CN101534560B - 一种适合于无线通信系统的小区间干扰协调方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适合于无线通信系统的小区间干扰协调方法及基站设备，其中所述方法，包括以下步骤：基站A统计其管辖小区内干扰敏感用户所使用的资源块即敏感资源块，作为敏感资源信息通知到相邻基站；相邻基站根据收到的服务基站的敏感资源信息，在为其管辖小区的待分配资源用户分配资源时，优先分配非敏感资源块。本发明克服现有小区间协调技术存在的频谱利用率低，复杂度高等问题，提升了小区以及小区边缘用户的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种适合于无线通信系统的小区间干扰协调方法，尤其涉及一种适合于下一代无线通信系统的小区间干扰协调方法。
背景技术
为了应对宽带接入技术的挑战，同时为了满足新型业务需求，国际标准化组织3GPP等制定无线通信标准的组织将正交频分复用(OFDM)技术纳入下一代无线通信系统，例如，目前正在研究的LTE系统以及WiMAX系统。采用正交频分复用技术能使属于同一个小区的用户彼此之间的业务信号保持正交，从而避免同一个小区的用户相互干扰，保证业务信号收发的准确性。但是，OFDM技术却无法消除相邻小区用户之间的干扰。而且未来系统要求的高速率，需要用户的信干噪比必须得到极大的提高，而提高信干噪比不外乎提高信号功率和降低干扰两种方法。虽然系统采用了自适应编码调制(AMC)、多入多出(MIMO)等许多新技术提高了信号功率，带来了信干噪比的提升，但离要求还有较大差距。因此，尽可能的减少小区间的干扰就成了下一代无线通信系统的一个研究关键点。
经过多次讨论，在3GPP TR25.814中，名称为“演进的UTRA物理层部分：Physical layer aspects for evolved Universal Terrestrial Radio Access(UTRA)”提出了三类小区间干扰减少方法，即干扰随机化、干扰取消和干扰协调。干扰随机化是指通过随机化干扰信号来进行干扰压制的一类技术；干扰取消技术是通过在用户端利用处理增益来进行干扰压制的一类技术；干扰协调技术则是通过在小区间合理分配资源，尽量使相邻小区间所用资源正交，从而使小区间的干扰减少。由于这种技术使用灵活，实现简单、效果理想，很快成为小区间干扰减少的主流技术。
在现有技术中，为了有效的支持干扰协调技术，3GPP在后期的讨论中，在基站之间增加了一些信令开销，用于基站间资源协调，比如2007年3月份提交的提案，提案号R1-071806，提案名称为“上行小区间功率控制上的共识：Agreement on UL Inter-cell Power Control”提出了在X2接口上新增过载指示符信令(overload indicator)，主要用于小区间的功率控制，但是过载指示符的结构以及如何操作都有待进一步的研究；2007年11月提交给3GPP的提案，提案号R1-075050，提案名称为“LTE上行小区间干扰协调/过载指示符的方向：Way forward on UL ICIC/Overload Indicator for LTE”，又提出在X2接口中新增X指示符，它主要用于小区间交互本小区边缘用户占用的比较容易受到干扰的资源块，具体的细节也有待进一步研究。
当前，在小区间协调技术方面，有很多方案被先后提出，例如：早期的05年的提案，提案号R1-050764，提案名称为“E-UTRA小区间干扰处理方法：Inter-cell Interference Handling for E-UTRA”，以及提案号R1-050507，提案名称为“UTRAN LTE中的软频率复用方法：Soft frequency reuse schemefor UTRAN LTE”中提出的部分/软频率复用的来协调小区间干扰，这种静态频率复用的方法，虽然能有效的降低小区间的干扰，但是频谱利用率低，边缘吞吐量和小区吞吐量性能较差。后期的大量方案，例如：提案号R1-074984，提案名称为“半静态干扰协调方法：Semi-Static Interference CoordinationMethod”，在动态和静态频率复用取了个折衷，以及中国专利号200510097452.7，专利名称为“基于3G系统演进网络架构的小区间干扰协调办法”，提出的小区中心范围内的用户使用静态复用机制，小区边缘干扰区域的用户使用动态复用机制，虽然此类方案在静态频率复用的基础上做了一些改进，性能有所提升，但是根本思想还是建立在频率复用基础之上，性能的提升受到很大的局限性。
