CN103428702A - 一种控制小区间干扰的资源分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种调度与干扰协调相结合的资源分配方法，包括如下步骤：A、将每个小区可用的频率资源划分为边缘频带和中心频带，相邻同频小区的边缘频带不重叠；B、计算小区中各个用户设备UE的干扰影响大小；C、根据小区中各个UE的干扰影响大小设定用户的调度优先级，干扰较大的UE的调度优先级较低；D、在可分配的频带范围内，对可用频带的使用按UE的调度优先级进行分配，其中，调度优先级较高的UE优先调度到中心频带，调度优先级较低的UE优先调度到边缘频带。本发明相对于现有技术能够提高频带利用率。

Description

一种控制小区间干扰的资源分配方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种控制小区间干扰的资源分配方法。

背景技术

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。同时，小区边缘用户采用较大的发射功率，对邻小区的边缘用户产生很强的干扰，严重影响边缘用户性能，因此如何降低小区间干扰，提高边缘用户性能，成为无线通信***的一个重要研究课题。为改善小区中的边缘用户性能，有必要采用小区间干扰协调方案。

现有干扰协调技术多是通过频率复用来进行干扰抑制。常用的静态干扰协调方案主要有部分频率复用（FFR）和软频率复用（SFR）。FFR算法的原理是通过设置小区禁用频带来避免小区边缘用户发生相互干扰；SFR算法原理是通过为不同相邻小区的边缘用户分配不同的频率和功率来避免小区边缘用户发生相互干扰。根据用户所处的位置确定用户是小区边缘用户或小区中心用户，这里的用户位置并非用户的空间位置，而是指某一用户的信道特征，通常采用服务小区导频强度和相邻小区导频强度之差——导频功率比（PPR，Pilot Power Ratio）来描述用户的这一信道特征。通过干扰协调技术的规划，对调度可分配的资源进行限制，以达到降低小区间干扰，提升小区边缘用户性能的目的。

现有的静态干扰协调的频率复用技术为相邻小区预留不同的频带来覆盖小区边缘用户，对调度可分配的资源进行限制，然而存在如下问题：

1、确定用户边缘属性的PPR门限值受到小区的负载大小、用户分布情况的限制，预设的单一PPR门限值在实际组网中可能不准确，不能实时调整，影响干扰协调效果；

2、在小区负载较重、多用户等待调度时，调度灵活性降低，也难以保证相邻小区的边缘用户使用的频率资源正交，资源冲突时（占用相同频带）没有针对用户的干扰特点进行有针对性的频带分配，边缘用户吞吐量及平均吞吐量下降；

3、如果边缘用户只用边缘频带或中心用户只用中心频带，虽然能够区分相邻小区中边缘用户使用的频率资源正交，但这种频带利用率大大降低，特别是对于终端窄带传输***，***吞吐量降低。

发明内容

本发明提供了一种控制小区间干扰的资源分配方法，相对于现有技术能够提高频带利用率。

本发明实施例提供了一种调度与干扰协调相结合的资源分配方法，包括如下步骤：

A、将每个小区可用的频率资源划分为边缘频带和中心频带，相邻同频小区的边缘频带不重叠；

B、计算小区中各个用户设备UE的干扰影响大小；

C、根据小区中各个UE的干扰影响大小设定用户的调度优先级，干扰较大的UE的调度优先级较低；

D、在可分配的频带范围内，对可用频带的使用按UE的调度优先级进行分配，其中，调度优先级较高的UE优先调度到中心频带，调度优先级较低的UE优先调度到边缘频带。

较佳地，步骤B包括：

B1、UE针对服务小区以及每个邻小区测量一个参考信号接收功率RSRP，并上报给本UE所在的基站，基站记录各UE上报的RSRP；

B2、基站计算各用户的导频功率比PPR：所述PPR为用户到目标小区的RSRP与到邻小区的RSRP之差；

B3、基站取该用户相对所有邻小区的最小的PPR值作为该用户的PPR。

较佳地，步骤C包括：

C1、设定一个最低PPR门限，将PPR值低于最低PPR门限的用户作为第一类用户，将PPR值高于最低PPR门限的用户作为第二类用户；

C2、对第二类用户按PPR值由小到大排序，得到排序索引，然后按照下述公式计算用户的干扰影响权重因子：

${\mathrm{Pro}}_{\mathrm{interf}}\left(i\right)=\frac{N}{M}*{\mathrm{Order}}_{\mathrm{ppr}}\left(i\right)$

