一种基于四色定理的用于5G网络的动态频率复用方法技术

本发明专利技术公开了一种基于四色定理的用于5G网络的动态频率复用方法，包括如下步骤：步骤1，将5G网络中所有的频谱等分成4个子载波列表，4个子载波分别记为f2、f3、f4、f5；步骤2，每天凌晨或网络架构变动时，系统处理单元根据四色定理将4个子载波分配给当天5G网络中的所有小区，同时，系统处理单元根据小区边缘界定方法确定小区中心用户和小区边缘用户，给小区中心用户分配f1，f1表示5G网络单载频带宽，根据子载波列表给小区边缘用户分配相应小区的子载波f2、f3、f4、f5。

【技术实现步骤摘要】
一种基于四色定理的用于5G网络的动态频率复用方法
本专利技术涉及一种基于四色定理的用于5G网络的动态频率复用方法。
技术介绍
现在暂未有专门为5G网络专门制定的有效频率复用方案，主流的5G频率复用方案仍沿用基于蜂窝网络的LTE频率复用方案。现有技术应用情况分析如下：现有频率复用方案未针对5G超密度组网带来的新干扰问题：由于5G采用3.5G/4.9G高频段，单站覆盖范围较小需采用超密度组网进行连续覆盖，主要用于CBD等热点地区容量吸收。其组网架构类似于“滴灌站”分布，原有的LTE基于三扇区基站的蜂窝结构被严重破坏。且由于5G的频段高，穿透能力弱，覆盖范围小，环境的微小变化(如：周边新停了一辆公交车、新搭建一个广告台等)都会影响原有的5G网络结构。因此现有基于蜂窝网络的LTE频率复用方案都不能较好的解决5G网络频率干扰问题。在5G环境下，部分频率复用(FFR)和基本型SFR，两者都是固定频率分配方案(基本型SFR也仅仅改变了功率比)，在实际组网中，用户是移动的，业务分布可能极不均衡，因此需要通过动态频率分配来适应实际情况。此外，5G超密度组网增加/搬迁基站非常频繁，且网络结构受环境变化影响较大，这两种方案在增加/搬迁基站时，需要重新调整基站的频率分配方案，大幅增加了运营商的工作量，同时无法针对网络结构变化做出调整，干扰严重。增强的软频率复用是软频率复用的改进模式，在一定程度上减少了干扰，提高了频谱利用效率，但其极大增加了基站天线的复杂度以及调度器的计算量，因此LTE现网尚未部署应用。此外，增强型SFR(包括部分频率复用和基本型SFR)都是基于理想蜂窝结构构建的，5G网络部署类似于“滴灌站”，蜂窝结构破坏严重，许多区域(尤其是建筑密集的CBD等区域)4个以上的基站信号，届时会存在严重的同频干扰。5G网络部署的实际情况需要采用动态频率分配方案，但是现有的增强型SFR基于理想蜂窝结构且太过复杂，无法很好的解决5G网络干扰问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种基于四色定理的用于5G网络的动态频率复用方法，包括如下步骤：步骤1，将5G网络中所有的频谱等分成4个子载波列表，4个子载波分别记为f2、f3、f4、f5；步骤2，每天凌晨或网络架构变动时，系统处理单元根据四色定理将4个子载波分配给当天5G网络中的所有小区，使得任意相邻小区的子载波不同同时，系统处理单元根据小区边缘界定方法确定小区中心用户和小区边缘用户，给小区中心用户分配f1，f1表示5G网络单载频带宽，根据子载波列表给小区边缘用户分配相应小区的子载波f2、f3、f4、f5。每天根据网络结构，即小区邻区关系，给每个小区分配一个子载波(f2、f3、f4、f5)，这样的对应关系列表称为子载波列表，如A小区分配了f2，B小区分配了f3，那么在A小区的边缘用户即使用子载波f2；B小区的边缘用户使用子载波f3；步骤1中，所述5G网络中小区结构为全向基站或者三扇区基站，全向基站视为一个小区，三扇区基站也视为一个小区。步骤2中所述网络架构变动，是指增加或者搬迁基站。步骤2中所述系统处理单元是指根据四色定理给所有网络小区分配4个子载波，同时为边缘区域用户分配4个子载波的系统模块，该系统模块集成在核心网(参见https://baike.baidu.com/item/％E6％A0％B8％E5％BF％83％E7％BD％91/9849330)、基站或者BBU设备中。系统模块实际上是一种每天根据网络架构分配子载波的功能模块，是个软件功能，不是硬件，可以通过软件升级实现。具体通过5G核心网的AMF(接入和移动性管理功能)、UPF(用户面功能)和基站的BBU进行功能、算法升级实现。步骤2中所述系统处理单元根据四色定理将5G网络中所有的小区用1、2、3、4这四个数字来标记，并且相邻的小区不会得到相同的数字。步骤2中所述系统处理单元将子载波f2分配给标记位1的小区，将子载波f3分配给标记位2的小区，将子载波f4分配给标记位3的小区，将子载波f5分配给标记位4的小区。步骤2中，所述系统处理单元根据小区边缘界定方法确定小区中心用户和小区边缘用户，具体包括：以业界公认的近点(RSRP＝-80dBm)、中点(RSRP＝-95dBm)、远点(RSRP＝-105dBm)中的远点指标作为小区边缘的门限值M(4G一般采用如下值：近点RSRP＝-80dBm；中点RSRP＝-95dBm；远点RSRP＝-105dBm5G由于尚未有网络，因此还没有公认指标，5GRSRP可能比4G低5dB左右)，或者以运营商指定的RS-SINR/RSRP(RS-SINR：公共参考信号的信号与干扰加噪声比；RSRP：参考信号接收功率)数值作为门限值M，信号指标小于门限值M的区域即为小区边缘用户，其他都是中心用户。