CN102939783B - 大规模部署毫微微蜂窝对宏蜂窝网络关键性能指标影响的管理 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于蜂窝通信网络中的毫微微蜂窝基站的功率管理方法，以确保在所有毫微微蜂窝业务情况下，大规模部署的毫微微蜂窝对周围宏蜂窝网络的关键性能指标的影响是有限的。确定毫微微蜂窝的预期区域密度；设定宏蜂窝层质量标准；设定网络性能指标影响水平；根据毫微微蜂窝的预期区域密度、宏蜂窝层质量标准以及网络性能指标影响水平，计算出毫微微蜂窝的最大影响区域；估计出毫微微蜂窝到宏蜂窝层用户的距离；根据毫微微蜂窝到宏蜂窝层用户所估计的距离和计算出的最大影响区域，控制毫微微蜂窝的下行链路功率。

Description

大规模部署毫微微蜂窝对宏蜂窝网络关键性能指标影响的管理

本发明涉及一种功率管理方法，例如应用在蜂窝通信网络中的毫微微蜂窝基站中，并且涉及应用该管理方法的基站，其目的是确保在所有毫微微蜂窝的业务情况下，大规模部署的毫微微蜂窝对周围宏蜂窝网络的关键性能指标（KPI）的影响是有限的。

毫微微蜂窝基站已应用于众多的蜂窝网络中。毫微微蜂窝基站是一种提供居住使用的基站。即，该基站部署于蜂窝网络订购用户的房屋内，并通过已有的宽带连接连接至蜂窝网络运营商的核心网络。而后，该基站可以在房无内或者接近房屋的范围内为其提供蜂窝网络覆盖。诚然，将毫微微蜂窝基站引入蜂窝网络，将对使用与之相同载波频率的任何宏蜂窝层基站造成潜在的干扰，这些宏蜂窝层基站的覆盖区域中包含居民的房屋。当毫微微蜂窝基站是仅为注册的订购用户提供服务的封闭式接入基站时，这种干扰会反过来影响网络为其他订购用户提供服务的能力。因此，为了减小这种干扰，现有技术致力于控制毫微微蜂窝基站的信号发射功率，以及控制向毫微微基站发送信号的宏蜂窝网络连接设备的信号发射功率。

问题仍然悬而未决，网络运营商如何才能确保，毫微微蜂窝的数量不影响蜂窝网络的宏蜂窝层的关键性能指标（例如，呼叫掉线的百分比，或容量）超出特定限值，而不考虑毫微微蜂窝上的空气业务情况。

根据本发明的第一方面，提供了一种控制毫微微蜂窝中下行链路功率的方法，该方法包括：

确定毫微微蜂窝的预期区域密度；

设定宏蜂窝层质量标准；

设定网络性能指标影响水平；

根据毫微微蜂窝预期区域密度、宏蜂窝层质量标准和网络性能指标影响水平，计算可允许的毫微微蜂窝的最大影响区域；

估计从毫微微蜂窝到宏蜂窝层用户的距离；以及

根据估计出的毫微微蜂窝预期区域密度和计算出的最大影响区域，控制毫微微蜂窝中的下行链路功率。

根据本发明的第二方面，提供一种控制毫微微蜂窝中下行链路功率的方法，该方法包括：

当毫微微蜂窝停止携带任何业务时，在时间超过时间阈值之后，将毫微微蜂窝的下行链路功率减小至静止功率水平。

进一步的，该方法还包括如下的步骤：

根据毫微微蜂窝的活动水平来设置时间阈值。

根据本发明的第三方面，提供一种毫微微蜂窝基站，适用于根据第一方面和第二方面所述方法控制其下行链路功率。

为了更好的理解本发明，并说明如何将其付诸实施，现在通过实施例的方式参考附图来进行说明。在附图中：

图1是示意图，表示根据本发明一个方面的蜂窝网络一部分的运行情况。

图2是示意图，更详细地表示根据本发明一个方面的毫微微蜂窝基站。

图3是流程图，表示根据本发明一个方面的流程。

图4更详细地表示图1所示网络的一部分。

图5是流程图，更详细地表示图3中流程的一部分。

图6是流程图，更详细地表示图3中流程的一部分。

图7是流程图，更详细地表示图3中流程的一部分。

图8是流程图，更详细地表示图3中流程的一部分。

图1示出了蜂窝通信网络10的一个部分。显然，图1所示出的仅为一个典型网络的一小部分，足以理解本发明。

图1示出了蜂窝网络10中的宏蜂窝层基站12。通常，处于宏蜂窝层基站12覆盖区域中的用户设备，比如蜂窝电话14，能够与基站建立连接。宏蜂窝层基站12连接至蜂窝网络10的核心网络16，这样，数据通过蜂窝网络10中的基站之间的核心网络16传输至公用电话网络。

图1也示出了第一居民楼18，其中放置第一毫微微蜂窝基站，或接入点（AP）20，以及第二个居民楼22，其中放置第二毫微微蜂窝基站，或接入点（AP）24。同时，居民楼18，22也位于宏蜂窝层基站12的覆盖区域之内，这意味着当用户设备处于或者接近居民楼18，22时，也能够接收宏蜂窝层基站12的覆盖。但是已知的是楼内信号覆盖可能比较弱，尤其是通用移动通信系统（UMTS）网络中经常使用的频率。因此在建筑物内设置毫微微蜂窝基站能够改善该处的网络覆盖。从而，在居民楼18中的用户设备，例如蜂窝电话26，能够接收来自第一毫微微蜂窝基站20的蜂窝网络覆盖。

