專利名稱：一種結(jié)合頻譜分配與功率控制的Femtocell中干擾抑制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種Femtocell中干擾抑制的方法。
背景技術(shù)：
如何經(jīng)濟(jì)而高效的提供良好的室內(nèi)覆蓋和高速的數(shù)據(jù)傳輸速率而提升全網(wǎng)的吞吐量一直是移動(dòng)蜂窩網(wǎng)需要解決的重要問題，F(xiàn)emtocell以這方面獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，一經(jīng)提出，便得到了各個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和大多設(shè)備商的青睞。為滿足更高速率的數(shù)據(jù)傳輸，LTE-A需要很高的帶寬，這意味著很多時(shí)候需要運(yùn)行在高頻段。但是高頻段信號(hào)的深衰落特性使其對(duì)于室內(nèi)信號(hào)的質(zhì)量來說不是什么好消息。 然而傳統(tǒng)的提高小區(qū)基站發(fā)射功率的方案收益較低，并且室內(nèi)覆蓋施工困難且成本較高。于是，3GPP開始推動(dòng)Femtocell的標(biāo)準(zhǔn)工作，由于LTE-A是全I(xiàn)P化的網(wǎng)絡(luò),Femtocell通過IP網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的回傳，而現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)時(shí)基于IP的，這意味著堅(jiān)挺基站可以利用家庭的帶寬把手機(jī)信號(hào)回傳到運(yùn)營商的機(jī)房，其總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)見附圖I。Femtocell基站(FemtocellAccess Point, FAP)是一種由用戶自己購買然后安裝在用戶室內(nèi)的即插即用的超小型移動(dòng)基站。Femtocell的福射半徑較小,一般為10_30m,發(fā)射功率極低，通常為10 IOOmW,它利用的頻段為所在宏蜂窩的頻段。引入Femtocell能在解決用戶成本的同時(shí)帶來更好室內(nèi)的用戶體驗(yàn)。體驗(yàn)通過FAP，可以明顯提高用戶的帶寬，用戶將得到更好的服務(wù)質(zhì)量；FAP的部署能明顯減少宏蜂窩的負(fù)載，對(duì)宏蜂窩的業(yè)務(wù)負(fù)載分流效果明顯，可以明顯的減少網(wǎng)絡(luò)擁塞；而且，由于FAP由用戶自己部署，運(yùn)營商將在機(jī)房、電源、基站架設(shè)及維護(hù)等方面節(jié)約大量的成本，同時(shí)，家庭域業(yè)務(wù)套餐的推出將極大的提高用戶黏性。由于FAP的覆蓋半徑小，發(fā)射功率低，用戶的移動(dòng)終端的發(fā)射功率也要求不高，這樣不僅延長(zhǎng)了終端的電池的使用時(shí)間，而且減少輻射傷害。而且無論用戶在外面還是在家中，接入的都是同一個(gè)運(yùn)營商的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，享受著同樣的服務(wù)安全性。而且真正實(shí)現(xiàn)了一個(gè)移動(dòng)終端，一個(gè)號(hào)碼，一個(gè)通信錄，一個(gè)賬單的便利。然而Femtocell所面臨的最大技術(shù)挑戰(zhàn)就是引入Femtocell所帶來的干擾問題。根據(jù)3GPP技術(shù)報(bào)告，HeNB的部署會(huì)對(duì)宏蜂窩產(chǎn)生干擾?？偟膩碚f引入Femtocell將帶來同層干擾和交叉層干擾。同層干擾是相鄰Femtocell之間的干擾，交叉層干擾存在于Femtocell和其所在的宏蜂窩之間。Femtocell宏蜂窩系統(tǒng)中存在的主要干擾場(chǎng)景見附圖2。HeNB的設(shè)計(jì)具有用戶自行配置等特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)變化；在HeNB廣泛使用的情況下，通過傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃協(xié)調(diào)Femtocell與宏蜂窩由于工作量巨大而不可行。為了考察可否在宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行HeNB的部署，就要衡量在HeNB的干擾下宏蜂窩的吞吐量損失是否在可以容忍的范圍之內(nèi)。針對(duì)Femtocell對(duì)宏蜂窩用戶的干擾問題進(jìn)行研究十分具有理論意義和工程價(jià)值。Femtocell和宏基站的頻率資源分配有以下三種方法