而对于中国专利号200510077609.X，专利名称为“一种消除小区间干扰的方法”，该发明的频率复用因子为1，用户终端通过服务基站将自身使用的时频资源信息发送给相邻基站；相邻基站若要将相同时频资源分配给自身所管辖的用户，需要把使用相同时频资源的干扰用户调制编码方式发送给所述用户终端；用户终端根据干扰用户的调制编码方式从接收到的信号中分离出干扰用户信号。这种方法虽然频谱利用率较高，但是系统性能依赖于用户终端多用户检测的性能，而且随着干扰源的增多，多用户检测的复杂度也将增大。
本发明也正是在基站间引入协调机制来降低小区间的干扰，来解决现有技术中所存在的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适合于无线通信系统的小区间干扰协调方法，克服现有小区间协调技术存在的频谱利用率低，复杂度高等问题，并有效的提升小区和小区边缘用户的性能。
为了解决上述问题，本发明提供了一种适合于无线通信系统的小区间干扰协调方法，包括以下步骤：
基站A统计其管辖小区内干扰敏感用户所使用的资源块即敏感资源块，作为敏感资源信息通知到相邻基站；
相邻基站根据收到的服务基站的敏感资源信息，在为其管辖小区的待分配资源用户分配资源时，优先分配非敏感资源块。
进一步的，基站A还将统计出的敏感资源块的干扰容限也作为敏感资源信息通知到相邻基站；
当非敏感资源块分配失败时，相邻基站计算待分配资源用户的潜在干扰参数，如该潜在干扰参数低于待分配敏感资源块的干扰容限，则相邻基站将该敏感资源分配给其管辖小区内待分配资源用户；否则，相邻基站限制分配该敏感资源块。
进一步的，所述相邻基站限制分配该敏感资源，为拒绝为该待分配资源用户分配该敏感资源或当该待分配资源用户降低指定幅度的功率使其潜在干扰参数低于干扰容限后再分配资源并准许使用。
进一步的，相邻基站通过测量其待分配资源用户的信号强度或者信噪比得到所述潜在干扰参数，其数值上等于所述信号强度或者信噪比正比多用户影响因子。
进一步的，所述多用户影响因子，取值在零至一之间，由系统根据实际的网络规划情况进行设定。
进一步的，所述基站间采用无线或有线方式交互，承载敏感资源块的方式通过以下一种或者多种信令的组合实现：X指示符或过载指示符。
进一步的，所述基站A统计其管辖小区内的敏感资源块时，通过以下一个或多个条件组合的限定来选取：
a，其管辖小区内地理位置在设定范围之外的用户所占用的资源；b，其管辖小区内信道条件降低到一定门限的用户占用的资源。
进一步的，当基站A检测到相邻基站用户对基站A的干扰超过一设定的门限时，触发基站A产生敏感资源信息并通知相邻基站，相邻基站根据收到的所述敏感资源信息进行相应资源分配处理。
为了解决上述问题，本发明还提供了一种基站设备，包括：资源分配模块、信息处理模块、以及信号收发模块；其中，
所述信息处理模块，用于统计其所在基站管辖小区内干扰敏感用户所使用的资源块即敏感资源块以及与敏感资源块对应的干扰容限，作为敏感资源信息通知所述信号收发模块；
所述信号收发模块，用于将所述敏感资源信息发送给相邻基站，或接收相邻基站发来的敏感资源信息，并发送给所述资源分配模块；
所述资源分配模块，从所述信号收发模块收到相邻基站的敏感资源信息，为其所在基站管辖小区的待分配资源用户分配非敏感资源块。
进一步的，所述信息处理模块，还用于计算其所在基站管辖小区的待分配资源用户的潜在干扰参数，并发送给所述资源分配模块；
所述资源分配模块，还用于接收由所述信息处理模块发来其所在基站管辖小区的待分配资源用户的潜在干扰参数，结合由所述信号收发模块收到的相邻基站的敏感资源信息，为其所在基站管辖小区的待分配资源用户分配敏感资源块。
进一步的，所述信息处理模块，通过测量其所在基站的待分配资源用户的信号强度或者信噪比得到所述潜在干扰参数，其数值上等于所述信号强度或者信噪比正比多用户影响因子。
