专利名称：一种毫微微网络中满足用户异质需求的资源分配的方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术领域，特别的，本发明是用于下一代移动通信系统(LTE/LTE-Advanced)中家庭基站(Home eNodeB, HeNB，毫微微基站，家用基站)的一种满足用户异质需求的资源分配的方法。
背景技术：
随着第四代移动通信系统的商用，移动通信使用的频段越来越高，信号的衰减也随之更加严重，同时由于建筑物的穿墙损耗等原因导致的信号强度和质量的下降，现在宏蜂窝网络无法满足用户越来越高的多样性的用户质量需要。一个典型的例子是室内环境 无线网络的覆盖，根据国内外的相关统计显示，3G时代70%的话音业务和90%的数据业务发生在室内，更好的室内覆盖不但能满足用户不断增加的服务质量和高速率的需求，为了实现更好的室内网络覆盖和网络容量扩充，一种小型低功耗的用户自安装，即插即用的家庭基站(也称Femto Base Station、毫微微基站、Home eNodeB、HeNB等)，引入可以较好的解决以上问题。同时由于家庭基站由用户自行部署，能节省运营商的固定资本投入，提高运营商的收益。家庭基站的典型部署场所包括室内、大学、公司、商场等。与普通的宏基站相t匕，家庭基站具有体积小、发射功率低、用户自行安装和维护、即插即用等特点，特别是在减轻宏蜂窝网络负载严重，用户终端电池寿命较短等问题上有突出优势，因而家庭基站具有非常广阔的应用前景。目前国内外各大运营商、设备商都给予家庭基站以极大的关注，在欧美、新加坡等地区，家庭基站已经得到了广泛的商用。虽然有着众多的优势，家庭基站也有自身的缺点。随着家庭基站的大量部署，以及家庭基站自部署的随机性、欠缺规划等缺点，部署家庭基站将对宏基站造成严重的跨层(家庭网络层对宏蜂窝网络层)干扰，为家庭基站的大规模部署造成难题。特别是在现有的网络中，因为频谱的稀缺性，运营商倾向于让家庭基站与宏基站使用相同的频段，在这种情况下，同频干扰将会更加严重，直接降低用户的服务质量。同时在密集部署场景下，家庭基站间的同频干扰也会影响用户的服务体验。然而，由于用户对家庭基站管理和部署上集中控制主动权的部分丧失，使得传统的宏蜂窝网络中的网络优化与网络规划技术并不能照搬到毫微微网络中。现有的集中式的方法很难有效的解决家庭基站，特别是跨层干扰严重的问题。同时，随着用户的服务质量需求的提高，用户服务质量的需求也呈现出多样性，根据业务需求的不同可以分为延时敏感型用户与延时容忍型用户。因此，当前的家庭基站网络应该支持异构多样的用户需求，从而提高资源利用率。图I所不为包括家庭基站与宏基站的系统架构图,其包含一个宏基站、若干家庭基站和多个用户设备。
发明内容
本发明旨在针对现有毫微微网络中没能很好解决的支持异构用户需求与抑制跨层干扰的问题，提出了一种分布式的家庭基站的资源分配方法，该方法能有效的抑制家庭基站对宏基站跨层干扰的同时，满足异质用户的需求。为了实现上述目的，解决相应的技术问题，本发明提供了一种分布式的家庭基站的信道与功率分配方案步骤I :家庭基站获得本家庭小区中每个子信道(也称资源块，RB)上的所受到的同频干扰；步骤2 :家庭基站获得其家庭小区中每个家庭用户在其每个信道上对宏基站的干扰信道增益；步骤3 :家庭基站获得其家庭小区中每个用户在每个信道上与所属家庭基站间的信道增益；步骤4 :家庭基站根据步骤I、步骤2、步骤3中获得的信息，获取资源分配参数，进 行信道分配与功率分配；在步骤I中，家庭基站获得的每个子信道上的同频干扰包括来自宏基站的跨层干扰和家庭基站的同层干扰。在步骤I中，家庭基站测量相邻家庭基站与所在宏基站对其产生的总的同频干扰的过程中，可以设定一个门限值，高于此门限才进行测量。在步骤I中，对于下行，家庭基站获得每个子信道上所受同频干扰的方式为通过用户测量并反馈其所受的同频干扰获得；对于上行，家庭基站通过直接测量其所受到的同频干扰信号获得每个信道上的同频干扰信息。在步骤2中，对于下行，宏小区中的每个宏用户将其占用的每个信道上所受的家庭基站的跨层干扰反馈给宏基站，宏基站通过家庭基站与宏基站间的光纤接口将跨层干扰信息反馈给家庭基站；对于上行，宏基站可直接上所受到的家庭用户的跨层干扰通过光纤接口反馈给家庭基站。在步骤2中，家庭小区获得其对宏小区的干扰信道增益的方式还包括通过信道互易性(针对时分双工系统)、站点信息估测等方法。在步骤3中，家庭基站获得其所属每个用户与该基站在每个信道上的增益的方式包括下行的用户反馈和上行的直接获得两种方式。在步骤4中，家庭基站k中的信道η分配给具有最大Hk,u,n的用户u
