CN103634805B - 一种基于频率复用的lte网络的用户切换式准入方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于频率复用的LTE网络的用户切换式准入方法，包括：S1.新用户请求接入；S2.检测新用户发送的信号通过所有波束的信号功率强度S、干扰强度I和噪声强度N；S3.计算新用户发送的信号通过所有波束的信号干扰噪声比SINR的值；S4.将SINR值降序排列得到向量SINR_v，SINR_v第n个元素对应的波束为新用户的n级波束；S5.利用调度优先级标准值Std计算公式，计算新用户及其1级波束内已接入的所有用户的Std值；S6.将Std值降序排列得到向量Std_v；S7.将Std_v中首元素所对应的用户，请求接入其2级波束；S8.新用户占用Std_v中首元素所对应用户空出的信道资源。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种基于频率复用的LTE网络的用户切换式准入方法。
背景技术
移动通信数据业务近年来呈现高速增长态势，随着智能终端的日益增多及移动互联网的迅猛发展，旧的移动通信制式及系统越来越无法满足人们对各种业务需求量增长的要求。
LTE（Long Term Evolution，长期演进)是由3GPP组织制定的第三代移动通信技术标准的长期演进，LTE技术的成熟和应用，为移动通信性能的提升提供了更多的可能。
为达到系统内干扰的抑制和容量的提升，频率复用的思想在LTE系统组网中重新被重视起来。LTE采用的正交频分复用技术可以有效抑制小区内部干扰，但小区间干扰依然存在，且对边缘用户的影响较大，成为LTE组网系统中的主要问题之一。部分频率复用技术可以有效的降低LTE系统中的小区间干扰。部分频率复用技术将总频率分为两部分，以小功率和大功率分别覆盖边缘用户和中心用户。中心用户所占带宽较大，不同小区间的中心区域所用频谱一致，复用因子为1；边缘区域则进行复用因子为3的覆盖，以隔离不同小区的中心区域，有效避免同频干扰。虚拟扇区分裂同样是LTE系统研究的方向之一。所谓虚拟扇区分裂是指通过将原网络的频谱平均分配给不同的波束进行网络覆盖，每个波束覆盖的虚拟扇区在频谱上只分配原网络的部分频率资源。虚拟扇区分裂通过减少波束覆盖面积以及减少扇区间的同频干扰来提升网络容量以及减少网络的同频干扰。
但上述方法中，对覆盖单元的细化是通过对原网络带宽进行切割分配实现的，因此当固定面积内出现突发话务等数据热点时，若新用户准入热点所在的区域，会出现的信道资源不够使用的情况，降低单个扇区用户接入的数量，覆盖单元细化后相同面积对LTE小区内热点区域的支持能力随着分配带宽的缩小而不断下降，LTE网络对用户分布密度的敏感度不断增加，即随着覆盖区域的不断细分，分给面积变小的区域的带宽也等比例变小，带宽的变少意味着可容纳的用户数变少，也就是对用户密度高的地区支持能力越来越弱。同时相邻扇区间的空闲频谱资源也无法得到充分利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术对原网络带宽进行切割带来的单个覆盖单元用户接入数量下降即LTE网络对用户分布密度的敏感度增加以及覆盖单元间空闲频谱资源不能共享的问题。
为此目的，本发明提出一种基于频率复用的LTE网络的用户切换式准入方法，该方法包括：
S1.新用户请求接入；
S2.检测新用户发送的信号通过所有波束的信号功率强度S、干扰强度I和噪声强度N；
S3.计算新用户发送的信号通过所有波束的信号干扰噪声比SINR的值；
S4.将SINR值降序排列，得到向量SINR_v，所述SINR_v的第n个元素对应的波束为新用户的n级波束；
S5.利用调度优先级标准值Std计算公式，计算新用户及其1级波束内已接入的所有用户的Std值；
S6.将Std值降序排列，得到向量Std_v；
