CN103220719A - 一种载波聚合场景下载波资源规划方法 - Google Patents

一种载波聚合场景下载波资源规划方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种载波聚合场景下载波资源规划方法，包括如下步骤：A、为每个扇区设置一个提供覆盖性能的成员载波，并使得相邻扇区提供覆盖的成员载波频率不同；B、将扇区的边缘用户的主成员载波设置为所在扇区提供边缘覆盖性能的成员载波；C、为扇区的中心用户配置载波聚合，并将提供边缘覆盖的成员载波设置为中心用户的主成员载波。本发明可以抑制多个成员载波的频率规划方案下的小区间的同频干扰。

Description

一种载波聚合场景下载波资源规划方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及载波聚合(CA，CarrierAggregation)技术，特别涉及一种载波聚合场景下载波资源规划方法。
背景技术
载波聚合(CA，Carrier Aggregation)技术是LTE-A提出的相对LTE演进的关键技术之一，是将多个非连续或连续的频段聚合在一起的技术。聚合的每一个频段被称为成员载波(CC，Component Carrier)。在3GPP TS 36.300中定义了5种CA部署场景，如图1a至图1e所示。
图1a所示部署场景中，频段F1和F2提供相同的小区覆盖。该部署场景一般应用在F1和F2处于相同的频带的情况下，如2GHz，800MHz等。在F1和F2覆盖重叠区域支持CA。图1b所示部署场景中，频段F2与F1的波束方向相同。频段F2相比F1，由于路径损耗较高提供小范围的覆盖。F1主要用于提供可靠的覆盖，而F2主要用于提高吞吐量。该部署场景一般应用在F1和F2处于不同的频带的情况下，如F1＝{800MHz，2GHz}，F2＝{3.5GHz}等。在F1和F2覆盖重叠区域支持CA。图1c所示部署场景中，频段F2的中心波束指向频段F1的波束边界，以提高小区边缘的吞吐量。该部署场景一般应用在F1和F2处于不同的频带的情况下，如F1＝{800MHz，2GHz}，F2＝{3.5GHz}等。在F1和F2覆盖重叠区域支持CA。图1d所示场景中，频段F1提供宏小区覆盖，而射频拉远站点(RRHs)利用频段F2提供热点区域的覆盖。该部署场景一般应用在F1和F2处于不同的频带的情况下，如F1＝{800MHz，2GHz}，F2＝{3.5GHz}等。在F1和F2覆盖重叠区域支持CA。图1e所示部署场景与图2所示部署场景相似，不同之处在于：在图1b所示部署场景的基础上使用频率选择性复用器，复用频段F2的部分载波以扩展其覆盖范围。在F1和F2覆盖重叠区域支持CA。
以上所示各个场景中，相邻小区所使用的频带相同，因此均为同频组网。对于同频组网，相邻小区之间都可以使用全部的***带宽，频带利用率远高于异频组网，但是小区间干扰会成为影响整体吞吐量的关键因素。在基于正交频分复用(OFDM)技术的蜂窝无线通信***中，小区内用户通过频分复用实现信号的正交以解决小区内干扰的问题；但是作为代价，同频组网会带来较强的小区间干扰。因此如何降低小区间干扰，成为同频组网的无线通信***中的一个重要研究课题。为了保证频谱传输效率，改善小区中用户性能，同频组网都采用相对复杂的小区间干扰协调来抑制小区间干扰。
现有的抑制同频干扰的频率规划方案主要有以下几种：
方案1：N频点组网方法：提供了一种N频点组网方法，包括以下步骤：调整辅载频的发射功率，使辅载频的发射功率小于同一小区内主载频的发射功率，若相邻小区的辅载频覆盖区域衔接，则进一步控制辅载频的覆盖范围使覆盖衔接区域的辅载频异频。上述N频点组网方法还包括：控制辅载频的发射角度，使辅载频的发射角度小于同一小区内主载频的发射角度。
