[發(fā)明專利]一種密集部署的家庭基站網(wǎng)絡中的節(jié)能無線資源管理方法

有效

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• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN103281761A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設計）人: 景文鵬;張志才;溫向明;路兆銘;趙振民;何盛華;張振海
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W52/04;H04W72/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及移動通信技術領域，具體涉及一種在密集部署的家庭基站網(wǎng)絡中，通過對上行鏈路的信道和功率聯(lián)合分配來提高全體用戶能效的無線資源管理技術。?

背景技術

第四代移動通信技術逐步推廣商用，由于其使用的頻段較高，對墻壁的穿透損耗較大，因此，宏基站信號對于室內環(huán)境的覆蓋不甚理想。同時，統(tǒng)計表明70%的語音業(yè)務和90%的數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)生在室內，單純依靠宏基站信號來為室內用戶提供高質量的服務顯得力不從心，因此，家庭基站技術應運而生。家庭基站是以一種用戶部署的、即插即用型低功率小型基站，主要應用于家庭、公司、商場等場所，用于解決室內熱點地區(qū)的覆蓋問題。?

移動通信網(wǎng)的能耗占信息產(chǎn)業(yè)總能耗的15%～20%，并且隨著移動通信網(wǎng)絡和用戶群規(guī)模的進一步擴大以及數(shù)據(jù)業(yè)務量的迅速增長，通信行業(yè)的能耗將呈指數(shù)形式增長。家庭基站由于技術優(yōu)勢明顯，市場反映良好，應用數(shù)量逐步增多，統(tǒng)計表明從2008年到2011年，全球有超過一億的家庭基站部署。盡管每個家庭基站的能耗較小，但是其龐大的數(shù)量導致家庭基站網(wǎng)絡的能耗仍是一個不容小覷的數(shù)字。另一方面，智能終端逐步普及，為支撐豐富的移動應用，移動終端的能耗也越來越高，但是電池儲能技術的進步緩慢，電池續(xù)航時間過短成為很多移動終端難以克服的技術問題，這大大降低了移動終端的用戶體驗。因此，終端能效的提高成為亟待解決的問題。?

同時，在居民區(qū)、商場、辦公樓等家庭基站密集部署區(qū)，家庭基站間的同頻干擾嚴重，大大減小了網(wǎng)絡整體的容量。由于部署方式和管理方式的差異，傳統(tǒng)的集中式無線資源管理方法在家庭基站網(wǎng)絡場景中并不適用，如何通過對無線資源的有效管理來滿足用戶服務質量要求，同時降低終端能耗，提高家庭基站網(wǎng)絡用戶的能效成為家庭基站網(wǎng)絡未來設計的新挑戰(zhàn)。?

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在針對致密部署的家庭基站網(wǎng)絡中如何提高用戶的能效問題，提出了一種分布式信道和功率聯(lián)合分配的節(jié)能無線資源管理方法。?

為了實現(xiàn)上述目的，解決相應的技術問題，本發(fā)明具體通過信道分配和功率分配兩個階段來實現(xiàn)。?

首先，家庭基站小區(qū)內信道分配方法的步驟為：?

步驟一：對家庭基站小區(qū)中的用戶進行編號，對家庭基站小區(qū)中所有可用的業(yè)務信道進行編號。?

步驟二：所有家庭基站用戶的上行信道的發(fā)射功率都設為p_equal，家庭基站通過信道估計來獲得本家庭基站小區(qū)內各用戶在所有上行信道的信道增益。?

步驟三：家庭基站檢測每一上行信道上來自相鄰家庭基站小區(qū)的干擾。?

步驟四：判斷是否還有剩余信道未被分配，如果沒有，轉到步驟七；否則，轉入步驟五。?

步驟五：按步驟一中的編號順序依次選擇還未被分配的信道，計算在該子信道上所受的干擾與信道增益的比值，既每一用戶在該信道上的干擾增益比。?

步驟六：按步驟五中計算得到的用戶干擾增益比，找出干擾增益比最小的用戶，將該信道分配給該用戶，并轉到步驟四。?

步驟七：本次信道分配結束，等待下一次信道分配。?

在步驟二中，獲得各用戶對家庭基站的所有信道的增益可通過家庭基站對上行信道的信道估計獲得。?

在步驟三中，由于家庭基站致密部署時使用專用頻段，與宏基站所使用頻段不同，因此家庭基站上行鏈路上遭受的干擾來自于相鄰家庭基站小區(qū)的同頻信道上的干擾。?

在步驟四中，在每一家庭基站小區(qū)中，一個信道只能分配給一個用戶使用，但是一個用戶可以分配多個信道。?

其次，家庭基站在完成信道分配后，隨之進行功率分配，功率分配的步驟為：?

步驟一：對于家庭基站小區(qū)內的所有信道編號。?

步驟二：判斷功率分配是否達到納什均衡，或者迭代次數(shù)已超過上限。如果是，則轉入步驟五；否則，獲得其他家庭基站小區(qū)對于本家庭基站每個上行信道的干擾。?

步驟三：按照步驟一中對于信道的編號依次計算用戶在被分配的信道上達到能效函數(shù)最?大值時對應的發(fā)射功率值。?

步驟四：如果計算所得的發(fā)射功率小于零，則該用戶在該信道上的發(fā)射功率為0；如果計算所得的功率大于單一信道允許的最大發(fā)射功率，則該用戶在該信道上的發(fā)射功率為單一信道允許的最大發(fā)射功率；否則，該用戶在該信道上的發(fā)射功率為計算所得的發(fā)射功率值。轉入步驟二。?

步驟五：終止此次迭代，每個家庭基站小區(qū)的無線資源分配完成，等待下一次調度。?