專利名稱：一種在LTE-Advanced中繼網(wǎng)絡(luò)中決定中繼與基站間的距離的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在LTE-Advanced中繼網(wǎng)絡(luò)中決定中繼與基站間的距離的方法。
背景技術(shù)：
隨著多媒體應(yīng)用的普及和移動用戶需求的增加，無線中繼(wirelessrelay)在移 動網(wǎng)絡(luò)中的研究近來取得了巨大的發(fā)展。無線中繼也是LTE-Advanced(LTE-A)系統(tǒng)中一 項重要的候選技術(shù)，可以有效提高傳輸速率，增大小區(qū)覆蓋范圍，同時能夠更好的支持用戶 移動性管理。LTE-A系統(tǒng)提出了下行峰值速率lGbps，上行峰值速率IOOMbps的性能要求， 可供獲得此容量的帶寬頻譜只存在于較高頻段，在這樣高的頻段路徑損耗和穿透損耗都很 大，很難實現(xiàn)較好的覆蓋。中繼的引入能夠很好的解決這個問題。在關(guān)注中繼帶給小區(qū)的性能提升的同時，成本優(yōu)化的中繼部署也是LTE-A蜂窩中 繼網(wǎng)絡(luò)需要考慮的一個目標。對于網(wǎng)絡(luò)運營商來說更是如此。與基站相比，由于中繼具有 較小的體積，較低的發(fā)送功率和處理功率，它的設(shè)備成本和選址成本都遠遠小于基站。但是 中繼作為小區(qū)新的額外的接入點必然帶來額外的成本開銷。因此基站和中繼的聯(lián)合優(yōu)化布 署是一個非常重要的問題。對網(wǎng)絡(luò)運營商來說，為了得到更好的投入產(chǎn)出比，中繼在小區(qū)中 的布署需要得到詳細的分析，尤其在成本受限時這一點顯得尤其重要。中繼部署問題中，中繼與基站之間的距離(我們稱之為中繼半徑)對小區(qū)性能好 壞會起到重要的影響。中繼的引入給小區(qū)同時帶來了小區(qū)間干擾和小區(qū)內(nèi)干擾。如果中繼 離小區(qū)邊緣太近，則為對鄰小區(qū)造成嚴重干擾；如果中繼離小區(qū)中央基站太近，則會造成小 區(qū)內(nèi)干擾過大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，聯(lián)合考慮網(wǎng)絡(luò)運營商的成本限制和小區(qū)性能需求， 對中繼與基站間的距離即中繼半徑進行考查，最大化中繼帶來的系統(tǒng)增益。為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種在LTE-Advanced中繼網(wǎng)絡(luò)中決定中繼與基 站間的距離即中繼半徑的方法。新的方法聯(lián)合考慮網(wǎng)絡(luò)運營商的成本限制和小區(qū)性能需 求，通過最優(yōu)化單位成本增益決定最優(yōu)的中繼半徑，包括建立多個中繼均勻分布在與基站等距的環(huán)上的小區(qū)基本模型；建立成本與小區(qū)容量之間的關(guān)系式；利用中繼半徑的改變影響干擾模型，從而影響小區(qū)容量，最終尋找到最優(yōu)的中繼 半徑。上述的方法，其中，小區(qū)容量不僅與小區(qū)間干擾有關(guān)，而且與小區(qū)內(nèi)干擾有關(guān)。上述的方法，其中，還包括通過中繼接入的用戶分布在中繼熱點附近，通過基站接入的用戶均勻分布在小區(qū) 內(nèi)。小區(qū)內(nèi)每個終端在下行都具有兩根天線，保證MIMO 2*2的傳輸方案。
上述的方法，其中，歸一化成本的小區(qū)容量增益是最終目標，通過將成本和性能聯(lián) 系起來，取得最優(yōu)的折衷增益。上述的方法，其中，最優(yōu)的中繼與基站間距離即中繼半徑在最優(yōu)化單位成本增益 的過程中獲得。上述的方法，其中，還包括小區(qū)中繼數(shù)目不同時最優(yōu)中繼半徑可能不同，中繼數(shù)目通過對干擾模型的影響來 最終影響小區(qū)單位成本增益?？梢钥闯?，本發(fā)明實施例具有以下的有益效果本發(fā)明實施例的方法，利用單位成本增益的公式考查中繼半徑對小區(qū)中繼性能增 益的影響，聯(lián)合考慮了網(wǎng)絡(luò)運營商成本限制和小區(qū)性能需求的關(guān)系，對網(wǎng)絡(luò)運營商進行小 區(qū)中繼部署的中繼半徑問題給出了最優(yōu)化單位成本增益的解決辦法。一旦小區(qū)中繼數(shù)目確 定，最優(yōu)的小區(qū)中繼半徑隨之也可確定。


