CN105430657B - 异构网络中动态协作资源分配的方法及装置 - Google Patents

异构网络中动态协作资源分配的方法及装置 Download PDF

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CN105430657B CN201410487050.7A CN201410487050A CN105430657B CN 105430657 B CN105430657 B CN 105430657B CN 201410487050 A CN201410487050 A CN 201410487050A CN 105430657 B CN105430657 B CN 105430657B
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Abstract

本发明提出了一种异构网络中动态协作资源分配的方法及装置。该方法包括由干扰协调模块执行的以下步骤：A.收集直接参数集，间接参数集和当前ABS密度或模式，所述直接参数集中的参数用于动态地计算新ABS密度；B.根据直接参数集，当前ABS密度和预定义参数，动态地计算所述新ABS密度，并根据新ABS密度选择相应的新ABS模式；以及C.发送新ABS模式。该干扰协调模块位于宏基站或中央协作节点中。基于本发明的方案，能够根据当前宏小区和小小区负载状况，以及宏小区内的小小区的个数来计算最佳的ABS模式，计算过程也简单快速。并且，对于给定的用户分布、小区业务量及小区切换偏置配置等不同初始条件都能够获取快速收敛的最佳ABS密度，使优化过程更为平稳。

Description

异构网络中动态协作资源分配的方法及装置
技术领域
本发明涉及通信网络，尤其涉及异构网络中的动态协作资源分配的方法及装置。
背景技术
作为最受欢迎的和最有前途的实现小小区的技术之一，LTE-A(LTE-A：Long TermEvolution：Advanced)提出了增强的小区间干扰消除(eICIC：enhanced Inter-CellInterference Coordination)技术和FeICIC(FeICIC：Further eICIC)技术来服务小小区中的位于小区范围扩展(CRE：Cell Range Expansion)区域的用户设备。通常，由于小小区的发射功率低，通常导致小小区服务的用户设备数量较少。
为了扩大小小区实际小区覆盖范围并让更多宏用户业务卸载(offloading)到小小区，LTE-A借助于切换偏置和小区选择/重新选择偏置的改变，形成CRE区域，将其中原先由宏小区服务的用户设备切换至小小区，致使小小区的服务用户数增加。小小区的实际小区半径取决于切换偏置的大小，即切换偏置越大，接入小小区的用户数增加，但在覆盖扩展区域的用户受到来自于宏小区更强的小区干扰
为了减轻来自于宏小区的干扰，eICIC提出可采用几乎空白子帧(ABS：Almost-Blank Sub-frame)技术来空置一些子帧，其中子帧作为LTE系统的时域调度最小资源单元。在ABS中，宏小区只能传输广播物理信道和参考信号，不传输业务信道，减轻了对小小区CRE区域内用户的干扰。对于小小区中的CRE区域的用户设备，被调度在ABS中接收来自小小区的下行数据，有效提高用户的数据传输速率。对于FeICIC来说，用户设备还可以采用先进的接收机技术来减轻来自于宏小区的ABS的残留干扰信号，这样小小区可允许比eICIC更高的切换偏置量，接纳更多的宏小区用户。
通常情况下，宏小区静态地分配ABS模式，其中包括多个ABS和常规子帧。一旦小小区通过标准X2接口配置从宏小区请求ABS配置，宏基站或中央协作节点预先配置的ABS模式将通知到小小区。但是静态ABS分配对于波动的小区业务流量和频繁变化的用户分布适配性能并不好。譬如，对于小小区低业务负荷的情况，按照小小区高业务负荷情况分配过多的ABS会使宏小区牺牲的无线资源成本过高，而小小区CRE区域内服务的用户设备又偏少。
当前在LTE-A Rel-10和Rel-11中，3GPP(The Third Generation PartnerProject)已经定义了基于标准X2接口的过程来交换小小区的几乎空白子帧中的物理资源(PRB：Physical Resource Block)利用率。以下参数对于优化ABS密度有很大的影响：
◆ABS初始密度和ABS模式；
