CN108023664B - 干扰协调方法和系统、基站、用户终端和频谱分配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种干扰协调方法和系统、基站、用户终端和频谱分配装置。本发明超密集组网的干扰协调方法包括：用户终端广播使用喷泉码编码后的上行信号，以便多个基站接收到所述上行信号；所述多个基站联合收集、解码接收到的所述上行信号。本发明的基站和用户终端通过采用喷泉码进行数据传输，使得数据传输不再需要接收端对每一个接收到的数据包都发送相应的ACK消息来确认，同时也消除了数据重传的必要性，由此大大降低了系统开销。

Description

干扰协调方法和系统、基站、用户终端和频谱分配装置

技术领域

本发明涉及移动与无线通信领域，特别涉及一种干扰协调方法和系统、基站、用户终端和频谱分配装置。

背景技术

未来5G网络要支持业务量1000倍量级的增长，核心技术是部署超密集网络，通过增加低功率站点数量，减小小区半径，以提高单位面积的传输能力，提升系统容量。超密集网络场景下，站点部署密度增加，站点之间距离减少，将导致更严重的小区间干扰。在小区边缘，用户速率和体验难以有效提升。并且由于邻近站点增加，可能存在多个强度接近的干扰源，使干扰情况更为复杂。如何通过站点协作，避免小区间干扰，是超密集网络需解决的一个重要问题。

小区间干扰协调(ICIC)的基本思想是小区间按照一定的规则和方法，协调资源的调度和分配，以降低小区间干扰。基站可以根据用户在小区中所处的位置采用相应的调度策略。将频率资源分为若干个复用集，小区中心用户可以采用较低的功率发射和接收，即使占用相同的频率也不会造成较强的小区间干扰，因此被分配在复用系数为1的复用集；小区边缘的用户需要采用较高的功率发送和接收，有可能造成较强的小区间干扰，因此被分配在频率复用系数为N的复用集。ICIC则通过对频域资源和功率资源在多小区之间协调使用，有效避免或降低小区间干扰，干扰抑制效果好且易于实现。在工业界，IEEE 802.16m标准和3GPP LTE标准已经明确要求把ICIC技术作为一项基本的系统功能。

从频域资源进行ICIC的基本思想是把频率分为若干段，其中边缘部分采用和邻小区不同的频率，频率复用因子>1，在小区中心采用频率复用因子更低的方式，实现部分频率复用(FFR，Fractional frequency reuse)或软频率复用(SFR，soft frequency reuse)。如图1所示，为传统小区间干扰协调的示意图。

部分频率复用FFR是指某些子频带上的频率复用因子为1，而另外一些子频带上的频率复用因子大于1。基站根据分配的频段结合调度算法调度中心用户和边缘用户的使用频段。对于上行和下行来说，都是基站调度，没有本质的差别。从功率分配的角度看，有一个子频带被所有小区等功率使用(即，频率重用因子为1)，而其余子频带的功率分配在相邻小区间协调，从而在每个小区创造一个小区间干扰较低的子频带，成为小区边缘频带。

软频率复用SFR是指每个小区使用整个频带，但根据特定的频率复用方案，在各个子频带上有2种不同的功率分配方法，即某个特定的子频带上发射功率被减小，其余子频带上使用相等的全功率发射；某个特定的子频带上使用全功率发射，其余子频带上发射功率被减小。总体来说，SFR与频率复用因子为1的情况相同，可使用所有可用频率资源传输，但与前者不同的是，不同子频带上的平均SINR不再完全相同：每个小区全功率发射的子频带上的SINR会维持不变或提高，而发射功率被减小的子频带上的SINR则会减小。

在现有技术方案中，数据传输需要接收端对每一个接收到的数据包都发送相应的ACK消息来确认，若没有收到，则需要进行数据重传，由此造成很大的系统开销。

发明内容

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种超密集组网的干扰协调方法和系统、基站、用户终端和频谱分配装置，基于喷泉码进行协作传输，大大降低了系统开销。

根据本发明的一个方面，提供一种超密集组网的干扰协调方法，包括：

用户终端广播使用喷泉码编码后的上行信号，以便多个基站接收到所述上行信号；

所述多个基站联合收集、解码接收到的所述上行信号。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

用户终端的多个协作站点发送不同的使用喷泉码进行编码后的下行信号给用户终端，其中所述协作站点为与用户终端进行协作传输的基站；

用户终端将所述从不同基站接收到的下行信号合并，继而解码得到完整的下行消息。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

