專利名稱：熱點覆蓋網(wǎng)絡(luò)小區(qū)的熱點基站設(shè)置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱點覆蓋網(wǎng)絡(luò)小區(qū)的熱點基站設(shè)置方法。
背景技術(shù)：
由國際電信聯(lián)盟無線通信分部(ITU-R)定義的第四代移動通信系統(tǒng)(IMT-A)，又被廣泛的稱為4G。IMT-A系統(tǒng)的承載能力全面超越了第三代移動通信系統(tǒng)(3G，IMT-2000)。 根據(jù)ITU-R所提出的需求，IMT-A主要具備如下特征1)與早期IMT系統(tǒng)和固定網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)上的兼容性；2)與其它無線通信系統(tǒng)交互工作的能力；3)高質(zhì)量的無線業(yè)務(wù)；4)世界通用的用戶終端(UE)；5)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、服務(wù)于設(shè)備的用戶友好性；6)國際漫游支持；7)能夠支持更先進業(yè)務(wù)與應(yīng)用的增強峰值傳輸速率(高速移動場景支持到 100Mbit/s，低速移動場景支持到lGbit/s)。為了滿足這些新的挑戰(zhàn)，第三代合作伙伴計劃(3GPP)早已在其標準化范圍內(nèi)， 訂立了全面超越3G水平的系統(tǒng)目標。3GPP的長期演進系統(tǒng)(LTE)已經(jīng)能夠提供下行 (DL) IOOMbps與上行(UL) 50Mbps的網(wǎng)絡(luò)性能。但是，這個作為第一版發(fā)布的LTE系統(tǒng)， LTE R8版本，仍不足以滿足ITU的需求。于是，3GPP繼續(xù)推出了先進的長期演進(LTE-A) 系統(tǒng)。LTE-A是基于LTE R8的進一步演進版本，作為IMT-A的候選技術(shù)提案之一，其目標系統(tǒng)性能旨在全面超越IMT-A的系統(tǒng)需求。與此同時，電機及電子學(xué)工程師聯(lián)合會(IEEE) 推出了另外一個IMT-A候選提案802. 16m,作為其相應(yīng)的3G標準全球微波接入互操作系統(tǒng) (802. 16e, WiMAX)的后續(xù)演進。在標準化進程中，異構(gòu)部署網(wǎng)絡(luò)，作為極大提高覆蓋與區(qū)域系統(tǒng)頻譜利用率的手段，將成為未來網(wǎng)絡(luò)部署的主要方式之一。異構(gòu)部署網(wǎng)絡(luò)，是在傳統(tǒng)蜂窩宏基站覆蓋的基礎(chǔ)上，增加新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。依據(jù)3GPP LTE中的定義，可以將異構(gòu)部署劃分為四種類型中繼、 分布式系統(tǒng)(也即射頻拉遠)、熱點覆蓋與家庭基站。不同部署類型的技術(shù)原理與面向的部署場景有所差異。調(diào)查研究表明，下一代無線通信業(yè)務(wù)的發(fā)生地將有較強的集聚性，如辦公場所等室內(nèi)熱點，或步行街等室外熱點。熱點地區(qū)的高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，也將有力的推動熱點覆蓋的增加。在室外覆蓋的選擇上，熱點覆蓋微基站(PeNB)具有獨特的優(yōu)勢。其站址選擇通常是由運營商來完成的。一些研究工作表明，這種開放式接入的熱點覆蓋相比限制用戶接入的覆蓋方式，能夠取得更好的系統(tǒng)性能。開放式熱點覆蓋中產(chǎn)生了一些新的系統(tǒng)特征，主要體現(xiàn)在以下幾個方面其一，干擾環(huán)境復(fù)雜。