◆用于扩展小小区的小区范围的切换偏置量；
◆非CRE区域中的小小区用户设备是否能在ABS中被调度的限制；
◆宏小区中的小小区的个数；
◆宏小区中PRB利用率；
◆小小区的ABS中的PRB利用率；
◆业务质量(QoS：Quality Of Service)参数和QoS等级指标(QCI：QoS ClassIndicator)。
在现有方案中，ABS的密度取决于在小小区和在宏小区的ABS中的PRB的利用率。宏小区本身持续计算宏小区负载，即在常规子帧上的PRB利用率。另一方面，一旦小小区激活eICIC功能并根据所分配的ABS密度工作，宏小区还可以定期获取由小小区汇报的小区边缘用户在ABS子帧上被调度产生的负载。
具体地，现有方案是：
当宏小区的负载低于预定义阈值时，表示宏小区没有足够的业务量，宏小区将把一些常规子帧设置为ABS子帧；
当宏小区的负载高于预定义阈值时，表示宏小区有更多的业务量，宏小区将一些ABS子帧设置为常规子帧；
累加所有小小区中的CRE区域的用户设备的负载；
对于一个给定宏小区负载和所有小小区中的CRE区域边缘用户设备的累加负载，采用查询表是来搜寻合适的ABS模式。
表1现有技术的ABS密度查找表
表1示出了一个示例性ABS查找表。这种根据查找表查找的方案的缺点在于：
该方案仅取决于宏小区负载和所有小小区中的CRE区域的用户设备的累计负载来查找用于小小区的最优ABS密度。它没有考虑由各宏小区所管理的小小区的个数。而一旦该查找表考虑额外的输入因素，查找表格的结构会变得愈发复杂；
该方案中的小区边缘用户在ABS上的负载和初始ABS密度、用户分布、用户业务量，切换偏置配置密切相关。如果只根据如表1的查找表，将不可避免地频繁修改ABS密度，造成系统不稳定，很难进入算法收敛状态；
该方案很难根据输入参数的组合来选择最优值以生成优选的ABS密度，并同时最大化小区平均吞吐量和小区边缘吞吐量，以及维护宏小区用户设备和小小区用户设备之间的公平性。
因此，设计一种动态确定ABS密度以支持在CRE区域中用户设备的个数不断变化和时变的小区业务量的方案将是非常有用的。
发明内容
基于上述考虑，本发明提供了一种异构网络中动态协作资源分配的方法及装置。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种在异构网络中动态协作资源分配的方法，该方法包括由干扰协调模块执行的以下步骤：A.收集直接参数集，间接参数集和当前ABS密度或模式，所述直接参数集中的参数用于动态地计算新ABS密度；B.根据所述直接参数集，所述当前ABS密度和预定义参数，动态地计算所述新ABS密度，并根据所述新ABS密度选择相应的新ABS模式；以及C.发送所述新ABS模式。
有利地，所述步骤B还包括根据
计算新ABS密度ABSnew，其中K代表宏基站中的所有小小区的个数，M代表所述宏基站中的所有宏小区的个数，代表第j个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源利用率，代表第i个宏小区中的所有用户设备的物理资源利用率，α代表允许的最大ABS密度，β代表允许的最小ABS密度，ω为预定义系数，MIN表示取最小值，MAX表示取最大值。
有利地，所述直接参数集包括各个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源利用率、各个宏小区中的所有用户设备的物理资源利用率、小小区的个数和宏小区的个数。
有利地，所述间接参数集包括所述各个小小区的切换偏置量、所述当前ABS密度和无线承载的业务质量。
有利地，所述各个小小区的切换偏置量间接地对相应的小小区的覆盖扩展区域内服务的边缘用户设备的数目产生影响。
有利地，所述无线承载的业务质量间接地对相应的物理资源利用率计算产生影响。
有利地，所述预定义参数包括α，β和ω。
有利地，所述干扰协调模块位于宏基站或中央协作节点中，所述中央协作节点和所述宏基站有X2接口。
根据本发明的第二个方面，提供了一种在异构网络中动态协作资源分配的装置，该装置包括：收集单元，其用于收集直接参数集、间接参数集和当前ABS模式或密度，所述直接参数集中的参数用于动态地计算新ABS密度；计算单元，其用于根据所述直接参数集，所述当前ABS模式或密度和预定义参数，动态地计算所述新ABS密度，并根据所述新ABS密度选择相应的新ABS模式；以及发射单元，其用于发射所述新ABS模式。
有利地，所述计算单元还包括根据