S7.向量Std_v中首元素所对应的用户请求接入其对应的2级波束；
S8.新用户占用向量Std_v中首元素所对应用户空出的信道资源。
较佳的，在步骤S1和步骤S2之间，该方法还包括：
S11.查询LTE网络中信道资源有空余的波束数Na；
S12.判断Na是否为0，若Na≠0，执行步骤S2，否则拒绝新用户加入LTE网络。
其中，在步骤S3中，所述SINR的值通过下式计算：
较佳的，在步骤S4和步骤S5之间，该方法还包括：
S41.判断新用户的1级波束是否有空余的信道频率资源，若新用户的1级波束有空余的信道频率资源，新用户接入其1级波束，否则执行步骤S42；
S42.判断新用户及其1级波束内已接入的所有用户的调度性，其中，所述调度性包括可调度和不可调度，若新用户是可调度用户，执行步骤S5，否则，执行步骤S43；
S43.计算新用户的1级波束内已接入的所有可调度用户的调度优先级标准值Std；
S44.执行步骤S6。
其中，在步骤S2中，所述波束为可调度波束，其中，所述可调度波束的可调度用户数不为0。
其中，在步骤S42中，所述调度性通过以下步骤判断：
S421.判断length(SINR_v)=1是否成立，若成立，用户标记为不可调度用户，否则，执行步骤S422；
S422.设定门限参数K，所述K为适合调度的最低信道质量；
S423.判断SINR_v(2)<K是否成立，若成立，用户标记为不可调度用户，否则，用户标记为可调度用户。
其中，在步骤S5中，所述调度优先级标准值Std计算公式为：
Std=SINRi_v(2)-α(SINRi_v(1)-SINRi_v(2))
其中，0≤α≤1，SINRi_v(1)为用户i到其1级波束的信号干扰噪声比SINR值，SINRi_v(2)为用户i到其2级波束的信号干扰噪声比SINR值，i取不同值，对应的SINRi_v(2)不同即2级波束不同。
其中，在步骤S5中，所述用户为可调度用户。
较佳的，判断向量Std_v中首元素所对应的用户是否为新用户，若是新用户，不执行步骤S8，否则，执行步骤S8。
较佳的，该方法还包括：S9.判断有用户变动的波束内可调度用户的数目，若可调度用户数不为0，将该波束标记为可调度波束；否则，将该波束标记为不可调度波束。
其中，所述用户变动包括用户加入和用户离开。
相比于现有技术，本发明提供的方法的有益效果是：
1.通过不同频率扇区间用户的选择性调度，换取扇区对新增用户的容纳能力，实现扇区间空闲频谱资源的共享；
2.解决了LTE网络采用虚拟扇区分裂导致的单个扇区用户接入数量降低的问题，一定程度上降低了LTE对用户分布密度不均匀的敏感度。
3.通过损失一定的网络平均吞吐量，换取扇区对热点的容纳能力；
4.灵活利用不同扇区间重复覆盖区域及重叠覆盖区域中用户对信道质量下降的可容忍范围，实现不同扇区间服务用户的静态流动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了实施例1的一种基于频率复用的LTE网络的用户切换式准入的流程图；
图2示出了用户调度性判断的流程图；
图3示出了单基站虚拟扇区分裂的LTE网络的拓扑结构；
图4示出了多基站虚拟扇区分裂的LTE网络的拓扑结构；
图5示出了本发明的一种具体的场景模型；
图6示出了本发明提供的一种基于虚拟扇区分裂的LTE网络的用户切换式准入的流程图；
图7示出了本发明的另一种具体的场景模型；
图8示出了实施例5的一种基于部分频率复用的LTE网络的拓扑结构；
图9示出了实施例5的场景示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例提供一种基于频率复用的LTE网络的用户切换式准入方法，如图1所示，该方法包括：
S1.新用户请求接入；
S2.检测新用户发送的信号通过所有波束的信号功率强度S、干扰强度I和噪声强度N；
S3.计算新用户发送的信号通过所有波束的信号干扰噪声比SINR的值；
