CN102711149A

CN102711149A - 一种家庭基站干扰协调机制的控制方法

Info

Publication number: CN102711149A
Application number: CN2012102131376A
Authority: CN
Inventors: 熊文汇; 钦培
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明公开了一种家庭基站干扰协调机制的控制方法，通过CSG-HeNB伪装成MeNB，受到CSG-HeNB干扰的空闲MUE会向伪装为MeNB的CSG-HeNB发起跟踪区域更新请求，受到干扰的连接状态的MUE会触发宏基站申请切换到CSG-HeNB服务的小区，从而使CSG-HeNB能够及时检测到受到CSG-HeNB干扰的MUE，触发CSG-HeNB及时开启干扰协调机制，从而消除对MUE的干扰，保证MUE与MeNB之间数据传输的可靠性；同时使CSG-HeNB能够在MUE离开CSG-HeNB覆盖的小区时触发CSG-HeNB及时关闭干扰协调机制，最大化整个系统资源利用率。

Description

一种家庭基站干扰协调机制的控制方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及到基于家庭基站(Home eNode B，HeNB)的LTE-A(Long Term Evolution Advanced)异构网络小区间干扰协调技术中的干扰协调机制的控制方法。

背景技术

在宽带无线网络中，数据业务量呈指数增长已成为事实，而更多智能终端的应用更会加速这种空前的增长趋势。为了提高整个网络的性能，更好地满足高速数据传输的需要，LTE-A建议使用各种先进的技术，如载波聚合、高阶MIMO(Multiple Input Multiple Output)以及多点协同等，但是这些先进的技术在信干噪比较低的情况下，并不能获得良好的性能改善。可见，改变无线网络传统的拓扑结构成为目前最有前景的解决方案，即在部署宏基站(Macro eNode B，MeNB)的同时，还部署了Pico、femto(e.g.HeNB)和relay等小功率基站中的一种或者多种。这些小功率节点能够弥补宏基站的覆盖盲区，提高小区的整体容量，实现灵活可行、低代价的网络部署，从而为网络中任何位置的用户提供相同的宽带服务体验。

据调查显示，未来蜂窝网中大多数语音和数据业务是在室内进行的。然而由于穿透损耗，室内信号的强度往往较弱，不能满足用户高速数据传输的需求。为了弥补MeNB室内覆盖的漏洞，可以在室内部署HeNB小功率基站，以为室内用户提供高质量的宽带服务。由于采用同频部署的HeNB只对CSG(Closed Subscriber Group)用户提供无线数据传输服务，因此会对处于CSG-HeNB覆盖范围内的宏用户(Macro User Equipment，MUE)造成严重的下行干扰。

目前有很多方法可以用于消除CSG-HeNB对其覆盖范围内的MUE造成的严重干扰，如，在CSG-HeNB侧进行功率控制或者在其下行帧中配置ABS子帧等方法。为了及时消除MUE受到CSG-HeNB的干扰并且最大化整个系统的容量，CSG-HeNB应在有MUE受到干扰时自动启动这些干扰协调机制，在受到干扰的MUE离开CSG-HeNB小区后自动关闭干扰协调机制，实现异构网络的自配置、自优化和自愈合的特性。因此，CSG-HeNB及时准确地获取受到干扰MUE的出现与消失的信息显得至关重要。但是，由于MeNB与HeNB之间缺少X2接口，CSG-HeNB不可能直接与MeNB通过信令交互获取受到CSG-HeNB干扰的MUE的信息；并且CSG-HeNB只对CSG用户提供服务，与非CSG用户的MUE不进行任何的信令交互，因此CSG-HeNB也无法通过与非CSG用户的MUE进行信令交互检测受到干扰的MUE。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的上述问题，提出了一种家庭基站干扰协调机制的控制方法。

本发明的技术方案是：一种家庭基站干扰协调机制的控制方法，具体步骤如下：

步骤一：CSG-HeNB向核心网申请一个可用的宏小区物理小区标识，所述CSG-HeNB的下行接收机侦听当前宏小区所处的跟踪区域的跟踪区域标识；

步骤二：CSG-HeNB修改物理小区标识、跟踪区域标识和系统信息块类型1的消息，伪装成MeNB，同时第一启动定时器；CSG-HeNB伪装成MeNB后，在第一定时器超时之前，若存在MUE受到CSG-HeNB干扰，那么空闲状态的受扰MUE会向伪装成MeNB的CSG-HeNB发起区域更新请求，连接状态的受扰MUE会触发其服务MeNB向CSG-HeNB服务的小区发起切换请求；

