专利名称：一种ofdma网络中下行带宽和功率自适应的方法和系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及无线通信领域的资源协调技术，尤其涉及ー种正交频分多址(0FDMA，Orthogonal Frequency Division Multiple Access)网络中下行带宽和功率自适应的方法和系统。
背景技术：
随着无线通信技术的不断发展，以OFDMA技术为核心的第四代移动通信系统逐步为日益增长的高速数据业务需求提供了有力的支撑。基于实际应用场景的信道特征及资源利用效率最大化原则，OFDMA技木通过将系统带宽划分为相互正交的子载波，实现系统频带资源在不同用户之间进行共享。在实际系统中，为降低系统开销及复杂度，提高资源分配的效率，将系统的子载波资源进行分组，通过快速调度技术将子载波组分配给网络中的用户。在带宽分配的基础上，系统会根据覆盖及干扰状况为用户分配功率。考虑到在不同的网络负载状况下，系统所需要消耗的资源是不同的。根据香农定理，对于给定的数据速率，频率资源与功率资源的需求是可以相互转化的，即通过加大发射功率降低带宽的消耗或通过增大带宽降低功率的消耗。在OFDMA网络中，在下行发射功率不超过总发射功率的前提下，通过提升部分频带的功率谱密度，不仅能够降低频带资源的使用，減少对邻区的干扰，同时还能够提升小区的覆盖范围。低碳通信越来越成为通信界关注的焦点，从能量消耗的角度来看，在无线通信系统中，收发信机的能耗占基站总能耗的60% 80%。在目前的OFDMA系统的功率及带宽分配方案中，一般都是在所有小区都处于激活下进行的资源分配优化，没有从整网功耗的角度来考虑通过进ー步的资源自适应实现小区的关断自适应，从而对网络的能源消耗带来浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供ー种OFDMA网络中下行带宽和功率自适应的方法和系统，能够提升OFDMA网络干扰控制的灵活性，并能够在不影响用户体验的基础上实现部分小区的关断。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:本发明提供的ー种OFDMA网络中下行带宽和功率自适应的方法，该方法包括:小区基站调整有效带宽配置，使本小区负载不大于设定的有效负载门限；小区基站将本小区负载及終端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量上报给中央控制系统；中央控制系统根据小区基站的上报信息确定终端的归属关系，并将所述归属关系下发至小区基站；小区基站根据所述归属关系确定切换本小区的全部终端时，触发切换流程；小区中的終端全部切換后，小区基站关闭。
上述方案中，所述小区基站调整有效带宽配置，使本小区负载不大于设定的有效负载门限，为:小区基站接收小区内所有終端上报的本小区及邻小区的信号电平强度及信号质量，根据终端上报的信息对存储的所有終端接收的信号电平强度及信号质量进行更新；并预估物理层所需要提供的数据速率；初始化小区的有效带宽配置，并设定带宽资源的有效负载门限；小区基站计算功率谱密度，根据所述功率谱密度得到本小区负载；在本小区负载大于设定的有效负载门限时，重新设定有效带宽配置，并重新计算本小区负载，直到本小区负载不大于设定的有效负载门限。上述方案中，所述小区基站计算功率谱密度，根据所述功率谱密度得到本小区负载，为:小区基站将系统总功率分配到配置的有效带宽内，通过总功率与有效带宽的比值得到功率谱密度；根据所述功率谱密度，估算终端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收
信号质量；根据物理层所需要提供的数据速率及終端在本小区的接收信号质量，计算单个终端所需要的带宽资源；统计所有終端需要的带宽资源的总和，根据统计结果与有效带宽配置的比值得到本小区负载。上述方案中，所述中央控制系统根据小区基站的上报信息确定终端的归属关系，并将所述归属关系下发至小区基站，为:中央控制系统根据小区基站的上报信息计算相邻两个小区的所有終端由其中一个小区服务时的负载，当所述由其中一个小区服务时的负载不大于设定的有效负载门限时，确定所述相邻两个小区的所有終端归属于所述其中ー个小区，并将归属关系下发至所述相邻两个小区。