S4.将SINR值降序排列，得到向量SINR_v，所述SINR_v的第n个元素对应的波束为新用户的n级波束；
S5.利用调度优先级标准值Std计算公式，计算新用户及其1级波束内已接入的所有用户的Std值；
S6.将Std值降序排列，得到向量Std_v；
S7.向量Std_v中首元素所对应的用户请求接入其对应的2级波束；
S8.新用户占用向量Std_v中首元素所对应用户空出的信道资源。
较佳的，在步骤S1和步骤S2之间，该方法还包括：
S11.查询LTE网络中信道资源有空余的波束数Na；
S12.判断Na是否为0，若Na≠0，执行步骤S2，否则拒绝新用户加入LTE网络。
其中，在步骤S3中，所述SINR的值通过下式计算：
较佳的，在步骤S4和步骤S5之间，该方法还包括：
S41.判断新用户的1级波束是否有空余的信道频率资源，若新用户的1级波束有空余的信道频率资源，新用户接入其1级波束，否则执行步骤S42；
S42.判断新用户及其1级波束内已接入的所有用户的调度性，其中，所述调度性包括可调度和不可调度，若新用户是可调度用户，执行步骤S5，否则，执行步骤S43；
S43.计算新用户的1级波束内已接入的所有可调度用户的调度优先级标准值Std；
S44.执行步骤S6。
其中，在步骤S2中，所述波束为可调度波束，其中，所述可调度波束的可调度用户数不为0。
其中，在步骤S42中，所述调度性通过以下步骤判断，如图2所示：
S421.判断length(SINR_v)=1是否成立，若成立，用户标记为不可调度用户，否则，执行步骤S422；
S422.设定门限参数K，所述K为适合调度的最低信道质量；
S423.判断SINR_v(2)<K是否成立，若成立，用户标记为不可调度用户，否则，用户标记为可调度用户。
在步骤S421中，length(SINR_v)=1表示向量SINR_v的长度是1，即只有SINR_v（1）一个元素，即该用户只有1级波束，没有次级波束，当1级波束的频谱资源无空余，则该用户不能向其他波束调度所以当length(SINR_v)=1成立时，用户为不可调度用户。
所述参数K可以根据具体网络要求进行设定，当用户到某可调度波束的SINR值不小于Ｋ时，认为用户经调度接入该波束能得到信道质量的保证；否则，认为用户不适调度接入该波束。
其中，在步骤S5中，所述调度优先级标准值Std计算公式为：
Std=SINRi_v(2)-α(SINRi_v(1)-SINRi_v(2))
其中，0≤α≤1，SINRi_v(1)为用户i到其1级波束的信号干扰噪声比SINR值，SINRi_v(2)为用户i到其2级波束的信号干扰噪声比SINR值，i取不同值，对应的SINRi_v(2)不同即2级波束不同。
每个用户的Std值表征了该用户适合调度的程度。被调度的不同用户，其2级波束提供的信道情况不一，衡量标准为SINR_v(2)，优先选择SINR_v(2)值较大的用户进行调度。接入SINR_v(2)值较低的用户会对该用户的信道质量造成较大损失，该部分损失在网络中体现为：处于扇区边缘的用户，其信道吞吐量的下降，所述信道吞吐量称为边缘用户吞吐量；被调度用户从其1级波束切换到2级波束上同样会造成一定程度的信道质量下降，衡量标准为：
SINR_v(1)-SINR_v(2)
该部分损失体现为被调度用户所使用的信道的平均吞吐量的降低。Std计算公式中参数α值表征平均吞吐量影响大小的比重，α值可根据不同的调度标准进行不同设定，其中，若α=0，则Std表示忽略平均吞吐量降低因素，仅考虑边缘用户吞吐量下降的影响。
其中，在步骤S5中，所述用户为可调度用户。
步骤S7的结果为向量Std_v中首元素所对应的用户接入其对应的2级波束。
较佳的，判断向量Std_v中首元素所对应的用户是否为新用户，若是新用户，不执行步骤S8，否则，执行步骤S8。
