專利名稱：蜂窩系統(tǒng)中基于動(dòng)態(tài)小區(qū)組的分級(jí)式無線資源管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，給出了一種用于蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的多個(gè)小區(qū)聯(lián)合進(jìn)行無線資源管理的方 法，該方法基于動(dòng)態(tài)小區(qū)組，屬于分級(jí)式無線資源管理，可以協(xié)調(diào)小區(qū)間干擾，提高無線資源利用率。該 方法適用于各種存在鄰小區(qū)干擾的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著無線移動(dòng)通信需求的不斷增L《人們希望無線網(wǎng)絡(luò)可以提供更高的數(shù)據(jù)速率、更多的業(yè)務(wù)類型， 這對(duì)無線通信系統(tǒng)提出了更高的耍求，但是無線通信系統(tǒng)可用的頻譜資源是有限的，閃此要提高無線通信 系統(tǒng)的頻譜利用率。在物理層，先進(jìn)的通信技術(shù)，如止交頻分復(fù)HJ技術(shù)(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)、多大線技術(shù)都成為下一代無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。在上jg，提高系統(tǒng)吞吐量、 滿足各種業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量耍求、保證小區(qū)邊緣用戶性能的無線資源管理的研究也得到了廣泛的關(guān)注。由于采用了先進(jìn)的物理層技術(shù)，如基T OFDM的調(diào)制技術(shù)和多址技術(shù)，可以保證小區(qū)內(nèi)用戶之間的正 交性，從而有效地避免了小區(qū)內(nèi)干擾。但是在這樣的蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，小區(qū)間干擾成了主要的干擾源。B前給出的無線資源管理方法都是以單個(gè)小區(qū)為單位，沒有考慮相鄰小區(qū)之間的干擾對(duì)無線資源管理 的效W和效率的影響。同時(shí)，對(duì)小區(qū)間干擾的研究沒有考慮資源分配，邊緣用戶的性能沒有保證且無線資 源利川率低。如果在分配無線資源時(shí)，綜合考慮多個(gè)小區(qū)系統(tǒng)的可W資源，盡量保證相鄰小區(qū)間所川資源 止交，則可以有效地減小小l^間干擾，提高邊緣W戶的吞吐量，提高無線資源利用率，從而提高整網(wǎng)的系 統(tǒng)容量，使得蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)可以適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)寬帶化的耍求，支持更高的移動(dòng)速率，支持多種無線分 組業(yè)務(wù)。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從傳統(tǒng)的集中式架構(gòu)朝著扁平化、分布式的方向發(fā)展。 如在3GPP的LTE計(jì)劃中采W兩層扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即接入網(wǎng)主耍由演進(jìn)型基站(evolution Node B, eNB), 和接入網(wǎng)關(guān)(access gateway, aGW)構(gòu)成。aGW實(shí)際上是一個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)，如果將它看作核心網(wǎng)的一部分， 則接入網(wǎng)主耍由eNB —層構(gòu)成。LTE的eNB除了具有原來Node B的功能外，還承擔(dān)了原來RNC的大部分功 能，包括物理層、MAC層、RRC、調(diào)度、無線接入許可、無線承載控制、接入移動(dòng)性管理等。