基於用戶公平性的異構網絡時域幹擾協調方法及系統的製作方法
2023-10-09 13:50:49
基於用戶公平性的異構網絡時域幹擾協調方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種基於用戶公平性的異構網絡時域幹擾協調方法及系統，所述異構網絡包括宏基站以及宏基站覆蓋範圍內的至少一個微微基站，包括：利用泊松點分布模型對異構網絡的網絡部署進行建模，得到異構網絡模型；利用異構網絡模型分別計算異構網絡的網絡公平性指數和單位地理區域內的系統容量；建立以異構網絡模型的接收參考信號測量偏移量和時域幾乎空白子幀密度為變量，以網絡公平性指數和單位地理區域內網絡容量為目標函數的多目標規劃模型；計算多目標規劃模型的最優解，根據最優解進行接收參考信號測量偏移量和時域幾乎空白子幀密度的設置，本發明既可以保證所有用戶的無線網絡資源的公平性，同時也可以提升層疊異構網絡的系統總容量。
【專利說明】基於用戶公平性的異構網絡時域幹擾協調方法及系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及無線通信【技術領域】，尤其涉及一種基於用戶公平性的異構網絡時域幹 擾協調方法及系統。
【背景技術】
[0002] 移動通信的快速發展，帶動了移動網際網路和高帶寬數據業務的爆炸式，這使得傳 統的網絡建設方案將無法滿足後續數據業務的發展需求。為了滿足網絡容量增長的需要， 通過小區分裂，採用異構網絡（Heterogeneous deployments)框架進行深度覆蓋成為移 動網絡建設的必然趨勢。然而由宏基站（Macro eNodeB，MeNB)和密集的微微基站（Pico eNodeB，PeNB)組成的多層次、多小區、多載波的異構網絡，也將面臨一系列問題，最突出的 是異構網絡中的層間幹擾將導致網絡的容量和速率的下降。
[0003] 在宏基站與微微基站共存的兩層異構網絡中，現有技術是共同引入小區區域 擴展策略（Cell Range Expansion，CRE)以及時域幹擾協調（enhanced Inter-cell Interference Coordination, elCIC)技術。通過小區區域擴展，可以通過在測量接收參 考信號時增加一個偏移量值，將部分原有宏基站用戶分流至微微基站，實現負載均衡，充 分利用基站資源。而這部分被分流至微微基站的用戶，處於微微基站邊緣，接收信號功 率較低，同時距離宏基站的距離較近，將會受到宏基站嚴重的下行幹擾，必須採取時域幹 擾協調機制來保證這部分用戶的通信質量。時域幹擾協調技術讓宏基站配置幾乎空白子 中貞，在部分時隙內停止傳輸，而微微基站可以利用宏基站的幾乎空白子巾貞（Almost Blank Subframe，ABS)的時隙向其擴展區域內的微微基站用戶傳輸信號，避免這些用戶收到宏基 站的強幹擾信號。這類ABS子巾貞要求只發送公共參考信號（Common Reference Signal，CRS) 和一些必要的信號如廣播信道（PBCH)、主同步信道（PSS)、副同步信道（SSS)，不傳輸物理 下行共享信道（PDSCH)。當受害層將其受幹擾用戶在ABS子幀進行調度時，這些用戶在ABS 子幀傳輸的數據業務將會被保護，免受侵略層的強列小區間幹擾。所述侵略層指的是產生 幹擾較大的基站，受害層指的是受幹擾較大的基站。
[0004] 在實現本發明過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題：
[0005] 現有技術中對小區區域擴展的接收參考信號測量偏移量以及時域幹擾協調中空 白子幀的比例沒有給出具體的測算計量方法，只是給出相應的參數設置範圍，沒有考慮不 同網絡部署條件下不同的技術參數設置，很難將諸如基站部署密度、用戶密度、基站發射功 率等網絡部署參數的影響考慮在內。同時，現有技朮忽略了對用戶自身通信質量的影響，在 聯合使用這兩種技術時，沒有考慮針對每個用戶個體的通信質量影響，更多是考慮對整個 網絡容量的影響效果。