较佳的，该方法还包括：S9.判断有用户变动的波束内可调度用户的数目，若可调度用户数不为0，将该波束标记为可调度波束；否则，将该波束标记为不可调度波束。其中，所述用户变动包括用户加入和用户离开。
实施例2：
本实施例公开一种基于虚拟扇区分裂的LTE网络的用户切换式准入方法，其中，单基站虚拟扇区分裂的LTE网络的拓扑结构，如图3所示，该拓扑结构如下：
将原始网络分裂为三个虚拟扇区，靠近基站一侧用一个内波束覆盖；远离天线一侧用两个外波束覆盖；
其中，内波束垂直方向下倾角大于两个外波束；两个外波束以内波束的垂直投影线为角平分线，分布其两侧；两外波束以内波束垂直投影线为参考零度的水平方位角大小相等，方向相反；
将原始网络频带平均分成三份，分别分配给三个波束覆盖；
将三个波束的频带按从天线向波束覆盖区域看去的方向，逆时针转动顺序，获得三组不同的分配方案，分别覆盖同一个基站周围的三个原始小区。
多基站虚拟扇区分裂的LTE网络的拓扑结构，如图4所示，该拓扑结构为单基站虚拟扇区分裂的LTE网络的拓扑结构在空间进行平移、拓展，进而覆盖整个平面得到的。
本实施例的具体场景模型如图5所示：波束A覆盖的扇区中存在业务热点H，热点H距离本小区另两个扇区较远；UE1为波束A中已接入用户，处在波束A与波束B覆盖的边缘（重叠覆盖区域）；波束A覆盖的扇区中由于突发话务热点，频谱资源已分配完毕，波束B及波束C中则均有空余的频谱资源。某时刻新用户UE new开始请求接入。传统接入机制中，由于波束A覆盖的扇区无空余信道资源，且由于UE new不在波束B、波束C的覆盖范围内，只能拒绝其接入。
本实施例公开的一种基于虚拟扇区分裂的LTE网络的用户切换式准入方法，如图6所示，该方法包括：
S1.新用户UE new请求接入；
S11.查询LTE网络中信道资源有空余的波束数Na；
S12.判断Na是否为0，若Na≠0，执行步骤S2，否则拒绝新用户加入LTE网络。本实施例中有空余频谱资源的波束数为Na=2；
S2.检测新用户UE new发送的信号到通过所有可调度波束的信号功率强度S、干扰强度I以及噪声强度N；本实施例中假设波束A、波束B及波束C均为可调度波；
S3.计算新用户UE new发送的信号通过每个波束的信号干扰噪声比SINR的值，所述SINR的值通过下式计算：
S4.将SINR值降序排列，本实施例中，SINRA>SINRB>SINRC，得到向量SINR_v={SINRA，SINRB，SINRC}，则波束A为新用户UE new的1级波束，波束B为新用户UE new的2级波束，波束C为新用户UE new的3级波束；
S41.判断新用户UE new的1级波束即波束A是否有空余的信道频率资源，若新用户UE new的1级波束即波束A有空余的信道频率资源，新用户UE new接入其1级波束即波束A，否则执行步骤S42；本实施例中，波束A无空余的信道频率资源，执行步骤S42；
S42.判断新用户UE new及其1级波束即波束A内已接入的所有用户的调度性，若新用户UE new是可调度用户，执行步骤S5，否则，执行步骤S43；
本实施例中，设定门限参数K，且SINRA>K>SINRB>SINRC，新用户UE new为不可调度用户，所以不执行步骤S5；
S43.计算新用户的1级波束即波束A内已接入的所有可调度用户的调度优先级标准值Std，所述Std计算公式为：
Std=SINRi_v(2)-α(SINRi_v(1)-SINRi_v(2))
其中，0≤α≤1，SINRi_v(1)为用户i到其1级波束的信号干扰噪声比SINR值，SINRi_v(2)为用户i到其2级波束的信号干扰噪声比SINR值，i取不同值，对应的SINRi_v(2)不同即2级波束不同。
S44.执行步骤S6。
S5.利用调度优先级标准值Std计算公式，计算新用户及其1级波束内已接入的所有可调度用户的Std值；
S6.将Std值降序排列，得到向量Std_v；