计算新ABS密度ABSnew，其中K代表宏基站中的所有小小区的个数，M代表所述宏基站中的所有宏小区的个数，代表第j个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源利用率，代表第i个宏小区中的所有用户设备的物理资源利用率，α代表允许的最大ABS密度，β代表允许的最小ABS密度，ω为预定义系数，MIN表示取最小值，MAX表示取最大值。
有利地，所述直接参数集包括各个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源利用率、各个宏小区中的所有用户设备的物理资源利用率、小小区的个数和宏小区的个数。
有利地，所述间接参数集包括所述各个小小区的切换偏置量、所述当前ABS模式或密度和无线承载的业务质量。
有利地，所述各个小小区的切换偏置量间接地对相应的小小区的覆盖扩展区域内服务的边缘用户设备的数目产生影响。
有利地，所述无线承载的业务质量间接地对相应的物理资源利用率计算产生影响。
有利地，所述预定义参数包括α，β和ω。
有利地，所述装置位于宏基站或中央协作节点中，所述中央协作节点和所述宏基站有X2接口。
本发明涉及异构网络中动态协作资源分配的方法及装置，本发明具有以下优势：
1.仅基于宏小区和小小区负载而不考虑小小区的个数，能够计算优化的ABS和模式；
2.不依赖于初始状态，基于给定的用户分布，用户业务量和切换偏置量等能获取最佳的ABS密度；
3.计算过程简单快速；
4.相比于静态查表分配ABS模式的方案，具有更高的小区边缘与小区平均吞吐量性能增益，进而有更快的文件下载速度。
本发明的各个方面将通过下文中的具体实施例的说明而更加清晰。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：
图1示出了宏小区和小小区的场景示意图；
图2示出了引入低功率节点的宏小区形成的异构网络场景示意图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的动态协作资源分配的方法示意图；
图4示出了根据本发明的一个实施例的在异构网络中动态协作资源分配的流程示意图；
图5示出了根据本发明的另一个实施例的在异构网络中动态协作资源分配的流程示意图；
图6示出了根据本发明的又一个实施例的在异构网络中动态协作资源分配的流程示意图；
图7示出了根据本发明的一个实施例的在异构网络中动态协作资源分配的装置示意图；
图8示出了根据本发明的一个实施例的ABS密度随时间变化曲线；以及
图9示出了根据本发明另一实施例的ABS密度随时间变化曲线。
在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相对应的部件或特征。
具体实施方式
在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。需要说明的是，尽管附图中以特定顺序描述了本发明中有关方法的步骤，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果，相反，本文中所描述的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
图1示出了宏小区和小小区的场景示意图。ABS是eICIC的关键技术。在已有宏小区覆盖的覆盖场景中，若引入小小区对业务热点进行吸热，宏小区对小小区干扰较强，导致小小区的覆盖范围变小，小区平均吞吐量和频谱效率下降，为了改善这种影响，3GPP定义了ABS技术。即在ABS子帧内，控制信号和数据信号不被发送，仅传输参考信号和主从/同步信号、物理广播信息、系统广播信息等必要的信道，宏基站和小基站根据各自用户设备的被干扰情况选择将用户设备相应地分配到常规子帧和ABS子帧进行调度，最终实现宏小区和小小区之间的干扰协调。
图2示出了引入低功率节点的宏小区形成的异构网络场景示意图，其包括宏小区和小小区。若按照参考信号接收功率(RSRP：Reference Signal Received Power)接入的原则，处于小小区CRE区域的用户设备(例如图2中的UE8)本应接入宏小区，但在应用CRE技术后，这部分用户设备被接入到小小区。CRE技术允许用户设备在接收小小区的RSRP低于宏小区RSRP的情况下接入小小区，从而扩大异构网中小小区的覆盖范围，使小小区更多地分担网络的负荷，例如业务和用户卸载。CRE技术能有效地平衡小基站和宏基站之间的负载，但是单独采用CRE技术，处于小小区的CRE的小小区用户设备会受到来自于宏基站的强烈的干扰。
