用于动态实施频率复用的方法和分析器与流程

本发明涉及无线通信技术，具体地，涉及在无线通信系统的基带处理单元池中用于动态实施频率复用的方法和在无线通信系统的基带处理单元池中用于动态实施频率复用的分析器。

背景技术：

由于无线蜂窝网络之中的数据业务需求的指数型增长所驱动的那样，不管是室内还是室外的应用场景均越来越多地需要设计超密度的小小区部署需求。基本上来说，由于较大数量的小小区的密度以及不规则分布而带来了越来越多的挑战，诸如干扰消除和用户移动性切换问题等等。

众所周知，分簇技术能够降低该簇内的干扰。并且借助于基站簇的多小区处理经过模拟形成为在降低信令开销的同时充分利用协同增益的有效的方式，在该簇边缘的用户仍然遭受着来自邻近簇的严重的干扰。再者，确定应该压制哪个干扰链路也是很难的而且这将会降低其性能增益。

云无线接入网络(Cloud Radio Access Network:C-RAN)被引入为未来移动系统的革命性的架构。在云无线接入网络C-RAN之中，基站(BS)将由能够广泛分布来增强覆盖并且降低至移动用户的接入距离的轻质的射频拉远头(RRH)来替代。在回程网络之中，射频拉远头RRH经由高速低延时光网络连接至基带处理单元(BBU)池。 该基带处理单元(BBU)池能够被解释为强大的控制器，其负责集中的信号处理和协调。对于室内应用场景来说，由于监管和覆盖方面的需求，输出功率较低，在此称作微功率射频拉远头(mRRH)。

受益于C-RAN架构的优点，微功率射频拉远头(mRRH)能够被配置用于根据用户位置和/或业务需求来形成动态协调的簇。换句话说，多个射频拉远头(RRH)之间的协调并不再限制于在每个限定在传统的蜂窝网系统之中的基站为中心的小区之内。实际上，基站为中心的小区在C-RAN之中由于在移动用户和射频拉远头(RRH)之间的软的并且动态的关联而显得并不再重要。因此，检验小区的定义以便达到C-RAN架构的最有效的使用将变得越来越重要。

一些研究人员建议用户为中心的虚拟小区解决方案作为相对于传统的基站为中心的小区的解决方案。作为相同的含义，用户为中心的虚拟小区由位于小区中心的移动用户和位于该用户周围的蜂窝区域之中的一些列协作式射频拉远头RRH来配置在移动用户的移动性之上。射频拉远头RRH在每个虚拟小区之中能够根据用户的移动或者无线环境的改变而随着时间变化。

一些由此自然所引起的问题在于以较低的算法复杂度来确定微功率射频拉远头mRRH协作的范围的虚拟小区的经优化的大小，即如何进行微功率射频拉远头mRRH的选择；其次，在室内环境之中使用时有何区别，因为室内应用场景在多个微功率射频拉远头mRRH对和一些用户设备UE之间具有天然的良好的隔离。

技术实现要素：

基于在微功率射频拉远头mRRH和用户设备之间的相对距离，每个用户设备能够请求一系列的微功率射频拉远头mRRH来避免干扰。以这样的方式对于每个用户设备来说主要的干扰源能够得到抑制并且在这样的干扰网络之中的主要的瓶颈即对于小区边缘用户来说 能够得以移除。由此提出了在共同干扰的组之间的以用户设备为中心的频率复用干扰协调解决方案。

本发明的第一方面提出了一种在无线通信系统的基带处理单元池中用于动态实施频率复用的方法，所述方法包括：

B)所述基带处理单元池根据上行链路信道分配信息来分析用户设备(UE)与射频拉远头(RRH)的关联性信息；

C)所述基带处理单元池根据关联性信息形成所述用户设备(UE)与所述射频拉远头(RRH)的服务矩阵和干扰矩阵；以及

D)所述基带处理单元池根据所述服务矩阵和所述干扰矩阵实施频率复用。

依据本发明的方法能够得到完全隔离的用户设备组，在这样的用户设备组之间，每个用户设备均能够使用所有的频率资源而且不受其他用户设备或者射频拉远头的干扰；此外，依据本发明的方法能够得到部分隔离的用户设备组，在这样的用户设备组之间，相应的用户设备能够在干扰的子载波之上让相对应的射频拉远头减小在该子载波之上的功率从而也能够达到频率复用的效果。综上所述，依据本发明的方法能够在完全隔离和部分隔离的用户设备组之间形成频率复用的解决方案，从而大大提高了频率的利用率而且与此同时并未产生任何不利的干扰。

