专利名称：热点覆盖网络小区的热点基站设置方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种热点覆盖网络小区的热点基站设置方法。
背景技术：
由国际电信联盟无线通信分部(ITU-R)定义的第四代移动通信系统(IMT-A)，又被广泛的称为4G。IMT-A系统的承载能力全面超越了第三代移动通信系统(3G，IMT-2000)。 根据ITU-R所提出的需求，IMT-A主要具备如下特征1)与早期IMT系统和固定网络在业务上的兼容性；2)与其它无线通信系统交互工作的能力；3)高质量的无线业务；4)世界通用的用户终端(UE)；5)网络应用、服务于设备的用户友好性；6)国际漫游支持；7)能够支持更先进业务与应用的增强峰值传输速率(高速移动场景支持到 100Mbit/s，低速移动场景支持到lGbit/s)。为了满足这些新的挑战，第三代合作伙伴计划(3GPP)早已在其标准化范围内， 订立了全面超越3G水平的系统目标。3GPP的长期演进系统(LTE)已经能够提供下行 (DL) IOOMbps与上行(UL) 50Mbps的网络性能。但是，这个作为第一版发布的LTE系统， LTE R8版本，仍不足以满足ITU的需求。于是，3GPP继续推出了先进的长期演进(LTE-A) 系统。LTE-A是基于LTE R8的进一步演进版本，作为IMT-A的候选技术提案之一，其目标系统性能旨在全面超越IMT-A的系统需求。与此同时，电机及电子学工程师联合会(IEEE) 推出了另外一个IMT-A候选提案802. 16m,作为其相应的3G标准全球微波接入互操作系统 (802. 16e, WiMAX)的后续演进。在标准化进程中，异构部署网络，作为极大提高覆盖与区域系统频谱利用率的手段，将成为未来网络部署的主要方式之一。异构部署网络，是在传统蜂窝宏基站覆盖的基础上，增加新的网络节点。依据3GPP LTE中的定义，可以将异构部署划分为四种类型中继、 分布式系统(也即射频拉远)、热点覆盖与家庭基站。不同部署类型的技术原理与面向的部署场景有所差异。调查研究表明，下一代无线通信业务的发生地将有较强的集聚性，如办公场所等室内热点，或步行街等室外热点。热点地区的高速率数据业务需求，也将有力的推动热点覆盖的增加。在室外覆盖的选择上，热点覆盖微基站(PeNB)具有独特的优势。其站址选择通常是由运营商来完成的。一些研究工作表明，这种开放式接入的热点覆盖相比限制用户接入的覆盖方式，能够取得更好的系统性能。开放式热点覆盖中产生了一些新的系统特征，主要体现在以下几个方面其一，干扰环境复杂。
热点覆盖的部署具有较强的不可预知性。在热点覆盖，PeNB的数量、配置参数(功率、天线高度等)与地理位置，在一定程度上，是由热点地区的性质决定的。通常情况下，这些属性都具有一定的随机性。因此，热点覆盖的干扰情况比传统蜂窝小区更为复杂。其二，用户分布不均勻。传统的接入控制算法，大都是通过大尺度增益最大的原则。热点地区用户密度与宏小区密度不同，结合这些用户对服务质量的要求之后，对覆盖方式如选址位置、参数配置等带来挑战。其三，小区边缘用户的位置发生变化。异构部署导致传统意义上的小区边缘用户的分布发生改变。由于热点小区的产生，介于热点小区与宏小区边缘的用户群体成为了新的小区边缘用户。传统服务小区边缘用户的方式将要发生改变。因此，在选址PeNB时，不仅要考虑PeNB发送功率的大小、所处的干扰环境，也要考虑用户分布不均勻对系统性能造成的影响。综上所述，针对热点覆盖网络，设计一个合理的覆盖热点用户群的选址方法，充分考虑以上因素，平衡中央宏基站(MeNB)与PeNB、小区中心与小区边缘的性能，充分挖掘网络的性能潜力，提高资源的有效利用率，增加用户满意度，已成为亟待解决的一个重要问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种热点覆盖网络小区的热点基站设置方法， 以平衡热点区域与宏小区的负载，提高网络的边缘频谱利用率。