CN102711256A - 一种家庭基站网络中实现信道分配公平性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种移动通信中家庭基站领域，提供了一种保证家庭用户间公平性的分布式信道分配的方法。该方法包括家庭基站获得家庭小区中每个用户的最小与最大信道需求、功率分配信息、家庭小区中每个用户的信道增益及其所受同频干扰；家庭基站基于获得的信息计算信道分配的标准并排序；家庭基站为其所属小区中每个用户分配信道以满足其最小信道需求；如有剩余信道，则按照信道分配标准分配剩余信道给未达到最大信道需求的用户。

Description

一种家庭基站网络中实现信道分配公平性的方法

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)中家庭基站(Home eNodeB，HeNB，毫微微基站，家用基站)的一种实现家庭用户间信道分配公平性的方法。

背景技术

在未来移动通信中，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，目前大部分的数据业务发生在室内，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扩充，一种小型低功耗的用户自安装，即插即用的家庭基站(也称Femto Base Station、毫微微基站、Home eNodeB、HeNB等)，引入可以较好的解决以上问题。同时由于家庭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。与普通的宏基站相比，家庭基站具有体积小、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，因而家庭基站具有非常广阔的应用前景。目前国内外各大运营商、设备商都给予家庭基站以极大的关注，在欧美、新加坡等地区，家庭基站已经得到了广泛的商用。

随着家庭基站的大量部署，以及家庭基站自部署的随机性、欠缺规划等缺点，在同一频段部署家庭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，为家庭基站的大规模部署造成难题。除此之外，在现在有的家庭基站网络中，一般来说会多个用户终端在网络中工作，而现在的技术并不能很好的解决家庭用户间的资源分配的公平性问题，而不公平的分配往往降低个别用户的体验，使得用户享受的业务质量下降，而导致用户的流失。为此，本文针对目前人们很少关注的家庭用户的公平性问题，提出了实现家庭用户间的信道分配公平性的问题。

图1所示为包括家庭基站与宏基站的系统架构图，其包含一个宏基站、若干家庭基站和多个用户设备。

发明内容

本发明旨在针对现有密集毫微微网络中没能很好解决的公平性问题，提出了一种分布式的实现家庭基站信道分配公平性的方法，该方法能有效的提高家庭用户间的信道分配公平性。

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家庭基站的信道分配方案：

步骤1：家庭基站获得本家庭小区中每个子信道(也称资源块，RB)上的所受到的同频干扰；

步骤2：家庭基站获得其家庭小区中每个家庭用户在其每个信道上的功率分配信息；

步骤3：家庭基站获得其家庭小区中每个用户在每个信道上与所属家庭基站间的信道增益；

步骤4：家庭基站获得其家庭小区中每个用户的最大与最小信道数目需求；

步骤5：家庭根据步骤1、步骤2、步骤3和步骤4中获得的信息，计算信道分配标准函数，进行信道分配，满足每个家庭用户的最小需求，不超过其最大信道需求；

步骤6：将尚未分配的信道分配给尚未达到最大需求的家庭用户，直至没有信道可以分配。

在步骤1中，家庭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家庭基站的同层干扰。

在步骤1中，家庭基站测量相邻家庭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，家庭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，家庭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3中，家庭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，本家庭小区中每个家庭用户的信道需求通过反馈信道反馈给家庭基站。

在步骤5中，家庭基站k中的信道n分配给具有最大信道标准函数H_k，u，n的用户u：

$H_{k,u,n}=[{\log }_2(1+\frac{{\hat{p}}_{k,u,n}^F{g}_{k,k,u,n}^{\mathrm{FF}}}{I_{k,u,n}})-\frac{1}{\ln 2}\left(\frac{{\hat{p}}_{k,u,n}^F{g}_{k,k,u,n}^{\mathrm{FF}}}{{\hat{p}}_{k,u,n}^F{g}_{k,k,u,n}^{\mathrm{FF}}+I_{k,u,n}}\right)],$

其中

为家庭基站k中用户u在信道n上的功率，

为家庭基站k中用户u在信道n上的信道增益，I_k，u，n为家庭基站k中用户u在信道n上所受的干扰。

在步骤5和步骤6中，在每个家庭小区中，为避免用户间干扰，每个子信道至多可分配给一个家庭用户。

从以上技术方案可以看出，本发明的技术方案中家庭基站分别收集所属小区中每个家庭用户的信道增益信息，所受到的干扰信息，功率分配信息以及每个家庭用户的最小及最大信道分配需求。家庭基站将根据所获得的信息计算信道分配结果。以此实现家庭基站中满足用户间信道分配公平性的目的。

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家庭基站与宏基站的系统架构图；

图2所示为本发明实施例中家庭基站实现用户间公平性的信道分配的流程图；

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，家庭基站利用获得的用户信道需求信息，功率分配，干扰信息和本小区信道增益等信息，实现家庭基站的分布式功率分配与信道调度。

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“家庭基站”则是包括但不属于Home eNodeB、家用基站、毫微微基站、femtocell接入点等。

