[发明专利]一种毫米波蜂窝网络的小区间干扰协调方法

权利要求书

1.一种毫米波蜂窝网络的小区间干扰协调方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤一：信息收集与模型建立

步骤1.1收集信息：根据信息来源的不同，毫米波基站收集信息过程主要包括两个过程：

1)用户向基站反馈其对所发起业务的服务质量要求；2)基站通过网络侧获取其他系统信息，包括路径损耗模型基站密度λ_b、天线阵列的主瓣增益G_m、旁瓣增益G_s、半功率波束宽度信道条件为LOS传播的比例p_L以及LOS传播的最大距离R；所述的路径损耗模型为α_x是位于x的基站到用户的路径损耗指数且α_x＞2，并且路径损耗指数取决于基站到用户传播链路是LOS还是NLOS链路，其中LOS链路的路损指数为α_L，NLOS链路的路损指数为α_N；小尺度信道衰落为Nakagami衰落，衰落因子h_x服从伽马分布，其中LOS链路的伽马分布参数为M_L，NLOS链路的伽马分布参数为M_N；

步骤1.2模型建立：依据收集的基站密度将毫米波基站的位置建模为密度是λ_b的泊松点过程Φ；毫米波基站到用户的传播信道条件建模为LOS球遮挡模型，其中当信道传播距离大于R时，信道条件为NLOS传播链路；当信道传播距离小于等于R时，信道条件以概率p_L为LOS传播链路而以概率1-p_L为NLOS传播链路；根据收集信息中的主瓣增益、旁瓣增益和半功率波束宽度，建立毫米波基站的平顶天线阵列方向图模型：

其中，是发送波束所对应的到达角相对于天线阵列孔径方向的夹角；在该模型下，用户被最大参考接收信号强度的毫米波基站服务；

所述参考接收信号强度是由毫米波基站以最大的阵列增益发送信号而在接收端检测出的信号强度，其是由从毫米波基站到用户的阵列增益和路径损耗决定的，表示为：

其中，毫米波基站的位置为x，用户的位置为y，为毫米波基站到用户的路径损耗；

步骤二：干扰协调方法

设定干扰协调参数ρ≥1，其中该参数用于决定某个邻居毫米波基站是否为强干扰源；所述干扰协调方法的核心为静默被认定为强干扰源的邻居毫米波基站在指定时频资源块上的信息传输，不发送数据；所述指定时频资源块具体指服务基站分配给用户的用于传输数据的时频资源块；

具体地，某用户通过周期性测量服务毫米波基站和邻居毫米波基站的下行同步信号，得到服务毫米波基站的物理IDx₀和参考接收信号强度ζ₀，以及该用户能够测量到的邻居毫米波基站的物理IDx_n和参考接收信号强度ζ_n，其中n＝1,2,...,N,N≥1；

当在轻负载毫米波蜂窝网络场景中，采用第一种干扰协调方法，具体为：仅根据信道传播模型中的路径损耗及遮挡效应信息依次对用户能够测量到的邻居毫米波基站x_n，n＝1,2,...,N,N≥1，判断是否需要静默；也就是说，若满足ζ₀＜ρζ_n，则对邻居毫米波基站x_n在服务毫米波基站x₀给用户分配的时频资源块上进行静默；若不满足，则不对该邻居毫米波基站进行静默；依次对用户能够测量到的所有邻居毫米波基站执行上述操作；

当在重负载毫米波蜂窝网络场景中，采用第二种干扰协调方法，具体为：联合考虑信道传播中的损耗以及定向阵列增益来依次对用户能够测量到的邻居毫米波基站x_n，n＝1,2,...,N,N≥1，判断是否需要静默；具体来说，若满足G_mζ₀＜ρG_sζ_n，则对邻居毫米波基站x_n在服务毫米波基站x₀给用户分配的时频资源块上进行静默；若不满足，则不对该邻居毫米波基站进行静默；依次对用户能够测量到的所有邻居毫米波基站执行上述操作；

步骤三：干扰协调参数选取

基于步骤一所收集的信息和建立的模型以及步骤二提出的两种干扰协调方法，基于随机几何理论对蜂窝用户关键性能指标予以评估，通过调节干扰协调参数使得目标性能指标达到用户的服务质量要求，确定适用于当前目标网络的干扰协调参数作为执行步骤四的前提条件；

所述干扰协调参数的设置具体为在ρ≥1范围内，从起始值1开始选取并逐步增加，用于分析在给定干扰协调参数大小的情况下，蜂窝用户在采用所述干扰协调方法所能够获得的性能，并判断是否满足用户的服务质量要求，最终选取能够满足用户的服务质量要求的干扰协调参数；

步骤三所述的关键性能指标依具体场景及需求而定：1)在轻负载网络场景下，关键性能指标包括用户的传输成功概率和平均传输速率；2)在重负载网络场景下，关键性能指标包括归一化吞吐量和网络吞吐量；所列关键性能指标均可通过基于SIR的统计分布和经过变换变形而得到；

步骤四：实施干扰协调方案

步骤4.1)用户对服务毫米波基站和邻居毫米波基站下行同步信号进行周期性检测，得到服务毫米波基站的物理IDx₀和参考接收信号强度ζ₀，以及邻居毫米波基站的物理IDx₁,x₂,…,x_N和参考接收信号强度ζ₁,ζ₂,…,ζ_N，其中N为可检测到的邻居毫米波基站个数，并将其反馈给用户的服务毫米波基站；

步骤4.2)用户的服务毫米波基站根据参考接收信号强度、步骤三选取的干扰协调参数和分配给用户的时频资源块，按照步骤二的干扰协调方法确定需要静默的邻居毫米波基站集合，并通过骨干网链接通知该集合的毫米波基站需要静默的具体时频资源块；

步骤4.3)邻居毫米波基站收到静默通知后，停止在需要静默的时频资源块上发送数据。