本领域技术人员应该理解的是，尽管本发明以宏小区和小小区为例来阐述本发明的技术方案，本发明的技术方案可以应用于例如宏小区和微微小区(Pico-cell)，宏小区和毫微微小区(Femto-Cell)，其中微微小区和毫微微小区都被统称为小小区(Small Cell)。本发明的技术方案可以应用于覆盖范围较大的宏小区和全部或部分位于宏小区内的覆盖范围较小的小区之间的干扰协调。
图3示出了根据本发明的一个实施例的动态协作资源分配的方法示意图。
一般来说，比例公平(proportional fairness)是在小小区用户设备和宏小区用户设备之间折中的公平。在图3中提出了在不考虑初始ABS密度、用户分布和业务量等的情况下计算最优的ABS密度的技术方案。eICIC优化模块的输入位于图3中的左边圆圈内。根据直接参数集和间接参数集，eICIC优化模块计算出最优的ABS密度，并根据最优的ABS密度选择相应的ABS模式。例如，因为CRE的偏置量，当前的ABS密度和无线承载的QoS会对小小区和宏小区的负载会产生重大影响，它们可以作为eICIC优化模块的间接参数。一旦算法确定有新ABS密度，宏小区立即向小小区发送新ABS模式。经过若干次交互后，系统最优ABS密度趋于稳定后，平均小小区负载和宏小区负载可为下一轮调整做准备。
在eICIC优化模块中，动态ABS密度算法同时考虑了直接参数：小小区负载、宏小区负载、和宏小区数目和小小区的数目。本发明的主要构思是按比例公平的原则分配ABS所占总子帧的比例，保护CRE区域内的受害用户设备，以维护宏小区的用户设备和受害的用户设备之间的公平性。
图4示出了根据本发明的一个实施例的在异构网络中动态协作资源分配的流程示意图。如图4所示出的实施例，宏基站41管辖至少一个宏小区，小基站40管辖至少一个小小区，宏小区中可有零个，一个或多个小小区，宏基站41和小基站40之间有例如X2接口，干扰协作模块位于宏基站41中。尽管图4中仅示出了一个小基站40，本领域技术人员应该理解的是，一个宏小区中可能有多个小基站。
在步骤S410中，小基站40向宏基站41发起ABS请求。该请求包含ABS物理资源利用率，也即各个小小区的覆盖扩展区域中的边缘用户设备的物理资源利用率，其用于请求宏基站41发起动态ABS密度计算。
在步骤S420中，宏基站41中的干扰协调模块(例如eICIC模块)收集直接参数集，间接参数集和当前ABS密度，该直接参数集中的参数用于动态地计算新ABS密度。
具体地，该直接参数集包括各个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源利用率、各个宏小区中的所有用户设备的物理资源利用率、小小区的个数和宏小区的个数。
具体地，该间接参数包括各个小小区的切换偏置量，当前ABS密度或模式和无线承载的QoS。
例如，宏基站41可以通过向小基站40发送ABS负载询问消息，相应地，小基站40可以在ABS负载询问应答中告知宏基站41各个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源利用率，也即ABS上的边缘用户的物理资源利用率。
在步骤S430中，宏基站41中的干扰协调模块根据直接参数集，当前ABS密度和预定义参数，动态地计算新ABS密度，并根据所述新ABS密度选择相应的ABS模式。
具体地，宏基站41根据公式(1)
计算新ABS密度ABSnew。在公式(1)中，K代表宏基站41中的所有小小区的个数，M代表宏基站41中的所有宏小区的个数，代表第j个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源利用率，代表第i个宏小区中的所有用户设备的物理资源利用率，α代表允许的最大ABS密度，β代表允许的最小ABS密度和ω为预定义系数，MIN表示取最小值，MAX表示取最大值。
其中，α，β和ω为预定义参数。预定义参数可为系统参数，可由系统根据经验值预先设定。例如如果所计算的新ABS密度为β，则代表期望的ABS密度极低。在计算得到新ABS密度之后，干扰协调模块根据新ABS密度选择对应的新ABS模式。
