CN103581967A - 一种多接入网络干扰管理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多接入网络干扰管理的方法,包括:MUE向所在的宏基站发送高业务请求信息,该宏基站向影响该MUE传输的多模终端CUE发送通知信息;CUE收到请求信息,向基站发送状态反馈请求信息;CUE对应的基站探测其为CUE转发数据受到同频用户的干扰等信息;基站向CUE反馈与CUE数据传输相关的各种状态信息;CUE整合收到的状态信息计算干扰迁移的门限;CUE需求的传输速率是否达到负载迁移的门限;CUE计算在强干扰和弱干扰基站侧的最优功率和分流比例;按比例进行干扰迁移。本发明运用转移干扰的方法实现了干扰控制,降低了算法复杂度,通过使得强干扰区域用户性能大幅提升同时对弱干扰区域用户引入有限的影响,提高了系统整体性能。

Description

一种多接入网络干扰管理的方法
技术领域
本发明属于无线通信技术领域,尤其涉及一种多接入网络干扰管理的方法。
背景技术
随着无线通信网络的发展,第4代通信系统将为提供无处不在的高速数据接入服务。为了提供这种服务,运营商一方面需要使用覆盖范围更小的微基站MH/FBS进行布网,这意味着需要布设更多的基站;另一方面多种不同制式的通信网络将同时覆盖同一片物理区域。该区域被宏站和微站联合覆盖,用户可以接入多个网络。密集的布网和多网重叠覆盖使得整个网络间频率复用度增高,各网络实体之间变现出较强的同层干扰和跨层干扰。同时由于家庭基站的引入,动态的进行资源管理和干扰管理是一个很复杂的问题。目前干扰管理的方法主要分为以下三类:干扰消除,干扰避免,分布式干扰管理。典型的有:串行干扰消除,基站功率控制,多天线频谱分裂等,这些策略中有的仅仅专注接收端的信号处理技术,有的专注于干扰产生的原因,而没有充分利用异构网的特点,故其实现成本较高,或者效果不理想。
由于网络分布较多,不同区域的用户负载也不同。用户负载重的区域为重干扰区域,用户负载轻的区域为轻干扰区域。在重干扰区域的用户如果需要一个高速的数据服务,主要有两个途径:增大终端用户的发射功率,或减少用户所受到的干扰。增大用户功率会让之前很强的干扰继续增强,同时会引发其他用户相应的提高发射功率来保证其QoS。在减小用户干扰方面,目前的研究主要集中在各网络实体之间交换信息协同实现干扰控制,在网络节点比较多的情况下,这样做的代价是很大的,且复杂度比较高。无法利用干扰在空间区域上分布的不均衡性。所以在用户集中活跃度高,业务量需求量大的场景中,目前的干扰控制算法不能适用。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种多接入网络干扰管理的方法,旨在解决强干扰区域用户有业务请求时,造成干扰增强,能耗增大的问题。
本发明实施例是这样实现的,本发明实施例的多接入网络干扰管理的方法,该多接入网络干扰管理的方法包括以下步骤:
步骤一,干扰较强区域用户MUE有高速业务需求时,对该用户传输有干扰的并发传输终端CUE向所在基站发送状态反馈请求信息;为了得到负载迁移的最优比例,CUE通知所在侧的家庭基站FBS测量同载频传输的MUE给CUE传输带来的干扰,同时通知MH测量对上行传输有干扰的同载频传输的FUE1对MH的干扰;
步骤二:CUE所在网络侧基站收集CUE传输中的各种状态信息,并生成状态指示信息反馈给CUE,并启动干扰迁移算法;CUE侧基站FBS测量MUE到CUE所在基站FBS的信道增益,MH测量对其到MBS传输有干扰的FUE1的信道增益,并反馈给CUE;
步骤三,CUE收到该消息后对所有可用信息进行整合,并和两个基站分别通过不同的接口建立多个连接,可以在这多个链接上面进行并发传输,通过下式计算出总功率最小时的各个网络分别的最优传输功率,解决何时需要CUE进行干扰迁移,以及迁移多少干扰的问题;
minP=PCUE+PMH
s . t . R req = W c lo g 2 ( 1 + p CUE v FBS MUE ) + W c log 2 ( 1 + p MH v MBS FUE )
0≤PCUE≤P1MAX
0≤PMH≤P2MAX
通过计算,得到CUE需要将干扰向弱干扰区转移的条件如下式所示:
R req ≥ W c log 2 ( G MBS FUE P FUE + n h G FBS MUE P MUE + n c )