eNB和eNB之 間將采用網(wǎng)格(Mesh)方式直接互連。但在如何處理小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)、負(fù)載控制等無線資源管理問題上還有待進(jìn)一步硏究，無論是采用集中 式管理，還是采W分布式管理都存在比較明顯的不足。集中式管理系統(tǒng)復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性差，分布式管理 具有盲S性、資源利川率低的缺點(diǎn)。而且，現(xiàn)有的管理方法中，都是基T靜態(tài)投式的，沒有考慮由丁-小區(qū)
間負(fù)載變化等原因造成的小區(qū)間干擾的變化以及每個(gè)小區(qū)內(nèi)可用資源的變化。目前還沒有研究給山在若干 個(gè)相鄰小區(qū)內(nèi)進(jìn)行無線管理的分級(jí)式管理方法(介于集中式和分布式之間的無線資源管理方法)，而且跟 蹤小區(qū)間干擾變化的自適無線資源管理機(jī)制的研究目前在國(guó)內(nèi)外尚屬空白。在干擾管理技術(shù)方面，小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)機(jī)制的專利大多在頻率協(xié)調(diào)領(lǐng)域，考慮時(shí)隙和空域的干擾協(xié)同 協(xié)調(diào)的機(jī)制很少。而且都這些干擾協(xié)調(diào)方法雖然是解決多小區(qū)間干擾問題的，但是進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)的小區(qū)都 是靜態(tài)配置的，還沒有一種基于可變數(shù)量和位置的多個(gè)小區(qū)間進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)的機(jī)制，也沒有完全聯(lián)合協(xié)調(diào) 多種可用無線資源，包括頻率、時(shí)間和空間二種可用資源。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于給出一種用于蜂窩通信系統(tǒng)的基于動(dòng)態(tài)小區(qū)組的分級(jí)式無線資源管理方法。本發(fā)明首先將系統(tǒng)內(nèi)所有小區(qū)劃分為不同的小區(qū)組，屬T同一個(gè)小區(qū)組的多個(gè)相鄰小區(qū)之間通過管理控制信息的 交互，協(xié)商資源分配，從而消除小區(qū)間干擾，并將干擾協(xié)調(diào)和資源分配結(jié)合起來研究多小區(qū)聯(lián)合最優(yōu)資源 分配算法，滿足用戶QoS耍求的同時(shí)最人化無線資源利用率。本發(fā)明給出的基于動(dòng)態(tài)小區(qū)組的分級(jí)式無線資源管理方法具體實(shí)現(xiàn)方案包括以K步驟步驟1:劃分動(dòng)態(tài)小區(qū)組在蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)中，將系統(tǒng)內(nèi)所有小區(qū)劃分為不同的小區(qū)組，毎個(gè)小區(qū)組 由若干個(gè)相互干擾關(guān)系比較大的鄰近小區(qū)構(gòu)成，小區(qū)組之間的干擾可以忽略，在每個(gè)小區(qū)組內(nèi)的各個(gè)小區(qū) 聯(lián)合進(jìn)行無線資源管理。貝.體劃分方法為每個(gè)eNB根據(jù)本小K內(nèi)的終端信道質(zhì)量測(cè)量報(bào)告獲得相鄰若干 個(gè)小區(qū)對(duì)本小區(qū)的干擾強(qiáng)度并上報(bào)到aGW，由aGW維護(hù)一個(gè)表征所有小區(qū)間相互干擾關(guān)系的"干擾關(guān)系矩 陣"。利用GIS的空間鄰接分析勾圖論的最人生成樹法劃分小區(qū)組，給出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)下最佳的小[^絎劃分。步驟2:小^組內(nèi)的管理信息交互屬T相同小區(qū)組的小區(qū)之間交互管理控制信息，包括本小岡邊緣用戶的信道狀態(tài)和業(yè)務(wù)需求、本小區(qū)無線資源使用情況以及負(fù)載狀態(tài)。