多层多小区系统中基于时域的干扰消除方法技术方案

多层多小区系统中基于时域的干扰消除方法，包括：用户k根据不同基站发送的参考信号，估计参考信号接收功率，统计接收功率最大的一个宏蜂窝基站和两个微蜂窝基站，并将该结果广播；统计每个基站下的用户负载量，进行系统的负载均衡，将宏蜂窝中较重的负载转移到微蜂窝中；宏蜂窝将用户的基站选择方案传给用户；宏蜂窝进行用户调度选择，并将用户调度结果传给用户；用户k根据基站选择和调度结果，接收服务基站的参考训练序列，根据接收到的信号进行信道估计，得到用户k和服务基站间的信道；用户根据估计所得的信道状态信息，将信息反馈给其服务基站；服务基站进行数据的传输。本发明专利技术方法在负载较高情况下，提高了系统的平均用户吞吐率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种无线通信领域的方法，具体是一种多层多小区系统中基于时域的干扰消除方法。
技术介绍
在下一代移动通信系统中，如何提高系统的数据率和小区覆盖率已经成为业界热烈讨论的问题。为了进一步提高系统的覆盖率，同时降低功耗，在LTE-A系统中，将讨论多层多小区系统的部署。在该种系统中，除了需要部署宏蜂窝基站以外，在某些用户密集度较高的区域需部署微蜂窝基站。在对现有系统的讨论中，定义微蜂窝基站是发射功率较小的基站，它们与宏蜂窝基站共同组成了多层多小区的异构网络。在这里，异构网络的概念与传统的概念有所不同，网络中基站的异构性只体现在发送功率的差异上。通过部署发送功率较小的基站，可以将某些热点的用户放于微蜂窝中服务，这会有效降低宏蜂窝系统的负载，同时提高了某些小区边缘用户的服务质量。微蜂窝基站的发送功率小，因而，可以降低对相邻小区用户的干扰。此外，微蜂窝系统的功耗和建设成本上也低于宏蜂窝基站的建设。因此，在下一代移动蜂窝网络中，对微蜂窝基站的部署和研究将成为一个主流的发展方向。在现有的研究工作中，为了降低宏蜂窝小区中的用户负载，采用用户卸载的方法将宏蜂窝小区中的用户转变为微蜂窝小区用户，已有文献中讨论了多种用户负载均衡和干扰消除联合设计的方法。经对现有文献检索发现，Katsunori Kikuchi and Hiroyuki Otsuka,“Proposal of Adaptive Control CRE in Heterogeneous Networks”,IEEE International Symposium on Personal,Indoor and Mobile Radio Communications,2012.(异构网络中自适应小区区域扩展控制的建议)，讨论了采用增加偏置值的方法，在用户进行基站选择时，为微蜂窝基站的参考信号接收功率人为地加上一个正值，这种方式允许用户以较大的概率接入微蜂窝，从而扩大了异构网中微蜂窝的覆盖范围，并使微蜂窝基站更多地分担网络负载。又经检索发现，Iana Siomina1and Di Yuan.Load Balancing in Heterogeneous LTE:Range Optimization via Cell Offset and Load-Coupling Characterization[C].IEEE Communication QoS,Reliability and Modeling Symposium,2012.(LTE异构网络中负载平衡方法：运用小区偏置值优化和负载耦合特性)，采用动态改变偏置值的方法，确定与微蜂窝有关的偏置值，通过最优化公平性效用函数，达到均衡系统中负载的目的。又通过检索发现，Che-Sheng Chiu,Chia-Chi Huang.An Interference Coordination Scheme for Picocell Range Expansion in Heterogeneous Network[C].Vehicular Technology Conference,2012.(异构网络中微蜂窝范围扩展的干扰协调方案)，采用频域和时域的干扰消除方案，降低对边缘用户的干扰。