在依据本发明的一种实施方式之中，在所述步骤(D)之中，如果根据所述服务矩阵和所述干扰矩阵以及隔离阈值判断出第一用户设备和第二用户设备为完全隔离状态，那么所述第一用户设备和所述第二用户设备能够完全复用所有的频率资源。

在依据本发明的一种实施方式之中，在所述步骤(D)之中，如果根据所述服务矩阵、所述干扰矩阵、隔离阈值以及干扰阈值判断出第一用户设备和第二用户设备为部分隔离状态，那么所述第一用户设备和所述第二用户设备能够在以第一系数减小相应的射频拉远头在第一子载波之上的功率的情况下完全复用所有的频率资源。

在依据本发明的一种实施方式之中，所述第一系数为所述隔离 阈值与所述第一用户设备和所述第二用户设备之间的相对信噪比的差值。

在依据本发明的一种实施方式之中，所述第一用户设备和所述第二用户设备之间的相对信噪比为所述第一用户设备相对于所述第二用户设备的相对信噪比与所述第二用户设备相对于所述第一用户设备的相对信噪比之和的平均值。

在依据本发明的一种实施方式之中，所述射频拉远头RRH为微功率射频拉远头mRRH。

在依据本发明的一种实施方式之中，所述基带处理单元池包括至少一个基带处理单元。

相应地，本发明的第二方面提出了一种在无线通信系统的基带处理单元池中用于动态实施频率复用的分析器，所述分析器包括：

分析单元，所述分析单元根据上行链路信道分配信息来分析用户设备(UE)与射频拉远头(RRH)的关联性信息；

确定单元，所述确定单元根据关联性信息形成所述用户设备(UE)与所述射频拉远头(RRH)的服务矩阵和干扰矩阵；以及

执行单元，所述执行单元根据所述服务矩阵和所述干扰矩阵实施频率复用。

依据本发明的分析器能够得到完全隔离的用户设备组，在这样的用户设备组之间，每个用户设备均能够使用所有的频率资源而且不受其他用户设备或者射频拉远头的干扰；此外，依据本发明的分析器能够得到部分隔离的用户设备组，在这样的用户设备组之间，相应的用户设备能够在干扰的子载波之上让相对应的射频拉远头减小在该子载波之上的功率从而也能够达到频率复用的效果。综上所述，依据本发明的分析器能够在完全隔离和部分隔离的用户设备组之间形成频率复用的解决方案，从而大大提高了频率的利用率而且与此同时并未产生任何不利的干扰。

在依据本发明的一种实施方式之中，在所述执行单元之中，如果根据所述服务矩阵和所述干扰矩阵以及隔离阈值判断出第一用户 设备和第二用户设备为完全隔离状态，那么所述第一用户设备和所述第二用户设备能够完全复用所有的频率资源。

在依据本发明的一种实施方式之中，在所述执行单元之中，如果根据所述服务矩阵、所述干扰矩阵、隔离阈值以及干扰阈值判断出第一用户设备和第二用户设备为部分隔离状态，那么所述第一用户设备和所述第二用户设备能够在以第一系数减小相应的射频拉远头在第一子载波之上的功率的情况下完全复用所有的频率资源。

在依据本发明的一种实施方式之中，所述第一系数为所述隔离阈值与所述第一用户设备和所述第二用户设备之间的相对信噪比的差值。

在依据本发明的一种实施方式之中，所述第一用户设备和所述第二用户设备之间的相对信噪比为所述第一用户设备相对于所述第二用户设备的相对信噪比与所述第二用户设备相对于所述第一用户设备的相对信噪比之和的平均值。

依据本发明的用于微功率射频拉远头mRRH选择的解决方案的核心过程在于以下几个方面：

1)首先需要确定用户为中心的服务微功率射频拉远头mRRH组的半径和干扰的微功率射频拉远头mRRH组的半径。

在依据本发明的方法和分析器之中实施根据每个用户设备的信干噪比SINR来动态地选择服务和干扰的微功率射频拉远头mRRH。

2)其次，根据上述的微功率射频拉远头mRRH的选择来实施用户为中心的频率复用。

一旦为相应的用户设备确定了用户为中心的服务微功率射频拉远头mRRH组的半径和干扰的微功率射频拉远头mRRH组的半径，那么不同的组将会形成较大的一个矩阵。如果不同的用户设备属于不同的微功率射频拉远头mRRH组，那么这些用户设备将属于完全隔离的对(当然完全隔离是一个相对的概念，由于在此完全隔离表示干扰的信号强度低于预定阈值，然而，该阈值也能够根据算法优化来基于整个网络的性能得以得到调节)，所以在这些对之间的频率复用能 够很简单地得以实现。在本发明之中将会主要关注共同干扰的微功率射频拉远头mRRH的范围之中的频率复用。