方案2：用于OFDMA***的组网方法，包括以下步骤：对OFDMA***覆盖的小区(扇区)进行频率规划，在小区(扇区)间采用频率复用因子为1的软频率复用方式，将每个小区(扇区)划分为多个区域，将不同频率资源分配给不同区域内的用户并对小区(扇区)之间频率资源的分配方式进行协调；对各个区域进行功率规划，将基站总功率分为两部分，一部分用于路径损耗补偿，一部分用于功率注水，并根据一定准则判断各个区域路径损耗补偿功率的比例以及注水功率的比例。
方案3：一种正交频分复用***频率规划的方法，包括：(a)将正交频分复用***中可用频谱资源分成(基站数N×每基站扇区数S)组载波/子信道；(b)确定各个基站中每个扇区复用的N个载波/子信道，并确定上述的载波/子信道在对应扇区的优先级，且同一基站不同扇区内的相同载波/子信道的优先级不同；(c)根据各个扇区的实际业务量，按照优先级高低顺序分配可以使用的载波/子信道。
方案4：一种TDD方式下利用辅助基站进行频率规划的方法，包括以下步骤：(1)辅助基站接收控制台命令；(2)该辅助基站在TDD发射时隙打开接收机；(3)如果整个***频段内还有未扫描频点，设置该辅助基站的工作频率为***频段内一个未扫描频点，接收其它基站的信号；(4)计算该辅助基站接收到的信号和其它基站发射的信号的相关系数、其它基站的发射功率和信噪比、其它基站与该辅助基站之间的距离以及其它基站的方向；(5)判断该频点是否已经分配；(6)该辅助基站根据接收信号判断是否有干扰存在及干扰方向。
现有的抑制同频干扰的频率规划方案都是调度一个频带内的各个子载波，不适用于LTE-A***中的载波聚合技术下的多个成员载波的调度。众所周知，用户通信期间，来自相邻小区的同频干扰会严重影响用户的通信质量，尤其是小区边缘的用户。而应用载波聚合技术后，终端可以在多个成员载波上传输信息，其受到的同频干扰将更加复杂。由此，在载波聚合技术下，需要新的针对多个成员载波的频率规划方案抑制小区间的同频干扰。
发明内容
本发明提供了一种载波聚合场景下载波资源规划方法，可以抑制多个成员载波的频率规划方案下的小区间的同频干扰。
本发明实施例提供了一种载波聚合场景下载波资源规划方法，包括如下步骤：
A、为每个扇区设置一个提供覆盖性能的成员载波，并使得相邻扇区提供覆盖的成员载波频率不同；
B、将扇区的边缘用户的主成员载波设置为所在扇区提供边缘覆盖性能的成员载波；
C、为扇区的中心用户配置载波聚合，并将提供边缘覆盖的成员载波设置为中心用户的主成员载波。
较佳地，步骤C之后进一步包括：当提供边缘覆盖的成员载波负载高时，优先在辅成员载波上对扇区的中心用户进行资源分配。
较佳地，步骤A包括：
A1、确定可使用的成员载波集合；
A2、选择第一个扇区，辅成员载波集合中为第一扇区分配一个可提供边缘覆盖的成员载波，并对已经分配的成员载波分配第一载波标识；
A3、选择第一扇区的任一相邻扇区，辅成员载波集合的剩余载波中为其分配可提供边缘覆盖的成员载波，对所述成员载波分配与已有的载波标识均不相同的载波标识；
A4、重复执行步骤A3，直至所述第一扇区与所有相邻扇区都获得可提供边缘覆盖的成员载波，并且相邻扇区彼此具有不同的载波标识。
较佳地，步骤B为：
判断扇区中用户的主成员载波是否为其所在扇区提供边缘覆盖的成员载波，如果不是，通过无线资源控制RRC信令将用户的主成员载波设置成提供边缘覆盖的成员载波。
较佳地，步骤B进一步包括：判断扇区中的边缘用户是否配置了载波聚合，若是，将所述边缘用户的辅成员载波删除。
从以上技术方案可以看出，根据扇区边缘用户通常信道条件较差，不适合聚合多个载波进行数据传输的特点，限制扇区的边缘用户的主成员载波只能是提供覆盖性能的成员载波并且没有辅成员载波，从而避免相邻扇区边缘用户间的干扰，以达到抑制小区边缘同频干扰的目的；根据扇区中心用户通常信道条件较好，适合聚合多个载波进行数据传输的特点，通过载波管理机制为中心用户配置载波聚合，并将提供边缘覆盖的成员载波设置为中心用户的主成员载波；由于每个扇区中所有用户的主成员载波相同且都为提供边缘覆盖的成员载波，为避免该成员载波负载过重，中心用户优先在辅成员载波上进行资源分配。该方案使相邻扇区的边缘用户使用不同的成员载波，从而可以明显降低小区边缘的干扰水平和带内载波聚合场景下干扰协调的复杂度；同时资源规划方案符合载波聚合适用于中心用户但不适用于边缘用户的特点，再通过负载控制均衡各成员载波上的负载状况，能够合理利用载波聚合提升***性能。