按照基于喷泉码协作传输的目标频谱调度策略，对用户终端和基站进行频谱分配。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

对信道分配优化问题求解，以获取目标频谱调度策略，其中，所述信道分配优化问题为：获取在满足预定约束条件使得网络总效用最大的频谱调度策略，作为目标频谱调度策略，其中所述预定约束条件为：(1)当一个基站BS_n同时为第一用户终端UE_i和第二用户终端UE_j提供协作传输时，第一用户终端UE_i的其它任一协作站点、第二用户终端UE_j的其它任一协作站点以及基站BS_n，三者不能同时使用同一频点的信道s，其中所述协作站点为与用户终端进行协作传输的基站；(2)每个基站分配给其所服务的多个用户终端的信道是正交的。

在本发明的一个实施例中，所述对信道分配优化问题求解包括：

采用压缩搜索空间的信道分配遗传算法对信道分配优化问题进行求解。

在本发明的一个实施例中，所述采用压缩搜索空间的信道分配遗传算法对信道分配优化问题进行求解包括：

将频谱分配策略作为染色体，生成初始种群；

根据约束条件调整染色体；

获取当前种群每个染色体的适应度；

根据适应度降序排列染色体，选择预定比例的染色体进行交叉和变异操作；

判断当前遗传代数是否达到预定义的最大遗产代数；

若当前遗传代达到预定义的最大遗产代数，则将当前频谱分配策略作为目标频谱分配策略；

否则，若当前遗传代未达到预定义的最大遗产代数，则执行根据约束条件调整染色体的步骤。

根据本发明的另一方面，提供一种用户终端，包括上行信号编码模块和广播模块，其中：

上行信号编码模块，用于使用喷泉码编码对上行信号进行编码；

广播模块，用于广播喷泉码编码后的上行信号，以便多个基站接收到所述上行信号，并联合收集、解码接收到的所述上行信号。

在本发明的一个实施例中，所述用户终端还包括合并解码模块，其中：

合并解码模块，用于将从不同基站接收到的下行信号合并，继而解码得到完整的下行消息，其中，用户终端的多个协作站点发送不同的使用喷泉码进行编码后的下行信号给用户终端，其中所述协作站点为与用户终端进行协作传输的基站。

根据本发明的另一方面，提供一种基站，包括接收模块和收集解码模块，其中：

接收模块，用于接收用户终端广播的使用喷泉码编码后的上行信号；

收集解码模块，用于与其它多个基站联合收集并解码所述上行信号。

在本发明的一个实施例中，所述基站还包括下行信号编码模块和信号发送模块，其中：

下行信号编码模块，用于使用喷泉码对下行信号进行编码；

信号发送模块，用于将喷泉码编码后的下行信号发送给用户终端，以便用户终端将从不同基站接收到的不同下行信号合并，继而解码得到完整的下行消息。

根据本发明的另一方面，提供一种频谱分配装置，包括信道频谱分配模块，其中：

信道频谱分配模块，用于按照基于喷泉码协作传输的目标频谱调度策略，对用户终端和基站进行信道频谱分配。

在本发明的一个实施例中，所述频谱分配装置还包括调度策略获取模块，其中：

调度策略获取模块，用于对信道分配优化问题求解，以获取目标频谱调度策略，其中，所述信道分配优化问题为：获取在满足预定约束条件使得网络总效用最大的频谱调度策略，作为目标频谱调度策略，其中所述预定约束条件为：(1)当一个基站BS_n同时为第一用户终端UE_i和第二用户终端UE_j提供协作传输时，第一用户终端UE_i的其它任一协作站点、第二用户终端UE_j的其它任一协作站点以及基站BS_n，三者不能同时使用同一频点的信道s，其中所述协作站点为与用户终端进行协作传输的基站；(2)每个基站分配给其所服务的多个用户终端的信道是正交的。

在本发明的一个实施例中，调度策略获取模块用于采用压缩搜索空间的信道分配遗传算法对信道分配优化问题进行求解，以获取目标频谱调度策略。

在本发明的一个实施例中，调度策略获取模块包括染色体确定模块、染色体调整模块、适应度获取模块、交叉变异模块和遗传代数判断模块，其中：

染色体确定模块，用于将频谱分配策略作为染色体，生成初始种群；

染色体调整模块，用于根据约束条件调整染色体；

适应度获取模块，用于获取当前种群每个染色体的适应度；

交叉变异模块，用于根据适应度降序排列染色体，选择预定比例的染色体进行交叉和变异操作；

遗传代数判断模块，用于判断当前遗传代数是否达到预定义的最大遗产代数；在当前遗传代达到预定义的最大遗产代数的情况下，将当前频谱分配策略作为目标频谱分配策略；以及在当前遗传代未达到预定义的最大遗产代数的情况下，指示染色体调整模块执行根据约束条件调整染色体的操作。