最优的功率分配如下式所示:
P CUE * = v FBS MUE v MBS FUE 2 R req / W c - v FBS MUE = ( G FBS MUE P MUE + n c ) ( G MBS FUE P FUE + n h ) 2 R req / W c - ( G FBS MUE P MUE + n c ) P MH * = v FBS MUE v MBS FUE 2 R req / W c - v MBS FUE = ( G FBS MUE P MUE + n c ) ( G MBS FUE P FUE + n h ) 2 R req / W c - ( G MBS FUE P FUE + n h )
其中,P为传输过程中总的功率消耗,单位为瓦;
PCUE为并发传输用户在重干扰网络侧的发送功率;
PMH为CUE通过MH利用蜂窝网向基站MBS转发数据的发送功率;
Rreq为并发传输用户传输所要求的信道容量;
为MUE对基站FBS的干扰;
Figure BDA0000405099030000035
为FUE1对基站MBS的干扰;
P1MAX为并发传输用户在重干扰网络侧的允许的最大发送功率;
P2MAX为MH为CUE转发数据所允许的最大的发送功率;
Figure BDA0000405099030000036
为从MUE到基站FBS的信道增益;
Figure BDA0000405099030000041
为从FUE1到基站MBS的信道增益;
nc为从MUE到基站FBS的信道噪声;
nh为从FUE1到基站MBS的信道噪声;
步骤四,利用每个接口上的最优发送功率由下式算出对应的分流速率,进一步根据该速率算出最优分流比例;
Figure BDA0000405099030000042
,(i=1,2;φ12=1)
r 1 ( t ) W c log 2 ( 1 + P CUE v FBS MUE )
r 2 ( t ) W c log 2 ( 1 + P MH v MBS FUE )
其中,φ1为分到重干扰网络侧的分流比例;
      φ2为分到轻干扰网络侧的分流比例;
      r(t)为总的数据传输速率;
      r1(t)为分到重干扰网络侧的数据传输速率;
      r2(t)为分到轻干扰网络侧的数据传输速率;
步骤五,根据步骤四中计算出来的迁移比例将数据分流至相应的网络进行并发传输。
进一步,在步骤一中,CUE向所在网络的基站发送请求消息中包含了请求信息的种类,包括CUE各个传输网络信道状态和发送功率以及所受的干扰,传输受CUE影响的、有高速业务请求的若干用户的发射功率以及所受干扰,干扰较弱区域传输受CUE影响的若干用户的发射功率以及所受干扰信息。
进一步,在步骤二中,基站向CUE返回的状态指示中包含了当前CUE在整个接入网中传输的信道状况以及发送功率,以及干扰较强区域网络侧的信道信息和发射功率,干扰较弱区域网络侧的信道信息和发射功率信息。
进一步,在步骤三中,CUE整合信道状态以及发射功率信息,并和多个基站分别通过不同的接口建立多个连接,并且可以在这多个链接上面进行并发传输,通过在CUE不同接口上调整功率实现干扰迁移,在总的功率消耗最小的情况下,计算CUE满足什么条件时启动干扰迁移,需要迁移多少到弱干扰区域,以及最大可以转入弱干扰区域的干扰。
进一步,CUE并发传输用户对所有对传输有干扰信息进行整合之后,并和多个基站分别通过不同的接口建立多个连接,可以在这多个链接上面进行并发传输,利用计算出使总功率最小时各个网络的最优传输速率,以及进行负载迁移的门限。
本发明提供的多接入网络干扰管理的方法,通过配备多套收发设备的多模终端同时与不同网络接入点建立连接,并且将数据通过不同的网络同时进行传输来进行干扰迁移,将强干扰区域的部分干扰转向弱干扰区域,从而使强干扰区域的用户性能大幅度提升,同时对弱干扰区域参数有限的影响的方法。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
本发明利用异构融合网络并行传输技术,在不改变基站正常工作的前提下,针对区域性干扰分布不均匀的问题,运用转移干扰的方法实现了干扰控制,获得了额外的区域性干扰分布不均匀的增益,算法复杂度降低;通过最优化的分配数据传输在不同干扰强度区域的比例,将强干扰区域的一部分干扰迁移到弱干扰区域,使得强干扰区域用户性能大幅提升同时对弱干扰区域用户引入有限的影响,则最终能够达到系统整体性能上升的目的。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一个并发传输干扰迁移的示例场景图;