【發明內容】
[0006] 為解決上述技術問題，本發明提出了一種基於用戶公平性的異構網絡時域幹擾協 調方法及系統，在保證用戶公平性的基礎上，通過合理的幹擾協調機制參數設置，提升異構 網絡的系統總容量。
[0007] 本發明提出的一種基於用戶公平性的異構網絡時域幹擾協調方法，所述異構網絡 包括宏基站以及宏基站覆蓋範圍內的至少一個微微基站，其特徵在於，所述方法包括：
[0008] 利用泊松點分布模型對所述異構網絡的網絡部署進行建模，得到異構網絡模型；
[0009] 利用所述異構網絡模型分別計算所述異構網絡的網絡公平性指數和單位地理區 域內的系統容量；
[0010] 建立以所述異構網絡模型的接收參考信號測量偏移量和時域幾乎空白子幀密度 為變量，以所述網絡公平性指數和單位地理區域內網絡容量為目標函數的多目標規劃模 型；
[0011] 計算所述多目標規劃模型的最優解，根據所述最優解進行接收參考信號測量偏移 量和時域幾乎空白子幀密度的設置。
[0012] 優選地，所述利用異構網絡模型分別計算所述異構網絡的網絡公平性指數和單位 地理區域內的系統容量，具體包括：
[0013] 利用所述異構網絡模型分別計算所述異構網絡中每一層網絡小區的平均遍歷速 率；
[0014] 根據所述每一層網絡小區的平均遍歷速率計算所述異構網絡的網絡公平性指數 和單位地理區域內的系統容量。
[0015] 優選地，所述利用異構網絡模型分別計算所述異構網絡中每一層網絡小區的平均 遍歷速率，具體包括：
[0016] 根據小區區域擴展技術的接入準則，將所述異構網絡模型中的用戶終端劃分為宏 基站用戶終端、微微基站內部區域用戶終端和微微基站擴展區域用戶終端；
[0017] 根據所述異構網絡模型分別計算上述三種用戶終端佔異構網絡內全部用戶終端 的比例、每一層網絡小區單位用戶個數以及三種用戶終端到服務基站的統計距離的概率密 度函數；
[0018] 根據所述三種用戶終端佔異構網絡內全部用戶終端的比例、每一層網絡小區單位 用戶個數以及三種用戶終端到服務基站的統計距離的概率密度函數計算所述異構網絡不 同層的網絡小區的平均遍歷速率。
[0019] 優選地，所述根據每一層網絡小區的平均遍歷速率計算所述異構網絡的網絡公平 性指數和單位地理區域內的系統容量，具體包括：
[0020] 獲取每一層網絡小區內用戶可以利用的總時間片資源；
[0021] 根據所述每一層網絡小區的平均遍歷速率計算以及所述用戶可以利用的總時間 片資源計算每一層網絡小區內單位用戶平均速率，具體公式如下：
【權利要求】
1. 一種基於用戶公平性的異構網絡時域幹擾協調方法，所述異構網絡包括宏基站以及 宏基站覆蓋範圍內的至少一個微微基站，其特徵在於，所述方法包括： 利用泊松點分布模型對所述異構網絡的網絡部署進行建模，得到異構網絡模型； 利用所述異構網絡模型分別計算所述異構網絡的網絡公平性指數和單位地理區域內 的系統容量； 建立以所述異構網絡模型的接收參考信號測量偏移量和時域幾乎空白子幀密度為變 量，以所述網絡公平性指數和單位地理區域內網絡容量為目標函數的多目標規劃模型； 計算所述多目標規劃模型的最優解，根據所述最優解進行接收參考信號測量偏移量和 時域幾乎空白子幀密度的設置。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述利用異構網絡模型分別計算所述異 構網絡的網絡公平性指數和單位地理區域內的系統容量，具體包括： 利用所述異構網絡模型分別計算所述異構網絡中每一層網絡小區的平均遍歷速率； 根據所述每一層網絡小區的平均遍歷速率計算所述異構網絡的網絡公平性指數和單 位地理區域內的系統容量。