步骤2中，当小区边缘用户在T1时间内RS-SINR/RSRP持续大于门限值M时，将该用户属性变为小区中心用户，始终为该用户分配f1；当小区中心用户的RS-SINR值在T1时间内RS-SINR/RSRP持续小于门限值M时，将该用户属性变为小区边缘用户，根据子载波列表分配相应的子载波f2、f3、f4、f5。有益效果：本申请提案具有以下技术优点：1、适合5G网络架构，减少网络干扰5G组网架构类似于“滴灌站”分布，原有的LTE基于三扇区基站的蜂窝结构被严重破坏。且由于5G的频段高，穿透能力弱，覆盖范围小，环境的微小变化(如：周边新停了一辆公交车、新搭建一个广告台等)都会影响原有的5G网络结构。本方案采用四色定理分配子频谱，不依赖蜂窝结构，在不规则网络结构中也可以很好的规避干扰。2、动态调整频谱本方案可以根据用户信号情况动态调整频谱，使得信号较好的小区中心用户分配全部频谱，提升高业务量需求小区的峰值吞吐量，提升用户感知；信号较差的小区边缘用户根据四色定理分配相应的子频谱，减少小区干扰。3、实现复杂度低与增强型SFR需要多基站协调处理相比，本方案只需要考虑本小区用户网络情况，不需要考虑邻近小区的网络情况，因此本方案实现复杂度较低，对网络的改动较少。4、现网适用性强本方案实现简单，适宜应用于现网任何区域，尤其适用于CBD/密集城区等超密度组网、蜂窝结构被破坏、干扰严重的区域。可以很好的解决提高频谱效率与降低实现复杂度之间的矛盾。5、网络运维方便本方案实现简单，每个基站只需要收集、监控本小区内用户网络情况，基站之间不需要协同，在5G网络频繁增加/搬迁基站等网络变动情况下自动生成合理的小区分配子载波列表，不需要修改任何参数，网络运维非常方便。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1为部分频率复用示意图。图2为第一种部分频率复用划分方式。图3为第二种部分频率复用划分方式。图4为基本型软频率复用示意图。图5为增强型软频率复用小区划分示意图。图6为增强型软频率复用示意图。图7为基于四色定理的动态频率复用方法示意图。图8为基于四色定理的动态频率复用方案举例示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。现有的LTE频率复用方案主要有部分频率复用(FFR)，和软频率复用(SFR)，SFR又分为基本型SFR和增强型SFR。1、部分频率复用(FFR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于四色定理的用于5G网络的动态频率复用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将5G网络中所有的频谱等分成4个子载波列表，4个子载波分别记为f2、f3、f4、f5；步骤2，每天凌晨或网络架构变动时，系统处理单元根据四色定理将4个子载波分配给当天5G网络中的所有小区，使得任意相邻小区的子载波不同；同时，系统处理单元根据小区边缘界定方法确定小区中心用户和小区边缘用户，给小区中心用户分配f1，f1表示5G网络单载频带宽，根据子载波列表给小区边缘用户分配相应小区的子载波f2、f3、f4、f5。

【技术特征摘要】
1.一种基于四色定理的用于5G网络的动态频率复用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将5G网络中所有的频谱等分成4个子载波列表，4个子载波分别记为f2、f3、f4、f5；步骤2，每天凌晨或网络架构变动时，系统处理单元根据四色定理将4个子载波分配给当天5G网络中的所有小区，使得任意相邻小区的子载波不同；同时，系统处理单元根据小区边缘界定方法确定小区中心用户和小区边缘用户，给小区中心用户分配f1，f1表示5G网络单载频带宽，根据子载波列表给小区边缘用户分配相应小区的子载波f2、f3、f4、f5。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述5G网络中小区结构为全向基站或者三扇区基站，全向基站视为一个小区，三扇区基站也视为一个小区。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2中所述网络架构变动，是指增加或者搬迁基站。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2中所述系统处理单元是指根据四色定理给所有网络小区分配4个子载波，同时为边缘区域用户分配4个子载波的系统模块，该系统模块集成在核心网、基站或者BBU设备中。5.根据权利要求4所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝斐峰，李新，王强，彭雄根，房树森，华昉，
申请(专利权)人：中通服咨询设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32