进一步的，所述信息处理模块，统计其所在基站管辖小区内的敏感资源块时，通过以下一个或多个条件组合的限定来选取：
a，其所在基站管辖小区内地理位置在设定范围之外的用户所占用的资源；b，其所在基站管辖小区内信道条件降低到一定门限的用户占用的资源。
进一步的，所述信号收发模块，还用于检测相邻基站用户对该模块所在基站的干扰，当超过一设定的门限时，触发所述信息处理模块产生敏感资源信息，并接收所述信息处理模块传来的敏感资源信息作相应后续处理。
与现有技术相比，本发明克服现有小区间协调技术存在的频谱利用率低，复杂度高等问题，通过在基站间引入协调机制能有效的抑制小区间的干扰，从而提升了小区以及小区边缘用户的性能。
附图说明
图1为本发明实施例中终端无线资源复用场景示意图；
图2为本发明实施例中小区间干扰协调的方法流程图；
图3为本发明实施例中基站设备结构示意图。
具体实施方式
本发明为了解决传统技术方案存在的弊端，通过以下具体实施例进一步阐述本发明所述的一种适合于无线通信系统的小区间干扰协调方法，以下对具体实施方式进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
本发明的这种小区间干扰的方法，通过在基站之间传递敏感资源块集合，使基站获得其他小区比较容易受到干扰的资源块，从而在给管辖区域用户分配资源之前尽可能的避免使用敏感资源块集合中指示的资源。
核心思路：服务基站统计其管辖小区内的敏感资源块(干扰敏感用户所使用的资源块即敏感资源块)，及每个敏感资源块相应的干扰容限，并将这两者作为敏感资源信息通知相邻基站，相邻基站为其管辖小区的待分配资源用户优先分配非敏感资源；
当基站的用户量较大时，非敏感资源分配失败，需要占用敏感资源块指示的资源，通过测量管辖区域用户的潜在干扰参数，决定是否分配和相邻小区相同的资源：如果相邻基站管辖小区的待分配资源用户的潜在干扰参数低于敏感资源块的干扰容限，则相邻基站将此敏感资源块分配给所述待分配资源用户并准许使用；否则，相邻基站限制分配该敏感资源块。
在图1中，终端1的服务基站是NB1，并占用资源k，这里假设k为敏感资源块；
终端2和终端3的服务基站是NB2，NB2是NB1的相邻基站，当NB2需要给所管辖的用户终端2或终端3分配敏感资源k时，终端2或终端3将对NB1造成干扰，图中用虚线表示。
这时是否分配该资源，取决于终端2或终端3对NB1的潜在干扰是否超过敏感资源k的干扰容限。这里假设终端2申请发射功率为P1，终端3申请的发射功率为P2。
当服务基站可以在检测到相邻基站的用户对其的干扰超过一设定的门限时，触发服务基站统计其管辖小区内的敏感资源块及相应的干扰容限，并通过基站间接口将统计结果作为敏感资源信息通知相邻基站，进行相应资源分配处理；其细述如下：
基于图1所示的连接，本发明所述的小区间干扰协调方法流程如图2所示，包含以下步骤：
步骤201：服务基站NB1统计其管辖小区敏感资源块集合，及每个敏感资源块的相应的干扰容限，记作(k，Iallowed)，其中k为资源块编号，Iallowed为相应资源的干扰容限；
基站统计其管辖小区内的敏感资源块时，通过以下一个或多个条件组合的限定来选取：其管辖小区内地理位置在设定范围之外的用户所占用的资源(处于设定范围之外的用户一般都是处于小区边缘的位置)，或其管辖小区内信道条件降低到一定门限的用户占用的资源；
对于干扰容限的计算，采用现有技术的方案处理即可，其实质表示一个资源块能够容纳相邻基站干扰的能力，作为一个衡量的门限，与该资源块的信噪比、处理增益有关；此处也可由工作人员根据经验直接进行设定、或者使用如载干比等其他参数；
步骤202：基站NB1将此敏感资源块集合及每个敏感资源块的干扰容限，作为敏感资源信息通过基站间接口告知相邻基站NB2；
基站间接口采用无线或有线方式交互，承载敏感资源块的方式通过以下一种或者多种信令的组合实现：X指示符或过载指示符；
步骤203：相邻基站NB2根据接收到的敏感资源信息中的敏感资源块为自身所管辖的用户分配非敏感资源，并判断无干扰分配是否成功，如果成功，结束本次干扰协调过程，否则执行步骤204；