本发明提供的ー种OFDMA网络中下行带宽和功率自适应的系统，该系统包括:小区基站、中央控制系统；其中，小区基站，用于调整有效带宽配置，使本小区负载不大于设定的有效负载门限；将本小区负载及終端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量上报给中央控制系统；根据中央控制系统下发的归属关系确定切换本小区的全部终端时，触发切换流程；在小区中的終端全部切換后，小区基站关闭；中央控制系统，用于根据小区基站的上报信息确定终端的归属关系，并将所述归属关系下发至小区基站。上述方案中，所述小区基站，具体用于接收小区内所有終端上报的本小区及邻小区的信号电平强度及信号质量，根据终端上报的信息对存储的所有終端接收的信号电平强度及信号质量进行更新；并预估物理层所需要提供的数据速率；初始化小区的有效带宽配置，并设定带宽资源的有效负载门限；计算功率谱密度，根据所述功率谱密度得到本小区负载；在本小区负载大于设定的有效负载门限时，重新设定有效带宽配置，并重新计算本小区负载，直到本小区负载不大于设定的有效负载门限。
上述方案中，所述小区基站，具体还用于将系统总功率分配到配置的有效带宽内，通过总功率与有效带宽的比值得到功率谱密度；根据所述功率谱密度，估算终端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量；根据物理层所需要提供的数据速率及终端在本小区的接收信号质量，计算单个终端所需要的带宽资源；统计所有終端需要的带宽资源的总和，根据统计结果与有效带宽配置的比值得到本小区负载。上述方案中，所述中央控制系统，具体用于根据小区基站的上报信息计算相邻两个小区的所有終端由其中一个小区服务时的负载，当所述由其中一个小区服务时的负载不大于设定的有效负载门限时，确定所述相邻两个小区的所有終端归属于所述其中ー个小区，并将归属关系下发至所述相邻两个小区。本发明提供了ー种OFDMA网络中下行带宽和功率自适应的方法和系统，小区基站调整有效带宽配置，使本小区负载不大于设定的有效负载门限；小区基站将本小区负载及終端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量上报给中央控制系统；中央控制系统根据小区基站的上报信息确定终端的归属关系，并将所述归属关系下发至小区基站；小区基站根据所述归属关系确定切换本小区的全部终端时，触发切换流程，小区中的终端全部切換后，小区基站关闭；如此，能够提升OFDMA网络干扰控制的灵活性，井能够在不影响用户体验的基础上实现部分小区的关断，大大提升网络的能源效率，降低对环境的影响。
图1为本发明实现OFDMA网络中下行带宽和功率自适应的方法流程示意图；图2为本发明实现OFDMA网络中下行带宽和功率自适应的系统结构示意图；图3为本发明实施例ー实现OFDMA网络中下行带宽和功率自适应的方法流程示意图；图4为本发明实施例ニ实现OFDMA网络中下行带宽和功率自适应的方法流程示意图。
具体实施例方式本发明的基本思想是:小区基站调整有效带宽配置，使本小区负载不大于设定的有效负载门限；小区基站将本小区负载及終端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量上报给中央控制系统；中央控制系统根据小区基站的上报信息确定终端的归属关系，并将所述归属关系下发至小区基站；小区基站根据所述归属关系确定切换本小区的全部终端时，触发切换流程；小区中的終端全部切換后，小区基站关闭。下面通过附图及具体实施例对本发明做进ー步的详细说明。本发明实现ー种OFDMA网络中下行带宽和功率自适应的方法，如图1所示，该方法包括以下几个步骤:步骤101:小区基站调整有效带宽配置，使本小区负载不大于设定的有效负载门限；具体的，小区基站接收小区内所有終端上报的本小区及邻小区的信号电平强度及信号质量，根据终端上报的信息对存储的所有終端接收的信号电平强度及信号质量进行更新；并且小区基站根据终端应用层传递的速率需求，预估物理层所需要提供的数据速率；初始化小区的有效带宽配置，并设定带宽资源的有效负载门限；小区基站计算功率谱密度，根据所述功率谱密度得到本小区负载；在本小区负载大于设定的有效负载门限时，重新设定有效带宽配置，并重新计算本小区负载，直到本小区负载不大于设定的有效负载门限。所述小区基站计算功率谱密度，根据所述功率谱密度得到本小区负载，具体为:小区基站将系统总功率分配到配置的有效带宽内，通过总功率与有效带宽的比值得到功率谱密度；根据所述功率谱密度，估算终端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量；根据物理层所需要提供的数据速率及終端在本小区的接收信号质量，计算单个终端所需要的带宽资源；统计所有終端需要的带宽资源的总和，根据统计结果与有效带宽配置的比值得到本小区负载。