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种多层多小区系统中负载均衡和干扰消除联合设计的方法。本专利技术根据系统中负载的情况，采用小区区域扩展的方法将宏蜂窝基站中的用户迁移到微蜂窝基站，并采用时域干扰消除的方法，减小微蜂窝基站用户，特别是小区扩展区域用户的干扰，在系统负载较高的情况下，提高系统的平均数据率。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种多层多小区系统中基于时域的干扰消除方法，包括以下步骤：第一步，用户k根据不同基站发送的参考信号，估计参考信号接收功率，即RSRP(Reference Signal Receiving Power)，用户统计参考信号接收功率最大的一个宏蜂窝基站和参考信号接收功率最大的两个微蜂窝基站，并将该选择统计结果广播；第二步，统计每个基站下的用户负载量，根据第一步中广播的RSRP值信息，进行系统的负载均衡，将宏蜂窝基站中较重的负载转移到微蜂窝基站中；第三步，宏蜂窝基站将用户的基站选择方案传给用户；第四步，宏蜂窝基站进行用户调度选择，并将用户调度结果传给用户；第五步，任意用户k根据基站选择和调度结果，接收服务基站的参考训练序列Sk，用户k根据接收到的信号Xk进行信道估计，得到用户k和服务基站间的信道hk；第六步，用户根据估计所得的信道状态信息，将PMI，CQI信息反馈给其服务基站；第七步，服务基站根据反馈所得的PMI，CQI信息进行数据的传输。优选地，所述第一步中的处理方法是：对系统中的任意用户k，接收系统中宏蜂窝基站和微蜂窝基站发送的参考信号，估计各个基站的参考信号接收功率RSRP(Reference Signal Receiving Power)，假设宏蜂窝基站m发送给用户k的RSRP值表示为微蜂窝基站n发送给用户k的RSRP值表示为用户选择最大的宏蜂窝基站和最大的两个微蜂窝基站，广播其小区序号和RSRP值，如下所示：SkM=argmaxmRSRPk,mM]]>SkP=argmaxnRSRPk,nP]]>其中，选择微蜂窝基站时，选择参考信号接收功率最大的两个微蜂窝基站。优选地，所述第二步中的负载均衡的处理方法是：首先，统计系统内的负载分布情况。针对某个小区，其包括宏蜂窝基站m和微蜂窝基站n＝1,…,N，计算每个小区内的负载情况，计算方法如下所示：dmM=Σk∈QmMλqm,kMTNormal]]>dnP=Σk∈QnPλqn,kPTABS]]>dnM2P=Σk∈OffnM2Pλqn,kM2PTNormal]]>其中，表示宏蜂窝基站m的用户的负载需求密度，表示微蜂窝基站n的用户的负载需求密度，表示由宏蜂窝卸载到微蜂窝n中的用户的负载需求密度，是宏蜂窝基站m内的用户下标，Km,1是宏蜂窝基站m服务的用户数目，用户的数据到包率为是微蜂窝基站n内的用户下标，Kn，2是微蜂窝基站n服务的用户数目，用户的数据到包率为是宏蜂窝基站卸载到微蜂窝n内的用户下标，Kn,3是微蜂窝基站n从宏蜂窝中卸载的用户数目，用户的数据到包率为然后，根据计算所得每个基站下的用户负载，进行如下操作：比较宏蜂窝基站和微蜂窝基站中的负载和其中，可由各个微蜂窝中的平均值计算所得，满足若本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层多小区系统中基于时域的干扰消除方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，用户k根据不同基站发送的参考信号，估计参考信号接收功率，即RSRP，用户统计参考信号接收功率最大的一个宏蜂窝基站和参考信号接收功率最大的两个微蜂窝基站，并将该选择统计结果广播；第二步，统计每个基站下的用户负载量，根据第一步中广播的RSRP值信息，进行系统的负载均衡，将宏蜂窝基站中较重的负载转移到微蜂窝基站中；第三步，宏蜂窝基站将用户的基站选择方案传给用户；第四步，宏蜂窝基站进行用户调度选择，并将用户调度结果传给用户；第五步，任意用户k根据基站选择和调度结果，接收服务基站的参考训练序列Sk，用户k根据接收到的信号Xk进行信道估计，得到用户k和服务基站间的信道hk；第六步，用户根据估计所得的信道状态信息，将PMI，CQI信息反馈给其服务基站；第七步，服务基站根据反馈所得的PMI，CQI信息进行数据的传输。