步驟3:小區(qū)組內(nèi)聯(lián)合資源分配各個(gè)小K根據(jù)相關(guān)管理控制信息協(xié)調(diào)邊緣用戶的無線資源分配，包 括頻率、時(shí)隙、波束方向與功率，降低小區(qū)組內(nèi)的小區(qū)間干擾，保證每個(gè)小區(qū)內(nèi)邊緣用戶的性能和提高無 線資源利W率。小區(qū)組內(nèi)聯(lián)合資源管理，小區(qū)組間不進(jìn)行信息交互，閃此本發(fā)明為分級(jí)式無線資源管理。步驟4:小區(qū)組動(dòng)態(tài)更新機(jī)制小區(qū)間的干擾關(guān)系矩陣是小區(qū)組劃分的依據(jù)，它是通過用戶終端的信 道質(zhì)量測(cè)量獲得的。由丁-終端的移動(dòng)性和信道環(huán)境的時(shí)變性，小區(qū)間的干擾關(guān)系會(huì)隨著時(shí)間不斷變化，閃 此小區(qū)組的劃分也需要隨著干擾關(guān)系的變化而動(dòng)態(tài)變'化。小區(qū)組的動(dòng)態(tài)更新機(jī)制為干擾關(guān)系矩陣按照M 定的周期更新，小l^組劃分按照干擾關(guān)系矩陣的變化設(shè)定更新門限，如果干擾關(guān)系矩陣中表示兩個(gè)小區(qū)間 干擾關(guān)系的值的變化超過了設(shè)定的更新門限值，則小區(qū)組的劃分將隨著更新。但是如果某兒個(gè)小K組的更 新對(duì)其他小區(qū)組沒有影響，則其他小區(qū)組保持不變。步驟3中的小區(qū)組內(nèi)聯(lián)合資源分配按照小區(qū)組內(nèi)部小l^的聯(lián)合方式可以分為集中式聯(lián)合資源管理，
分布式聯(lián)合資源管理。如果將管理控制信息匯聚到一個(gè)本小區(qū)組內(nèi)的一個(gè)eNB，這種小區(qū)組內(nèi)的小區(qū)聯(lián)合管理的方式為集中 式聯(lián)合資源管理。這個(gè)eNB做為本小區(qū)組的集中控制節(jié)點(diǎn)，小區(qū)組內(nèi)的資源由這個(gè)集中控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理， 其他小區(qū)的eNB執(zhí)行。資源分配過程中考慮小區(qū)邊緣用戶性能和用戶業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求。如果小區(qū)之間交互管理控制信息，這種小區(qū)組內(nèi)的小區(qū)聯(lián)合管理的方式為分布式聯(lián)合資源管理。每個(gè) 小區(qū)的eNB根據(jù)本小區(qū)信息(資源、負(fù)載和干擾等信息)和鄰小區(qū)信息(資源、負(fù)載和干擾等信息)執(zhí)行 資源管理，資源分配過程中考慮小區(qū)邊緣用戶性能和用戶業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量耍求。在同一個(gè)小區(qū)組更新周期內(nèi)，不同小區(qū)組可以采用不同的聯(lián)合資源管理方式，也可以采用相同的聯(lián)合 資源管理方式。步驟3中的小區(qū)組內(nèi)聯(lián)合資源分配按照小區(qū)組內(nèi)部資源(時(shí)域、頻域、空間和發(fā)送功率等)的聯(lián)合方 式可以分為以.卜'3種1. 子載波和時(shí)隙協(xié)調(diào)分配小區(qū)組內(nèi)的各個(gè)小區(qū)協(xié)調(diào)分配邊緣W戶之間的于載波和時(shí)隙資源。充分 利用頻率分集效應(yīng)和時(shí)域分集效應(yīng)，保證邊緣用戶所W的時(shí)頻二維資源正交，從而消除小區(qū)間干 擾。2. 波束方向和功率協(xié)調(diào)管理如果小區(qū)內(nèi)基站天線具有波束成形功能，則小R組內(nèi)的各個(gè)小區(qū)通過管理控制信息交互協(xié)調(diào)管理相鄰小區(qū)的邊緣用戶方向上的波束方向和發(fā)送功率，使小K邊緣覆蓋 區(qū)域隨著資源分配的耍求動(dòng)態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)小K軟覆蓋，從而最小化小區(qū)間干擾。