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_ 9] -Ak uPk u n - M Pk,u, gk,u,n其中为家庭基站k中用户u在信道η上的功率，为家庭基站k中用户u在信道η上的信道增益，Ik,u,n为家庭基站k中用户u在信道η上所受的干扰F, 为家庭小区k中用户u在信道η上对宏小区的跨层干扰信道增益，Xk,u、为对偶变量，特别的，对于延时敏感型用户，=Vk,u ,对于延时容忍性用户，=\u。在步骤4中，家庭基站k中用户u在信道η上的功率分配方式为，对于延时敏感型用户
pi = { —·7——v^--7
L1n2(K) ，对于延时容忍型用户
〔II/ 丫PL,n =~，其中(χ) + =胍χ (ο，χ)。
V1n2 {\u +MnSk,u,n) Sk,u,n J在步骤4中的对偶变量更新可以采用次梯度法或者梯度法更新。
在步骤4中，在每个家庭小区中，为避免用户间干扰，每个子信道至多可分配给一个家庭用户。从以上技术方案可以看出，本发明的技术方案中家庭基站分别收集所属小区中每个家庭用户的信道增益信息、家庭小区对宏小区的干扰信息，以及家庭基站各子信道上对其他家庭小区与宏小区的同频干扰信息。家庭基站将根据所获得的信息计算功率分配与信道分配结果。以此实现家庭基站中抑制跨层干扰与满足用户异质需求的目的。下面通过附图和具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的阐述。
为了更加清晰的阐述本发明的实施例和现有的技术方案，下面将本发明的技术方案说明附图和现有技术描述中用到的说明附图做简单的介绍，显而易见的，在不付出创造性劳动的前提下，本领域普通技术人员可通过本附图获得其他的附图。图I所不为本发明实施例中包含家庭基站与宏基站的系统架构图；图2所示为本发明实施例中家庭基站实现干扰抑制及满足异质用户需求的资源分配的流程具体实施例方式为使本发明的技术方案优势描述的更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的详细阐述，显然所描述的实施例只是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。根据本发明的实施例，本领域的普通技术人员在不经创造性劳动的基础上可以实现本发明的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。在下面的描述中，对与本发明无关的技术只做简要的技术说明或者直接略过。本发明的主要思想是，家庭基站利用获得的跨层干扰信息和本小区信道增益等信息，利用对偶分解法实现家庭基站的近似分布式功率分配与信道调度，以满足用户异质需求和抑制跨层干扰。下文引用的术语“宏基站”包括但不属于eNodeB、基站、演进型基站等。下文引用的术语“家庭基站”则是包括但不属于Home eNodeB、家用基站、毫微微基站、femtocell接入点等。下文引用的术语“延迟容忍型用户”包括但不属于非实时业务用户，非实时用户，非实时业务。下文引用的术语“延时敏感型用户”包括但不属于实时业务用户，实时用户，实时业务。图I所示为同时包括家庭基站与宏基站同频部署的系统架构图，其包含一个宏基站、多个家庭基站与若干用户终端，特别的，在宏基站与家庭基站之间部署了 X2接口，直接的X2接口有利于减少交互信令，降低时延。