CN106412966A - 一种微基站间干扰协调的方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微基站间干扰协调的方法与系统。本发明基于链路耦合损耗门限对整个网络微基站进行分簇，两个微基站间耦合损耗低于一定门限的分入同一个簇中，否则分入不同的簇。这样，不同簇间的干扰可以忽略，而同一簇内的干扰非常严重。所述微基站间干扰协调的方法包括：S1，为簇内微基站分配正交子帧；S2，簇内微基站根据各自服务性能进行非正交子帧复用。本发明可以有效的减小簇内微基站间的干扰，同时保证网络吞吐量，解决未来5G超密集组网场景下，簇内微基站间的强干扰问题，为5G异构网络和超密集组网的实施提供有效的干扰解决方案。

Description

一种微基站间干扰协调的方法与系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种微基站间干扰协调的方法与系统。

背景技术

目前，5G网络关键技术成为移动通信的研究热点，相关研究表明，未来90％以上的负载将出现在室内或热点地区，异构网络和超密集微基站组网成为5G网络部署的两大特点。

在超密集组网中，由于微基站的密集部署，相邻微基站间存在非常严重的干扰，严重影响系统的整体性能。为了降低微基站的干扰以及便于进一步使用CoMP技术，动态TDD技术，可采用基于耦合损耗门限的动态分簇方式对微基站进行分簇管理，这种分簇方式可以使得相邻簇间的干扰几乎可以忽略，而同一个簇内微基站间的干扰会非常严重，相关研究表明当一个簇内微基站数目从2增加到4时，微基站用户平均SINR降低约6dB，当一个簇内微基站数目从4增加到6时，微基站用户平均SINR降低约8dB，如果微基站数目增加到10，则微基站用户的平均SINR会降低10dB以上，如果不能有效解决簇内微基站间的干扰，会导致网络层很大的丢包率，从而降低整体网络的服务质量和系统容量，因此解决超密集组网中簇内微基站间的干扰问题非常重要。

现有发明中存在很多干扰协调方案，大多数都是基于宏微跨层之间的干扰或者宏宏之间的干扰协调方案，包括eICIC、频分复用、波束赋形、预编码、CoMP技术等，这些技术有些计算复杂度高，有些不适合5G超密集组网场景，自适应能力差。本发明综合考虑超密集组网的场景特性及实施复杂度，提出一种有效的、实用的簇内微基站间干扰协调方案。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的微基站间干扰协调的方法与系统。

根据本发明的一个方面，提供一种微基站间干扰协调的方法，包括：

S1，为簇内微基站分配正交子帧；

S2，簇内微基站根据各自服务性能进行非正交子帧复用。

S1进一步包括：

S1.1，将时域资源划分为若干子帧；

S1.2，为簇内每一个微基站分配至少一个正交子帧。

S1进一步还包括：

S1.3，根据簇内干扰微基站情况进行全簇统一重新分配正交子帧。

S2进一步包括：

S2.1，簇内微基站根据其服务用户在其非正交子帧k上的SINR值决定对非正交子帧k的复用策略；

S2.2，簇内微基站根据其服务用户在其正交子帧p上的SINR值决定对正交子帧p的复用策略。

S2进一步还包括：

S2.3，簇内微基站接收其干扰微基站的子帧复用消息和子帧复用取消消息，按预定策略进行处理。

S2.1进一步包括：

S2.1.1，若所述微基站的服务用户在其非正交子帧k上的SINR值小于预设门限，则停止使用非正交子帧k；

S2.1.2，若所述微基站的服务用户在其非正交子帧k上的SINR值大于预设门限，则向其干扰微基站发送子帧复用请求消息；若接收到所有干扰微基站的反馈消息都是子帧允许复用消息，则复用非正交子帧k。

S2.2进一步包括：

S2.2.1，若所述微基站的服务用户在其正交子帧p上的SINR值小于预设门限，则向其干扰微基站发送子帧复用取消消息。

S2.3进一步包括：

S2.3.1，簇内微基站接收其干扰微基站的对子帧m的子帧复用消息，获取当所述干扰微基站使用子帧m时，自身的服务用户在子帧m上的SINR值；若SINR值小于预设门限，则向所述干扰微基站发送子帧复用拒绝消息，否则向所述干扰微基站发送子帧复用允许消息；