3. 在最小化小區(qū)干擾的情況卜-，邊緣W戶的性能可以得到保證，在每個(gè)小區(qū)內(nèi)部，按照不同WJ戶的不同業(yè)務(wù)耍求，分配小K內(nèi)可MJ無線資源，包括信道，時(shí)隙，功率。本發(fā)明給出的資源管理方法為分級(jí)式管理，小區(qū)組內(nèi)部小區(qū)之間聯(lián)合起來進(jìn)行資源管理，小K組之間 相互獨(dú)立。本發(fā)明給出的小區(qū)組可以跟隨小區(qū)之間的干擾關(guān)系動(dòng)態(tài)變化，可以充分降低小區(qū)間干擾，提高 無線資源利用率。本發(fā)明給出的基于動(dòng)態(tài)小區(qū)組的分級(jí)式無線資源管理方法將小區(qū)間聯(lián)合資源分配機(jī)制和 千擾管理機(jī)制相結(jié)合，使單個(gè)小區(qū)性能和整網(wǎng)性能達(dá)到最佳。
圖1:蜂窩網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖2:集中式無線資源管理方法 圖3:分布式無線資源管理方法 圖4:小區(qū)組劃分 圖5:小區(qū)組更新
圖6:波束方向與功率聯(lián)合協(xié)調(diào)具體實(shí)施方式
圖1給出了本專利的適用的蜂窩網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以3GPP LTE定義的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為例，每個(gè)小區(qū)有一個(gè) 基站(eNB)，每個(gè)小區(qū)內(nèi)的用戶終端接入到控制本小區(qū)的基站(eNB),基站接入到接入網(wǎng)關(guān)(aGW)，基站 和基站之間以mesh的方式互聯(lián)(也就說，每個(gè)小區(qū)與其他小區(qū)都有接口可以通信)。在這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下， 如果多小區(qū)聯(lián)合進(jìn)行無線資源管理，需要考慮無線資源管理(RRM)控制節(jié)點(diǎn)的位置。以下僅以系統(tǒng)內(nèi)有5 個(gè)小區(qū)為例，實(shí)際系統(tǒng)中系統(tǒng)內(nèi)的小區(qū)數(shù)將遠(yuǎn)大于本發(fā)明實(shí)施例。圖2給出了集中式無線資源管理方法。如果系統(tǒng)內(nèi)所有小區(qū)的無線資源統(tǒng)一的由一個(gè)集中控制節(jié)點(diǎn)管 理，則為集中式無線資源管理架構(gòu)。這種集中式管理架構(gòu)將所有信息會(huì)聚到這個(gè)集中控制節(jié)點(diǎn)，然后由這 個(gè)集中控制節(jié)點(diǎn)為每個(gè)小區(qū)的資源使W做出分配，這種架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為無線資源充分利W，缺點(diǎn)是對(duì)集中控 制節(jié)點(diǎn)耍求高，且系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性差。圖3給出了分布式無線資源管理方法。如果蜂窩通信系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)基站單獨(dú)控制本小區(qū)內(nèi)的資源，不設(shè) 置一個(gè)集中控制節(jié)點(diǎn)則稱為分布式無線資源管理架構(gòu)。如果各個(gè)小區(qū)想聯(lián)合起來進(jìn)行資源管理，則需耍在 每個(gè)小區(qū)之間進(jìn)行信息交互，這種架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性好，但是確定就是管理控制信息交 互頻繁，控制時(shí)延大，很難給出最佳的資源分配方法。