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述利用異構網絡模型分別計算所述異 構網絡中每一層網絡小區的平均遍歷速率，具體包括： 根據小區區域擴展技術的接入準則，將所述異構網絡模型中的用戶終端劃分為宏基站 用戶終端、微微基站內部區域用戶終端和微微基站擴展區域用戶終端； 根據所述異構網絡模型分別計算上述三種用戶終端佔異構網絡內全部用戶終端的比 例、每一層網絡小區單位用戶個數以及三種用戶終端到服務基站的統計距離的概率密度函 數； 根據所述三種用戶終端佔異構網絡內全部用戶終端的比例、每一層網絡小區單位用戶 個數以及三種用戶終端到服務基站的統計距離的概率密度函數計算所述異構網絡不同層 的網絡小區的平均遍歷速率。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述根據每一層網絡小區的平均遍歷速 率計算所述異構網絡的網絡公平性指數和單位地理區域內的系統容量，具體包括： 獲取每一層網絡小區內用戶可以利用的總時間片資源； 根據所述每一層網絡小區的平均遍歷速率計算以及所述用戶可以利用的總時間片資 源計算每一層網絡小區內單位用戶平均速率，具體公式如下：
根據所述每一層網絡小區內單位用戶平均速率計算所述異構網絡的網絡公平性指數PF，具體公式如下：
根據所述每一層網絡小區的平均遍歷速率計算單位地理區域內的系統容量：
其中，I.表示異構網絡中第κ層網絡小區的單位用戶平均速率，κ表示異構網絡中的 網絡小區的層數，Rk表示第K層網絡小區的平均遍歷速率，Nk表示第K層網絡小區單位用 戶個數，Pk表示第K層網絡小區的用戶可以利用的總時間片資源；Ak表示異構網絡中第K 層網絡小區內用戶終端佔異構網絡內全部用戶終端的比例，λ,表示構網絡中第k層網絡小 區基站的泊松點分布密度，Wk表示第k層網絡的系統帶寬。
5. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述多目標規劃模型，具體如下：
其中，B表示接收參考信號測量偏移量，β表示時域幾乎空白子幀密度。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述微微基站採用開放式接入方式。
7. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述異構網絡數學模型中宏基站、微微基 站、移動用戶終端分別服從獨立的泊松點分布。
8. -種基於用戶公平性的異構網絡時域幹擾協調系統，所述異構網絡包括宏基站以及 宏基站覆蓋範圍內的至少一個微微基站，其特徵在於，所述系統包括： 異構網絡模型建立模塊，用於利用泊松點分布模型對所述異構網絡的網絡部署進行建 模，得到異構網絡模型； 計算模塊，用於利用所述異構網絡模型分別計算所述異構網絡的網絡公平性指數和單 位地理區域內的系統容量； 多目標規劃模型建立模塊，用於建立以所述異構網絡模型的接收參考信號測量偏移量 和時域幾乎空白子幀密度為變量，以所述網絡公平性指數和單位地理區域內網絡容量為目 標函數的多目標規劃模型； 優化參數設置模塊，用於計算所述多目標規劃模型的最優解，根據所述最優解進行接 收參考信號測量偏移量和時域幾乎空白子幀密度的設置。
9. 根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述計算模塊具體包括： 第一計算單元，用於利用所述異構網絡模型分別計算所述異構網絡中每一層網絡小區 的平均遍歷速率； 第二計算單元，用於根據所述每一層網絡小區的平均遍歷速率計算所述異構網絡的網 絡公平性指數和單位地理區域內的系統容量。
【文檔編號】H04W16/22GK104469796SQ201410692230
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月26日 優先權日:2014年11月26日
【發明者】張奇勳, 馮志勇, 楊拓, 張月 申請人:北京郵電大學