[發(fā)明專利]一種基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210129295.3
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102664855A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱琦;史菊蓉;朱洪波;楊龍祥
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中的信道分配方法，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的日益加劇，用戶量也越來越多，如果僅僅依靠宏基站無法滿足室內(nèi)用戶的服務(wù)要求。室內(nèi)覆蓋的好壞是移動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的重要體現(xiàn)，對于手機用戶來說，室內(nèi)覆蓋質(zhì)量已成為影響客戶在網(wǎng)穩(wěn)定性的重要原因。為了滿足室內(nèi)用戶的需求，得到更高的系統(tǒng)容量和數(shù)據(jù)速率，家庭基站正在慢慢興起。家庭基站是一種小型，低功率，可安裝在室內(nèi)，配置靈活的基站。它能有效地解決室內(nèi)覆蓋的問題，更加適合家庭用戶的使用，安裝方便，且由于覆蓋范圍小，可以降低接入設(shè)備的發(fā)射功率，提高整個網(wǎng)絡(luò)的性能，已被應用在3GPP的長期演進(LTE)項目中。

LTE長期演進計劃是一種具有強大競爭優(yōu)勢的無線接入技術(shù)，被視作從3G到4G演進的主流技術(shù)，它可以實現(xiàn)多帶寬、高速率等性能指標。LTE下行鏈路主要采用OFDMA技術(shù)，它屬于多載波調(diào)制(Multi-Carrier?Modulation，MCM)技術(shù)。

OFDMA技術(shù)把可用頻帶分成一系列正交的子信道，每個子信道上使用一個子載波進行調(diào)制，并且各個子載波并行傳輸。OFDM系統(tǒng)有著優(yōu)越的性能，其優(yōu)點主要包括：

(1)頻譜利用率較高。OFDM系統(tǒng)中，子載波是相互正交的，之間沒有保護間隔且頻譜重疊，因此可以節(jié)省頻譜資源，提高頻譜的利用率。這樣，系統(tǒng)的容量也就更大。

(2)抗頻率選擇性衰落和窄帶干擾能力強。OFDMA技術(shù)適用于多徑衰落信道的高速數(shù)據(jù)傳輸中，在多載波系統(tǒng)中，由于多徑產(chǎn)生的衰落只會影響到一個或幾個子帶，其他子帶不受影響，具有較強的抗頻率選擇性衰落能力。

(3)抗符號間干擾能力強。OFDM通過在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊之間插入一個大于信道脈沖響應時間的保護間隔，消除了由于多徑時延擴展引起的符號間干擾。

(4)OFDM系統(tǒng)可以方便地與其它接入方式結(jié)合使用，比如多載波碼分多址MC-CDMA，跳頻OFDMA，OFDM-TDMA等，拓展了OFDM的應用環(huán)境。

宏基站與家庭基站共存的兩層網(wǎng)絡(luò)模型中，若宏用戶與家庭用戶不共用頻譜，雖能有效避免跨層干擾，但家庭基站只能使用一部分頻譜，不利于吞吐量的提高。但當宏用戶與家庭用戶共用頻譜時，利用OFDM系統(tǒng)中子帶間的正交性，可有效消除宏小區(qū)和家庭基站內(nèi)部的干擾，但家庭基站與家庭基站，宏基站與家庭基站之間還是會產(chǎn)生較大的干擾。如何減小它們之間的干擾，進行更好的頻譜分配，是值得我們考慮的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種減小宏用戶和家庭基站及家庭基站與家庭基站之間干擾的基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法，該方法基于宏基站與家庭基站共存，兩者共享頻譜的平臺，所述網(wǎng)絡(luò)中的每個家庭基站對應一個初始顏色列表，每個顏色代表一個子信道，包括以下步驟：

步驟1、調(diào)整分配給每個家庭基站的初始顏色列表，使得所有宏用戶的信噪比滿足門限值；

步驟2、根據(jù)調(diào)整后的新顏色列表，建立家庭基站的干擾圖G＝(v，E，W)，其中點集V＝{v1，v2…vg}，g為家庭基站的個數(shù)，每個點代表1個家庭基站；邊集E＝{e1，e2…eh}，h為邊的條數(shù)，兩點之間有邊代表存在干擾；

步驟3、利用圖論方式，為構(gòu)建的干擾圖中的家庭基站進行頂點著色，確定每個家庭基站最終可用的顏色列表，根據(jù)家庭基站的最終可用的子信道來實現(xiàn)家庭基站信道的動態(tài)分配，從而完成整個網(wǎng)絡(luò)的信道分配。

優(yōu)選地，本發(fā)明基于OFDM的兩層網(wǎng)絡(luò)中信道分配方法中，所述步驟1中調(diào)整分配給每個家庭基站的初始顏色列表，使得所有宏用戶的信噪比滿足門限值，具體如下：

步驟1-1選擇一個宏用戶；

步驟1-2計算該宏用戶的信干噪比γ_m，其中P_M，i和P_k，i分別是宏基站和家庭基站k在子信道i上的發(fā)射功率，G_M，m和G_k，m分別是宏基站和家庭基站k到宏用戶m的路徑增益，I_k為干擾的家庭基站集，N₀為熱噪聲密度，B為子信道帶寬；

步驟1-3判斷該宏用戶的信干噪比γ_m是否滿足門限值SINRt_hrm；