降低无线通信基站小区间干扰的方法及系统的制作方法
【专利摘要】降低无线通信基站小区间干扰的方法包括步骤A：在一调度周期内，各小区计算获取自身的主子载波和副子载波交换后的吞吐量收益；步骤B：相邻小区相互交换吞吐量收益；以及步骤C：在本小区和所交换的相邻小区的吞吐量收益均大于零时，本小区对自身的主子载波和副子载波进行交换分配。上述发明在保证相邻小区边缘用户所使用的主子载波互不重叠的前提下，通过在相邻小区之间交换子载波分配的信息，使得每个小区可根据该信息在每个调度周期内对主子载波和副子载波进行调整和分配。多个小区通过协商交换主子载波的方式，以确定各个小区的主、副子载波分配，从而使得小区中心用户和小区边缘用户的性能都能得到提升。本发明还涉及相关方法。
【专利说明】降低无线通信基站小区间干扰的方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种降低无线通信基站小区间干扰的方法及系统。
【背景技术】
[0002] 当前，以LTE (Long Term Evolution,长期演进）为代表的4G系统已经在全球范 围内逐步推广应用，标志着无线通信进入了一个新的时代。由于无线频谱资源的匮乏，LTE、 WiMAX等4G系统均采用了同频组网技术，以尽可能地提升频谱效率。然而，随之而来的小区 间干扰（Inter-cell Interference, ICI)也成为4G系统的一大问题。
[0003] 以LTE为例，其下行链路采用了正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术，在同一小区内通过为不同用户分配不同的正交子载波而避免了 小区内的干扰。然而，在采用同频组网的策略下，LTE系统相邻小区间的同频干扰现象非常 严重。如图1所示的LTE下行场景，当两个用户（UE1和UE2)分别处于两个相邻小区的边 缘区域、且同时使用同一频段时，由于离两个基站的距离差不多，来自相邻小区的干扰信号 强度与本小区的有用信号强度相近，将产生很大的小区间干扰，导致用户体验的急剧下降。
[0004] 为应对此问题，LTE系统采用了小区间干扰协调（Inter-Cell Interference Coordination，ICIC)技术以降低或消除小区间干扰。在现有的ICIC技术中，SFR(Soft Frequency Reuse,软频率复用）可有效降低小区间干扰，提高边缘用户的通信质量。如图2 所示，SFR基于频谱规划和功率协调的思路，规定相邻小区使用互不重叠的主子载波（Major Subcarriers)以消除小区间干扰，再对边缘用户所使用的主子载波设置更高的发射功率 门限，进一步提升了边缘用户的信干噪比（Signal-to-Interference-and-Noise Ratio, SINR)。然而，SFR方案却是以牺牲小区中心用户的吞吐量换取小区边缘用户通信性能的提 升的，因而系统的整体吞吐量反而会下降。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种可解决上述技术问题的降低 无线通信基站小区间干扰的方法及系统。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种降低无线通信基站小区间干扰的方法，其包括以下步骤：
[0008] 步骤A :在一调度周期内，各小区计算获取自身的主子载波和副子载波交换后的 吞吐量收益；
[0009] 步骤B :相邻小区相互交换吞吐量收益；以及
[0010] 步骤C :在本小区和所交换的相邻小区的吞吐量收益均大于零时，本小区对自身 的主子载波和副子载波进行交换分配。
[0011] 优选地，步骤A包括以下子步骤：
[0012] 步骤A1 :通过以下公式I计算小区边缘的用户吞吐量R。，公式I为
[0013]
【权利要求】
1. 一种降低无线通信基站小区间干扰的方法，其特征在于：其包括以下步骤： 步骤A :在一调度周期内，各小区计算获取自身的主子载波和副子载波交换后的吞吐 量收益； 步骤B :相邻小区相互受换吞吐量收Μ ;以及 步骤C:在本小区和所交换的相邻小区的吞吐量收益均大于零时，本小区对自身的主 子载波和副子载波进行交换分配。
