[发明专利]异构网络节能通信的干扰协调方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异构同频分层组网时节能通信的干扰协调方法，属于无线通信的技术领域。

背景技术

进入21世纪以来，世界各国普遍认识到全球范围内日益增长的能源消耗已经严重影响到人类的生存环境，因此，减少温室效应、保护生态环境的迫切需求，已经将能源问题转变为全人类面临的不可回避的重大挑战和共同使命。

目前，信息产业消耗的全球电能比例已经达到3~4%，而且，在现有能源的使用模式下，这个比例数值还在以每十年翻一番的速度迅速增长。随着蜂窝网络的快速发展和广泛应用，它的能耗问题的研究也成为当前绿色通信工作的重点。何况，传统的蜂窝网络规划是将其焦点集中在性能（例如：边缘用户的传输服务质量、小区总吞吐量等等）的提升上，并没有过多地考虑能量消耗。因此，如何减少蜂窝网络的能量消耗，提升整个小区的能量使用效率，已经成为下一代移动通信系统需要优先考虑的主要问题之一。

异构分层网络是LTE-A网络部署的典型方式。基于现有频谱并引入小基站（Picocell、Femtocell或Relay）来实现多层异构网络的同频组网是最佳的解决之道。另外，快速发展的业务需求，也使得分层网络之间的同频复用越来越成为一种趋势，同时，它也导致各个小基站或小区之间的干扰更为复杂和严重。

异构同频网络中的干扰主要是同频干扰。所谓同频干扰是指无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。常见的同频干扰主要集中在小区的边缘，在下行传输通道主要有两种：宏蜂窝和微蜂窝之间的干扰，以及微蜂窝之间的干扰。

小区间干扰的协调技术是一种通过减少小区间的干扰提高小区边缘用户数据传输速率的调度策略，即通过小区内的调度器对上行链路和下行链路的资源进行合理规划和限制使用，以此控制小区间的干扰和提升边缘用户的体验质量。

然而，LTE的Release-8/9中采用的传统小区间干扰协调技术已经不再完全有效。因为在异构网络中，小基站的部署不仅可以提高系统的吞吐量以及边缘用户的服务质量，同时其运行也需要一定程度的能耗开销。而且，小基站部署的同时，还会带来子载波资源之间调用的冲突，从而造成能量的浪费。这些都是在考虑节能通信的时候必须要解决的问题。所以，迄今为此，目前国内外都尚未提出一种针对异构同频组网下考虑节能通信的干扰协调的技术方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于异构网络节能通信的干扰协调方法，该方法能够针对异构同频组网模式给出节约能量消耗的干扰协调管理策略。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于异构网络节能通信的干扰协调方法，其特征在于：所述方法包括下列操作步骤：

（1）异构同频组网时，预先设置保护区域和干扰区域，并将引起能量损耗的同频干扰集中于干扰区域内：在一个宏基站覆盖区域部署小基站时，先以该宏基站站点为圆心确定一个小圆的圆形区域，作为不部署小基站的保护区域，而将所有的小基站都设置在该保护区域外侧与该宏基站最大覆盖范围之间所形成的圆环形干扰区域内；接着，分别确定该小圆和宏基站最大覆盖范围的半径值，以及初始的所有小基站总个数；

（2）确定小基站能耗模型：因只有一个宏基站，考虑小基站会带来能量开销，且小基站数量及其覆盖半径可变，故建立包括动态和静态两部分的小基站的线性能耗模型，其中，动态部分取决于用户数量和业务需求；静态部分是小基站包括功率放大电路和电池储备的实际能耗，即小基站所需消耗的基础能量；

（3）确定宏基站和小基站各自的节能方程：根据小基站检测到的宏基站当前载波使用情况，以及宏基站与小基站的子载波冲突状况，分别计算宏基站和小基站包括因载波冲突导致的各种能量损耗；然后，对采用小基站感知、检测的载波信息与不采用上述技术的能量损耗进行对比，得到采用感知技术的宏基站和小基站各自的能耗节省计算公式，即节能方程；

（4）确定设置的小基站总个数及其覆盖范围：采用多目标非线性优化方法中的基于并行向量求值的粒子群优化算法，对小基站和宏基站各自的节能方程进行优化，得到该网络系统中应该设置的小基站总个数及其覆盖范围；

（5）根据上述步骤得到的设置的小基站总个数及其覆盖范围的最优参数值，对现有异构网络进行合理配置。