根据本发明的另一方面，提供一种超密集组网的干扰协调系统，包括如上述任一实施例所述的用户终端、以及如上述任一实施例所述的基站。

在本发明的一个实施例中，所述系统还包括如上述任一实施例所述的频谱分配装置。

本发明通过采用喷泉码进行数据传输，使得数据传输不再需要接收端对每一个接收到的数据包都发送相应的ACK消息来确认，同时也消除了数据重传的必要性，由此大大降低了系统开销。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为传统小区间干扰协调一个实施例的示意图。

图2为本发明一个实施例中基于喷泉码技术进行协作传输的示意图。

图3为本发明超密集组网的干扰协调方法第一实施例的示意图。

图4为本发明超密集组网的干扰协调方法第二实施例的示意图。

图5为本发明超密集组网的干扰协调方法第三实施例的示意图。

图6为本发明一个实施例中喷泉码协作传输的频谱调度约束条件的示意图。

图7为本发明一个实施例中采用压缩搜索空间的信道分配遗传算法对信道分配优化问题进行求解的示意图。

图8为本发明基于喷泉码协作传输的用户终端一个实施例的示意图。

图9为本发明基于喷泉码协作传输的基站一个实施例的示意图。

图10为本发明基于喷泉码协作传输的信道频谱分配模块一个实施例的示意图。

图11为本发明一个实施例中调度策略获取模块的示意图。

图12为本发明超密集组网的干扰协调系统第一实施例的示意图。

图13为本发明超密集组网的干扰协调方法第二实施例的示意图。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图2为本发明基于喷泉码技术进行协作传输的示意图。本发明采用基于喷泉码技术进行协作传输，进行小区间干扰协调，具体为联合利用无线信道的广播特性和喷泉码特性进行协作传输。喷泉码的特性是接收端只需要接收到任意N个发送端发送的数据包即可解码得到大小为K的原始数据。这里，N只需要比K稍微大一些，而且数据包的接收顺序也不重要。

图3为本发明超密集组网的干扰协调方法第一实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明超密集组网的干扰协调系统执行。如图3所示，本发明超密集组网的干扰协调方法可以包括以下步骤：

步骤301，在上行传输方向，用户终端广播使用喷泉码编码后的上行信号(符号)，以便多个基站接收到所述上行信号。

步骤302，所述多个基站联合收集、解码接收到的所述上行信号。

例如：图2实施例中用户终端UE₃将使用喷泉码编码后的上行信号，广播给基站BS₁、BS₂和BS₃，基站BS₁、BS₂和BS₃接收所述上行信号，联合收集、并解码接收到的所述上行信号。

图4为本发明超密集组网的干扰协调方法第二实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明超密集组网的干扰协调系统执行。本发明超密集组网的干扰协调方法，在包括如图3实施例的方法之外，还可以包括以下步骤：

步骤401，用户终端的多个协作站点发送不同的使用喷泉码进行编码后的下行信号给用户终端，其中所述协作站点为与用户终端进行协作传输的基站。

步骤402，用户终端将所述从不同基站接收到的下行信号合并，继而解码得到完整的下行消息。

例如：图2实施例中的基站BS₁、BS₂和BS₃分别发送不同的、使用喷泉码进行编码后的下行信号给用户终端UE₃，用户终端UE₃将从不同基站BS₁、BS₂和BS₃接收到的不同下行信号进行合并，继而解码所述不同下行信号得到完整的下行消息。

基于本发明上述实施例提供的适用于超密集组网的干扰协调方法，基于喷泉码技术进行协作传输。本发明上述实施例具有两个主要的优点。首先，喷泉码的使用使得数据传输不再需要接收端对每一个接收到的数据包都发送相应的ACK消息来确认，同时也消除了数据重传的必要性，由此大大降低了系统开销。第二个优点是多个协作基站收发编码符号能够带来空间分集增益。

图5为本发明超密集组网的干扰协调方法第三实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明超密集组网的干扰协调系统执行。本发明超密集组网的干扰协调方法，在包括如图3和/或图4实施例的方法之外，还可以包括以下步骤：