所述无干扰分配成功是指相邻基站NB2所管辖的用户终端2或终端3不必使用与终端1相同的资源k，就能满足自身所管辖区域内用户的资源使用需求。由于相邻基站NB2避免使用与终端1相同的时频资源，故不会造成对终端1的干扰。
如果相邻基站NB2的用户量较大，上述无干扰分配失败，相邻基站必须将与终端1相同的资源分配给管辖区域内用户使用。本实施例中，终端2和终端3都有可能使用与终端1相同的时频资源，即上述无干扰分配失败，故执行步骤204。
步骤204：相邻基站NB2评估待分配敏感资源的用户对基站NB1的潜在干扰参数。
在本实例中终端2或终端3使用的资源可能与终端1相同，基站NB2将评估终端2和终端3对基站NB1的干扰参数。
步骤205：若该用户潜在干扰超过基站NB1敏感资源块的干扰容限Iallowed，相邻小区基站NB2应考虑限制使用该资源，反之，可以将此资源分配给该用户。
在本实例中，由于终端2的发射功率P＞α·Iallowed·PLUE2-＞NB1，当基站NB2给终端2分配资源k时，应该限制终端2使用资源k，然而终端3的发射功率P≤α·Iallowed·PLUE3-＞NB1，当基站NB2给终端3分配资源k时，将准许终端3使用；
其中PLUE2-＞NB1表示终端2到基站NB1的路径损耗，PLUE3-＞NB1表示终端3到基站NB1的路径损耗，α表示的是多用户影响因子，α∈(0，1)，由实际网络规划确定；
而限制使用资源，可以是拒绝给终端2分配该资源或终端2降低指定幅度的功率使该干扰参数低于干扰容限后再进行分配并准许使用。
如图3所示，为本发明实施例中基站设备结构示意图，包括：资源分配模块30、信息处理模块31、以及信号收发模块32；其中，
所述信息处理模块31，用于统计其所在基站管辖小区内干扰敏感用户所使用的资源块即敏感资源块以及与敏感资源块对应的干扰容限，作为敏感资源信息通知所述信号收发模块32，还用于计算其所在基站管辖小区的待分配资源用户的潜在干扰参数，并发送给所述资源分配模块30；
所述信号收发模块32，用于将所述敏感资源信息发送给相邻基站，或接收相邻基站发来的敏感资源信息，并发送给所述资源分配模块30；还用于检测相邻基站用户对该模块所在基站的干扰，当超过一设定的门限时，触发所述信息处理模块31产生敏感资源信息，并接收所述信息处理模块31传来的敏感资源信息作相应后续处理。
所述资源分配模块30，接收从所述信号收发模块32发来的相邻基站的敏感资源信息，结合由所述信息处理模块31发来的其所在基站管辖小区内待分配资源用户的潜在干扰参数，为其所在基站管辖小区的待分配资源用户分配相应敏感与非敏感资源。
注意：网络中在一连续区域内使用相同资源空间的多个基站中，每一基站均可作为所述服务基站，即同一基站即可作为服务基站，也可作为相邻基站的目标基站。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种适合于无线通信系统的小区间干扰协调方法，其特征在于，包括以下步骤：
基站A统计其管辖小区内干扰敏感用户所使用的资源块即敏感资源块和敏感资源块的干扰容限，作为敏感资源信息通知到相邻基站；
相邻基站根据收到的服务基站的敏感资源信息，在为其管辖小区的待分配资源用户分配资源时，优先分配非敏感资源块；
当非敏感资源块分配失败时，相邻基站计算待分配资源用户的潜在干扰参数，所述潜在干扰参数数值上等于待分配资源用户的信号强度或者信噪比，如该潜在干扰参数低于待分配敏感资源块的干扰容限，则相邻基站将该敏感资源分配给其管辖小区内待分配资源用户；否则，相邻基站限制分配该敏感资源块。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相邻基站限制分配该敏感资源，为拒绝为该待分配资源用户分配该敏感资源或当该待分配资源用户降低指定幅度的功率使其潜在干扰参数低于干扰容限后再分配资源并准许使用。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，相邻基站通过测量其待分配资源用户的信号强度或者信噪比得到所述潜在干扰参数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站间采用无线或有线方式交互，承载敏感资源块的方式通过以下一种或者多种信令的组合实现：X指示符或过载指示符。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站A统计其管辖小区内的敏感资源块时，通过以下一个或多个条件组合的限定来选取：