步骤102:小区基站将本小区负载及終端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量上报给中央控制系统；步骤103:中央控制系统根据小区基站的上报信息确定终端的归属关系，并将所述归属关系下发至小区基站；具体的，中央控制系统根据小区基站的上报信息计算相邻两个小区的所有終端由其中一个小区服务时的负载，当所述由其中一个小区服务时的负载不大于设定的有效负载门限时，确定所述相邻两个小区的所有終端归属于所述其中ー个小区，并将归属关系下发至所述相邻两个小区。步骤104:小区基站根据所述归属关系确定切换本小区的全部终端时，触发切换流程；所述切换流程属于现有技术，这里不进行具体描述。步骤105:小区中的終端全部切換后，小区基站关闭。为了实现上述方法，本发明还提供ー种OFDMA网络中下行带宽和功率自适应的系统，如图2所示，该系统包括:多个小区基站21、中央控制系统22 ;其中，小区基站21，用于调整有效带宽配置，使本小区负载不大于设定的有效负载门限；将本小区负载及終端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量上报给中央控制系统；根据中央控制系统22下发的归属关系确定切换本小区的全部终端时，触发切换流程；在小区中的終端全部切換后，小区基站21关闭；中央控制系统22，用于根据小区基站21的上报信息确定终端的归属关系，并将所述归属关系下发至小区基站21 ；所述小区基站21，具体用于接收小区内所有終端上报的本小区及邻小区的信号电平強度及信号质量，根据终端上报的信息对存储的所有終端接收的信号电平强度及信号质量进行更新；并预估物理层所需要提供的数据速率；初始化小区的有效带宽配置，并设定带宽资源的有效负载门限；计算功率谱密度，根据所述功率谱密度得到本小区负载；在本小区负载大于设定的有效负载门限时，重新设定有效带宽配置，并重新计算本小区负载，直到本小区负载不大于设定的有效负载门限。所述小区基站21计算功率谱密度，根据所述功率谱密度得到本小区负载，为:所述小区基站21将系统总功率分配到配置的有效带宽内，通过总功率与有效带宽的比值得到功率谱密度；根据所述功率谱密度，估算终端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量；根据物理层所需要提供的数据速率及終端在本小区的接收信号质量，计算单个終端所需要的带宽资源；统计所有終端需要的带宽资源的总和，根据统计结果与有效带宽配置的比值得到本小区负载。所述中央控制系统22，具体用于根据小区基站21的上报信息计算相邻两个小区的所有終端由其中一个小区服务时的负载，当所述由其中一个小区服务时的负载不大于设定的有效负载门限时，确定所述相邻两个小区的所有終端归属于所述其中ー个小区，并将归属关系下发至所述相邻两个小区。下面结合具体实施例详细说明本发明的方法的实现过程和原理。实施例一本实施例中，假设两个交叠覆盖的相邻小区(小区A，小区B)场景，每个小区中仅各有ー个激活用户，分别为A小区的終端M和B小区的終端N，A、B两小区初始发射功率谱密度分别为PSDA、PSDB。本实施例实现OFDMA网络中下行带宽和功率自适应的方法，如图3所示，该方法包括以下几个步骤:步骤201:終端M、N分别向小区A、B的基站上报接收的本小区及邻小区的信号电平强度Rx—Poweri^Rx+Poweri^Rx—PowerNA、Rx-Powerm和信号质量,所述信号质量用载波与干扰和噪声的比(CINR,Carrier to Interference and Noise Ratio)表不，分别为CINRma、CINRmb, CINRna, CINRnb ；步骤202:小区A、B的基站根据终端M、N上报的信息对存储的终端M、N接收的信号电平强度及信号质量进行更新；并且小区A、B的基站根据終端M、N应用层传递的速率需求Ra、Rb,预估物理层所需要提供的数据速率R/、Rb’ ；本步骤中，R/ = Ra*(1+X) , Rb’ = RB*(1+X),其中X表示数据传输中的开销。步骤203:初始 化A、B两个小区的有效带宽配置BW/、BWb’，设定网络的有效负载门限n ；步骤204:小区A、B的基站根据系统总功率P和BW/、BWb’，计算A、B小区的的功率谱密度PSD/、PSDb ’ ；其中，PSD/= P/Bff/，PSDb，= P/BWb，。