降低无线通信基站小区间干扰的方法及系统技术方案

降低无线通信基站小区间干扰的方法包括步骤A：在一调度周期内，各小区计算获取自身的主子载波和副子载波交换后的吞吐量收益；步骤B：相邻小区相互交换吞吐量收益；以及步骤C：在本小区和所交换的相邻小区的吞吐量收益均大于零时，本小区对自身的主子载波和副子载波进行交换分配。上述发明专利技术在保证相邻小区边缘用户所使用的主子载波互不重叠的前提下，通过在相邻小区之间交换子载波分配的信息，使得每个小区可根据该信息在每个调度周期内对主子载波和副子载波进行调整和分配。多个小区通过协商交换主子载波的方式，以确定各个小区的主、副子载波分配，从而使得小区中心用户和小区边缘用户的性能都能得到提升。本发明专利技术还涉及相关方法。

【技术实现步骤摘要】
降低无线通信基站小区间干扰的方法及系统
本专利技术涉及一种降低无线通信基站小区间干扰的方法及系统。
技术介绍
当前，以LTE(LongTermEvolution，长期演进)为代表的4G系统已经在全球范围内逐步推广应用，标志着无线通信进入了一个新的时代。由于无线频谱资源的匮乏，LTE、WiMAX等4G系统均采用了同频组网技术，以尽可能地提升频谱效率。然而，随之而来的小区间干扰(Inter-cellInterference，ICI)也成为4G系统的一大问题。以LTE为例，其下行链路采用了正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)技术，在同一小区内通过为不同用户分配不同的正交子载波而避免了小区内的干扰。然而，在采用同频组网的策略下，LTE系统相邻小区间的同频干扰现象非常严重。如图1所示的LTE下行场景，当两个用户(UE1和UE2)分别处于两个相邻小区的边缘区域、且同时使用同一频段时，由于离两个基站的距离差不多，来自相邻小区的干扰信号强度与本小区的有用信号强度相近，将产生很大的小区间干扰，导致用户体验的急剧下降。为应对此问题，LTE系统采用了小区间干扰协调(Inter-CellInterferenceCoordination，ICIC)技术以降低或消除小区间干扰。在现有的ICIC技术中，SFR(SoftFrequencyReuse，软频率复用)可有效降低小区间干扰，提高边缘用户的通信质量。如图2所示，SFR基于频谱规划和功率协调的思路，规定相邻小区使用互不重叠的主子载波(MajorSubcarriers)以消除小区间干扰，再对边缘用户所使用的主子载波设置更高的发射功率门限，进一步提升了边缘用户的信干噪比(Signal-to-Interference-and-NoiseRatio，SINR)。然而，SFR方案却是以牺牲小区中心用户的吞吐量换取小区边缘用户通信性能的提升的，因而系统的整体吞吐量反而会下降。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的旨在于提供一种可解决上述技术问题的降低无线通信基站小区间干扰的方法及系统。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种降低无线通信基站小区间干扰的方法，其包括以下步骤：步骤A：在一调度周期内，各小区计算获取自身的主子载波和副子载波交换后的吞吐量收益；步骤B：相邻小区相互交换吞吐量收益；以及步骤C：在本小区和所交换的相邻小区的吞吐量收益均大于零时，本小区对自身的主子载波和副子载波进行交换分配。优选地，步骤A包括以下子步骤：步骤A1：通过以下公式I计算小区边缘的用户吞吐量Ro，公式I为其中，W表示子载波带宽，g表示相应的用户在不同子载波上的信道增益，no是白噪声，为常量；步骤A2：通过公式II计算小区中心的用户吞吐量Rin，公式II为其中，公式(II1)用于计算最小吞吐量公式(II2)用于计算交换预期的吞吐量；以及步骤A3：结合公式I、公式II和公式III计算系统吞吐量收益矩阵F，其元素为任意的主子载波k和副子载波j交换后的吞吐量效用改变值Fk，j的集合，公式III为优选地，步骤B中通过基站的回程链路交换相邻小区的子载波分配信息，以使得使每一小区得到相邻小区的收益矩阵。优选地，步骤C包括以下子步骤：步骤C1：获取所有满足和的子载波对(k，j)，通过公式IV计算各子载波对(k，j)的吞吐量收益和公式IV为步骤C2：判断是否有吞吐量收益和大于零，若均否，即若所有吞吐量收益和均小于或等于零，执行步骤C3；若是，即存在一或以上的吞吐量收益和大于零，执行步骤C4；步骤C3：结束子载波交换；以及本专利技术还涉及以下技术方案：一种降低无线通信基站小区间干扰的系统，其特征在于：其包括以下模块：模块A：在一调度周期内，各小区计算获取自身的主子载波和副子载波交换后的吞吐量收益；模块B：相邻小区相互交换吞吐量收益；以及模块C：在本小区和所交换的相邻小区的吞吐量收益均大于零时，本小区对自身的主子载波和副子载波进行交换分配。优选地，模块A包括以下子模块：模块A1：通过以下公式I计算小区边缘的用户吞吐量Ro，公式I为其中，W表示子载波带宽，g表示相应的用户在不同子载波上的信道增益，no是白噪声，为常量；模块A2：通过公式II计算小区中心的用户吞吐量Rin，公式II为其中，公式(II1)用于计算最小吞吐量公式(II2)用于计算交换预期的吞吐量；以及模块A3：结合公式I、公式II和公式III计算系统吞吐量收益矩阵F，其元素为任意的主子载波k和副子载波j交换后的吞吐量效用改变值Fk，j的集合，公式III为优选地，模块B中通过基站的回程链路交换相邻小区的子载波分配信息，以使得使每一小区得到相邻小区的收益矩阵。优选地，模块C包括以下子模块：模块C1：获取所有满足和的子载波对(k，j)，通过公式IV计算各子载波对(k，j)的吞吐量收益和公式IV为模块C2：判断是否有吞吐量收益和大于零，若均否，即若所有吞吐量收益和均小于或等于零，执行模块C3；若是，即存在一或以上的吞吐量收益和大于零，执行模块C4；模块C3：结束子载波交换；以及本专利技术的有益效果如下：本专利技术在保证相邻小区边缘用户所使用的主子载波互不重叠的前提下，通过在相邻小区之间交换子载波分配的信息，使得每个小区可根据该信息在每个调度周期内对主子载波和副子载波进行调整和分配。多个小区通过协商交换主子载波的方式，以更合理、更大吞吐量收益的方式确定各个小区的主、副子载波分配，从而使得小区中心用户和小区边缘用户的性能都能得到提升，实现系统整体性能的改善。附图说明图1为LTE系统下行链路小区间干扰示意图。图2软频率复用方案系统模型示意图。图3本专利技术降低无线通信基站小区间干扰的方法的较佳实施方式的流程图。图4为小区系统吞吐量对比图。图5为小区边缘吞吐量对比图。图6为系统吞吐量累计收益对比图。具体实施方式下面将结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述：请参见图3，专利技术涉及一种降低无线通信基站小区间干扰的方法，其较佳实施方式包括以下步骤：步骤A：在一调度周期内，各小区计算获取自身的主子载波和副子载波交换后的吞吐量收益，即系统吞吐量的预期提升量。本实施例中，采用静态的功率分配方案，对小区i，初始化子载波分配向量Si，使其满足软频率复用的要求，具体地，本步骤包括以下子步骤：步骤A1：通过以下公式I计算小区边缘的用户吞吐量Ro，公式I为其中，W表示子载波带宽，g表示相应的用户在不同子载波上的信道增益，no是白噪声，为常量。步骤A2：通过公式II计算小区中心的用户吞吐量Rin，公式II为其中，公式(II1)用于计算最小吞吐量公式(II2)用于计算交换预期的吞吐量。步骤A3：结合公式I、公式II和公式III计算系统吞吐量收益矩阵F，其元素为任意的主子载波k和副子载波j交换后的吞吐量效用改变值Fk，j的集合，公式III为如此，即可获得各小区的吞吐量收益。步骤B：相邻小区相互交换吞吐量收益。本实施例中，通过基站的回程链路交换相邻小区的子载波分配信息，以使得使每一小区得到相邻小区的收益矩阵。以现有的LTE系统为例，基站可通过X2接口向相邻基站发送过载指示(OverloadIndicator，OI)和高干扰指示(HighIn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低无线通信基站小区间干扰的方法，其特征在于：其包括以下步骤：步骤A：在一调度周期内，各小区计算获取自身的主子载波和副子载波交换后的吞吐量收益；步骤B：相邻小区相互交换吞吐量收益；以及步骤C：在本小区和所交换的相邻小区的吞吐量收益均大于零时，本小区对自身的主子载波和副子载波进行交换分配。

