[发明专利]一种低复杂度的基于认知的家庭基站频谱资源分配方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信的频谱资源分配领域，特别涉及一种低复杂度的基于认知的频谱分配方法，用于异构网络的资源分配。

背景技术

在传统蜂窝网络中，点到点链路的频谱效率已经接近理论极限，但是人们对高质量服务和大数据流量的要求不断增大，所以需要进一步提高网络容量来满足人们的需求。但是在现在的网络已经部署的比较稠密的情况下，小区间的干扰严重限制了通过小区分裂技术获得的增益，并且由于高功率节点的成本很高，这就进一步使得小区分裂这种方法不可行。所以通过改变网络的拓扑结构以显著提高网络容量的技术应运而生，在现有的宏基站的覆盖范围(即宏小区)中部署低功率节点成为一种必然选择，这就形成了异构网络。异构网络就是在现存宏小区中部署低功率节点的网络。与传统的宏基站相比，由于新增加的这些节点具有体积比较小的特点，所以这样能够更加灵活的进行网络部署，又由于这些节点的覆盖范围比较小，所以这些节点能够更好的进行频谱共享。总之，配置低功率节点是解决盲点覆盖和热点覆盖，提高系统容量的有效方法。

家庭基站是一种覆盖范围小、低成本、低功率并且即插即用的无线接入点(即可看作低功率节点)，由于家庭基站和用户之间的距离比较近，所以家庭基站拥有更高的链路质量并且延长移动终端的寿命。家庭基站的覆盖范围为家庭小区。由于对无线数据服务和更高的数据速率的需求，就需要不断提高蜂窝网络的容量并且扩大网络的覆盖范围，对于服务提供商来说，家庭基站的配置无疑是一种有吸引力并且经济有效的方法。在实际生活中为了充分利用频谱资源，一般由家庭小区和宏小区共享整个可利用的频段，所以这就不可避免的产生了干扰。为了达到既缓解干扰又提高频谱利用率的目的，家庭小区引入了认知能力。家庭小区的认知能力是指，每个家庭小区都能够自主识别出周围的无线频谱资源，尤其是识别出被附近宏小区占用的频谱资源。在这种情况下可以根据家庭小区的这一认知特性设计可行的方法，达到频谱资源的有效利用。

发明内容

本发明的目的是为解决家庭小区和宏小区共享整个可利用的频段不可避免产生干扰问题，提出一种低复杂度的基于认知的频谱分配方法，从而减小用户之间的干扰，同时可以达到较高的频谱利用率。

本发明提出的一种低复杂度的基于认知的家庭基站频谱资源分配方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

(1)网络的宏小区层采用部分频率复用的方法，以宏基站所在位置为中心，R米为半径做圆将宏小区分为中心区域和边缘区域，圆以外定义为边缘区域，圆以内定义为中心区域，中心区域使用整个频谱B，边缘区域分别使用频谱B的三个正交子频段f_a、f_b、f_c，分配给用户的最小无线资源定义为资源块，并将可分配的资源块编号，建立资源块位置编号索引表,AD₁、AD₂…AD_i…AD_p；

(2)对每个宏用户进行资源块的分配，具体方法为：宏基站将各传输增益的频谱资源块分配给该传输增益对应的宏用户，直到完成所有宏用户对应的资源块分配；

(3)对家庭基站编号N₁、N₂…N_j…N_f，家庭基站采用轮询机制顺次对家庭小区中的家庭用户进行资源分配，家庭用户使用整个频段B；

(4)假设时刻T时由家庭基站N_j(0≤j≤f)对它覆盖范围内的家庭用户进行资源块分配，首先家庭基站先通过自身的认知功能判断家庭基站N_j周围是否存在相邻家庭基站与家庭基站N_j的覆盖有重合区域，如果家庭基站N_j周围的相邻家庭基站与家庭基站N_j的覆盖范围没有重合区域，则家庭基站N_j是孤立的基站，跳到步骤(5)，否者跳到步骤(6)；

(5)家庭基站N_j是孤立的基站，资源块分配具体包括：

(5-1)家庭基站对来自于附近宏用户反馈信号的干扰功率进行估计，如果接收到的干扰功率超过一个设定的阈值β，β取值范围为-70dBm～-90dBm，则将资源块位置编号索引表中AD_i对应资源块位置标记为AD_ocp，其余的资源块位置标记为AD_nocp；