步骤501，对信道分配优化问题求解，以获取目标频谱调度策略，其中，所述信道分配优化问题为：获取在满足预定约束条件使得网络总效用最大的频谱调度策略，作为目标频谱调度策略。

假设超密集网络有N个基站，基站集合为N＝{1,2,…,N}；K个用户，用户集合为K＝{1,2,…,K}；S个频域信道，信道集合为S＝{1,2,…,S}。

基站n的信道分配矩阵为

其中

表示BS_n分配信道s给UE_k。

信道效用矩阵如公式(1)所示：

Θ＝{θ_k,s}_K×S,k∈K,s∈S (1)

其中，θ_k,s表示UE_k在信道s上获得的效用，该效用可定义为信道容量，或定义为其它效用。UE_k在所有分配到的信道上获得的总效用如公式(2)所示：

使网络总效用最大的信道分配如公式(3)所示：

在传统的ICIC频谱复用机制中，有两个约束条件：

1、对于小区边缘用户，不同站点分配的信道是正交的，

考虑到

也可以表示为

2、每个站点分配给多个用户的信道是正交的，

即

而基于喷泉码协作传输的频谱分配，放松了第一个约束条件的限制，协作站点可以在相同时频资源上为同一UE传输数据。但协作机制也要受一定限制。所述预定约束条件为：当一个基站BS_n同时为第一用户终端UE_i和第二用户终端UE_j提供协作传输时，第一用户终端UE_i的其它任一协作站点、第二用户终端UE_j的其它任一协作站点以及基站BS_n，三者不能同时使用同一频点的信道s，否则会导致BS_n、UE_i或UE_j在频点s上传输的编码符号(编码信号)不能区分，其中所述协作站点为与用户终端进行协作传输的基站。

所述预定约束条件可以通过公式(4)表示。

例如：图6实施例中的基站BS₄同时为用户终端UE₃和UE₅提供协作传输时，则UE₃的其它任一协作站点(例如BS₁和BS₂)、UE₅的其它任一协作站点(例如BS₃)以及基站BS₄三者不能同时使用同一频点的信道s。如图6所示，BS₄使用信道s1和s2、BS₁和BS₂使用信道s、BS₃使用信道s，从而满足了所述预定约束条件。

而频谱调度策略可通过对下述优化问题(信道分配优化问题)的求解得到。

givenΘ＝{θ_k,s},B＝{β_k,n|β_k,n∈{0,1}}

where k∈K,n∈N,s∈S

上述信道分配优化问题是经典的0/1整数规划问题，是NP困难问题，其中，NP困难问题指的是：对于一个判定问题A，如果所有的NP问题都可以多项式时间规约到A，那么这个问题就是NP困难问题。

本发明可以采用多个算法可用于求解该类问题，例如：图着色论，贪婪算法，遗传算法等。

在本发明的一个实施例中，步骤501可以包括：采用压缩搜索空间的信道分配遗传算法对信道分配优化问题进行求解。

步骤502，按照基于喷泉码协作传输的目标频谱调度策略，对用户终端和基站进行频谱分配。

本发明上述实施例针对现有技术中超密集组网密集部署存在的小区间严重干扰、小区边缘用户性能陡降的问题，提出一种基于喷泉码传输的频谱调度策略，进行小区间干扰协调，从而降低小区间干扰，提高了频谱利用率，并能简化站点间协作的控制，有助于提升用户体验和网络性能。

本发明上述实施例基于喷泉码传输进行频谱调度，相邻小区可以在小区边缘使用相同的时频资源进行协作传输，不要求频率正交，从而减小了小区边缘的干扰；提高了频谱利用率；并且在应用载波聚合时，放松对频谱调度策略的约束，不要求协作小区的小区边缘频点正交，有利于进行载波聚合操作。

图7为本发明一个实施例中采用压缩搜索空间的信道分配遗传算法对信道分配优化问题进行求解的示意图。

本发明提出了压缩搜索空间的信道分配遗传算法，具体如下。

BS和UE的协作传输矩阵定义如公式(5)所示：

B＝{β_k,n|β_k,n∈{0,1},n∈N,k∈K}_K×N (5)

其中，β_k,n＝1表示BS_n是为UE_k提供传输的站点。K_n表示BSn服务的UE集合，K_n＝{k|β_k,n＝1,k∈K,n∈N}；N_k表示为UEk提供传输的站点集合，N_k＝{n|β_k,n＝1,k∈K,n∈N}。

定义目标函数为适应度函数，如公式(6)所示：

频谱分配策略Λ作为染色体，包括很多0元素作为基因。定义B′＝{(k,n)|βk_,n＝1}其中，B′中的元素按k，n升序排列。

则

其中||K_n||₀代表K_n的0范数.为了减小搜索空间，使用Λ′＝{Λ_n′}代替Λ作为染色体，矩阵大小为

行S列。

定义Λ′每一列作为子染色体，包含

个基因，每个染色体包括S个子染色体.