本發(fā)明給山了一種基于動(dòng)態(tài)小區(qū)組的分級(jí)式無線資源管理方法。以圖1給出的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)， 在系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相鄰小區(qū)根據(jù)一定的規(guī)則，組成一個(gè)小區(qū)組，小區(qū)紹內(nèi)部的多個(gè)小區(qū)之間進(jìn)行管理控制信 息交互，在每個(gè)小區(qū)絎內(nèi)部進(jìn)行多個(gè)小區(qū)的無線資源管理。小K組之間的干擾忽略，不進(jìn)行信息交互?；鵗動(dòng)態(tài)小區(qū)組的分級(jí)式無線資源管理方法的a體實(shí)施方法包括以卜步驟步驟1:劃分動(dòng)態(tài)小區(qū)組在蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)中，由丁、每個(gè)小區(qū)內(nèi)活動(dòng)的川戶數(shù)量不同，且每個(gè)用戶的業(yè)務(wù)需求不同，則小區(qū)之間的干擾關(guān)系不同。如圖4所示，假設(shè)小區(qū)l、小區(qū)2和小區(qū).3之間的干擾比較 大，小區(qū)4和小區(qū)5之間的干擾比較人，則將小區(qū)l、小區(qū)2和小區(qū)3組成一個(gè)小區(qū)組A，小區(qū)4和小K5 組成小區(qū)組B，依此類推，系統(tǒng)內(nèi)的所有小區(qū)都將加入一個(gè)小區(qū)組，小R組內(nèi)的小區(qū)數(shù)量可以不相同?？?慮每個(gè)小區(qū)組內(nèi)部的各個(gè)小區(qū)之間的干擾，忽略小區(qū)組之間的干擾，在毎個(gè)小區(qū)組內(nèi)部進(jìn)行聯(lián)合資源分配。小區(qū)組的具體劃分方法為每個(gè)小區(qū)的eNB根據(jù)終端干擾測(cè)量報(bào)告獲得相鄰若干個(gè)小區(qū)對(duì)本小區(qū)的干 擾強(qiáng)度并上報(bào)到aGW，由aGW維護(hù)一個(gè)表征所有小區(qū)間相互干擾關(guān)系的"干擾關(guān)系矩陣"。利用GIS的空間 鄰接分析與圖論的最人生成樹法，設(shè)定合理的小區(qū)組劃分l'j限，劃分小區(qū)新.。步驟2:系統(tǒng)內(nèi)小區(qū)組確定后，在小區(qū)組進(jìn)行聯(lián)合資源分配之前，將進(jìn)行管理控制信息交互。可以交 互的管理信息包括本小區(qū)邊緣用戶的信道狀態(tài)和業(yè)務(wù)需求、本小區(qū)無線資源使用情況以及負(fù)載狀態(tài)。步驟3:小區(qū)組內(nèi)聯(lián)合資源分配各個(gè)小區(qū)根據(jù)相關(guān)管理控制信ZJ、彌調(diào)邊緣用.戶的無線資源分配，包
括頻率(在基于OFDM技術(shù)的系統(tǒng)中頻率資源為子載波)、時(shí)隙、波束方向與功率，減小小區(qū)組內(nèi)的小區(qū)間 干擾，保證每個(gè)小區(qū)內(nèi)邊緣用戶的性能和提高無線資源利用率。資源分配的時(shí)間周期可以和管理信息交互 周期相同，也可以比管理信息交互周期小。如果管理信息交互周期大于資源分配周期，則在一次管理信息 交互之后，可以進(jìn)行多次資源分配。當(dāng)然，管理信息交互周期如果和資源分配周期相等，則更有利于系統(tǒng) 性能的提高(包括無線資源利用率，邊緣用戶性能，用戶業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量保證等)，但是eBN之間交互的信 息量更大。步驟4:小區(qū)組動(dòng)態(tài)更新機(jī)制由于終端的移動(dòng)性和信道環(huán)境的時(shí)變性，小區(qū)間的干擾關(guān)系會(huì)隨著時(shí) 間不斷變化，因此小區(qū)組的劃分也需要隨著干擾關(guān)系的變化而動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)更新。