图1也示出了位于蜂窝网络10的核心网络16中的管理系统28。管理系统28控制毫微微蜂窝基站20，24中操作的某些特定方面，如下文详述。

图2更详细地示出了毫微微蜂窝基站的结构，例如第一毫微微蜂窝基站，或是接入点（AP）20。接入点20包括无线电收发机（TRX）电路30，以及天线32，用于通过空中接口与用户设备如蜂窝电话26通信。接入点20也包括网络接口32，用于与蜂窝网络的核心网络16通信，例如通过现有的宽带IP网络连接。

接入点20的操作由处理器34来控制。比如，接入点20能够对接收来自其他相邻基站的信号进行测量，还可以接收来自连接的用户设备的测量报告，同时，处理器34包括测量控制模块36，用于确定哪些测量结果是需要的，并可用于说明测量结果。此外，接入点能够控制其下行链路传输的功率，也能向连接的用户设备发送指令，从而控制来自这些用户设备的上行链路传输功率，处理器34还包括用于确定功率设置的功率设置模块38。

图3示出了管理由毫微微蜂窝基站20，24引起的干扰可能性的流程。该流程是参照在第一毫微微蜂窝基站20中其表现来描述的，但可以预见的是，同样的流程在网络中的每个毫微微蜂窝中都可以执行。在所示的实施方式中，本发明是关于封闭式接入的毫微微蜂窝中的情形，该封闭式接入的毫微微蜂窝是指仅供注册用户使用，尽管原则上在开放式接入的毫微微蜂窝中可以使用相同的概念。

步骤60是该流程的启始点，之后在步骤62，判定毫微微蜂窝是否携带任何有效业务。如果步骤62中确定该毫微微蜂窝携带了有效业务，，那么该流程进入步骤64，该步骤64中应用常规功率管理算法。这是基于如下的理论：如果毫微微蜂窝携带有效业务，会移除来自宏蜂窝层基站上的业务，并且由来自毫微微蜂窝的干扰引起的容量的任何减少，可能会超过用来补偿的、由这种业务的移除引起的容量的增加。

如果步骤62中，判定毫微微蜂窝并没有携带有效的业务，则该流程进行至步骤66，在该步骤66中判定毫微微蜂窝是否携带任何空闲的业务。

如果毫微微蜂窝并没有携带任何空闲的业务，该流程进行至步骤68。在步骤68，判定毫微微蜂窝是否能够检测到周围宏蜂窝层上的任何活动用户。

在步骤68中，如果确定毫微微蜂窝干扰了本地活动的宏蜂窝层用户，那么，只要其影响宏蜂窝层用户的网络性能，这可认为只要宏蜂窝层用户路过包含毫微微蜂窝20的居民楼18，就应该将毫微微蜂窝的发射功率降低至衰减限值以内，该衰减限值是根据对宏蜂窝网络的特定的关键性能指标（KPI）所产生的影响而设定的。

在步骤70，毫微微蜂窝估计其与宏蜂窝层用户的距离。在步骤72，毫微微蜂窝判定该距离是否小于干扰半径。如果毫微微蜂窝与宏蜂窝层用户的距离不小于干扰半径，则该流程返回至步骤62。但是，如果毫微微蜂窝与宏蜂窝层用户的距离小于干扰半径，则该流程进行至步骤74。在该步骤74中，毫微微蜂窝重置（或减小）其发射功率，然后进行至步骤76。在该步骤76中，通知毫微微蜂窝所有者，以使他们采取补救措施，重新部署毫微微蜂窝至不受干扰影响的更合适的地点。之后流程返回至步骤70，在这一步骤中再次估计毫微微蜂窝与宏蜂窝层用户的距离，并且这一子流程继续进行直至毫微微蜂窝对宏蜂窝层用户的不利影响的可能被消除，例如由于宏蜂窝层用户已经移动至离毫微微蜂窝20较远的地方。这一子过程所包含的步骤70，72，74和76将在下文中更详细地说明。

如果在步骤68中确定附近没有活动的宏蜂窝层用户，那么仍然存在这样一种可能性，即所有的毫微微蜂窝可能一起对网络容量构成明显的不利影响。因此，在步骤78，判定是否到达时间阈值。当到达时间阈值时，该流程进行至步骤80，在步骤80中，减小毫微微蜂窝的发射功率至静止功率水平，在步骤82中通知用户这一情况。然后该流程返回至步骤62，这一子过程所包含的步骤78，80和82将在下文中更详细的说明。