如图7所示的用压缩搜索空间的信道分配遗传算法可以包括：

步骤1，建立染色体结构。

给出Θ＝{θ_k,s}_K×S，B＝{β_k,n|β_k,n∈{0,1}}_K×N。染色体长度设为K′×S，种群大小设为SIZE_population，选择概率设为P_se，t交叉概率设为P_cr，变异概率设为P_mu。通常，P_cr∈[0.65,0.90]，P_mu∈(0.001,0.01)。

步骤2，生成初始种群。

基于二进制编码机制，随机生成初始种群，大小SIZE_population。

步骤3，根据约束调整染色体。

对于所有子染色体，映射该子染色体的第x个bit到

其中(k,n)是B′的第x个元素，

搜索B′中(k,n)，检查约束

和

是否满足。

步骤4，计算当前种群每个染色体的适应度。

步骤5，根据适应度降序排列染色体，选择预定比例的染色体进行交叉和变异操作。

根据适应度降序排列染色体，选择前P_se的染色体。最大适应度的染色体保留在新种群中。复制选择的染色体，代替没被选择的染色体。对于单个具体的子染色体进行交叉和变异操作。

交叉操作中，按概率P_cr选择父代，通过联合任意两个父代的值创建新的子染色体。

变异操作中，按概率P_mu在子染色体中进行1，0互变。将所有子染色体的新一代联合，作为染色体的新一代。

步骤6，判断当前遗传代数是否达到预定义的最大遗产代数。若当前遗传代达到预定义的最大遗产代数，则将当前频谱分配策略作为目标频谱分配策略；否则，若当前遗传代未达到预定义的最大遗产代数，则执行步骤3。

本发明上述实施例采用压缩搜索空间的信道分配遗传算法对信道分配优化问题进行求解，压缩了搜索空间，提高了求解效率，并且算法复杂度低；对信道分配优化问题的求解更加精确，从而进一步优化了喷泉码传输的频谱调度策略，进而进一步减小了小区边缘的干扰，进一步提高了频谱利用率。

图8为本发明基于喷泉码协作传输的用户终端一个实施例的示意图。如图8所示，所述用户终端可以包括上行信号编码模块81和广播模块82，其中：

上行信号编码模块81，用于使用喷泉码编码对上行信号进行编码。

广播模块82，用于广播喷泉码编码后的上行信号，以便多个基站接收到所述上行信号，并联合收集、解码接收到的所述上行信号。

在本发明的一个实施例中，如图8所示，所述用户终端还可以包括合并解码模块83，其中：

合并解码模块83，用于将从不同基站接收到的下行信号合并，继而解码得到完整的下行消息，其中，用户终端的多个协作站点发送不同的使用喷泉码进行编码后的下行信号给用户终端，其中所述协作站点为与用户终端进行协作传输的基站。

基于本发明上述实施例提供的用户终端，与作为协作站点的基站基于喷泉码技术进行协作传输。本发明上述实施例具有两个主要的优点。首先，喷泉码的使用使得数据传输不再需要接收端对每一个接收到的数据包都发送相应的ACK消息来确认，同时也消除了数据重传的必要性，由此大大降低了系统开销。第二个优点是多个协作基站收发编码符号能够带来空间分集增益。

图9为本发明基于喷泉码协作传输的基站一个实施例的示意图。如图9所示，所述基站可以包括接收模块91和收集解码模块92，其中：

接收模块91，用于接收用户终端广播的使用喷泉码编码后的上行信号。

收集解码模块92，用于与其它多个基站联合收集并解码所述上行信号。

在本发明的一个实施例中，如图9所示，所述基站还可以包括下行信号编码模块93和信号发送模块94，其中：

下行信号编码模块93，用于使用喷泉码对下行信号进行编码。

信号发送模块94，用于将喷泉码编码后的下行信号发送给用户终端，以便用户终端将从不同基站接收到的不同下行信号合并，继而解码得到完整的下行消息。

基于本发明上述实施例提供的多个基站，与用户终端基于喷泉码技术进行协作传输。本发明上述实施例具有两个主要的优点。首先，喷泉码的使用使得数据传输不再需要接收端对每一个接收到的数据包都发送相应的ACK消息来确认，同时也消除了数据重传的必要性，由此大大降低了系统开销。第二个优点是多个协作基站收发编码符号能够带来空间分集增益。

