密集异构网络中基于CoMP的动态小区间干扰协调方法_2

文档序号:9923434阅读:来源:国知局
MP用户进行资源分配。通 过仿真分析可W看出,无论是边缘频谱效率还是小区平均吞吐量上,该方案与传统的干扰 协调方案相比,都具有更好的性能增益。CoMP协作机制主要解决网络密集化所带来的微基 站间干扰较大的问题。网络越来越密集,基站间的受干扰情况越来越严重,通过协作资源动 态分配,把强干扰信号转换成有用信号,微蜂窝小区的整体性能得到明显提升,解决网络密 集化所带来的严重干扰问题。
【附图说明】
[0046] 图1是本发明提供优选实施例流程时域eICIC(enhanced Inter-cell interference Coordination,增强型小区干扰消除)异构蜂窝网络系统架构示意图;
[0047] 图2为CoMP技术在微蜂窝场景内的原理示意图;
[0048] 图3为基于CoMP的动态小区间干扰协调管理方案的整体仿真流程图;
[0049] 图4为协作用户选择策略流程图;
[0050] 图5为CoMP技术在微蜂窝场景内的执行流程图。
【具体实施方式】
[0051 ] W下结合附图,对本发明作进一步说明:
[0052] 如图1所示,本发明也适用于密集异构蜂窝网络,在密集异构蜂窝网络中,小蜂窝 之间不仅存在着干扰,宏基站对小蜂窝也存在着较强的干扰。
[0053] 如图1所示,异构蜂窝网络整体的干扰情况。CRE边缘用户会受到来自相邻宏基站 的干扰,并且由于CRE用户原来是属于宏基站的,现在加上RSRP偏置W后强制把服务基站转 换成pico-eNB,此时CRE用户的整体SINR很低,因为受到来自宏基站很强的干扰。本发明利 用zero-ABS和LP-ABS联合优化,并把最后需要优化参数通过X2接口分别发送给基站并执 行。宏基站的覆盖范围和PiCO覆盖范围相切,其实是结合到后面使用的LP-ABS方案,目的主 要是减小宏基站的覆盖范围,使得CRE的边缘用户不会受到宏基站的干扰。
[0054] 如图2所示,用户设备UEl处在S个小区picocelll,picocell2和picocell3的边 缘,选择了Pi cocell作为服务小区,收到了来自Picocel 11的信号,但是同时也收到 picocell2发送给肥2和picocell2发给肥3的同频信号。如果采用了联合处理,将picocell2 和picocell3作为协作小区,由91(3〇。6111,91(3〇。6112和91(3〇。6113联合起来为肥1提供信号 传输。则PicocelU和picocell3的信号将由干扰信号变为协作信号,发送的信号将变为UEl 的源信号。
[0055] 图3为本方法的总体流程图,从图中可W看出本方法主要分为=个主要的部分:
[0056] 步骤一:根据当前网络的负载情况求出最佳的LP-ABS比率,根据CRE区域用户的整 体干扰情况求出宏基站在LP-ABS状态下的最佳传输功率,在LP-ABS状态下作用于宏基站的 发射功率,根据用户可容忍宏基站的最大干扰值决定是否执行LP-ABS比例优化;
[0057] 步骤二:根据当前周期内的实际用户的干扰情况确定微小区的协作用户集,判断 用户是否需要进行协作多点传输;
[0058] 步骤采用了基于信号接收功率的动态协作节点选择策略,用户设备测量各个 小区的信号接收功率,然后选择服务小区之外信号接收功率最好的小区作为协作小区;
[0059] 步骤四:协调资源分配策略,应用于下一个调度周期。
[0060] 步骤1详细说明如下:
[0061 ] 步骤1.1:计算最佳ABS比率;
[0062]在一个宏基站和一个微基站组成的简单异构网络中,假设网络中共有N个用户,整 体吞吐量为:
[0064]在简单异构网络中,所有用户根据不同的网络环境分为S类:UCRE区域用户(此 时服务基站是微基站),即CRE-P肥;2、距离微基站较近的微蜂窝用户,即PUE;距离微蜂窝 较远,不满足切换条件的宏蜂窝用户,即O-M肥。因此总吞吐量由运=类用户吞吐量组成。假 设在某时刻下CRE-P肥、P肥和O-MUE的用户数W及微蜂窝数量分别为:Ngre-PUE、Npue、No-MUE和 Npico,则总吞吐量可W表达为:
[0066]网络负载的变化主要是由于用户申请业务总量发生变化引起的,因此方案中通过 用户数量的变化来体现网络业务负载的变化。LP-ABS子帖比例配置和宏基站在LP-ABS状态 下的最佳传输功率会直接影响到O-M肥、CRE-P肥和P肥S类用户的吞吐量,因此要提高系统 整体吞吐量性能,就需要同时考虑S类用户,单纯的考虑O-MUEXRE-P肥或者P肥的业务负 载状态并不能为LP-ABS子帖配置提供有效参考。ABS配置比例0:
