[发明专利]一种异构网络中的干扰管理和资源分配方法

说明书

本发明公开了一种异构网络中的干扰管理和资源分配方法，包括采用分离频谱与共享频谱共存的混合频谱分配机制：宏基站与和它邻近的小小区基站簇间采用分离频谱方案，MBS与和它相距远的SC BS簇间采用共享频谱方案；采用自适应分配法实现Macrocell与Small cell间的频谱分配；在满足用户速率需求及保证公平的条件下，采用对偶分解法求解目标规划问题；采用最优资源分配算法和次优分配算法对每个簇内的SC BS进行信道和功率分配；本发明在保证用户满意度和公平性前提下，既可以有效抑制干扰，又可以提高资源利用率。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种异构网络中的干扰管理和资源分配方法。

背景技术

伴随越来越多的业务需求发生在室内环境中，而由于穿墙损耗，致使宏小区(Macrocell)在室内环境中的覆盖性能较差，因此通过在室内部署小小区(Small cell)形成异构网络，被业界认为是解决室内移动通信覆盖的有效手段。Small cell是一种由用户来安装的低功率、低成本的小基站，其不仅可以为用户提供高质量的室内体验，还能够与Macrocell共享频谱，以降低运营商的运营和支出成本。

然而，Small cell的引入影响了传统宏蜂窝网络的拓扑结构。新形成的异构网络由两个独立的层组成：第一层可理解为传统的蜂窝网络，即Macrocell层；第二层为由若干个覆盖范围小、可随机分布的Small cell组成，即Small cell层，因此也被称为两层网络。其中，Small cell可随机地分布在Macrocell的覆盖范围内，同时可使用与Macrocell相同的频率。因此，在该异构双层网络结构中，当几个发送机同时使用相同频带在相同的区域中发送信号时，接收系统无法在相同的频带上识别正在接收哪个发送机发送的信号，即发送机之间相互干扰，造成无法正确接收信号。因此，如何解决上述干扰问题，是Small cell组网面临的主要挑战之一。为解决异构网络中干扰问题，研究人员相继提出了若干异构网络中干扰管理和资源分配方法，其中Small cell双层网络中的功率分配和子信道分配方法被广泛研究，具体包括：其一，为保证宏用户(Macrocell User Equipment,MUE)的传输质量，相关人员提出一种基于跨层干扰阈值限制的合作纳什议价资源分配方案；其二，以最大化所有Small cell的最小总频谱效率为目标，在保证MUE传输质量的前提下，学者们提出一种频谱共享解决方案；其三，基于Small cell的分簇和资源分配算法，相关文献提出一种半分布式干扰管理方案；其四，根据接收的干扰信号的强度，研究学者提出一种Small cell网络中正交资源分配算法；其五，以最大化Small cell网络中的满意用户数为目标，相关人员提出一种基于干扰对齐的资源分配方案。

此外，为解决干扰和资源分配问题，在异构网络中，研究人员对基于频谱共享或频谱分离的资源分配方案进行广泛研究。其中，所谓频谱共享，即允许Macrocell和Smallcell占用相同的信道带宽，该方法将会产生严重的跨层干扰问题，会限制系统容量。同时，在执行过程中，考虑到安全性问题，宏基站(Macrocell Base Station，MBS)和小小区基站(Small cell Base Station，SC BS)间还需要一个协调机制，造成方法实现相对复杂。所谓频谱分离，即把频谱分成两部分分别供Macrocell和Small cell占用，该方法实现简单，而且可完全避免产生跨层干扰，但是会导致Macrocell和Small cell能利用的频谱资源非常有限，因此同样会限制系统容量。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明讨论了Macrocell-Small cell异构网络中频谱共享和频谱分离的混合频谱分配方案，提出一种用于异构网络的干扰管理和资源分配方法，可以有效抑制干扰，并提高资源利用率，同时兼顾用户公平性，保证用户满意度。

一种异构网络中的干扰管理和资源分配方法，包括以下步骤：

步骤101：采用分离频谱与共享频谱共存的混合频谱分配机制；