图10为本发明基于喷泉码协作传输的信道频谱分配模块一个实施例的示意图。如图10所示，所述频谱分配装置可以包括信道频谱分配模块11，其中：

信道频谱分配模块11，用于按照基于喷泉码协作传输的目标频谱调度策略，对用户终端和基站进行信道频谱分配。

在本发明的一个实施例中，如图10所示，所述频谱分配装置还包括调度策略获取模块12，其中：

调度策略获取模块12，用于对信道分配优化问题求解，以获取目标频谱调度策略，其中，所述信道分配优化问题为：获取在满足预定约束条件使得网络总效用最大的频谱调度策略，作为目标频谱调度策略，其中所述预定约束条件为：(1)当一个基站BS_n同时为第一用户终端UE_i和第二用户终端UE_j提供协作传输时，第一用户终端UE_i的其它任一协作站点、第二用户终端UE_j的其它任一协作站点以及基站BS_n，三者不能同时使用同一频点的信道s，其中所述协作站点为与用户终端进行协作传输的基站；(2)每个基站分配给其所服务的多个用户终端的信道是正交的。

在本发明的一个实施例中，调度策略获取模块12具体可以用于采用压缩搜索空间的信道分配遗传算法对信道分配优化问题进行求解，以获取目标频谱调度策略。

本发明上述实施例针对现有技术中超密集组网密集部署存在的小区间严重干扰、小区边缘用户性能陡降的问题，提出一种基于喷泉码传输的频谱调度策略，进行小区间干扰协调，从而降低小区间干扰，提高了频谱利用率，并能简化站点间协作的控制，有助于提升用户体验和网络性能。

本发明上述实施例基于喷泉码传输进行频谱调度，相邻小区可以在小区边缘使用相同的时频资源进行协作传输，不要求频率正交，从而减小了小区边缘的干扰；提高了频谱利用率；并且在应用载波聚合时，放松对频谱调度策略的约束，不要求协作小区的小区边缘频点正交，有利于进行载波聚合操作。

图11为本发明一个实施例中调度策略获取模块的示意图。如图11所示，图10实施例的调度策略获取模块12可以包括染色体确定模块121、染色体调整模块122、适应度获取模块123、交叉变异模块124和遗传代数判断模块125，其中：

染色体确定模块121，用于将频谱分配策略作为染色体，生成初始种群。

染色体调整模块122，用于根据约束条件调整染色体。

适应度获取模块123，用于获取当前种群每个染色体的适应度。

交叉变异模块124，用于根据适应度降序排列染色体，选择预定比例的染色体进行交叉和变异操作。

遗传代数判断模块125，用于判断当前遗传代数是否达到预定义的最大遗产代数；在当前遗传代达到预定义的最大遗产代数的情况下，将当前频谱分配策略作为目标频谱分配策略；以及在当前遗传代未达到预定义的最大遗产代数的情况下，指示染色体调整模块122执行根据约束条件调整染色体的操作。

本发明上述实施例采用压缩搜索空间的信道分配遗传算法对信道分配优化问题进行求解，压缩了搜索空间，提高了求解效率，并且算法复杂度低；对信道分配优化问题的求解更加精确，从而进一步优化了喷泉码传输的频谱调度策略，进而进一步减小了小区边缘的干扰，进一步提高了频谱利用率。

图12为本发明超密集组网的干扰协调系统第一实施例的示意图。如图12所示，所述系统可以包括用户终端8和基站9，其中：

用户终端8，可以为如本发明上述任一实施例(例如图8实施例)所述的用户终端。

基站9，可以为如本发明上述任一实施例(例如图9实施例)所述的基站。

本发明上述实施例中基站9为多个。

基于本发明上述实施例提供的超密集组网的干扰协调系统，用户终端8和基站9基于喷泉码技术进行协作传输。本发明上述实施例具有两个主要的优点。首先，喷泉码的使用使得数据传输不再需要接收端对每一个接收到的数据包都发送相应的ACK消息来确认，同时也消除了数据重传的必要性，由此大大降低了系统开销。第二个优点是多个协作基站收发编码符号能够带来空间分集增益。

