CN102111883B - 家庭基站分配无线资源的方法及家庭基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家庭基站(HeNB)分配无线资源的方法及HeNB，包括：HeNB检测其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率；根据检测到的相邻HeNB所发送参考信号的接收功率将待分配无线资源单位划分为自保留资源子集、他保留资源子集以及共享资源子集；为自保留资源子集，他保留资源子集以及共享资源子集上的无线资源单位配置不同的参考信号发射功率；以及将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的各个用户终端(UE)。本发明能够自适应地根据HeNB周围环境实时进行动态资源分配，并且可以有效消除小区服务区域内的盲区，显著改善小区边缘用户的性能和用户公平性。

Description

家庭基站分配无线资源的方法及家庭基站

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种家庭基站(HeNB,HomeeNodeB)动态分配无线资源的方法及执行该方法的HeNB。

背景技术

无线蜂窝网络利用蜂窝形式的网络结构为移动用户提供话音和数据等通信业务。通常，一个蜂窝小区提供一定范围的无线通信传输覆盖，其中，无线传输覆盖半径最大的蜂窝小区是宏蜂窝(Macrocell)小区。为增大无线蜂窝网络的容量以及提高其覆盖区域内的无线通信服务质量，可以在热点地区和室内采用比宏蜂窝传输半径小的无线蜂窝小区覆盖形式，如微蜂窝(Microcell)，微微蜂窝(Picocell)以及毫微微蜂窝(Femtocell)等。例如，在第三代合作伙伴计划(3GPP，3^rdGenerationPartnershipProject)长期演进(LTE，LongTermEvolution)***或3GPP改进的长期演进(LTE-A)***中的可以同时在室外设置宏蜂窝基站eNodeB(eNB)而在室内设置HeNB，以形成两层无线网络覆盖。

由于HeNB通常是用户自行购买自行安装的，无法进行统一的频谱规划和小区优化，且HeNB之间简单的频率重用可能会造成相邻HeNB之间严重的小区间干扰，从而降低***的频谱利用率，甚至导致“盲区”的产生。在这里，所谓“盲区”是指在该区域内的用户由于受到严重的来自相邻HeNB的邻小区干扰而不能正常的通信。另外，由于HeNB和宏蜂窝基站不同，HeNB之间不存在通信接口(例如X2接口)，因此，传统的在LTE***或LTE-A***中应用的基于X2信令的小区间干扰协调方式不能应用在HeNB。而且由于HeNB的安装以及配置均是由用户自行完成的，其无线环境可能会经常发生变化，例如，HeNB可能会变换位置或不定期的开关等等，因此现有的不需要小区间信令交互的软频率复用以及小区呼吸等静态的无线资源管理方式也并不适合于动态的HeNB环境，它们的频谱利用效率很低。因此，目前急需一种不需要小区间信令交互的并能自适应地根据HeNB周围环境实时进行动态资源分配和协调小区间干扰的方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种HeNB分配无线资源的方法以及HeNB，能够自适应地根据HeNB周围环境实时进行动态资源。

本发明实施例所述的HeNB分配无线资源的方法，包括：

检测其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率；

根据检测到的相邻HeNB所发送参考信号的接收功率确定各个相邻HeNB的自保留资源子集，并将待分配无线资源单位划分为自保留资源子集、他保留资源子集以及共享资源子集；

为自保留资源子集，他保留资源子集以及共享资源子集上的无线资源单位配置不同的参考信号发射功率；以及

将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的各个用户终端UE；

其中，根据检测到的相邻HeNB所发送参考信号的接收功率确定各个相邻HeNB的自保留资源子集，并将待分配无线资源单位划分为自保留资源子集、他保留资源子集以及共享资源子集包括：

将确定的各个相邻HeNB的自保留资源子集的合集作为自身的他保留资源子集；

确定自身的自保留资源子集；以及

将待分配无线资源单位中除自保留资源子集以及他保留资源子集外的无线资源单位组成的集合作为共享资源子集；

确定自身的自保留资源子集包括：

根据自身服务的小区边缘用户的业务量占自身服务所有用户总业务量的比例以及检测到的相邻HeNB的个数确定自保留资源子集所包含无线资源单位的数目；以及

根据确定的自保留资源子集所包含无线资源单位的数目从除他保留资源子集外的待分配的无线资源单位中划分自保留资源子集。

其中，检测其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率包括：通过HeNB上的下行信道接收机直接检测其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率；或者接收其服务的UE上报的其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率值。

