异构蜂窝网络同频组网时的基站频谱分配方法组成比例

本发明专利技术提供了一种异构蜂窝网络同频组网时的基站频谱分配方法。微小区基站加入异构蜂窝网络后，测量并读取所在的宏基站小区的当前网络的基本配置信息，根据当前网络的基本配置信息获取频谱池中的可用载波信息；微小区基站根据其连接的移动终端的测量上报以及图论理论，构建并向外广播自己的邻居干扰关系图，根据得到的所有邻居干扰关系图计算出自己可用的载波数量；微小区基站在载波选择时隙内从可用载波中选择自己可用的载波数量。本发明专利技术的频谱分配方法可以使网络拓扑结构动态变化的异构网络中的small cell基站进行分布式的、自主的频谱分配，以适应网络拓扑结构的动态变化，并且优化了网络中的干扰，避免邻近small cell小区之间的互相干扰。

【技术实现步骤摘要】
异构蜂窝网络同频组网时的基站频谱分配方法
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种异构蜂窝网络同频组网时的基站频谱分配方法。
技术介绍
无线蜂窝通信系统已演进到了异构蜂窝网络部署的阶段。与传统的蜂窝网络中仅部署单一类型的宏基站相比，异构蜂窝网络中增加了多种新的低功率基站类型，形成了如微小区(Microcell)、微微小区(Picocell)、毫微微小区(Femtocell)等新形式的网络覆盖结构。这种网络结构的变化有很多好处，例如便于提高局部热点区域的覆盖性能，适应不同业务的需求等，但也带来了一些网络管理上的难题，比如网络节点的频率资源分配问题。传统的单层同构蜂窝网络的节点类型单一且网络拓扑固定，频谱资源分配主要依赖于预先规划频率复用方案，方案一旦确定可以长期适用。然而异构网络中，由于某些业务的较高流动性或者移动终端的自主操作管理，造成网络中Picocell、Femtocell基站数量的动态增减和位置的改变，无法一劳永逸的为整个网络进行预先的、完善的频谱规划，这种情况下，为了保证网络覆盖性能，就需要节点能及时地重新适应这种变化，具有自组织、自管理的功能。因此，如何在异构网络中实现动态自主的基站频谱资源分配是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种异构蜂窝网络同频组网时的基站频谱分配方法，以实现在异构网络中实现动态自主的基站频谱资源分配。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。一种异构蜂窝网络同频组网时的基站频谱分配方法，包括：微小区基站加入异构蜂窝网络后，测量并读取所在的宏基站小区的当前网络的基本配置信息，根据所述当前网络的基本配置信息获取频谱池中的可用载波信息；所述微小区基站根据其连接的移动终端的测量上报以及图论理论，构建并向外广播自己的邻居干扰关系图，根据得到的所有邻居干扰关系图计算出自己可用的载波数量；所述微小区基站在载波选择时隙内从所述可用载波中选择自己可用的载波数量。进一步地，所述的微小区基站加入异构蜂窝网络后，测量并读取所在的宏基站小区的当前网络的基本配置信息，根据所述当前网络的基本配置信息获取可用载波，包括：微小区基站加入异构蜂窝网络后，测量并读取所在的宏基站小区的系统信息，从系统消息中获得当前网络的基本配置信息，该基本配置信息包括频谱池信息、所在宏基站小区的邻居基站载波列表、载波选择的顺序、载波选择调整时间窗口长度；所述微小区基站根据所述当前网络的基本配置信息确定可用载波，该可用载波为频谱池中未被其所在宏小区基站和该宏小区基站的相邻小区基站占用的载波。进一步地，所述的微小区基站根据其连接的移动终端的测量上报以及图论理论，构建并向外广播自己的邻居干扰关系图，包括：每个微小区基站根据与其连接的移动终端的测量上报以及图论理论，构建并维护自己的邻居干扰关系图，在所述邻居干扰关系图中，顶点为微小区基站，如果任何两个相邻的微小区基站smallcella和smallcellb满足下述公式(1)则微小区基站smallcella和smallcellb对应的顶点间由一条边相连，表示该两个相邻微小区基站互相干扰，不能共用相同载波，其中，所述Sa是smallcella中的移动终端的接收信号功率，其中Sb是smallcellb中的移动终端的接收信号功率，Ia→b是从微小区基站smallcella到smallcellb的移动终端的干扰，Ib→a是从微小区基站smallcellb到smallcella的移动终端的干扰，σ2＝N0W是在一个信道上的噪声功率，C(x)＝log2(1+x)是香农频谱效率公式；每个微小区基站构建或更新邻居干扰关系图后，向周围邻居基站广播自己的邻居干扰关系图；每个微小区基站将接收到的邻居基站广播的邻居干扰关系图与自己的邻居干扰关系图进行合并后存储。进一步地，所述的根据得到的所有邻居干扰关系图计算出自己可用的载波数量，包括：所述微小区基站从自己合并后存储的邻居干扰关系图中确定自己所属的Maximalclique最大集合，并以基数最大的Maximalclique的基数作为自己的度值D(vk)，该度值D(vk)为基数最大的Maximalclique中包含的微小区基站的数量，所述Clique是指邻居干扰关系图中两两之间均有边相连接的顶点组成的集合，所述Maximalclique是指一个不能再加入任何新节点形成一个规模更大的集合的节点组成的集合；所述微小区基站的可用的载波数量Ξ的计算公式如下：表示向下取整，N表示频谱池中该节点可用的载波数量，D(vk)表示所述微小区基站的度值。进一步地，所述的微小区基站在载波选择时隙内从所述可用载波中选择自己可用的载波数量，包括：微小区基站从系统获得所有微小区基站的优先级，各个微小区基站在载波选择调整时间窗口的每个选择时隙内，根据系统指定的载波排序选择其度值数量对应的载波数量，在选择时隙结束时将自己的载波选择结果转发给周围的邻居微小区基站；每个微小区基站根据自己存储的邻居干扰关系图确定和自己相互干扰的基站列表，当微小区基站根据接收到的邻居微小区基站发送的载波选择结果发现和自己相互干扰的微小区基站选择了相同载波，则微小区基站之间按照优先级进行避让，低优先级的微小区基站放弃与高优先级的干扰邻居微小区基站相同的载波，并在下一选择时隙进行载波重选。进一步地，所述的方法还包括：每个微小区基站对自己的度值进行实时监测，发现度值变化或收到高优先级干扰邻居微小区基站的载波选择结果发现冲突，则触发载波重选；每个微小区基站之间的载波选择结果没有冲突或者载波选择调整时间窗口结束，则微小区基站的载波选择过程结束。进一步地，所述的方法还包括：各个微小区基站的优先级按照入网时间先后来区分，入网时间越早，优先级越高。由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例的频谱分配方法可以使网络拓扑结构动态变化的异构网络中的smallcell基站进行分布式的、自主的频谱分配，以适应网络拓扑结构的动态变化，并且优化了网络中的干扰，避免邻近smallcell小区之间的互相干扰。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实例的频谱池中的频谱资源示意图。图2为本专利技术实例的网络拓扑结构示意图。图3为本专利技术实例的网络拓扑结构示意图中的smallcell基站全部加入网络后抽象出的全局干扰关系图。图4为本专利技术实例中的smallcell基站S1在全部smallcell加入网络后建立的本地干扰关系图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异构蜂窝网络同频组网时的基站频谱分配方法，其特征在于，包括：微小区基站加入异构蜂窝网络后，测量并读取所在的宏基站小区的当前网络的基本配置信息，根据所述当前网络的基本配置信息获取频谱池中的可用载波信息；所述微小区基站根据其连接的移动终端的测量上报以及图论理论，构建并向外广播自己的邻居干扰关系图，根据得到的所有邻居干扰关系图计算出自己可用的载波数量；所述微小区基站在载波选择时隙内从所述可用载波中选择自己可用的载波数量。

