CN102711124A - 一种双层网络中毫微微小区的功率分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种移动通信中毫微微小区领域，提供了一种毫微微小区与宏小区之间抑制跨层干扰的功率分配方法。该方法包括毫微微基站获得毫微微小区对宏小区每个同频信道上的干扰增益、毫微微小区中每个用户的信道增益及其所受跨层与同层干扰；宏基站对每个毫微微小区中的每个信道上对宏小区产生的跨层干扰设定干扰“价格”并广播给毫微微基站；毫微微基站基于获得的信息为每个信道设置发射功率。应用本发明，可有效减小双层网络中毫微微小区对宏小区的跨层干扰。

Description

一种双层网络中毫微微小区的功率分配方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别的，本发明是用于下一代移动通信系统(LTE/LTE-Advanced)中毫微微小区(Femtocell)的一种考虑干扰抑制的功率分配方法。

背景技术

目前，以OFDMA与MIMO技术为物理层核心技术的第四代移动通信系统(LTE-Advanced，Mobile WiMAX)进入商用阶段，其目标是要实现更高的吞吐量、传输速率及频谱效率，并支持大规模高速移动，实现通信的。但是单纯依靠物理层技术无法实现这些第四代移动通信的目标，特别是在用户需要越来越高的热点覆盖方面，传统宏蜂窝网络的覆盖能力尚有不足之处。

在第四代移动通信中，系统使用的频段越来越高，信号的衰减也随之更加严重，同时由于建筑物的穿墙损耗等原因导致的信号强度和质量的下降，现在宏蜂窝网络无法满足用户越来越高的多样性的用户质量需要。一个典型的例子是室内环境无线网络的覆盖，根据国内外的相关统计显示，3G时代绝大多数的语音与数据业务都发生在室内环境中，更好的室内覆盖不但能满足用户不断增加的服务质量和高速率的需求，为了实现更好的室内网络覆盖和网络容量增强，一种小型低功耗的用户自配置自安装，即插即用的毫微微基站(Home eNodeB，HeNB，Femto Base Station、家庭基站等)，引入可以较好的解决以上问题。同时由于毫微微基站由用户自行部署，能节省运营商的固定资本投入，提高运营商的收益。毫微微基站的典型部署场景包括室内、大学、公司、商场等室内场所。

与普通的宏基站相比，毫微微基站具有体积小、发射功率低、用户自行安装和维护、即插即用等特点，特别是在减轻宏蜂窝网络负载严重，用户终端电池寿命较短等问题上有突出优势，因而毫微微基站具有非常广阔的应用前景。目前国内外各大运营商、设备商都给予毫微微基站以极大的关注，在北美、新加坡等地区，毫微微基站已经得到了较好的商用。

然而，随着毫微微基站的大量部署，以及毫微微基站部署的随机性、规划欠缺等缺点，部署毫微微基站将对宏基站造成严重的跨层(家庭网络层对宏蜂窝网络层)干扰，为毫微微基站的大规模部署造成难题。特别是在现有的网络中，因为频谱的稀缺性，运营商倾向于让毫微微基站与宏基站使用相同的频段，在这种情况下，同频干扰将会更加严重，直接降低用户的服务质量。同时在密集部署场景下，毫微微基站间的同频干扰也会影响用户的服务体验。然而，由于用户对毫微微基站管理和部署上集中控制主动权的部分丧失，使得传统的宏蜂窝网络中的网络优化与网络规划技术并不能照搬到毫微微网络中。现有的集中式的方法很难有效的解决部署了毫微微基站的双层网络中的跨层干扰问题。

图1所示为包括毫微微基站与宏基站的系统架构图，其包含一个宏基站、若干毫微微基站和多个用户设备。

发明内容

本发明旨在针对现有毫微微网络中没能很好解决的跨层干扰的抑制问题，提出了一种分布式的基于毫微微基站功率分配的干扰抑制方法，该方法能有效的抑制毫微微基站对宏基站的跨层干扰。

为了实现上述目的，解决相应的技术问题，本发明提供了一种分布式的毫微微小区的功率分配方案：

步骤1：毫微微基站获得本毫微微小区中每个子信道(也称资源块，RB)上的所受的同频干扰；

步骤2：毫微微基站获得其毫微微小区中每个家庭用户在其每个信道上对宏基站的干扰信道增益；

步骤3：毫微微基站获得其毫微微小区中每个用户在每个信道上与所属毫微微基站间的信道增益；

步骤4：宏基站对每个毫微微小区中的每个信道上对宏小区产生的跨层干扰设定“价格”。

步骤5：毫微微基站基于步骤1、步骤2、步骤3、步骤4中获得的信息设置每个信道上的功率；

在步骤1中，毫微微基站获得的每个子信道上的同频干扰包括来自宏基站的跨层干扰和毫微微基站的同层干扰。

在步骤1中，毫微微基站测量相邻毫微微基站与所在宏基站对其产生的总的同频干扰的过程中，可以设定一个门限值，高于此门限才进行测量。

在步骤1中，对于下行，毫微微基站获得每个子信道上所受同频干扰的方式为通过用户测量并反馈其所受的同频干扰获得；对于上行，毫微微基站通过直接测量其所受到的同频干扰信号获得每个信道上的同频干扰信息。