方法一兩者使用相同的頻帶，即共信道配置雖然兩者都能使用更多的頻率資源，但是兩者之間會(huì)存在較大的干擾。方法二 兩者分別使用獨(dú)立的正交的頻帶，即獨(dú)立信道配置這樣雖然減小了兩者之間的干擾，但是同時(shí)也降低了系統(tǒng)的頻譜效率。方法三兩者共用部分頻帶，即部分共信道配置該方法結(jié)合了上述兩種資源分配方案的優(yōu)點(diǎn)，它綜合考慮了影響系統(tǒng)吞吐量的兩個(gè)因素，頻譜效率和共信道干擾，因此能獲得較好的系統(tǒng)性能。該方案是目前業(yè)界廣泛關(guān)注的頻率資源分配方案。當(dāng)Femtocell和宏基站采用共信道或者部分共信道配置時(shí)，系統(tǒng)中存在的主要干擾場(chǎng)景為Femtocell之間的干擾以及Femtocell和宏基站之間的干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了實(shí)現(xiàn)Femtocell和宏基站采用共信道或者部分共信道配置下Femtocell與宏蜂窩間的干擾抑制，從而提供一種結(jié)合頻譜分配與功率控制的Femtocell中干擾抑制的方法。一種結(jié)合頻譜分配與功率控制的Femtocell中干擾抑制的方法，它由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一、將宏小區(qū)所有的UE的頻譜分為Femtocell共用頻譜和宏蜂窩專用頻譜，宏基站對(duì)所述Femtocell共用頻譜和宏蜂窩專用頻譜進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合；步驟二、宏基站接收參考信號(hào)，并根據(jù)參考信號(hào)的多普勒頻移逐一估計(jì)出步驟一中每個(gè)使用宏蜂窩專用頻譜的UE的速度，并均與預(yù)設(shè)的門限進(jìn)行比較，將超過門限值的UE從步驟一中所述位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合中去除；步驟三、逐一判斷步驟二中每個(gè)使用宏蜂窩專用頻譜的UE上報(bào)的CQI值是否高于該UE的使用Femtocell共用頻譜的CQI值，如果判斷結(jié)果為是，則將該UE保留在位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合中；如果判斷結(jié)果為否，則將該UE在位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合中去除；逐一判斷不在干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的宏小區(qū)的UE上報(bào)的CQI值是否高于該UE的使用Femtocell共用頻譜的CQI值，如果判斷結(jié)果為是，則將仍然將該UE排除在位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合之外；如果判斷結(jié)果為否，則將該UE加入 位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合中；步驟四、在使用Femtocell共用頻譜的用戶的密集程度達(dá)到預(yù)設(shè)門限值時(shí)，采用廣播的方式將FUE的干擾容限通知宏小區(qū)所有的UE，宏小區(qū)所有的UE設(shè)置初始發(fā)射功率，實(shí)現(xiàn)Femtocell中干擾抑制。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了 Femtocell和宏基站采用共信道或者部分共信道配置下Femtocell與宏蜂窩間的干擾抑制。


圖I是背景技術(shù)中基于Femtocell的標(biāo)準(zhǔn)的LTE-A的總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖；圖2是背景技術(shù)中Femtocell宏蜂窩系統(tǒng)中一個(gè)存在的主要干擾場(chǎng)景的宏小區(qū)的模型示意圖，圖中I表不Broadband Router (寬帶路由)，2表不Mobile Core Network (移動(dòng)核心網(wǎng))；圖3是具體實(shí)施方式
一中基于集中制感應(yīng)來估計(jì)一簇中處于活躍狀態(tài)的Femtocell的算法流程圖；圖4是本發(fā)明中基于集中感知的功率控制方案的原理示意圖；圖5是一個(gè)宏蜂窩與Femtocell之間部分共信道配置原理示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖I說明本具體實(shí)施方式