步骤205:根据PSD/、PSDb 及终端M、N到两个小区的路径损耗PU、PLmb, PLna,PLnb,计算终端M、N各自在两个小区的接收信号功率谱密度RX_P0werM’、R^Powei^’、Rx_Power,/、Rx_P0WerNB’ 和接收信号质量 CINRm/、CINRmbJ、CINRn/、CINRnb J ；其中，Rx_PowerM，=PSD/ /PLma, Rx_PowerMB> = PSDbJ /PL腿，Rx_PowerNA> = PSDaJ /PLna, Rx_Power冊，=PSDbJ /PLnb,CINRm/ = CINRma^PSD/ /PSDa, CINR腿，=CINRm^PSDb, /PSDb,CINRn/ = CINRna^PSD/ /PSDa, CINRnbj = CINRnb*PSDb’ /PSDb。步骤206:通过链路仿真，得到频谱效率与CINR的映射表；步骤207:将CINRm’、CINRnb 通过映射表查找到对应的频谱效率E/、EB’ ；步骤208:根据Ra’、Rb’及Ea’、Eb’计算终端M、N的带宽需求BWM、BWnb ；其中，BWma= V /Ea’，BWnb = RB’ /EB’。步骤209:计算A、B两小区的负载nA和ilB ;其中，nA= Bffm/BffA’，nB = BWnb/BWb，。
步骤210:判断nA和“是否均不大于n，如果不是，则执行步骤203，重新设定有效带宽；如果是，则执行步骤211 ；步骤211:小区A、B的基站将本小区负载及終端M、N在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量上报给中央控制系统；步骤212:中央控制系统根据基站的上报信息确定终端M、N的归属关系，并将所述归属关系下发至小区A、B的基站；具体的，中央控制系统根据基站的上报信息计算A、B两个小区的所有終端由A小区服务和由B小区服务时的负载，当由A小区服务时的负载不大于设定的有效负载门限吋，确定A、B两个小区的所有終端归属于A小区，并将归属关系下发至A、B两个小区；当由B小区服务时的负载不大于设定的有效负载门限时，确定A、B两个小区的所有終端归属于B小区，并将归属关系下发至A、B两个小区。步骤213:小区A、B的基站根据所述归属关系确定切换本小区的全部终端时，触发切換流程；如:归属关系为归属于A小区时，小区A的基站确定切換本小区的终端M，触发切换流程；归属关系为归属于B小区吋，小区B的基站确定切換本小区的终端N，触发切换流程。步骤214:小区中的終端全部切換后，小区基站关闭。实施例ニ在该实施例中，假设宏蜂窝和微蜂窝层叠覆盖的场景。其中宏蜂窝小区A提供整个区域的覆盖，微蜂窝小区B提供A小区内热点地区的覆盖，小区A与B已经分配了发射带宽，并设定了有效负载门限。当热点地区的话务从忙时进入非忙时，实现OFDMA网络中下行带宽和功率自适应的方法，如图4所示，该方法包括以下几个步骤:步骤301:小区A的基站增加发射带宽；步骤302:小区A的基站根据发射带宽，计算終端在本小区的接收信号功率谱密度；步骤303:中央控制系统根据小区A的基站上报的接收信号功率谱密度，计算A、B两小区下的終端都由A服务时的负载；若都由A服务时的负载超出有效负载时，执行步骤301，若都由A服务时的负载不超出有效负载时，执行步骤304 ；步骤304:中央控制系统通知A、B两小区的基站:B小区下的终ま而归属于A小区；步骤305:B小区的基站启动切換流程，将全部終端切入到A小区，B小区的基站关闭。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1.ー种正交频分多址(OFDMA)网络中下行带宽和功率自适应的方法，其特征在于，该方法包括: 小区基站调整有效带宽配置，使本小区负载不大于设定的有效负载门限； 小区基站将本小区负载及終端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量上报给中央控制系统； 中央控制系统根据小区基 站的上报信息确定终端的归属关系，并将所述归属关系下发至小区基站； 小区基站根据所述归属关系确定切换本小区的全部终端时，触发切换流程； 小区中的終端全部切換后，小区基站关闭。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小区基站调整有效带宽配置，使本小区负载不大于设定的有效负载门限，为: 小区基站接收小区内所有終端上报的本小区及邻小区的信号电平强度及信号质量，根据终端上报的信息对存储的所有終端接收的信号电平强度及信号质量进行更新；并预估物理层所需要提供的数据速率； 初始化小区的有效带宽配置，并设定带宽资源的有效负载门限； 小区基站计算功率谱密度，根据所述功率谱密度得到本小区负载； 在本小区负载大于设定的有效负载门限时，重新设定有效带宽配置，并重新计算本小区负载，直到本小区负载不大于设定的有效负载门限。