根据检测到的相邻HeNB所发送参考信号的接收功率确定各个相邻HeNB的自保留资源子集包括：将检测到的某个相邻HeNB在某个无线资源单位上所发送的参考信号接收功率与预先设定的门限进行比较，若大于所述门限，则所述无线资源单位属于该相邻HeNB的自保留资源子集。上述门限根据正常输出模式下参考信号发射功率设定。

通过如下公式确定自保留资源子集所包含无线资源单位的数目：其中，N为待分配的无线资源单位的个数；K为相邻HeNB的个数；M_{cell_edge}为小区边缘用户的业务量；M_total为所有用户的总业务量；N_remaining代表待分配无线资源单位中除去他保留资源子集后剩余的无线资源单位的数目；运算符min()代表取最小值运算；运算符代表向下取整运算。

或者，通过如下公式确定自保留资源子集所包含无线资源单位的数目：其中，N为待分配的无线资源单位的个数；K为相邻HeNB的个数；M_{cell_edge}为小区边缘用户的业务量；M_total为所有用户的总业务量；N_remaining代表待分配无线资源单位中除去他保留资源子集后剩余的无线资源单位的数目；β为一个预定义的限制因子，用于限制一个HeNB可以获得的自保留资源子集的最大个数；运算符min()代表取最小值运算；运算符代表向下取整运算。

为自保留资源子集，他保留资源子集以及共享资源子集上的无线资源单位配置不同的参考信号发射功率包括：为自保留资源子集所包含无线资源单位上的参考信号配置第一发射功率；为共享资源子集所包含无线资源单位上的参考信号配置第二发射功率；以及为他保留资源子集所包含无线资源单位上的参考信号配置零发射功率。

上述第一发射功率为高输出模式下的参考信号发射功率；所述第二发射功率为正常输出模式下的参考信号发射功率。

将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的UE包括：将自保留资源子集所包含的无线资源单位分配给小区边缘用户，将共享资源子集所包含的无线资源单位分配给小区中心用户。

将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的UE包括：采用比例公平PF调度方法将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的UE，其中，在分配自保留资源子集所包含的无线资源单位时，将小区边缘用户的PF度量乘以一个大于1的加权因子。

在检测其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率之前进一步包括：等待一个随机长度的退避时间。

上述无线资源单位为在时域上划分的无线资源单位或在频域上划分的无线资源单位。

本发明实施例所述的HeNB，包括：

参考信号接收功率检测单元，用于检测相邻HeNB所发送参考信号的接收功率；

无线资源子集划分单元，用于根据检测到的相邻HeNB所发送参考信号的接收功率确定各个相邻HeNB的自保留资源子集，并将待分配无线资源单位划分为自保留资源子集、他保留资源子集以及共享资源子集；

参考信号发射功率配置单元，用于为自保留资源子集，他保留资源子集以及共享资源子集上的无线资源单位配置不同的参考信号发射功率；以及

无线资源分配单元，用于将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的用户终端UE；

其中，所述无线资源子集划分单元包括：

他保留资源子集划分模块，用于将确定的各个相邻HeNB的自保留资源子集的合集作为自身的他保留资源子集；

自保留资源子集划分模块，用于确定自保留资源子集所包含的无线资源单位的数目，再从除他保留资源子集之外的待分配无线资源单位中确定自保留资源子集；

共享资源子集划分模块，用于将待分配无线资源单位中除自保留资源子集以及他保留资源子集外的无线资源单位组成的集合作为共享资源子集。

其中，所述参考信号接收功率检测单元包括：直接检测相邻HeNB所发送参考信号的接收功率的下行信道接收机。

所述参考信号接收功率检测单元包括：参考信号接收功率接收模块，用于接收UE上报的相邻HeNB所发送参考信号的接收功率值。

所述无线资源分配单元包括：

加权因子配置模块，用于在分配自保留资源子集所包含的无线资源单位时，将小区边缘用户的比例公平PF度量乘以一个大于1的因子；以及

PF调度模块，用于采用PF调度方法将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的UE。

本发明实施例所给出的无线资源的分配方法是根据无线环境的测量结果进行的，因此，可以在无线环境发生变化时动态调整无线资源单位的分配情况，实现自适应的无线资源分配。

另外，上述动态无线资源分配方法最典型的应用是协调LTE或LTE-A***中相邻HeNB之间下行链路上的小区间干扰，尤其是在热点区域高密度的布置HeNB时可以显著的改善小区边缘用户的性能和用户公平性。

最后，上述无线资源的分配方法是一种分布式的算法，不需要一个中心节点负责协调小区间干扰，也不需要HeNB之间的信令交互，因此，很适合于HeNB的分布式的网络结构。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为本发明实施例所述的无线资源分配方法流程图；

