基于三維有源天線的混合網絡的干擾協調方法

基于三維有源天線的混合網絡的干擾協調方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線網絡系統的技術領域，特別是涉及一種基于三維(3D)有源天線混合網絡的干擾協調方法。
【背景技術】
[0002]在未來的移動通信系統中，用戶數將急劇增多，導致用戶的通信業務量急劇增大。多天線技術由于可以獲得較高的性能增益和頻帶利用率，成為應對未來移動通信系統巨量數據業務的重要技術手段之一。多天線技術需要基站端配置的天線數較多，傳統的二維(2D)有源天線配置已越來越不能滿足用戶的需求，因而引入了對三維有源天線的陣列天線設計需求。目前，3GPP LTE-A已經啟動對三維有源天線信道模型的研究項目。
[0003]二維有源天線在水平維度可以進行波束方向的調整，在垂直維度是采用固定的下傾角發送信號以覆蓋本小區用戶。圖1為現有技術中二維有源天線服務小區用戶的示意圖。由圖可知，對于小區內不同位置的用戶，二維有源天線只能采用固定的一個垂直維方向的下傾角進行服務。
[0004]三維有源天線不僅可以在水平維度進行波束方向調整，還可以在垂直維度進行波束方向的調整。圖2為三維有源天線服務小區用戶的一個示意圖。由圖可知，對于小區內不同位置的用戶，三維有源天線可以采用不同的垂直維方向進行服務。
[0005]由于三維有源天線在垂直維的角度調整范圍較小，因而可以采用一種簡單的方式，即三維有源天線基站采用幾個固定的下傾角的方式為本小區用戶服務。圖3顯示了一個采用兩個固定下傾角的三維有源天線的基站和低發射功率基站的混合網絡。圖中MeNB (Macro eNB)是宏基站，PeNB (Pico eNB)是低發射功率基站，MUEl和MUE2分別由宏基站的下傾角I和下傾角2服務，對應分配的系統資源分別為資源I和資源2。PUEl和PUE2是PeNB的邊緣用戶。MeNB與PeNB復用相同的系統資源。
[0006]在三維有源天線基站網絡的場景中，如圖3所示，宏基站為不同下傾角覆蓋的用戶分配的系統資源不同。因而在某些系統資源上，由于對應下傾角的采用，使得宏基站的信號強度可以到達PeNB的小區邊緣，并可能對PeNB的邊緣用戶產生強干擾。而在另外的系統資源上，由于對應下傾角的采用，宏基站的信號強度不會到達PeNB小區邊緣，因而宏基站可以采用高發射功率意提高系統數據吞吐量，而不必擔心會對PeNB的小區邊緣用戶產生強干擾。
[0007]因此，為了使得具有不同最大發射功率的基站混合組網后的系統干擾水平可控，低功率基站可以與宏基站協作，合理地為本小區用戶分配系統資源，以避開小區間強干擾。
[0008]如圖4所示，在采用三維有源天線的基站和低發射功率基站的混合網絡的一種新的資源分配方案中，PeNB可以選擇資源2為本小區邊緣用戶提供數據服務，選擇資源I為本小區中心用戶提供數據服務。當然PeNB的中心用戶可以采用整個系統資源，即資源I和資源2。由圖可知，宏小區在資源2上發送的信號覆蓋不到PeNB的下屬用戶，因而MeNB和PeNB之間避開了小區間干擾。
[0009]現有的3GPP LTE標準中，網絡干擾協調技術方案都是針對基站采用二維有源天線的網絡。目前，3GPP LTE標準化進程剛開始研究三維有源天線的信道模型，尚未對三維有源天線基站網絡性能開始研究。
[0010]在二維有源天線基站組成的Macro-Pico混合網絡中，PeNB可以決定是否采用小區范圍擴大(Cell Range Extens1n，CRE)技術服務更多用戶。無論是否采用CRE技術，PeNB的中心用戶受到MeNB的干擾強度遠小于信號強度，因而可以使用整個系統資源。當PeNB沒有采用CRE技術時，PeNB與MeNB之間的邊緣用戶受到的下行小區間干擾水平與單層宏蜂窩網絡的情況相似。PeNB和MeNB可以通過降低某些系統資源上的發射功率，并交互相對窄帶發射功率(Relative Narrowband Transmit Power，RNTP)信令，來協調彼此小區間干擾。
[0011]當PeNB采用CRE技術時，PeNB邊緣用戶會受到MeNB的下行強干擾，遠大于沒有采用CRE技術時的情況。而此時，圍繞PeNB的宏用戶MUE受到PeNB的下行干擾則大為減弱。為了保護PeNB的邊緣用戶，3GPP LTE提出MeNB可以采用幾乎空白子幀(Almost BlankSubframe, ABS)技術。即在ABS子幀上，MeNB除了正常發送公共信道信號(如同步信號、廣播信號、公共參考信號等)外，不進行或者以較低發射功率進行宏小區的下行用戶數據傳輸，從而消除或者減小對PeNB邊緣用戶的干擾。為此，LTE標準中設有MeNB與PeNB之間交互的ABS子幀圖樣信令，反映了 MeNB的ABS子幀位置，使得PeNB可以在對應的ABS子幀上服務本小區的邊緣用戶。
[0012]由此可見，目前LTE的網絡干擾協調技術無法直接運用到三維有源天線基站的混合網絡中，需要研究新的、合適三維有源天線基站混合網絡的干擾協調技術。

