CN102638803A

CN102638803A - 一种基于载波聚合的家庭基站间分布式干扰协调方法

Info

Publication number: CN102638803A
Application number: CN2012100811642A
Authority: CN
Inventors: 武穆清; 张钦娟; 徐春秀; 郑倩倩; 万俊杰
Original assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Current assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: CN102638803B

Abstract

本发明公开了一种基于载波聚合的家庭基站间分布式干扰协调方法，该方法包括：家庭基站确定无线通信网络中参与载波聚合的所有成员载波；采用初始化全部成员载波的方法对各个家庭基站的成员载波进行初始化；根据参考信号接收功率，计算每个家庭基站占用的各个成员载波上的信干噪比，构建本地成员载波阻塞树；依据本地成员载波阻塞树计算家庭基站各个成员载波的释放概率；家庭基站依据释放概率释放成员载波，进行成员载波重配置。本发明考虑同一家庭基站不同成员载波的干扰差异情况，并将其体现在所构建的本地成员载波阻塞树中，再结合成员载波所受干扰的干扰维度和干扰强度信息进行成员载波的重配置，为家庭基站间的干扰协调提供了新的方向。

Description

一种基于载波聚合的家庭基站间分布式干扰协调方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于载波聚合的家庭基站间分布式干扰协调方法。

背景技术

目前有超过50％的语音电话和超过70％的数据流量是由室内发起的，然而由于无线信号穿过建筑物墙壁损耗大，因而室内的覆盖一直存在问题。家庭基站作为小范围的室内用户接入点被提出，由用户自主加入，可以用于增强室内覆盖，因而受到广泛的关注。但是家庭基站的大量部署必然导致基站覆盖范围的重叠和干扰的复杂化，如何进行有效的干扰管理成为家庭基站研究的关键问题之一。3GPP LTE为保持与以往版本的兼容性，将干扰协调作为干扰管理的有效方法之一。

载波聚合技术是3GPP LTE-Advanced中采纳的技术，它可以通过灵活地聚合一定数目的载波，从而形成更大的带宽，支持更高速率的传输。由于家庭基站数目多、自主加入和退出、没有中心控制，采用载波聚合技术以后，预先设置的成员载波分配方案或正交分配方案不再适用，因此有效的家庭基站成员载波分配方案亟待被提出。由于每个家庭基站都不能获得全网的信息，因此分布式的成员载波分配方案成为优选方案。

目前已有一些家庭基站间分布式干扰协调的方法被提出。这些方案采用分布式的成员载波分配方法，不依赖全网信息，仅考虑本地信息，充分显示了分布式的优越性。有的方案以全网的总容量最优为出发点分配成员载波，对各个家庭基站的资源分配有失公平性，容易出现部分家庭基站分配的成员载波过多，部分家庭基站分配过少的情况。有方案提出，为了保护家庭基站的公平性，在选择成员载波时家庭基站不仅考虑干扰维度，还考虑了本身已经使用的成员载波数目，从而使选用成员载波的概率与已使用成员载波的数目成反比，有效避免部分家庭基站分配的成员载波过多或过少的问题。已有干扰协调方案通过构建本地干扰图体现家庭基站间干扰情况，其中干扰维度是针对家庭基站来说的，并未考虑家庭基站的不同成员载波的干扰差异性，而且它们没有有效利用干扰强度信息进行成员载波的重配置。

发明内容

本发明针对现有家庭基站间干扰协调方法的缺陷，旨在提供一种基于载波聚合的家庭基站间分布式干扰协调方法，提供有效的家庭基站间的干扰管理方法，在较高的频谱利用率情况下获得较低的干扰。