在共同干扰的微功率射频拉远头mRRH的范围之中，将会确定相应的用户设备或者射频拉远头RRH所使用的资源块，仅需相应地降低在对应的资源块之上的功率便能达到降低相互间干扰的目的，具体来说，在降低了相应的资源块之上的功率之后，则能够在共同干扰的微功率射频拉远头mRRH的范围之中实现完全的频率复用。

综上所述，依据本发明的方法和分析器能够得到完全隔离的用户设备组，在这样的用户设备组之间，每个用户设备均能够使用所有的频率资源而且不受其他用户设备或者射频拉远头的干扰；此外，依据本发明的方法和分析器能够得到部分隔离的用户设备组，在这样的用户设备组之间，相应的用户设备能够在干扰的子载波之上让相对应的射频拉远头减小在该子载波之上的功率从而也能够达到频率复用的效果。综上所述，依据本发明的方法和分析器能够在完全隔离和部分隔离的用户设备组之间形成频率复用的解决方案，从而大大提高了频率的利用率而且与此同时并未产生任何不利的干扰。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1示出了依据本发明所述的在无线通信系统的基带处理单元池中用于动态实施频率复用的方法的流程图100；

图2示出了用户为中心的服务微功率射频拉远头mRRH组的半径和干扰的微功率射频拉远头mRRH组的半径的确定的示意图200；

图3示出了在共同干扰的mRRH应用场景之中的频率复用的示意图300；

图4示出了一种依据本发明的方法的应用场景400；以及

图5示出了完全隔离的用户设备组UE4和UE5以及部分隔离的用户设备组UE2和UE4的示意图500。

在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相似的装置(模块)或步骤。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。

图1示出了依据本发明所述的在无线通信系统的基带处理单元池中用于动态实施频率复用的方法的流程图100，如图1所示，该方法包括：

首先，在方法步骤110之中，该基带处理单元池根据上行链路信道分配信息来分析用户设备UE与射频拉远头RRH的关联性信息；

然后，在方法步骤120之中，该基带处理单元池根据关联性信息形成用户设备UE与射频拉远头RRH的服务矩阵和干扰矩阵；以及

最后，在方法步骤130之中，该基带处理单元池根据服务矩阵和干扰矩阵实施频率复用。

依据本发明的方法能够得到完全隔离的用户设备组，在这样的用户设备组之间，每个用户设备均能够使用所有的频率资源而且不受其他用户设备或者射频拉远头的干扰；此外，依据本发明的方法能够得到部分隔离的用户设备组，在这样的用户设备组之间，相应的用户设备能够在干扰的子载波之上让相对应的射频拉远头减小在该子载波之上的功率从而也能够达到频率复用的效果。综上所述，依据本发明的方法能够在完全隔离和部分隔离的用户设备组之间形成频率复用的解决方案，从而大大提高了频率的利用率而且与此同时并未产生任何不利的干扰。

依据本发明的用于微功率射频拉远头mRRH选择的解决方案的核心过程在于以下几个方面：

1)首先需要确定用户为中心的服务微功率射频拉远头mRRH组的半径和干扰的微功率射频拉远头mRRH组的半径。

在依据本发明的方法和分析器之中实施根据每个用户设备的信干噪比SINR来动态地选择服务和干扰的微功率射频拉远头mRRH。图2示出了用户为中心的服务微功率射频拉远头mRRH组的半径和干扰的微功率射频拉远头mRRH组的半径的确定的示意图200。如图2所示，γ表示服务mRRH的半径，而d-γ所示出的圆环为干扰的微功率射频拉远头mRRH组的范围。