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述小区基站计算功率谱密度，根据所述功率谱密度得到本小区负载，为: 小区基站将系统总功率分配到配置的有效带宽内，通过总功率与有效带宽的比值得到功率谱密度； 根据所述功率谱密度，估算终端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量; 根据物理层所需要提供的数据速率及終端在本小区的接收信号质量，计算单个终端所需要的带宽资源； 统计所有終端需要的带宽资源的总和，根据统计结果与有效带宽配置的比值得到本小区负载。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中央控制系统根据小区基站的上报信息确定终端的归属关系，并将所述归属关系下发至小区基站，为: 中央控制系统根据小区基站的上报信息计算相邻两个小区的所有終端由其中ー个小区服务时的负载，当所述由其中一个小区服务时的负载不大于设定的有效负载门限时，确定所述相邻两个小区的所有終端归属于所述其中ー个小区，并将归属关系下发至所述相邻两个小区。
5.ー种OFDMA网络中下行带宽和功率自适应的系统，其特征在于，该系统包括:小区基站、中央控制系统；其中， 小区基站，用于调整有效带宽配置，使本小区负载不大于设定的有效负载门限；将本小区负载及終端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量上报给中央控制系统；根据中央控制系统下发的归属关系确定切換本小区的全部终端时，触发切换流程；在小区中的终端全部切换后，小区基站关闭； 中央控制系统，用于根据小区基站的上报信息确定终端的归属关系，并将所述归属关系下发至小区基站。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述小区基站，具体用于接收小区内所有終端上报的本小区及邻小区的信号电平强度及信号质量，根据终端上报的信息对存储的所有終端接收的信号电平强度及信号质量进行更新；并预估物理层所需要提供的数据速率；初始化小区的有效带宽配置，并设定带宽资源的有效负载门限；计算功率谱密度，根据所述功率谱密度得到本小区负载；在本小区负载大于设定的有效负载门限时，重新设定有效带宽配置，并重新计算本小区负载，直到本小区负载不大于设定的有效负载门限。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述小区基站，具体还用于将系统总功率分配到配置的有效带宽内，通过总功率与有效带宽的比值得到功率谱密度；根据所述功率谱密度，估算终端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量；根据物理层所需要提供的数据速率及終端在本小区的接收信号质量，计算单个终端所需要的带宽资源；统计所有終端需要的带宽资源的总和，根据统计结果与有效带宽配置的比值得到本小区负载。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述中央控制系统，具体用于根据小区基站的上报信息计算相邻两个小区的所有終端由其中一个小区服务时的负载，当所述由其中一个小区服务时的负载不大于设定的有效负载门限时，确定所述相邻两个小区的所有終端归属于所述其中ー个小区，并将归 属关系下发至所述相邻两个小区。
全文摘要
本发明公开了一种正交频分多址(OFDMA)网络中下行带宽和功率自适应的方法，小区基站调整有效带宽配置，使本小区负载不大于设定的有效负载门限；小区基站上报本小区负载及终端在本小区和邻小区的接收信号功率谱密度和接收信号质量；中央控制系统根据小区基站的上报信息确定终端的归属关系；小区基站根据所述归属关系确定切换本小区的全部终端时，触发切换流程，小区中的终端全部切换后，小区基站关闭；本发明同时还公开了一种OFDMA网络中下行带宽和功率自适应的系统，通过本发明的方案，能够提升OFDMA网络干扰控制的灵活性，并能够在不影响用户体验的基础上实现部分小区的关断，大大提升网络的能源效率，降低对环境的影响。
文档编号H04W36/00GK103139850SQ20111037331
公开日2013年6月5日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者顾军, 范国田, 刘康康, 金海涛, 董文斌 申请人:中兴通讯股份有限公司