如果在步骤66中确定毫微微蜂窝携带有空闲业务，该流程便进行至步骤84。在步骤84中，测试毫微微蜂窝是否会对空闲的宏蜂窝层用户造成干扰。特别的，毫微微蜂窝搜集它发送给宏蜂窝层用户设备的注册拒绝数量的统计数据。例如，如果只有一个宏蜂窝层用户试图在毫微微蜂窝上注册，那么这个请求可能被忽略。但是，如果在预设的时间周期之内，来自宏蜂窝层用户的注册请求数量达到阈值数量，n（比如n可能被设置为2），那么就可以得出这样的结论：这个特定的毫微微蜂窝正在造成附加的干扰。在这种情况下，该流程进行到步骤86，在步骤86中最大下行链路发射功率被限制在上文所述的静止发射功率水平以内，这一过程将在下文中详述。在步骤88中，将这一情况通知用户，然后流程返回至步骤62。

如果在步骤84中确定拒绝注册的请求数量没有达到阈值数量，那么该流程进行至步骤90。在步骤90，确定毫微微蜂窝是否干扰本地活动的宏蜂窝层用户。如果是这样，那么只要毫微微蜂窝宏蜂窝层用户的网络性能造成影响，也就是只要宏蜂窝层用户路过包含有毫微微蜂窝20的居民楼18，这种情况就可能发生，那么，就应该减小毫微微蜂窝的发射功率至衰减限值以内，该衰减限值是根据对宏蜂窝网络的某些特定关键性能指标（KPIs）所造成的影响而设定的。

在步骤92，毫微微蜂窝估计其到宏蜂窝层用户的距离。在步骤94，毫微微蜂窝判定该距离是否小于干扰半径。如果毫微微蜂窝与宏蜂窝层用户的距离不小于干扰半径，该流程返回至步骤90。但是，如果毫微微蜂窝与宏蜂窝层用户的距离小于干扰半径，则该流程进行至步骤96，在该步骤96中，毫微微蜂窝基站重置其发射功率，重置后的发射功率值限定了干扰边界。之后，该流程进行至步骤98，在该步骤98中，通知用户，然后该流程进行至步骤92。在这一步骤92中再次估计毫微微蜂窝与宏蜂窝层用户的距离，并且这个子过程重复进行直至毫微微蜂窝对宏蜂窝层用户可能的不利影响被消除，例如由于宏蜂窝层用户已经移动至离毫微微蜂窝20较远的地方。这一子流程包含的步骤92，94，96和98将在下文中更详细的说明。

更具体的说，这一包含步骤92，94，96和98的子流程的作用与上文提及的包含步骤70，72，74和76的子流程的作用是相同的。

如上所述，在步骤70和92，毫微微蜂窝都估计其与宏蜂窝层用户的距离。这一估计过程在图4和图5以及下文更详细地进行说明。

图4示出了图1所示的网络的一部分。在这种情形下，用户设备（UE）26与毫微微蜂窝20均位于同一建筑物18中，且正在使用宏蜂窝层基站12的用户设备14与毫微微蜂窝20距离很近。比如，用户设备14就位于建筑物18之外，或者是位于建筑物18内的不同居民房或办公室内。根据对在宏蜂窝层用户14与毫微微蜂窝20之间的路径损耗的估计值，可以估计出毫微微蜂窝20到宏蜂窝层用户14之间的距离。即使宏蜂窝层用户14和毫微微蜂窝20之间没有通信连接，也可以根据其他路径损耗的信息依次做出估计。

第一路径损耗，PL1，是宏蜂窝层基站12与毫微微蜂窝20的覆盖区域之间的路径损耗。这一路径损耗随毫微微蜂窝20的覆盖区域而改变，将在下文中更详细的说明。

第二路径损耗，PL2，是宏蜂窝层基站12与靠近毫微微蜂窝20的宏蜂窝层用户设备（UE）14之间的路径损耗的平均值。

第三路径损耗，PL3，是毫微微蜂窝20与毫微微蜂窝用户设备（UE）26之间的路径损耗。

第四路径损耗，PL4，是毫微微蜂窝20与宏蜂窝层用户14之间的路径损耗的估计值，用于估计毫微微蜂窝20与宏蜂窝层用户14之间的距离。

在常规接入点操作之下，以及外环功率控制和内环功率控制下工作，由于毫微微蜂窝自身的用户设备（UE），毫微微蜂窝将在高于其典型本底噪声的水平，测量接收总宽带功率（RTWP）值。当附近存在宏蜂窝层用户设备（UE）时，测得的RTWP值将增加。部署的毫微微蜂窝20可使用与相邻宏蜂窝层基站12相同的载波频率，即，相同的UMTS地面无线接入（UTRA）绝对无线频率信道数（UARFCN）。在网络运营商拥有两种载波的情况下，可以使用替代的方案来配置毫微微蜂窝，比如毫微微蜂窝20使用跨越这两种载波的保护带区域。在这种情况下，可以预见的是，测得的RTWP噪声的增加值会更小。

不管按照哪种方案部署毫微微蜂窝20的载波频率，用户越接近毫微微蜂窝，噪声越大，直至用户进入了所谓的“毫微微蜂窝无信号区”。此时，用户的宏蜂窝层呼叫被切断，或切换到另一个UMTS载波或2G网络。

图5是流程图，其表示用于估计宏蜂窝层用户14与毫微微蜂窝20之间距离的流程。通过测量由宏蜂窝层用户设备（UE）引起的毫微微蜂窝处的上行链路噪声的增加值，在毫微微蜂窝监听模式下以及通过毫微微蜂窝用户设备（UE）的测量结果，可能（在呼叫终止或者切换之前）估计出宏蜂窝层用户设备（UE）发射功率，从而估计出毫微微蜂窝与宏蜂窝层用户设备（UE）之间的路径损耗（PL4），即使这种用户设备之间并没有建立物理通信连接。