图13为本发明超密集组网的干扰协调方法第二实施例的示意图。与图12所示实施例相比，在图13所示实施例中，所述系统还可以包括频谱分配装置1，其中：

频谱分配装置1，可以为如本发明上述任一实施例(例如图10实施例)所述的频谱分配装置。

本发明上述实施例针对现有技术中超密集组网密集部署存在的小区间严重干扰、小区边缘用户性能陡降的问题，提出一种基于喷泉码传输的频谱调度策略，进行小区间干扰协调，从而降低小区间干扰，提高了频谱利用率，并能简化站点间协作的控制，有助于提升用户体验和网络性能。

本发明上述实施例基于喷泉码传输进行频谱调度，相邻小区可以在小区边缘使用相同的时频资源进行协作传输，不要求频率正交，从而减小了小区边缘的干扰；提高了频谱利用率；并且在应用载波聚合时，放松对频谱调度策略的约束，不要求协作小区的小区边缘频点正交，有利于进行载波聚合操作。

在上面所描述的上行信号编码模块81、广播模块82、合并解码模块83、接收模块91、收集解码模块92、下行信号编码模块93、信号发送模块94、信道频谱分配模块11、调度策略获取模块12等功能单元可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

通过实施本发明上述实施例，可以得到如下有益效果：

1、本发明上述实施例提出基于喷泉码技术进行协作传输机制：利用喷泉码特性，减少了ACK消息确认和数据重传的必要性，并且多个协作基站收发编码符号带来空间分集增益。

2、本发明上述实施例提出基于喷泉码协作传输的频谱调度策略：由此改变了传统频谱分配中协作小区小区边缘的频点正交约束，相邻小区可以在小区边缘使用相同的时频资源进行协作传输，从而减小小区间干扰，提高了频谱利用率。

3、本发明上述实施例还提出了压缩搜索空间的信道分配遗传算法，求解频谱分配优化问题，由此压缩了搜索空间，提高了求解效率，并且算法复杂度低。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (12)

1.一种超密集组网的干扰协调方法，其特征在于，包括：

用户终端广播使用喷泉码编码后的上行信号，以便多个基站接收到所述上行信号；

所述多个基站联合收集、解码接收到的所述上行信号；

其中，所述超密集组网的干扰协调方法还包括：

对信道分配优化问题求解，以获取目标频谱调度策略，其中，所述信道分配优化问题为：获取在满足预定约束条件使得网络总效用最大的频谱调度策略，作为目标频谱调度策略，其中，所述预定约束条件为：(1)当一个基站BS_n同时为第一用户终端UE_i和第二用户终端UE_j提供协作传输时，第一用户终端UE_i的其它任一协作站点、第二用户终端UE_j的其它任一协作站点以及基站BS_n，三者不能同时使用同一频点的信道s，其中所述协作站点为与用户终端进行协作传输的基站；(2)每个基站分配给其所服务的多个用户终端的信道是正交的；

按照基于喷泉码协作传输的目标频谱调度策略，对用户终端和基站进行频谱分配。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

用户终端的多个协作站点发送不同的使用喷泉码进行编码后的下行信号给用户终端，其中所述协作站点为与用户终端进行协作传输的基站；

用户终端将从不同基站接收到的下行信号合并，继而解码得到完整的下行消息。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对信道分配优化问题求解包括：

采用压缩搜索空间的信道分配遗传算法对信道分配优化问题进行求解。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用压缩搜索空间的信道分配遗传算法对信道分配优化问题进行求解包括：

将频谱分配策略作为染色体，生成初始种群；

根据约束条件调整染色体；

获取当前种群每个染色体的适应度；

根据适应度降序排列染色体，选择预定比例的染色体进行交叉和变异操作；

判断当前遗传代数是否达到预定义的最大遗产代数；

若当前遗传代达到预定义的最大遗产代数，则将当前频谱分配策略作为目标频谱分配策略；

否则，若当前遗传代未达到预定义的最大遗产代数，则执行根据约束条件调整染色体的步骤。

5.一种用户终端，其特征在于，包括上行信号编码模块和广播模块，其中：

上行信号编码模块，用于使用喷泉码编码对上行信号进行编码；

广播模块，用于广播喷泉码编码后的上行信号，以便多个基站接收到所述上行信号，并联合收集、解码接收到的所述上行信号，以便频谱分配装置对信道分配优化问题求解，以获取目标频谱调度策略，按照基于喷泉码协作传输的目标频谱调度策略，对用户终端和基站进行信道频谱分配，其中，所述信道分配优化问题为：获取在满足预定约束条件使得网络总效用最大的频谱调度策略，作为目标频谱调度策略，所述预定约束条件为：(1)当一个基站BS_n同时为第一用户终端UE_i和第二用户终端UE_j提供协作传输时，第一用户终端UE_i的其它任一协作站点、第二用户终端UE_j的其它任一协作站点以及基站BS_n，三者不能同时使用同一频点的信道s，其中所述协作站点为与用户终端进行协作传输的基站；(2)每个基站分配给其所服务的多个用户终端的信道是正交的。

