一种异构网络中扩展偏置值自适应调整的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种异构网络中扩展偏置值自适应调整的方法及装置，本方法自动更新每个微小区的范围扩展偏置值。在每次调整期间，根据所有终端的测量信息以及各小区中接入终端的服务权重，判断每个微小区应该如何调整各自的范围扩展偏置值。具有在无需预先设置任何判决阈值的情况下，灵活地适应多变的网络环境，获得宏小区和微小区之间的负载均衡，提高整个系统的工作效率等优点。
【专利说明】一种异构网络中扩展偏置值自适应调整的方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种无线通信技术，特别涉及一种异构网络中扩展偏置值自适应调整 的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 当前，无线通信技术已得到迅猛发展，而快速发展的移动互联网市场对通信速率 和带宽提出了更高的要求。对数据业务的支持，从第二代蜂窝通信的GPRS和第三代蜂窝通 信的EV-DO及HSPA就开始引入，但是真正意义上的大容量高速数据业务还未充分实现。同 时，以往的通信标准对性能的要求偏重于峰值速率，对边缘速率、平均速率和部署场景等的 考虑则较为宽泛。在LTE中，以OFDM和MIMO技术为基础，致力于实现更低的传输时延和更 高的传输速率。在此基础上，为了进一步实现更优质的用户体验和无线覆盖，同时考虑到 "室内、低速移动、热点"已成为移动互联网时代的重要业务场景，LTE-Advanced-方面通过 载波聚合技术来支持新频段和大带宽业务，另一方面在宏蜂窝同构网的基础上加入低功率 基站节点的部署，以异构网这一新的组网方式实现更好的信号覆盖和频率复用效率。这些 改变所带来的好处是明显的，前提是有同步改进的技术方案来解决新的底层技术和组网方 式所带来的问题。其中LTE-Advanced异构网下的小区间干扰协调是一个研究热点。
[0003] LTE-Advanced在传统的宏小区（Macro)的基础上，引入了诸如微基站（Pico eNodeB)的低功率节点，形成微小区，构成异构网络，以增强网络覆盖质量、减少覆盖盲点和 分担Macro流量。传统的小区选择方法是基于最强参考信号接收功率（RSRP)，但由于低功 率基站发射功率比Macro小得多，所以如果按照传统方法进行，就只有距离低功率基站很 近的少数UE能成功接入微小区，微小区分担流量的能力得不到发挥。基于此，学界和工业 界普遍关注小区范围扩展偏置（Cell Range Expansion，CRE)策略的研究。
[0004] 小区范围扩展偏置策略是增加偏置值来强制地增加微小区的覆盖范围。范围扩展 偏置值只在小区选择过程中起作用，可以理解为低功率基站的虚拟发射功率。UE在其接收 到的低功率基站到达信号功率的基础上增加范围扩展偏置值，再进行最强RSRP小区选择。
[0005] 然而，关于范围扩展偏置的取值，并没有一个统一的标准。这是由于在不同的部署 条件和用户分布情况下，需要不同的范围扩展偏置值来获得满意的系统性能。另外，简单的 策略是为所有微小区设置同样的范围扩展偏置值，但实际情况中并非所有低功率基站附近 的UE分布情况都大致相同。同时，现有的一些简单方法是仅根据Macro和低功率基站接入 UE数之间的平衡，或者仅根据Macro边缘UE的SINR水平，来调整范围扩展偏置值。但在实 际情况中，应以系统的综合性能作为考察指标。所以，需要一个可灵活配置、自适应、信息交 互少、计算复杂度较低并且综合考虑了多种性能指标的微小区范围扩展偏置调整策略，来 适应多变的异构网络环境。
【发明内容】
[0006] 本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种异构网络中扩展偏 置值自适应调整的方法，该方法在无需预先设置任何判决阈值的情况下，灵活地适应多变 的网络环境，获得普通宏小区和微小区之间的负载均衡，提高所有终端的服务公平性。
[0007] 本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种实现异构网络中扩 展偏置值自适应调整方法的装置，该装置的系统性获得了明显改善，且对范围扩展偏置值 调整周期的大小不敏感。
[0008] 本发明的首要目的通过下述技术方案实现：一种异构网络中扩展偏置值自适应调 整的方法，包括以下步骤：
[0009] 收集全网所有终端的测量信息和所有小区的服务权重；
[0010] 对每一个终端，计算其接入不同小区后为系统性能目标带来的边际效益，具有最 大边际效益值的小区作为其最优服务小区；
[0011] 每个微小区计算出以本小区为最优服务小区的所有终端的服务权重的总和，与当 前本小区的服务权重作比较，做出范围扩展偏置值调整决策。
[0012] 本发明的另一目的通过以下技术方案实现：一种实现异构网络中扩展偏置值自适 应调整方法的装置，包括以下单元：
[0013] 网络状态信息收集单元，用于收集全网所有终端的测量信息和所有小区的服务权 重；
[0014] 最优服务小区的计算与判决单元，用于计算出每一个终端的最优服务小区；范围 扩展偏置值调整决策单元，用于对各个微小区，根据所有终端的最优服务小区的计算结果， 得出以本小区为最优服务小区的所有终端的服务权重之和，与当前本小区的服务权重作比 较，做出范围扩展偏置值调整决策。如果选择本小区为最优服务小区的终端的服务权重之 和大于小区当前的服务权重，则在当前调整周期结束时，增大其范围扩展偏置值；如果选择 本小区为最优服务小区的终端的服务权重之和小于小区当前的服务权重，则在当前调整周 期结束时，减小其范围扩展偏置值。
[0015] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0016] 本发明无需人工预先设置任何判决阈值，适用于各种异构网络小区部署和终端分 布环境中，并且不同的微小区可以设置不同的范围扩展偏置值，灵活度高。同时，相关计算 工作视实际情况选择集中式或分布式进行均可。另外，仿真结果表明，系统性能获得明显改 善，且对范围扩展偏置值调整周期的大小不敏感。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为本发明的一种异构网络中扩展偏置值自适应调整方法的流程示意图。
