异构网络中的干扰协调方法技术

本发明专利技术提供一种异构网络中的干扰协调方法，该方法包括：根据接入的目标基站和用户的接收信号强度将用户划分为多种类型；将异构网络中的频段资源划分为中心频段、正交的多个边缘频段、保护频段，其中，所述中心频段用于接入宏站的用户和接入小站的用户共用，所述多个边缘频段和保护频段用于接入小站的用户使用；基于预定的调度规则将所述不同类型的用户分别调度到所述中心频段、多个边缘频段或保护频段上；建立优化异构网络的目标函数，确定用户的接入基站以及分配得到的资源。本发明专利技术的方法能够降低宏站和小站之间的跨层干扰以及小站和小站之间的同层干扰，提供全局吞吐量。

Interference coordination methods in heterogeneous networks

The invention provides a heterogeneous network interference coordination method, the method comprises: according to the received signal strength of the target base station and user access the user into various types; the heterogeneous network resource into the center frequency band, orthogonal multiple edge band, wherein, the guard band, the center frequency for access macro station users and access station users share, the plurality of edge band and band protection for access station users; based on predetermined scheduling rules will be a user of the different types of scheduling to the center frequency and multiple frequency bands or band edge protection; establishing the objective function optimization of heterogeneous network sure, the user's access base station and distribution of resources. The method of the present invention can reduce the cross layer interference between the macro station and the small station, as well as the same layer interference between the small station and the small station, and provide the global throughput.

