文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
文章編號: 0258-7998(2014)05-0101-03
3GPP LTE[1]上行鏈路采用SC-FDMA方案,有效避免了小區(qū)內(nèi)用戶之間的干擾,,小區(qū)間干擾不能避免,。因此有效的ICIC技術(shù)具有重要的研究意義。上行ICIC通過在同一個(gè)TTI內(nèi)協(xié)同管理頻率和功率資源實(shí)現(xiàn)[2-3],。在頻率資源方面,,SFR方案中邊緣用戶可用帶寬只占系統(tǒng)帶寬的1/3,不能滿足更多的用戶,。因此基于HII[4]的SFR改進(jìn)方案被廣泛研究,。HII用于指示相鄰小區(qū)的下一步調(diào)度對目標(biāo)小區(qū)的干擾情況。目標(biāo)小區(qū)接收到相鄰小區(qū)的HII后,根據(jù)目標(biāo)小區(qū)中心資源分配情況,,找到空閑的且不會(huì)受到相鄰小區(qū)較大干擾的資源塊,,將邊緣過載的用戶分配到這部分資源塊上[5],能夠有效緩解小區(qū)邊緣的阻塞問題,,提高系統(tǒng)吞吐量,。在功率控制方面,3GPP規(guī)定了OI[4]用于小區(qū)間功率控制,。大量文獻(xiàn)對如何觸發(fā)OI指示和觸發(fā)OI指示之后基站的行為進(jìn)行了研究[6],。目前絕大部分對HII和OI的研究都是獨(dú)立進(jìn)行的。典型的如參考文獻(xiàn)[7]將HII和OI用于一種半靜態(tài)的ICIC方案中,,優(yōu)先處理HII,,再判斷是否觸發(fā)OI。而參考文獻(xiàn)[8]提出一種聯(lián)合HII和OI的上行干擾協(xié)調(diào)方法,通過接收相鄰小區(qū)的HII和OI,,進(jìn)行頻率和功率調(diào)整,。以上方案并未考慮到對HII和OI處理的協(xié)調(diào)性,導(dǎo)致系統(tǒng)吞吐量較低。
本文提出一種新的聯(lián)合HII和OI的ICIC方案,。本方案首先根據(jù)目標(biāo)小區(qū)接收到的HII和OI,,判斷目標(biāo)小區(qū)中心需要調(diào)整PRB分配的用戶和需要調(diào)整發(fā)射功率的用戶,并確定可復(fù)用的PRB;根據(jù)不同的邊緣負(fù)載情況分配頻域資源;調(diào)整需調(diào)整發(fā)射功率的中心用戶發(fā)射功率; 仿真驗(yàn)證了所提方案的有效性,。
1 系統(tǒng)模型
在LTE上行多用戶FDMA系統(tǒng)中,,無線資源分配的最小單位為PRB,PRB在頻域上由12個(gè)連續(xù)的子載波組成,,在時(shí)域上為一個(gè)TTI,。SINR是衡量小區(qū)間干擾方案有效性的重要標(biāo)準(zhǔn)。第k個(gè)小區(qū)的用戶m在PRB n上的SINR計(jì)算公式為:
2 聯(lián)合HII和OI的小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)方案
本文提出的聯(lián)合HII和OI的小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)方案主要考慮了對HII和OI處理的協(xié)調(diào)性,。新方案包含的主要內(nèi)容有以下兩個(gè)方面:
(1)確定需調(diào)整PRB分配的用戶和需調(diào)整發(fā)射功率的用戶
根據(jù)目標(biāo)小區(qū)接收到的HII,、OI以及目標(biāo)小區(qū)中心用戶使用PRB的情況,目標(biāo)小區(qū)的用戶所使用的帶寬可分為10種PRB集合:
①小區(qū)中心用戶使用,,HII為1且OI為11的PRB,;
②小區(qū)中心用戶使用,HII為1且OI為10或00的PRB,;
③小區(qū)中心用戶使用,,HII為0且OI為11的PRB;
④小區(qū)中心用戶使用,,HII為0且OI為10或00的PRB;
⑤小區(qū)用戶未使用,,HII為1且OI為11的PRB,;
⑥小區(qū)用戶未使用,HII為1且OI為10或00的PRB,;
⑦小區(qū)用戶未使用,,HII為0且OI為11的PRB,;
⑧小區(qū)用戶未使用,HII為0且OI為10或00的PRB,;
⑨小區(qū)邊緣用戶使用,,HII為0且OI為11的PRB;
⑩小區(qū)邊緣用戶使用,,HII為0且OI為10或00的PRB,。