已知，毫微微蜂窝能够检测到由所有宏蜂窝层的相邻小区发射的信号，特别是在这一流程的步骤120，可以对扰码及公共导频信道(CPICH)发射功率值进行解码，该CPICH发射功率值来自由周围宏蜂窝层节点B（nodeB）发射的的系统信息块（SIB）信息。同样，当处于有效模式时，毫微微蜂窝用户设备（UE）也向毫微微蜂窝报告其检测到的宏蜂窝层节点B（nodeB）附近的CPICH的接收信号码功率（RSCP）水平。在步骤122，毫微微蜂窝20接收这些测量值，上述步骤在使用毫微微蜂窝20的整个过程中都能进行。通过发射功率值和接收信号码功率（RSCP）值就能确定第一路径损耗（PL1）的瞬时值，这样，在步骤124就能够建立起宏蜂窝层基站12与毫微微蜂窝基站20的覆盖区域之间的、随时间变化的路径损耗的分布。该分布可以在一段时间内例如数十秒内计算出来，尽管一般情况下，使用更大量的瞬时值才能得到更精确的分布。

之后，假定毫微微蜂窝用户设备（UE）26在使用过程中将很可能靠近建筑物18的窗户，那么，从宏蜂窝层基站到建筑物18窗内的用户设备（UE）的路径损耗实质上将与从宏蜂窝层基站到建筑物18外的用户设备（UE）之间的路径损耗基本相同。因此，在步骤126，可以假定相邻的宏蜂窝层用户14遭受的第二路径损耗PL2的平均值，与很少出现的第一路径损耗PL1的值大致相同。比如，最低为第一路径损耗值的1%或2%。

通过同样的步骤，能够为所有使用与毫微微蜂窝20相同频率，或者其他载波（一般是毫微微蜂窝的相邻频率）的宏蜂窝网络邻居计算出第二路径损耗值，PL2。

因为现在已经估计出宏蜂窝层用户14的PL2值，并且已知节点B（nodeB）12的典型的本底噪声，同时假定宏蜂窝层用户14正在使用的12k2速率的语音服务，该语音服务对于噪声功率谱密度比Eb/No具有已知的比特能耗，那么就能根据给定的用于处理增益Gp的假定值，估计出宏蜂窝层用户设备（UE）14的平均发射（Tx）功率，如下式：

宏蜂窝层用户设备（UE）的平均发射（Tx）功率=PL2+节点B（nodeB）的本底噪声-Gp+EbNo

这将会是一个足够准确的估计。因为宏蜂窝层用户设备（UE）14距宏蜂窝层节点B（nodeB）12相当远，因此路径损耗随距离的变化会十分小。

在这一计算中，假定用户设备（UE）14使用12k2速率的语音服务，将会得到宏蜂窝层用户设备（UE）平均发射（Tx）功率的可能性最小的结果，那么随后的计算将会给出PL4分布中的可能性最小的值。这可能会导致低估PL4值，从而会高估宏蜂窝层用户设备（UE）干扰的影响。因此从这点上看来，该过程是保守的。此外，可以预计，宏蜂窝层用户设备（UE）将会沿着最小路径损耗连接到节点B（nodeB），以可能性最小的功率发射，因此这是另一个高估宏蜂窝层干扰影响的因素。

一旦估计出宏蜂窝层用户设备（UE）的平均发射（Tx）功率，那么在步骤128，毫微微蜂窝20就可以测量从用户设备（UE）14发射出的短期接收信号强度指标（RSSI）的分布。这样，在步骤130中，根据如下公式，就可以依次估计出自宏蜂窝层用户设备（UE）14到毫微微蜂窝20的路径损耗短期分布：

第四路径损耗分布=宏蜂窝层用户设备（UE）的平均发射（Tx）功率+RSSI分布

在步骤128，通过在毫微微蜂窝使用的载波上的不间断上行链路操作也能估计出RSSI分布。例如，特别是当宏蜂窝层用户设备（UE）的用户路过建筑物18时，每隔10毫秒进行一次采样，就能够对任何可能的干扰影响的可能性做出快速反应。

如果毫微微蜂窝使用的是与宏蜂窝层节点B（nodeB）不同的载波，那么其对网络关键性能指标（KPI）的负面影响的可能性会极大的降低，但是通过毫微微蜂窝的快速扫描仍然能够测出相邻信道的RSSI。在该模式中，毫微微蜂窝通常每隔10到60秒对相邻载波进行10毫秒的扫描，并且捕获一帧上行链路（UL）数据。采样情况可以随毫微微蜂窝的流量情况不同而不同。例如，如果毫微微蜂窝上没有业务传输，那么对相邻信道的扫描方式为每5秒持续扫描10毫秒，如果毫微微蜂窝上有业务传输，那么对相邻信道的扫描方式为每30秒持续扫描10毫秒。这些数据快照可以被用于计算RSSI。通过多次扫描，可以绘出一副相邻频率上的RSSI测量结果的短期柱状图。