图2为本发明实施例所述的HeNB内部结构示意图；

图3为本发明仿真模型拓扑结构示意图；

图4分别显示了采用现有无线资源分配方法和本发明所述方法时用户吞吐量的累积概率分布曲线；

图5分别显示了采用现有无线资源分配方法和本发明所述方法时公平性度量的累积概率分布曲线。

具体实施方式

在LTE或LTE-A***中，基站可以采用两种模式配置下行参考信号(RS)的功率：正常输出模式和功率增强(RSpowerboosting)模式。其中，在高输出模式中，基站将采用更高的功率发送下行参考信号来提高信道估计的性能。基于上述特征，本发明提出一种HeNB动态分配无线资源的方法。在该方法中，HeNB可以根据对其周围无线环境的测量结果，主要是对其相邻HeNB所发送参考信号接收功率的测量结果，将待分配的无线资源单位划分为不同的无线资源子集，包括：自保留资源子集(Self-ReservedSubset)、他保留资源子集(Other-ReservedSubset)以及共享资源子集(SharedSubset)，然后将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的各个UE。其中，自保留资源子集包含由该HeNB独占的无线资源单位；共享资源子集包含该HeNB与其相邻HeNB共享的无线资源单位；他保留资源子集包含由相邻HeNB独占的无线资源单位。在HeNB将待分配的无线资源单位划分为自保留资源子集、他保留资源子集以及共享资源子集后，HeNB还需要将自身无线资源单位的划分结果通知给相邻HeNB。特别地，在本发明中，HeNB将为不同的无线资源子集，例如：自保留资源子集，他保留资源子集以及共享资源子集上的无线资源单位配置不同的参考信号发射功率，以通知其相邻HeNB自身对待分配无线资源单位的划分结果。例如，为在自保留资源子集所包含的无线资源单位上发送的参考信号配置第一发射功率，例如，高输出模式下的较高的参考信号发射功率发送参考信号，为在共享资源子集所包含的无线资源单位上发送的参考信号配置第二发射功率，例如，正常输出模式下的较低的参考信号发射功率发送参考信号，而在他保留资源子集所包含的无线资源单位上不发送数据以及参考信号。这样，该HeNB的任意一个相邻HeNB可以通过自身对其周围HeNB所发送参考信号接收功率的测量结果获知该HeNB对待分配无线资源单位的划分结果，并以此完成自身对待分配无线资源单位的划分。

下面将结合附图详细说明本发明的实施方式。

图1显示了本发明一个实施例所述的HeNB分配无线资源的流程图。如图1所示，HeNB将执行如下操作完成无线资源的动态分配。

步骤101：HeNB首先进行无线环境测量，检测其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率。

通常情况下，HeNB在上电工作后，会持续监听周围的环境，通过检测相邻HeNB发送的同步信号和参考信号发现与其相邻的HeNB。在本步骤中，HeNB还将检测其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率(RSRP)。具体地，如果HeNB具有下行信道接收机(DownlinkReceiver)，则HeNB将可以通过其下行信道接收机直接检测其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率；如果HeNB不具有下行信道接收机，则将由其服务的用户终端(UE)完成对其相邻HeNB参考信号接收功率的测量，通常，UE会将测量得到的各个HeNB所发送参考信号的接收功率上报给HeNB。

更进一步，在本步骤中，HeNB还将根据对相邻HeNB的参考信号接收功率的测量结果估计相邻HeNB到自身的平均路损。

此外，由于UE会定期进行无线环境的测量，包括测量服务HeNB所发送参考信号的接收功率，相邻HeNB所发送参考信号的接收功率等等，并将测量结果上报给自身服务的HeNB。HeNB可以进一步根据自身所服务的各个UE上报的测量结果分别判断各个UE是小区中心用户(Cell-CenterUE)还是小区边缘用户(Cell-EdgeUE)。其中，小区中心用户与其服务的HeNB之间的无线环境较好，也即小区中心用户受到的相邻HeNB的干扰较少，具有较好的信噪比；而小区边缘用户与其服务的HeNB之间的无线环境较差，也即小区边缘用户受到的相邻HeNB的干扰较大，具有较差的信噪比。在实际应用中，HeNB可以通过将各个UE的平均信噪比或者信号功率与最强干扰功率之差等参数与预先设定的门限进行比较来判断各个UE是小区中心用户还是小区边缘用户。

步骤102：HeNB根据其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率确定各个相邻HeNB的自保留资源子集，并将确定的各个相邻HeNB的自保留资源子集的合集作为自身的他保留资源子集。