2. 如权利要求1所述的降低无线通信基站小区间干扰的方法，其特征在于：步骤Α包 括以下子步骤： 步骤A1 :通过以下公式I计算小区边缘的用户吞吐量R。，公式I为
其中，W表示子载波带宽，g表示相应的用户在不同子载波上的信道增益，no是白噪声， 为常量； 步骤A2 :通过公式II计算小区中心的用户吞吐量Rin，公式II为
其中，公式（III)用于计算最小吞吐量，公式（Π 2)用于计算交换预期的吞吐量； 以及 步骤A3 :结合公式I、公式II和公式III计算系统吞吐量收益矩阵F，其元素为任意的 主子载波k和副子载波j交换后的吞吐量效用改变值Fk,j的集合，公式III为
3. 如权利要求1所述的降低无线通信基站小区间干扰的方法，其特征在于：步骤B中 通过基站的回程链路交换相邻小区的子载波分配信息，以使得使每一小区得到相邻小区的 收益矩阵。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的降低无线通信基站小区间干扰的方法，其特征在 于：步骤C包括以下子步骤： 步骤C1 :获取所有满足
的子载波对（k，j)，通过公式IV计算各子载波 对（k，j)的吞吐量收益和
，公式IV为
步骤C2 :判断是否有吞吐量收益和
大于零，若均否，即若所有吞吐量收益和 (尺,+#,_)均小于或等于零，执行步骤C3;若是，即存在一或以上的吞吐量收益和
大于零，执行步骤C4; 步骤C3 :结束子载波交换；以及 步骤C4 :获取大于零的吞吐量收益和
中的最大值所对应的子载波对（k，j)， 以更新子载波分配向量矩阵，返回执行 步骤C1。
5. -种降低无线通信基站小区间干扰的系统，其特征在于：其包括以下模块： 模块A :在一调度周期内，各小区计算获取自身的主子载波和副子载波交换后的吞吐 量收益； 模块B :相邻小区相互交换吞吐量收益；以及 模块C:在本小区和所交换的相邻小区的吞吐量收益均大于零时，本小区对自身的主 子载波和副子载波进行交换分配。
6. 如权利要求5所述的降低无线通信基站小区间干扰的系统，其特征在于：模块A包 括以下子模块： 模块A1 :通过以下公式I计算小区边缘的用户吞吐量R。，公式I为
其中，W表示子载波带宽，g表示相应的用户在不同子载波上的信道增益，no是白噪声， 为常量； 模块A2 :通过公式II计算小区中心的用户吞吐量Rin，公式II为
其中，公式（III)用于计算最小吞吐量，公式（Π 2)用于计算交换预期的吞吐量； 以及 模块A3 :结合公式I、公式II和公式III计算系统吞吐量收益矩阵F，其元素为任意的 主子载波k和副子载波j交换后的吞吐量效用改变值Fk,j的集合，公式III为
7. 如权利要求5所述的降低无线通信基站小区间干扰的系统，其特征在于：模块B中 通过基站的回程链路交换相邻小区的子载波分配信息，以使得使每一小区得到相邻小区的 收益矩阵。
8. 如权利要求5至7中任一项所述的降低无线通信基站小区间干扰的系统，其特征在 于：模块C包括以下子模块： 模块C1 :获取所有满足
的子载波对（k，j)，通过公式IV计算各子载波 对（k，j)的吞吐量收益和
，公式IV为
模块C2 :判断是否有吞吐量收益和
大于零，若均否，即若所有吞吐量收益和
均小于或等于零，执行模块C3 ;若是，即存在一或以上的吞吐量收益和(F/., +F;,A) 大于零，执行模块C4; 模块C3 :结束子载波交换；以及 模块C4 :获取大于零的吞吐量收益和
中的最大值所对应的子载波对（k，j)， 以更新子载波分配向量矩阵
，返回执行 模块C1。
【文档编号】H04W72/12GK104159315SQ201410446102
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】张琳, 覃兆坤, 江明 申请人:广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院