[发明专利]一种基于OFDM的两层网络中信道分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于OFDM的两层网络中的信道分配方法，属于通信技术领域。

背景技术

近年来，随着移动通信技术的不断发展，高速率数据业务需求的日益加剧，用户量也越来越多，如果仅仅依靠宏基站无法满足室内用户的服务要求。室内覆盖的好坏是移动网络服务质量的重要体现，对于手机用户来说，室内覆盖质量已成为影响客户在网稳定性的重要原因。为了满足室内用户的需求，得到更高的系统容量和数据速率，家庭基站正在慢慢兴起。家庭基站是一种小型，低功率，可安装在室内，配置灵活的基站。它能有效地解决室内覆盖的问题，更加适合家庭用户的使用，安装方便，且由于覆盖范围小，可以降低接入设备的发射功率，提高整个网络的性能，已被应用在3GPP的长期演进(LTE)项目中。

LTE长期演进计划是一种具有强大竞争优势的无线接入技术，被视作从3G到4G演进的主流技术，它可以实现多带宽、高速率等性能指标。LTE下行链路主要采用OFDMA技术，它属于多载波调制(Multi-Carrier Modulation，MCM)技术。

OFDMA技术把可用频带分成一系列正交的子信道，每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各个子载波并行传输。OFDM系统有着优越的性能，其优点主要包括：

(1)频谱利用率较高。OFDM系统中，子载波是相互正交的，之间没有保护间隔且频谱重叠，因此可以节省频谱资源，提高频谱的利用率。这样，系统的容量也就更大。

(2)抗频率选择性衰落和窄带干扰能力强。OFDMA技术适用于多径衰落信道的高速数据传输中，在多载波系统中，由于多径产生的衰落只会影响到一个或几个子带，其他子带不受影响，具有较强的抗频率选择性衰落能力。

(3)抗符号间干扰能力强。OFDM通过在传输的数据块之间插入一个大于信道脉冲响应时间的保护间隔，消除了由于多径时延扩展引起的符号间干扰。

(4)OFDM系统可以方便地与其它接入方式结合使用，比如多载波码分多址MC-CDMA，跳频OFDMA，OFDM-TDMA等，拓展了OFDM的应用环境。

宏基站与家庭基站共存的两层网络模型中，若宏用户与家庭用户不共用频谱，虽能有效避免跨层干扰，但家庭基站只能使用一部分频谱，不利于吞吐量的提高。但当宏用户与家庭用户共用频谱时，利用OFDM系统中子带间的正交性，可有效消除宏小区和家庭基站内部的干扰，但家庭基站与家庭基站，宏基站与家庭基站之间还是会产生较大的干扰。如何减小它们之间的干扰，进行更好的频谱分配，是值得我们考虑的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减小宏用户和家庭基站及家庭基站与家庭基站之间干扰的基于OFDM的两层网络中信道分配方法。

实现本发明目的的技术解决方案为一种基于OFDM的两层网络中信道分配方法，该方法基于宏基站与家庭基站共存，两者共享频谱的平台，所述网络中的每个家庭基站对应一个初始颜色列表，每个颜色代表一个子信道，包括以下步骤：

步骤1、调整分配给每个家庭基站的初始颜色列表，使得所有宏用户的信噪比满足门限值；

步骤2、根据调整后的新颜色列表，建立家庭基站的干扰图G＝(v，E，W)，其中点集V＝{v1，v2…vg}，g为家庭基站的个数，每个点代表1个家庭基站；边集E＝{e1，e2…eh}，h为边的条数，两点之间有边代表存在干扰；

步骤3、利用图论方式，为构建的干扰图中的家庭基站进行顶点着色，确定每个家庭基站最终可用的颜色列表，根据家庭基站的最终可用的子信道来实现家庭基站信道的动态分配，从而完成整个网络的信道分配。

优选地，本发明基于OFDM的两层网络中信道分配方法中，所述步骤1中调整分配给每个家庭基站的初始颜色列表，使得所有宏用户的信噪比满足门限值，具体如下：

步骤1-1选择一个宏用户；

步骤1-2计算该宏用户的信干噪比γ_m，其中P_M，i和P_k，i分别是宏基站和家庭基站k在子信道i上的发射功率，G_M，m和G_k，m分别是宏基站和家庭基站k到宏用户m的路径增益，I_k为干扰的家庭基站集，N₀为热噪声密度，B为子信道带宽；

步骤1-3判断该宏用户的信干噪比γ_m是否满足门限值SINRt_hrm；