熱點覆蓋的部署具有較強的不可預(yù)知性。在熱點覆蓋，PeNB的數(shù)量、配置參數(shù)(功率、天線高度等)與地理位置，在一定程度上，是由熱點地區(qū)的性質(zhì)決定的。通常情況下，這些屬性都具有一定的隨機性。因此，熱點覆蓋的干擾情況比傳統(tǒng)蜂窩小區(qū)更為復(fù)雜。其二，用戶分布不均勻。傳統(tǒng)的接入控制算法，大都是通過大尺度增益最大的原則。熱點地區(qū)用戶密度與宏小區(qū)密度不同，結(jié)合這些用戶對服務(wù)質(zhì)量的要求之后，對覆蓋方式如選址位置、參數(shù)配置等帶來挑戰(zhàn)。其三，小區(qū)邊緣用戶的位置發(fā)生變化。異構(gòu)部署導(dǎo)致傳統(tǒng)意義上的小區(qū)邊緣用戶的分布發(fā)生改變。由于熱點小區(qū)的產(chǎn)生，介于熱點小區(qū)與宏小區(qū)邊緣的用戶群體成為了新的小區(qū)邊緣用戶。傳統(tǒng)服務(wù)小區(qū)邊緣用戶的方式將要發(fā)生改變。因此，在選址PeNB時，不僅要考慮PeNB發(fā)送功率的大小、所處的干擾環(huán)境，也要考慮用戶分布不均勻?qū)ο到y(tǒng)性能造成的影響。綜上所述，針對熱點覆蓋網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計一個合理的覆蓋熱點用戶群的選址方法，充分考慮以上因素，平衡中央宏基站(MeNB)與PeNB、小區(qū)中心與小區(qū)邊緣的性能，充分挖掘網(wǎng)絡(luò)的性能潛力，提高資源的有效利用率，增加用戶滿意度，已成為亟待解決的一個重要問題。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種熱點覆蓋網(wǎng)絡(luò)小區(qū)的熱點基站設(shè)置方法， 以平衡熱點區(qū)域與宏小區(qū)的負載，提高網(wǎng)絡(luò)的邊緣頻譜利用率。( 二 )技術(shù)方案為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種熱點覆蓋網(wǎng)絡(luò)小區(qū)的熱點基站設(shè)置方法，所述小區(qū)包括一個中央宏基站和分布在小區(qū)內(nèi)的至少一個熱點基站，所述設(shè)置方法包括以下步驟Si、獲得包括熱點地區(qū)的范圍和用戶密度、非熱點區(qū)域的用戶密度、以及用戶分別到所述中央宏基站和所述熱點基站的包括各項大尺度衰落參數(shù)在內(nèi)的各項參數(shù)；S2、根據(jù)非熱點區(qū)域、熱點區(qū)域、宏基站和熱點基站的各項參數(shù)，分別得到在所述熱點基站與宏基站格局下形成的兩個邊緣區(qū)域的面積函數(shù)，所述兩個邊緣區(qū)域分別為熱點區(qū)域中不存在宏基站干擾時應(yīng)該接入所述熱點基站、存在宏基站干擾時應(yīng)該接入所述宏基站的熱點邊緣區(qū)域；以及非熱點區(qū)域中不存在熱點基站干擾時應(yīng)該接入所述宏基站、存在熱點基站干擾時應(yīng)該接入所述熱點基站的非熱點邊緣區(qū)域；S3、根據(jù)系統(tǒng)需求，結(jié)合步驟S2中所述兩個邊緣區(qū)域的面積以及所述兩個邊緣區(qū)域?qū)?yīng)的用戶密度，設(shè)置所述熱點基站。優(yōu)選地，所述步驟S2中得到在熱點基站與宏基站格局下形成的兩個邊緣區(qū)域的面積函數(shù)包括以下步驟S21、設(shè)置所述熱點基站服務(wù)用戶信干比的門限，作為衡量用戶是否接入熱點基站的判決門限；
S22、以所述待設(shè)置熱點基站的選址位置、發(fā)送功率、以及所述信干比門限為變量， 在所述宏基站干擾存在的前提下，得到所述熱點基站的設(shè)置結(jié)果與所述熱點基站實際覆蓋區(qū)域之間的關(guān)系函數(shù)；S23、根據(jù)步驟S22得到的關(guān)系函數(shù)，得到所述兩個邊緣區(qū)域的面積函數(shù)，所述面積函數(shù)以所述熱點基站的選址位置、發(fā)送功率以及所述熱點基站服務(wù)用戶的信干比門限為
自變量。優(yōu)選地，所述步驟S3包括S31、根據(jù)所述兩個邊緣區(qū)域的面積函數(shù)和相應(yīng)邊緣區(qū)域的用戶密度，計算所述兩個邊緣區(qū)域的用戶數(shù)，所述兩個邊緣區(qū)域的用戶數(shù)是以所述熱點基站的選址位置、發(fā)送功率以及所述熱點基站服務(wù)用戶的信干比門限為自變量的函數(shù)；S32、根據(jù)系統(tǒng)需求，得到所述兩個邊緣區(qū)域用戶數(shù)的約束條件，通過調(diào)節(jié)上述函數(shù)的自變量來滿足所述約束條件，進而獲得所述熱點基站的設(shè)置結(jié)果。優(yōu)選地，在所述宏小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)，以所述熱點基站服務(wù)用戶的信干比為門限，所述熱點基站的實際覆蓋范圍以圓形區(qū)域表示。