附图说明
图1a为频段F1和F2提供相同的小区覆盖的部署场景示意图；
图1b为频段F2与F1的波束方向相同但提供不同小区覆盖范围的部署场景示意图；
图1c为频段F2的中心波束指向频段F1的波束边界的部署场景示意图；
图1d为频段F1提供宏小区覆盖，而射频拉远站点利用频段F2提供热点区域的覆盖的部署场景示意图；
图1e为在图1b所示部署场景的基础上使用频率选择性复用器，复用频段F2的部分载波以扩展其覆盖范围的部署场景示意图；
图2为本发明实施例提供的载波聚合场景下载波资源规划的处理流程图；
图3为一具体应用场景的载波分布示意图；
图4为针对图3所示场景的载波配置示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想为：
首先通过载波管理机制为每个扇区设置一个提供覆盖性能的成员载波，并使得相邻扇区提供覆盖的成员载波频率不同；
根据扇区边缘用户通常信道条件较差，不适合聚合多个载波进行数据传输的特点，限制扇区的边缘用户的主成员载波只能是提供覆盖性能的成员载波并且没有辅成员载波，从而避免相邻扇区边缘用户间的干扰，以达到抑制小区边缘同频干扰的目的；
根据扇区中心用户通常信道条件较好，适合聚合多个载波进行数据传输的特点，通过载波管理机制为中心用户配置载波聚合，并将提供边缘覆盖的成员载波设置为中心用户的主成员载波；
由于每个扇区中所有用户的主成员载波相同且都为提供边缘覆盖的成员载波，为避免该成员载波负载过重，中心用户优先在辅成员载波上进行资源分配。
本发明实施例利用图论着色方法来规划每个扇区在其边缘可用的成员载波集合，使相邻扇区在扇区边缘可以调度使用的成员载波集合间没有交集，完成频率规划后，每个扇区中都存在一个可以对扇区边缘进行覆盖的小区。对于边缘用户，不配置载波聚合，通过无线资源控制(RRC)信令将这些用户的主小区设为这个能够提供边缘覆盖的小区；对于中心用户，配置载波聚合，并根据负载状况，通过RRC信令将部分或全部中心用户的主小区设为这个能够提供边缘覆盖的小区；当提供边缘覆盖的成员载波负载高时，调度器对于中心用户优先在辅成员载波上进行调度，半静态调度除外(原因是协议规定半静态调度只能发生在主小区上)。
图2示出了本发明实施例提供的载波聚合场景下载波资源规划的处理流程，包括如下步骤：
步骤201：确定可使用的成员载波集合；
步骤202：选择第一个扇区，辅成员载波集合中为该扇区分配一个可提供边缘覆盖的成员载波，并对已经分配的成员载波分配第一载波标识；
步骤203：选择第一扇区的任一相邻扇区，辅成员载波集合的剩余载波中为其分配可提供边缘覆盖的成员载波，对所述成员载波分配与已有的载波标识均不相同的载波标识；
步骤204：重复执行步骤203，直至所述第一扇区与所有相邻扇区都获得可提供边缘覆盖的成员载波，并且相邻扇区彼此具有不同的载波标识；
步骤205：执行载波管理功能，通过RRC信令将每个扇区中的边缘用户的主成员载波设置成其所在扇区提供边缘覆盖的成员载波，且对于所述边缘用户不配置辅成员载波；
步骤206：执行载波管理功能，通过RRC信令将每个扇区中的中心用户的主成员载波设置成其所在扇区提供边缘覆盖的成员载波，并且对支持载波聚合的用户配置辅成员载波；
步骤207：执行负载控制功能，当提供边缘覆盖的成员载波负载高时，优先为中心用户在其辅成员载波上进行资源分配。
以下以如图3所示的应用场景为例对本发明方案进行详细说明。首先假设可用的成员载波集合为{CC1，CC2，CC3，CC4，CC5}，其中CC1＜CC2＜CC3＜CC4＜CC5。
