用于LTE-A中继系统干扰协调的准动态频率资源划分方法

摘要

本发明属于无线通信频率资源管理领域，公开了一种用于LTE-A中继系统干扰协调的准动态频率资源划分方法，包括：系统进行初始化；规划小区内可用频率资源；配置小区内频率资源；进行干扰计算；计算小区内用户设备在不同位置的SINR；重复计算中继站位置变更后小区内用户设备的SINR情况；将通信环境改为基于OFDMA的LTE-A通信系统中继下行链路，并且用户设备在中继站所处位置与小区边缘之间服从均匀分布；求频谱效率；求当前方法的平均频谱效率；重复频谱计算直到平均频谱效率曲线趋势明朗为止。本发明通过规划小区内频率资源、分配部分资源用作初始资源分布和设立准动态的分配机制管理剩余资源，提高了用户通信质量。

主权项

1.一种用于LTE-A中继系统干扰协调的准动态频率资源划分方法，其特征在于通过规划小区内全部频率资源，分配部分资源用作初始资源分布，设立准动态的分配机制管理剩余资源的途径，从而达到提高用户通信质量的目的；本发明所述的方法包括以下步骤：步骤一，对系统进行初始化，方法如下：（1）设定通信网络模型为7小区两跳正交频分多址中继网络模型，设定通信环境为基于OFDMA技术的LTE-A下行链路；（2）设定通信小区内基站与参与协作的中继站作为发射节点，用户设备作为接收节点；（3）设定小区基站及中继站天线均采用具有一定辐角的定向天线，天线配置采取2×2模式，并设定功率固定且满足一定比值；（4）设定中继站的通信方式为半双工通信模式；（5）设定用户设备在小区半径上服从均匀分布；步骤二，规划小区内可用频率资源，方法如下：(1)将全部资源均匀划分为20块较小频率资源f_j；(2)定义Ω_i为一个物理上频率连续的频率组，并将f_j归纳进Ω_i中；随后依据LTE-A通信系统潜在应用频段现状配置Ω_i所属频段；(3)定义概念组F_i为组内频率资源不连续的一组频率资源块，并将f_j再次归纳入F_i中用以完成资源分配；步骤三，配置小区内频率资源，方法如下：(1)按照F_i在小区内基站与中继站上的配置，配属各F_i中的f_j以得到本发明的频率初始分布；(2)设定一个准动态的空闲资源分配机制，根据通信需求分配空闲的f_j给予请求站点，并检测已使用的空闲f_i是否于分配站点处置闲，置闲则收回该f_i；步骤四，采取基于发射节点到接收节点几何距离的平均路径损耗模型进行干扰计算，方法如下：接收节点j的有用信号接收功率P_j可以表示为：P_j＝g_ij×P_i式中，P_i为发送节点的发射功率，g_ij为从发射节点到接收节点的信号衰落；将上式中的g_ij细化为平均路径损耗PL：$\mathrm{PL}={\left(\frac{4\pi d_{0}f}{c}\right)}^2{\left(\frac{d}{d_0}\right)}^{\eta }$式中，d₀为参考距离；f为载波频率；c为光速；d为发送节点与接收节点之间的几何距离；η为传播指数；步骤五，按下式计算小区内用户设备在不同位置的信号干扰噪声比SINR：式中，I_j为外部干扰；v_j为接收节点处的加性高斯白噪声；为正交因子，在OFDMA系统中为0；步骤六，变更中继站位置并重复步骤五，得到中继站位置变更后的小区内用户设备的SINR；通过比对不同中继站位置下用户的SINR，选择中继站的最优位置；步骤七，将通信环境改为基于OFDMA的LTE-A通信系统中继下行链路，并且设定用户设备在中继站所处位置与小区边缘之间服从均匀分布；步骤八，按下式计算频谱效率k：k＝log₂(1+Kγ)$K=\frac{1.5}{\ln (0.2/{\mathrm{BER}}^{\mathrm{tar}})}$式中，γ为接收节点的SINR；BER^tar为误码率阈值；步骤九，求同种方法下所有中继用户频谱效率的均值，得到当前方法的平均频谱效率；步骤十，重复步骤八、九，求同一方法下的用户平均频谱效率，每次用户总数递增10个，直至平均频谱效率曲线趋势明朗。