一旦估计出毫微微蜂窝20与宏蜂窝层用户14之间的路径损耗，在步骤132，就可以利用该数据估计出毫微微蜂窝20与宏蜂窝层用户14之间的距离。本文所述实施例中，该估计采用ITU1238路径损耗模型，如下表所示：

路径损耗(dB)	毫微微蜂窝与宏蜂窝层用户之间的距离(m)
		51	3
60	6
		65	9
69	12
		71	15

在可替代的实施例中，可以采用不同路径损耗模型（如在自由空间中）。

第三路径损耗值，PL3，是毫微微蜂窝用户26与毫微微蜂窝20之间的路径损耗，该第三路径损耗值可以在任意时刻被准确估计，因为用户设备（UE）26总是在向毫微微蜂窝20报告其检测到的RSCP值，该RSCP值是在UE处测量到的。毫微微蜂窝知道其发射功率水平，因此毫微微蜂窝公共导频信道（CPICH）发射功率水平与检测到的RSCP值之间的差值就是毫微微蜂窝用户设备（UE）26与毫微微蜂窝20之间的路径损耗，PL3。由于可以假设用户会在预期覆盖范围周围移动，因此可以确定该路径损耗的统计分布，尤其是室内路径损耗的90%到95%。

再者，如果发现PL4分布的90%到95%的数值显著低于PL3分布的90%到95%的数值，那么也可以得出这样的结论，毫微微蜂窝20在建筑物18内的位置不佳。如同图3的步骤80和86所示，这可用于影响对静止最大发射功率值的选择，在后文中将详述。那么，同正确部署毫微微蜂窝的用户相比，毫微微蜂窝部署位置不佳将会给用户带来损失。

计算出宏蜂窝层RSCP值（从监听模式和毫微微用户设备（UE）的测量结果中）之后，就可能计算出毫微微蜂窝发射功率，该发射功率的结果是与毫微微蜂窝一定距离的特定的宏蜂窝层的品质。下文将更详细的说明，这可用于管理宏蜂窝网络的关键性能指标（KPIs）的下降，例如相邻公寓中高速下行链路分组接入（HSDPA）吞吐量的下降，或者用于建立一个在毫微微蜂窝周围的下行链路无信号区，该无信号区使宏蜂窝层用户切换至另一种无线接入技术（RAT）。这些可以根据呼叫掉线的比例，切换增加的比例，小区重选增加的比例，HSDPA吞吐量降低的比例，或者其他类似的指标进行测量。当宏蜂窝层移动电话检测到为其服务的小区公共导频信道（CPICH）质量降至特定水平以下时，就会触发呼叫掉线、小区重选或者切换，每种功能可能具有不同的公共导频信道（CPICH）信噪比（Ec/lo）要求。

图6是流程图，表示一个流程，其中网络运营商可以从毫微微蜂窝流量中限定在其关键性能指标（KPI）上可允许的影响。图7是进一步的流程图，显示了如何确保对宏蜂窝网络的影响被控制在这些限值之内。

在步骤150，网络运营商根据人口统计和预期的毫微微蜂窝的市场占有率，确定相关毫微微蜂窝的预期密度，比如每平方公里（km2）的毫微微蜂窝数量。比如，通过估计住宅小区的面积，或者从发展规划纲要，或者从土地使用信息中，确定每单元面积内的建筑物的数量，但可以忽略某些不适合部署封闭式接入毫微微蜂窝的区域。之后，适合居住区的数量可以假定为在得到许可的移动运营商之间一定程度上是分散的。随后可以假设适合居住区的比例，这些适合居住区拥有质量充足的宽带接入和带宽，以支持毫微微蜂窝的使用，也可以假设这些建筑物中拥有3G手机的居民的数量，这也将成为毫微微蜂窝的潜在市场，还可以假设这些居民的比例，可能最终在特定UARFCN（UTRA绝对无线频率信道号）上部署毫微微蜂窝。

在步骤150，给定城市或者密集市区的人口资料，运营商即可据此，例如采用单一部署密度为所有毫微微蜂窝进行测量。或者，依据订购用户的邮政编码，运营商可以确定他们是住在密集市区、城市还是乡村，并在每种情况下使用不同的假定平均（或典型）密度来部署毫微微蜂窝。

在步骤152，运营商为导频强度(CPICHEc/lo)值设定阈值，在该导频强度值处会触发特定事件。比如，在CPICHEc/lo值处将触发无线接入技术间（inter-RAT）(3G和/或2G)的切换，如果是3G与3G之间切换，CPICHEc/lo值可大致设为-14dB，如果是3G至2G的切换，CPICHEc/lo值可大致设为-16dB（或者更低）。因此，这一设定值可作为关键性能指标（KPI）边界，在该边界中，如果毫微微蜂窝在特定覆盖区域之内不会使宏蜂窝层衰减至低于-14dB或-16dB的CPICHEc/lo值，那么，它就不会影响到宏蜂窝网络关键性能指标（KPI）的切换和呼叫掉线。类似的，特定网络的驱动测试结果表明，当公共导频信道信噪比（CPICHEc/lo）大于或等于-7dB时，HSDPA的吞吐量能达到其平均值。如果毫微微蜂窝不会降低特定覆盖区域之外的宏蜂窝网络CPICHEc/lo值低于-7dB，那么它也不会影响到宏蜂窝网络HSDPA吞吐量关键性能指标（KPI）的平均值。

