一种正交频分网络的干扰协调方法技术

本发明专利技术公开了一种正交频分网络的干扰协调方法，本发明专利技术在现有三维天线设置下的正交频分网络中，考虑小区间采用部分频率复用情况下，采用接入点联合优化下倾角调整、载波及可用功率分配策略，可以最大化小区总吞吐量，达到更好的干扰协调目的。仿真结果表明，采用部分频率复用方案，对比采用固定下倾角的联合载波功率分配策略，本发明专利技术实施例所提的联合优化下倾角调整，载波及可用功率分配策略能有效的提升三维天线覆盖下的小区吞吐量。

【技术实现步骤摘要】
一种正交频分网络的干扰协调方法
本专利技术涉及移动通讯领域，特别涉及一种正交频分网络的干扰协调方法。
技术介绍
正交频分多址接入技术已被下一代通信广泛应用。但是，由于相邻小区复用相同的频率资源，同频干扰严重制约系统性能，尤其是小区边缘用户性能的进一步提升。因此亟需在正交频分网络中研究相应的干扰协调技术。部分频率复用策略作为一种干扰协调技术，目前得到广泛利用。采用部分频率复用策略，正交频分网络协作簇内各小区接入点在边缘用户可使用频带上选择正交频段，独立服务各自边缘用户。并且，协作簇内各小区间中心用户复用相同的频率资源。目前有一些通过波束赋型方式进行小区间干扰抑制的研究，经过调研发现，目前的波束赋型策略仅仅考虑水平维度，忽略了三维天线中的垂直维度。由于仅考虑水平维度的波束赋型策略，下倾角固定，导致系统性能的下降。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题地解决上述问题的一种正交频分网络的干扰协调方法。本专利技术提供的一种正交频分网络的干扰协调方法，包括以下步骤：生成协作簇，将所述协作簇内每个小区的用户划分为中心用户和边缘用户；所述协作簇内的各小区接入点分别生成中心用户专属下倾角和边缘用户专属下倾角；根据预设的功率约束条件、所述中心用户专属下倾角及所述边缘用户专属下倾角及分别对应的限制条件，得到所述协作簇的目标函数；根据边缘用户的数据速率分别得到各小区接入点的边缘用户载波资源和中心用户载波资源；根据所述目标函数、及所述各小区接入点的边缘用户载波资源和中心用户载波资源得到最优的分配结果，并按照所述最优的分配结果进行各小区接入点边缘用户载波资源的用户及各用户功率的分配、中心用户载波资源的用户及各用户功率的分配，并调整所述各小区接入点的中心用户专属下倾角、边缘用户专属下倾角。本专利技术有益效果如下：本专利技术实施例在现有三维天线设置下的正交频分网络中，考虑小区间采用部分频率复用情况下，采用接入点联合优化下倾角调整、载波及可用功率分配策略，可以最大化小区总吞吐量，达到更好的干扰协调目的。仿真结果表明，采用部分频率复用方案，对比采用固定下倾角的联合载波功率分配策略，本专利技术实施例所提的联合优化下倾角调整，载波及可用功率分配策略能有效的提升三维天线覆盖下的小区吞吐量。附图说明图1为本专利技术实施例正交频分网络的干扰协调方法的流程图；图2为正交频分网络的系统模型图；图3为中心用户载波资源和边缘用户载波资源的划分流程示意图。图4为本专利技术实施例步骤105的流程示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。为了提高正交频分网络的性能，本专利技术提供了一种正交频分网络的干扰协调方法，以下结合附图以及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。根据本专利技术的实施例，提供了一种正交频分网络的干扰协调方法，图1为本专利技术实施例的正交频分网络的干扰协调方法的流程图，如图1所示，根据本专利技术实施例的正交频分网络的干扰协调方法包括如下处理：步骤101：生成协作簇，将所述协作簇内每个小区的用户划分为中心用户和边缘用户。依托系统网络规划，按照规定的协作簇划分方法，完成网络中协作热点部署。具体的，将所述协作簇内每个小区的用户划分为中心用户和边缘用户包括以下步骤：在每个小区接入点的公共频带测量所有用户的参考信号接收功率RSRP，将所测RSRP高于预设门限值的用户划分为中心用户，其余的为边缘用户。步骤102：所述协作簇内的各小区接入点分别生成中心用户专属下倾角和边缘用户专属下倾角。