[发明专利]上行频谱共享方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及宏蜂窝/家庭基站混合网络环境中上行频谱共享方法及系统。

背景技术

随着无线通信技术的不断发展，电信行业标准技术演进速度也越来越快：3G网络开始在国内大范围部署的时候，4G通信技术的征集工作已经如火如荼地展开。一方面，日益增长的移动应用和用户越来越高的数据传输速率需求成为移动通信业的主要趋势，驱动着当前网络加速向以正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)为核心技术的4G通信技术，以支持更大容量的数据通信；另一方面，室内用户不断增多，然而由于建筑物的遮挡以及带宽限制等因素，单一的宏蜂窝布网模式已经不能够满足用户高速无缝接入的需求。无线通信行业出现了一个热点：可以由用户自主安装配置的家用小型基站——家庭基站，以充分解决室内信号覆盖及室内高速数据业务能力增强。OFDMA家庭基站是OFDMA技术和家庭基站结合的产物，当3G家庭基站已然成为行业界追捧的对象时，OFDMA家庭基站给人们带来更多的期待，被视为解决室内高速数据速率覆盖的有效方案。

家庭基站在为客户端提供了有效覆盖的同时，也对邻近房屋和室外造成辐射，引起干扰。因此，考虑到家庭基站部署在现有宏蜂窝的覆盖区域内，它们可能引起宏蜂窝性能的强退化。此外，新的家庭基站部署也扰乱了现有的家庭基站的正常运作。所以为了家庭基站引入后宏蜂窝死区(dead zone，指的是家庭基站干扰太大，使得宏蜂窝网络用户没有办法正确接收信号的地理区域)面积，并且成功部署家庭基站网络，需要引入干扰避免、干扰随机化和干扰取消技术对家庭基站和宏蜂窝基站之间的干扰进行协调。

传统的家庭基站干扰解决方案，一方面单方面地为家庭基站和宏蜂窝基站之间、家庭基站和家庭基站之间的干扰提供解决方案，没有能够结合OFDMA网络，将宏蜂窝和宏蜂窝之间干扰问题、宏蜂窝和家庭基站之间的干扰问题以及家庭基站之间的干扰问题系统性地结合起来进行考虑；另一方面，传统的解决方案没能把基站频谱的分配同用户端频谱的调度结合起来共同优化频谱利用率，然而频谱的高效管理，一方面需要网络侧基站选择合适的可用频谱，另一方面需要用户端由优化的调度方式，才能有效实现频谱的优化利用。另外地，传统的解决方案没有能够很好的考虑家庭基站用户的服务质量需求和公平性要求等因素。

已有方案也曾提出过将类似方案用于宏蜂窝/热点覆盖区域之间的干扰协调问题，但主要用于解决下行信号干扰问题。该方案中提出热点覆盖区域的可用频谱正交于本小区(宏蜂窝小区)的边缘可用频谱。而在小区中央，热点使用同宏蜂窝用户相同的频谱。一方面这种方案还存在不足，小区中央处的热点覆盖同使用相同资源的宏蜂窝之间仍可能存在不可忽视的干扰；另一方面这种方案如果直接应用于上行传输，由于小区边缘用户需要加大发射功率，以补偿从小区边缘到小区中央宏蜂窝基站之间的较大路损，从而可能给邻近的家庭基站带来较大的干扰。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是，在家庭基站/宏蜂窝基站的混合网络中，如何对抗宏蜂窝小区之间的干扰问题、消除家庭基站/宏蜂窝基站之间的频率干扰问题，为此本发明面向OFDMA宏蜂窝/家庭基站混合网络的上行链路提供了优化的频谱共享方案。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明具体采用如下技术方案：

一种上行频谱共享系统，应用于宏蜂窝/家庭基站混合网络中，包括一个或多个宏蜂窝基站107、108、一个或多个家庭基站用户终端113、114和一个或多个宏蜂窝用户终端115、116，系统中的设备通过相应的通信链路相连，其特征在于，该系统还包括：

至少一个宏蜂窝网络网关101，用于对宏蜂窝基站的无线资源进行管理、对宏蜂窝基站与核心网络之间交互的信令和数据进行汇聚和转发，实现宏蜂窝基站的频谱分配，并将宏蜂窝基站频谱分配信息发送给宏蜂窝基站，同时与家庭基站网络建立通信，并告知各个家庭基站各自所属宏蜂窝基站使用的频谱信息；

至少一个家庭基站网关102，作为家庭基站的集中器，将室内业务路由到IP回程；

家庭基站管理系统103，用于进行家庭基站的位置验证、家庭基站网关的发现以及家庭基站参数配置的管理；

至少一个家庭基站109-112，复制无线接入网络中宏蜂窝基站的功能，通过宽带IP网络和家庭基站网关，集成到现有的移动核心网络，用户自部署的家庭基站具有自组织功能；