a，其管辖小区内地理位置在设定范围之外的用户所占用的资源；b，其管辖小区内信道条件降低到一定门限的用户占用的资源。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当基站A检测到相邻基站用户对基站A的干扰超过一设定的门限时，触发基站A产生敏感资源信息并通知相邻基站，相邻基站根据收到的所述敏感资源信息进行相应资源分配处理。
7.一种基站设备，其特征在于，包括：资源分配模块、信息处理模块、以及信号收发模块；其中，
所述信息处理模块，用于统计其所在基站管辖小区内干扰敏感用户所使用的资源块即敏感资源块以及与敏感资源块对应的干扰容限，作为敏感资源信息通知所述信号收发模块；还用于计算其所在基站管辖小区的待分配资源用户的潜在干扰参数，并发送给所述资源分配模块，所述潜在干扰参数数值上等于待分配资源用户的信号强度或者信噪比；
所述信号收发模块，用于将所述敏感资源信息发送给相邻基站，或接收相邻基站发来的敏感资源信息，并发送给所述资源分配模块；
所述资源分配模块，从所述信号收发模块收到相邻基站的敏感资源信息，为其所在基站管辖小区的待分配资源用户分配非敏感资源块；还用于接收由所述信息处理模块发来其所在基站管辖小区的待分配资源用户的潜在干扰参数，当非敏感资源块分配失败时，如该潜在干扰参数低于待分配敏感资源块的干扰容限，则相邻基站将该敏感资源分配给其管辖小区内待分配资源用户；否则，相邻基站限制分配该敏感资源块。
8.如权利要求7所述的基站设备，其特征在于，所述信息处理模块，通过测量其所在基站的待分配资源用户的信号强度或者信噪比得到所述潜在干扰参数。
9.如权利要求7所述的基站设备，其特征在于，所述信息处理模块，统计其所在基站管辖小区内的敏感资源块时，通过以下一个或多个条件组合的限定来选取：
a，其所在基站管辖小区内地理位置在设定范围之外的用户所占用的资源；b，其所在基站管辖小区内信道条件降低到一定门限的用户占用的资源。
10.如权利要求7所述的基站设备，其特征在于，所述信号收发模块，还用于检测相邻基站用户对该模块所在基站的干扰，当超过一设定的门限时，触发所述信息处理模块产生敏感资源信息，并接收所述信息处理模块传来的敏感资源信息作相应后续处理。
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| CN1992962A (zh) * | 2005-12-28 | 2007-07-04 | 上海原动力通信科技有限公司 | 基于3g系统演进网络架构的小区间干扰协调方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Telecom Italia等.Way forward on UL ICIC/Overload Indicator for LTE.《3GPP TSG RAN WG1 #51》.2007,第1页至第2页. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103906118A (zh) * | 2012-12-25 | 2014-07-02 | 中国移动通信集团湖北有限公司 | 一种wlan网络终端上行干扰评估方法及装置 |
| CN103906118B (zh) * | 2012-12-25 | 2017-08-08 | 中国移动通信集团湖北有限公司 | 一种wlan网络终端上行干扰评估方法及装置 |
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|---|---|
| CN101534560A (zh) | 2009-09-16 |
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