具体的，所述协作簇内的各小区接入点分别生成中心用户专属下倾角和边缘用户专属下倾角包括以下步骤：针对任意小区的中心用户和边缘用户，通过波束赋形的方式，分别形成中心用户专属下倾角和边缘用户专属下倾角。步骤103：根据预设的功率约束条件、中心用户专属下倾角及边缘用户专属下倾角及分别对应的限制条件，得到所述协作簇的目标函数。图2为正交频分网络的系统模型图。定义θm,1、θm,2分别为第m个小区接入点的小区中心用户专属下倾角和边缘用户专属下倾角，θm＝θm,1∪θm,2。如图2所示，θm,1＝θ1、θm,2＝θ2。以边缘用户u为例，θu代表用户与接入点的夹角，其所接收的辐射信号和接入点发射波束之间夹角为：θm,2-θm,u。接入点所形成的小区中心用户专属下倾角和小区边缘用户专属下倾角只能在特定范围内调整，需要设定其调整的约束条件，在本专利技术实施例中，公式4中的C2为中心用户专属下倾角和边缘用户专属下倾角的约束条件。具体的，根据预设的功率约束条件、中心用户专属下倾角及边缘用户专属下倾角及分别对应的限制条件，得到所述协作簇的目标函数包括以下步骤：(1)假设协作簇小区中共有M个接入点，则第m个接入点中的中心用户u在第n个子载波上的信干噪比通过公式1计算得到：在公式1中，σ2代表热噪声，表示第m个接入点在第n个子载波上的发射功率，表示第m个接入点到中心用户u在第n个子载波的信道增益，θm,1表示第m个接入点中的中心用户u专属下倾角；θm，u表示第m个接入点中中心用户u专属下倾角；表示协作簇中其他小区j在第n个子载波上的功率分配情况，表示第j个接入点到中心用户u在第n个子载波的信道增益；θj，1表示第j个接入点的中心用户u专属下倾角；θj，u表示第j个接入点的中心用户u专属下倾角；(2)第m个接入点中的边缘用户u在第n个子载波上的信干噪比通过公式2计算得到：在公式2中，θm,2表示第m个接入点中的边缘用户u专属下倾角；(3)分别根据和利用公式3得到第m个接入点的中心用户和边缘用户的数据速率在公式3中，θm表示θm,1和θm,2；表示和(4)利用公式4，得到所述协作簇的目标函数；公式4；在公式4中，ωk(m,n)表示第m个接入点中占用第n个子载波的中心用户k(m,n)的调度加权因子；表示中心用户k(m,n)在第n个子载波上的数据速率；ωk(m,n')表示第m个接入点中占用第n'个子载波的边缘用户k(m,n')的调度加权因子；表示用户k(m,n')在第n'个子载波上的数据速率；分别表示第m个接入点中分配给中心用户、边缘用户接入点和总用户的载波集合，其中，C1为功率的约束条件；C2为中心用户专属下倾角和边缘用户专属下倾角的约束条件，其中Pm表示第m个接入点服务的中心用户最大发射功率，θc，θe分别表示小区中心用户和边缘用户专属下倾角调整范围上限。步骤104：根据边缘用户的数据速率分别得到各小区接入点的边缘用户载波资源和中心用户载波资源。具体的，所述协作簇内的小区采用部分频率复用的方式使用载波资源，即所述协作簇中各小区中心用户和边缘用户可使用的频段设置为正交状态；所述协作簇内各小区间中心用户复用相同的频率资源，边缘用户所使用的频带设置为正交状态。具体的，根据边缘用户的数据速率分别得到各小区接入点的边缘用户载波资源和中心用户载波资源包括以下步骤：(1)利用公式5，计算第m个接入点的所有边缘用户在载波n上的数据速率Rm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正交频分网络的干扰协调方法，其特征在于，包括以下步骤：生成协作簇，将所述协作簇内每个小区的用户划分为中心用户和边缘用户；所述协作簇内的各小区接入点分别生成中心用户专属下倾角和边缘用户专属下倾角；根据预设的功率约束条件，预设的中心用户专属下倾角、边缘用户专属下倾角及分别对应的限制条件，得到所述协作簇的目标函数；根据边缘用户的数据速率分别得到各小区接入点的边缘用户载波资源和中心用户载波资源；根据所述目标函数、及所述各小区接入点的边缘用户载波资源和中心用户载波资源得到最优的分配结果，并按照所述最优的分配结果进行各小区接入点边缘用户载波资源的用户及各用户功率的分配、中心用户载波资源的用户及各用户功率的分配，并调整所述各小区接入点的中心用户专属下倾角、边缘用户专属下倾角。

【技术特征摘要】
