[发明专利]Femtocell网络中基于干扰门限的频谱资源分配方法和系统

说明书

一种Femtocell网络中基于干扰门限的频谱资源分配方法和系统，所述方法包括：Femtocell网络家庭基站FBSs周期性地发送参考信号，Femtocell用户设备FUEs周期性地检测所述参考信号，根据检测到的参考信号强度确定家庭基站FBSs之间是否存在干扰；将所述Femtocell网络抽象成干扰图，其中，FBSs为顶点，若两个FBSs之间存在干扰，则所述两个FBSs之间有连线；基于所述干扰图为FBSs分配子信道，每个FBS最多只能被分配到一个子信道；根据每个FBS受到的总干扰信号强度进行子信道再分配。本发明的分配方法能够提高子信道利用率，提高公平性。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种Femtocell网络中基于干扰门限的频谱资源分配方法和系统。

背景技术

目前，越来越多的移动通信业务发生在室内，人们需要更大的网络吞吐量来满足日益增长的室内通信需求。传统的宏基站网络面对持续高速增长的室内通信业务，显得难以应付。因为宏基站网络不能全面覆盖室内通信面积，而且与室内用户进行通讯时，容易受到墙壁的穿透损耗，从而大大减弱通信质量。而Femtocell技术的出现，为上述困景带来了希望。Femtocell网络中，家庭基站 (Femtocell Base Station,FBS)是一种低成本低功耗，由用户部署的即插即用的小型基站，能有效地提高室内覆盖率和数据传输速率。

然而，随着家庭基站部署得越来越密集，越来越多的用户争夺数量固定的频谱资源，当下的频谱资源就显得稀缺，这就需要使用共信道频谱资源占用机制。在Femtocell网络中，通信距离短，家庭基站的发送功率低，随着接入的家庭基站数目的增加，越来越多的家庭基站占用相同的子信道，在Femtocell网络中的共层干扰不可避免。如果占用相同子信道的用户数量大，Femtocell网络层的干扰将变得非常严重，这将极大地限制数据传输速率，影响用户体验。较高的墙壁穿透损耗会减弱Femtocell网络系统与Macrocell网络系统之间的干扰，所以跨层干扰相对不严重。

因此，想要大规模地推广Femtocell技术，就需要有效的干扰避免策略。近年来，具有干扰认知能力的Femtocell网络受到研究者的关注，家庭基站能感知到其他家庭基站对自己造成的干扰大小。图论中的图着色算法因为较低的计算量也被运用在了子载波分配方法里。Serkan Uygungelen等人在《2011 IEEE 73rd Vehicular Technology Conference(VTC Spring)，Japan，2011：1-6》上发表了题为“Graph-Based Dynamic Frequency Reusein Femtocell Networks”的文章。该文章针对具有认知能力的Femtocell网络，改进了传统的图着色算法在频谱资源分配上的策略，提出了修正图着色算法，重复利用已分配的子载波，提高了子载波利用率和Femtocell系统的吞吐量。但是，由于该算法极大地提高子载波利用率，因而在用户之间就产生了较高的干扰值，这不能有效地保证用户服务质量(Quality of Service,QoS)，导致用户体验不佳。

目前，大多数研究者在设计Femtocell网络里的子载波分配算法时，为了提高频谱资源利用率增大网络吞吐量，往往忽略了用户服务质量。因此，针对存在的高干扰Femtocell网络，有必要考虑在干扰门限的前期下，设计出提高子载波利用率、增加网络吞吐量并且维持较高用户公平性的方法。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种Femtocell网络中基于干扰门限的频谱资源分配方法和系统。在保证干扰门限的前提下，对用户进行子信道再分配，提高了子信道的利用率以及公平性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种Femtocell网络中基于干扰门限的频谱资源分配方法，包括以下步骤：