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    一種基于扇區公平的多小區聯合優化方法技術

    技術編號:8657984 閱讀:240 留言:0更新日期:2013-05-02 01:59
    本發明專利技術公開了一種基于扇區公平的多小區聯合優化方法,包括:將蜂窩小區內的每個扇區按照該蜂窩小區不同位置處的SINR值劃分為中心區域和邊緣區域,獲取該小區各個扇區的總的邊緣用戶數目,以及對應扇區的每個邊緣用戶的GBR和CSI,分別確定該小區各個扇區所期望的RB數,根據該小區各個扇區所期望的RB數計算每個扇區的扇區因子,獲取當前基站每個扇區的扇區因子,并獲取該小區的各個扇區所在簇中相鄰兩個扇區的扇區因子,當前基站分別對該小區的各個扇區所在簇內的所有扇區因子按照從小到大的順序進行排序,以確定扇區獲取頻率資源的優先級。本發明專利技術不僅有效減少鄰區干擾,也使得頻率資源分配更加合理和公平,提高了用戶的服務質量和系統的吞吐量。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術屬于移動通信
    ,更具體地,涉及。
    技術介紹
    在多小區蜂窩網絡場景中,基站(eNodeB)位于每個六邊形小區的正中心,基站的天線呈120度角將整個小區等分為三個扇區(sector),由不屬于同一個基站的三個相鄰扇區組成的一個簇(cluster),分布在小區內的用戶(UE)向基站發出業務請求,基站為本小區內的用戶分配資源塊(Resource Block,簡稱RB),以用于用戶的數據傳輸和提高小區吞吐量。OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiple)技術消除了小區內干擾,這使得小區間的干擾成為影響小區吞吐量的主要因素。小區間的干擾也就是位于靠近小區邊緣的用戶接收到來自本地服務基站的信號對鄰區邊緣用戶的影響作用。為了解決這個問題,用于協調鄰區干擾的軟頻率復用(Soft Frequency Reuse,簡稱SFR)方案提出了使相鄰小區邊緣用戶使用不同的RB傳輸數據的方法,因此將整個頻帶劃分為不重疊的三部分,分別作為簇內三個相鄰的扇區的邊緣用戶頻帶選擇范圍,即邊緣頻帶;而小區的中心用戶則使用整個頻帶其余的三分之二作為中心頻帶且鄰區的中心頻帶可互相重疊。同時,為了補償由基站發送到邊緣用戶的信號由于距離導致的路徑損耗,用戶在邊緣頻帶上發送信號的功率相對于中心頻帶更高。SFR方案在小區的吞吐量和頻譜效率之間達到了很好的平衡作用,但由于SFR方案是靜態的資源分配方案,導致小區邊緣用戶可選擇的頻率范圍僅是整個頻帶的三分之一,不利于像小區的適應性和多用戶多樣性等性能的開發,因此一些動態的資源分配方案被提出:首先,在一個簇內,計算每個扇區的邊緣用戶在所有N個資源塊RBs的信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio,簡稱 SINR)值,通過各個基站的 X2 接口交換所有的SINR信息,并將每個扇區的最高SINR值N/3個RB分配給該扇區作為邊緣用戶使用頻率。如果有相同的RB被分配到相鄰的扇區邊緣,則暫時不分配該RB。根據公平性原則,當前已分配到RBs資源數較少的扇區優先在剩余未分配的RBs中選擇SINR值最高的RB。依此類推,直到所有的RB都已分配。該方案實現了在SFR方案基礎上動態的分配RBs的算法,將所有邊緣用戶可選擇的頻率范圍都擴展到整個頻帶,且有最佳信道狀態信息(Channel Quality Instructor,簡稱CQI)的用戶優先選擇性能最佳的RB,因此提高了小區吞吐量,特別是小區邊緣用戶的吞吐量,但是該方案需要通過X2接口在基站之間交換所有SINR信息,因此實施比較復雜。