[0018] 图2为本发明的一种异构网络中扩展偏置值自适应调整装置的单元示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
[0020] 实施例
[0021] 如图1所示，一种异构网络中扩展偏置值自适应调整的方法，包括以下步骤：
[0022] 步骤S101、收集全网所有终端的测量信息和所有小区的服务权重。所述测量信息， 是指终端接收到的来自周围多个小区的参考信号功率强度、信干噪比和误符号率等一项或 多项反映信道质量的信息。所述小区的服务权重，是指该小区当前所服务的所有终端的服 务权重的总和；
[0023] 步骤S102、对每一个终端，计算其接入不同小区后为系统性能目标函数带来的边 际效益值，选择最大边际效益对应的小区，作为其最优服务小区。所述系统性能目标，是根 据各终端的服务权重，得出的所有终端获得的服务性能的加权和。所述终端获得的服务性 能，可以是终端获得的吞吐量或对数效用等。所述边际效益值，是指终端接入某个特定小区 后，系统性能目标相对于该终端未接入该小区时的增加量。
[0024] 例如，在一个优选实施例中，系统性能目标函数是：
[0025]
【权利要求】
1. 一种异构网络中微小区范围扩展偏置值自适应调整的方法，其特征在于，所述调整 过程包括以下步骤： 在确定需要进行微小区范围扩展偏置值调整的情况下，收集全网所有终端的测量信息 和所有小区的服务权重，根据最优服务小区准则判断各终端的最优服务小区，每个微小区 统计以本小区作为最优服务小区的所有终端的服务权重，根据统计结果，相应地确定增大 或减小各自的范围扩展偏置值。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量信息，是指终端接收到的来自 周围多个小区的参考信号功率强度、信干噪比和误符号率等一项或多项反映信道质量的信 肩、。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小区的服务权重，是指该小区当前所 服务的所有终端的服务权重的总和。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最优服务小区准则为：计算该终端接 入不同小区后为系统性能目标带来的边际效益，具有最大边际效益值的小区作为最优服务 小区。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端的服务权重，是指终端的服务等 级或性能权重。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于每个微小区，如果选择该小区为最 优服务小区的所有终端的服务权重之和大于小区当前的服务权重，则在当前调整周期结束 时，增大其范围扩展偏置值；如果选择该小区为最优服务小区的所有终端的服务权重之和 小于小区当前的服务权重，则在当前调整周期结束时，减小其范围扩展偏置值。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，增大或减小范围扩展偏置值时，可以采用 一个固定的调整步长，也可以根据采用加快收敛的动态步长策略。
8. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其所述边际效益值是指：终端接入某个特 定小区后，系统性能目标相对于该终端未接入该小区时的增加量。
9. 一种异构网络中微小区范围扩展偏置值自适应调整的装置，其特征在于，包括： 网络状态信息收集单元，用于：收集所有终端的测量信息，收集所有小区的服务权重； 其中，测量信息可以是终端接收到的来自周围多个小区的参考信号功率强度、信干噪比和 误符号率等一项或多项反映信道质量的信息，小区的服务权重是小区当前所服务的所有终 端的服务等级或性能权重的总和； 最优服务小区的计算与判决单元，用于：对每一个终端，计算其接入不同小区后为系统 性能目标带来的边际效益，选择最大边际效益值对应的小区，作为其最优服务小区；其中， 边际效益是指，终端接入某个特定小区后，系统性能目标相对于该终端未接入该小区时的 增加量； 范围扩展偏置值调整决策单元，用于：对于每个微小区，根据所有终端的最优服务小区 计算结果，得出以该小区为最优服务小区的所有终端的服务权重之和，并做出范围扩展偏 置值调整决策。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，其中的最优服务小区的计算与判决单 元，采用如下的方式调整偏置值：如果选择该小区为最优服务小区的所有终端的服务权重 之和大于小区当前的服务权重，则在当前调整周期结束时，增大其范围扩展偏置值；如果选 择该小区为最优服务小区的所有终端的服务权重之和小于小区当前的服务权重，则在当前 调整周期结束时，减小其范围扩展偏置值； 所述网络状态信息收集单元，可以使用小区之间的接口对各自的服务权重进行交互， 使得每一个小区都获得其它所有小区的服务权重，也可以由所有小区将终端反馈的测量信 息和小区的服务权重汇集到一个有计算能力的节点或者核心网设备； 所述最优服务小区的计算与判决单元，可以在每个小区上进行，再通过小区之间的接 口对计算结果进行交互；也可以由所有小区将终端反馈的测量信息和小区的服务权重汇集 到一个有计算能力的节点或者核心网设备中，再由该节点或者核心网设备进行各终端的最 优服务小区的计算和判决，并把计算结果和判决结果发送到所有微基站。
【文档编号】H04W24/02GK104410987SQ201410709671
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】冯穗力, 张榕彬, 张远见, 唐玮俊, 丁跃华, 李馨 申请人:华南理工大学, 京信通信技术(广州)有限公司