[发明专利]一种毫米波蜂窝网络的小区间干扰协调方法

说明书

一种毫米波蜂窝网络的小区间干扰协调方法，属于无线通信技术领域。首先，收集信息与建立模型。其次，提出两种干扰协调方法，设定干扰协调参数ρ≥1，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。再次，干扰协调参数选取，基于步骤一收集的信息和建立的模型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。最后，实施干扰协调方案。本发明能够对毫米波频段的小区间干扰进行有效抑制，保证毫米波蜂窝用户的通信服务质量，减少用户负担，显著降低骨干网的负荷。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种毫米波蜂窝网络的小区间干扰协调方法。

背景技术

相对于第四代移动通信网络(4G)，面向2020年的第五代移动通信网络(5G)其峰值速率需要提升10倍，达到10Gbps，用户可获得速率达到10Mbps，特殊用户需求可达100Mbps。5G能够实现如此高的数据传输速率，与它背后使用的各种新技术和标准是分不开的。毫米波技术的使用无疑是最关键的环节。毫米波是一种波长在1-10mm之间的电磁波，频率在30-300GHz之间，是5G通信的主要频带之一。目前4G的频谱资源非常稀缺，中国移动作为中国具有最丰富的频谱资源的运营商，也只有130MHz的频谱资源。相比之下，毫米波频谱资源非常丰富，有望显著提高数据传输速率，因而受到了学术界与工业界的广泛关注。

与传统的微波通信相比，毫米波具有其独特的新特性且在通信中易受到环境因素的限制，因此给毫米波蜂窝网络的部署及运营带来了极大挑战。首先，由于毫米波波长短，衍射能力不强，对建筑物的穿透能力几乎没有，因此在遇到障碍物时信号传播极易受阻。为了解决该问题，毫米波站点的部署将会十分地密集，通过缩短对用户的服务距离来保证覆盖和传输速率的需求。其次，毫米波信号在传播过程中易被空气中的水分子、氧分子吸收，导致能量严重哀减，传播范围非常有限。为了克服上述困难，目前相对成熟的解决方案是在收、发端装备大规模天线阵列，通过波束成形技术来对抗高频产生的严重衰落，从而保证有用信号强度。然而，提高站点密度也会加重相邻小区间的干扰，使得用户的通信性能下降。因此，基站间的协调调度则成为了有效抑制密集部署的毫米波蜂窝小区间干扰的重要手段。

一种管理小区干扰的方法是对多小区进行联合资源(包括时间或频率或空间等维度上)分配，以优化系统总速率或吞吐量为目标(参考文献：W.Zhang,Y.Wei,S.Wu,W.Meng,and W.Xiang,“Joint beam and resource allocation in 5G mmWave small cellsystems,”IEEE Transactions on Vehicular Technology,vol.68,no.10,pp.10 272–10277,Oct 2019.)。然而，多小区资源分配的优化问题通常是非凸问题，这使得最优解(或次优解)需要采用迭代式的搜索方法获得，致使算法的复杂度急剧升高。此外，基于优化理论所提的资源分配算法的复杂度与优化问题的变量数成正比，其中涉及的参与协调调度的基站数，毫米波丰富的频谱资源以及大规模天线阵列大小等因素使得优化变量数远超于传统微波蜂窝网络，导致优化算法复杂度过高而难以实现。因此，毫米波网络场景下资源分配优化算法的复杂度限制了对应算法的实际应用。