本发明实施例揭示了一种基于载波聚合的家庭基站间分布式干扰协调方法，包括步骤：

家庭基站确定无线通信网络中参与载波聚合的所有成员载波；

采用初始化全部成员载波的方法对各个家庭基站的成员载波进行初始化；

根据参考信号接收功率，计算每个家庭基站占用的各个成员载波上的信干噪比，构建本地成员载波阻塞树；

依据本地成员载波阻塞树计算家庭基站各个成员载波的释放概率；

家庭基站依据释放概率释放成员载波，进行成员载波重配置。

进一步地，所述的本地成员载波阻塞树为各个家庭基站的每个成员载波的受干扰情况，以家庭基站为根节点(阻塞树的第一层)，家庭基站占用的成员载波为根节点的子节点(阻塞树的第二层)，与根节点家庭基站共用成员载波并对其造成干扰的家庭基站为阻塞树的第三层，其中，第一层节点的度为家庭基站占用的成员载波数目，第二层节点的度为相应成员载波所受干扰的干扰维度，第二层节点与相应的子节点构成的图与传统意义的本地干扰图类似；

进一步地，所述的干扰维度不同于传统意义上针对家庭基站而说的干扰维度，同一家庭基站的不同成员载波之间干扰维度是相互独立的；

进一步地，所述家庭基站释放概率，按如下方法计算：

将家庭基站占用的所有成员载波按照信干噪比由低到高排序，对排第一位的成员载波，释放概率表示为：

类似地，对于排第i位的成员载波，释放概率为：

逐一计算得到每个成员载波的释放概率。其中，M是家庭基站占用的成员载波数目，N是成员载波总数，排第M位的成员载波释放概率为0，以保证家庭基站至少占用一个成员载波。

本发明针对采用家庭基站的LTE-Advanced***。首先初始化各个家庭基站的全部成员载波，此时家庭基站间干扰最大；然后根据成员载波干扰情况构建本地成员载波阻塞树并进一步计算成员载波释放概率，进行成员载波释放，逐步降低干扰。在此过程中，本发明综合考虑了干扰维度、干扰强度以及不同成员载波对本地干扰的影响，协调了***总容量和家庭基站资源分配的公平性，为家庭基站间的干扰协调提供了新的方向。

附图说明

此处所说明的附图用以提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明基于载波聚合的家庭基站间分布式干扰协调方法实施例的流程图；

图2为家庭基站本地成员载波阻塞树示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是，家庭基站首先确定当前网络中用于载波聚合的各成员载波，并将其全部初始化；然后根据测量所得参考信号功率，计算其所使用的每个成员载波上的信干噪比，构建本地成员载波阻塞树；最后根据每个成员载波受干扰情况计算其被释放概率，家庭基站依据该概率选择是否释放成员载波。当有新的家庭基站加入时，同样采用上述步骤进行成员载波的配置。下面结合附图对本发明做详细说明。

如图1所示为本发明实施例基于载波聚合的家庭基站间分布式干扰协调方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S01，家庭基站确定无线通信网络中参与载波聚合的所有成员载波，成员载波数量为N(1，2，3，...，N)；

步骤S02，初始化家庭基站的全部成员载波，即家庭基站开始工作时占用所有成员载波；

步骤S03，家庭基站根据参考信号接收功率，计算各个成员载波上的信干噪比，构建本地成员载波阻塞树；

为方便说明，做如下假设。考虑LTE-Advanced***下行链路，每个成员载波上发送信号功率均为Pt，仅对大尺度衰落进行建模。考虑频率对路径损耗的影响，不同成员载波对应的路径损耗是不同的，用PL_k，m，i表示第i个成员载波上家庭基站m到家庭基站k覆盖范围内移动台(UE)k的路径损耗。加性高斯白噪声(AWGN)的功率为。

a.以家庭基站k为例，计算家庭基站各个成员载波受干扰情况；

以家庭基站k所使用的成员载波i为例，假设UEk受到共用成员载波i的家庭基站m的干扰，则UEk在成员载波i上的信干噪比为：

γ_{k, m, i} = \frac{P L_{k, k, i} P_{t}}{P L_{k, m, i} P_{t} + σ_{N}^{2}} - - - (1)