S2.3.2，簇内微基站接收其干扰微基站的对子帧m的子帧复用取消消息，则停止使用子帧k。

进一步，簇内微基站的正交子帧或复用子帧发生变化时，将更新的子帧配置信息通知其干扰微基站；簇内微基站按预定的判断规则更新其干扰微基站信息。

根据本发明的另一个方面，提供一种微基站间干扰协调的系统，包括

子帧分配模块，用于为簇内微基站分配正交子帧；

子帧复用模块，用于簇内微基站根据各自服务性能进行非正交子帧复用。

本申请提出一种有效的、实用性强的簇内微基站间干扰协调方案，可以有效的减小簇内微基站间的干扰，同时保证网络吞吐量，解决未来5G超密集组网场景下，簇内微基站间的强干扰问题，为5G异构网络和超密集组网的实施提供有效的干扰解决方案。

附图说明

图1为本发明一种微基站间干扰协调的方法流程图；

图2为根据本发明簇内微基站子帧配置示意图；

图3为根据本发明簇内微基站正交子帧配置示意图；

图4为根据本发明微基站配置示意图；

图5为本发明子帧复用实施例示意图；

图6为本发明一种微基站间干扰协调的系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明实施方式，首先基于链路耦合损耗门限对整个网络微基站进行分簇，两个微基站间耦合损耗低于一定门限的分入同一个簇中，否则分入不同的簇。这样，不同簇间的干扰可以忽略，而同一簇内的干扰非常严重。

本发明提供的一种微基站间干扰协调的方法和系统，主要用于消除同一簇内的微基站干扰，但不限于于此，其思想稍加修改也可用于解决所有存在干扰的宏宏、宏微、微微基站间的干扰消除。

如图1所示，一种微基站间干扰协调的方法，包括：

S1，为簇内微基站分配正交子帧；

S2，簇内微基站根据各自服务性能进行非正交子帧复用。

S1进一步包括：

S1.1，将时域资源划分为若干子帧；

S1.2，为簇内每一个微基站分配至少一个正交子帧。

如图2所示，为本发明微基站子帧配置示意图，将有限时间划分为若干时隙，每一个时隙为一个子帧。图2中将一段时间划分为10个时隙，即10个子帧，为簇内微基站共有的时域资源。

如图3所示，为本发明簇内微基站正交子帧配置示意图，每个微基站(SmallCell)各自维护自己的一个潜在干扰微基站列表(interference pool)。当一个微基站上电启动后，就开始扫描接收到的其周围微基站的RSRP(Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率)大小；如果接收到某一微基站的RSRP大于一定的门限RSRP_threshold值，就将该微基站加入其潜在干扰微基站列表。

簇内每一个微基站选择至少一个子帧作为自己的正交子帧，各微基站的正交子帧不可重复，已经分配给一个微基站作为正交子帧的子帧，不能再分配给另一个微基站作为正交子帧。每个微基站对自己的正交子帧具有优先使用权，对自己的服务性能有基础保障；

如图3，假设簇内有3个互为干扰微基站，分别为微基站1、微基站2和微基站3。每个微基站根据其干扰微基站列表中的微基站的正交子帧的使用情况，使用那些不重叠的子帧作为其正交子帧。不是自己正交子帧的其他子帧为非正交子帧，所述非正交子帧包括其他微基站的正交子帧，如果有未分配子帧则还包括未分配子帧。

S1进一步还包括：

S1.3，根据簇内干扰微基站情况进行全簇统一重新分配正交子帧。

如果发现其没有可供分配的正交子帧，则全簇统一重新分配正交子帧，确保整个簇内所有微基站都至少分配一个正交子帧。此情况一般发生在簇内新增了微基站时。

基于上述正交子帧的分配方案，簇内微基站可以为各自的服务用户提供相应的服务，然后可以根据其服务用户的性能来决定是否可以与其干扰微基站列表中的微基站复用那些非正交子帧。

包括两部分：

S2.1，簇内微基站根据其服务用户在其非正交子帧k上的SINR值决定对非正交子帧k的复用策略；

S2.2，簇内微基站根据其服务用户在其正交子帧p上的SINR值决定对正交子帧p的复用策略。

S2.1的具体实施为：

假设一个微基站smallcell_i当前服务一个用户SUE_i，即用户SUE_i连接到smallcell_i上，微基站smallcell_i决定对非正交子帧k的复用策略，具体复用步骤如下：

微基站smallcell_i依次计算用户SUE_i在其非正交子帧k上的SINR_i ^k值的大小，如果该值大于某一固定门限SINR_threshold，则其认为它可以复用子帧k，则发送一个子帧复用请求消息给其干扰微基站列表中所有正在使用子帧k的微基站，正在使用子帧k的微基站用Ψ_k集合表示。

