本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及5G系統(tǒng)中一種基于頻分復(fù)用和上下行解耦的密集網(wǎng)絡(luò)容量提升方法。

背景技術(shù)：

在未來的5G通信系統(tǒng)中，無線通信網(wǎng)絡(luò)正朝著網(wǎng)絡(luò)多元化、寬帶化、綜合化、智能化的方向演進(jìn)。隨著各種智能終端的普及，數(shù)據(jù)流量將出現(xiàn)井噴式的增長。未來數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將主要分布在室內(nèi)和熱點(diǎn)地區(qū)，這使得超密集網(wǎng)絡(luò)成為實(shí)現(xiàn)未來5G的1000倍流量需求的主要手段之一。超密集網(wǎng)絡(luò)UDN是5G的核心技術(shù)之一，通過無線接入點(diǎn)的規(guī)模部署，可以大大降低用戶接入的距離，從而提高用戶的吞吐量以及區(qū)域的吞吐量(bps/km²)，是滿足5G系統(tǒng)容量需求的關(guān)鍵技術(shù)。超密集網(wǎng)絡(luò)能夠改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，大幅度提升系統(tǒng)容量，并且對業(yè)務(wù)進(jìn)行分流，具有更靈活的網(wǎng)絡(luò)部署和更高效的頻率復(fù)用。未來，面向高頻段大帶寬，將采用更加密集的網(wǎng)絡(luò)方案，部署小小區(qū)/扇區(qū)將高達(dá)100個(gè)以上。

與此同時(shí)，愈發(fā)密集的網(wǎng)絡(luò)部署也使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓訌?fù)雜，小區(qū)間干擾已經(jīng)成為制約系統(tǒng)容量增長的主要因素，極大地降低了網(wǎng)絡(luò)能效。

對于小區(qū)間干擾問題，由于相鄰小區(qū)之間頻帶重疊而產(chǎn)生的小區(qū)間干擾為系統(tǒng)的主要問題，對系統(tǒng)性能尤其是小區(qū)邊緣用戶性能會造成嚴(yán)重的損失。對于干擾協(xié)調(diào)，采用部分頻分復(fù)用技術(shù)，即將可用頻帶分割成3個(gè)子頻帶，在頻率分配時(shí)對小區(qū)中心用戶和邊緣用戶區(qū)分對待，邊緣用戶被分配較小的比例頻帶，且相鄰小區(qū)的邊緣用戶之間被分配的子頻帶互不相交。假設(shè)頻率復(fù)用因子為k，則每一個(gè)子頻帶在每k個(gè)小區(qū)間可被復(fù)用。移動終端若信道良好，則采用較低的頻率復(fù)用因子，若信道條件惡劣，則采用較高的頻率復(fù)用因子。FFR將給每一個(gè)終端分配最合適的頻帶k，使系統(tǒng)性能最優(yōu)化。

在基站部署方面，對于無線小站而言，由于其主要目的是滿足高流量覆蓋的需求，小站的接入鏈路通常具有較高的數(shù)據(jù)傳輸能力，因此無線小站的無線回傳鏈路也應(yīng)該支持高速數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到整體的高性能。無線節(jié)點(diǎn)接入宏基站的方式，在超密集組網(wǎng)場景存在一定的問題：首先，宏站一般是低頻點(diǎn)工作提供廣域覆蓋，宏站帶寬不會很大，滿足不了高速率的回傳鏈路傳輸需要；其次，即使宏站支持高頻大帶寬的工作頻點(diǎn)，但由于高頻段情況下，波長短、損耗快，而且穿透能力差，受建筑物、樹葉以及人體的遮擋效應(yīng)明顯等各種原因，相比傳統(tǒng)低頻段蜂窩系統(tǒng)，存在大量的覆蓋陰影，也無法保證能為無線小站提供穩(wěn)定的高速率回傳傳輸服務(wù)；由于不同類型基站的下行覆蓋能力不同，能提供最好上行覆蓋性能的基站并不一定提供最好的下行覆蓋。例如當(dāng)用戶靠近微基站時(shí)，接入微基站能夠獲得更好的上行性能。而由于宏基站的發(fā)射功率遠(yuǎn)大于微基站，用戶接入宏基站能獲得更好的下行性能。可以看到上下行接入不同基站，目前在在5G通信網(wǎng)絡(luò)中有部分工作涉及到這方面內(nèi)容，被稱為上下行解耦。低功率的小基站越來越密集，提供最優(yōu)上行覆蓋性能的基站有時(shí)候并不能提供最優(yōu)下行覆蓋。因此用戶上下行不必接入同一個(gè)基站。即上下行解耦，不同類型基站間的負(fù)載均衡，最大化網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：本發(fā)明的問題是提供一種基于頻分復(fù)用和上下行解耦的密集網(wǎng)絡(luò)容量提升方法，有效的解決了超密集網(wǎng)絡(luò)中復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋷淼男^(qū)間干擾制約系統(tǒng)容量增長問題。