( 二 )技术方案为解决上述问题，本发明提供了一种热点覆盖网络小区的热点基站设置方法，所述小区包括一个中央宏基站和分布在小区内的至少一个热点基站，所述设置方法包括以下步骤Si、获得包括热点地区的范围和用户密度、非热点区域的用户密度、以及用户分别到所述中央宏基站和所述热点基站的包括各项大尺度衰落参数在内的各项参数；S2、根据非热点区域、热点区域、宏基站和热点基站的各项参数，分别得到在所述热点基站与宏基站格局下形成的两个边缘区域的面积函数，所述两个边缘区域分别为热点区域中不存在宏基站干扰时应该接入所述热点基站、存在宏基站干扰时应该接入所述宏基站的热点边缘区域；以及非热点区域中不存在热点基站干扰时应该接入所述宏基站、存在热点基站干扰时应该接入所述热点基站的非热点边缘区域；S3、根据系统需求，结合步骤S2中所述两个边缘区域的面积以及所述两个边缘区域对应的用户密度，设置所述热点基站。优选地，所述步骤S2中得到在热点基站与宏基站格局下形成的两个边缘区域的面积函数包括以下步骤S21、设置所述热点基站服务用户信干比的门限，作为衡量用户是否接入热点基站的判决门限；
S22、以所述待设置热点基站的选址位置、发送功率、以及所述信干比门限为变量， 在所述宏基站干扰存在的前提下，得到所述热点基站的设置结果与所述热点基站实际覆盖区域之间的关系函数；S23、根据步骤S22得到的关系函数，得到所述两个边缘区域的面积函数，所述面积函数以所述热点基站的选址位置、发送功率以及所述热点基站服务用户的信干比门限为
自变量。优选地，所述步骤S3包括S31、根据所述两个边缘区域的面积函数和相应边缘区域的用户密度，计算所述两个边缘区域的用户数，所述两个边缘区域的用户数是以所述热点基站的选址位置、发送功率以及所述热点基站服务用户的信干比门限为自变量的函数；S32、根据系统需求，得到所述两个边缘区域用户数的约束条件，通过调节上述函数的自变量来满足所述约束条件，进而获得所述热点基站的设置结果。优选地，在所述宏小区覆盖范围内，以所述热点基站服务用户的信干比为门限，所述热点基站的实际覆盖范围以圆形区域表示。优选地，所述两个边缘区域用户数的约束条件包括所述热点边缘区域的用户数小于或等于所述非热点边缘区域的用户数。优选地，所述两个边缘区域用户数函数的自变量调节方式为固定所述热点基站的发送功率和所述热点基站服务用户的信干比门限，在所述约束条件的约束下，获得所述热点基站的选址位置。优选地，所述热点基站为微基站、中继站或射频拉远的天线端口。优选地，所述热点基站采用全向天线，所述宏基站采用扇区天线或全向天线。(三)有益效果本发明通过综合考虑热点基站的选址位置、发送功率、热点基站服务用户的信干比门限、以及用户密度等因素，对热点基站进行合理的设置，使得热点基站更有效的覆盖热点用户区域，减少由于热点基站与宏基站相互干扰造成的边缘用户损失；能够有效的提高边缘用户的数据速率，使得网络负载更加均衡，且运算复杂度低，具有较强的实用性。
图1为本发明实施例在宏基站(MeNB)干扰下微基站(PeNB)的覆盖缺陷示意图；图2为本发明实施例PeNB发送功率与信干比(SIR)门限值对PeNB实际覆盖影响的SIR等值线示意图；图3为本发明实施例PeNB的位置对PeNB实际覆盖影响的SIR等值线示意图；图4为本发明实施例PeNB边缘用户区域示意图；图5为本发明实施例的仿真场景示意图；图6为本发明实施例的仿真评估结果示意图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。假设一个小区中心有一个配备了全向天线的宏基站(MeNB)，其位置坐标为(0，0)。一个微基站(PeNB)的位置坐标为(d，0)，d > 0满足MeNB与PeNB部署的最小间距要求。设不存在MeNB干扰时，此PeNB的覆盖半径为rd，在仅考虑大尺度衰落的前提下，对于小区内任意一个用户，其接收到送往MeNB与PeNB导频信号功率分别表示为Prjm = Pm-am-bmlogdm,(1)Prjp = Pp-ap-bplogdp,(2)其中，对于MeNB，Pm表示发送功率，bm表示用户到MeNB的路径损耗因子，Eim表示用户到MeNB的其它大尺度衰落参数(如阴影衰落与其它常数)，dm表示用户到MeNB的距离。 类似的，对于PeNB，bp表示用户到PeNB的路径损耗因子， 表示用户到PeNB的其它大尺度衰落参数(如阴影衰落与其它常数)，dp表示用户到PeNB的距离，其发送功率大小为Pp。设定所述用户接入PeNB的信干比WR门限值为Xth，在仅考虑路径损耗的情况下， 所述用户接入PeNB的S^满足不小于门限λ th的条件表示为