图2是本发明实施例一个家庭基站的功率与信道分配流程图，具体包括步骤201 :家庭 基站获得所属每个用户在每个子信道(也称资源块，RB)上与所属家庭基站间的信道增益，所受来自其他家庭小区与宏小区的同频干扰，以及对宏小区的干扰增益；在步骤201中，家庭基站获得的每个子信道上的同频干扰包括来自宏基站的跨层干扰和家庭基站的同层干扰。在步骤201中，家庭基站测量相邻家庭基站与所在宏基站对其产生的总的同频干扰的过程中，可以设定一个门限值，高于此门限才进行测量。在步骤201中，对于下行，家庭基站获得每个子信道上所受同频干扰的方式为通过用户测量并反馈其所受的同频干扰获得；对于上行，家庭基站通过直接测量其所受到的同频干扰信号获得每个信道上的同频干扰信息。在步骤201中，对于下行，宏小区中的每个宏用户将其占用的每个信道上所受的来自家庭基站的跨层干扰反馈给宏基站，宏基站通过家庭基站与宏基站间的光纤接口将跨层干扰信息反馈给家庭基站；对于上行，宏基站可直接上所受到的家庭用户的跨层干扰通过光纤接口反馈给家庭基站。在步骤201中，家庭小区获得其对宏小区的干扰信道增益的方式还包括通过信道互易性(针对时分双工系统)、站点信息估测等方法。在步骤201中，家庭基站获得其所属每个用户与该基站在每个信道上的增益的方式包括下行的用户反馈和上行的直接获得两种方式。步骤202 :家庭基站基于获得的信息分配信道与功率；在步骤202中，家庭基站k中的信道η分配给具有最大Hk,u,n的用户u :
权利要求
1.一种毫微微网络的满足异质用户需求和抑制跨层干扰的资源分配的方法，其特征在于包括以下步骤 步骤I :家庭基站获得本家庭小区中每个子信道(也称资源块，RB)上的所受到的同频干扰； 步骤2 :家庭基站获得其家庭小区中每个家庭用户在其每个信道上对宏基站的干扰信道增益； 步骤3 :家庭基站获得其家庭小区中每个用户在每个信道上与所属家庭基站间的信道增益； 步骤4 :家庭根据步骤I、步骤2、步骤3中获得的信息，获取资源分配参数，进行信道分配与功率分配。
2.根据权利要求I所述的毫微微网络的满足异质用户需求和抑制跨层干扰的资源分配的方法，其特征在于 所述步骤I中，信道增益与所受同频干扰(含跨层干扰与同层干扰)的获得可以是用户在下行测量并在上行反馈给家庭基站，也可以是上行时的家庭基站直接测量； 所述在步骤I中，家庭基站测量相邻小区干扰增益的过程中，可以设定一个门限值，高于此门限才进行测量。
3.根据权利要求I所述的毫微微网络的满足异质用户需求和抑制跨层干扰的资源分配的方法，其特征在于 所述在步骤2中的跨层干扰信息的获得方式包括宏用户将下行收到的跨层干扰反馈给宏基站，宏基站再转发给家庭基站；或者由宏基站将来自家庭基站的上行跨层干扰通过X2接口直接发送给家庭基站。
4.根据权利要求I所述的毫微微网络的满足异质用户需求和抑制跨层干扰的资源分配的方法，其特征在于 所述在步骤4中，家庭基站k中的信道n分配给具有最大Hk,u,n的用户u :
5.根据权利要求I所述的毫微微网络的满足异质用户需求和抑制跨层干扰的资源分配的方法，其特征在于 所述步骤4中，家庭基站k中用户u在信道n上的功率分配方式为，对于延时敏感型用户对于延时容忍型用户
6.根据权利要求I所述的毫微微网络的满足异质用户需求和抑制跨层干扰的资源分配的方法，其特征在于 所述步骤4中，对偶变量的更新可以采用次梯度法或者梯度法更新。
7.根据权利要求I所述的毫微微网络的满足异质用户需求和抑制跨层干扰的资源分配的方法，其特征在于 所述步骤4中，每个子信道至多可分配给一个家庭用户。
全文摘要
本发明实施例涉及一种移动通信中毫微微网络领域，提供了一种毫微微网络中抑制家庭基站对宏基站跨层干扰以及满足异质用户的需求的资源分配的方法。该方法包括家庭基站获得此家庭小区对宏小区每个同频信道上的跨层干扰增益及其所受跨层与同层干扰；家庭基站基于获得的实际信息对延迟容忍型用户和延迟敏感型用户分别进行功率分配与信道分配的方法。
文档编号H04W72/04GK102685906SQ20121018884
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者刘德丽, 张海君, 李林燕, 温向明, 郑伟, 马文敏 申请人:北京邮电大学