技術(shù)方案：

1.一種基于頻分復(fù)用和上下行解耦的密集網(wǎng)絡(luò)容量提升方法，該方法的特征在于：

(1)應(yīng)用的小區(qū)間干擾有

類型1：小區(qū)間下行對下行的干擾，若A,B小區(qū)邊緣均存在用戶，用戶在接收來自本小區(qū)基站的下行信號時(shí)，會同時(shí)接收到來自相鄰小區(qū)的下行鏈路信號；

類型2：小區(qū)間上行對上行的干擾，若A,B小區(qū)邊緣用戶在同一時(shí)刻均向各自小區(qū)基站發(fā)送上行信號，則本小區(qū)基站可能會接收到相鄰小區(qū)邊緣用戶給其小區(qū)基站發(fā)送的上行信號，造成干擾；

類型3：為小區(qū)間上行對下行的干擾。若A小區(qū)基站向邊緣用戶發(fā)送下行信號，同時(shí)，相鄰小區(qū)B的邊緣用戶正向其基站發(fā)送上行信號，則此上行信號會對A小區(qū)的邊緣用戶造成干擾；

類型4：小區(qū)間下行對上行的干擾，若B小區(qū)基站正在接收其小區(qū)邊緣用戶發(fā)送的上行信號，同時(shí)，相鄰小區(qū)A小區(qū)正向其邊緣用戶發(fā)送下行信號，則此下行信號會對B小區(qū)的上行信號造成干擾。

(2)小區(qū)間采用部分頻率復(fù)用方法

小區(qū)被分為中心用戶和邊緣用戶，采用兩種頻率復(fù)用因子，分別采用頻率復(fù)用因子r₀＝1，頻率復(fù)用因子r₁＝3；對于頻率復(fù)用因子為1的部分，若可用總帶寬為B，假設(shè)x為每小區(qū)在頻分復(fù)用后被分配的頻段占總帶寬的比例，B_reusel＝x·B為小區(qū)中心用戶的帶寬，而(1-x)·B為所有小區(qū)邊緣用戶帶寬之和，將r_eff＝B/B_cell設(shè)為有效頻率復(fù)用因子，則可得到所以對于圖1中x＝0.5，則r_eff＝3/2；

具體步驟為：

步驟1：每個(gè)小區(qū)將可用頻帶分兩個(gè)部分，一部分作為主載波，另一部分作為副載波，主載波用于小區(qū)的中心用戶，副載波用于小區(qū)的邊緣用戶；

步驟2：主載波用于小區(qū)中心用戶，采用頻率復(fù)用因子為1的頻率復(fù)用方法；

步驟3：副載波用于小區(qū)邊緣用戶，采用頻率復(fù)用因子為3的頻率復(fù)用方法；

步驟4：小區(qū)內(nèi)邊緣用戶只允許按照頻率復(fù)用規(guī)則使用一部分頻率資源；

(3)小區(qū)接入的上下行鏈路解耦

匯聚點(diǎn)位于核心網(wǎng)的Non-Access-Stratum解耦，用戶處于小區(qū)A和C之間，用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸本應(yīng)在同一個(gè)基站，小區(qū)A中基站BS₁和小區(qū)C中基站BS₂端都建立了雙向的Access-Stratum信號連接，

具體步驟為：

步驟1：小區(qū)A中基站BS₁和小區(qū)C中基站BS₂都建立雙向的AS信號連接；

步驟2：小區(qū)A中基站BS₁和小區(qū)C中基站BS₂都建立雙向的NAS信號連接；

步驟3：上行和下行的AS信號分別從小區(qū)A中基站BS₁和小區(qū)C中基站BS₂傳輸；

步驟4：上行和下行的NAS信號分別從小區(qū)A中基站BS₁和小區(qū)C中基站BS₂傳輸；

步驟5：上行和下行的數(shù)據(jù)分別從小區(qū)A中基站BS₁和小區(qū)C中基站BS₂傳輸。

2.部分頻分復(fù)用方法中每個(gè)小區(qū)按照頻率復(fù)用因子為1的頻分復(fù)用將可用頻帶分兩個(gè)部分，一部分作為主載波，另一部分作為副載波；同時(shí)小區(qū)用戶按照區(qū)域分為中心用戶和邊緣用戶；主載波用于小區(qū)的中心用戶，副載波用于小區(qū)的邊緣用戶；副載波再按照頻率復(fù)用因子為3的部分頻分復(fù)用方法將頻段分為3個(gè)部分，這3個(gè)不同的頻段用在小區(qū)的邊緣用戶及其相鄰兩個(gè)小區(qū)的邊緣用戶。

