异构蜂窝网络中基于功率控制的动态lp-abs干扰抑制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于移动通信技术领域，涉及一种异构蜂窝网络中基于功率控制的动态 LP-ABS干扰抑制方法。
【背景技术】
[0002] 随着无线通信网络的发展，未来的无线网络正朝着网络智能化、宽带化、多元化、 综合化的方向演进。随着智能终端的大量普及，数据业务将出现爆炸式的增长。密集异构 网络能够改善网络覆盖，大幅度提升系统容量，并且对业务进行分流，具有更灵活的网络部 署和更高效的频率复用。未来，面向高频段大带宽，将采用更加密集的网络方案，部署小小 区/扇区将高达100个以上。
[0003] 与此同时，愈发密集的网络部署也使得网络拓扑变得更加复杂，小区间干扰已经 成为制约系统容量增长的主要因素，极大地降低了网络能效。
[0004] 时域干扰协调技术通过CRE技术扩大小蜂窝的覆盖范围，此时CRE中的用户将会 受到宏基站的强烈干扰，为了抑制这种干扰，ABS技术被使用，这种方式是在特殊的子帧让 宏基站保持静默，不再进行数据信息的传送。但是这种技术显著地减少宏用户的吞吐量，因 此3GPP Release 11提出了一种低功率的ABS来解决这个问题，被称作LP-ABS，这种子帧相 较于传统的ABS依然对宏用户进行调度，不同之处在于适当的降低了宏基站的发射功率， 通过这种方式能较好的保护好宏用户的吞吐量。
[0005] 在Macro-Pico场景中LP-ABS比例的调整可以较大程度上均衡宏蜂窝和微基站 之间的吞吐量，从而提尚整个系统的性能，因此动态调节LP-ABS比例是一种$父有效的提尚 Macro-Pico场景吞吐量的方法。
[0006] 然而宏基站分配的LP-ABS比例越多，宏基站下宏用户的吞吐量表现也就越差，因 为提升Pico用户的性能是牺牲宏用户性能为前提的，为了保护宏用户的性能，因此我们对 LP-ABS进行了一定的功率控制。我们希望在保证Pico用户传输速率的情况下，来进行整个 系统性能上的优化。
[0007] 因此，在未来异构蜂窝网络中，需要一种有效的干扰管理方案，使其能够有效地的 降低蜂窝网络中的干扰，同时对异构蜂窝网络中的负载进行适当的均衡，从而极大的提高 通信系统的容量，获得更好地频谱利用率，进一步提高用户的服务质量。
【发明内容】
[0008] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种异构蜂窝网络中基于功率控制的动态 LP_ABS(Lower PowerAlmost Blank Subframe，低功率的几乎空白子帧）干扰抑制方法，该 方法能够很好的改善异构蜂窝网络中的干扰严重的问题。
[0009] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0010] -种异构蜂窝网络中基于功率控制的动态LP-ABS干扰抑制方法，包括以下步骤：
[0011] 步骤一：根据当前周期内的实际网络负载情况来确定下一调度周期应该采用的 ABS配置比例，求出最佳的ABS(Almost Blank Subframe,几乎空白子帧）配置比例；
[0012] 步骤二：计算每个CRE (Cell Range Expansion，小区范围扩展）用户最优传输时 间，计算最优传输速率，计算最优的SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio,信 号与干扰加噪声比），计算可以容忍宏基站的最大干扰，最终得出宏基站在LP-ABS的传输 功率；
[0013] 步骤三：根据网络的整体干扰情况求出zero-ABS和LP-ABS所占的比例，动态调节 混合ABS比例，应用于下一个调度周期。
[0014] 进一步，在步骤一中，最佳ABS配置比例的计算具体包括：
[0015] 根据调度策略，建立了不同种类用户传输时间函数如下：
[0020] 其中表示LP-ABS下的宏用户传输时间，T^1?1表示正常子帧下的宏用户传输 时间，Tipieci表不pico中心用户给出的传输时间，T广表不CRE用户给出的传输时间；B ^表 示服务基站准备传输给用户的数据量，
分别表示对应用户的平均传 输速率；