虽然，间接参数集中的参数并不直接体现在公式(1)中，例如，间接参数集中的各个小小区的切换偏置量间接地对相应的小小区的覆盖扩展区域中的边缘用户设备的数目产生影响。而小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的数目会对该小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源的利用率产生影响。
又例如，间接参数集中的无线承载的QoS间接地对相应的物理资源利用率计算产生影响。例如对于保证比特速率(GBR：Guaranteed Bit Rate)业务承载，实际PRB利用率是最后上报的PRB利用率；而对于不保证比特速率(Non-GBR)业务，实际PRB利用率可以进行折算以准确估计系统真正可用物理资源，例如按照最小保证速率/non-GBR实际速率*实际的PRB利用率作为上报的PRB利用率。
此外，当新ABS密度和当前ABS密度所对应的是同一个ABS模式时，宏基站41可以不向小基站40发送新ABS模式，小基站40则根据当前的ABS模式进行资源调度。
这样，公式(1)考虑了影响新ABS密度的各种因素来动态地计算新ABS密度，有效地避免了现有技术中例如表1中的查找表的不稳定性。
在步骤S440中，宏基站41中的干扰协调模块将新ABS模式信息发送给小基站40。例如，宏基站41可以通过X2接口将新ABS模式信息发送给小基站40。
宏基站41中的所有宏小区可采用统一的ABS密度和模式，这样有益于小小区测量和汇报常规子帧和ABS的信道状态信息，可用于判断用户是否是位于CRE区域内的边缘用户。
图5示出了根据本发明的另一个实施例的在异构网络中动态协作资源分配的流程示意图。如图5所示出的实施例，宏基站51管辖至少一个宏小区，小基站50管辖至少一个小小区，宏小区中可有零个，一个或多个小小区，宏基站51和小基站50之间有例如X2接口，中央协作节点52和宏基站51之间有X2接口，中央协作节点52和小基站50之间没有X2接口，干扰协作模块位于中央协作节点52中。尽管图5中仅示出了一个小基站50，本领域技术人员应该理解的是，一个宏小区覆盖区域内可能有多个小基站。
在步骤S510中，小基站50向宏基站51发起ABS请求。该请求包含ABS物理资源利用率，也即各个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源块的利用率，其用于请求宏基站51发起动态ABS密度计算。
在步骤S520中，宏基站51收集直接参数集，间接参数集和当前ABS密度，该直接参数集中的参数用于动态地计算新ABS密度。
具体地，该直接参数集包括各个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源块的利用率、各个宏小区中的所有用户设备的物理资源块的利用率、小小区的个数和宏小区的个数。
具体地，该间接参数包括各个小小区的切换偏置量，当前ABS模式或密度和无线承载的QoS。
例如，宏基站51可以通过向小基站50发送ABS负载询问消息，相应地，小基站50可以在ABS负载询问应答中告知宏基站51各个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备在ABS上的物理资源的利用率，也即ABS上的边缘用户的物理资源利用率。
在步骤S530中，宏基站51将向中央协作节点52发送所收集的参数集。
在步骤S540中，中央协作节点52中的干扰协调模块首先收集直接参数集，间接参数集和当前ABS密度或模式。然后，中央协作节点52中的干扰协调模块根据直接参数集，当前ABS密度和预定义参数，动态地计算新ABS密度，并根据所述新ABS密度选择相应的ABS模式。
具体地，中央协作节点52中的干扰协调模块根据公式(1)计算新ABS密度ABSnew。在公式(1)中，K代表宏基站51中的所有小小区的个数，M代表宏基站51中的所有宏小区的个数，代表第j个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源利用率，代表第i个宏小区中的所有用户设备的物理资源利用率，α代表允许的最大ABS密度，β代表允许的最小ABS密度和ω为预定义系数，MIN表示取最小值，MAX表示取最大值。
其中，α，β和ω为预定义参数。预定义参数可为系统参数，可由系统根据经验值预先设定。例如如果所计算的新ABS密度为β，则代表期望的ABS密度极低。在计算得到新ABS密度之后，干扰协调模块根据新ABS密度选择对应的新ABS模式。