小區(qū)組的更新機(jī)制為干擾 關(guān)系矩陣按照阇定的周期更新，小區(qū)組劃分按照干擾關(guān)系矩陣的變化設(shè)定更新I'J限，如果干擾關(guān)系矩陣中 表示兩個(gè)小區(qū)間干擾關(guān)系的值的變化超過了設(shè)定的更新門限值，則小區(qū)組的劃分將隨著更新。但是如果某 兒個(gè)小[^組的更新對(duì)其他小區(qū)組沒有影響，則其他小區(qū)組保持不變。假設(shè)在第N個(gè)周期，得到的小岡組劃 分為小區(qū)組A包括小區(qū)1、小區(qū)2和小區(qū)3，小區(qū)組B包括小區(qū)4和小區(qū)5 (如圖4);在第N+l個(gè)周期， 得到的小區(qū)組劃分為小區(qū)A包括小區(qū)1和小區(qū)2，小隨B包括小區(qū)3、小區(qū)4和小區(qū)5 (如圖5)。實(shí)際 系統(tǒng)內(nèi)的小區(qū)劃分將存在更多的可能，但是通過小區(qū)組劃分方法，在一次更新周期，可以得到唯一的小區(qū) 組劃分，每個(gè)小區(qū)在一次更新周期內(nèi)將只能屬于一個(gè)小區(qū)組， 一個(gè)小區(qū)組可以包括多個(gè)小區(qū)。步驟3中小區(qū)組內(nèi)聯(lián)合資源分配按照小區(qū)聯(lián)合方式分為兩種集中式聯(lián)合資源管理，分布式聯(lián)合資源 管理。如果將管理控制信息匯聚到一個(gè)eNB，則為集中式聯(lián)合資源管理。在小區(qū)組A中的3個(gè)小R中，小區(qū) 2和小K 3分別將本小區(qū)信息(資源、負(fù)載和干擾等信息)發(fā)送給小區(qū)1，由小區(qū)1的eNB做為本小K的 集中控制節(jié)點(diǎn)，小區(qū)組內(nèi)的資源管理由這個(gè)集中控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，其他小區(qū)的eNB執(zhí)行。資源分配過程中考慮小p;邊緣w戶性能和w戶業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量耍求。集中控制節(jié)點(diǎn)可以采W隨機(jī)方式產(chǎn)生成者指定為每個(gè)小區(qū)組內(nèi)小區(qū)ID最大的(或者最小的)eNB。如果小區(qū)之間交互管理控制信息，則為分布式聯(lián)合資源管理。如小區(qū)組B中小區(qū)4和小區(qū)5可以相互 管理信息，毎個(gè)小區(qū)的eNB根據(jù)本小區(qū)信息(資源、負(fù)載和干擾等信息)和鄰小區(qū)信息(資源、負(fù)載和干 擾等信息)執(zhí)行資源管理，資源分配過程中考慮小區(qū)邊緣用戶性能和用戶業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量耍求。在同一個(gè)小區(qū)組更新周期內(nèi)，不同小區(qū)組可以采用不同的聯(lián)合資源管理方式，也可以采HJ相同的聯(lián)合 資源管理方式。 ，根據(jù)不同的無線資源(時(shí)域、頻域、空間和發(fā)送功率等)相互組合的方式，步驟3中小區(qū)組內(nèi)聯(lián)合資 源分配可以有如下聯(lián)合方式(以卜-為舉例，在本發(fā)明給出的小K組內(nèi)，無線資源可以根據(jù)需耍靈活的選抒 多種方式聯(lián)合管理)a. 子載波和時(shí)隙聯(lián)合分配小區(qū)組內(nèi)的各個(gè)小區(qū)協(xié)調(diào)分配邊緣用戶之間的子載波和時(shí)隙資源。充分利 用頻率分集效應(yīng)和時(shí)域分集效應(yīng)，保證邊緣用戶所用的時(shí)頻二維資源正交，從而消除小區(qū)間干擾。以圖4 中的小區(qū)組B為例，小區(qū)4和小區(qū)5協(xié)調(diào)小區(qū)邊緣的資源分配，則小區(qū)邊緣用戶之間的干擾減小，性能可 以得到提高。因?yàn)樵谛^(qū)組劃分過程中是將相鄰的具有較大干擾關(guān)系的小區(qū)劃分到同一個(gè)組內(nèi)，因此，小 區(qū)4對(duì)小區(qū)5的干擾是小區(qū)5受到的主要鄰小區(qū)干擾，通過這兩個(gè)小區(qū)之間的干擾協(xié)調(diào)，可以大大提高小 區(qū)5邊緣用戶的性能。