在步骤2中，对于下行，宏小区中的每个宏用户将其占用的每个信道上所受的毫微微基站的跨层干扰反馈给宏基站，宏基站通过毫微微基站与宏基站间的光纤接口将跨层干扰信息反馈给毫微微基站；对于上行，宏基站可直接上所受到的家庭用户的跨层干扰通过光纤接口反馈给毫微微基站。

在步骤2中，毫微微小区获得其对宏小区的干扰信道增益的方式还包括通过信道互易性(针对时分双工系统)、站点信息估测等方法。

在步骤3中，毫微微基站获得其所属每个用户与该基站在每个信道上的增益的方式包括下行的用户反馈和上行的直接获得两种方式。

在步骤4中，宏小区为每个毫微微小区中的每个同频信道设定的干扰“价格”也称为“惩罚因子”。

在步骤4中，宏小区为不同毫微微小区中的每个同频信道设定的干扰“价格”可以一样(称为统一定价)，也可以不同(称为独立定价)。

在步骤4中，宏小区为每个毫微微小区中的每个同频信道设定的干扰“价格”可以通过毫微微基站与宏基站间的光纤接口将跨层干扰信息反馈给毫微微基站。

在步骤5中，毫微微基站为每个信道设置的功率符合下式：

$p_{k,n}^F={[\frac{B}{N\ln 2}\·\frac{1}{\mathrm{\α}{g}_{k,n}^{\mathrm{MF}}}-\frac{I_{k,n}}{g_{k,n}^{\mathrm{FF}}}]}_0^{p^{\max }}---\left(1\right)$

在式(1)中，B为系统总带宽，N为信道数目，α为干扰“价格”，

为第k个毫微微基站上第n个信道上对宏小区造成的跨层干扰信道增益，为第k个毫微微小区中第n个信道上的用户信道增益，I_k，n为第k个毫微微小区在第n个信道上受到的干扰，p^max为每个毫微微基站在每个信道上的最大发射功率。

从以上技术方案可以看出，本发明的技术方案中毫微微基站分别收集所属小区中每个家庭用户的信道增益信息、毫微微小区对宏小区的干扰信息，以及毫微微基站各子信道上所受来自其他毫微微小区与宏小区的同频干扰信息。毫微微基站将根据所获得的信息计算每个信道上的发射功率值。以此实现毫微微基站中抑制跨层干扰的目的。

下面通过附图和具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的阐述。

附图说明

为了更加清晰的阐述本发明的实施例和现有的技术方案，下面将本发明的技术方案说明附图和现有技术描述中用到的说明附图做简单的介绍，显而易见的，在不付出创造性劳动的前提下，本领域普通技术人员可通过本附图获得其他的附图。

图1所示为本发明实施例中包含毫微微基站与宏基站的系统架构图；

图2所示为本发明实施例中毫微微基站实现干扰抑制功率分配的流程图；

具体实施方式

为使本发明的技术方案优势描述的更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细阐述，显然所描述的实施例只是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。根据本发明的实施例，本领域的普通技术人员在不经创造性劳动的基础上可以实现本发明的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在下面的描述中，对与本发明无关的技术只做简要的技术说明或者直接略过。

本发明的主要思想是，宏基站为所收到的来自每个毫微微基站的跨层干扰进行定价并广播，毫微微基站利用获得的跨层干扰信息、同层干扰信息和本小区信道增益等信息，为本毫微微小区中每个信道设置发射功率。

下文引用的术语“宏基站”包括但不属于eNodeB、基站、演进型基站等。下文引用的术语“毫微微基站”则是包括但不属于Home eNodeB、家用基站、家庭基站、femtocell接入点等。

图1所示为同时包括毫微微基站与宏基站同频部署的系统架构图，其包含一个宏基站、多个毫微微基站及若干用户，特别的，在宏基站与毫微微基站之间部署了X2接口，直接的X2接口有利于减少交互信令，降低时延。