等待第一定时器超时后，CSG-HeNB将物理小区标识、跟踪区域标识和系统信息块类型1的消息设置为原始值，停止伪装成MeNB；

步骤三：伪装为MeNB的CSG-HeNB收到MUE的区域更新请求或者切换请求消息，CSG-HeNB拒绝跟踪区域更新请求和切换请求，启动干扰协调机制，并统计受扰MUE的数量，同时启动第二定时器；如果在第二定时器超时之前，CSG-HeNB收到核心网的伪装指示，则停止第二定时器，并且回到步骤二；如果没有收到核心网的伪装指示，则等待第二定时器超时之后，回到步骤二；若伪装之后CSG-HeNB没有收到MUE区域更新请求或者切换请求消息，启动第三定时器；此时如果CSG-HeNB已经启动了干扰协调机制，则停止干扰协调机制，在第三定时器超时之前，CSG-HeNB如果收到核心网的伪装指示，则停止第三定时器，并且回到步骤二；如果没有收到核心网的伪装指示，则等待第三定时器超时之后，回到步骤二。

本发明有益效果：本发明通过把CSG-HeNB伪装成MeNB，受到CSG-HeNB干扰的空闲MUE会向伪装为MeNB的CSG-HeNB发起跟踪区域更新请求，受到干扰的连接状态的MUE会触发宏基站申请切换到所述CSG-HeNB服务的小区，从而使CSG-HeNB能够在HeNB与MeNB之间在缺少X2接口的条件下及时检测到受到CSG-HeNB干扰的MUE，触发CSG-HeNB及时开启干扰协调机制，从而消除对MUE的干扰，保证MUE与MeNB之间数据传输的可靠性；同时使CSG-HeNB能够在MUE离开CSG-HeNB覆盖的小区时触发CSG-HeNB及时关闭干扰协调机制，最大化整个系统资源的利用率。

附图说明

图1为家庭基站干扰协调机制的控制方法流程图；

图2为采用本发明方法的家庭基站工作状态示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图1详细阐述发明内容。

如图1所示，本发明的家庭基站干扰协调机制的控制方法包括如下步骤：

步骤一：CSG-HeNB启动后，向核心网申请一个可用的宏小区物理小区标识(PhysicalCell Identifier，PCI)，CSG-HeNB的下行接收机侦听当前宏小区所处跟踪区域的跟踪区域标识（Tracking Area Identity，TAI）。这里的PCI应避免与CSG-HeNB所在宏小区PCI及其邻小区PCI发生冲突和混淆。

步骤二：CSG-HeNB修改一下参数伪装成MeNB：

①将CSG小区专用的物理小区标识(PCI)修改为申请的宏小区PCI；

②修改CSG小区跟踪区域标识(TAI)，修改后的TAI必须与CSG-HeNB所在宏小区TAI值不在同一个跟踪区域；

③CSG-HeNB小区系统信息块类型1(System Information Block Type 1，SIB1)中的CSG-Indication设为“false”，并且不传输CSG-Identity。

同时启动第一定时器T0。CSG-HeNB伪装成MeNB后，在T0超时之前，若存在MUE受到CSG-HeNB干扰，那么空闲状态的受扰MUE会向伪装成MeNB的CSG-HeNB发起区域更新请求，连接状态的受扰MUE会触发其服务MeNB向CSG-HeNB服务的小区发起切换请求。

等待定时器T0超时后，CSG-HeNB再将PCI、TAI和CSG-Indication设置为原始值，并且在SIB1中传输CSG-Identity，停止伪装成MeNB。

步骤三：伪装为MeNB的CSG-HeNB收到MUE的区域更新请求或者越区切换请求消息，CSG-HeNB拒绝跟踪区域更新请求和越区切换请求，启动干扰协调机制，并统计受扰MUE的数量，同时，启动第二定时器T1。如果在定时器T1超时之前，CSG-HeNB收到核心网的伪装指示，则停止定时器T1，并且回到步骤二；如果没有收到核心网的伪装指示，则等定时器T1超时之后，回到步骤二。