6.根据权利要求5所述的用户终端，其特征在于，还包括合并解码模块，其中：

合并解码模块，用于将从不同基站接收到的下行信号合并，继而解码得到完整的下行消息，其中，用户终端的多个协作站点发送不同的使用喷泉码进行编码后的下行信号给用户终端，其中所述协作站点为与用户终端进行协作传输的基站。

7.一种基站，其特征在于，包括接收模块和收集解码模块，其中：

接收模块，用于接收用户终端广播的使用喷泉码编码后的上行信号；

收集解码模块，用于与其它多个基站联合收集并解码所述上行信号，以便频谱分配装置对信道分配优化问题求解，以获取目标频谱调度策略，按照基于喷泉码协作传输的目标频谱调度策略，对用户终端和基站进行信道频谱分配，其中，所述信道分配优化问题为：获取在满足预定约束条件使得网络总效用最大的频谱调度策略，作为目标频谱调度策略，所述预定约束条件为：(1)当一个基站BS_n同时为第一用户终端UE_i和第二用户终端UE_j提供协作传输时，第一用户终端UE_i的其它任一协作站点、第二用户终端UE_j的其它任一协作站点以及基站BS_n，三者不能同时使用同一频点的信道s，其中所述协作站点为与用户终端进行协作传输的基站；(2)每个基站分配给其所服务的多个用户终端的信道是正交的。

8.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，还包括下行信号编码模块和信号发送模块，其中：

下行信号编码模块，用于使用喷泉码对下行信号进行编码；

信号发送模块，用于将喷泉码编码后的下行信号发送给用户终端，以便用户终端将从不同基站接收到的不同下行信号合并，继而解码得到完整的下行消息。

9.一种频谱分配装置，其特征在于，包括调度策略获取模块和信道频谱分配模块，其中：

调度策略获取模块，用于对信道分配优化问题求解，以获取目标频谱调度策略，其中，所述信道分配优化问题为：获取在满足预定约束条件使得网络总效用最大的频谱调度策略，作为目标频谱调度策略，其中，所述预定约束条件为：(1)当一个基站BS_n同时为第一用户终端UE_i和第二用户终端UE_j提供协作传输时，第一用户终端UE_i的其它任一协作站点、第二用户终端UE_j的其它任一协作站点以及基站BS_n，三者不能同时使用同一频点的信道s，其中所述协作站点为与用户终端进行协作传输的基站；(2)每个基站分配给其所服务的多个用户终端的信道是正交的；

信道频谱分配模块，用于按照基于喷泉码协作传输的目标频谱调度策略，对用户终端和基站进行信道频谱分配。

10.根据权利要求9所述的频谱分配装置，其特征在于，

调度策略获取模块用于采用压缩搜索空间的信道分配遗传算法对信道分配优化问题进行求解，以获取目标频谱调度策略。

11.根据权利要求10所述的频谱分配装置，其特征在于，调度策略获取模块包括染色体确定模块、染色体调整模块、适应度获取模块、交叉变异模块和遗传代数判断模块，其中：

染色体确定模块，用于将频谱分配策略作为染色体，生成初始种群；

染色体调整模块，用于根据约束条件调整染色体；

适应度获取模块，用于获取当前种群每个染色体的适应度；

交叉变异模块，用于根据适应度降序排列染色体，选择预定比例的染色体进行交叉和变异操作；

遗传代数判断模块，用于判断当前遗传代数是否达到预定义的最大遗产代数；在当前遗传代达到预定义的最大遗产代数的情况下，将当前频谱分配策略作为目标频谱分配策略；以及在当前遗传代未达到预定义的最大遗产代数的情况下，指示染色体调整模块执行根据约束条件调整染色体的操作。

12.一种超密集组网的干扰协调系统，其特征在于，包括如权利要求5或6所述的用户终端、如权利要求7或8所述的基站、和如权利要求9-11中任一项所述的频谱分配装置。

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