这就给出了若干可行的方法，在这些方法中，关键性能指标（KPI）可以被用来定义关键性能指标（KPI）影响区域，该区域作为公共导频信道信噪比（CPICHEc/lo）的函数。实际上，这些测量的数据之一，例如根据某一时刻在相关载波上可用的服务，就可以确定该影响区域。例如，如果宏蜂窝层载波上没有携带HSDPA数据，那么，根据HSDPA的吞吐量的效果来设定关键性能指标（KPI）影响区域就可能是不合适的。

在步骤154，运营商对特定无线接入网络（RAN）的关键性能指标（KPI）设置合适的最大影响。例如，在毫微微蜂窝已经完善部署的情况下，运营商可能认为如下变化将会影响宏蜂窝网络的关键性能指标（KPI）：

从3G到2G的切换次数增加了0.5%

从3G与3G之间的切换次数增加了1%，以及

宏蜂窝层用户数量增加了2%，这些用户将达到低于HSDPA平均吞吐量。

在步骤156，运营商计算出单个毫微微蜂窝所能建立的允许的无信号区和/或宏蜂窝网络影响区域，这样，根据预期毫微微蜂窝的预期密度，可以有效保证对宏蜂窝网络的关键性能影响指标（KPI）的总体影响被控制在上述范围之内。

其中总区域A包括f个毫微微蜂窝，每个毫微微蜂窝具有影响区域a，宏蜂窝层的有效覆盖区域中减小的百分比，即这一地区中相关关键性能指标（KPI）下降的百分比，就是给出的100.f.a/A。

计算的一个实例是，根据之前计算得到的毫微微蜂窝密度，一个4Km×4Km的典型城郊区域可能包含有1020个毫微微蜂窝。

根据以上设定的最大影响，从2G到3G切换次数增加0.5%，将导致宏蜂窝层覆盖区域内的-16dB或以上的CPICHEc/lo质量降低最多0.5%；从3G到3G切换次数增加1%，将导致宏蜂窝层覆盖区域内-14dB或以上的CPICHEc/lo质量降低最多1%；而宏蜂窝网络用户的数量下降2%，该数量将不会达到HSDPA平均吞吐量或以上，将导致宏蜂窝层覆盖区域中-7dB或更多的CPICHEc/lo质量下降2%。基于以上所选标准，确定减小的最大百分比，并且所有毫微微蜂窝的总的可允许的“影响面积”不能超过总面积的最大百分比。

在步骤158，该影响面积被换算成每个毫微微蜂窝的最大干扰半径。

详细的计算公式如下：

如果在一块4Km×4Km的区域中包含有1020个毫微微蜂窝，那么依据这一公式计算出干扰半径的结果，以及所配置的毫微微蜂窝密度为两倍时，如下表所示：

概括的说，这一方案假定，在特定的UARFCN上，宏蜂窝层覆盖100%优先于毫微微蜂窝的部署，且由于封闭式接入毫微微蜂窝的部署，使得覆盖范围衰减。这些是悲观的假设，因为运营商通常仅能实现约90%的户外覆盖，并且还有另外一些因素也会导致覆盖区域的减小，（比如，基站在其他运营商部署的相邻载波上引起的无信号区）。然而，通过这些假设，得到了宏蜂窝层关键性能指标（KPI）影响的上限值。

一旦移动网络的管理系统28定义了可允许的干扰半径，该干扰半径将会传送给每个独立的毫微微蜂窝，并可以被毫微微蜂窝使用，如图3所示流程的步骤72和步骤94，利用该干扰半径与从毫微微蜂窝至宏蜂窝层用户的距离的估计值进行比较。如果宏蜂窝层用户位于干扰半径之内，那么就可以进一步减小毫微微蜂窝的最大下行链路发射功率，以满足关键性能指标（KPI）的边界要求，如图3所示流程的步骤74和76所示。该减小的过程是随着宏蜂窝层用户设备（UE）逐渐接近毫微微蜂窝20渐进的，或者，一旦宏蜂窝层用户设备（UE）进入干扰半径之内，该减小的过程也可以是即时的。

随着宏蜂窝层用户走出干扰边界区域，毫微微蜂窝将增加其发射功率恢复至初始值，因为毫微微蜂窝此时不再需要创立无信号区。

在图3所示流程的步骤74和96中，毫微微蜂窝20应用的重置发射功率，是在最坏的情况的假设下计算得到的，即所有的毫微微蜂窝上都没有携带业务，且所有的毫微微蜂窝都同时受到上行链路干扰。之后，设定重置发射功率，即毫微微蜂窝所能降至的最小发射功率，以确保即使在最坏的情况下，毫微微蜂窝对宏蜂窝网络关键性能指标（KPI）的影响都在之前设定的边界以内。一旦宏蜂窝层用户走出干扰边界的范围，即，当至宏蜂窝层用户的估计的距离大于步骤72或步骤94中的干扰半径时，毫微微蜂窝重新存储其发射功率水平至其干扰事件之前的水平。

