小区分簇方法及基于该小区分簇方法的频谱交叠复用方法技术

本发明专利技术公开了一种小区分簇方法，用于将多个小区分到N个簇中，包括以下步骤：基于吞吐量，将N个相互间干扰最大的所述小区分别放到所述N个簇中，作为各个簇的初始化；基于吞吐量，将与所述簇的干扰最小的小区分别入到该簇中，直至所有小区被分配到各个簇中。本发明专利技术还公开了基于该小区分簇方法的频谱交叠复用方法。利用本发明专利技术，可以提升超密集网络中小区系统平均频谱效率和小区边缘频谱效率。

【技术实现步骤摘要】
小区分簇方法及基于该小区分簇方法的频谱交叠复用方法
本专利技术涉及一种小区分簇方法及基于该小区分簇方法的频谱交叠复用方法，属于无线通信

技术介绍
目前，常见的小区分簇方法参见如下示例：方法1：基于图论的分簇方法该方法主要是把节点之间的边用来表示干扰，把干扰值抽象为干扰权重，然后根据使用不同的方法画出干扰图然后来进行分簇，有些方法是用K－means来分解子图，每个子图作为一簇，有的是基于相似度，可以把小区距离、信道增益等设置为相似度，使相似度大的小区分到一个簇，然后再进行簇间的干扰管理以及簇内的资源调度。方法2：基于干扰最小分簇方法首先确定分簇数目N，起初把每个小基站都当做一个簇，然后根据如下公式来计算簇与簇之间的干扰，之后找到簇间干扰最小的2个簇合并成一个大簇，然后一直循环迭代，直到簇的个数达到预设的分簇数目N而且所有的小基站都加入到不同的簇中。其中，I(Ck,Cv)是簇k和簇v之间的干扰值；|Ck|,|Cv|分别是簇k和簇v内小区数；Pi,j是簇k和簇v内Cellj对Celli的干扰接收功率(RSRP值)。方法3：基于干扰降低分簇方法(简称为CCIR方法)首先确定分簇数目N，然后把受到干扰最大的小区放入第1个簇中，完成第1簇的初始化，之后依次找到与已有簇干扰最大的N－1个小区完成N个簇的初始化过程；然后找到与所有已有簇干扰最大的小区，将它加入到与之干扰最小的已有簇中，一直循环迭代直到所有小区都加入到这N个簇中结束。其中，小区对簇的干扰计算公式如下：其中，I(Celli,Ck)是小区i对簇k的干扰值，Pj,i是Celli对簇k中的元素Cellj的干扰接收功率(RSRP值)，Cellj是Celli的干扰邻区。以上各小区分簇方法在超密集组网条件下，当干扰小区增多、簇合并后期簇内小区数目较多时，缺点开始体现出来，例如簇合并的粒度太大，再加上只考虑了簇与簇之间的平均干扰，并不能消除和减少簇内小基站之间的强干扰，CCIR方法中也仅考虑到小区之间的干扰，还是无法保证可以提升网络容量和网络覆盖水平。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种小区分簇方法，同时还提供一种基于该小区分簇方法的频谱交叠复用方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案：根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种小区分簇方法，用于将多个小区分到N个簇中，包括以下步骤：基于吞吐量，将受干扰最小的小区放入第一个簇后，将N－1个受已有簇干扰最大的小区分别放到N－1个簇中，作为所述N个簇的初始化；将受所述簇的干扰最小的小区加入到所述簇中，直至所有小区被分配到所述簇中；其中，所述N为正整数。其中较优地，所述各个簇的初始化步骤中，包括以下步骤：遍历所有小区，找到吞吐量最大的小区，放入第一簇；遍历已有簇，将所述已有簇作为干扰小区，找到与所述已有簇的吞吐量最小的小区，加入到新的簇中；重复此步骤，直到所述簇都有小区加入。其中较优地，所述吞吐量最大的小区，是根据用户级信息计算得到；所述用户级信息包括小小区发射功率、小小区噪声、用户分配带宽、用户公平性系数和用户信道增益。其中较优地，所述用户级信息是由小小区通过物理下行控制信道发送给宏小区。其中较优地，所述用户级信息在用户地理位置改变时触发。其中较优地，所述将与所述簇的干扰最小的小区分别入到该簇中的步骤，包括以下步骤：在剩余的所述小区中，找到与所有所述簇的吞吐量最大的小区，以及对应的所述簇；将所述吞吐量最大的小区加入到所述簇中；重复前述步骤，直到将所有所述小区加到所述簇中。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种基于上述小区分簇方法的频谱交叠复用方法，包括以下步骤：确定所述各个簇的所述小区能使用的频谱中的交叠部分和非交叠部分；判断所述小区中吞吐量大的用户和吞吐量小的用户；将所述吞吐量小的用户分配到所述非交叠部分。其中较优地，所述频谱交叠复用方法进一步包括以下步骤：将所述吞吐量大的用户分配到所述交叠部分。其中较优地，所述频谱交叠复用方法进一步包括以下步骤：将所述吞吐量大的用户分配到所述非交叠部分。其中较优地，所述频谱交叠复用方法进一步包括以下步骤：将吞吐量最高的用户分配到所有簇共用的频段；将吞吐量次高的用户分配到部分簇共用的频段。与现有技术相比较，本专利技术所提供的小区分簇方法及基于该小区分簇方法的频谱交叠复用方法兼顾吞吐量和用户公平性，可以提升超密集网络中小区系统平均频谱效率和小区边缘频谱效率。附图说明图1为本专利技术的第一实施例中，利用CCTI方法进行分簇的流程图；图2为本专利技术的第二实施例中，基于小区分簇的频谱交叠复用方法的流程图；图3为本专利技术的第二实施例中，对吞吐量大和吞吐量小的用户分配频谱不同部分的示意图；图4为本专利技术的第三实施例的流程示意图；图5为本专利技术的第四实施例中，频谱分配的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的
技术实现思路
进行详细具体的说明。本专利技术针对超密集网络的技术特点，提出了一种基于小区分簇的频谱交叠复用方法。它首先对超密集网络中的小基站进行分簇，然后再进行频谱交叠，能够兼得系统容量的增加和覆盖指标的有效提升两个技术效果，是无线通信网络优化的优选方案。本专利技术所提供的小区分簇方法(简称为CCTI方法)及基于该小区分簇方法的频谱交叠复用方法尤其适合应用于超密集网络的组网场景。本专利技术所提供的频谱交叠复用方法可以在现有的CCIR方法的基础上进行频谱交叠复用，也可以在本专利技术所提供的小区分簇方法(简称为CCTI方法)基础上进行频谱交叠复用，由此可以获得两种频率交叠方法：频谱交叠干扰降低频率规划方法(FrequencyOverlappingBasedontheInterferenceReduction，简称为FOIR方法)和频谱交叠吞吐量提升频率规划方法(FrequencyOverlappingbasedontheThroughputImprovement，简称为FOTI方法)。下面对此展开详细具体的说明。本专利技术的整体思路在于对簇间吞吐量大的用户和吞吐量小的用户采用不同的频率分配方案，从而提高系统容量。如图1所示，本专利技术的主要步骤是将一个虚拟小区中的所有小基站分为多个簇(在图1中以2个簇为例进行说明)；设置这些簇可以交叠使用的频率的比例，即频率交叠比例；再设置干扰门限值，判断吞吐量大的用户和吞吐量小的用户，最后根据各用户的吞吐量值，将每个簇中的用户分配到频率交叠部分或者非交叠部分。<第一实施例>下面结合图1，对第一实施例进行详细说明。步骤1：对小基站进行分簇在这一步骤中，将一个虚拟小区中的所有小基站分到不同簇。首先，获得对小基站分簇的簇数。在本实施例中，根据CCIR方法或者本专利技术提出的CCTI方法(后文详述)，通过仿真的方式确定CCIR方法或者CCTI方法中的最佳簇数。本专利技术所述的最佳簇数是指，系统容量和覆盖性能相比分为其他分簇数时达到最优的簇数。换言之，将小基站分为最佳簇数时，得到的系统容量和覆盖性能综合性能最好。该最佳簇数是这样得到的：先假定分N(N为正整数，下同)个簇，然后仿真计算N为不同值时的系统容量和覆盖性能，比较N为不同值时的这两个性能指标，哪一组性能最优则对应的簇数N即为最佳簇数。所谓最优是指，在提高覆盖性能的同时提高系统容量，两个指标均达到最优。若没有覆盖性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小区分簇方法，用于将多个小区分到N个簇中，其特征在于包括以下步骤：基于吞吐量，将受干扰最小的小区放入第一个簇后，将N－1个受已有簇干扰最大的小区分别放到N－1个簇中，作为所述N个簇的初始化；将受所述簇的干扰最小的小区加入到所述簇中，直至所有小区被分配到所述簇中；其中，所述N为正整数。

