一种用于异构蜂窝网的机会干扰管理方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于异构蜂窝网络中，基于动态矩阵的机会干扰管理方法。确切 地说，是通过调度固定数目的M化来降低M化对FBSs的干扰，属于无线通信技术领域。
【背景技术】
[0002] 统计数据显示，将近90 %的数据服务和将近60 %的语音服务是发生在室内的。而 FBS是针对室内用户设计的低成本的即插即用设备。在下一代无线通信技术中，FBS在扩大 室内覆盖范围和提升室内数据速率方面的潜力引起了广泛关注。一般情况下，FBS被布置 在已经部署好的宏小区中，并且，为了节省宝贵的无线频谱资源，微小区和宏小区通常共享 频谱资源。正是由于频谱资源的共享，异构网络中的干扰变得非常复杂。如何处理异构网 络中的复杂的干扰就变得尤为重要。
[0003] 在异构网络的上行链路中，干扰分为层内干扰和跨层干扰，在该里我们考虑的是 如何管理跨层干扰。跨层干扰包括M化对FBSs的干扰和即S对MBS的干扰。需要注意的 是，M化到MBS的信号强度远远大于即S到MBS的干扰强度。因此，我们主要关注M化对 FBSs的干扰。在现有的方法中，往往利用凸优化来降低干扰，虽然可W消除绝大多数的干 扰，但是该些方法的复杂度较高，系统开销较大。考虑到FBS本身能够承受一定的干扰，我 们可W通过一种简单的方法把干扰控制在一定的范围内，保证所需的性能即可。
[0004] 在传统的蜂窝网络中，通过用户调度减少在一定时间内发送信号的MUs的数目来 降低M化产生的干扰。而在异构网络中同样也存在着大量的MUs，该些M化会对FBSs产生了 较强的干扰。基于此，我们考虑将传统蜂窝网络中的思想引入到异构网络中，通过调度部 分M化来降低M化产生的干扰。将传统的方法应用到异构网络中确实有一定的效果，但是， 和传统的蜂窝网络相比，异构网络中存在独有的特点：异构网络中的用户包括M化和FUs， 其中只有M化被调度。利用该些特点，系统的性能还有可W进一步被提高。
[0005] 针对现有方法复杂度或者系统性能不够好的问题，本发明提出了一种只适用于异 构蜂窝网络的低复杂度的机会干扰管理方法。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种适用于异构蜂窝网络上行链路的低复杂度的 有效的干扰管理的方法。即一种在异构网络中，利用定义的FBSs的动态接收矩阵来调度 MUsW降低干扰的机会干扰管理方法。本发明方法利用FBSs已知其所有的即S到自身的 CSI的条件，为每一个FBSs定义了一个动态的接收矩阵。基于该个动态接收矩阵，我们可W 更准确地衡量M化对该个FBS的残留干扰。因此，所提方法能够选出更合适的MUs。并且， 该个算法中没有迭代的过程，复杂度比较低。
[0007] 为了达到上述目的，本发明提供了一种用于异构蜂窝网络中，基于动态接收矩阵 的机会干扰管理方法，此方法用于下述场景；MBS位于宏小区的中屯、，宏小区中还包括多个 随机分布的FBSs和MUs，每个FBS服务3个即S。其中，MBS已知局部CSI，FBSs知道其即S 和其附近的M化到自身的CSI，称该些附近的M化为该FBS可感知的MUs。其特征在于；所 述方法包括下列两个操作步骤：
[0008] (l)FBS预处理阶段；每个FBS利用已知的CSI计算出自身的动态接收矩阵。接下 来，利用该个动态接收矩阵来计算每个可感知到的M化到该个FBS的残留干扰。将该些MUs到该个FBS的残留干扰的数值和该些MUs的索引回传给MBS。
[000引 （ll)FBSk利用已知的CSI，计算出自己的动态接收矩阵G; =[h;i，h;-2，...，l4了。 其中，的,e技听<嗦示即k。到FBSk的CSI。
[0010](。）在计算出动态接收矩阵的基础上，FBSk利用MUm到FBSk的CSI计算出顺。至。 FBSk的残留干扰。 - -j
[0011] (蝴在FBSk处，形成一个向量if 巧…..，W^w」eR('x似批。该个向量包 括用来存放FBSk可感知到的M化的索引的集合和集合中对应的M化产生的残留干扰。
[001引 （2)MBS调度M化阶段：在MBS处，根据得到的干扰数值和对应的用户索引，计算每 个MU到各个FBS的残留干扰的和，利用得到的残留干扰的和化及该MU到MBS的CSI计算 每个M化的调度指标，根据得到的调度指标的值，按照一定的准则，选出固定数目的MUs，该 些被调度的M化可W和MBS正常通信。本发明利用FBSs的动态接收矩阵可W更准确的估 计M化对FBSs的残留干扰，W便更准确地调度MUs，有效地减少MU对FBS的干扰，同时，复 杂度也比较低。
[001引 （21)MBS在if的基础上，按照mGBk时，=i的；mgA时，巧/^0的原则计算出 每个MU对所用FBSs产生的残留干扰的和Rim。
[0014] 倘）在188处，根据已知的局部信道状态信息和每个MU对所有FBSs的残留干扰 的和计算调度指标SRRm。
[0015] (23)根据预先确定的最大SRR准则，MBS选择有最大SRRm的S个MUs。
[0016] 本发明中，基于FBSs的动态接收矩阵进行M化调度是一种适用于异构网络中上行 链路的干扰管理方法。其优点是，利用FBSs的动态接收矩阵可W更准确的估计M化对FBSs 的残留干扰的大小，W便更准确的选出更合适的MUs。接下来，MBS利用FBSs回传的数据和 自身已知信息，按照一定的原则选出MUs，复杂度比较低。本发明是一种低复杂度的方法，能 有效的减低M化对FBSs的干扰。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的应用场景；异构网络系统模型图。图中实线表示有用信号，虚线表 示干扰。