S7.向量Std_v中首元素所对应的用户请求接入其对应的2级波束；本实施例中假设Std_v(1)对应的用户为UE1，故将UE1请求接入其2级波束，假设UE1的2级波束为波束C，因为波束C有空余的信道频率资源，所以UE1可以接入，当UE1接入波束C后，UE1让出原有信道；
S8.新用户UE new占用UE1空出的信道资源，接入波束A。
S9.判断波束A和波束B内可调度用户的数目，若可调度用户数不为0，将该波束标记为可调度波束；否则，将该波束标记为不可调度波束，不再参与后续新用户接入的过程。
实施例3：
本实施例公开一种基于虚拟扇区分裂的LTE网络的用户切换式准入方法，其中，单基站虚拟扇区分裂的LTE网络的拓扑结构，如图3所示，多基站虚拟扇区分裂的LTE网络的拓扑结构，如图4所示。
本实施例的具体场景模型如图5所示：波束A覆盖的扇区中存在业务热点H，热点H距离本小区另两个扇区较远；UE1为波束A中已接入用户，处在波束A与波束B覆盖的边缘（重叠覆盖区域）；波束A覆盖的扇区中由于突发话务热点，频谱资源已分配完毕，波束B及波束C中则均有空余的频谱资源。某时刻新用户UE new开始请求接入，如图6所示，具体流程如下：
S1.新用户UE new请求接入；
S11.查询LTE网络中信道资源有空余的波束数Na；
S12.判断Na是否为0，若Na≠0，执行步骤S2，否则拒绝新用户加入LTE网络。本实施例中有空余频谱资源的波束数为Na=2；
S2.检测新用户UE new发送的信号到通过所有可调度波束的信号功率强度S、干扰强度I以及噪声强度N；本实施例中假设波束A、波束B及波束C均为可调度波；
S3.计算新用户UE new发送的信号通过每个波束的信号干扰噪声比SINR的值，所述SINR的值通过下式计算：
S4.将SINR值降序排列，本实施例中，SINRA>SINRB>SINRC，得到向量SINR_v={SINRA，SINRB，SINRC}，则波束A为新用户UE new的1级波束，波束B为新用户UE new的2级波束，波束C为新用户UE new的3级波束；
S41.判断新用户UE new的1级波束即波束A是否有空余的信道频率资源，若新用户UE new的1级波束即波束A有空余的信道频率资源，新用户UE new接入其1级波束即波束A，否则执行步骤S42；本实施例中，波束A无空余的信道频率资源，执行步骤S42；
S42.判断新用户UE new及其1级波束即波束A内已接入的所有用户的调度性，若新用户UE new是可调度用户，执行步骤S5；
本实施例中，设定门限参数K，且SINRA>SINRB>K>SINRC，新用户UE new为可调度用户，所以执行步骤S5；
S5.计算新用户UE new及其1级波束即波束A内已接入的所有可调度用户的调度优先级标准值Std；所述Std计算公式为：
Std=SINRi_v(2)-α(SINRi_v(1)-SINRi_v(2))
其中，0≤α≤1，SINRi_v(1)为用户i到其1级波束的信号干扰噪声比SINR值，SINRi_v(2)为用户i到其2级波束的信号干扰噪声比SINR值，i取不同值，对应的SINRi_v(2)不同即2级波束不同。
S6.将Std值降序排列，得到向量Std_v；
S7.向量Std_v中首元素所对应的用户请求接入其对应的2级波束；本实施例中假设Std_v(1)对应的用户为新用户UE new，即表明波束A已接入的任意用户切换到其2级波束造成的吞吐量损失大于新用户UE new由1级波束即波束A切换至其2级波束即波束B造成的吞吐量损失，即新用户UE new此时更适合接入其2级波束即波束B。又因为波束B有空余的信道频率资源，所以新用户UE new成功接入波束B。
判断波束B内可调度用户的数目，若可调度用户数不为0，将该波束标记为可调度波束；否则，将该波束标记为不可调度波束，不再参与后续新用户接入的过程。
实施例4：
本实施例公开一种基于虚拟扇区分裂的LTE网络的用户切换式准入方法，其中，单基站虚拟扇区分裂的LTE网络的拓扑结构，如图3所示，多基站虚拟扇区分裂的LTE网络的拓扑结构，如图4所示。