若伪装之后CSG-HeNB没有收到MUE区域更新请求或者越区切换请求消息，启动第三定时器T2。此时如果CSG-HeNB已经启动了干扰协调机制，则停止干扰协调机制。在定时器T2超时之前，CSG-HeNB如果收到核心网的伪装指示，则停止定时器T2，并且回到步骤二；如果没有收到核心网的伪装指示，则等定时器T2超时之后，回到步骤二。

需要说明的是：借助于第二定时器和第三定时器来实现CSG-HeNB在两种不同条件下周期地伪装，而通过核心网的伪装指示则是为了实现CSG-HeNB的非周期伪装。

按照上述的方法，CSG-HeNB在不同时刻的工作状态具体如图2所示。

定时器T0、定时器T1、定时器T2定时时长的确定方法以及它们之间的关系如下所述：

定时器T0用来设定HeNB保持伪装状态持续的时长T₀。这里，T₂-T₀≥α，α是预先设置的第一阈值，本领域普通技术人员可以根据实际情况具体设置，需要说明的是：为使得家庭用户受到的影响尽可能少，同时也要保证CSG-HeNB能够接收到MeNB发起的切换请求，T₀应远小于定时器T2定时时长T₂。

定时器T1用来设定存在MUE受到CSG-HeNB干扰时，即已启动了干扰协调机制时，CSG-HeNB两次伪装的时间间隔T₁。这里，T₁-T₂≥β，β是预先设置的第二阈值，本领域普通技术人员可以根据实际情况具体设置，需要说明的是：为了尽可能的减少空闲状态的受扰MUE发送位置更新请求的次数、连接状态受扰MUE数据中断的次数以及S1接口上的信令负担，T₁应设置为一个适当大于T₂的值，同时设置T₁也要考虑受扰MUE离开CSG小区后能够尽早被发现，从而及时停止干扰协调机制，最大化系统资源的利用率。

定时器T2用来设定在没有MUE受到CSG-HeNB干扰时，即没有启动了干扰协调机制时，CSG-HeNB两次伪装的时间间隔T₂。T₂可以根据MUE到达CSG-HeNB小区时间间隔的分布来确定，即由MUE的统计特征确定，下面给出一种具体的计算方法：

对于任意宏用户MUE_i，设MUE_i与MUE_i+1进入CSG-HeNB小区的时间间隔为Δt，则Δt服从均值为参数为λ的指数分布，其累计概率分布函数P：

P (Δt \leq T_{2}) = 1 - e^{- λ T_{2}}, λ > 0 - - - (1)

通过表达式(1)可以计算出在T₂时间里有MUE进入CSG-HeNB小区的概率。

当以指定的概率p预测MUE进入了CSG-HeNB小区，这个概率p可以是运营商预先给定的，那么由(1)式可得第三定时器T2所定的时长T₂：

T_{2} = - \frac{1}{λ} \ln (1 - p) - - - (2)

其中，参数λ即为MUE到达CSG-HeNB小区的速率，即单位时间到达CSG-HeNB小区的MUE个数：

λ = \frac{n_{MUE_s}}{{Δt}_{s}} - - - (3)

其中，Δt_s为CSG-HeNB统计MUE到达CSG-HeNB小区的观测时间；n_{MUE_s}为在时间Δt_s内受到微小区干扰MUE的数量。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种家庭基站干扰协调机制的控制方法，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的家庭基站干扰协调机制的控制方法，其特征在于，所述的第三定时器所定的时长T₂由MUE的统计特征确定。

3.根据权利要求2所述的家庭基站干扰协调机制的控制方法，其特征在于，所述的第三定时器所定的时长T₂计算过程如下：

T_{2} = - \frac{1}{λ} \ln (1 - p)

其中，p为在T₂时间里有MUE进入CSG-HeNB小区的概率，λ为MUE到达CSG-HeNB小区的速率，即单位时间到达CSG-HeNB小区的MUE个数：

λ = \frac{n_{MUE_s}}{{Δt}_{s}}

4.根据权利要求3所述的家庭基站干扰协调机制的控制方法，其特征在于，所述的第一定时器所定的时长T₀满足：T₂-T₀≥α，α是预先设置的第一阈值。

5.根据权利要求3所述的家庭基站干扰协调机制的控制方法，其特征在于，所述的第二定时器所定的时长T₁满足：T₁-T₂≥β，β是预先设置的第二阈值。