優(yōu)選地，所述兩個邊緣區(qū)域用戶數(shù)的約束條件包括所述熱點邊緣區(qū)域的用戶數(shù)小于或等于所述非熱點邊緣區(qū)域的用戶數(shù)。優(yōu)選地，所述兩個邊緣區(qū)域用戶數(shù)函數(shù)的自變量調(diào)節(jié)方式為固定所述熱點基站的發(fā)送功率和所述熱點基站服務(wù)用戶的信干比門限，在所述約束條件的約束下，獲得所述熱點基站的選址位置。優(yōu)選地，所述熱點基站為微基站、中繼站或射頻拉遠的天線端口。優(yōu)選地，所述熱點基站采用全向天線，所述宏基站采用扇區(qū)天線或全向天線。(三)有益效果本發(fā)明通過綜合考慮熱點基站的選址位置、發(fā)送功率、熱點基站服務(wù)用戶的信干比門限、以及用戶密度等因素，對熱點基站進行合理的設(shè)置，使得熱點基站更有效的覆蓋熱點用戶區(qū)域，減少由于熱點基站與宏基站相互干擾造成的邊緣用戶損失；能夠有效的提高邊緣用戶的數(shù)據(jù)速率，使得網(wǎng)絡(luò)負載更加均衡，且運算復(fù)雜度低，具有較強的實用性。


圖1為本發(fā)明實施例在宏基站(MeNB)干擾下微基站(PeNB)的覆蓋缺陷示意圖；圖2為本發(fā)明實施例PeNB發(fā)送功率與信干比(SIR)門限值對PeNB實際覆蓋影響的SIR等值線示意圖；圖3為本發(fā)明實施例PeNB的位置對PeNB實際覆蓋影響的SIR等值線示意圖；圖4為本發(fā)明實施例PeNB邊緣用戶區(qū)域示意圖；圖5為本發(fā)明實施例的仿真場景示意圖；圖6為本發(fā)明實施例的仿真評估結(jié)果示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明如下。假設(shè)一個小區(qū)中心有一個配備了全向天線的宏基站(MeNB)，其位置坐標為(0，0)。一個微基站(PeNB)的位置坐標為(d，0)，d > 0滿足MeNB與PeNB部署的最小間距要求。設(shè)不存在MeNB干擾時，此PeNB的覆蓋半徑為rd，在僅考慮大尺度衰落的前提下，對于小區(qū)內(nèi)任意一個用戶，其接收到送往MeNB與PeNB導(dǎo)頻信號功率分別表示為Prjm = Pm-am-bmlogdm,(1)Prjp = Pp-ap-bplogdp,(2)其中，對于MeNB，Pm表示發(fā)送功率，bm表示用戶到MeNB的路徑損耗因子，Eim表示用戶到MeNB的其它大尺度衰落參數(shù)(如陰影衰落與其它常數(shù))，dm表示用戶到MeNB的距離。 類似的，對于PeNB，bp表示用戶到PeNB的路徑損耗因子， 表示用戶到PeNB的其它大尺度衰落參數(shù)(如陰影衰落與其它常數(shù))，dp表示用戶到PeNB的距離，其發(fā)送功率大小為Pp。設(shè)定所述用戶接入PeNB的信干比WR門限值為Xth，在僅考慮路徑損耗的情況下， 所述用戶接入PeNB的S^滿足不小于門限λ th的條件表示為
權(quán)利要求
1.一種熱點覆蓋網(wǎng)絡(luò)小區(qū)的熱點基站設(shè)置方法，所述小區(qū)包括一個中央宏基站和分布在小區(qū)內(nèi)的至少一個熱點基站，其特征在于，所述設(shè)置方法包括以下步驟51、獲得包括熱點地區(qū)的范圍和用戶密度、非熱點區(qū)域的用戶密度、以及用戶分別到所述中央宏基站和所述熱點基站的包括各項大尺度衰落參數(shù)在內(nèi)的各項參數(shù)；52、根據(jù)非熱點區(qū)域、熱點區(qū)域、宏基站和熱點基站的各項參數(shù)，分別得到在所述熱點基站與宏基站格局下形成的兩個邊緣區(qū)域的面積函數(shù)，所述兩個邊緣區(qū)域分別為熱點區(qū)域中不存在宏基站干擾時應(yīng)該接入所述熱點基站、存在宏基站干擾時應(yīng)該接入所述宏基站的熱點邊緣區(qū)域；以及非熱點區(qū)域中不存在熱點基站干擾時應(yīng)該接入所述宏基站、存在熱點基站干擾時應(yīng)該接入所述熱點基站的非熱點邊緣區(qū)域；53、根據(jù)系統(tǒng)需求，結(jié)合步驟S2中所述兩個邊緣區(qū)域的面積以及所述兩個邊緣區(qū)域?qū)?yīng)的用戶密度，設(shè)置所述熱點基站。