当微基站smallcell_j∈Ψ_k收到smallcell_i发送的子帧复用请求消息后，计算出当smallcell_i使用子帧k时，其所服务用户SUE_j的值大小；如果小于门限SINR_threshold，则发送子帧复用拒绝消息给smallcell_i，如果大于门限SINR_threshold，则发送子帧复用允许消息给smallcell_i。

如果smallcel_il收到所有smallcell_j∈Ψ_k反馈来的消息都是子帧复用允许消息，则smallcell_i可以复用子帧k，否则不能。

S2.2的具体实施为：

微基站smallcel_il计算其服务用户在所有子帧p上的SINR值大小，一旦出现所服务用户SUE_i在子帧p上的SINR值小于预定门限SINR_threshold，则先判断该子帧p是不是其正交子帧；若子帧p不是其正交子帧，则直接停止使用子帧p。

否则是其正交子帧，则发送一个子帧复用取消消息给当前一个或多个正在复用子帧p的微基站，直到其服务用户SUE_i在子帧p上的SINR值大于预设门限SINR_threshold或者其干扰列表中没有正在复用子帧p的微基站为止。

那些收到子帧复用取消消息的微基站，立刻停止使用子帧p，因为发送子帧复用取消消息的微基站对其正交子帧p具有优先使用权。

以上S2.1和S2.2两部分按微基站自身的处理可表示为：

对非正交子帧k：

S2.1.1，若所述微基站的服务用户在其非正交子帧k上的SINR值小于预设门限，则停止使用非正交子帧k；

S2.1.2，若所述微基站的服务用户在其非正交子帧k上的SINR值大于预设门限，则向其干扰微基站发送子帧复用请求消息；若接收到所有干扰微基站的反馈消息都是子帧允许复用消息，则复用非正交子帧k。

还包括收到子帧复用取消消息后，停止使用非正交子帧k。

对正交子帧p：

S2.2.1，若所述微基站的服务用户在其正交子帧p上的SINR值小于预设门限，则向其干扰微基站发送子帧复用取消消息。

每一个微基站smallcell_j∈Ψ_k的正交子帧或复用子帧改变时，都会将其新的子帧配置信息通知其干扰微基站列表中的微基站，同时在子帧配置没有改变的情况下，每个微基站也会周期性地将其子帧配置情况发送给其干扰微基站列表中的微基站，即每个微基站都存储着其干扰列表中所有干扰微基站的正交及复用子帧的配置情况。如果一个微基站超过一定时间后都没有收到其干扰列表中的某一个微基站的子帧配置信息，则其认为该微基站已经关闭，并将该微基站移出其干扰微基站列表。

如图4所示，为本发明微基站配置示意图，基于图4所示的为基站配置，以图5来说明其中一个簇内微基站F对子帧1的复用过程。

步骤1：如图4所示，微基站F上电使用后，经过基于微基站间链路损耗大小分簇算法后，与微基站A、B、C、D、E分在了同一个微基站簇内。

步骤2：微基站F扫描簇内微基站A、B、C、D、E，发现接收到来自微基站A、C、E的RSRP超过了所设定的门限RSRP_threshold，则将微基站A、C、E加入其微基站干扰列表当中。

步骤3：按正交子帧分配原则，即选择那些与其微基站干扰列表中的微基站A、C、E的正交子帧不重叠的子帧做为其正交子帧，如图5中的子帧[2,5,8]作为正交子帧。

步骤4：依次检查是否可以与微基站A、C、E复用剩余的子帧[1,3,4,6,7,9,10]。

步骤4.1：复用子帧1，计算其服务用户在子帧1上的SINR大小，计算式为：

其中，式中P_sc是微基站的传输功率，Ψ_k是当前使用子帧1的干扰微基站集合，对于此时，Ψ_k＝{A,C,E}，I_j是来自微基站j的干扰，其可由下式计算：

其中中是微基站j的传输功率，和率分别表示发送天线增益和接收天线增益，P_L是路径损耗。

步骤4.2：如果计算出来的SINR_i ^k大于所设门限SINR_threshold，则其立刻发送子帧复用请求消息给Ψ_k＝{A,C,E}中的微基站。

步骤4.3：Ψ_k＝{A,C,E}中的微基站收到该子帧复用请求消息后，同样利用公式(1)计算它自己的服务用户在子帧1上的SINR大小如果大于SINR_threshold，则其反馈一个子帧复用允许消息给微基站F，否则反馈子帧复用拒绝消息给微基站F。