b. 波束方向和功率聯(lián)合協(xié)調(diào)如果小區(qū)內(nèi)基站天線具有波束成形功能，則小區(qū)組內(nèi)的各個(gè)小區(qū)通過管 理控制信息交互協(xié)調(diào)管理相鄰小區(qū)的邊緣用戶方向上的波束方向和發(fā)送功率，使小區(qū)邊緣覆蓋區(qū)域隨著資 源分配的要求動(dòng)態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)小區(qū)軟覆蓋，從而最小化小區(qū)間干擾。如圖6中的小區(qū)1、小區(qū)2和小區(qū)3 為同一個(gè)小區(qū)組內(nèi)的小區(qū)，用戶1位T小區(qū)1，用戶2位T小^ 2，用戶1和用戶2都為小區(qū)邊緣用戶。 如果W戶1和用戶2在時(shí)頻二維資源上都沒有正交，還是相互之間存在干擾。eNBl發(fā)送的信號(hào)影響了用戶 2對(duì)eNB2發(fā)送信號(hào)的止確接收，形成干擾，為了減小這種干擾，eNBl通過波束成形技術(shù)控制到込用戶1 的范兩，并且控制發(fā)送功率的人小，則eNBl的信號(hào)僅覆蓋用戶1,而不覆蓋其他位置，則對(duì)其他用戶(鄰 小區(qū)用戶和本小區(qū)用戶)的干擾都很小。同理，eNB2通過同樣的方式減小對(duì)用戶1的干擾?？梢?，小區(qū)l 和小區(qū)2通過聯(lián)合協(xié)調(diào)邊緣用戶的波束方向和發(fā)送功率，減小干擾。c. 在最小化小區(qū)間干擾的情況下，邊緣用戶的性能可以得到保證，在每個(gè)小區(qū)內(nèi)部，基站為中心用戶 分配小區(qū)內(nèi)可W無線資源，分配過程中考慮不同W戶不同業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量耍求。本發(fā)明參照具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述和舉例說明，但是并不意味著本發(fā)明僅限丁-這些描述的實(shí)施方式。 本發(fā)明給出的動(dòng)態(tài)小區(qū)組內(nèi)的其他無線資源管理機(jī)制，如接納控制和切換控制等，都包括在本發(fā)明給出的 無線資源管理方法內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的基于動(dòng)態(tài)小區(qū)組的分級(jí)式無線資源管理方法，其特征在于，該方法實(shí)現(xiàn)包括以下步驟步驟1劃分動(dòng)態(tài)小區(qū)組在蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)中，將系統(tǒng)內(nèi)所有小區(qū)劃分為不同的小區(qū)組，每個(gè)小區(qū)組由若干個(gè)相互干擾關(guān)系比較大的鄰近小區(qū)構(gòu)成，忽略小區(qū)組之間的干擾。步驟2小區(qū)組內(nèi)的管理信息交互屬于相同小區(qū)組的小區(qū)之間交互管理控制信息，包括本小區(qū)邊緣用戶的信道狀態(tài)和業(yè)務(wù)需求、本小區(qū)無線資源使用情況以及負(fù)載狀態(tài)。步驟3小區(qū)組內(nèi)的聯(lián)合資源分配各個(gè)小區(qū)根據(jù)相關(guān)管理控制信息，聯(lián)合管理小區(qū)組無線資源。資源分配過程中考慮小區(qū)邊緣用戶性能和用戶業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，減小小區(qū)組內(nèi)的小區(qū)間干擾，保證每個(gè)小區(qū)內(nèi)邊緣用戶的性能和提高無線資源利用率。步驟4小區(qū)組動(dòng)態(tài)更新機(jī)制小區(qū)組的劃分也需要隨著小區(qū)之間干擾關(guān)系的變化而動(dòng)態(tài)變化。