在步骤S550中，中央协作节点52中的干扰协调模块通过例如X2接口向宏基站51发送新ABS模式。
在步骤S560中，宏基站51中将接收到的新ABS模式信息发送给小基站50。例如，宏基站51可以通过X2接口将新ABS模式信息发送给小基站50。
宏基站51中的所有宏小区可采用统一的ABS密度和模式，这样有益于小小区测量和汇报常规子帧和ABS的信道状态信息。，可用于判断用户是否是位于CRE区域内的边缘用户
图6示出了根据本发明的又一个实施例的在异构网络中动态协作资源分配的流程示意图。如图6所示出的实施例，宏基站61管辖至少一个宏小区，小基站60管辖至少一个小小区，宏小区中可有零个，一个或多个小小区，宏基站61和小基站60之间有例如X2接口，中央协作节点62和宏基站61之间有X2接口，中央协作节点62和小基站60之间有X2接口，干扰协作模块位于中央协作节点62中。尽管图6中仅示出了一个小基站60，本领域技术人员应该理解的是，一个宏小区中可能有多个小基站。
在步骤S610中，小基站60向中央协作节点62发起ABS请求。该请求包含ABS物理资源利用率，也即各个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源块的利用率，其用于请求中央协作节点62发起动态ABS密度计算。
在步骤S620中，宏基站61将向中央协作节点62发送所收集的参数集。宏基站61收集各个宏小区中的所有用户设备的物理资源块的利用率、小小区的个数和宏小区的个数。宏基站61还收集间接参数集。
具体地，该间接参数包括各个小小区的切换偏置量，当前ABS模式或密度和无线承载的QoS。
例如，宏基站61可以通过向小基站60发送ABS负载询问消息，相应地，小基站60可以在ABS负载询问应答中告知宏基站61各个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源的利用率，也即ABS物理资源利用率。
在步骤S630中，中央协作节点62接收来自于宏基站61和小基站60的参数。中央协作节点62中的干扰协调模块根据直接参数集，当前ABS密度和预定义参数，动态地计算新ABS密度，并根据所述新ABS密度选择相应的ABS模式。
具体地，中央协作节点62根据公式(1)计算新ABS密度ABSnew。在公式(1)中，K代表宏基站61中的所有小小区的个数，M代表宏基站61中的所有宏小区的个数，代表第j个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源利用率，代表第i个宏小区中的所有用户设备的物理资源利用率，α代表允许的最大ABS密度，β代表允许的最小ABS密度和ω为预定义系数，MIN表示取最小值，MAX表示取最大值。
其中，α，β和ω为预定义参数。预定义参数可为系统参数，可由系统根据经验值预先设定。例如如果所计算的新ABS密度为β，则代表期望的ABS密度极低。在计算得到新ABS密度之后，干扰协调模块根据新ABS密度选择对应的新ABS模式。
在步骤S640中，中央协作节点62中的干扰协调模块通过例如X2接口向宏基站61发送新ABS模式。
在步骤S650中，中央协作节点62中的干扰协调模块通过例如X2接口向小基站60发送新ABS模式。
宏基站61中的所有宏小区可采用统一的ABS密度和模式，这样有益于小小区测量和汇报常规子帧和ABS的信道状态信息，可用于判断用户是否是位于CRE区域内的边缘用户。
在上述图4-6中所示出的实施例中，ABS密度和ABS模式之间有映射关系，也即ABS密度对应一个唯一的ABS模式。本领域技术人员应该理解的是，在宏基站或中央协作节点动态地计算了新ABS密度以后，在X2接口所传输的是代表新ABS密度信息的ABS模式信息。
图7示出了根据本发明的实施例的在异构网络中动态协作资源分配的装置示意图。装置700例如可以是或者可以实现在上文结合图4-6所描述的实施方式中的干扰协作模块。
如图7所示，装置700包括收集单元710，其用于收集直接参数集、间接参数集和当前ABS模式或密度，该直接参数集中的参数用于动态地计算新ABS密度；计算单元720，其用于根据直接参数集，当前ABS模式或密度和预定义参数，动态地计算所述新ABS密度，并根据所述新ABS密度选择相应的新ABS模式；以及发射单元730，其用于发射新ABS模式。该计算单元还720包括根据公式(1)计算新ABS密度ABSnew，其中K代表宏基站中的所有小小区的个数，M代表所述宏基站中的所有宏小区的个数，代表第j个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源利用率，代表第i个宏小区中的所有用户设备的物理资源利用率，α代表允许的最大ABS密度，β代表允许的最小ABS密度，ω为预定义系数，MIN表示取最小值，MAX表示取最大值。