1.一种正交频分网络的干扰协调方法，其特征在于，包括以下步骤：生成协作簇，将所述协作簇内每个小区的用户划分为中心用户和边缘用户；所述协作簇内的各小区接入点分别生成中心用户专属下倾角和边缘用户专属下倾角；根据预设的功率约束条件，预设的中心用户专属下倾角、边缘用户专属下倾角及分别对应的限制条件，得到所述协作簇的目标函数；根据边缘用户的数据速率分别得到各小区接入点的边缘用户载波资源和中心用户载波资源；根据所述目标函数、及所述各小区接入点的边缘用户载波资源和中心用户载波资源得到最优的分配结果，并按照所述最优的分配结果进行各小区接入点边缘用户载波资源的用户及各用户功率的分配、中心用户载波资源的用户及各用户功率的分配，并调整所述各小区接入点的中心用户专属下倾角、边缘用户专属下倾角。2.如权利要求1所述的正交频分网络的干扰协调方法，其特征在于，所述根据所述目标函数、及所述各小区接入点的边缘用户载波资源和中心用户载波资源得到最优的分配结果，并按照所述最优的分配结果进行各小区接入点的边缘用户载波资源用户及各用户功率的分配、中心用户载波资源用户及各用户功率的分配，并调整所述各小区接入点的中心用户专属下倾角、边缘用户专属下倾角包括以下步骤：步骤1：根据各小区接入点的边缘用户载波资源和中心用户载波资源计算各小区接入点所述边缘用户载波资源分配的用户及各用户的功率，所述中心用户载波资源分配的用户及各用户的功率；步骤2：根据所述目标函数计算各小区接入点的中心用户专属下倾角、及边缘用户专属下倾角；步骤3：根据计算得到的所述各小区接入点的中心用户专属下倾角、边缘用户专属下倾角，所述边缘用户载波资源分配的用户及各用户的功率，所述中心用户载波资源分配的用户及各用户的功率得到同频干扰；步骤4：判断所述同频干扰是否收敛；步骤5：如果所述同频干扰收敛，则得到最优的分配结果，并按照所述最优的分配结果进行各小区接入点的边缘用户载波资源用户及各用户功率的分配、中心用户载波资源用户及各用户功率的分配；按照所述最优的分配结果调整所述各小区接入点的中心用户专属下倾角、边缘用户专属下倾角；如果所述同频干扰不收敛，则在加入迭代步长，返回步骤1。3.如权利要求1所述的正交频分网络的干扰协调方法，其特征在于，将所述协作簇内每个小区的用户划分为中心用户和边缘用户包括以下步骤：在每个小区接入点的公共频带测量所有用户的参考信号接收功率RSRP，将所测RSRP高于预设门限值的用户划分为中心用户，其余的为边缘用户。4.如权利要求1所述的正交频分网络的干扰协调方法，其特征在于，所述协作簇内的各小区接入点分别生成中心用户专属下倾角和边缘用户专属下倾角包括以下步骤：针对任意小区的中心用户和边缘用户，通过波束赋形的方式，分别形成中心用户专属下倾角和边缘用户专属下倾角。5.如权利要求1所述的正交频分网络的干扰协调方法，其特征在于，根据预设的功率约束条件，预设的中心用户专属下倾角、边缘用户专属下倾角及分别对应的限制条件，得到所述协作簇的目标函数包括以下步骤：(1)假设协作簇小区中共有M个接入点，则第m个接入点中的中心用户u在第n个子载波上的信干噪比通过公式1计算得到：在公式1中，σ2代表热噪声，表示第m个接入点在第n个子载波上的发射功率，表示第m个接入点到中心用户u在第n个子载波的信道增益，θm,1表示第m个接入点中的中心用户u专属下倾角；θm，u表示第m个接入点中中心用户u专属下倾角；表示协作簇中其他小区j在第n个子载波上的功率分配情况，表示第j个接入点到中心用户u在第n个子载波的信道增益；θj，1表示第j个接入点的中心用户u专属下倾角；θj，u表示第j个接入点的中心用户u专属下倾角；(2)第m个接入点中的边缘用户u在第n个子载波上的信干噪比通过公式2计算得到：在公式2中，θm,2表示第m个接入点中的边缘用户u专属下倾角；(3)分别根据和利用公式3得到第m个接入点的中心用户和边缘用户的数据速率在公式3中，θm表示θm,1和θm,2；表示和(4)利用公式4，得到所述协作簇的目标函数；在公式4中，ωk(m,n)表示第m个接入点中占用第n个子载波的中心用户k(m,...

【专利技术属性】
技术研发人员：张纬栋，陆洲，秦智超，赵晶，张平，牟超，周春华，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司电子科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11