[发明专利]一种蜂窝网基站和中继站频谱共享及功率分配方法

说明书

本发明公开了一种蜂窝网基站和中继站频谱共享及功率分配方法，所述方法包括：将蜂窝中继网络的拓扑控制和数据传送分开处理；控制器通过拓扑控制面收集各小区信息并反馈给控制器的数据传送面；数据传送面计算接收信干比、数据传输速率和总功率消耗；在节点的最大功率约束、干扰功率约束和蜂窝中继网络的频谱效率约束下最大化蜂窝中继网络的能量效率，计算节点的发射功率并反馈给控制器的拓扑控制面；控制器的拓扑控制面管理用户的接入、流量分担、中继转发方式和转发协议，并调节发射功率。本发明利用频谱共享模型通过动态接入用户和调节发射功率，有效抑制小区间干扰和异构网络间干扰，达到频谱效率和能量效率的动态平衡。

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种蜂窝网基站和中继站频谱共享及功率分配方法。

背景技术

小区间干扰是影响蜂窝网小区边缘用户吞吐量的主要因素，而小区边缘用户的性能是衡量蜂窝网性能的一个重要指标。另外，在蜂窝中继网络中，微蜂窝、家庭基站等和宏蜂窝共享频谱资源，会给宏蜂窝带来信号干扰。

随着用户数和业务量迅猛增长，未来蜂窝中继网络的拓扑结构将变得更加复杂、层次更多，站点也密集得多，它们服务的用户类型更多而且移动速度更快。在这样复杂的蜂窝中继网络中，传统的基于最优化理论的频谱共享模型及功率分配方法将难以同时达到频谱效率和能量效率目标，呈现扩展性和实时性差等问题。因此，有必要重新考虑复杂的蜂窝中继网络中基站和中继站的频谱共享模型及功率分配方法。

发明内容

针对蜂窝中继网络中基站和中继站的频谱共享模型及功率分配方法扩展性和实时性差的问题，本发明提供一种软件定义的蜂窝网基站和中继站频谱共享模型及功率分配方法，利用频谱共享模型通过动态接入用户和调节发射功率，有效抑制小区间干扰和异构网络间干扰，达到频谱效率和能量效率的动态平衡。

下面阐述本发明的技术方案。

一种蜂窝网基站和中继站频谱共享及功率分配方法，所述方法包括：

将蜂窝中继网络的拓扑控制和数据传送分开处理，用虚拟的控制器协调用户接入和功率控制；控制器通过拓扑控制面收集各小区信息并反馈给控制器的数据传送面；数据传送面计算接收信干比、数据传输速率和总功率消耗，得到蜂窝中继网络的频谱效率值和能量效率值；在节点的最大功率约束、干扰功率约束和蜂窝中继网络的频谱效率约束下最大化蜂窝中继网络的能量效率，计算节点的发射功率并反馈给控制器的拓扑控制面；控制器的拓扑控制面管理用户的接入、流量分担、中继转发方式和转发协议，并调节发射功率。

所述方法还包括：当用户和业务状况发生变化时，控制器通过拓扑控制面再次收集信息并反馈给数据传送面，数据传送面重新计算节点的发射功率并反馈给拓扑控制面，拓扑控制面据此调整用户的动态接入、流量分担、中继转发方式和转发协议，以及发射功率。

附图说明

图1为蜂窝中继网络模型图。

图2为软件定义的蜂窝网基站和中继站频谱共享模型示意图。

图3为软件定义的蜂窝网基站和中继站功率分配方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细描述，有利于更好地理解本发明。

(1)设蜂窝网中有N个小区，每个小区中心有一个配置多根天线的基站。第n个小区内有K_n个位置随机分布的中继站(n＝1,,N)，假设它们都只有一根天线。在时刻t，第n个小区内有M_n(t)个单天线用户，它们的位置是随机的、可能移动，另外用户数也随时间变化。蜂窝网的业务是突发性的。当某个用户有数据要发送时，它申请接入所在小区的基站或者中继站。如果所在小区的基站或者中继站负荷过大，它可以申请接入相邻小区的基站或者中继站。