【發明內容】

[0013]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于三維有源天線的混合網絡的干擾協調方法，在采用三維有源天線的基站與沒有采用三維天線的低功率基站的混合網絡中，各基站為本小區的用戶分配不同的系統資源，從而既提高本小區的平均吞吐量和邊緣用戶的吞吐量，又降低對相鄰小區邊緣用戶的干擾，提高了整個網絡系統的吞吐量和邊緣用戶吞吐量。
[0014]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種基于三維有源天線的混合網絡的干擾協調方法，基于三維有源天線的混合網絡包括采用三維有源天線的基站和不含三維有源天線的低發射功率基站，包括以下步驟:步驟S1、采用三維有源天線的基站獲取相鄰基站的可以使用的系統資源信息及相應系統資源的優先級信息；步驟S2、采用三維有源天線的基站向相鄰基站發送相鄰基站的可以使用的系統資源信息及相應系統資源的優先級信息；步驟S3、相鄰基站根據可以使用的系統資源信息及相應系統資源的優先級信息，分配本小區的系統資源。
[0015]根據上述的基于三維有源天線的混合網絡的干擾協調方法，其中:所述系統資源包括但不限于相鄰基站可以使用的有源天線垂直維資源、有源天線水平維資源、時域資源、頻域資源和功率資源。
[0016]根據上述的基于三維有源天線的混合網絡的干擾協調方法，其中:所述有源天線垂直維資源包括垂直維角度或者是加載矢量。
[0017]根據上述的基于三維有源天線的混合網絡的干擾協調方法，其中:所述有源天線水平維資源包括水平維角度或者是加載矢量。
[0018]根據上述的基于三維有源天線的混合網絡的干擾協調方法，其中:所述步驟S3中，相鄰基站優先將具有最高可使用優先級的資源分配給本小區的靠近采用三維有源天線的基站的邊緣用戶。
[0019]根據上述的基于三維有源天線的混合網絡的干擾協調方法，其中:還包括步驟S4、當相鄰基站的可以使用的系統資源信息及相應系統資源的優先級信息有更新時，采用三維有源天線的基站向相鄰基站發送更新后的相鄰基站的可以使用的系統資源信息及相應系統資源的優先級信息。
[0020]根據上述的基于三維有源天線的混合網絡的干擾協調方法，其中:所述步驟SI中，米用二維有源天線的基站作為宏基站，低功率發射基站作為相鄰基站，獲取相鄰基站的可以使