，一種結(jié)合頻譜分配與功率控制的Femtocell中干擾抑制的方法，它由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一、將宏小區(qū)所有的UE的頻譜分為Femtocell共用頻譜和宏蜂窩專用頻譜，宏基站對(duì)所述Femtocell共用頻譜和宏蜂窩專用頻譜進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合； 步驟二、宏基站接收參考信號(hào)，并根據(jù)參考信號(hào)的多普勒頻移逐一估計(jì)出步驟一中每個(gè)使用宏蜂窩專用頻譜的UE的速度，并均與預(yù)設(shè)的門限進(jìn)行比較，將超過門限值的UE從步驟一中所述位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合中去除；步驟三、逐一判斷步驟二中每個(gè)使用宏蜂窩專用頻譜的UE上報(bào)的CQI值是否高于該UE的使用Femtocell共用頻譜的CQI值，如果判斷結(jié)果為是，則將該UE保留在位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合中；如果判斷結(jié)果為否，則將該UE在位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合中去除；逐一判斷不在干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的宏小區(qū)的UE上報(bào)的CQI值是否高于該UE的使用Femtocell共用頻譜的CQI值，如果判斷結(jié)果為是，則將仍然將該UE排除在位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合之外；如果判斷結(jié)果為否，則將該UE加入位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合中；步驟四、在使用Femtocell共用頻譜的用戶的密集程度達(dá)到預(yù)設(shè)門限值時(shí)，采用廣播的方式將FUE的干擾容限通知宏小區(qū)所有的UE，宏小區(qū)所有的UE設(shè)置初始發(fā)射功率，實(shí)現(xiàn)Femtocell中干擾抑制。原理為了方便描述，首先定義下文和附圖中的各標(biāo)號(hào)Thra :使用公用頻譜和專用頻譜的CQI值差別門限；Thv :干擾池中宏蜂窩UE的移動(dòng)速度門限；Thpdensity :一定區(qū)域中Femtocell的密集程度門限； 及:估計(jì)的每一簇中的Femtocell的數(shù)量；6 :最大中斷概率；Pr :每個(gè)Femtocell的功率容限；本發(fā)明提出了一種解決Femtocell與宏小區(qū)之間干擾問題的方案。這種方案結(jié)合了頻譜分配與功率控制，可以更好的解決Femtocell與宏小區(qū)之間干擾。不考慮Femtocell對(duì)系統(tǒng)的影響而將Femtocell設(shè)置為使用與宏蜂窩完全一致的頻譜資源的頻譜方案將帶來巨大的干擾問題，影響宏小區(qū)用戶和Femtocell的體驗(yàn)，帶來整個(gè)系統(tǒng)吞吐量降低的影響。在本發(fā)明提出的這個(gè)方案中，頻譜分為宏小區(qū)專用頻譜和Femtocell-宏小區(qū)公用頻譜。如果全部使用相同的頻譜資源，在Femtocell的覆蓋邊緣，宏蜂窩用戶和Femtocell用戶之間會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的干擾,也就是說Femtocell的覆蓋邊緣存在著干擾危險(xiǎn)區(qū)。處在這個(gè)危險(xiǎn)區(qū)域的宏蜂窩用戶將使用宏蜂窩專用頻譜以減少干擾。下面給出一個(gè)宏蜂窩與Femtocell之間部分共信道配置的例子，見附圖5。假如公用的頻譜不與宏蜂窩下行頻譜的中心的六個(gè)資源塊(resourceblock, RB)相重疊,那不它將不影響UE接收下行PBCH信道和同步信號(hào)。由于Femtocell使用的所在運(yùn)營商的宏小區(qū)的服務(wù)，宏小區(qū)有足夠的處在其中的Femtocell占用頻譜的信息以及大概的位置信息，宏小區(qū)會(huì)建立一個(gè)危險(xiǎn)區(qū)域列表，這個(gè)區(qū)域中的宏小區(qū)下的UE將對(duì)周圍的Femtocell造成較大影響。因而這個(gè)區(qū)域的UE將分配宏小區(qū)專用頻譜。同時(shí)宏小區(qū)將基于接收UE的信號(hào)的多普勒頻移來估計(jì)UE徑向的速度，如果UE以一個(gè)高于門限值Thv的速度離開干擾池，那么他將不在危險(xiǎn)列表中。但是一旦UE速度低于一個(gè)門限值Thv，那么它仍將列在干擾列表中，所使用的頻段也只能是宏小區(qū)專用頻段。