[0018] 图2是本发明中基于动态接收矩阵的上行机会干扰管理方法的流程图。
[0019] 图3是本发明实施例中，微基站的平均可达和速率与为用户发送功率的仿真图。
【具体实施方式】
[0020] 为使本发明的目的、技术方法和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步 的详细描述。
[0021] 参见图1，先介绍本发明的应用场景；包括一个在宏小区中屯、的配置Nm根天线的 MBS,M个单天线的MUs随机地分布在宏小区中S，其中S表示被调度的MUs的数目；K 个配置Np根天线的FBSs随机地分布在宏小区中，在每个微小区中有N个单天线的FUs。
[0022] MUm表示第m个MUs，mG[1，M]，FBSk表示第k个FBSs，kG[1，K]，即k。表示第k 个微小区中的第n个即s，n G [1，闲。MUm和MBS之间的信道可W表示为K e RV"xi ; MUm和FBSk之间的信道表示为的E RVfx!;即i济fbS之间的信道可W表示为h;, e反;即kn 到MBS之间的信道可W表示为K, e R~XI。假设所有即s的发送功率相等为Pp，所用MUs的 发送功率相等为口"。定义一个集合&='(皆，咬，...，6^^4)}来存放阳5,附近的願3的索引，即FBSk可感知的M化的索引的集合。
[0023] (l)FBS预处理阶段海个FBS利用已知的CSI计算出自身的动态接收矩阵。接下 来，利用该个动态接收矩阵来计算每个可感知到的M化到该个FBS的残留干扰。将该些MUs 到该个FBS的残留干扰的数值和该些MUs的索引回传给MBS。
[0024] (11)利用已知的自己的即到自身的信道信息，FBSk的动态接收矩阵定义为：
[00巧]
【主权项】
1. 本发明提供了 一种用于异构蜂窝网络中，基于动态接收矩阵的机会干扰管理方法， 用于下述场景：MBS位于宏小区的中心，宏小区中还包括多个随机分布的FBSs和MUs，每个 FBS服务3个FUs。其中，MBS已知局部CSI，FBSs知道其FUs和其附近的MUs到自身的CSI， 称这些附近的MUs为该FBS可感知的MUs。其特征在于：所述方法包括下列两个操作步骤： (1) FBS预处理阶段：每个FBS利用已知的CSI计算出自身的动态接收矩阵。接下来， 利用这个动态接收矩阵来计算每个可感知到的MUs到这个FBS的残留干扰。将这些MUs到 这个FBS的残留干扰的数值和这些MUs的索引回传给MBS。 (2) MBS调度MUs阶段：在MBS处，根据得到的干扰数值和对应的用户索引，计算每个MU 到各个FBS的残留干扰的和，利用得到的残留干扰的和以及该MU到MBS的CSI计算每个 MUs的调度指标，根据得到的调度指标的值，按照一定的准则，选出固定数目的MUs，这些被 调度的MUs可以和MBS正常通信。本发明利用FBSs的动态接收矩阵可以更准确的估计MUs 对FBSs的残留干扰，以便更准确地调度MUs，有效地减少MU对FBS的干扰，同时，复杂度也 比较低。
2. 根据权利要求1所述的方法，所述步骤（1)中，FBS预处理阶段进一步包括下列的操 作内容： (11) FBSk利用已知的CSI，计算出自己的动态接收矩阵G4 =[*4,14,..其中， hL e RW表示 FUk，」FBS k的 CSI。 (12) 在计算出动态接收矩阵的基础上，FBSk利用MU _"到FBS k的CSI计算出MU jlj FBS k 的残留干扰。 _ -j· (13) 在FBSk处，形成一个向量if =尽，eR(2x<~)x1。这个向量包括用来 存放FBSk可感知到的MUs的索引的集合和集合中对应的MUs产生的残留干扰。
3. 根据权利要求1所述的方法，所述步骤（2)进一步包括下列操作内容： (21) MBS在if的基础上，按照m e Bk时，?氏-时，i?/,t=〇的原则计算出每个MU 对所有FBSs产生的残留干扰的和RIm。 (22) 在MBS处，根据已知的局部CSI和每个MU对所有FBSs的残留干扰的和计算调度 指标SRRm。 (23) 根据预先确定的最大SRR准则，MBS选择有最大SRRj^ S个MUs。
【专利摘要】异构蜂窝网络的上行链路中，动态的机会干扰管理方法的操作步骤如下：(1)家庭基站(Femtocell Base Station,FBS)预处理：每个FBS利用局部信道状态信息(Channel State Information,CSI)计算出自身的动态接收矩阵，利用该接收矩阵来计算其可感知到的宏用户(Macro User,MU)到自身的残留干扰，并将这些干扰值和对应的MUs的索引回传给宏基站(Macrocell Base Station,MBS)。(2)MBS调度MUs：在MBS处，根据得到的干扰值和用户索引，计算每个MU到各个FBS的残留干扰的和，利用该和值计算每个MUs的调度指标，根据得到的调度指标，按照一定的准则，调度固定数目的MUs。本发明利用FBSs的动态接收矩阵更精确的估计了MUs对FBSs的干扰，以便更准确地调度MUs，有效地减少MU对FBS的干扰。
【IPC分类】H04W72-12
【公开号】CN104768230
【申请号】CN201510142232
【发明人】高晖, 吕铁军, 张德悦
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月27日