例，在此不再重复。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种物理资源分配方法，其特征在于，包括：

确定每个小区的协作用户集合，并计算协作用户集合中每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比；

根据每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比确定每个用户优先使用的物理资源块；

根据每个用户优先使用的物理资源块确定每个协作区域优先使用的物理资源块，其中，每个协作区域由三个两两相邻的小区构成；

优先为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块；

在所述每个协作区域优先使用的物理资源块分配完毕后，为每个协作区域中的用户分配每个协作区域中非优先使用的物理资源块。

2.根据权利要求1所述的物理资源分配方法，其特征在于，所述根据每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比确定每个用户优先使用的物理资源块的步骤包括：

将每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比与信号泄露噪声比门限进行比较；

将信号泄露噪声比大于所述信号泄露噪声比门限的可用物理资源块确定为用户优先使用的物理资源块。

3.根据权利要求1所述的物理资源分配方法，其特征在于，每个协作区域包括三个协作子区域，所述根据每个用户优先使用的物理资源块确定每个协作区域优先使用的物理资源块的步骤包括：

在每个协作子区域中，将每个用户优先使用的物理资源块的并集确定为每个协作子区域可用的物理资源块；

在每个协作区域中，将三个协作子区域可用的物理资源块的交集确定为每个协作区域优先使用的物理资源块。

4.根据权利要求1所述的物理资源分配方法，其特征在于，所述优先为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块的步骤包括：

从协作区域A中取出优先使用的物理资源块a1；

判断物理资源块a1在协作区域A的三个基站中的分配状况；

如果物理资源块a1未分配给三个基站中的任一用户，则将物理资源块a1分配给协作区域A中在物理资源块a1上信号泄露噪声比最大的用户；

如果协作区域A中的一个基站已分配了物理资源块a1，则将物理资源块a1分配给另两个基站中在物理资源块a1上等效PF最大的用户；

如果协作区域A中的两个基站已分配了物理资源块a1，则将物理资源块a1分配给另一基站中在物理资源块a1上等效PF最大的用户。

5.根据权利要求4所述的物理资源分配方法，其特征在于，在优先为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块时，所述方法还包括：

所有协作区域并行或串行地为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块；

判断目标小区是否存在同一物理资源块重复分配的状况；

如果将同一物理资源块重复分配给所述目标小区中的多个用户，则将同一物理资源块重新分配给在同一物理资源块上信号泄露噪声比最大的用户，并收回分配给所述多个用户中的其他用户的同一物理资源块。

6.一种物理资源分配装置，其特征在于，包括：

SLNR计算模块，用于确定每个小区的协作用户集合，并计算协作用户集合中每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比；

用户优先使用资源确定模块，与所述SLNR计算模块相连，用于根据每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比确定每个用户优先使用的物理资源块；

协作区域优先使用资源确定模块，与所述用户优先使用资源确定模块相连，用于根据每个用户优先使用的物理资源块确定每个协作区域优先使用的物理资源块，其中，每个协作区域由三个两两相邻的小区构成；

优先使用资源分配模块，与所述协作区域优先使用资源确定模块相连，用于优先为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块；

非优先使用资源分配模块，与所述优先使用资源分配模块相连，用于在所述每个协作区域优先使用的物理资源块分配完毕后，为每个协作区域中的用户分配每个协作区域中非优先使用的物理资源块。

7.根据权利要求6所述的物理资源分配装置，其特征在于，所述用户优先使用资源确定模块包括：

SLNR比较单元，用于将每个用户在本小区可用物理资源块上的信号泄露噪声比与信号泄露噪声比门限进行比较；

用户级资源确定单元，与所述SLNR比较单元相连，用于将信号泄露噪声比大于所述信号泄露噪声比门限的可用物理资源块确定为用户优先使用的物理资源块。

8.根据权利要求6所述的物理资源分配装置，其特征在于，每个协作区域包括三个协作子区域，所述协作区域优先使用资源确定模块包括：

协作子区域资源确定单元，用于在每个协作子区域中，将每个用户优先使用的物理资源块的并集确定为每个协作子区域可用的物理资源块；

协作区域资源确定单元，与所述协作子区域资源确定单元相连，用于在每个协作区域中，将三个协作子区域可用的物理资源块的交集确定为每个协作区域优先使用的物理资源块。

9.根据权利要求6所述的物理资源分配装置，其特征在于，所述优先使用资源分配模块包括：

资源分配状况判断单元，用于从协作区域A中取出优先使用的物理资源块a1，判断物理资源块a1在协作区域A的三个基站中的分配状况；

第一分配单元，与所述资源分配状况判断单元相连，用于如果物理资源块a1未分配给三个基站中的任一用户，则将物理资源块a1分配给协作区域A中在物理资源块a1上信号泄露噪声比最大的用户；

第二分配单元，与所述资源分配状况判断单元相连，用于如果协作区域A中的一个基站已分配了物理资源块a1，则将物理资源块a1分配给另两个基站中在物理资源块a1上等效PF最大的用户；

第三分配单元，与所述资源分配状况判断单元相连，用于如果协作区域A中的两个基站已分配了物理资源块a1，则将物理资源块a1分配给另一基站中在物理资源块a1上等效PF最大的用户。

10.根据权利要求9所述的物理资源分配装置，其特征在于，所述装置还包括：

资源重复分配判断模块，与所述优先使用资源分配模块相连，用于在所有协作区域并行或串行地为每个协作区域中的用户分配每个协作区域优先使用的物理资源块后判断目标小区是否存在同一物理资源块重复分配的状况；

资源再分配模块，与所述资源重复分配判断模块和非优先使用资源分配模块相连，用于如果将同一物理资源块重复分配给所述目标小区中的多个用户，则将同一物理资源块重新分配给在同一物理资源块上信号泄露噪声比最大的用户，并收回分配给所述多个用户中的其他用户的同一物理资源块。