一种应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107205236A(43)申请公布日2017.09.26(21)申请号201710367243.2(22)申请日2017.05.23(71)申请人南京典格通信科技有限公司地址210009江苏省南京市山西路67号世贸中心大厦A2座1806室(72)发明人张宏泽鲁蔚锋(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人张苏沛(51)Int.Cl.H04W16/10(2009.01)H04W16/18(2009.01)H04W28/08(2009.01)权利要求书3页说明书6页附图3页(54)发明名称一种应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法(57)摘要本发明公开了一种应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法，将过载蜂窝小区、共享中继站以及其周围相邻蜂窝小区组成一个资源分配及通信传输的体系结构；结合频谱划分和时隙划分的小区间中继模型实现负载转移，通过基于距离权重的调度方案对子载波进行再分配，根据相邻小区不同负载确定各中继的覆盖最优半径。在蜂窝小区系统中，两相邻小区之间设置一个基于频谱时隙划分模型共享中继负载均衡方案，并在此基础上设计基于距离权重的子载波再分配算法和小区间中继覆盖半径的最优化方案，可以提升小区系统资源利用率和蜂窝小区系统整体的用户公平性。CN107205236ACN107205236A权利要求书1/3页1.一种应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法，其特征在于：将过载蜂窝小区、共享中继站以及其周围相邻蜂窝小区组成一个资源分配及通信传输的体系结构；结合频谱划分和时隙划分的小区间中继模型实现负载转移，通过基于距离权重的调度方案对子载波进行再分配，根据相邻小区不同负载确定各中继的覆盖最优半径。2.根据权利要求1所述的应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法，其特征在于，设置频谱划分与时隙划分模型，具体为：在系统的下行传输模型中，每一传输帧划分为两个时隙，对相邻小区，在时隙一时，为基站BS到小区间中继RS的中继传输与BS到用户MS的直连传输，在时隙二时，为RS到MS的中继传输；对目标小区，两个时隙均为BS到MS的直连传输；频率复用模式为1*6*6，复用因子为1的频谱划分方案，将总载波划分为6个不同的子载波集，将每个小区划分成6个等面积的扇区，每个扇区分别采用一套子载波集，小区内相同位置的扇区采用相同的子载波集，中继区域内采用的子载波集来自于对应最近相邻小区的扇区。3.根据权利要求1或2所述的应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法，其特征在于：步骤1：蜂窝基站收集各自小区的负载信息，计算载波需求；若不超过阈值，直接进行子载波分配；若超过阈值，则执行步骤2；步骤2：根据蜂窝系统所处时隙及各个相邻小区的不同负载情况对不同中继的覆盖半径进行最优化；步骤3：负载转移，计算子载波需求，进行初次分配；步骤4：负载转移后，分别计算各区域子载波剩余数，基于距离权重的子载波分配算法进行子载波再分配；步骤5：负载均衡执行结束后蜂窝基站层更新负载信息，并返回步骤1。4.根据权利要求3所述的应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法，其特征在于，步骤1中具体包括：在通话请求的第一个时隙初始时，蜂窝基站层计算每个通话满足最低速率要求Rreq的子载波数；并对相应范围进行积分得到当前小区所有用户所需求的总子载波数，然后进行子载波预分配，判断是否超过阈值：计算链路link在时隙第i个时隙的信扰比，计算每个通话链路link在不同时隙满足最低速率要求Rreq的子载波数：式中，β：蜂窝系统中链路的路径损耗指数；r：目标用户MS到其服务基站的距离；ri：目标2CN107205236A权利要求书2/3页i用户MS到第i个相邻小区基站BS的距离；w：子载波带宽；PBS：蜂窝小区BS的传输功率；slot：表示第i个时隙。5.根据权利要求4所述的应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法，其特征在于：阈值为最大子载波数的90％。6.根据权利要求3所述的应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法，其特征在于，步骤2中具体包括：计算中继覆盖半径的最优值时，对于第i个中继覆盖区域，其可用子载波与第i个相邻小区的负载Wi相关；当目标小区的负载W0已知时，中继覆盖半径为当满足如下约束条件，使蜂窝小区系统内各小区间的平均通话速率的方差最低时，所对应的中继覆盖半径值为最优值：表示第i个相邻小区通话速率的期望；E(RT)：表示目标过载小区通话速率的期望。7.根据权利要求3所述的应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法，其特征在于，步骤3中具体包括：基于频谱划分与时隙划分策略，将过载小区中不同分区的边缘用户通过共享中继站向对应轻负载相邻小区进行负载转移，转移过