【技术特征摘要】
1.一种异构蜂窝网络同频组网时的基站频谱分配方法，其特征在于，包括：微小区基站加入异构蜂窝网络后，测量并读取所在的宏基站小区的当前网络的基本配置信息，根据所述当前网络的基本配置信息获取频谱池中的可用载波信息；所述微小区基站根据其连接的移动终端的测量上报以及图论理论，构建并向外广播自己的邻居干扰关系图，根据得到的所有邻居干扰关系图计算出自己可用的载波数量；所述微小区基站在载波选择时隙内从所述可用载波中选择自己可用的载波数量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的微小区基站加入异构蜂窝网络后，测量并读取所在的宏基站小区的当前网络的基本配置信息，根据所述当前网络的基本配置信息获取可用载波，包括：微小区基站加入异构蜂窝网络后，测量并读取所在的宏基站小区的系统信息，从系统消息中获得当前网络的基本配置信息，该基本配置信息包括频谱池信息、所在宏基站小区的邻居基站载波列表、载波选择的顺序、载波选择调整时间窗口长度；所述微小区基站根据所述当前网络的基本配置信息确定可用载波，该可用载波为频谱池中未被其所在宏小区基站和该宏小区基站的相邻小区基站占用的载波。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的微小区基站根据其连接的移动终端的测量上报以及图论理论，构建并向外广播自己的邻居干扰关系图，包括：每个微小区基站根据与其连接的移动终端的测量上报以及图论理论，构建并维护自己的邻居干扰关系图，在所述邻居干扰关系图中，顶点为微小区基站，如果任何两个相邻的微小区基站smallcella和smallcellb满足下述公式(1)则微小区基站smallcella和smallcellb对应的顶点间由一条边相连，表示该两个相邻微小区基站互相干扰，不能共用相同载波，其中，所述Sa是smallcella中的移动终端的接收信号功率，其中Sb是smallcellb中的移动终端的接收信号功率，Ia→b是从微小区基站smallcella到smallcellb的移动终端的干扰，Ib→a是从微小区基站smallcellb到smallcella的移动终端的干扰，σ2＝N0W是在一个信道上的噪声功率，C(x)＝log2(1+x)是香农频谱效率公式；每个微小区基站构建或更新邻居干扰关系图...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元杰，谈振辉，熊磊，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11