基于中介区域的分层异构LTE系统分数频率复用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于中介区域的分层异构LTE系统分数频率复用方法，根据需要将宏小区分为K个扇区，然后由内向外将宏小区划分为中心区域、中介区域和边缘区域，共计3K个子区域，首先对各个子区域中的宏基站用户MUE进行频谱分配，然后对各个子区域中的次级基站FBS进行频谱分配，采用本发明专利技术设置的频谱分配原则所完成的频谱分配，可以在保证频谱利用率的同时降低干扰，提高系统吞吐量。

Fractional frequency reuse method for layered heterogeneous LTE systems based on mediation regions

The invention discloses a layered heterogeneous LTE system fractional frequency reuse method based on regional intermediary, according to the needs of the macro cell is divided into K sector, and then from the inside to the outside will be divided into the macro cell center area, intermediate area and the edge area, a total of 3K sub region, the first spectrum allocation for each user MUE macro base station in the area, then the secondary FBS of each sub region in the spectrum allocation, using spectrum spectrum allocation principle of the invention is completed, can guarantee the spectrum utilization and reduce the interference and improve the system throughput.

【技术实现步骤摘要】
基于中介区域的分层异构LTE系统分数频率复用方法
本专利技术属于分层异构LTE通信
，更为具体地讲，涉及一种基于中介区域的分层异构LTE系统分数频率复用方法。
技术介绍
随着LTE系统在现实生活中的广泛部署，为了提高小区边缘用户服务质量和小区吞吐量，低传输功率的次级基站(Femto-CellBasestation,FBS)和宏基站(Macro-CellBasestation,MBS)共存的分层异构网络方案得到了广泛地应用。次级基站FBS使用移动网络运营商的授权频段，并且能够部署不同子带分别分配给宏小区和次级小区的正交模式从而避免干扰，但随之而来的代价是低网络容量和低频谱利用率。次级基站也可部署为以高跨层干扰为代价的、宏基站和次级基站共享频谱资源的共信道模式，从而改善网络吞吐量。但无论哪种模式，如何解决次级基站和宏基站之间的干扰始终是分层异构LTE网络能否成功部署的关键。分数频率复用(FractionalFrequencyReuse,FFR)技术作为一种有较高关注度和效率的正交频分多址干扰协调技术以其低复杂度、最小信令开销和高小区覆盖率而广泛应用于分层异构蜂窝网络中。分数频率复用的基本机制是将整个频谱分为多个子带，每个子带分别分配给不同的宏小区或者一个宏小区中不同的区域。这样达到的效果是宏基站和次级基站的频谱资源之间没有重叠，那么宏基站和次级基站之间的干扰也随之减少。目前主流FFR方案更加倾向于将宏小区内分为不同区域，然后根据不同区域干扰的不同而采取相应频率复用因子(FrequencyReuseFactor,FRF)的FFR方案。图1是宏小区区域划分示意图。如图1所示，目前的宏小区划分是根据距离中心宏基站距离划分为中心区域(CenterRegion,CR)和边缘区域(EdgeRegion,ER)。在中心区域和边缘区域中使用不同的频谱，这种方案降低了边缘区域用户的干扰，提升了小区边缘用户的服务质量。但是这种方案频率利用率低下，极大程度上削弱了小区负载能力和应对用户突发增加的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于中介区域的分层异构LTE系统分数频率复用方法，将宏小区区域进行扇区划分，并由内向外划分为中心区域、中介区域和边缘区域，对每个子区域中宏基站用户和次级基站进行频谱划分，在保证频谱利用率的同时降低干扰，提高系统吞吐量。为实现上述专利技术目的，本专利技术基于中介区域的分层异构LTE系统分数频率复用方法包括以下步骤：S1：在宏小区区域内，根据需要将宏小区分为K个扇区，K≥1，然后将与宏小区中心距离在[0,r1]范围内的区域作为中心区域，将与宏小区中心距离在(r1,r2]范围内的区域作为中介区域，剩余区域作为边缘区域，划分得到3K个子区域，其中r1＜r2＜R，R表示宏小区的半径；S2：对各个子区域中的宏基站用户MUE进行频谱分配，分配原则为：K个扇区的中心区域内的宏基站用户MUE统一采用一个子带，每个扇区的中介区域和边缘区域中的宏基站用户MUE采用一个子带，且与中心区域、相邻扇区的中介区域和边缘区域不同；S3：对各个子区域中的次级基站FBS进行频谱分配，分配原则为：每个扇区的中心区域和中介区域内的次级基站FBS采用与该扇区和相邻扇区内宏基站用户MUE不同的子带，每个扇区的边缘区域内的次级基站FBS采用与该扇区的边缘区域内宏基站用户MUE不同的子带。