圖1例示的是小區(qū)基本架構(gòu)模型(以6個中繼為例)；圖2例示的是小區(qū)基本傳輸模型；圖3例示的是小區(qū)幀結(jié)構(gòu)；圖4例示的是不同中繼數(shù)目時，改變中繼半徑得到的不同單位成本增益曲線圖。
具體實施例方式根據(jù)實際的小區(qū)環(huán)境確定小區(qū)的幀結(jié)構(gòu)，干擾模型和傳輸模型。網(wǎng)絡(luò)運營商可以 決定使用何種規(guī)格的中繼進行基礎(chǔ)架構(gòu)的部署。首先，通過單位成本增益公式η = C/B/(l+n · r)計算單位成本下的小區(qū)容量增 益。其中Π是成本效率因子，C是小區(qū)容量，B是系統(tǒng)帶寬，n是小區(qū)中繼數(shù)目，r是每個中 繼的成本與基站成本的比值。本發(fā)明實施例的方法，通過改變中繼半徑，小區(qū)容量C由于干擾模型的不同而導(dǎo) 致產(chǎn)生變化，最終影響成本效率因子。網(wǎng)絡(luò)運營商根據(jù)本發(fā)明實施例的方法，通過單位成本 增益公式，可以考慮基于成本預(yù)算的兩種不同架構(gòu)部署方法其一，如果總的成本預(yù)算不受限，根據(jù)圖4，網(wǎng)絡(luò)運營商可以考慮采用最優(yōu)的中繼 半徑以及中繼數(shù)目來最大化單位成本因子；其二，如果總的成本預(yù)算受限，根據(jù)圖4，基于目前可部署的中繼數(shù)目(受到成本 限制)，采用次優(yōu)策略決定中繼半徑實現(xiàn)次優(yōu)的單位成本因子。
權(quán)利要求
一種用于在LTE Advanced中繼網(wǎng)絡(luò)中決定中繼與基站間的距離的方法，其特征在于在LTE Advanced中繼網(wǎng)路中，中繼與小區(qū)基站進行頻率重用，小區(qū)同時存在小區(qū)內(nèi)干擾和小區(qū)間干擾。中繼與基站間距離決定著小區(qū)內(nèi)干擾和小區(qū)間干擾的影響大小，最優(yōu)距離是實現(xiàn)兩種干擾的折衷。中繼在小區(qū)中與基站間的最優(yōu)部署距離通過實現(xiàn)單位成本帶來的性能增益最大化來獲得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于，整個蜂窩系統(tǒng)的頻率重用因子為1，中 繼與基站共用一個頻帶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項所述的方法，其特征在于，中繼部署位置的選取不能造 成小區(qū)內(nèi)太強的干擾，也不能造成小區(qū)間太強的干擾。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，將中繼與基站間的最優(yōu)部署 距離與成本/性能最優(yōu)化聯(lián)系起來，不同的中繼部署方法使得單位成本下的小區(qū)容量增益 不同，而最優(yōu)的中繼部署距離由單位成本容量最大化決定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在LTE-Advanced中繼網(wǎng)絡(luò)中決定中繼與基站間的距離的方法，其中LTE-Advanced系統(tǒng)中的中繼作為獨立無線接入點與小區(qū)基站實現(xiàn)頻率重用，在提升小區(qū)覆蓋和吞吐量性能的同時也引入了較強的小區(qū)內(nèi)干擾。在同時受到小區(qū)間和小區(qū)內(nèi)干擾的情況下，中繼位置對二者帶來的影響較為敏感。本發(fā)明將中繼與基站間距離與成本/性能最優(yōu)化聯(lián)合考慮，從而達到通過中繼位置的最優(yōu)部署距離最大化中繼帶來的系統(tǒng)增益的目的。
文檔編號H04W16/14GK101977387SQ20101051775
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者馮鋼, 張翼德, 王奕杰 申請人:電子科技大學(xué)