权利要求
1.一种热点覆盖网络小区的热点基站设置方法，所述小区包括一个中央宏基站和分布在小区内的至少一个热点基站，其特征在于，所述设置方法包括以下步骤51、获得包括热点地区的范围和用户密度、非热点区域的用户密度、以及用户分别到所述中央宏基站和所述热点基站的包括各项大尺度衰落参数在内的各项参数；52、根据非热点区域、热点区域、宏基站和热点基站的各项参数，分别得到在所述热点基站与宏基站格局下形成的两个边缘区域的面积函数，所述两个边缘区域分别为热点区域中不存在宏基站干扰时应该接入所述热点基站、存在宏基站干扰时应该接入所述宏基站的热点边缘区域；以及非热点区域中不存在热点基站干扰时应该接入所述宏基站、存在热点基站干扰时应该接入所述热点基站的非热点边缘区域；53、根据系统需求，结合步骤S2中所述两个边缘区域的面积以及所述两个边缘区域对应的用户密度，设置所述热点基站。
2.如权利要求1所述的热点覆盖网络小区的热点基站设置方法，其特征在于，所述步骤S2中得到在热点基站与宏基站格局下形成的两个边缘区域的面积函数包括以下步骤521、设置所述热点基站服务用户信干比的门限，作为衡量用户是否接入热点基站的判决门限；522、以所述待设置热点基站的选址位置、发送功率、以及所述信干比门限为变量，在所述宏基站干扰存在的前提下，得到所述热点基站的设置结果与所述热点基站实际覆盖区域之间的关系函数；523、根据步骤S22得到的关系函数，得到所述两个边缘区域的面积函数，所述面积函数以所述热点基站的选址位置、发送功率以及所述热点基站服务用户的信干比门限为自变量。
3.如权利要求1所述的热点覆盖网络小区的热点基站设置方法，其特征在于，所述步骤S3包括531、根据所述两个边缘区域的面积函数和相应边缘区域的用户密度，计算所述两个边缘区域的用户数，所述两个边缘区域的用户数是以所述热点基站的选址位置、发送功率以及所述热点基站服务用户的信干比门限为自变量的函数；532、根据系统需求，得到所述两个边缘区域用户数的约束条件，通过调节上述函数的自变量来满足所述约束条件，进而获得所述热点基站的设置结果。
4.如权利要求3所述的热点覆盖网络小区的热点基站设置方法，其特征在于，在所述宏小区覆盖范围内，以所述热点基站服务用户的信干比为门限，所述热点基站的实际覆盖范围以圆形区域表示。
5.如权利要求3所述的热点覆盖网络小区的热点基站设置方法，其特征在于，所述两个边缘区域用户数的约束条件包括所述热点边缘区域的用户数小于或等于所述非热点边缘区域的用户数。
6.如权利要求5所述的热点覆盖网络小区的热点基站设置方法，其特征在于，所述两个边缘区域用户数函数的自变量调节方式为固定所述热点基站的发送功率和所述热点基站服务用户的信干比门限，在所述约束条件的约束下，获得所述热点基站的选址位置。
7.如权利要求1所述的热点覆盖网络小区的热点基站设置方法，其特征在于，所述热点基站为微基站、中继站或射频拉远的天线端口。
8.如权利要求1所述的热点覆盖网络小区的热点基站设置方法，其特征在于，所述热点基站采用全向天线，所述宏基站采用扇区天线或全向天线。
全文摘要
本发明公开了一种热点覆盖网络小区的热点基站设置方法，所述小区包括一个中央宏基站和分布在小区内的至少一个热点基站，所述设置方法包括以下步骤S1、获得包括热点地区的范围和用户密度、宏小区的用户密度、以及用户分别到所述中央宏基站和所述热点基站的各项大尺度衰落参数在内的各项参数；S2、根据宏小区、热点区域、宏基站和热点基站的各项参数，分别得到在所述热点基站与宏基站格局下形成的两个边缘区域的面积函数；S3、根据系统需求，结合步骤S2中所述两个边缘区域的面积以及所述两个边缘区域对应的用户密度，设置所述热点基站。本发明能够有效的平衡热点区域与宏小区的负载，提高网络的边缘频谱利用率，复杂度低，具有较强的实用性。
文档编号H04W28/08GK102325331SQ20111020420
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者张平, 张珂, 张纬栋, 戴慧玲, 王坦, 王莹, 石聪 申请人:北京邮电大学