为了评估动态协作资源分配的方法的技术效果，针对3GPP TR36.814中定义的FTP流量模型2的两个典型场景(突发业务模型)进行了仿真：
场景A：宏小区轻负载和小小区重负载，宏小区中有10个用户设备，每个小小区中有50个用户设备；
场景B：宏小区重负载和小小区轻负载，宏小区中有50个用户设备，每个小小区中有10个用户设备。
假定ABS的初始密度分别为12.5％，25％，37.5％和50％其中之一，分别对应4种仿真初始场景，对比采用静态和动态优化算法的系统性能。仿真采用动态评估方法，也即，在上一轮中计算得到的ABS密度结果将被直接应用在新一轮迭代过程中，直到最后的ABS密度收敛，不再进行调整，表明系统进入稳定状态。
不失一般性地，仿真场景假定为：宏基站是7站21扇区规则分布，在每个宏小区覆盖范围内放置2个小基站。中心频率位2600MHz，系统带宽为10MHz，TD-LTE系统采用上下行子帧配置1，特殊子帧配置5，采用发送分集传输模式。宏基站总发射功率为46dBm，小基站发射功率为30dBm。宏基站与小基站间最小距离为75米，小基站之间最小距离为40米。仿真采用FTP文件下载业务模型，其中每个文件大小固定为200K字节，文件到达间隔服从均值为2秒的指数分布。
图8示出了基于场景A的ABS密度随时间变化曲线。尽管ABS初始密度不同，经过若干次迭代(不超过3次)，优化的ABS密度为50％。如图8所示，本发明所提出的方案能够确保算法的收敛性。
表2基于场景A的不同初始ABS密度小区吞吐量增益
(静态分配与动态协作资源分配算法相比)
如表2所示，对于不同的ABS初始密度的情况，本发明的动态协作资源分配方案的性能均优于静态方案，增益大小与初始ABS密度配置值、小区业务量、用户的分布相关。由于本发明的方案能够获得ABS密度和业务负载之间更好的折衷，因而动态协作资源分配具有更高的平均用户吞吐量，更高的小区边缘吞吐量和更短的文件下载时间。在场景A中，动态协作资源分配方案虽然在宏小区有性能损失，但是在小小区中具有更高的性能增益，而且对整个网络(包括宏小区和小小区)的所有用户设备都能带来性能增益。
图9示出了基于场景B的ABS密度随时间变化曲线。尽管ABS初始密度不同，经过若干次迭代优化(不超过1次)，最终最优的ABS密度为12.5％。如图9所示，在极端用户分布的场景B中，本发明所提出的方案依然能够保证算法收敛性。基于该结果，如果将基于场景B的ABS密度静态地配置为25％，37.5％或50％，明显不适用于场景B的应用场景。
表3基于场景B的不同初始ABS密度小区吞吐量增益
(静态分配与动态分配算法相比)
基于场景B的静态配置ABS密度，宏小区在常规子帧的负载非常高，而在那些用于小小区的边缘用户设备的ABS子帧的负载比较轻，特别是在ABS密度25％、37.5％或50％的情况下。对于场景B来说，倾向于降低ABS密度，因而最合适的ABS密度为12.5％。对于初始密度25％，37.5％或50％，本发明的动态协作资源分配方案能够在一次迭代后将ABS密度调整至12.5％，达到优化目标。
和场景A类似，通过周期性地调整ABS密度，基于场景B的本发明的动态方案能够获得比静态分布方案更高的平均吞吐量，更高的小区边缘用户吞吐量和更短的文件下载时间。在场景B中，虽然动态方案对小小区的性能带来了一定损失，但是给宏小区带来了更高的性能增益，并总体上获得了整个网络(包括宏小区和小小区)的性能增益。当静态配置的ABS密度和最优ABS密度的差别更大时，系统整体性能增益更为明显。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (16)

1.一种在异构网络中动态协作资源分配的方法，所述方法包括由干扰协调模块执行的以下步骤：
A.收集直接参数集，间接参数集和当前ABS密度或模式，所述直接参数集中的参数用于动态地计算新ABS密度；
B.根据所述直接参数集，所述当前ABS密度和预定义参数，动态地计算所述新ABS密度，并根据所述新ABS密度选择相应的新ABS模式；以及