[0068] 定义一个边缘用户可容忍宏基站的最大干扰口限值Ithroid,决定是否执行LP-ABS 方案,口限值可W根据实际网络场景人为设定。
[0069] 通过上一步确定了 CRE用户接受的最大干扰Ithrnid, CRE用户的传输天线增益和接 收天线增益分别为Gt和Gr,Pl代表路径损失,因此宏基站最大传输功率的计算方法表示如 下:
[0070] Ithrold = Pt+Gt+GR-PL (4)
[0071] 通过公式(5)可W计算得到宏基站传输功率Pthrnld,则LP-ABS子帖的发射功率 Pthrold表不为:
[0073] 为了体现实际网络场景的吞吐量,优化模型可W写为:
[0075] 其中O-M肥、P肥W及CRE-P肥的吞吐量分别为:
[0080]分解该式,可得:
[0082] 公式(12)可W看作是关于0(*)在区间[0,1]内处处连续的线性函数。
[0083] 户巧(12)
[0084] 其中
[0087] 因此公式(12)是关于巧?備凸函数,其最大值可W在ABS比例的极值点处求得: -- (Xniax) A < B
[0088] 。(*) ='! \ i ] 4) Q' J > B -
[0089] 即:
[0091] 其中R( ?)表示单位阶跃函数,5(max康示ABS比例的最大值。
[0092] 最终限制条件为:
[0096] 步骤1.2:计算宏基站最佳传输功率
[0097] 1)计算 SINR
[009引在正常子帖条件下,假设第ruh个CRE-P肥用户的SINR为Sn,n,CRE区域用户的SINR计 算公式如下:
[0100] 其中《思是CRE-P肥的RSRP参考信号功率值,瑪r是CRE-PUE受到相邻宏小区 的干扰值,Noise是噪声值。
[0101] 2)计算可W容忍宏基站的最大干扰
[0102] 所有CRE-P肥用户根据SINR metric值大小从大到小排序,找到最小的SINR对应的 CRE-P肥用户。
[0105] 其中Imax表示CRE用户受到宏基站的最大干扰,运意味着当CRE用户受到很大干扰 时,CRE用户的通信质量将会受到很大影响。
[0106] 3)计算宏基站在LP-ABS状态下的传输功率
[0107] 通过公式(19)确定CRE用户接受的最大干扰Imax,已知CRE用户的传输天线增益和 接收天线增益分别为Gt和Gr, Pl代表路径损失,因此宏基站最大传输功率计算方法为:
[010 引 Imax = Pt+Gt+GR-PL (20)
[0109]通过公式(20)计算得到宏基站传输功率Pt,则宏基站在LP-ABS状态下的传输功率 Plp-ABS表不为:
[0111] 步骤1.3: LP-ABS比例配置优化
[0112] 由上述步骤可知,最佳LP-ABS比率为0,宏基站最佳传输功率功率为Plp-abs。
[0113] LP-ABS比例配置优化触发条件:
[0114] Imax > I^rold (22)
[011引当干扰口限IthrDld大于Imax,说明此时干扰情况比较好,即使已求最佳LP-ABS比率 0和宏基站最佳传输功率功率PLP-ABS,此时没有达到CRE-PUE用户的可容忍宏基站的最大干 扰,就没必要使用LP-ABS。使用LP-ABS比例配置优化一方面牺牲了宏基站的吞吐量,另一方 面微用户吞吐量的增幅不大;当干扰口限Imax大于Ithrold,说明此时干扰情况比较严重,此时 已经超过CRE-P肥用户的可容忍宏基站的最大干扰口限,根据已求的最佳LP-ABS比率目和宏 基站最佳传输功率功率PLP-ABS,执行LP-ABS比例配置优化。
[0116] 步骤2详细说明如下:
[0117] 在CoMP系统中并不是所有的用户都需要协作,协作用户的确定就如同切换用户的 确定一样,需要设定一定的口限来进行判决。由于该方案采用的CoMP技术主要解决微蜂窝 间的干扰问题,密集异构网络场景中干扰情况最严重的用户往往分布在Picocell小区边缘 附近,因而要综合考虑用户的SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio,信号与 干扰加噪声比)和SINR判定口限值的大小,超过判定口限值,说明用户潜在的干扰越大,应 将该用户确定为协作用户,否则将该用户确定为非协作用户。只有满足下式的用户才能成 为CoMP用户:
[0118] 測挪 > 说纖鋪踢E U
[0119] 其中,馬表示从第k个用户的SINR(单位是地),SINRthrDid是一决定CoMP用户的 参数,是一个W地为单位的正数,SINRthroid也称为CoMP偏置,或CoMP bias。
[0120] 如图4所示,当肥状态为非CoMP用户时,满足n限a的用户变成CoMP用户;当
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