本实施例的具体场景模型如图7所示：波束A覆盖的扇区中存在业务热点H1，波束B覆盖的扇区中存在业务热点H2，两个热点距离本小区内另两个扇区均较远；UE1为波束A中已接入用户，处在波束A与波束B覆盖的边缘（重叠覆盖区域），UE2为波束B中已接入用户，处在波束B与波束C覆盖的边缘（重叠覆盖区域）；波束A和波束B覆盖的扇区中由于突发话务热点，各自信道资源已分配完毕，波束C中则有频谱资源空余。某时刻新用户UE new开始请求接入，如图6所示，具体流程如下：
S1.新用户UE new请求接入；
S11.查询LTE网络中信道资源有空余的波束数Na；
S12.判断Na是否为0，若Na≠0，执行步骤S2，否则拒绝新用户加入LTE网络。本实施例中有空余频谱资源的波束数为Na=1；
S2.检测新用户UE new发送的信号到通过所有可调度波束的信号功率强度S、干扰强度I以及噪声强度N；本实施例中假设波束A、波束B及波束C均为可调度波；
S3.计算新用户UE new发送的信号通过每个波束的信号干扰噪声比SINR的值，所述SINR的值通过下式计算：
S4.将SINR值降序排列，本实施例中，SINRA>SINRB>SINRC，得到向量SINR_v={SINRA，SINRB，SINRC}，则波束A为新用户UE new的1级波束，波束B为新用户UE new的2级波束，波束C为新用户UE new的3级波束；
S41.判断新用户UE new的1级波束即波束A是否有空余的信道频率资源，若新用户UE new的1级波束即波束A有空余的信道频率资源，新用户UE new接入其1级波束即波束A，否则执行步骤S42；本实施例中，波束A无空余的信道频率资源，执行步骤S42；
S42.判断新用户UE new及其1级波束即波束A内已接入的所有用户的调度性，若新用户UE new是可调度用户，执行步骤S5，否则，执行步骤S43；
本实施例中，设定门限参数K，且SINRA>K>SINRB>SINRC，新用户UE new为不可调度用户，执行步骤S43；
S43.计算新用户的1级波束即波束A内已接入的所有可调度用户的调度优先级标准值Std，所述Std计算公式为：
Std=SINRi_v(2)-α(SINRi_v(1)-SINRi_v(2))
其中，0≤α≤1，SINRi_v(1)为用户i到其1级波束的信号干扰噪声比SINR值，SINRi_v(2)为用户i到其2级波束的信号干扰噪声比SINR值，i取不同值，对应的SINRi_v(2)不同即2级波束不同。
S44.执行步骤S6；
S6.将Std值降序排列，得到向量Std_v；
S7.向量Std_v中首元素所对应的用户请求接入其对应的2级波束；本实施例中假设Std_v(1)对应的用户为UE1，故将UE1请求接入其2级波束；
假设UE1的2级波束为波束B，因为波束B无空余的信道频率资源，设UE1到各波束的SINR值分别为SINR1 A，SINR1 B，SINR1 C，基于本实施例所设定的K，设满足SINR1 A>SINR1 B>K>SINR1 C，由于UE1请求接入波束B，UE1的调度性判别式为SINR1 B>K>SINR1 C所以UE1为不可调度用户；
计算波束B内已接入的所有可调度用户的调度优先级标准值Std，所述Std计算公式为：
Std=SINRi_v(2)-α(SINRi_v(1)-SINRi_v(2))
其中，0≤α≤1，因为波束B中已接入的所有用户的1级波束均为波束B，所以SINRi_v(1)表示波束B内已接入的可调度用户i到波束B的信号干扰噪声比SINR的值，SINRi_v(2)为用户i到其2级波束的信号干扰噪声比SINR值，i取不同值，对应的SINRi_v(2)不同即2级波束不同；
将Std值降序排列，得到向量Std_v；