如前所述，在本实施例中，一个HeNB在将待分配的无线资源单位划分为不同的无线资源子集，包括：自保留资源子集、他保留资源子集以及共享资源子集后，将使用不同的参考信号发射功率标识不同的无线资源子集，以通知其相邻HeNB自身对待分配无线资源单位的划分结果，因此，在本步骤中，HeNB可以根据其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率确定其相邻HeNB的自保留资源子集。

例如，若HeNB对自身自保留资源子集所包含的无线资源单位采用高输出模式下的较高的参考信号发射功率发送参考信号，对共享资源子集所包含的无线资源单位采用正常输出模式下的较低的参考信号发射功率发送参考信号，而在他保留资源子集所包含的无线资源单位上不发送数据以及参考信号，则HeNB就可以在检测到其相邻HeNB在各个无线资源单位上所发送的参考信号接收功率后，将检测到的某个相邻HeNB在某个无线资源单位上所发送的参考信号接收功率与预先设定的门限进行比较，若大于该门限，则该无线资源单位属于该相邻HeNB的自保留资源子集；相反，则该无线资源单位属于该相邻HeNB的他保留资源子集或共享保留资源子集。较佳地，在本实施例中，上述门限可以根据正常输出模式下参考信号发射功率设定，例如，可以设置为正常输出模式下参考信号发射功率加上一个阈度(例如，2dB)；又例如，若在上述步骤101中HeNB还估计了相邻HeNB到自身的平均路损，则可以将上述门限设置为正常输出模式下参考信号发射功率与平均路损的差值或设置为上述差值与一个阈度(例如，2dB)的和。即，假设正常输出模式下参考信号发射功率为P，相邻HeNB到本HeNB的平均路损为PL，上述阈度为M，则所述门限可以设置为P+M，或P-PL，又或者P-PL+M。

步骤103：HeNB确定自身的自保留资源子集。

上述步骤103可以包括：

步骤1031：HeNB根据自身服务的小区边缘用户的业务量占自身服务所有用户总业务量的比例以及检测到的相邻HeNB的个数确定自保留资源子集所包含无线资源单位的数目；

假设待分配的无线资源单位的个数为N，该HeNB的周围一共有K个相邻HeNB，该HeNB服务的小区边缘用户的业务量为M_{cell_edge}，该HeNB服务的所有用户的总业务量为M_total，则在本步骤中，HeNB可以根据如下的公式(1)确定自保留资源子集所包含资源单位的数目：

其中，N_remaining代表待分配无线资源单位中除去他保留资源子集后剩余的资源单位的数目；运算符min()代表取最小值运算；运算符代表向下取整运算。

需要说明的是，若HeNB所服务的每个UE都是满负载，则M_{cell_edge}可以简化定义为该HeNB服务的小区边缘用户的数目，而M_total可以简化定义为该HeNB服务的所有用户的总数目。

此外，为了保证各个HeNB之间资源分配的公平性，防止某些贪婪的HeNB(比如高负载的HeNB)不考虑自身对相邻HeNB的干扰而“自私”地占用所有的可用资源，可以进一步限制一个HeNB可以获得的自保留资源子集的最大个数。此时，HeNB可以根据如下的公式(2)确定自保留资源子集所包含的资源单位数目：

其中，β为一个预定义的限制因子，用于限制一个HeNB可以获得的自保留资源子集的最大个数。公式(2)中的其他变量以及运算符与公式(1)中相同。

步骤1032：HeNB根据确定的自保留资源子集所包含无线资源单位的数目从除他保留资源子集外的待分配的无线资源单位中划分自保留资源子集。

在本步骤中，HeNB可以采用任意的方法从除他保留资源子集外的待分配的无线资源单位中划分出至少一个无线资源单位，其数目与上述步骤1031确定的数目相等，并将其集合作为自保留资源子集。较佳地，自保留资源子集所包含的无线资源单位是连续的。

步骤104：HeNB将待分配无线资源单位中除自保留资源子集以及他保留资源子集外的无线资源单位组成的集合作为共享资源子集。

步骤105：HeNB为自保留资源子集，他保留资源子集以及共享资源子集上的无线资源单位配置不同的参考信号发射功率。

例如，在本步骤中，HeNB可以为自保留资源子集所包含无线资源单位上的参考信号配置第一发射功率(例如，高输出模式下的较高的参考信号发射功率)，为共享资源子集所包含无线资源单位上的参考信号配置第二发射功率(例如，正常输出模式下的较低的参考信号发射功率)，而在他保留资源子集所包含的资源单位上停止发送数据信号和参考信号，即不为他保留资源子集所包含无线资源单位上的参考信号配置发射功率，或配置零发射功率，以通知其相邻HeNB自身对待分配无线资源单位的划分结果。