图7示出了该重置发射功率的计算过程。在步骤160，毫微微蜂窝20估计出至干扰边界的路径损耗，即，之前计算出的干扰半径处。这一路径损耗指以下简称第五路径损耗，PL5。于是，通电时，毫微微蜂窝扫描周围的宏蜂窝层，这样就能测出最高功率的宏蜂窝网络的宏蜂窝层接收信号码功率（RSCP）。毫微微蜂窝也继续测量正在使用的宏蜂窝网络的接收信号码功率（RSCP）水平。对这些采样值取平均，就可以得到与毫微微蜂窝极为邻近的宏蜂窝层的平均接收信号码功率（RSCP）水平。该值被定义为本地宏蜂窝层接收信号码功率（RSCP）。

已知上文所述干扰边界半径，就可能通过前面用到的路径损耗模型，估计出毫微微蜂窝至干扰边界的路径损耗。

估计出至干扰边界的路径损耗PL5，并且知道在干扰边界处的可允许的宏蜂窝层公共导频信道信噪比（CPICHEc/lo），在步骤162，便可能设定毫微微蜂窝的重置发射功率。首先，根据下面的公式确定毫微微蜂窝公共导频信道（CPICH）的重置发射功率：

毫微微蜂窝公共导频信道（CPICH）的重置发射功率=本地宏蜂窝层接收信号码功率（RSCP）+PL5–毫微微蜂窝功率德尔塔（Delta）

其中，毫微微蜂窝功率德尔塔（Delta）大致等于在干扰边界处的宏蜂窝层公共导频信道信噪比（CPICHEc/lo）。因此，绝对值越低，可允许的毫微微蜂窝重置发射功率也越低。

因为毫微微蜂窝的公共导频信道（CPICH）功率一般设定为总毫微微蜂窝功率的10%，所以有可能限定最大毫微微蜂窝总发射功率。

以下以实施例说明重置发射功率的计算过程，如果干扰半径为7m，那么给出的PL5值就为62dB。如果宏蜂窝层公共导频信道信噪比（CPICHEc/lo）边界为-14dB，并且平均本地宏蜂窝层接收信号码功率（RSCP）水平为-100dBm，那么毫微微蜂窝公共导频信道（CPICH）的发射（Tx）功率就可以这样设定：

毫微微蜂窝公共导频信道(CPICH)重置功率=-100dBm+62dB+14dB=-24dBm

其中，重置总发射功率为-14dBm。

这样，采用这个重置发射功率，就能保证毫微微蜂窝数量对宏蜂窝层关键性能指标（KPI）的影响在预设的限值之内。

测试结果表明，在毫微微蜂窝跨于两个UMTS载波之间的情况下，毫微微蜂窝的下行链路发射功率的调制（或降低），从收敛的总下行链路发射功率以大约5dB的顺序进行，就足以形成之前所定义的无信号区半径。在这种情况下，运营商部署的毫微微蜂窝采用与宏蜂窝网络相同的UARFCN，则为了形成上面所定义的无信号区半径，毫微微蜂窝的下行链路发射功率的所要求的调制（或降低）将可能以从收敛的总下行链路发射功率的15dB至20dB的顺序进行。这就清楚地表明，为了满足运营商对宏蜂窝网络关键性能指标（KPI）的要求，采用横跨两者的组合载波，以及对上行链路噪声进行监控的优势是明显的。

如目前为止的所述，本方法旨在保持影响宏蜂窝层用户的关键性能指标（KPI），而且该方法可以通过网络测量。类似的，毫微微蜂窝也可以测量和报告它们自己的关键性能指标（KPI），不断受到下行链路功率限制的毫微微蜂窝用户也可以接收，例如在图3的流程中步骤76和98所述的通过电子邮件（Email）或者短信(SMS)的方式而被建议，重新放置其毫微微基站。毫微微蜂窝的重新放置只需将其稍微移动数米，比如远离靠近窗户，就能很好的避免来自宏蜂窝层用户的干扰影响。

如上所述，本方法也包含将毫微微蜂窝基站的最大下行链路发射功率减小至重置发射功率的步骤，比如，当毫微微蜂窝仅携带空闲业务并且干扰宏蜂窝层上的活动用户之时，或者，当毫微微蜂窝没有携带任何业务之时。

在3GPPR4-071660中出版的题为“恒定输出功率的HNB对宏蜂窝HSDPA容量的影响”的一份研究中分析了部署毫微微蜂窝对宏蜂窝网络的容量影响。通过计算重置发射功率，我们做出最坏的假设，即，毫微微蜂窝没有携带任何业务，因此，毫微微蜂窝是干扰源。利用以上所给出的人口统计资料，网络运营商的数量，以及可能的市场占有率，就可以确定每个宏蜂窝基站（节点B/部分）覆盖范围内毫微微蜂窝数目的最大似然值，这一数字大概在150到200之间。那么，根据这一研究，如果运营商试图将室内HSDPA平均吞吐量对宏蜂窝的影响限制在2%到3%之内，如果设定毫微微蜂窝的总同信道数量的最大发射功率为-10dBm，则该研究所提议的内容可以实现。反之，如果毫微微蜂窝部署网络其他部分的在两个UMTS载波之间的载波上，那么测试表明将出现大约12到15dB的干扰边际增益。重置发射功率只需要设定为5dBm就足够用于这种部署。