向量Std_v中首元素所对应的用户请求接入其对应的2级波束；本实施例中假设Std_v(1)对应的用户为UE2，且UE2的2级波束为波束C，故将UE2请求接入其2级波束即波束C，因为波束C有空余信道频率资源，所以UE2成功接入波束C，UE1占用UE2空出的波束B中的信道频率资源。
S8.新用户UE new占用UE1空出的信道资源，接入波束B。
S9.判断波束A、波束B和波束C内可调度用户的数目，若可调度用户数不为0，将该波束标记为可调度波束；否则，将该波束标记为不可调度波束，不再参与后续新用户接入的过程。
实施例5：
本实施例公开一种基于部分频率复用的LTE网络的用户切换式准入方法，其中，基于部分频率复用的LTE网络的拓扑结构，如图8所示；本实施例的具体场景模型如图9所示：
波束A以频率复用因子1覆盖中心区域，波束B以频率复用因子3覆盖边缘区域。波束B覆盖的扇区中存在业务热点H，热点H距离波束A覆盖的中心区域较远；UE1为波束B中已接入用户，处在波束A与波束B覆盖的边缘（重叠覆盖区域）；波束B覆盖的扇区中由于突发话务热点，频谱资源已分配完毕，波束A有空余的信道资源。某时刻波束B中新用户UE new开始请求接入，如图6所示，具体流程如下：
S1.新用户UE new请求接入；
S11.查询LTE网络中信道资源有空余的波束数Na；
S12.判断Na是否为0，若Na≠0，执行步骤S2，否则拒绝新用户加入LTE网络。本实施例中有空余频谱资源的波束数为Na=1；
S2.检测新用户UE new发送的信号到通过所有可调度波束的信号功率强度S、干扰强度I以及噪声强度N；本实施例中假设波束A和波束B均为可调度波；
S3.计算新用户UE new发送的信号通过每个波束的信号干扰噪声比SINR的值，所述SINR的值通过下式计算：
S4.将SINR值降序排列，本实施例中，SINRB>SINRA，得到向量SINR_v={SINRB，SINRA}，则波束B为新用户UE new的1级波束，波束A为新用户UE new的2级波束；
S41.判断新用户UE new的1级波束即波束B是否有空余的信道频率资源，若新用户UE new的1级波束即波束B有空余的信道频率资源，新用户UE new接入其1级波束即波束B，否则执行步骤S42；本实施例中，波束B无空余的信道频率资源，执行步骤S42；
S42.判断新用户UE new及其1级波束即波束B内已接入的所有用户的调度性，若新用户UE new是可调度用户，执行步骤S5，否则，执行步骤S43；
本实施例中，设定门限参数K，且SINRB>K>SINRA，新用户UE new为不可调度用户，所以执行步骤S43；
S43.计算新用户的1级波束即波束B内已接入的所有可调度用户的调度优先级标准值Std，所述Std计算公式为：
Std=SINRi_v(2)-α(SINRi_v(1)-SINRi_v(2))
其中，0≤α≤1，SINRi_v(1)为用户i到其1级波束的信号干扰噪声比SINR值，SINRi_v(2)为用户i到其2级波束的信号干扰噪声比SINR值，i取不同值，对应的SINRi_v(2)不同即2级波束不同。
S44.执行步骤S6；
S6.将Std值降序排列，得到向量Std_v；
S7.向量Std_v中首元素所对应的用户请求接入其对应的2级波束；本实施例中假设Std_v(1)对应的用户为UE1，故将UE1请求接入其2级波束，UE1的2级波束为波束A，因为波束A有空余的信道频率资源，所以UE1可以接入，当UE1接入波束A后，UE1让出原有信道；
S8.新用户UE new占用UE1空出的信道资源，接入波束B。
S9.判断波束A和波束B内可调度用户的数目，若可调度用户数不为0，将该波束标记为可调度波束；否则，将该波束标记为不可调度波束，不再参与后续新用户接入的过程。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种基于频率复用的LTE网络的用户切换式准入方法，其特征在于，该方法包括：
S1.新用户请求接入；