其中，N是干扰影响权重窗口，该窗口越大，用户的干扰水平在确定用户调度优先级时所占据的比例越重；M是待调度用户数；Order_ppr(i)是用户i的PPR值在待调度用户中的排序索引，Order_ppr(i)∈[1，M]；

C3、将干扰影响权重因子与用户已确定的调度优先级水平相乘，得到该用户最终的调度优先级水平；

C4、按将用户按照最终的调度优先级水平由高到低排序形成第二类用户调度优先级列表。

较佳地，步骤D包括：

D1、判断小区的边缘频带是否存在空余可用频带，若是，执行步骤D2；否则，转至步骤D5；

D2、优先在边缘频带为第一类用户分配频率资源；

D3、判断边缘频带是否还有空余可用频带，若是，执行步骤D4，否则转至步骤D5；

D4、从第二类用户调度优先级列表的尾部开始选择待调度用户分配频率资源，直到边缘频带分配完毕，或待调度用户都分配完毕；

D5、判断中心频带是否存在空余可用频带，若是，执行步骤D6，否则结束本次调度；

D6、从第二类用户调度优先级列表的头部开始选择，优先为调度优先级高的用户分配频率资源，直到中心频带分配完毕，或待调度用户都分配完毕。

较佳地，该方法进一步包括：

实时测量在中心频带上进行数据传输的第二类用户的传输质量，若所述传输质量低于预先设定的阈值，则暂停中心频带对第二类用户中尚未调度的用户的调度，将中心频带置为忙碌，将第二类用户中尚未调度的用户回退到边缘频带等待调度。

较佳地，所述实时测量的对象为UE的接收信干噪比。

较佳地，所述预先设定的阈值为低阶调制编码方式的解调门限。

从以上技术方案可以看出，在现有的静态干扰协调的频率复用技术基础上，小区中各个用户设备UE的干扰影响大小设置各个UE的调度优先级，将干扰较大的UE优先调度到边缘频带，本发明方案根据各小区下用户可能产生或受到的干扰情况，对各小区可能占用相同频带传输的用户按一定规则配对，尽可能减小干扰程度。该方案尤其适用于同频组网下小区负载较重的场景。

附图说明

图1为本发明提供的控制小区间干扰的资源分配方法流程示意图；

图2为本发明实施例一提供一种根据PPR值衡量用户可能产生或受到的干扰大小的方法流程图；

图3为本发明实施例二提供了一种根据用户的干扰影响大小，设定用户的调度优先级的方法流程图；

图4为本发明实施例三提供了一种按照调度优先级分配资源的方法流程图。

具体实施方式

本发明提出一种控制小区间干扰的资源分配方法，基本思想在于，在静态干扰协调的频率复用技术的基础上，在可分配的频带范围内，结合用户的干扰影响大小设定用户的调度优先级，进而有针对性的分配资源。根据各小区下用户可能产生或受到的干扰情况，对各小区可能占用相同频带传输的用户按一定规则配对，尽可能减小干扰程度。该方案尤其适用于同频组网下小区负载较重的场景。

针对同频组网场景，本发明提供的控制小区间干扰的资源分配方法流程如图1所示，包括如下步骤：

步骤101：根据一定的比例，将每个小区可用的频率资源划分为小区边缘频带和小区中心频带，相邻同频小区的边缘频带不重叠。

步骤102：计算小区中各个用户的干扰影响大小。

步骤103：根据小区中各个用户的干扰影响大小设定用户的调度优先级，干扰较大的用户的调度优先级较低。

步骤104：在可分配的频带范围内，对可用频带的使用按用户的调度优先级进行分配，其中，调度优先级较高的用户优先调度到中心频带，调度优先级较低的用户优先调度到边缘频带。

这样，***通过综合考虑，将各个小区占用相同频带传输的用户按一定规则配对。在小区负载较重、多用户等待调度的场景下，可提高频带利用率，并有效避开最强干扰用户之间的碰撞（占用相同子带传输）。