步骤106：HeNB将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的各个UE。

由于在本步骤中，由于HeNB没有将他保留资源子集(也即相邻HeNB的自保留资源子集)所包含的无线资源单位分配给自身服务的UE，因此可以有效降低相邻HeNB对自身所服务UE的干扰。

此外，为了进一步降低相邻HeNB在共享资源子集所包含的无线资源单位上对自身所服务UE的干扰，可以将自身自保留资源子集所包含的无线资源单位分配给小区边缘用户，而将自身共享资源子集所包含的无线资源单位分配给小区中心用户以进一步提高小区边缘用户的通信质量。

然而，考虑到用户调度的灵活性，自保留资源子集以及共享资源子集所包含的无线资源单位应当对所有UE开放，而不应当严格限制小区边缘用户只能调度在自保留资源子集所包含的无线资源单位上，小区中心用户只能调度在共享资源子集所包含的无线资源单位上。为此，在本发明的优选实施例提出了一种加权的比例公平(PF)调度方法，即在分配自保留资源子集所包含的无线资源单位时为小区边缘用户设置更大的优先级。具体做法是，在分配自保留资源子集所包含的无线资源单位时，将小区边缘用户的PF度量乘以一个大于1的加权因子，而保持小区中心用户原有的PF度量不变(即加权因子为1)。这样，小区边缘用户能够以更高的优先级竞争到自保留资源子集所包含的无线资源单位。由于UE在自保留资源子集的无线资源单位上具有更低的干扰水平，因此，上述加权的比例公平调度方法能够在不降低调度灵活度的情况下，有效地降低小区边缘用户的通信质量。由于在传统的PF调度方法中，小区中心用户的调度优先级本身要高于小区边缘用户，因此，在采用本实施例所述的加权的比例公平(PF)调度方法分配共享资源子集所包含的无线资源单位时不需要修改小区中心用户以及小区边缘用户的PF度量。

需要说明的是，上述无线资源分配方法可以是周期性循环执行的，也可以是事件触发运行的,例如，在HeNB检测到存在严重的邻小区干扰的时候，可以直接触发执行上述无线资源分配方法。此外，在周期循环执行的方式下，为了避免一个HeNB和其相邻HeNB同时执行上述方法进行无线资源分配时可能出现的将相同的无线资源单位均划入自身自保留资源子集而产生冲突的情况，每个HeNB在每次执行上述方法之前将等待一个随机长度的退避时间，即经过一段随机长度的退避时间窗口(BackoffWindow)之后，再执行上述资源分配方法。由于每个HeNB退避时间窗口的长度是随机的，因此，一个HeNB和其相邻HeNB同时执行上述方法进行无线资源分配的概率将大大降低。

需要说明的是，上述无线资源分配可以在时域上执行也可以在频域上执行。在时域上执行时，所分配的无线资源单位为在时域上划分的无线资源单位，例如传输时间间隔(TTI)。在频域上执行时，所分配的无线资源单位为在频域上划分的无线资源单位，例如资源块(RB)。

下面先以TTI的分配为例详细描述一个HeNB在时域上执行的无线资源的分配过程。

在步骤101，HeNB测量连续N个TTI的参考信号接收功率(RSRP)。在本实施例中，一个完整的资源分配周期由N个连续TTI组成。

需要说明的是，这里的TTI只表示时域资源的最小可分配单位，它可以是LTE***中一个真实的TTI(1ms)，也可以是多个TTI组成。为了描述方便，将时域资源的最小可分配单位称为TTI。

在步骤102，HeNB根据其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率确定其相邻HeNB的自保留资源子集所包含的TTI，并将这些TTI作为自身的他保留资源子集。考虑到，本方案中的HeNB通常都是以连续的方式分配TTI的，因此，如果检测到一个HeNB的自保留资源子集所包含的TTI是不连续的则可以取这些TTI中最长连续的TTI集合作为该HeNB的自保留资源子集。

在步骤103，HeNB首先根据公式(1)或(2)确定自身的自保留资源子集所包含的TTI的数目，再从除他保留资源子集之外的待分配TTI中确定自保留资源子集。例如，可以将他保留资源子集之后连续N_{self_reserved}个TTI作为自保留资源子集，其中N_{self_reserved}为自保留资源子集所包含的TTI的数目。