各扇区中心区域选择所有成员载波进行覆盖，选择覆盖性能较好的三个低频段载波CC1、CC2和CC3对各扇区的边缘进行覆盖。
首先，选择CC1对扇区1进行边缘覆盖，此时扇区1的边界由CC1覆盖，标记为第一标识；
其次，选择CC2对扇区1的相邻扇区2进行覆盖，此时扇区2的边界由CC2覆盖，标记为第二标识；
再次，选择CC3对扇区1的相邻扇区3进行覆盖(因为扇区3与扇区2和扇区1均相邻，因此不能选CC1和CC2)，此时扇区3的边界由CC3覆盖，标记为第三标识；
进而，可以选择CC2对扇区1的相邻扇区4进行覆盖(因为扇区4与扇区2相邻，因此可以采用相同的成员载波进行覆盖)，直到将各个扇区的边缘可调度成员载波配置完毕，如图4所示，其中每一个六边形代表一个扇区。
成员载波配置完成后，进行如下配置：
判断扇区中用户的主成员载波是否为其所在扇区提供边缘覆盖的成员载波，如果不是通过RRC信令将用户的主成员载波设置成提供边缘覆盖的成员载波；
判断扇区中的边缘用户是否配置了载波聚合，如果配置了载波聚合，则通过RRC信令将其辅成员载波删除；
执行负载控制功能，当提供边缘覆盖的成员载波负载高时，使调度器优先为中心用户在其辅成员载波上进行资源分配。
本发明采用的资源规划方案使相邻扇区的边缘用户使用不同的成员载波，从而可以明显降低小区边缘的干扰水平和带内载波聚合场景下干扰协调的复杂度；同时资源规划方案符合载波聚合适用于中心用户但不适用于边缘用户的特点，再通过负载控制均衡各成员载波上的负载状况，能够合理利用载波聚合提升***性能。
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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种载波聚合场景下载波资源规划方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、为每个扇区设置一个提供覆盖性能的成员载波，并使得相邻扇区提供覆盖的成员载波频率不同；
B、将扇区的边缘用户的主成员载波设置为所在扇区提供边缘覆盖性能的成员载波；
C、为扇区的中心用户配置载波聚合，并将提供边缘覆盖的成员载波设置为中心用户的主成员载波。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C之后进一步包括：当提供边缘覆盖的成员载波负载高时，优先在辅成员载波上对扇区的中心用户进行资源分配。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A包括：
A1、确定可使用的成员载波集合；
A2、选择第一个扇区，辅成员载波集合中为第一扇区分配一个可提供边缘覆盖的成员载波，并对已经分配的成员载波分配第一载波标识；
A3、选择第一扇区的任一相邻扇区，辅成员载波集合的剩余载波中为其分配可提供边缘覆盖的成员载波，对所述成员载波分配与已有的载波标识均不相同的载波标识；
A4、重复执行步骤A3，直至所述第一扇区与所有相邻扇区都获得可提供边缘覆盖的成员载波，并且相邻扇区彼此具有不同的载波标识。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B为：
判断扇区中用户的主成员载波是否为其所在扇区提供边缘覆盖的成员载波，如果不是，通过无线资源控制RRC信令将用户的主成员载波设置成提供边缘覆盖的成员载波。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤B进一步包括：判断扇区中的边缘用户是否配置了载波聚合，若是，将所述边缘用户的辅成员载波删除。
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