2. 根據(jù)權(quán)利耍求1所述的方法，其特征在丁-，步驟l實(shí)現(xiàn)方法為每個(gè)基站根據(jù)本小K內(nèi)的終端信 道質(zhì)量測(cè)量報(bào)告獲得相鄰若干個(gè)小區(qū)對(duì)本小區(qū)的干擾強(qiáng)度并上報(bào)到接入網(wǎng)關(guān)，由接入網(wǎng)關(guān)維護(hù)一個(gè)表征所 有小區(qū)間相互干擾關(guān)系的"干擾關(guān)系矩陣"。給定一個(gè)干擾值門限，則將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的小K組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3進(jìn)一步包括，小區(qū)組內(nèi)的各個(gè)小區(qū)可以是以集 中方式進(jìn)行聯(lián)合資源管理，也可以是以分布方式進(jìn)行聯(lián)合資源管理。
4. 根據(jù)權(quán)利耍求1或3所述的方法，其特征在T，步驟3進(jìn)一步包括，每個(gè)小區(qū)組內(nèi)的聯(lián)合無線資源管理可協(xié)調(diào)分配的資源包括時(shí)域、頻域、空間和發(fā)送功率，以及這兒種資源的不同組合方式。
5. 根據(jù)權(quán)利耍求4所述方法，其特祉在丁-，每個(gè)小區(qū)根據(jù)本小區(qū)負(fù)載和鄰小^:間干擾，為本小R中 心川戶分配可w無線資源，保證w戶的服務(wù)質(zhì)量耍求。
6. 根據(jù)權(quán)利耍求4所述方法，其特征在r，小區(qū)組內(nèi)可以進(jìn)行時(shí)域與頻域資源的聯(lián)合分配，保證小區(qū)邊緣用戶資源分配的正交性，減小小區(qū)間干擾，提高小區(qū)邊緣用戶性能。
7. 根據(jù)權(quán)利耍求4所述方法，其特征在T，小區(qū)組內(nèi)相鄰小區(qū)之間可以通過協(xié)調(diào)發(fā)送天線的波束方 向和該方向上的發(fā)送功率，減小對(duì)鄰小區(qū)邊緣用戶的干擾，保證邊緣W戶的止交性。
8. 根據(jù)權(quán)利耍求l所述方法，其特征在于，步驟4進(jìn)一步包括，干擾關(guān)系矩陣按照l古l定的周期更新， 小區(qū)組劃分按照干擾關(guān)系矩陣的變化設(shè)定更新I'J限，如果干擾關(guān)系矩陣中表示兩個(gè)小區(qū)間干擾關(guān)系的值的 變化超過了設(shè)定的更新門限值，則小區(qū)組的劃分將隨著更新。
全文摘要
本發(fā)明給出了一種基于動(dòng)態(tài)小區(qū)組的分級(jí)式無線資源管理方法，適用于蜂窩通信系統(tǒng)。相鄰的幾個(gè)小區(qū)根據(jù)相鄰小區(qū)間干擾關(guān)系的大小組成一個(gè)小區(qū)組，屬于同一個(gè)小區(qū)組的多個(gè)小區(qū)聯(lián)合起來進(jìn)行無線資源管理，減小小區(qū)間干擾，提高邊緣用戶性能，保證業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量要求。小區(qū)組的結(jié)構(gòu)按照小區(qū)間干擾變化周期性更新。本發(fā)明給出的無線資源管理方法為分級(jí)式方法。小區(qū)組可以統(tǒng)一管理內(nèi)部多個(gè)小區(qū)的資源分配，也可以只對(duì)小區(qū)邊緣部分的資源分配進(jìn)行管理。小區(qū)組內(nèi)的小區(qū)之間可以以集中方式聯(lián)合，也可以以分布方式聯(lián)合。小區(qū)組內(nèi)分配的無線資源包括時(shí)間、頻率和空間，聯(lián)合方式包括時(shí)域和頻域聯(lián)合，波束方向與功率聯(lián)合。
文檔編號(hào)H04W72/00GK101400135SQ20071017809
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2007年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日
發(fā)明者馮春燕, 張?zhí)炜? 曾志民, 康 王 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)