其中使用①部分PRB的用戶,將會(huì)在下一步的調(diào)度TTI內(nèi)受到相鄰小區(qū)較大干擾,,且相鄰小區(qū)也受到較大干擾,,因此為需調(diào)整PRB分配情況的用戶。使用③部分PRB的用戶,,不會(huì)受到相鄰小區(qū)較大的干擾,,但是會(huì)對相鄰小區(qū)產(chǎn)生較大的干擾,因此為需要調(diào)整發(fā)射功率的用戶,。
(2)確定可復(fù)用PRB集合并分配用戶
從劃分的10部分小區(qū)帶寬可以看出,,可復(fù)用PRB集合為:⑧和⑦,并優(yōu)先占用⑧部分的PRB,。⑧部分的PRB受到相鄰小區(qū)的干擾較小,,且對相鄰小區(qū)的干擾也較小,因此其復(fù)用優(yōu)先級最高,。⑦部分的PRB受到相鄰小區(qū)的干擾較小,,相鄰小區(qū)受到的較大干擾也不是來源于目標(biāo)小區(qū)。小區(qū)邊緣輕負(fù)載時(shí),,邊緣用戶PRB分配情況不變,優(yōu)先將使用①部分PRB的用戶分配到可復(fù)用PRB集合⑧和⑨上,,并優(yōu)先分配到⑧上。若可復(fù)用PRB集合中的PRB仍未被占用完畢,,則將使用②部分PRB的用戶分配到剩余的可復(fù)用PRB上,,提高目標(biāo)小區(qū)中心用戶性能。當(dāng)小區(qū)邊緣負(fù)載較高時(shí),,將小區(qū)邊緣過載的用戶和使用①部分PRB的用戶分配到可復(fù)用PRB集合上,。
聯(lián)合HII和OI的小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)方案流程圖如圖1所示。
3 仿真結(jié)果及分析
為驗(yàn)證本文提出方案的有效性,,搭建7小區(qū)LTE上行系統(tǒng)級仿真平臺(tái),。不同的方案只用于目標(biāo)小區(qū),相鄰小區(qū)采用SFR方案,。在同一用戶數(shù)目下,,假設(shè)不考慮用戶移動(dòng)性。以SFR、ASFR和本文提出的方案(簡稱New-ICIC)作為仿真對象,,小區(qū)邊緣輕負(fù)載時(shí)選取小區(qū)用戶數(shù)20為例,,高負(fù)載時(shí)選取小區(qū)用戶數(shù)32為例。仿真得到兩種小區(qū)負(fù)載情況下3種方案的用戶吞吐量和IoT,。
目標(biāo)小區(qū)邊緣輕負(fù)載時(shí),從圖2可以看出,,SFR和ASFR頻域資源分配方式相同,因此兩種方案曲線重合,。New-ICIC將目標(biāo)小區(qū)中心受到鄰區(qū)較大干擾的用戶分配到無線信道條件較好的PRB上,明顯提高了中心用戶吞吐量,,而邊緣用戶資源分配情況不變,因此得到的目標(biāo)小區(qū)平均用戶吞吐量明顯優(yōu)于其他兩個(gè)方案,。圖3中,,由于ASFR和New-ICIC只用于目標(biāo)小區(qū)并且相鄰小區(qū)的資源分配方式不變,因此IoT的不同都是由目標(biāo)小區(qū)資源分配方式的不同造成的,。因此從圖3中可以看出,,輕負(fù)載時(shí)目標(biāo)小區(qū)使用SFR和ASFR方案時(shí)頻域資源分配方式相同,因此對相鄰小區(qū)產(chǎn)生的干擾是相同的,,而使用New-ICIC時(shí),,由于頻率資源調(diào)整時(shí)是將用戶優(yōu)先分配到集合H中的PRB上,能夠有效降低目標(biāo)小區(qū)對相鄰6小區(qū)的干擾。
目標(biāo)小區(qū)邊緣過載時(shí),,從圖4可以看出SFR方案邊緣帶寬不能滿足過載的用戶,,因此約有20%的用戶吞吐量為0,而ASFR和New-ICIC能夠?qū)⑦@些用戶分配到可復(fù)用的PRB上,。其中New-ICIC將過載的邊緣用戶和需調(diào)整PRB分配的中心用戶分配到受鄰區(qū)干擾較小的PRB上,,因此該方案中目標(biāo)小區(qū)用戶平均吞吐量最大。圖5中,,由于此時(shí)用戶數(shù)的增加使得小區(qū)間干擾增加,,因此只改變目標(biāo)小區(qū)PRB分配情況對相鄰6小區(qū)受到的小區(qū)間干擾的影響變小,曲線相差不大,。其中SFR接入的用戶數(shù)最少,,因此曲線最靠近左方。而接入相同用戶數(shù)目下的ASFR和New-ICIC相比,,后者通過將目標(biāo)小區(qū)過載的邊緣用戶和需調(diào)整PRB分配的中心用戶優(yōu)先分配到集合H中的PRB上,,同時(shí)降低目標(biāo)小區(qū)使用集合C中PRB用戶的發(fā)射功率,從而有效控制對相鄰小區(qū)干擾水平的動(dòng)態(tài)范圍(曲線斜率更高),。仿真結(jié)果驗(yàn)證了新方案的有效性,。
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