图2是本发明实施例一个毫微微基站的功率分配流程图，具体包括：

步骤201：毫微微基站获得所属每个用户在每个子信道(也称资源块，RB)上与所属毫微微基站间的信道增益，所受其他毫微微基站同频干扰及对宏基站的干扰增益；

该步骤中的信道增益与所受同频干扰(含跨层干扰与同层干扰)的获得可以是用户在下行测量并在上行反馈给毫微微基站，也可以是上行时的毫微微基站直接测量；

该步骤中的跨层干扰信息的获得方式包括：宏用户将下行收到的跨层干扰反馈给宏基站，宏基站再转发给毫微微基站；或者由宏基站将来自毫微微基站的上行跨层干扰通过X2接口直接发送给毫微微基站。

在步骤201中，毫微微基站测量相邻小区干扰增益的过程中，可以设定一个门限值，高于此门限才进行测量。

步骤202：宏基站对每个毫微微小区中的每个信道上对宏小区产生的跨层干扰设定干扰“价格”并广播给毫微微基站；

该步骤中宏小区为每个毫微微小区中的每个同频信道设定的干扰“价格”可以通过毫微微基站与宏基站间的光纤接口将跨层干扰信息反馈给毫微微基站。干扰定价可以为统一定价方式或者为独立定价方式。

步骤203：毫微微基站为其所属每个信道设定发射功率。

在该步骤中，毫微微基站为每个信道设置的功率符合下式：

$p_{k,n}^F={[\frac{B}{N\ln 2}\·\frac{1}{\mathrm{\α}{g}_{k,n}^{\mathrm{MF}}}-\frac{I_{k,n}}{g_{k,n}^{\mathrm{FF}}}]}_0^{p^{\max }}---\left(1\right)$

在式(1)中，B为系统总带宽，N为信道数目，α为干扰“价格”，为第k个毫微微基站上第n个信道上对宏小区造成的跨层干扰信道增益，

为第k个毫微微小区中第n个信道上的用户信道增益，I_k，n为第k个毫微微小区在第n个信道上受到的干扰，p^max为每个毫微微基站在每个信道上的最大发射功率。

Claims (4)

1.一种毫微微网络的抑制跨层干扰的功率分配方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：毫微微基站获得所属每个用户在每个子信道(也称资源块，RB)上与所属毫微微基站间的信道增益，所受其他毫微微基站同频干扰及对宏基站的干扰增益；

步骤2：宏基站对每个毫微微小区中的每个信道上对宏小区产生的跨层干扰设定干扰“价格”并广播给毫微微基站；

步骤3：毫微微基站为其所属每个信道设定发射功率。

2.根据权利要求1所述的毫微微基站抑制跨层干扰的功率分配方法，其特征在于：

所述步骤1中，信道增益与所受同频干扰(含跨层干扰与同层干扰)的获得可以是用户在下行测量并在上行反馈给毫微微基站，也可以是上行时的毫微微基站直接测量；

所述在步骤1中的跨层干扰信息的获得方式包括：宏用户将下行收到的跨层干扰反馈给宏基站，宏基站再转发给毫微微基站；或者由宏基站将来自毫微微基站的上行跨层干扰通过X2接口直接发送给毫微微基站。

所述在步骤1中，毫微微基站测量相邻小区干扰增益的过程中，可以设定一个门限值，高于此门限才进行测量。

3.根据权利要求1所述的毫微微基站抑制跨层干扰的功率分配方法，其特征在于：

所述步骤2中，宏小区为每个毫微微小区中的每个同频信道设定的干扰“价格”可以通过毫微微基站与宏基站间的光纤接口将跨层干扰信息反馈给毫微微基站。

所述步骤2中，宏小区为不同毫微微小区中的每个同频信道设定的干扰“价格”可以一样(称为统一定价)，也可以不同(称为独立定价)。

4.根据权利要求1所述的毫微微基站抑制跨层干扰的功率分配方法，其特征在于：

所述步骤3中，毫微微基站为每个信道设置的功率符合下式：

$p_{k,n}^F={[\frac{B}{N\ln 2}\·\frac{1}{\mathrm{\α}{g}_{k,n}^{\mathrm{MF}}}-\frac{I_{k,n}}{g_{k,n}^{\mathrm{FF}}}]}_0^{p^{\max }}---\left(1\right)$

在式(1)中，B为系统总带宽，N为信道数目，α为干扰“价格”，

为第k个毫微微基站上第n个信道上对宏小区造成的跨层干扰信道增益，

为第k个毫微微小区中第n个信道上的用户信道增益，I_k，n为第k个毫微微小区在第n个信道上受到的干扰，p^max为每个毫微微基站在每个信道上的最大发射功率。

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