S2.检测新用户发送的信号通过所有波束的信号功率强度S、干扰强度I和噪声强度N；
S3.计算新用户发送的信号通过所有波束的信号干扰噪声比SINR的值；
S4.将SINR值降序排列，得到向量SINR_v，所述SINR_v的第n个元素对应的波束为新用户的n级波束；
S5.利用调度优先级标准值Std计算公式，计算新用户及其1级波束内已接入的所有用户的Std值；
所述调度优先级标准值Std计算公式为：
Std＝SINRi_v(2)-α(SINRi_v(1)-SINRi_v(2))
其中，0≤α≤1，SINRi_v(1)为用户i到其1级波束的信号干扰噪声比SINR值，SINRi_v(2)为用户i到其2级波束的信号干扰噪声比SINR值，i取不同值，对应的SINRi_v(2)不同即2级波束不同；
S6.将Std值降序排列，得到向量Std_v；
S7.向量Std_v中首元素所对应的用户请求接入其对应的2级波束；
S8.新用户占用向量Std_v中首元素所对应用户空出的信道资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，在步骤S1和步骤S2之间，该方法还包括：
S11.查询LTE网络中信道资源有空余的波束数Na；
S12.判断Na是否为0，若Na≠0，执行步骤S2，否则拒绝新用户加入LTE网络。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，在步骤S3中，所述SINR的值通过下式计算：
。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，在步骤S4和步骤S5之间，该方法还包括：
S41.判断新用户的1级波束是否有空余的信道频率资源，若新用户的1级波束有空余的信道频率资源，新用户接入其1级波束，否则执行步骤S42；
S42.判断新用户及其1级波束内已接入的所有用户的调度性，其中，所述调度性包括可调度和不可调度，若新用户是可调度用户，执行步骤S5，否则，执行步骤S43；
S43.计算新用户的1级波束内已接入的所有可调度用户的调度优先级标准值Std；
S44.执行步骤S6。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述波束为可调度波束，其中，所述可调度波束的可调度用户数不为0。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S42中，所述调度性通过以下步骤判断：
S421.判断length(SINR_v)＝1是否成立，若成立，用户标记为不可调度用户，否则，执行步骤S422；
S422.设定门限参数K，所述K为适合调度的最低信道质量；
S423.判断SINR_v(2)<K是否成立，若成立，用户标记为不可调度用户，否则，用户标记为可调度用户。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S5中，所述用户为可调度用户。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，在步骤S7和步骤S8之间，该方法还包括：
S71.判断向量Std_v中首元素所对应的用户是否为新用户，若是新用户，不执行步骤S8，否则，执行步骤S8。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，该方法还包括：
S9.判断有用户变动的波束内可调度用户的数目，若可调度用户数不为0，将该波束标记为可调度波束；否则，将该波束标记为不可调度波束。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户变动包括用户加入和用户离开。
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