图2是本发明实施例提供的多接入网络干扰管理的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示,本发明使用的场景包括一个宏基站MBS,一个移动热点MH和K个家庭基站FBS组成,其中MBS的用户N0个,第i个FBS用户Ni个,三种网络重叠覆盖区域有一个并发传输用户CUE,不失一般性,假设CUE通过蜂窝接口与FBSK相连,通过WIFI和MH相连,而所属的MH和MBS相连,此时CUE作为FBS的用户,其传输将受到其他同载频MUE的干扰,另一方面MH作为MBS用户,将受到FBS内FUE的干扰,这两种干扰都会对CUE的传输和能效产生影响,为方便描述,考虑MUE、CUE、MH和FUE同时传输的场景,如果在干扰较强区域的MUE需要较高的传输速率,FUE1做低速业务,所处区域为低干扰区,通过将CUE上行的数据流分流至蜂窝网接口和WIFI接口在两种网络中进行并行传输,并利用MH使用蜂窝网回程的功能,对蜂窝网宏基站和各个家庭基站之间进行柔性的干扰缓解,通过并发传输来实现干扰迁移,将干扰较强区域一部分干扰迁移至弱干扰区域,从而使得强干扰区域用户性能大幅度提升同时对弱干扰区域引入有限的影响。
如图2所示,本发明实施例的多接入网络干扰管理的方法包括以下步骤:
S201:MUE向CUE发送高业务请求信息;
S202:CUE收到请求信息,向其基站发送状态反馈请求信息;
S203:CUE对应的基站探测其为CUE转发数据受到同频用户的干扰等信息;
S204:基站向CUE反馈与CUE数据传输相关的各种状态信息;
S205:CUE整合收到的状态信息计算干扰迁移的门限;
S206:CUE需求的传输速率是否达到负载迁移的门限,是进行下一步,否则结束;
S207:CUE计算在强干扰和弱干扰基站侧的最优功率和分流比例;
S208:按比例进行干扰迁移,结束。
本发明实施例的多接入网络干扰管理的方法具体步骤为:
步骤1:干扰较强区域用户MUE有高速业务需求时,对该用户传输有干扰的并发传输终端CUE向所在基站发送状态反馈请求信息;为了得到负载迁移的最优比例,CUE通知其所在侧的家庭基站FBS测量同载频传输的MUE给CUE传输带来的干扰,同时通知MH测量对其上行传输有干扰的同载频传输的FUE1对MH的干扰;
步骤2:CUE所在网络侧基站收集CUE传输中的各种状态信息,并生成状态指示信息反馈给CUE,并启动干扰迁移算法;CUE侧基站FBS测量MUE到CUE所在基站FBS的信道增益,MH测量对其到MBS传输有干扰的FUE1的信道增益,并反馈给CUE;
步骤3:CUE收到该消息后对所有可用信息进行整合,并和两个基站分别通过不同的接口建立多个连接,可以在这多个链接上面进行并发传输,通过下式(3)计算出总功率最小时的各个网络分别的最优传输功率,解决何时需要CUE进行干扰迁移,以及迁移多少干扰的问题;
minP=PCUE+PMH
s . t . R req = W c lo g 2 ( 1 + p CUE v FBS MUE ) + W c log 2 ( 1 + p MH v MBS FUE ) - - - ( 3 )
0≤PCUE≤P1MAX
0≤PMH≤P2MAX
通过计算,得到CUE需要将干扰向弱干扰区转移的条件如式(4)所示:
R req ≥ W c log 2 ( G MBS FUE P FUE + n h G FBS MUE P MUE + n c ) - - - ( 4 )
最优的功率分配如下式(5)所示:
P CUE * = v FBS MUE v MBS FUE 2 R req / W c - v FBS MUE = ( G FBS MUE P MUE + n c ) ( G MBS FUE P FUE + n h ) 2 R req / W c - ( G FBS MUE P MUE + n c ) P MH * = v FBS MUE v MBS FUE 2 R req / W c - v MBS FUE = ( G FBS MUE P MUE + n c ) ( G MBS FUE P FUE + n h ) 2 R req / W c - ( G MBS FUE P FUE + n h ) - - - ( 5 )