步骤4.4：如果微基站F收到所有微基站A、C、E的反馈消息都是子帧复用允许，则微基站F复用子帧1，否则，只要有一个反馈的消息是子帧复用拒绝，则微基站F不能使用子帧1。

重复执行步骤4.1-步骤4.4，依次判断是否可以复用剩下的子帧[3,4,6,7,9,10]，直到对所有的非正交子帧进行处理。

如图6所示，根据本发明的另一个方面，提供一种微基站间干扰协调的系统，包括

子帧分配模块，用于为簇内微基站分配正交子帧；

子帧复用模块，用于簇内微基站根据各自服务性能进行非正交子帧复用。

本发明所提供的一种微基站间干扰协调的方法和系统，可用于未来用户部署同频或异频异构网络，采用超密集组网形式部署大量微基站来解决未来室内、热点覆盖，根据微基站间的耦合损耗进行微基站分簇，簇内存在严重微小区间干扰，为了解决此种干扰，从而提高用户Qos以及网络整体性能。

本发明综合考虑网络性能以及资源利用率，微基站可以根据其干扰微基站列表中的微基站的正交子帧配置情况以及其服务用户的SINR值动态自适应的进行正交子帧和复用子帧分配，可以有效的减小簇内微基站间的干扰，同时保证网络吞吐量。

总体来说，本发明具有如下优点：

1.提供一种异构超密集组网场景下，解决簇内微基站间强干扰的新型有效的小区间干扰协调技术。

2.根据干扰微基站列表中的微基站的正交子帧配置情况，分配微基站自身的正交子帧，减少微基站间干扰；

3.根据微基站服务用户的SINR大小，自适应的复用其非正交子帧，在保证用户性能的基础上，最大化系统资源利用率，提高系统容量。

4.该技术适用超密集组网场景，可以有效的解决超密集组网情况下，簇内微基站间的干扰问题，实用性强。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微基站间干扰协调的方法，其特征在于，包括：

S1，为簇内微基站分配正交子帧；

S2，簇内微基站根据各自服务性能进行非正交子帧复用。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S1进一步包括：

S1.1，将时域资源划分为若干子帧；

S1.2，为簇内每一个微基站分配至少一个正交子帧。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，S1进一步还包括：

S1.3，根据簇内干扰微基站情况进行全簇统一重新分配正交子帧。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S2进一步包括：

S2.1，簇内微基站根据其服务用户在其非正交子帧k上的SINR值决定对非正交子帧k的复用策略；

S2.2，簇内微基站根据其服务用户在其正交子帧p上的SINR值决定对正交子帧p的复用策略。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，S2进一步还包括：

S2.3，簇内微基站接收其干扰微基站的子帧复用消息和子帧复用取消消息，按预定策略进行处理。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，S2.1进一步包括：

S2.1.1，若所述微基站的服务用户在其非正交子帧k上的SINR值小于预设门限，则停止使用非正交子帧k；

S2.1.2，若所述微基站的服务用户在其非正交子帧k上的SINR值大于预设门限，则向其干扰微基站发送子帧复用请求消息；若接收到所有干扰微基站的反馈消息都是子帧允许复用消息，则复用非正交子帧k。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，S2.2进一步包括：

S2.2.1，若所述微基站的服务用户在其正交子帧p上的SINR值小于预设门限，则向其干扰微基站发送子帧复用取消消息。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，S2.3进一步包括：

S2.3.1，簇内微基站接收其干扰微基站的对子帧m的子帧复用消息，获取当所述干扰微基站使用子帧m时，自身的服务用户在子帧m上的SINR值；若SINR值小于预设门限，则向所述干扰微基站发送子帧复用拒绝消息，否则向所述干扰微基站发送子帧复用允许消息；

S2.3.2，簇内微基站接收其干扰微基站的对子帧m的子帧复用取消消息，则停止使用子帧k。

9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，簇内微基站的正交子帧或复用子帧发生变化时，将更新的子帧配置信息通知其干扰微基站；簇内微基站按预定的判断规则更新其干扰微基站信息。

10.一种微基站间干扰协调的系统，其特征在于，包括

子帧分配模块，用于为簇内微基站分配正交子帧；

子帧复用模块，用于簇内微基站根据各自服务性能进行非正交子帧复用。