图1所示为同时包括家庭基站与宏基站同频部署的系统架构图，其包含一个宏基站、多个家庭基站和若干用户设备。

图2是本发明实施例一个家庭基站的子信道分配流程图，具体包括：

步骤201：家庭基站获得所属每个用户在每个子信道(也称资源块，RB)上与所属家庭基站间的信道增益、功率分配以、每个用户的信道需求信息及所受来自其他家庭小区与宏小区的同频干扰；

在步骤201中，家庭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家庭基站的同层干扰。

在步骤201中，家庭基站测量相邻家庭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201中，对于下行，家庭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，家庭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201中，每个家庭用户的信道需求信息包含一个最大信道分配需求和一个最小信道分配需求。

在步骤201中，家庭小区获得其每个家庭用户的信道需求信息的方式包括用户反馈等。

在步骤201中，家庭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。

步骤202：家庭基站基于获得的信息计算信道分配标准并排序；

在步骤202中，家庭基站k基于获得的信息计算信道分配标准H_k，u，n：

$H_{k,u,n}=[{\log }_2(1+\frac{{\hat{p}}_{k,u,n}^F{g}_{k,k,u,n}^{\mathrm{FF}}}{I_{k,u,n}})-\frac{1}{\ln 2}\left(\frac{{\hat{p}}_{k,u,n}^F{g}_{k,k,u,n}^{\mathrm{FF}}}{{\hat{p}}_{k,u,n}^F{g}_{k,k,u,n}^{\mathrm{FF}}+I_{k,u,n}}\right)],$

其中

为家庭基站k中用户u在信道n上的功率，

为家庭基站k中用户u在信道n上的信道增益，I_k，u，n为家庭基站k中用户u在信道n上所受的干扰。

在步骤202中，在每个家庭小区中，为避免用户间干扰，每个子信道至多可分配给一个家庭用户。

步骤203：家庭基站k中的信道n分配给在尚未满足最小信道需求的用户中具备最大H_k，u，n的用户u。

步骤204中的一个家庭小区中不可用子信道的定义为：

该家庭小区中其他用户已经占用的子信道；

步骤205：将尚未分配的信道分配给尚未达到最大需求的家庭用户，直至没有信道可以分配。

在步骤205中，将尚未分配的信道分配给尚未达到最大需求的用户的标准为具有最大H_k，u，n的用户，直至没有信道可以分配。

Claims (7)

1.一种家庭基站网络的保证用户公平性的信道分配方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：家庭基站获得本家庭小区中每个子信道(也称资源块，RB)上的所受到的同频干扰；

步骤2：家庭基站获得其家庭小区中每个家庭用户在其每个信道上的功率分配信息；

步骤3：家庭基站获得其家庭小区中每个用户在每个信道上与所属家庭基站间的信道增益；

步骤4：家庭基站获得其家庭小区中每个用户的最大与最小信道数目需求；

步骤5：家庭根据步骤1、步骤2、步骤3和步骤4中获得的信息，计算信道分配标准函数，进行信道分配，满足每个家庭用户的最小需求，不超过其最大信道需求；

步骤6：将尚未分配的信道分配给尚未达到最大需求的家庭用户，直至没有信道可以分配。

2.根据权利要求1所述的家庭基站网络的保证用户公平性的信道分配方法，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家庭基站，也可以是上行时的家庭基站直接测量；

所述在步骤1中，家庭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所述的家庭基站网络的保证用户公平性的信道分配方法，其特征在于：

所述在步骤4中的用户的最大信道需求与最小信道信息的获得方式包括：用户通过反馈信道将信道需求信息反馈给家庭基站；

4.根据权利要求1所述的家庭基站网络的保证用户公平性的信道分配方法，其特征在于：

所述步骤5中，家庭基站k中的用户u在信道n上的信道分配标准函数为：

$H_{k,u,n}=[{\log }_2(1+\frac{{\hat{p}}_{k,u,n}^F{g}_{k,k,u,n}^{\mathrm{FF}}}{I_{k,u,n}})-\frac{1}{\ln 2}\left(\frac{{\hat{p}}_{k,u,n}^F{g}_{k,k,u,n}^{\mathrm{FF}}}{{\hat{p}}_{k,u,n}^F{g}_{k,k,u,n}^{\mathrm{FF}}+I_{k,u,n}}\right)],$

其中

为家庭基站k中用户u在信道n上的功率，

为家庭基站k中用户u在信道n上的信道增益，I_k，u，n为家庭基站k中用户u在信道n上所受的干扰。

5.根据权利要求1所述的家庭基站网络的保证用户公平性的信道分配方法，其特征在于：

所述步骤5中，家庭基站k中的信道n分配给未满足其最小信道需求的且具有最大H_k，u，n的用户。

6.根据权利要求1所述的家庭基站网络的保证用户公平性的信道分配方法，其特征在于：

所述步骤6中，将剩余的信道分配给未满足其最小信道需求的且具有最大H_k，u，n的用户。

7.根据权利要求1所述的家庭基站网络的保证用户公平性的信道分配方法，其特征在于：

所述步骤5和步骤6中，在每个家庭小区中，每个信道至多可分配给一个家庭用户。

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