为使本发明技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本发明方案进行详细阐述。

本发明实施例一提供一种根据PPR值衡量用户可能产生或受到的干扰大小的方法，流程如图2所示，包括如下步骤：

步骤201：用户设备（UE）针对服务小区以及每个邻小区测量一个参考信号接收功率（RSRP，Reference Signal Received Power），并上报给本UE所在的基站，基站记录各UE上报的RSRP。

步骤202：基站计算各UE的导频功率比（PPR）：PPR(i)=RSRP_Target(i)-RSRP_Source(i)，为用户i到目标小区的RSRP与到干扰源小区的RSRP之差。其中，目标小区是UE的服务小区，干扰源小区是所有与UE的服务小区相邻的小区。

步骤203：基站取该用户相对所有邻小区（干扰源小区）的最小的PPR值作为该用户的PPR。

用户的PPR越大，认为用户可能产生或受到的干扰越小，用户越接近于服务小区的中心；相反，用户的PPR越小，认为用户可能产生或受到的干扰越大，用户越接近于服务小区的边缘，可能处于服务小区与相邻小区的共同覆盖区域。

本发明实施例二提供了一种根据用户的干扰影响大小，设定用户的调度优先级的方法。具体流程如图3所示，包括如下步骤：

步骤301：设定一个最低PPR门限，将PPR值低于最低PPR门限的用户作为第一类用户，将PPR值高于最低PPR门限的用户作为第二类用户。所述第一类用户是干扰水平不能容忍、必须受到保护或限制的用户，只能在规划的边缘频带内传输，或仅避开最相邻小区的边缘频带。所述第二类用户是干扰水平可以容忍的用户。

步骤302：对第二类用户按PPR值由小到大排序，得到排序索引，然后计算用户的干扰影响权重因子，公式如下：

${\mathrm{Pro}}_{\mathrm{interf}}\left(i\right)=\frac{N}{M}*O{\mathrm{rder}}_{\mathrm{ppr}}\left(i\right)$

其中，N是干扰影响权重窗口，该窗口越大，用户的干扰水平在确定用户调度优先级时所占据的比例越重，该参数就取值范围而言是正整数，具体取值与影响用户调度优先级的其他参量的大小有关，可由***级仿真给出推荐值；M是待调度用户数；Order_ppr(i)是用户i的PPR值在待调度用户中的排序索引，Order_ppr(i)∈[1，M]。

步骤303：将干扰影响权重因子与用户已有的调度优先级水平相乘，得到该用户最终的调度优先级水平。

所述已有的调度优先级水平为根据调度算法以及其他需要考虑的因素确定，本发明对此不做限定。

步骤304：按将用户按照最终的调度优先级水平由高到低排序形成第二类用户调度优先级列表。在用户的干扰水平较显著影响用户的调度优先级的条件下，认为：PPR越低，该用户越接近于边缘用户，调度优先级越低；反之，PPR越高，该用户越接近于中心用户，调度优先级越高。

本发明实施例三提供了一种按照调度优先级分配资源的方法，包括如下步骤：

步骤401：判断小区的边缘频带是否存在空余可用频带，若是，执行步骤402。否则，转至步骤405。

步骤402：优先在边缘频带为第一类用户分配频率资源。

步骤403：判断边缘频带是否还有空余可用频带，若是，执行步骤404。否则转至步骤405。

步骤404：从第二类用户调度优先级列表（按照调度优先级由高到低排序）的尾部开始选择，为调度优先级较低的用户分配频率资源，直到边缘频带分配完毕，然后执行步骤405。若本步骤中待调度用户都分配完毕，则结束本流程。

步骤405：判断中心频带是否存在空余可用频带，若是，执行步骤406。否则结束本次调度。

步骤406：从第二类用户调度优先级列表的头部开始选择，优先为调度优先级高的用户分配频率资源，直到中心频带分配完毕，或待调度用户都分配完毕。

为了减少过多使用中心频带造成干扰显著增大，该实施例还可以进一步包括如下步骤：

实时测量在中心频带上进行数据传输的第二类用户的传输质量（例如测量用户的接收信干噪比（SINR），并上报基站），以判决低优先级用户是否可以使用中心频带进行数据传输。当SINR低于一定水平，如低于低阶调制编码方式的解调门限时，认为用户传输质量较差，暂停中心频带对第二类用户中尚未调度的用户的调度，将中心频带置为忙碌，第二类用户中尚未调度的用户回退到边缘频带等待调度。