同時(shí)，宏小區(qū)下的UE將基于UE的CQI的值來調(diào)整所使用的頻段該是專用頻段還是公用頻段。通過CQI (Channel Quality Indicator)上報(bào)可以把疑似干擾源的宏小區(qū)的UE列到干擾池中去并且將列表中的可排除危險(xiǎn)干擾源UE釋放。系統(tǒng)將設(shè)置這樣一個(gè)門 限來量化整個(gè)系統(tǒng)的Femtocell與宏小區(qū)公用頻譜和宏小區(qū)專用頻譜所造成的CQI差別。如果這個(gè)CQI值低于這個(gè)門限值ThFM，那么該上報(bào)UE將從干擾池列表中被刪除，如果這個(gè)CQI值高于這個(gè)門限值ThFM，那么該上報(bào)UE將被列到干擾池列表中去。(I)如果宏基站下的UE可以支持上報(bào)所有子帶，那么如果屬于宏蜂窩專用頻譜的子帶的CQI值高于那些屬于Femtocell公用頻譜的值，那么該上報(bào)UE進(jìn)入干擾池。(2)如果宏基站下的UE僅支持上報(bào)部分子帶的CQI值,那么UE將選擇Femtocell共用頻譜的M個(gè)子帶,并上報(bào)一個(gè)反應(yīng)通過M個(gè)子帶傳輸?shù)腃QI值。此外，UE同時(shí)上報(bào)整個(gè)帶寬的CQI值。因而，宏基站可以輕松的比較通過Femtocell共用頻譜的CQI值是否低于通過整個(gè)帶寬的值，如果低于整個(gè)帶寬的值，那么UE將進(jìn)入干擾池列表。UE選擇性子帶反饋將通過一下兩種方式進(jìn)行。(a)宏基站的廣播信息中包含F(xiàn)emtocell共用頻譜和宏蜂窩專用頻譜的子帶映射信息，因而UE自身能存儲(chǔ)映射信息，并通過一定算法自主的選擇M個(gè)子帶。(b )宏基站通過發(fā)送高層信息來通知UE選取M個(gè)子帶，UE根據(jù)通知的子帶索引來上報(bào)CQI。當(dāng)基站下的U E周圍的活躍狀態(tài)下的Femtocell聚集到一定程度,該U E就會(huì)接受到聚集性的干擾。所以當(dāng)一定范圍內(nèi)的Femtocell聚集度達(dá)到一定門限，就立即啟用基于集中感知的功率控制方案。在集中感知功率控制方案中，宏小區(qū)可以估計(jì)處在其中的每一簇中全部處于活躍狀態(tài)的Femtocell的數(shù)量，然后通過廣播干擾容限來幫助每個(gè)Femtocell設(shè)置初始的發(fā)射功率參數(shù)。具體來講，當(dāng)一定范圍內(nèi)的Femtocell聚集度達(dá)到一定門限ThFdensity，宏基站會(huì)立即啟動(dòng)功率控制方案圖見附圖4。在集中感知功率控制方案中，宏小區(qū)可以估計(jì)處在其中的每一簇中全部處于活躍狀態(tài)的Femtocell的列表，然后通過廣播干擾容限來幫助每個(gè)Femtocell設(shè)置初始的發(fā)射功率參數(shù)。因?yàn)橐坏┮淮刂械奶幱诨钴S狀態(tài)的Femtocell的數(shù)量可以估計(jì)出來的話，每個(gè)Femtocell的干擾容限的便可以計(jì)算出來?；诩兄聘袘?yīng)來估計(jì)一簇中處于活躍狀態(tài)的Femtocell的算法見附圖3。Femtocell與宏蜂窩之間的于感知Femtocell的頻率分配過程，具體實(shí)現(xiàn)過程是首先,劃定宏小區(qū)專用頻譜和Femtocell和宏小區(qū)公用頻譜。同時(shí),通過宏基站感知到的Femtocell的信息來確定Femtocell的位置以初步劃定干擾危險(xiǎn)區(qū)域,并初步確定干擾池中宏蜂窩UE的列表。接下來，通過宏小區(qū)基站接收的參考信號(hào)的多普勒頻移參數(shù)來估計(jì)處在干擾池的宏小區(qū)基站用戶的速度。如果宏小區(qū)用戶正以高于某一門限值速率Thv離開干擾池，那么它可以使用Femtocell和宏小區(qū)公用頻譜。如果速度低于某一個(gè)門限值Thv，那么它將被視為Femtocell的干擾源，所以只能使用宏小區(qū)專用頻譜來降低干擾。再接下來，通過CQI上報(bào)可以把疑似干擾源的宏小區(qū)的UE列到干擾池中去并且將列表中的干擾源UE排除。系統(tǒng)將設(shè)置這樣一個(gè)門限來量化整個(gè)系統(tǒng)的Femtocell與宏小區(qū)公用頻譜和宏小區(qū)專用頻譜所造成的CQI差別。如果這個(gè)CQI值低于這個(gè)門限值ThFM，那么該上報(bào)UE將從干擾池列表中被刪除，如果這個(gè)CQI值高于這個(gè)門限值ThFM，那么該上報(bào)UE將被列到干擾池列表中去。Femtocell與宏蜂窩之間的于感知Femtocell的功率控制過程，具體的實(shí)現(xiàn)過程是
