[发明专利]利用三维统计信道信息的异构网络干扰协调方法

摘要

本发明公开了一种利用三维统计信道信息的异构网络下行干扰协调方法，异构网络中宏蜂窝基站覆盖范围内存在若干低功率无线接入节点共享频谱资源，宏蜂窝基站采用均匀平面天线阵，宏蜂窝基站利用已知的统计信道信息按照先依次对各低功率接入节点进行宏蜂窝干扰协调再依次对各低功率接入节点进行低功率接入节点干扰协调的步骤，或按照先依次对各低功率接入节点进行低功率接入节点干扰协调再依次对各低功率接入节点进行宏蜂窝干扰协调的步骤进行干扰协调；干扰协调完毕后，宏蜂窝基站仅对其服务用户集合中剩余的用户进行服务。本发明具有所需信道信息量小，计算复杂度低的优点，可灵活设置不同门限满足不同的用户服务质量，有效降低异构网络层间干扰。

主权项

1.一种利用三维统计信道信息的异构网络下行干扰协调方法，其特征在于：异构网络中宏蜂窝基站覆盖范围内存在多个低功率无线接入节点共享频谱资源；宏蜂窝基站采用均匀平面天线阵，包括M_v行天线阵垂直方向阵元，水平方向每行M_h个阵元，总发射功率为P_m；低功率接入节点i配置根天线，其总发射功率最大为P_s^max、最小为P_s^min；宏蜂窝基站首先将各低功率接入节点的总发射功率初始化为最大发射功率P_s^max，其中N_s为异构网络中低功率无线接入节点个数，将休眠的低功率接入节点集合初始化为空集，再利用三维统计信道信息计算各低功率接入节点及宏蜂窝基站在同一时频资源上服务的用户集合中各用户的关键参数；然后按照先依次对低功率接入节点i,i＝1,…,N_s进行宏蜂窝干扰协调再依次对低功率接入节点i,i＝1,…,N_s进行低功率接入节点干扰协调的步骤，或按照先依次对低功率接入节点i,i＝1,…,N_s进行低功率接入节点干扰协调再依次对低功率接入节点i,i＝1,…,N_s进行宏蜂窝干扰协调的步骤进行干扰协调；干扰协调完毕后仅对集合中剩余的宏蜂窝用户进行服务，将集合中的低功率接入节点均设置为休眠状态；所述三维统计信道信息包括：宏蜂窝基站与宏蜂窝用户k,k＝1,…,K_m间信道的大尺度衰落因子β_m,k，其中K_m为集合中用户个数；宏蜂窝用户k,k＝1,…,K_m的垂直发送相关阵和水平发送相关阵其中矩阵为宏蜂窝基站与用户k之间的归一化信道矩阵，满足其第m行第n列的元素[H_m,k]_m,n为基站第m行第n列的天线阵元与用户k之间的信道系数，上标(·)^H代表共轭转置，E{·}代表求均值，tr{·}代表求矩阵的迹；低功率接入节点i,i＝1,…,N_s与该节点用户间信道的大尺度衰落因子的最小值以及宏蜂窝基站与低功率接入节点i,i＝1,…,N_s间信道的大尺度衰落因子垂直发送相关阵和水平发送相关阵其中矩阵为宏蜂窝基站与低功率接入节点i的任意用户j,间的归一化信道矩阵，其第m行第n列的元素为基站第m行第n列的天线阵元与该用户间的信道系数，为低功率接入节点i在同一时频资源上服务的用户数；低功率接入节点i,i＝1,…,N_s与宏蜂窝用户k,k＝1,…,K_m间信道的大尺度衰落因子所述宏蜂窝基站利用三维统计信道信息计算各低功率接入节点及集合中各宏蜂窝用户的关键参数包括：1)对集合中的宏蜂窝用户k,k＝1,…,K_m，计算及其中和分别为M_v×M_v和M_h×M_h的DFT矩阵，其第m行第n列的元素分别为和2)对集合中的宏蜂窝用户k,k＝1,…,K_m，计算及其中和分别为Λ_H,m,k的第a个对角元和Λ_V,m,k的第b个对角元；3)对低功率接入节点i,i＝1,…,N_s，计算及4)对低功率接入节点i,i＝1,…,N_s，分别找出和的最大对角元和及和对角元中与和比值大于或等于某一预先设置的门限值δ₄的对角元，记为集合和即其中，和分别为第m个对角元和的第n个对角元；所述低功率接入节点i的宏蜂窝干扰协调按如下步骤进行：a1)若低功率接入节点则进入步骤a2)；否则，结束该节点的宏蜂窝干扰协调；a2)从集合中找出所有满足且的宏蜂窝用户，记为集合即集合中用户数记为并令l＝1；a3)若集合中的第l个宏蜂窝用户k_l，在宏蜂窝基站的服务用户集合中，则计算其对低功率接入节点i的干扰信号平均能量与低功率接入节点i的各用户有用信号平均能量之比否则进入步骤a8)；a4)若宏蜂窝用户k_l对低功率接入节点i的干扰度量值小于或等于某一预先设置的门限值δ₁，转至步骤a8)；否则，将宏蜂窝用户k_l从集合中删去，并进入步骤a5)；a5)在不属于集合的低功率接入节点中找出与宏蜂窝用户k_l间信道的大尺度衰落因子最大的低功率接入节点，记为节点r；a6)计算宏蜂窝用户k_l由低功率接入节点r服务情况下所接收到有用信号平均能量与其由宏蜂窝基站服务情况下所接收到有用信号平均能量之比a7)若宏蜂窝用户k_l至低功率接入节点r的卸载度量值大于或等于某一预先设置的门限值δ₂，则将宏蜂窝用户k_l卸载至低功率接入节点r，由该节点服务；a8)令l＝l+1；若则转至步骤a3)，否则结束节点i的宏蜂窝干扰协调；所述低功率接入节点i的低功率接入节点干扰协调按如下步骤进行：b1)若低功率接入节点则进入步骤b2)；否则，结束该节点的低功率接入节点干扰协调；b2)对所有宏蜂窝用户计算低功率接入节点i对其的干扰信号平均能量与其接收到的有用信号平均能量之比b3)在所有宏蜂窝用户中找出最大的用户，记为用户k_i，即b4)若小于或等于某一预先设置的门限值δ₃，则结束该节点的低功率接入节点干扰协调；否则，将低功率接入节点i的发射功率降低至能够满足小于或等于门限值δ₃的最大发射功率b5)若低功率接入节点i的发射功率大于或等于低功率接入节点的最低发射功率P_s^min，则结束该节点的低功率接入节点干扰协调；否则，将低功率接入节点i加入集合并结束该节点的低功率接入节点干扰协调。