其次,同樣在一個簇內,計算各個扇區邊緣用戶在所有RBs的SINR值,對于每個RB,由所有扇區的所有邊緣用戶該RB上的SINR值組成的集合中一定有一個最大值,由無線網絡控制器(Radio Network Controller,簡稱RNC)直接將該RB分配給產生此最大SINR值的用戶,接著繼續將剩余的RBs分配給產生最高SINR值的對應用戶,依此類推,直到所有的小區不再需要RBs或者所有的RBs已經分配完。該方案很少考慮到系統的公平性,也就是只有當用戶的信道狀態達到最佳時才被調度,導致了有些用戶在沒達到最佳信道狀態之前需要一直等待,不利于保證的用戶的服務質量(Quality of Service,簡稱QoS)和增加系統公平性。最后,考慮系統的公平性分為兩種:一種是小區內用戶之間的公平性(UserFairness),另一種是扇區之間的公平性(Sector Fairness)。常用的小區內用戶之間公平性的調度方案有比例公平(Proportion Fair,簡稱PF)調度算法,即用戶的瞬時數據率與過去一段時間內平均數據率之比,避免了用戶資源分配過程中用戶由于未達到最佳信道狀態而持續等待的情況;對于扇區之間的公平性算法方面的研究,還未能形成一個有效的、全面的和有代表性的算法。
    技術實現思路
    針對現有技術的缺陷,本專利技術的目的在于針對現有的多小區蜂窩網絡中頻率復用方案沒能很好的解決扇區之間公平的問題,提供,并引入了扇區因子,該方法能利用扇區因子計算的扇區優先級決定扇區邊緣的頻率資源分配情況,不僅達到了有效減少鄰區干擾的目的,也使得頻率資源分配更加合理和公平,提高了用戶的服務質量和系統的吞吐量。為實現上述目的,本專利技術提供了,包括以下步驟:步驟1:將蜂窩小區內的每個扇區按照該蜂窩小區不同位置處的SINR值劃分為中心區域和邊緣區域,并將位于中心區域內的用戶定義為中心用戶,將位于邊緣區域內的用戶定義為邊緣用戶;步驟2:對于每個小區,根據步驟I獲取該小區各個扇區的總的邊緣用戶數目Xs,以及對應扇區的每個邊緣用戶的GBR和CSI,分別確定該小區各個扇區所期望的RB數Ns,且設置運行時間T=Q*TTI,其中s=l,2,3,Q為正整數,TTI表示傳輸時間間隔;步驟3:根據該小區各個扇區所期望的RB數計算每個扇區的扇區因子SF ;步驟4:獲取當前基站每個扇區的扇區因子,并通過基站之間的X2接口獲取該小區的各個扇區所在簇中相鄰兩個扇區的扇區因子;步驟5:當前基站分別對該小區的各個扇區所在簇內的所有扇區因子按照從小到大的順序進行排序,以確定扇區獲取頻率資源的優先級;步驟6:對于每個簇而言,根據步驟5中確定的優先級輪流為該簇內的所有扇區分配RB ;步驟7:在完成扇區邊緣頻率資源分配后,將扇區中心頻率資源分配給該扇區的中心用戶;步驟8:用戶利用已分配的RB接收來自服務基站的傳輸數據包并反饋信息到基站,基站利用用戶的反饋信息得到用戶的吞吐量并記錄下來。步驟9:重新執行步驟2到步驟8,直到達到所預定的運行時間T為止,并根據記錄的每個用戶在每個TTI的吞吐量,計算該小區的總吞吐量。步驟I具體為,將某個扇區內每一點的SINR值確定后,取所有SINR值中最小值記為 SINRmin,最大值記為 SINRmax,由此得到一 SINR 的門限值 SINRthreshtjld= (SINRmax-SINRmin)/3+SINRmin,將所有SINR值中大于等于該門限值的點所構成的區域記為中心區域,將所有SINR值中小于該門限值的點所構成的區域記為邊緣區域,且不屬于同一基站的三個相鄰的扇區組成一個簇。步驟2中,每個用戶所期望的RB數目按以下計算:本文檔來自技高網