在步骤104，HeNB将待分配TTI中除自保留资源子集以及他保留资源子集外的TTI组成的集合作为共享资源子集。

在步骤105，HeNB可以为自保留资源子集所包含的TTI配置高输出模式下的参考信号发射功率，为共享资源子集所包含的TTI配置正常输出模式下的参考信号发射功率，而不为他保留资源子集所包含的TTI配置发射功率，即不再这些TTI上发送参考信号或数据。

在步骤106：HeNB将采用加权的PF调度方法将自保留资源子集以及共享资源子集包含的TTI分配给自身服务的各个UE。

一个HeNB在频域上执行的无线资源的分配过程与上述示例基本类似，区别在于HeNB但需要以子带(一个或多个RB)为单位设置自身在各个RB上的参考信号发射功率，并检测相邻HeNB在各个RB上的参考信号接收功率。

下面再以RB的分配为例详细描述两个相邻HeNB(HeNB1和HeNB2)在频域上执行的无线资源的分配过程。假设HeNB1和HeNB2周围没有其他HeNB，并假设待分配的RB共有6个，包括RB1～RB6。

HeNB1和HeNB2上电启动后均首先将自保留资源子集和他保留资源子集初始化为空，而将共享资源子集初始化为{RB1，RB2，RB3，RB4，RB5，RB6}。

HeNB1和HeNB2在执行上述无线资源分配方法之前均需要随机等待一个退避窗口时间。

假设HeNB1先执行上述无线资源分配方法。则通过执行步骤101至104，HeNB1确定他保留资源子集为空，自保留资源子集为{RB1，RB2}，共享资源子集为{RB3，RB4，RB5，RB6}。然后根据步骤105为各个RB配置不同的参考信号发射功率，并根据步骤106所述的方法将RB1，RB2，RB3，RB4，RB5，RB6分配给自身服务的UE。

接下来，HeNB2执行上述无线资源分配方法，通过执行步骤101至104，HeNB1确定他保留资源子集为{RB1，RB2}，自保留资源子集为{RB3，RB4}，共享资源子集为{RB5，RB6}。然后根据步骤105为各个RB配置不同的参考信号发射功率，并根据步骤106所述的方法将RB3，RB4，RB5，RB6分配给自身服务的UE。

再然后，HeNB1再次执行上述无线资源分配方法时(可能是周期执行或者事件触发)，通过执行步骤101至104，确定他保留资源子集为{RB3，RB4}，自保留资源子集为{RB1，RB2}，共享资源子集为{RB5，RB6}。然后根据步骤105为各个RB配置不同的参考信号发射功率，并根据步骤106所述的方法将RB1，RB2，RB5，RB6分配给自身服务的UE。

此后，HeNB1和HeNB2的无线资源分配结果稳定不变，直至无线环境出现其他的变化，例如HeNB1或HeNB2关闭或者出现新的HeNB时，HeNB1和HeNB2将再次执行上述无线资源分配方法实现无线资源的动态分配。

由此可以看出，上述无线资源的分配方法是根据无线环境的测量结果进行的，因此，可以在无线环境发生变化时动态调整无线资源单位的分配情况，实现自适应的无线资源分配。上述动态无线资源分配方法最典型的应用是协调LTE或LTE-A***中相邻HeNB之间下行链路上的小区间干扰，尤其是在热点区域高密度的布置HeNB时可以显著的改善小区边缘用户的性能和用户公平性，并消除服务区域内的“盲区”。其次，上述无线资源的分配方法是一种分布式的算法，不需要一个中心节点负责协调小区间干扰，因此，很适合于HeNB的分布式的网络结构。再次，上述无线资源的分配方法不需要HeNB之间的信令交互。最后，上述无线资源的分配方法通过加权的PF调度方法，在不牺牲调度灵活性的情况下，有效地改善小区边缘用户的性能。

除了上述方法，本发明的实施例还给出了实现上述无线资源分配方法的HeNB的内部结构。如图2所示，本实施例所述的HeNB包括：

参考信号接收功率检测单元，用于检测相邻HeNB所发送参考信号的接收功率；

无线资源子集划分单元，用于根据检测到的相邻HeNB所发送参考信号的接收功率将待分配无线资源单位划分为自保留资源子集、他保留资源子集以及共享资源子集；

参考信号发射功率配置单元，用于为自保留资源子集，他保留资源子集以及共享资源子集上的无线资源单位配置不同的参考信号发射功率；

无线资源分配单元，用于将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的各个UE。

其中，上述参考信号接收功率检测单元可以包括直接检测相邻HeNB所发送参考信号的接收功率的下行信道接收机或者包括参考信号接收功率接收模块，用于接收UE上报的相邻HeNB所发送参考信号的接收功率。