【技术特征摘要】
1.一种多层多小区系统中基于时域的干扰消除方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，用户k根据不同基站发送的参考信号，估计参考信号接收功率，即RSRP，用户
统计参考信号接收功率最大的一个宏蜂窝基站和参考信号接收功率最大的两个微蜂窝基站，
并将该选择统计结果广播；
第二步，统计每个基站下的用户负载量，根据第一步中广播的RSRP值信息，进行系统
的负载均衡，将宏蜂窝基站中较重的负载转移到微蜂窝基站中；
第三步，宏蜂窝基站将用户的基站选择方案传给用户；
第四步，宏蜂窝基站进行用户调度选择，并将用户调度结果传给用户；
第五步，任意用户k根据基站选择和调度结果，接收服务基站的参考训练序列Sk，用户
k根据接收到的信号Xk进行信道估计，得到用户k和服务基站间的信道hk；
第六步，用户根据估计所得的信道状态信息，将PMI，CQI信息反馈给其服务基站；
第七步，服务基站根据反馈所得的PMI，CQI信息进行数据的传输。
2.根据权利书要求1所述的多层多小区系统中基于时域的干扰消除方法，其特征在于，
所述第一步的具体方法是：
对系统中的任意用户k，接收系统中宏蜂窝基站和微蜂窝基站发送的参考信号，估计各
个基站的参考信号接收功率RSRP，假设宏蜂窝基站m发送给用户k的RSRP值表示为微蜂窝基站n发送给用户k的RSRP值表示为用户选择最大的宏蜂窝基站和
最大的两个微蜂窝基站，广播其小区序号和RSRP值，如下所示：
SkM=argmaxmRSRPk,mM]]>SkP=argmaxnRSRPk,nP]]>其中，选择微蜂窝基站时，选择参考信号接收功率最大的两个微蜂窝基站。
3.根据权利书要求1所述的多层多小区系统中基于时域的干扰消除方法，其特征在于，
所述第二步中的负载均衡的处理方法是：
首先，统计系统内的负载分布情况，针对某个小区，其包括宏蜂窝基站m和微蜂窝基站
n＝1,…,N，计算每个小区内的负载情况，计算方法如下所示：
dmM=Σk∈QmMλqm,kMTNormal]]>dnP=Σk∈QnPλqn,kPTABS]]>dnM2P=Σk∈OffnM2Pλqn,kM2PTNormal]]>其中，表示宏蜂窝基站m的用户的负载需求密度，表示微蜂窝基站n的用户的负载需
求密度，表示由宏蜂窝基站卸载到微蜂窝基站n中的用户的负载需求密度，
是宏蜂窝基站m内的用户下标，Km,1是宏蜂窝基站m服务的用户数
目，用户的数据到包率为是微蜂窝基站n内的用户下标，Kn,2是微蜂窝基站n服务的用户数目，用户的数据到包率为是宏蜂窝基站卸载到微蜂窝基站n内的用户下标，Kn,3是微蜂
窝基站n从宏蜂窝基站中卸载的用户数目，用户的数据到包率为然后，根据计算所得每个基站下的用户负载，进行如下操作：比较宏蜂窝基站和微蜂窝
基站中的负载和其中，可由各个微蜂窝基站中的平均值计算所得，满足
若说明宏蜂窝基站中负载过重，需要进行用户迁移，然后，针对宏蜂
窝基站m，将其用户根据接收端信干噪比升序排列，选择信干噪比SINR第一个，即最小的
一个作为将要迁移到扩展区域中的候选用户kmi；
接着，为候选用户选择合适的微蜂窝基站进行迁移，对于候选用户，根据用户广播的
RSRP值和小区序号，将宏蜂窝基站内各个微蜂窝基站到该候选用户的RSRP值按降序排列，
选择RSRP值最大的微蜂窝基站作为迁...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛瑞琦，秦佳美，俞晖，罗汉文，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31