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    【技術保護點】
    一種基于扇區公平的多小區聯合優化方法,其特征在于,包括以下步驟:步驟1:將蜂窩小區內的每個扇區按照該蜂窩小區不同位置處的SINR值劃分為中心區域和邊緣區域,并將位于中心區域內的用戶定義為中心用戶,將位于邊緣區域內的用戶定義為邊緣用戶;步驟2:對于每個小區,根據步驟1獲取該小區各個扇區的總的邊緣用戶數目Xs,以及對應扇區的每個邊緣用戶的GBR和CSI,分別確定該小區各個扇區所期望的RB數Ns,且設置運行時間T=Q*TTI,其中s=1,2,3,Q為正整數,TTI表示傳輸時間間隔;步驟3:根據該小區各個扇區所期望的RB數計算每個扇區的扇區因子SF;步驟4:獲取當前基站每個扇區的扇區因子,并通過基站之間的X2接口獲取該小區的各個扇區所在簇中相鄰兩個扇區的扇區因子;步驟5:當前基站分別對該小區的各個扇區所在簇內的所有扇區因子按照從小到大的順序進行排序,以確定扇區獲取頻率資源的優先級;步驟6:對于每個簇而言,根據步驟5中確定的優先級輪流為該簇內的所有扇區分配RB;步驟7:在完成扇區邊緣頻率資源分配后,將扇區中心頻率資源分配給該扇區的中心用戶;步驟8:用戶利用已分配的RB接收來自服務基站的傳輸數據包并反饋信息到基站,基站利用用戶的反饋信息得到用戶的吞吐量并記錄下來。步驟9:重新執行步驟2到步驟8,直到達到所預定的運行時間T為止,并根據記錄的每個用戶在每個TTI的吞吐量,計算該小區的總吞吐量。...

    【技術特征摘要】
    1.一種基于扇區公平的多小區聯合優化方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1:將蜂窩小區內的每個扇區按照該蜂窩小區不同位置處的SINR值劃分為中心區域和邊緣區域,并將位于中心區域內的用戶定義為中心用戶,將位于邊緣區域內的用戶定義為邊緣用戶; 步驟2:對于每個小區,根據步驟I獲取該小區各個扇區的總的邊緣用戶數目Xs,以及對應扇區的每個邊緣用戶的GBR和CSI,分別確定該小區各個扇區所期望的RB數Ns,且設置運行時間T=Q*TTI,其中s=l,2,3,Q為正整數,TTI表示傳輸時間間隔; 步驟3:根據該小區各個扇區所期望的RB數計算每個扇區的扇區因子SF ; 步驟4:獲取當前基站每個扇區的扇區因子,并通過基站之間的X2接口獲取該小區的各個扇區所在族中相鄰兩個扇區的扇區因子; 步驟5:當前基站分別對該小區的各個扇區所在簇內的所有扇區因子按照從小到大的順序進行排序,以確定扇區獲取頻率資源的優先級; 步驟6:對于每個簇而言,根據步驟5中確定的優先級輪流為該簇內的所有扇區分配RB ; 步驟7:在完成扇區邊緣頻率資源分配后,將扇區中心頻率資源分配給該扇區的中心用戶; 步驟8:用戶利用已分配的RB接收來自服務基站的傳輸數據包并反饋信息到基站,基站利用用戶的反饋信息得到用戶 的吞吐量并記錄下來。步驟9:重新執行步驟2到步驟 8,直到達到所預定的運行時間T為止,并根據記錄的每個用戶在每個TTI的吞吐量, 計算該小區的總吞吐量。2.根據權利要求1所述的多小區聯合優化方法,其特征在于,步驟I具體為,將某個扇區內每一點的SINR值確定后,取所有SINR值中最小值記為SINRmin...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:莫益軍張盼盼王邦周俊馬星環
    申請(專利權)人:華中科技大學
    類型:發明
    國別省市:

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