本专利技术基于中介区域的分层异构LTE系统分数频率复用方法，根据需要将宏小区分为K个扇区，然后由内向外将宏小区划分为中心区域、中介区域和边缘区域，共计3K个子区域，首先对各个子区域中的宏基站用户MUE进行频谱分配，然后对各个子区域中的次级基站FBS进行频谱分配，采用本专利技术设置的频谱分配原则所完成的频谱分配，可以在保证频谱利用率的同时降低干扰，提高系统吞吐量。附图说明图1是本专利技术基于中介区域的分层异构LTE系统分数频率复用方法的具体实施方式流程图；图2是本专利技术基于中介区域的分层异构LTE系统分数频率复用方法的具体实施方式流程图；图3是本实施例中6扇区的宏小区区域划分示意图；图4是本实施例中频谱分配示意图；图5是本实施例中19小区网络的结构图；图6是本实施例中19小区网络内宏基站用户MUE和次级基站FBS分布图；图7是不同FFR方法下目标小区中次级基站用户FUE总吞吐量随次级基站FBS数量的变化趋势图；图8是不同FFR方法下目标小区宏基站用户MUE总吞吐量随次级基站FBS数量的变化趋势图；图9是不同FFR方法下系统总吞吐量随次级基站FBS数量的变化趋势图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。实施例图2是本专利技术基于中介区域的分层异构LTE系统分数频率复用方法的具体实施方式流程图。如图2所示，本专利技术基于中介区域的分层异构LTE系统分数频率复用方法包括以下步骤：S201：宏小区区域划分：在宏小区区域内，根据需要将宏小区分为K个扇区，K≥1，然后将与宏小区中心距离在[0,r1]范围内的区域作为中心区域，将与宏小区中心距离在(r1,r2]范围内的区域作为中介区域，剩余区域作为边缘区域，其中r1＜r2＜R，R表示宏小区的半径。可见，根据本专利技术中的区域划分方法，会将宏小区划分为3K个子区域，即K个扇区，每个扇区各有一个中心区域、中介区域和边缘区域。中心区域为一个圆形区域，其半径r1的取值范围一般为0.25R≤r1≤0.5R，中介区域为一个环形区域，其内半径为r1，外半径r2的取值范围一般为0.5R＜r2≤0.75R。本实施例中以K＝6、r1＝0.45R、r2＝0.6R为例，说明本专利技术中宏小区区域划分的具体实现。图3是本实施例中6扇区的宏小区区域划分示意图。如图3所示，本实施例中将宏小区划分为6个扇区，由X1至X6表示，由内向外划分为三个区域：中心区域、中介区域和边缘区域，因此总共划分得到18个子区域。S202：宏基站用户频谱分配：子区域频谱分配主要分为宏基站用户MUE的频谱分配和次级基站FBS的频谱分配，首先进行各个子区域中宏基站用户MUE的频谱分配，然后再对次级基站进行频谱分配。由于中心区域中的宏基站用户MUE与宏基站MBS距离近，能够保证较好的服务质量，因此K个扇区的中心区域内的宏基站用户MUE统一采用一个子带。为了避免同层干扰，每个扇区的中介区域和边缘区域中的宏基站用户MUE采用一个子带，且与中心区域、相邻扇区的中介区域和边缘区域不同。图4是本实施例中频谱分配示意图。如图4所示，本实施例中将所有频谱资源划分为7个子带，分别为A、B、C、D、E、F、G。假定将A子带分配给K个扇区的中心区域内的宏基站用户MUE。然后以扇区X1为例，其中介区域和边缘区域内的宏基站用户MUE不与中心区域相同，因此采用B子带。为了与扇区X1没有频谱重叠，与扇区X1相邻的扇区X2和X6的中介区域和边缘区域内的宏基站用户MUE不能使用A、B子带，因此扇区X2和X6的中介区域和边缘区域内的宏基站用户MUE分别使用G子带和C子带，以此类推，再分配其他扇区的中介区域和边缘区域内的宏基站用户MUE使用的子带。S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于中介区域的分层异构LTE系统分数频率复用方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在宏小区区域内，根据需要将宏小区分为K个扇区，K≥1，然后将与宏小区中心距离在[0,r

【技术特征摘要】
1.一种基于中介区域的分层异构LTE系统分数频率复用方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在宏小区区域内，根据需要将宏小区分为K个扇区，K≥1，然后将与宏小区中心距离在[0,r1]范围内的区域作为中心区域，将与宏小区中心距离在(r1,r2]范围内的区域作为中介区域，剩余区域作为边缘区域，划分得到3K个子区域，其中r1＜r2＜R，R表示宏小区的半径；S2：对各个子区域中的宏基站用户MUE进行频谱分配，分配原则为：K个扇区的中心区域内的宏基站用户MUE统一采用一个子带，每个扇区的中介区域和边缘区域中的宏基站用户MUE采用一个子带，且与中心区域、相邻扇区的中介区域和边缘区域不同；S3：对各个子区域中的次级基站FBS进行频谱分配，分配原则为：每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘健，黄赐，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11