2)其次，根据上述的微功率射频拉远头mRRH的选择来实施用户为中心的频率复用。

一旦为相应的用户设备确定了用户为中心的服务微功率射频拉远头mRRH组的半径和干扰的微功率射频拉远头mRRH组的半径，那么不同的组将会形成较大的一个矩阵。如果不同的用户设备属于不同的微功率射频拉远头mRRH组，那么这些用户设备将属于完全隔离的对(当然完全隔离是一个相对的概念，由于在此完全隔离表示干扰的信号强度低于预定阈值，然而，该阈值也能够根据算法优化来基于整个网络的性能得以得到调节)，所以在这些对之间的频率复用能够很简单地得以实现。在本发明之中将会主要关注共同干扰的微功率射频拉远头mRRH的范围之中的频率复用。

图3示出了在共同干扰的mRRH应用场景之中的频率复用的示意图300。如图3所示，基带处理单元BBU池用光纤与三个微功率射频拉远头mRRH相连接，而用户设备UE-1、UE-2和UE-3均处于mRRH-2的覆盖范围之内，图3所示的情形与爱立信的Dot系统或者华为的Lampsite系统相似。例如，首先用户设备UE-1、2、3均属于微功率射频拉远头mRRH-2的服务范围之中(在此仅示出了一个简单的示例，显然，在密集的条件下，其服务mRRH并非是单个的一个而是mRRH组，但是这并不影响组级别的分析)。当UE-1移动至 mRRH-3的范围之中并且UE-2移动到mRRH-1的范围之中时，他们不能使用频率复用，这是由于UE-1能够从mRRH-1接收到干扰信号而UE-2能够从mRRH-3接收到干扰信号，所以他们是共同干扰的对。根据传统的算法在这种应用场景之下并不能使用频率复用。但是如果调整了在不同的mRRH之中物理上的资源块(PRB)的输出功率，例如如图3所示能够调整在UE-2的PRB范围之内的mRRH-3的输出功率，同样的调整同样能够在UE-1的资源块PRB的范围内进行mRRH-1，这样便能实现频率复用。能够基于共同干扰的严重性来确定实施多大程度的功率调节。当然，如果在两个mRRH/mRRH组之间存在严重的干扰时，这样的算法也不能实施。

图4示出了一种依据本发明的方法的应用场景400。如图4所示，UE1至UE5的用户设备的服务微功率射频拉远头mRRH借助于虚线框加以示出，从图中可以看出，UE1的服务微功率射频拉远头mRRH为mRRH5、mRRH8；而UE2的服务微功率射频拉远头mRRH为mRRH4、mRRH5、mRRH7和mRRH8；UE3的服务微功率射频拉远头mRRH为mRRH8和mRRH9；UE42的服务微功率射频拉远头mRRH为mRRH6和mRRH9；而UE5的服务微功率射频拉远头mRRH为mRRH1和mRRH2。由此得出服务矩阵如下矩阵所示：

同样从图4能够看出，UE1的干扰微功率射频拉远头mRRH为mRRH1、mRRH4、mRRH6、mRRH7和mRRH9；而UE2的干扰微功率射频拉远头mRRH为mRRH1、mRRH2、mRRH6和mRRH9；UE3的干扰微功率射频拉远头mRRH为mRRH5、mRRH6和mRRH7；UE42的干扰微功率射频拉远头mRRH为mRRH3、mRRH5和mRRH8；而UE5的干扰微功率射频拉远头mRRH为mRRH3、mRRH4和mRRH5。由此得到干扰矩阵如以下矩阵所示：

图5示出了完全隔离的用户设备组UE4和UE5以及部分隔离的用户设备组UE2和UE4的示意图500。从图中可以看出，UE4和UE5完全隔离，即在依据本发明的一种实施例之中，在步骤130之中，如果根据服务矩阵和干扰矩阵以及隔离阈值判断出第一用户设备和第二用户设备为完全隔离状态，那么第一用户设备和第二用户设备能够完全复用所有的频率资源。

同样如图5所示，用户设备UE2和用户设备UE4部分隔离，按照现有技术之中的方法并不能实施频率复用；而依据本发明所述的方法能够以降低功率的方式实现频率复用，即在依据本发明的一种实施例之中，在步骤130之中，如果根据服务矩阵、干扰矩阵、隔离阈值以及干扰阈值判断出第一用户设备和第二用户设备为部分隔离状态，那么第一用户设备和第二用户设备能够在以第一系数减小相应的射频拉远头在第一子载波之上的功率的情况下完全复用所有的频率资源。

在依据本发明的一种实施例之中，第一系数为隔离阈值与第一用户设备和第二用户设备之间的相对信噪比的差值。即：

β＝Isolation_threshold-rSNR_2&4，其中，Isolation_threshold为隔离阈值，而rSNR_2&4为第一用户设备UE2和第二用户设备UE4之间的相对信噪比。