【技术实现步骤摘要】
异构网络中的干扰协调方法
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种异构网络中的干扰协调方法。
技术介绍
随着移动互联网的广泛应用以及智能终端的普及，移动数据流量呈现爆炸式的增长。为了满足用户巨大的流量需求，通常采用超密集组网部署，在这种部署中，包括进行广域覆盖的宏站以及用于完成热点吸热和盲区补盲的大量小站，小站是指相对于宏站的低功率无线接入点，包括微微基站、家庭基站等多种类型。为了尽量大的复用频谱资源，宏站和小站可选择同频组网，即宏站和小站占用相同的频谱资源。在同频部署的超密集异构网络中，存在的主要问题是：第一、干扰环境复杂，同时存在多种干扰，包括宏站和宏站之间的同层干扰、小站和小站之间的同层干扰以及宏站和小站之间的跨层干扰，这些干扰严重影响了用户的信道质量；第二、宏站和小站间的负载不平衡，在现有技术中是采用平均接收信号强度最强为用户选择接入的基站，由于宏站发射功率远大于小站，大部分用户选择接入宏站，只有很少的用户选择接入小站，会导致小站资源闲置，而宏站由于接入用户过多，用户没有充足的资源可用，导致用户服务质量差。为了解决异构网络中的干扰问题，现有技术有两种解决方案：第一，时域的干扰协调方法，即增强型小区间干扰协调(EnhancedInter-CellInterferenceCoordination，eICIC)，在这种方法中，在宏站设置几乎空白子帧，将小站受到宏站严重干扰的用户调度到该子帧上；第二、频域的干扰协调方法，即禁止宏站使用一部分频段，将小站中受到宏站严重干扰的用户调度到该频段上，而小站的其余用户与宏站共用频段。另外，为了解决宏站和小站负载不均衡的问题，采用小区范围扩展机制(CellRangeExpansion，CRE)，即在用户接收到的小站信号强度上加上一个大于零的偏置值从而强制一部分本应接入到宏站的用户接入小站。上述现有技术中的基于时域的干扰协调方法和基于频域的干扰协调方法避免了宏站对小站的跨层干扰，有效地保障了小站边缘用户的性能，这对于传统的小站密度小的异构网络比较有效，然而对于超密集异构网络，随着小站密度增加，站间距急剧减小，小站之间的干扰逐渐增大，已经严重降低了用户的信干噪比，只处理跨层干扰已经不能有效保障小站边缘用户的性能。此外，现有的基于小区范围扩展(CRE)的负载均衡方法，往往采用的是静态固定的功率偏置值，但是对于超密集网络，由于小站和用户的位置随机部署，静态固定的功率偏置值不能在多变的网络拓扑中获得小区间负载均衡的有效效果。因此，需要对现有技术改进，以提供更加适用于超密集异构网络的干扰协调方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种异构网络中的干扰协调方法，以联合处理跨层干扰和同层干扰。根据本专利技术的第一方面，提供了一种异构网络中的干扰协调方法。该方法包括：步骤1：根据接入的目标基站以及用户接收的信号强度，将用户划分为多种类型；步骤2：将异构网络中的频段资源划分为中心频段、正交的多个边缘频段、保护频段，其中，所述中心频段用于接入宏站的用户和接入小站的用户共用，所述多个边缘频段和保护频段用于接入小站的用户使用；步骤3：基于预定的调度规则将所述不同类型的用户分别调度到所述中心频段、多个边缘频段或保护频段上；步骤4：建立优化异构网络的目标函数，确定用户的接入基站以及分配得到的资源。在本专利技术的一个实施例中，步骤1包括：将接收到的来自小站的信号强度大于来自宏站的信号强度的用户划为小站用户，其中，将所述小站用户中SINR小于预定阈值的用户划为小站边缘用户，其它小站用户划为小站中心用户；将接收到来自宏站的信号强度大于来自小站的信号强度的用户，但基于小区范围扩展机制将要接入到小站的用户划为小站受害用户，其中，将小站受害用户中SINR小于预定阈值的用户划为小站受害边缘用户，其它小站受害用户划为小站受害中心用户；以及将接收到来自宏站的信号强度大于来自小站的信号强度并且将接入到宏站的用户划为宏站用户。在本专利技术的一个实施例中，步骤3包括：步骤31：将所述宏站用户和所述小站中心用户调度到所述中心频段上；步骤32：将所述小站受害中心用户调度到所述保护频段上；步骤33：所述小站边缘用户调度到所述多个边缘频段上或中心频段上；步骤34：将所述小站受害边缘用户调度到所述多个边缘频段或保护频段上。在本专利技术的一个实施例中，步骤33还包括：对于所述小站边缘用户，如果调度到边缘频段上的SINR增益小于预定的阈值，则将其调度到所述中心频段上，否则将其调度到边缘频段上。在本专利技术的一个实施例中，步骤34还包括：对于所述小站受害边缘用户，如果调度到边缘频段上的SINR增益小于预定的阈值，则将其调度到所述保护频段，否则，将其调度到所述边缘频段上。在本专利技术的一个实施例中，步骤4包括：步骤41：确定优化的目标函数：(c)αk∈[0,1]其中，xijk是接入变量，表示第j个用户是否接入第i个基站的第k个频段，如果值为1，表示接入该基站的该频段，值为0则表示不接入该基站的该频段；αk表示第k个频段占总带宽的比例；yijk是基站内用户间频段资源分配变量，表示第j个用户接入第i个基站的第k个频段得到的频段资源占第k个频段的比例；B是整个异构网络的所有可用带宽；Ki表示第i个基站可使用的频段集合；限制条件(a)和(b)表示用户的接入变量xijk是取值为0或1的整数，并且选择接入i基站的用户只能占用该基站的可用频段集合Ki中的资源；限制条件(c)表示αk取值在0到1之间；限制条件(d)表示所用频段的总和应等于全部可用频段；限制条件(e)表示用户只选择接入一个基站；限制条件(f)表示基站会把资源全部分给接入该基站该频段的所有用户；SINRijk表示第j个用户接入第i个基站的第k个频段的用户信干噪比。步骤42：根据所述目标函数求解第i个基站第k个频段上用户间的资源分配；步骤43：根据所述目标函数求解k个频段中，各个频段占用的比例；步骤44：根据所述目标函数求解用户接入的基站。在本专利技术的一个实施例中，步骤44包括：设置小区范围扩展偏置值的最大值、最小值以及每次调节偏置值的步长；确定各个频段占整个频段的比例；确定基站内用户间可用资源分配；基于每个用户的吞吐量计算每次调节的偏置值下的全局效应函数总和；选择最大全局效应函数总和对应的偏置值作为最优偏置值。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：根据超密集异构网络的干扰环境，设计了通过层内和层间基于频域资源分配的干扰协调方法，降低了宏站和小站之间的跨层干扰以及小站和小站之间的同层干扰；根据用户在网络中受到的干扰不同以及在不同频段上可用资源的不同，设计了为不同用户选择频段的方法，使小站边缘用户的速率提升明显；根据小站和用户位置多变的特点，通过动态的小区范围扩展机制实现宏站和小站间的负载均衡，从而进一步降低干扰，提高了全局吞吐量。附图说明以下附图仅对本专利技术作示意性的说明和解释，并不用于限定本专利技术的范围，其中：图1示出了根据本专利技术一个实施例的异构网络中的干扰协调方法的流程图；图2示出了根据本专利技术一个实施例的层间和层内频谱资源分配的示意图；图3示出了根据本专利技术一个实施例的联合用户接入和频段资源分配的动态干扰协调方法的流程图；图4是根据本专利技术一个实施例的不同网络拓扑下CRE偏置值对全局效用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异构网络中的干扰协调方法，包括：步骤1：根据接入的目标基站和用户的接收信号强度将用户划分为多种类型；步骤2：将异构网络中的频段资源划分为中心频段、正交的多个边缘频段、保护频段，其中，所述中心频段用于接入宏站的用户和接入小站的用户共用，所述多个边缘频段和保护频段用于接入小站的用户使用；步骤3：基于预定的调度规则将所述不同类型的用户分别调度到所述中心频段、多个边缘频段或保护频段上；步骤4：建立优化异构网络的目标函数，确定用户的接入基站以及分配得到的资源。