如图3中流程的步骤78和80所示，当到达时间阈值后，发射功率会降低到静止功率水平。根据毫微微蜂窝的业务情况的信息来设置时间阈值，例如通过毫微微蜂窝的进行通话的典型时长，一天中通话的时间，通话的类型等等。比如，如果毫微微蜂窝携带的业务水平较低，在步骤78，就可以为其设定较短的时间阈值（比如1分钟或者更短，可能是20至30秒），并且，在步骤80，当毫微微蜂窝空闲时间达到这一时间阈值，可能进入静止发射功率状态。同时，如果一个毫微微蜂窝承担着大量的业务，那么就对其设定一个较长的时间阈值，比如几十分钟。此外，对于业务较繁忙的毫微微蜂窝来说，可能在到达时间阈值之后，并不立即而是逐步或者分阶段降低其最大发射功率至静止发射功率。

图8示出了毫微微蜂窝20中所执行的流程。在步骤170，毫微微蜂窝监控其业务类型，并且在步骤172，毫微微蜂窝根据该业务类型设定其时间阈值。例如，可能从两个或者更多的预设值中选取时间阈值。当有两个可能的值时，毫微微蜂窝可能就简单的通过这样的方法确定阈值：通过毫微微蜂窝拨打和/或接听电话的数量是否超过活动阈值，如果业务水平超过了活动阈值，那么就设定更长的时间阈值。同理，例如也可以通过一天中通话的时间来确定时间阈值，那么这一阈值的选取反映的是一天中某时间内通过毫微微网络拨打和/或接听电话的典型数量。

其他用于时间阈值的大量可用的当前值的方案也是可能的。

因此，本发明所述的方法可用于降低由毫微微蜂窝引起的对宏蜂窝层用户的干扰影响。

Claims (9)

1.一种控制毫微微蜂窝中下行链路功率的方法，所述方法包括：

确定毫微微蜂窝的预期区域密度；

设定宏蜂窝层质量标准；

设定网络性能指标影响水平；

根据毫微微蜂窝的预期区域密度、宏蜂窝层质量标准和网络性能指标影响水平，计算毫微微蜂窝所允许的最大影响区域；

估计从毫微微蜂窝至宏蜂窝层用户的距离；以及

根据估计的从毫微微蜂窝至宏蜂窝层用户的距离和计算出的最大影响区域来控制毫微微蜂窝的下行链路功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括当毫微微蜂窝仅有空闲业务时，执行所述根据估计的从毫微微蜂窝至宏蜂窝层用户的距离和计算出的最大影响区域来控制毫微微蜂窝的下行链路功率的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括当毫微微蜂窝没有携带业务，且当毫微微蜂窝检测到相邻宏蜂窝层用户时，执行所述根据估计的从毫微微蜂窝至宏蜂窝层用户的距离和计算出的最大影响区域来控制毫微微蜂窝的下行链路功率的步骤。

4.一种控制毫微微蜂窝中下行链路功率的方法，包括：

估计从毫微微蜂窝至宏蜂窝层用户的距离；

根据毫微微蜂窝的预期区域密度以及网络性能指标影响水平，按照干扰半径计算公式，即确定干扰半径，并确定估计出的距离是否在干扰半径之内；以及

当估计出的距离在干扰半径之内时，则将毫微微蜂窝中的下行链路功率调至第一预设功率水平。

5.根据权利要求4所述的方法，包括：

确定估计出的从毫微微蜂窝至干扰半径的路径损耗；

测出来自宏蜂窝层基站的传输信号强度，并且根据估计出的从毫微微蜂窝至干扰半径的路径损耗和测出的来自宏蜂窝层基站的传输信号强度，设定第一预设功率水平。

6.根据权利要求5所述的方法，包括：

通过下式，确定毫微微蜂窝的公共导频信道(CPICH)重置发射功率，设定第一预设功率水平：

毫微微蜂窝的公共导频信道(CPICH)重置功率＝本地宏蜂窝层接收信号码功率(RSCP)+PL5–毫微微蜂窝功率德尔塔(Delta)

式中，本地宏蜂窝层接收信号码功率(RSCP)是来自宏蜂窝层基站的传输的测出信号强度；

PL5是从毫微微蜂窝至干扰半径至干扰边界的路径损耗的估计值；

毫微微蜂窝功率德尔塔(Delta)是在干扰边界上的宏蜂窝层公共导频信道信噪比(CPICHEc/lo)；以及

根据已知的毫微微蜂窝的公共导频信道(CPICH)功率与总毫微微蜂窝功率的比值，确定第一预设功率水平。

7.根据权利要求4-6中任一权利要求所述的方法，包括：

如果确定毫微微蜂窝没有携带任何业务，并且检测到附近有活动的宏蜂窝层用户，

则根据权利要求4-6中任一权利要求所述的方法，控制毫微微蜂窝中的下行链路功率。

8.根据权利要求4-6中任一权利要求所述的方法，包括：

如果确定毫微微蜂窝上仅携带空闲业务，并且检测到来自宏蜂窝层用户的大量注册请求，

则根据权利要求4-6中任一权利要求所述的方法，控制毫微微蜂窝中的下行链路功率。

9.一种毫微微蜂窝基站，适用于根据权利要求4-8中任一权利要求所述的方法来控制其下行链路功率。