在依据本发明的一种实施例之中，第一用户设备和第二用户设备之间的相对信噪比为第一用户设备相对于第二用户设备的相对信噪比与第二用户设备相对于第一用户设备的相对信噪比之和的平均值。即：

rSNR_2,4＝(rSNR_UE2&UE4+rSNR_UE4&UE2)/2，其中，rSNR_UE2&UE4为第一用户设备UE2相对于第二用户设备UE4的相对信噪比，而rSNR_UE4&UE2 为第二用户设备UE4相对于第一用户设备UE2的相对信噪比。

而根据以上的服务矩阵和干扰矩阵，第一用户设备UE2相对于第二用户设备UE4的相对信噪比rSNR_UE2&UE4通过以下公式计算而得，即：

而根据以上的服务矩阵和干扰矩阵，第二用户设备UE4相对于第一用户设备UE2的相对信噪比rSNR_UE4&UE2通过以下公式计算而得，即：

在依据本发明的一种实施例之中，射频拉远头RRH为微功率射频拉远头mRRH。

在依据本发明的一种实施例之中，基带处理单元池包括至少一个基带处理单元。

相应地，本发明的第二方面提出了一种在无线通信系统的基带处理单元池中用于动态实施频率复用的分析器，该分析器包括：

分析单元，该分析单元根据上行链路信道分配信息来分析用户设备(UE)与射频拉远头(RRH)的关联性信息；

确定单元，该确定单元根据关联性信息形成该用户设备(UE)与该射频拉远头(RRH)的服务矩阵和干扰矩阵；以及

执行单元，该执行单元根据该服务矩阵和该干扰矩阵实施频率复用。

依据本发明的分析器能够得到完全隔离的用户设备组，在这样的用户设备组之间，每个用户设备均能够使用所有的频率资源而且不受其他用户设备或者射频拉远头的干扰；此外，依据本发明的分析器能够得到部分隔离的用户设备组，在这样的用户设备组之间，相应的用户设备能够在干扰的子载波之上让相对应的射频拉远头减小在该子载波之上的功率从而也能够达到频率复用的效果。综上该，依据本 发明的分析器能够在完全隔离和部分隔离的用户设备组之间形成频率复用的解决方案，从而大大提高了频率的利用率而且与此同时并未产生任何不利的干扰。

在依据本发明的一种实施例之中，在该执行单元之中，如果根据该服务矩阵和该干扰矩阵以及隔离阈值判断出第一用户设备和第二用户设备为完全隔离状态，那么该第一用户设备和该第二用户设备能够完全复用所有的频率资源。

在依据本发明的一种实施例之中，在该执行单元之中，如果根据该服务矩阵、该干扰矩阵、隔离阈值以及干扰阈值判断出第一用户设备和第二用户设备为部分隔离状态，那么该第一用户设备和该第二用户设备能够在以第一系数减小相应的射频拉远头在第一子载波之上的功率的情况下完全复用所有的频率资源。

在依据本发明的一种实施例之中，该第一系数为该隔离阈值与该第一用户设备和该第二用户设备之间的相对信噪比的差值。

在依据本发明的一种实施例之中，该第一用户设备和该第二用户设备之间的相对信噪比为该第一用户设备相对于该第二用户设备的相对信噪比与该第二用户设备相对于该第一用户设备的相对信噪比之和的平均值。

在共同干扰的微功率射频拉远头mRRH的范围之中，将会确定相应的用户设备或者射频拉远头RRH所使用的资源块，仅需相应地降低在对应的资源块之上的功率便能达到降低相互间干扰的目的，具体来说，在降低了相应的资源块之上的功率之后，则能够在共同干扰的微功率射频拉远头mRRH的范围之中实现完全的频率复用。

综上所述，依据本发明的方法和分析器能够得到完全隔离的用户设备组，在这样的用户设备组之间，每个用户设备均能够使用所有的频率资源而且不受其他用户设备或者射频拉远头的干扰；此外，依据本发明的方法和分析器能够得到部分隔离的用户设备组，在这样的用户设备组之间，相应的用户设备能够在干扰的子载波之上让相对应的射频拉远头减小在该子载波之上的功率从而也能够达到频率复用 的效果。综上所述，依据本发明的方法和分析器能够在完全隔离和部分隔离的用户设备组之间形成频率复用的解决方案，从而大大提高了频率的利用率而且与此同时并未产生任何不利的干扰。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。