其中,P为传输过程中总的功率消耗,单位为瓦;
PCUE为并发传输用户在重干扰网络侧的发送功率;
PMH为CUE通过MH利用蜂窝网向基站MBS转发数据的发送功率;
Rreq为并发传输用户传输所要求的信道容量;
Figure BDA0000405099030000084
为MUE对基站FBS的干扰;
Figure BDA0000405099030000085
为FUE1对基站MBS的干扰;
P1MAX为并发传输用户在重干扰网络侧的允许的最大发送功率;
P2MAX为MH为CUE转发数据所允许的最大的发送功率;
Figure BDA0000405099030000091
为从MUE到基站FBS的信道增益;
Figure BDA0000405099030000092
为从FUE1到基站MBS的信道增益;
nc为从MUE到基站FBS的信道噪声;
nh为从FUE1到基站MBS的信道噪声;
步骤四,利用每个接口上的最优发送功率由式(6)算出对应的分流速率,进一步根据该速率算出最优分流比例;
Figure BDA0000405099030000093
,(i=1,2;φ12=1)
r 1 ( t ) W c log 2 ( 1 + P CUE v FBS MUE ) - - - ( 6 )
r 2 ( t ) W c log 2 ( 1 + P MH v MBS FUE )
其中, φ1为分到重干扰网络侧的分流比例;
φ2为分到轻干扰网络侧的分流比例;
r(t)为总的数据传输速率;
r1(t)为分到重干扰网络侧的数据传输速率;
r2(t)为分到轻干扰网络侧的数据传输速率;
步骤五,根据步骤四中计算出来的迁移比例将数据分流至相应的网络进行并发传输。
在步骤一中,CUE向其所在网络的基站发送请求消息中包含了请求信息的种类,包括CUE各个传输网络信道状态和发送功率以及所受的干扰,传输受CUE影响的、有高速业务请求的若干用户的发射功率以及所受干扰,干扰较弱区域传输受CUE影响的若干用户的发射功率以及所受干扰等信息;
在步骤二中,基站向CUE返回的状态指示中包含了当前CUE在整个接入网中传输的信道状况以及发送功率,以及干扰较强区域网络侧的信道信息和发射功率,干扰较弱区域网络侧的信道信息和发射功率等信息;
在步骤三中,CUE整合信道状态以及发射功率等信息,并和多个基站分别通过不同的接口建立多个连接,并且可以在这多个链接上面进行并发传输。通过在CUE不同接口上调整功率实现干扰迁移,在总的功率消耗最小的情况下,计算CUE满足什么条件时启动干扰迁移,需要迁移多少到弱干扰区域,以及最大可以转入弱干扰区域的干扰。
本发明针对强干扰区域用户有业务请求时,造成干扰增强,能耗增大的问题提出的一种在异构网络场景中通过并发传输,即配备多套收发设备的多模终端同时与不同网络接入点建立连接,并且将数据通过不同的网络同时进行传输来进行干扰迁移,将强干扰区域的部分干扰转向弱干扰区域,从而使强干扰区域的用户性能大幅度提升,同时对弱干扰区域参数有限的影响的方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多接入网络干扰管理的方法,其特征在于,该多接入网络干扰管理的方法包括以下步骤:
步骤一,干扰较强区域用户MUE有高速业务需求时,对该用户传输有干扰的并发传输终端CUE向所在基站发送状态反馈请求信息;为了得到负载迁移的最优比例,CUE通知所在侧的家庭基站FBS测量同载频传输的MUE给CUE传输带来的干扰,同时通知MH测量对上行传输有干扰的同载频传输的FUE1对MH的干扰;
步骤二:CUE所在网络侧基站收集CUE传输中的各种状态信息,并生成状态指示信息反馈给CUE,并启动干扰迁移算法;CUE侧基站FBS测量MUE到CUE所在基站FBS的信道增益,MH测量对其到MBS传输有干扰的FUE1的信道增益,并反馈给CUE;
步骤三,CUE收到该消息后对所有可用信息进行整合,并和两个基站分别通过不同的接口建立多个连接,可以在这多个链接上面进行并发传输,通过下式计算出总功率最小时的各个网络分别的最优传输功率,解决何时需要CUE进行干扰迁移,以及迁移多少干扰的问题;
minP=PCUE+PMH
s . t . R req = W c lo g 2 ( 1 + p CUE v FBS MUE ) + W c log 2 ( 1 + p MH v MBS FUE )
