[发明专利]一种小区干扰协调的动态软频率复用算法

说明书

技术领域：

本发明涉及到LTE小区中干扰协调的软频率复用方法。 

背景技术

LTE系统下行采用OFDM技术，由于OFDM子载波之间具有良好的正交性，因此小区内用户间的干扰可以得到有效抑制。为了支持更高的传输速率和系统容量，客观上对多小区间的频率复用效率提出了更高的要求，而全频率复用(即频率复用系数为1)则是满足上述需求的有力方案。然而，在采用同频组网的网络覆盖策略下，不同小区的同频干扰将变得非常严重。因此，如何避免或者减少小区间干扰成为提高LTE系统容量和用户服务质量的重要问题。 

为了避免或者减少LTE系统小区间干扰，国内外研究人员提出了许多小区干扰抑制技术，干扰协调技术便是其中的一种。干扰协调技术的核心思想是通过在小区间对时频和功率等可用资源的协调使用，尽量减少相邻小区的资源使用冲突，从而避免或者减少相邻小区间的同频干扰，提高用户的信号干扰噪声比，增加小区边缘用户的数据速率并提高小区的覆盖范围。干扰协调技术的实现相对比较简单，使用起来灵活而且效果也比较理想，因而很快成为小区间干扰抑制的主流技术。 

爱立信和华为等公司提出的软频率复用是干扰协调技术的一种实现方案，该方案是通过在网络频率规划进行优化实现对频谱资源的协调使用。具体而言，该方案将系统频段分为主载波和副载波，主载波分配较高的发射功率(称为全功率)优先分配给边缘用户使用，而副载波则分配较小的发射功率(称为部分功率)，只分配给小区中心区域用户使用。相邻小区的主载波不重叠，以此一直小区边缘用户受到的干扰，达到提高小区边缘用户性能的目的。 

可以看出，软频率复用方案是通过静态划分频率资源，以牺牲小区中心用户的性能为代价，来提升小区边缘用户性能。静态的频率规划导致频谱利用率较低，并且资源的分配的灵活性和适应性不足，很难适应无线环境下负载量的多变性。 

发明内容

发明目的

本发明旨在给出一种能适应小区间负载变化、有效提高小区边缘用户性能和系统吞吐量的动态软频率复用算法。 

给出的动态软频率复用算法通过动态调整小区边缘用户载波(称为主载波)数目以及动态主载波配置两部分实现。第一部分动态主载波数目调整算法是各个扇区以1000个传输时间间隔(Transmission Time Interval，TTI)为周期计算负载值，并且将该值通知相邻扇区，各个 扇区按照本扇区负载占总负载的比例来调整主载波的数目；第二部分动态主载波配置算法是指扇区通过比例公平调度算法确定每个用户在所有载波上的比例公平系数，再选取前N个系数最高的子载波(N是第一部分确定的主载波数目)，将之分配给所属的边缘用户。若有主载波上有多个用户的系数相同，则随机分配给所属的其中一个边缘用户。 

技术方案

1.动态软频率复用算法，其特征是，包括动态主载波数目调整算法以及动态主载波配置算法动态主载波数目调整算法，包括下述步骤10和20： 

——步骤10：各个扇区以1000个传输时间间隔(Transmission Time lnterval，TTI)为周期计算该扇区负载值，并将该值通知相邻扇区， 

——步骤20：各扇区根据接收到的相邻扇区负载值计算本扇区主载波数目。 

动态主载波配置算法，包括下述步骤： 

——步骤10：在每个调度周期，各扇区计算本扇区所有边缘用户在所有载波上的比例公平调度(Proportional Fair，PF)系数矩阵， 

——步骤20：计算每个载波上所有边缘用户PF系数的最大值构成向量，并记录各个最大值所对应的用户，。 

——步骤30：从中再选出最大的前S_i个值，将其对应的载波确定为本扇区主载波，同时将主载波分配给记录的各对应的用户。 

2.权利要求1动态主载波数目调整算法中，步骤20的主载波数目计算公式为 其中S为系统载波数目总和，ρ_i为扇区i的负载值。 

3.权利要求1动态主载波配置算法中，步骤10的比例公平系数是指 其中R_i，k(t)表示在t时刻假设用户i在第k个子载波上进行传输时能实现的传输速率，T_i(t)则表示在给定时间窗口长度t_c的情况下用户i的平均吞吐量，其计算公式为其中，S_i(t-1)表示在前一时刻t-1被调度给用户i的子载波集合。