上述无线资源子集划分单元包括：

他保留资源子集划分模块，用于根据其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率确定各个相邻HeNB的自保留资源子集，并将确定的各个相邻HeNB的自保留资源子集的合集作为自身的他保留资源子集；

自保留资源子集划分模块，用于确定自保留资源子集所包含的无线资源单位的数目，再从除他保留资源子集之外的待分配无线资源单位中确定自保留资源子集；

共享资源子集划分模块，用于将待分配无线资源单位中除自保留资源子集以及他保留资源子集外的无线资源单位组成的集合作为共享资源子集。

具体的，自保留资源子集划分模块可以根据自身服务的小区边缘用户占自身服务所有用户的比例采用公式(1)或(2)所述的方法确定自保留资源子集所包含无线资源单位的数目。

上述无线资源分配单元包括：

加权因子配置模块，用于在分配自保留资源子集所包含的无线资源单位时，将小区边缘用户的PF度量乘以一个大于1的因子；

PF调度模块，用于采用PF调度方法将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的各个UE。

下面将通过仿真实验说明本发明所述无线资源分配方法的有益效果。

仿真模型的拓扑结构如图3所示。图3显示了两个相邻的HeNB，包括HeNB1和HeNB2，且每个HeNB服务5个UE，其中，用叉“×”表示的是HeNB1服务的UE，用三角形表示的是HeNB2服务的UE。

上述仿真模型的主要参数如表1所示：

参数名称	参数值	备注
			HeNB	2	私有模式
UE	5	随机均匀分布
			载波带宽	10MHz
HeNB发射功率	20dBm
			天线	HeNB:1；UE:1
调度方法	PF调度

表1

图4分别显示了采用现有的频率复用因子为1的无线资源分配方法(即相邻HeNB都使用相同的无线资源)和本发明所述方法时用户吞吐量的累积概率分布曲线。其中，点状线为采用现有无线资源分配方法时用户吞吐量的累积概率分布曲线；实线为采用本发明所述方法在时域上实现无线资源分配时用户吞吐量的累积概率分布曲线；虚线为采用本发明所述方法在频域上实现无线资源分配时用户吞吐量的累积概率分布曲线。

其中FRF表示频率复用因子，FRF＝1表示频率复用因子为1，即每个HeNB使用了所有的带宽。从图4可以看出，对传统的FRF＝1方案而言，有很大的一部分用户(约为21％的用户)由于很强的小区间干扰而得不到服务(即吞吐为0)；而本发明则没有吞吐为0没有得到服务的用户，即没有盲区的存在，它显著的改善了小区边缘吞吐的性能。

图5分别显示了采用现有无线资源分配方法和本发明所述方法时公平性度量的累积概率分布曲线。其中，点状线为采用现有无线资源分配方法时公平性度量的累积概率分布曲线；实线为采用本发明所述方法在时域上实现无线资源分配时公平性度量的累积概率分布曲线；虚线为采用本发明所述方法在频域上实现无线资源分配时公平性度量的累积概率分布曲线。

首先，定义了公平性度量FM的公式为：其中N是用户个数，i是用户序号，Ti表示第i个用户的吞吐。由FM的定义可以看出，FM是一个位于0和1之间的正整数。FM越大，表示用户之间的公平性越好。由图5可以看出，本发明的公平性明显好于传统的FRF＝1的方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种家庭基站HeNB分配无线资源的方法，其特征在于，包括：

检测其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率；

根据检测到的相邻HeNB所发送参考信号的接收功率确定各个相邻HeNB的自保留资源子集，并将待分配无线资源单位划分为自保留资源子集、他保留资源子集以及共享资源子集；

为自保留资源子集，他保留资源子集以及共享资源子集上的无线资源单位配置不同的参考信号发射功率；以及

将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的各个用户终端UE；

其中，根据检测到的相邻HeNB所发送参考信号的接收功率确定各个相邻HeNB的自保留资源子集，并将待分配无线资源单位划分为自保留资源子集、他保留资源子集以及共享资源子集包括：

将确定的各个相邻HeNB的自保留资源子集的合集作为自身的他保留资源子集；

确定自身的自保留资源子集；以及

将待分配无线资源单位中除自保留资源子集以及他保留资源子集外的无线资源单位组成的集合作为共享资源子集；

确定自身的自保留资源子集包括：

根据自身服务的小区边缘用户的业务量占自身服务所有用户总业务量的比例以及检测到的相邻HeNB的个数确定自保留资源子集所包含无线资源单位的数目；以及

根据确定的自保留资源子集所包含无线资源单位的数目从除他保留资源子集外的待分配的无线资源单位中划分自保留资源子集。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率包括：通过HeNB上的下行信道接收机直接检测其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率包括：接收其服务的UE上报的其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据检测到的相邻HeNB所发送参考信号的接收功率确定各个相邻HeNB的自保留资源子集包括：