对于家庭基站k使用的每个成员载波都可以得到如式(1)所示的信干噪比，其他家庭基站的每个成员载波也同样处理。

b.判断每个成员载波的阻塞情况；

设信干噪比门限为Γ_thre，仅当计算得到的信干噪比γ_k，m，i小于Γ_thre时，家庭基站k与家庭基站m在成员载波i上有边e(v_k，i，v_m，i)存在，即家庭基站k的成员载波i阻塞。成员载波i的每个信干噪比的值都与门限比较，存在的边越多阻塞越严重。家庭基站k的其他成员载波采用同样的处理方法。

c.构建家庭基站k的本地成员载波阻塞树。

以家庭基站k为根节点，即阻塞树的第一层；其占用的M个成员载波为k的子节点，即阻塞树的第二层；根据b中成员载波的阻塞情况，与家庭基站k的成员载波有边存在的家庭基站作为阻塞树的第三层节点。因而，第一层节点的度为M，第二层节点的度为0或者成员载波受干扰的维度，最终得到的本地成员载波阻塞树如图2所示。

其他的家庭基站采用相同的方法得到其对应的本地成员载波阻塞树。

步骤S04，计算家庭基站各个成员载波的释放概率；

设载波聚合的成员载波总数为N，以家庭基站k为例，假设其使用3个成员载波(成员载波1，2，3)，它们所受干扰维度依次为d₁、d₂、d₃，最大干扰维度为d_max＝d₃，干扰强度依次为s₁、s₂、s₃，最大干扰强度为s_max＝s₂。成员载波的信干噪比从低到高排序为γ_k，2、γ_k，1、γ_k，3。即成员载波2受到的干扰最强，其次是成员载波1和成员载波3。

则成员载波1的释放概率为：

P_{1} = \frac{2}{3} \times \frac{d_{1}}{d_{3}} \times \frac{s_{1}}{s_{2}} \times \frac{3}{N} - - - (2)

成员载波2的释放概率为：

P_{2} = \frac{3}{3} \times \frac{d_{2}}{d_{3}} \times \frac{s_{2}}{s_{2}} \times \frac{3}{N} - - - (3)

成员载波3的释放概率为：

P_{3} = \frac{1}{3} \times \frac{d_{3}}{d_{3}} \times \frac{s_{3}}{s_{2}} \times \frac{3}{N} - - - (4)

步骤S05，家庭基站依据释放概率释放成员载波，进行成员载波重配置。

以上述家庭基站k的情况为例，家庭基站k根据各成员载波的释放概率随机选择是否释放成员载波，实现分布式资源配置。举例说明家庭基站释放载波的方法，定义100个数字，假设成员载波i的释放概率为60％，则从100个数中随机选一个数，若其在前60个数范围内，则释放成员载波i，否则继续占用。

当有新的家庭基站加入时，同样采用上述步骤进行成员载波的配置。

上述实施例并非用于限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离该发明的精神和范围内，所作的修改均包含在本发明范围内。

Claims

1.一种基于载波聚合的家庭基站间分布式干扰协调方法，其特征在于，包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的本地成员载波阻塞树为各个家庭基站的每个成员载波的受干扰情况，以家庭基站为根节点(阻塞树的第一层)，家庭基站占用的成员载波为根节点的子节点(阻塞树的第二层)，与根节点家庭基站共用成员载波并对其造成干扰的家庭基站为阻塞树的第三层，其中，第一层节点的度为家庭基站占用的成员载波数目，第二层节点的度为相应成员载波所受干扰的干扰维度。

3.根据权利要求2所述，其特征在于，所述的干扰维度不同于传统意义上针对家庭基站而说的干扰维度，同一家庭基站的不同成员载波之间干扰维度是相互独立的。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的成员载波的释放概率按如下方法计算：

将家庭基站使用的所有成员载波按照信干噪比由低到高排序，对排第一位的成员载波，释放概率表示为：

类似的，对于排第i位的成员载波，释放概率为：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的成员载波重配置过程中，家庭基站根据各成员载波的释放概率随机选择是否释放成员载波，实现分布式资源配置。

6.根据权利要求5所述，其特征在于，家庭基站释放成员载波后，其对应的本地成员载波阻塞树中根节点的度数减1，并去掉相应的第二层与第三层节点。