C.发送所述新ABS模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B还包括根据
计算新ABS密度ABSnew，其中K代表宏基站中的所有小小区的个数，M代表所述宏基站中的所有宏小区的个数，代表第j个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源利用率,代表第i个宏小区中的所有用户设备的物理资源利用率，α代表允许的最大ABS密度，β代表允许的最小ABS密度，ω为预定义系数，MIN表示取最小值，MAX表示取最大值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直接参数集包括各个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源利用率、各个宏小区中的所有用户设备的物理资源利用率、小小区的个数和宏小区的个数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述间接参数集包括各个小小区的切换偏置量、所述当前ABS密度和无线承载的业务质量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述各个小小区的切换偏置量间接地对相应的小小区的覆盖扩展区域内服务的边缘用户设备的数目产生影响。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述无线承载的业务质量间接地对相应的物理资源利用率计算产生影响。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定义参数包括α，β和ω。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述干扰协调模块位于宏基站或中央协作节点中，所述中央协作节点和所述宏基站之间有X2接口。
9.一种在异构网络中动态协作资源分配的装置，所述装置包括：
收集单元，其用于收集直接参数集、间接参数集和当前ABS模式或密度，所述直接参数集中的参数用于动态地计算新ABS密度；
计算单元，其用于根据所述直接参数集，所述当前ABS模式或密度和预定义参数，动态地计算所述新ABS密度，并根据所述新ABS密度选择相应的新ABS模式；以及
发射单元，其用于发射所述新ABS模式。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述计算单元还包括根据
计算新ABS密度ABSnew，其中K代表宏基站中的所有小小区的个数，M代表所述宏基站中的所有宏小区的个数，代表第j个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源利用率,代表第i个宏小区中的所有用户设备的物理资源利用率，α代表允许的最大ABS密度，β代表允许的最小ABS密度，ω为预定义系数，MIN表示取最小值，MAX表示取最大值。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述直接参数集包括各个小小区的覆盖扩展区域中的所有用户设备的物理资源利用率、各个宏小区中的所有用户设备的物理资源利用率、小小区的个数和宏小区的个数。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述间接参数集包括各个小小区的切换偏置量、所述当前ABS模式或密度和无线承载的业务质量。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述各个小小区的切换偏置量间接地对相应的小小区的覆盖扩展区域内服务的边缘用户设备的数目产生影响。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述无线承载的业务质量间接地对相应的物理资源利用率计算产生影响。
15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述预定义参数包括α，β和ω。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置位于宏基站或中央协作节点中，所述中央协作节点和所述宏基站之间有X2接口。
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