2.如權(quán)利要求1所述的熱點覆蓋網(wǎng)絡(luò)小區(qū)的熱點基站設(shè)置方法，其特征在于，所述步驟S2中得到在熱點基站與宏基站格局下形成的兩個邊緣區(qū)域的面積函數(shù)包括以下步驟521、設(shè)置所述熱點基站服務(wù)用戶信干比的門限，作為衡量用戶是否接入熱點基站的判決門限；522、以所述待設(shè)置熱點基站的選址位置、發(fā)送功率、以及所述信干比門限為變量，在所述宏基站干擾存在的前提下，得到所述熱點基站的設(shè)置結(jié)果與所述熱點基站實際覆蓋區(qū)域之間的關(guān)系函數(shù)；523、根據(jù)步驟S22得到的關(guān)系函數(shù)，得到所述兩個邊緣區(qū)域的面積函數(shù)，所述面積函數(shù)以所述熱點基站的選址位置、發(fā)送功率以及所述熱點基站服務(wù)用戶的信干比門限為自變量。
3.如權(quán)利要求1所述的熱點覆蓋網(wǎng)絡(luò)小區(qū)的熱點基站設(shè)置方法，其特征在于，所述步驟S3包括531、根據(jù)所述兩個邊緣區(qū)域的面積函數(shù)和相應(yīng)邊緣區(qū)域的用戶密度，計算所述兩個邊緣區(qū)域的用戶數(shù)，所述兩個邊緣區(qū)域的用戶數(shù)是以所述熱點基站的選址位置、發(fā)送功率以及所述熱點基站服務(wù)用戶的信干比門限為自變量的函數(shù)；532、根據(jù)系統(tǒng)需求，得到所述兩個邊緣區(qū)域用戶數(shù)的約束條件，通過調(diào)節(jié)上述函數(shù)的自變量來滿足所述約束條件，進而獲得所述熱點基站的設(shè)置結(jié)果。
4.如權(quán)利要求3所述的熱點覆蓋網(wǎng)絡(luò)小區(qū)的熱點基站設(shè)置方法，其特征在于，在所述宏小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)，以所述熱點基站服務(wù)用戶的信干比為門限，所述熱點基站的實際覆蓋范圍以圓形區(qū)域表示。
5.如權(quán)利要求3所述的熱點覆蓋網(wǎng)絡(luò)小區(qū)的熱點基站設(shè)置方法，其特征在于，所述兩個邊緣區(qū)域用戶數(shù)的約束條件包括所述熱點邊緣區(qū)域的用戶數(shù)小于或等于所述非熱點邊緣區(qū)域的用戶數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的熱點覆蓋網(wǎng)絡(luò)小區(qū)的熱點基站設(shè)置方法，其特征在于，所述兩個邊緣區(qū)域用戶數(shù)函數(shù)的自變量調(diào)節(jié)方式為固定所述熱點基站的發(fā)送功率和所述熱點基站服務(wù)用戶的信干比門限，在所述約束條件的約束下，獲得所述熱點基站的選址位置。
7.如權(quán)利要求1所述的熱點覆蓋網(wǎng)絡(luò)小區(qū)的熱點基站設(shè)置方法，其特征在于，所述熱點基站為微基站、中繼站或射頻拉遠的天線端口。
8.如權(quán)利要求1所述的熱點覆蓋網(wǎng)絡(luò)小區(qū)的熱點基站設(shè)置方法，其特征在于，所述熱點基站采用全向天線，所述宏基站采用扇區(qū)天線或全向天線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱點覆蓋網(wǎng)絡(luò)小區(qū)的熱點基站設(shè)置方法，所述小區(qū)包括一個中央宏基站和分布在小區(qū)內(nèi)的至少一個熱點基站，所述設(shè)置方法包括以下步驟S1、獲得包括熱點地區(qū)的范圍和用戶密度、宏小區(qū)的用戶密度、以及用戶分別到所述中央宏基站和所述熱點基站的各項大尺度衰落參數(shù)在內(nèi)的各項參數(shù)；S2、根據(jù)宏小區(qū)、熱點區(qū)域、宏基站和熱點基站的各項參數(shù)，分別得到在所述熱點基站與宏基站格局下形成的兩個邊緣區(qū)域的面積函數(shù)；S3、根據(jù)系統(tǒng)需求，結(jié)合步驟S2中所述兩個邊緣區(qū)域的面積以及所述兩個邊緣區(qū)域?qū)?yīng)的用戶密度，設(shè)置所述熱點基站。本發(fā)明能夠有效的平衡熱點區(qū)域與宏小區(qū)的負載，提高網(wǎng)絡(luò)的邊緣頻譜利用率，復(fù)雜度低，具有較強的實用性。
文檔編號H04W28/08GK102325331SQ20111020420
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者張平, 張珂, 張緯棟, 戴慧玲, 王坦, 王瑩, 石聰 申請人:北京郵電大學(xué)