【技术特征摘要】
1.一种小区分簇方法，用于将多个小区分到N个簇中，其特征在于包括以下步骤：基于吞吐量，将受干扰最小的小区放入第一个簇后，将N－1个受已有簇干扰最大的小区分别放到N－1个簇中，作为所述N个簇的初始化；将受所述簇的干扰最小的小区加入到所述簇中，直至所有小区被分配到所述簇中；其中，所述N为正整数。2.如权利要求1所述的小区分簇方法，其特征在于：所述各个簇的初始化步骤中，包括以下步骤：遍历所有小区，找到吞吐量最大的小区，放入第一簇；遍历已有簇，将所述已有簇作为干扰小区，找到与所述已有簇的吞吐量最小的小区，加入到新的簇中；重复此步骤，直到所述簇都有小区加入。3.如权利要求2所述的小区分簇方法，其特征在于：所述吞吐量最大的小区，是根据用户级信息计算得到的；所述用户级信息包括小小区发射功率、小小区噪声、用户分配带宽、用户公平性系数和用户信道增益。4.如权利要求3所述的小区分簇方法，其特征在于：所述用户级信息是由小小区通过物理下行控制信道发送给宏小区。5.如权利要求3所述的小区分簇方法，其特征在于：所述用户级信息在用户地理位置改变时触发。6.如权利要求2所述的小区分簇方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王碧琰，王华俊，李凯，杨旸，王海峰，
申请(专利权)人：上海无线通信研究中心，
类型：发明
国别省市：上海,31