[發明專利]基于中介區域尋優的分層異構LTE系統分數頻率復用方法

有效

• 申請號: 201710124174.2
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN107018515B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 劉健;程紹龍;黃賜
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W16/24;H04W72/04
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平;陳靚靚

本發明公開了一種基于中介區域尋優的分層異構LTE系統分數頻率復用方法，根據需要將宏小區分為K個扇區，然后由內向外將宏小區劃分為中心區域、中介區域和邊緣區域，共計3K個子區域，然后根據宏基站用戶MUE的頻譜分配原則進行各個子區域中宏基站用戶MUE的頻譜預分配，以及根據次級基站FBS的頻譜分配原則進行各個子區域中次級基站FBS的頻譜預分配，采用基于干擾探針的中介區域最優外半徑確定方法確定中介區域外半徑的最優值，最后完成宏小區區域的最終劃分以及頻譜分配。采用本發明可以通過對中介區域的半徑進行尋優，實現低跨層干擾和高頻譜利用率的宏小區區域劃分，并通過對每個子區域中宏基站用戶和次級基站進行頻譜劃分，降低干擾，提高系統吞吐量。

技術領域

本發明屬于分層異構LTE通信技術領域，更為具體地講，涉及一種基于中介區域尋優的分層異構LTE系統分數頻率復用方法。

背景技術

隨著LTE系統在現實生活中的廣泛部署，為了提高小區邊緣用戶服務質量和小區吞吐量，低傳輸功率的次級基站(Femto-Cell Basestation,FBS)和宏基站(Macro-CellBasestation,MBS)共存的分層異構網絡方案得到了廣泛地應用。次級基站FBS使用移動網絡運營商的授權頻段，并且能夠部署不同子帶分別分配給宏小區和次級小區的正交模式從而避免干擾，但隨之而來的代價是低網絡容量和低頻譜利用率。次級基站也可部署為以高跨層干擾為代價的、宏基站和次級基站共享頻譜資源的共信道模式，從而改善網絡吞吐量。但無論哪種模式，如何解決次級基站和宏基站之間的干擾始終是分層異構LTE網絡能否成功部署的關鍵。

分數頻率復用(Fractional Frequency Reuse,FFR)技術作為一種有較高關注度和效率的正交頻分多址干擾協調技術以其低復雜度、最小信令開銷和高小區覆蓋率而廣泛應用于分層異構蜂窩網絡中。分數頻率復用的基本機制是將整個頻譜分為多個子帶，每個子帶分別分配給不同的宏小區或者一個宏小區中不同的區域。這樣達到的效果是宏基站和次級基站的頻譜資源之間沒有重疊，那么宏基站和次級基站之間的干擾也隨之減少。目前主流FFR方案更加傾向于將宏小區內分為不同區域，然后根據不同區域干擾的不同而采取相應頻率復用因子(Frequency Reuse Factor,FRF)的FFR方案。

圖1是宏小區區域劃分示意圖。如圖1所示，目前的宏小區劃分是根據距離中心宏基站距離劃分為中心區域(Center Region,CR)和邊緣區域(Edge Region,ER)。在中心區域和邊緣區域中使用不同的頻譜，這種方案降低了邊緣區域用戶的干擾，提升了小區邊緣用戶的服務質量。但是這種方案頻率利用率低下，極大程度上削弱了小區負載能力和應對用戶突發增加的情況。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于中介區域尋優的分層異構LTE系統分數頻率復用方法，將宏小區區域進行扇區劃分，并由內向外劃分為中心區域、中介區域和邊緣區域，同時對中介區域的半徑進行尋優，對每個子區域中宏基站用戶和次級基站進行頻譜劃分，在保證頻譜利用率的同時降低干擾，提高系統吞吐量。

為實現上述發明目的，本發明基于中介區域尋優的分層異構LTE系統分數頻率復用方法包括以下步驟：

S1：首先對宏小區區域進行初步區域劃分，劃分方法為：在宏小區區域內，根據需要將宏小區分為K個扇區，K≥1，然后將與宏小區中心距離在[0,r₁]范圍內的區域作為中心區域，將與宏小區中心距離在(r₁,r₂]范圍內的區域作為中介區域，剩余區域作為邊緣區域，劃分得到3K個子區域，其中r₁＜r₂＜R，r₁表示中心區域半徑，根據實際需要確定，r₂表示中介區域外半徑，為待定值，R表示宏小區的半徑；