本发明方案相对于现有技术的有益效果如下：

1、提高资源利用率。对PPR值高于最低PPR限制的情况下，干扰水平可以容忍的用户不需要显式设定门限值来划分小区中心用户和边缘用户，PPR值越低的用户越接近边缘用户，优先使用边缘频带，PPR值越高的用户越接近中心用户，优先使用中心频带；如PPR值较低的用户传输完成后，边缘频带的下一目标调度用户就从PPR值较高的用户中选择，相当于一个浮动的门限值，随边缘频带或中心频带的传输状况灵活调整，提高了频带利用率又避免网络负载等因素影响预设的门限值不准确的情况。

2、在中心频带空闲、边缘频带忙碌时，将本小区干扰影响较小的、更接近小区中心的边缘用户分配到中心频带工作，对相邻小区同频用户的干扰尽可能降低；在边缘频带空闲、中心频带忙碌时，将本小区干扰影响较大的、更接近小区边缘的中心用户分配到边缘频带工作，对可能产生或受到较大干扰的本小区用户尽量保护起来，提高了频带利用率，也尽可能降低同频用户之间的干扰。

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 (7)

1.一种调度与干扰协调相结合的资源分配方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、将每个小区可用的频率资源划分为边缘频带和中心频带，相邻同频小区的边缘频带不重叠；

B、计算小区中各个用户设备UE的干扰影响大小；

C、根据小区中各个UE的干扰影响大小设定用户的调度优先级，干扰较大的UE的调度优先级较低；

D、在可分配的频带范围内，对可用频带的使用按UE的调度优先级进行分配，其中，调度优先级较高的UE优先调度到中心频带，调度优先级较低的UE优先调度到边缘频带。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B包括：

B1、UE针对服务小区以及每个邻小区测量一个参考信号接收功率RSRP，并上报给本UE所在的基站，基站记录各UE上报的RSRP；

B2、基站计算各用户的导频功率比PPR：所述PPR为用户到目标小区的RSRP与到邻小区的RSRP之差；

B3、基站取该用户相对所有邻小区的最小的PPR值作为该用户的PPR。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤C包括：

C1、设定一个最低PPR门限，将PPR值低于最低PPR门限的用户作为第一类用户，将PPR值高于最低PPR门限的用户作为第二类用户；

C2、对第二类用户按PPR值由小到大排序，得到排序索引，然后按照下述公式计算用户的干扰影响权重因子：

${\mathrm{Pro}}_{\mathrm{interf}}\left(i\right)=\frac{N}{M}*O{\mathrm{rder}}_{\mathrm{ppr}}\left(i\right)$

其中，N是干扰影响权重窗口，该窗口越大，用户的干扰水平在确定用户调度优先级时所占据的比例越重；M是待调度用户数；Order_ppr(i)是用户i的PPR值在待调度用户中的排序索引，Order_ppr(i)∈[1，M]；

C3、将干扰影响权重因子与用户已确定的调度优先级水平相乘，得到该用户最终的调度优先级水平；

C4、按将用户按照最终的调度优先级水平由高到低排序形成第二类用户调度优先级列表。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤D包括：

D1、判断小区的边缘频带是否存在空余可用频带，若是，执行步骤D2；否则，转至步骤D5；

D2、优先在边缘频带为第一类用户分配频率资源；

D3、判断边缘频带是否还有空余可用频带，若是，执行步骤D4，否则转至步骤D5；

D4、从第二类用户调度优先级列表的尾部开始选择待调度用户分配频率资源，直到边缘频带分配完毕，或待调度用户都分配完毕；

D5、判断中心频带是否存在空余可用频带，若是，执行步骤D6，否则结束本次调度；

D6、从第二类用户调度优先级列表的头部开始选择，优先为调度优先级高的用户分配频率资源，直到中心频带分配完毕，或待调度用户都分配完毕。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

实时测量在中心频带上进行数据传输的第二类用户的传输质量，若所述传输质量低于预先设定的阈值，则暂停中心频带对第二类用户中尚未调度的用户的调度，将中心频带置为忙碌，将第二类用户中尚未调度的用户回退到边缘频带等待调度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述实时测量的对象为UE的接收信干噪比。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预先设定的阈值为低阶调制编码方式的解调门限。

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