當(dāng)一定范圍內(nèi)的FemtocelI聚集度達(dá)到一定門限ThFdensity,就立即啟用基于集中感知的功率控制方案。方案圖見附圖5。在集中感知功率控制方案中，宏小區(qū)可以估計(jì)處在其中的每一簇中全部處于活躍狀態(tài)的Femtocell的數(shù)量，然后通過廣播干擾容限來幫助每個(gè)Femtocell設(shè)置初始的發(fā)射功率參數(shù)。因?yàn)橐坏┮淮刂械奶幱诨钴S狀態(tài)的Femtocell的數(shù)量可以估計(jì)出來的話，每個(gè)Femtocell的干擾容限的便可以計(jì)算出來?；诩兄聘袘?yīng)來估計(jì)一簇中處于活躍狀態(tài)的Femtocell的算法見附圖3?；诟兄念l譜分配與功率控制的抑制Femtocell與宏蜂窩間干擾的具體的實(shí)現(xiàn)過程為整個(gè)干擾抑制的方案不僅僅是簡(jiǎn)單的頻譜分配方案或是功率控制的方案，而是講兩者有機(jī)的結(jié)合了起來。基于感知的頻譜分配時(shí)整個(gè)方案的基礎(chǔ)，而一定范圍內(nèi)的Femtocell的密集程度達(dá)到了一定門限，所有Femtocell的放射功率將基于宏基站的廣播來設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)合頻譜分配與功率控制的Femtocell中干擾抑制的方法，其特征是它由以下步驟實(shí)現(xiàn) 步驟一、將宏小區(qū)所有的UE的頻譜分為Femtocell共用頻譜和宏蜂窩專用頻譜，宏基站對(duì)所述Femtocell共用頻譜和宏蜂窩專用頻譜進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合； 步驟二、宏基站接收參考信號(hào)，并根據(jù)參考信號(hào)的多普勒頻移逐一估計(jì)出步驟一中每個(gè)使用宏蜂窩專用頻譜的UE的速度，并均與預(yù)設(shè)的門限進(jìn)行比較，將超過門限值的UE從步驟一中所述位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合中去除； 步驟三、逐一判斷步驟二中每個(gè)使用宏蜂窩專用頻譜的UE上報(bào)的CQI值是否高于該UE的使用Femtocell共用頻譜的CQI值，如果判斷結(jié)果為是，則將該UE保留在位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合中；如果判斷結(jié)果為否，則將該UE在位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合中去除； 逐一判斷不在干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的宏小區(qū)的UE上報(bào)的CQI值是否高于該UE的使用Femtocell共用頻譜的CQI值，如果判斷結(jié)果為是，則將仍然將該UE排除在位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合之外；如果判斷結(jié)果為否，則將該UE加入位于干擾區(qū)域中使用宏蜂窩專用頻譜的UE集合中； 步驟四、在使用Femtocell共用頻譜的用戶的密集程度達(dá)到預(yù)設(shè)門限值時(shí)，采用廣播的方式將FUE的干擾容限通知宏小區(qū)所有的UE，宏小區(qū)所有的UE設(shè)置初始發(fā)射功率，實(shí)現(xiàn)Femtocell中干擾抑制。
全文摘要
一種結(jié)合頻譜分配與功率控制的Femtocell中干擾抑制的方法，涉及一種Femtocell中干擾抑制的方法。它為了實(shí)現(xiàn)Femtocell和宏基站采用共信道或者部分共信道配置下Femtocell與宏蜂窩間的干擾抑制。它首先使用基于可感的頻譜分配方案，將頻譜分為宏蜂窩專用頻譜和Femtocell-宏蜂窩公用頻譜；基于宏小區(qū)接收的參考信號(hào)的多普勒參數(shù)低速估計(jì)Femtocell附近的宏蜂窩UE的速度，根據(jù)速度的門限判定該宏蜂窩用戶是否使用宏蜂窩專用速度，并根據(jù)CQI的上報(bào)反饋值來判定使用的頻譜資源。同時(shí)，當(dāng)Femtocell的密集程度達(dá)到一定門限的時(shí)候啟用功率控制手段，估計(jì)每一簇中活躍的Femtocell的數(shù)量并通過廣播來設(shè)定Femtocell的初始干擾容限。本發(fā)明適用于Femtocell中干擾抑制。
文檔編號(hào)H04W16/14GK102711122SQ20121017887
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者吳宣利, 吳少川, 吳瑋, 李卓明, 沙學(xué)軍, 王思, 高玉龍 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)