【技术特征摘要】
1.一种降低无线通信基站小区间干扰的方法，其特征在于：其包括以下步骤：步骤A：在一调度周期内，各小区计算获取自身的主子载波和副子载波交换后的吞吐量收益；步骤B：相邻小区相互交换吞吐量收益；以及步骤C：在本小区和所交换的相邻小区的吞吐量收益均大于零时，即均为正收益时，本小区对自身的主子载波和副子载波进行交换分配；步骤B中通过基站的回程链路交换相邻小区的子载波分配信息，以使得使每一小区得到相邻小区的收益矩阵。2.如权利要求1所述的降低无线通信基站小区间干扰的方法，其特征在于：步骤A包括以下子步骤：步骤A1：通过以下公式I计算小区边缘的用户吞吐量Ro，公式I为其中，W表示子载波带宽，g表示相应的用户在不同子载波上的信道增益，no是白噪声，为常量；步骤A2：通过公式II计算小区中心的用户吞吐量Rin，公式II为其中，公式(II1)用于计算最小吞吐量公式(II2)用于计算交换预期的吞吐量；以及步骤A3：结合公式I、公式II和公式III计算系统吞吐量收益矩阵F，其元素为任意的主子载波k和副子载波j交换后的吞吐量效用改变值Fk，j的集合，公式III为3.如权利要求1至2中任一项所述的降低无线通信基站小区间干扰的方法，其特征在于：步骤C包括以下子步骤：步骤C1：获取所有满足和的子载波对(k，j)，通过公式IV计算各子载波对(k，j)的吞吐量收益和公式IV为步骤C2：判断是否有吞吐量收益和大于零，若均否，即若所有吞吐量收益和均小于或等于零，执行步骤C3；若是，即存在一或以上的吞吐量收益和大于零，执行步骤C4；步骤C3：结束子载波交换；以及步骤C4：获取大于零的吞吐量收益和中的最大值所对应的子载波对(k，j)，以更新子载波分配向量矩阵或返回执行步...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琳，覃兆坤，江明，
申请(专利权)人：广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44