0≤PCUE≤P1MAX
0≤PMH≤P2MAX
通过计算,得到CUE需要将干扰向弱干扰区转移的条件如下式所示:
R req ≥ W c log 2 ( G MBS FUE P FUE + n h G FBS MUE P MUE + n c )
最优的功率分配如下式所示:
P CUE * = v FBS MUE v MBS FUE 2 R req / W c - v FBS MUE = ( G FBS MUE P MUE + n c ) ( G MBS FUE P FUE + n h ) 2 R req / W c - ( G FBS MUE P MUE + n c ) P MH * = v FBS MUE v MBS FUE 2 R req / W c - v MBS FUE = ( G FBS MUE P MUE + n c ) ( G MBS FUE P FUE + n h ) 2 R req / W c - ( G MBS FUE P FUE + n h )
其中,P为传输过程中总的功率消耗,单位为瓦;
PCUE为并发传输用户在重干扰网络侧的发送功率;
PMH为CUE通过MH利用蜂窝网向基站MBS转发数据的发送功率;
Rreq为并发传输用户传输所要求的信道容量;
Figure FDA0000405099020000022
为MUE对基站FBS的干扰;
Figure FDA0000405099020000023
为FUE1对基站MBS的干扰;
P1MAX为并发传输用户在重干扰网络侧的允许的最大发送功率;
P2MAX为MH为CUE转发数据所允许的最大的发送功率;
Figure FDA0000405099020000024
为从MUE到基站FBS的信道增益;
Figure FDA0000405099020000025
为从FUE1到基站MBS的信道增益;
nc为从MUE到基站FBS的信道噪声;
nh为从FUE1到基站MBS的信道噪声;
步骤四,利用每个接口上的最优发送功率由下式算出对应的分流速率,进一步根据该速率算出最优分流比例;
Figure FDA0000405099020000026
,(i=1,2;φ12=1)
r 1 ( t ) W c log 2 ( 1 + P CUE v FBS MUE )
r 2 ( t ) W c log 2 ( 1 + P MH v MBS FUE )
其中,φ1为分到重干扰网络侧的分流比例;
      φ2为分到轻干扰网络侧的分流比例;
      r(t)为总的数据传输速率;
      r1(t)为分到重干扰网络侧的数据传输速率;
      r2(t)为分到轻干扰网络侧的数据传输速率;
步骤五,根据步骤四中计算出来的迁移比例将数据分流至相应的网络进行并发传输。
2.如权利要求1所述的多接入网络干扰管理的方法,其特征在于,在步骤一中,CUE向所在网络的基站发送请求消息中包含了请求信息的种类,包括CUE各个传输网络信道状态和发送功率以及所受的干扰,传输受CUE影响的、有高速业务请求的若干用户的发射功率以及所受干扰,干扰较弱区域传输受CUE影响的若干用户的发射功率以及所受干扰信息。
3.如权利要求1所述的多接入网络干扰管理的方法,其特征在于,在步骤二中,基站向CUE返回的状态指示中包含了当前CUE在整个接入网中传输的信道状况以及发送功率,以及干扰较强区域网络侧的信道信息和发射功率,干扰较弱区域网络侧的信道信息和发射功率信息。
4.如权利要求1所述的多接入网络干扰管理的方法,其特征在于,在步骤三中,CUE整合信道状态以及发射功率信息,并和多个基站分别通过不同的接口建立多个连接,并且可以在这多个链接上面进行并发传输,通过在CUE不同接口上调整功率实现干扰迁移,在总的功率消耗最小的情况下,计算CUE满足什么条件时启动干扰迁移,需要迁移多少到弱干扰区域,以及最大可以转入弱干扰区域的干扰。
5.如权利要求1所述的多接入网络干扰管理的方法,其特征在于,CUE并发传输用户对所有对传输有干扰信息进行整合之后,并和多个基站分别通过不同的接口建立多个连接,可以在这多个链接上面进行并发传输,利用计算出使总功率最小时各个网络的最优传输速率,以及进行负载迁移的门限。
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