【技术特征摘要】
1.一种异构网络中的干扰协调方法，包括：步骤1：根据接入的目标基站和用户的接收信号强度将用户划分为多种类型；步骤2：将异构网络中的频段资源划分为中心频段、正交的多个边缘频段、保护频段，其中，所述中心频段用于接入宏站的用户和接入小站的用户共用，所述多个边缘频段和保护频段用于接入小站的用户使用；步骤3：基于预定的调度规则将所述不同类型的用户分别调度到所述中心频段、多个边缘频段或保护频段上；步骤4：建立优化异构网络的目标函数，确定用户的接入基站以及分配得到的资源。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1包括：将接收到的来自小站的信号强度大于来自宏站的信号强度的用户划为小站用户，其中，将所述小站用户中SINR小于预定阈值的用户划为小站边缘用户，其它小站用户划为小站中心用户；将接收到来自宏站的信号强度大于来自小站的信号强度的用户，但基于小区范围扩展机制将要接入到小站的用户划为小站受害用户，其中，将小站受害用户中SINR小于预定阈值的用户划为小站受害边缘用户，其它小站受害用户为小站受害中心用户；以及将接收到来自宏站的信号强度大于来自小站的信号强度的用户并且将接入到宏站的用户划为宏站用户。3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤3包括：步骤31：将所述宏站用户和所述小站中心用户调度到所述中心频段上；步骤32：将所述小站受害中心用户调度到所述保护频段上；步骤33：所述小站边缘用户调度到所述多个边缘频段上或中心频段上；步骤34：将所述小站受害边缘用户调度到所述多个边缘频段或保护频段上。4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤33还包括：对于所述小站边缘用户，如果调度到边缘频段上的SINR增益小于预定的阈值，则将其调度到所述中心频段上，否则将其调度到边缘频段上。5.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤34还包括：对于所述小站受害边缘用户，如果调度到边缘频段上的SINR增益小于预定的阈值，则将其调度到所述保护频段，否则，将其调度到所述多个边缘频段上。6.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤4包括：步骤41：确定优化的目标函数：

【专利技术属性】
技术研发人员：曲迪，周一青，田霖，石晶林，
申请(专利权)人：中国科学院计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11