3.部分頻分復(fù)用方法中，x為每小區(qū)在頻率復(fù)用后被分配的頻段占總帶寬的比例，x＝0.5，在提高小區(qū)邊緣用戶吞吐量的同時(shí)，保證小區(qū)中心用戶的頻譜帶寬。

4.在小區(qū)接入的上下行鏈路解耦中，匯聚點(diǎn)位于核心網(wǎng)處的NAS解耦。小區(qū)A中基站BS₁和小區(qū)C中基站BS₂都建立雙向的NAS信號連接；用戶將上行NAS信號傳遞給小區(qū)C中基站BS₂再到移動性管理實(shí)體MME，下行NAS信號通過移動性管理實(shí)體傳遞給小區(qū)A中基站BS₁再傳遞給用戶。

5.在小區(qū)接入的上下行鏈路解耦中，用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分別小區(qū)A中基站BS₁和小區(qū)C中基站BS₂傳輸；用戶的上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳遞到小區(qū)C中基站BS₂再傳遞到核心網(wǎng)，下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過核心網(wǎng)傳遞到小區(qū)A中基站BS₁再傳遞給用戶。

有益效果

本發(fā)明有效的解決了在超密集網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)邊緣位置用戶的小區(qū)間干擾問題。提升了網(wǎng)絡(luò)的容量，超密集網(wǎng)絡(luò)的吞吐量性能得到優(yōu)化，具有重要的實(shí)際意義和很好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1本發(fā)明的整體系統(tǒng)框架圖；

圖2本發(fā)明中小區(qū)對應(yīng)的干擾類型(1)(2)(3)(4)。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明所訴的部分頻分復(fù)用和上下解耦詳細(xì)描述。

1.對于小區(qū)中不同的干擾類型(1)(2)(3)(4)本發(fā)明采用部分頻分復(fù)用方法，小區(qū)間采用頻率復(fù)用技術(shù)，在采用部分頻率復(fù)用技術(shù)中，小區(qū)被分為中心用戶和邊緣用戶，同時(shí)采用兩種頻率復(fù)用因子，分別采用頻率復(fù)用因子r₀＝1，如圖1中無填充圖案所示；頻率復(fù)用因子r₁＝3，如圖中有填充圖案所示。

超密集網(wǎng)絡(luò)中采用部分頻分復(fù)用技術(shù)的主要目的是提高小區(qū)邊緣用戶的網(wǎng)絡(luò)性能；通過FFR干擾協(xié)調(diào)機(jī)制控制小區(qū)邊緣的干擾，改善小區(qū)邊緣的性能。

具體步驟：

步驟1：每個(gè)小區(qū)將可用頻帶分兩個(gè)部分，一部分作為主載波，另一部分作為副載波。主載波用于小區(qū)的中心用戶，副載波用于小區(qū)的邊緣用戶；

步驟2：主載波用于小區(qū)中心用戶，采用頻率復(fù)用因子為1的頻率復(fù)用方法；

步驟3：副載波用于小區(qū)邊緣用戶，采用頻率復(fù)用因子為3的頻率復(fù)用方法；

步驟4：邊緣用戶只允許按照頻分復(fù)用規(guī)則使用一部分頻率資源。

2.上下行解耦：匯聚點(diǎn)位于核心網(wǎng)的NAS解耦，用戶處于小區(qū)A和C之間，用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸本應(yīng)在同一個(gè)基站，在圖1中，小區(qū)A中基站BS₁和小區(qū)C中基站BS₂端都建立了雙向的AS信號連接。這種架構(gòu)的優(yōu)勢在于所有對時(shí)延比較敏感的信息可以由各個(gè)基站自行處理，然后，需要為此建立雙向的物理控制信道，會消耗部分資源。另外，基站的NAS信號直接傳送到核心網(wǎng)。這種方案的優(yōu)勢在于移動性管理更加的方便高效。

具體步驟為：

步驟1：小區(qū)A中基站BS₁和小區(qū)C中基站BS₂都建立雙向的AS信號連接；

步驟2：小區(qū)A中基站BS₁和小區(qū)C中基站BS₂都建立雙向的NAS信號連接；

步驟3：上行和下行的AS信號分別從小區(qū)A中基站BS₁和小區(qū)C中基站BS₂傳輸；

步驟4：上行和下行的NAS信號分別從小區(qū)A中基站BS₁和小區(qū)C中基站BS₂傳輸；

步驟5：上行和下行的數(shù)據(jù)分別從小區(qū)A中基站BS₁和小區(qū)C中基站BS₂傳輸。