将检测到的某个相邻HeNB在某个无线资源单位上所发送的参考信号接收功率与预先设定的门限进行比较，若大于所述门限，则所述无线资源单位属于该相邻HeNB的自保留资源子集。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述门限根据正常输出模式下参考信号发射功率设定。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下公式确定自保留资源子集所包含无线资源单位的数目：

其中，N为待分配的无线资源单位的个数；K为相邻HeNB的个数；M_{cell_edge}为小区边缘用户的业务量；M_total为所有用户的总业务量；N_remaining代表待分配无线资源单位中除去他保留资源子集后剩余的无线资源单位的数目；运算符min()代表取最小值运算；运算符代表向下取整运算。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下公式确定自保留资源子集所包含无线资源单位的数目：

其中，N为待分配的无线资源单位的个数；K为相邻HeNB的个数；M_{cell_edge}为小区边缘用户的业务量；M_total为所有用户的总业务量；N_remaining代表待分配无线资源单位中除去他保留资源子集后剩余的无线资源单位的数目；β为一个预定义的限制因子，用于限制一个HeNB可以获得的自保留资源子集的最大个数；运算符min()代表取最小值运算；运算符代表向下取整运算。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为自保留资源子集，他保留资源子集以及共享资源子集上的无线资源单位配置不同的参考信号发射功率包括：

为自保留资源子集所包含无线资源单位上的参考信号配置第一发射功率；

为共享资源子集所包含无线资源单位上的参考信号配置第二发射功率；以及

为他保留资源子集所包含无线资源单位上的参考信号配置零发射功率。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一发射功率为高输出模式下的参考信号发射功率；所述第二发射功率为正常输出模式下的参考信号发射功率。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的UE包括：

将自保留资源子集所包含的无线资源单位分配给小区边缘用户，将共享资源子集所包含的无线资源单位分配给小区中心用户。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的UE包括：

采用比例公平PF调度方法将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的UE，其中，在分配自保留资源子集所包含的无线资源单位时，将小区边缘用户的PF度量乘以一个大于1的加权因子。

12.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在检测其相邻HeNB所发送参考信号的接收功率之前进一步包括：

等待一个随机长度的退避时间。

13.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述无线资源单位为在时域上划分的无线资源单位或在频域上划分的无线资源单位。

14.一种家庭基站HeNB，其特征在于，包括：

参考信号接收功率检测单元，用于检测相邻HeNB所发送参考信号的接收功率；

无线资源子集划分单元，用于根据检测到的相邻HeNB所发送参考信号的接收功率确定各个相邻HeNB的自保留资源子集，并将待分配无线资源单位划分为自保留资源子集、他保留资源子集以及共享资源子集；

参考信号发射功率配置单元，用于为自保留资源子集，他保留资源子集以及共享资源子集上的无线资源单位配置不同的参考信号发射功率；以及

无线资源分配单元，用于将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的用户终端UE；

其中，所述无线资源子集划分单元包括：

他保留资源子集划分模块，用于将确定的各个相邻HeNB的自保留资源子集的合集作为自身的他保留资源子集；

自保留资源子集划分模块，用于确定自保留资源子集所包含的无线资源单位的数目，再从除他保留资源子集之外的待分配无线资源单位中确定自保留资源子集；

共享资源子集划分模块，用于将待分配无线资源单位中除自保留资源子集以及他保留资源子集外的无线资源单位组成的集合作为共享资源子集。

15.根据权利要求14所述的HeNB，其特征在于，所述参考信号接收功率检测单元包括：直接检测相邻HeNB所发送参考信号的接收功率的下行信道接收机。

16.根据权利要求14所述的HeNB，其特征在于，所述参考信号接收功率检测单元包括：参考信号接收功率接收模块，用于接收UE上报的相邻HeNB所发送参考信号的接收功率值。

17.根据权利要求14所述的HeNB，其特征在于，所述无线资源分配单元包括：

加权因子配置模块，用于在分配自保留资源子集所包含的无线资源单位时，将小区边缘用户的比例公平PF度量乘以一个大于1的因子；以及

PF调度模块，用于采用PF调度方法将自保留资源子集以及共享资源子集包含的无线资源单位分配给自身服务的UE。