[0021] 则在每个调度周期内，对每个宏基站下四种用户建立统一的效用函数，数据传输 的时间效用函数表示为：
[0034] 则当前网络负载场景下动态ABS最佳比例设置为。
[0035] 进一步，步骤二具体包括：
[0036] 1)计算用户i最优传输时间：首先计算每个CRE用户的传输速率，为保护CRE用 户的吞吐量，CRE用户在与宏基站LP-ABS对应的保护子帧中被调度；此时根据调度算法以 及调制编码方式确定此帧传输块的大小为TB (Transmission Block)，此帧的时长为Tslcit, 则此时用户i的传输速率可表示为：
[0039] 其中&表示用户i在T slc]tR需要传输的数据量；
[0040] 2)计算最优传输速率：为了保证每个CRE用户的性能，希望得到一个最优的速率 门限R th，在此门限下，较多的用户都将获得较好的服务；而通过上一步的计算，得到了每个 用户传输时间T1，而每个用户都想获得较小的传输时间T_，假设所有CRE用户总数为K，因 此在每个调度周期内，选择最小的传输时间即T_= min(Τ i，T2, ...，Tk);选择最严峻的数 据量最为CRE用户期望的数据传递量，表示为Bth，取所有CRE用户需要传输的数据量中最 大的一个值，则 Bth= max (B B2,. . .，Bk);
[0041] 最优速率
则Rth作为小区的CRE用户的最优传输速率；
[0042] 3)计算最优 SINR :
[0043] Rth= ΔΒ· Iog2(l+SINRbest)
[0044] 根据香浓理论，B表示CRE用户的传输带宽，根据用户的最优传输速率Rth，可以得 到用户的最优SINR test;
[0045] 4)计算可以容忍宏基站的最大干扰：
[0048] 其中1_表示CRE用户收到宏基站的最大干扰，这意味着当CRE用户受到更大干 扰时，CRE用户的服务质量将会受到影响；
[0049] 5)计算宏基站在LP-ABS的传输功率：通过上一步确定了 CRE用户接受的最大干 扰1_，CRE用户的传输天线增益，以及接收天线增益分别为GJP G R，匕代表路径损失，因此 宏基站最大传输功率计算方法表示如下：
[0051] 通过以上计算得到宏基站传输功率Pt，则LP-ABS子帧的发射功率I\P ABS表示为：
[0053] 其中Pnmial表示的是宏基站正常子帧的发射功率。
[0054] 进一步，步骤三具体包括：
[0055] 1)计算SINR，假设第nth个UE的正常子帧的SINR为S N，n，ABS静默子帧时UE的 SINR 为 Δ A n，LP-ABS 低功率 ABS 时 UE 的 SINR 为 Δ Un，Macro 和 Pico 小区 UE 的 SINR 计算 公式如下：
[0058] 2)计算求出最佳的zero-ABS和LP-ABS比例分配，应用zero-ABS和LP-ABS，存在 以下两种分配方式：
[0059] a) zero-ABS和LP-ABS并存；b)只有zero-ABS子帧分配或者LP-ABS子帧分配；
[0060] 考虑两个UE的情况，zero-ABS和LP-ABS比例分配那么此时存在两个门限值和 三个比例区域，分别是执行zero-ABS、zero-ABS和LP-ABS并存，还有执行zero-ABS ;两个 门限值分别记作rthl和r th2;如果扩展到η个用户，zero-ABS和LP-ABS比例分配则会执行 (2n-l)次，则会有2(n-l)个门限值，计算步骤如下：
[0061] (1)分别求出两两用户之间的两个门限值rth,2k i和r th,2k;
[0064] (2)由上式可知有2(n-l)个门限值，rth,2k i和r th,2k分别有（n-1)个，由下式公式 求求平均值求出rthl和r ^则能代表系统此时的两个门限；
[0067] (3)每个执行周期设置一个固定的LP-ABS执行门限值Itto，由以上步骤可得1_， 可求出r
[0068] 3)当 0 < r < rthl，全部 ABS 执行 LP-ABS，那么此时 rzera ABS为 0, r LP ABS为 1 ;
[0069] 当 rthl< r < r th2, ABS 分别执行 zero-ABS 和 LP-ABS，此时 rzero ABS为 r，r Lp ABS为 (1-r)；
[0070] 当