專利名稱：一種宏基站和家庭基站之間頻譜交換的方法和lte系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信技術領域，具體涉及一種宏基站和家庭基站之間頻譜交換的方法和LTE系統(tǒng)。
背景技術：
隨著無線通信技術的不斷發(fā)展，無線網絡與hternet的融合成為今后通信發(fā)展的主流趨勢，傳統(tǒng)的以電路交換業(yè)務為主的蜂窩網已近開始沿著全IP的網絡結構不斷發(fā)展。傳統(tǒng)的蜂窩通信網絡與計算機網絡的融合，為無線通信系統(tǒng)的數據傳輸能力提出了新的挑戰(zhàn)和需求。因此，為了不斷滿足度對無線接入持續(xù)提升的需求，LTE(Long Term Evolution)系統(tǒng)應運而生，通過新的關鍵技術的引入及網絡管理能力的提升在數據傳輸能力上取得了實質性的突破。為了更好地解決室內高速數據業(yè)務的覆蓋及容量需求，家庭基站(eHNB，evolved HomeNodeB)成為LTE及LTE-ADVANCED系統(tǒng)的重要研究方向。由于家庭基站安裝的隨機性以及與宏基站(eNB，evolved NodeB)之間的關聯性，為提高產業(yè)上的可行性，eNB與eHNB之間的干擾頻譜共享與協(xié)調技術成為第三代合作伙伴計劃(3GPP，3rd Generetion Project partnership)的重要研究方向之一。家庭基站支持兩種運作模式限制接入方式，即封閉簽約用戶組(CSG，Closed Subscriber Group)小區(qū)，只有具備特定的權限才能夠接入進行業(yè)務；無限制接入方式，只要在資源及干擾條件允許的條件下都可以接入進行業(yè)務。兩者的最根本的差別在于由于權限的控制。在eNB-eHNB層疊網絡中，如果eNB與eHNB在沒有任何協(xié)調機制的情況下選擇了相同的頻譜資源進行通信，對于上下行鏈路，將會存在兩種潛在類型的主要干擾(1)單個強干擾源的干擾1. l)eNB 對 HUE (Home eHNB User Equipment)的干擾在 eHNB 的部署位置離 eNB 較近、并且使用相同頻譜資源的條件下，eNB將會對HUE的正常通信產生潛在的強干擾。1. 2) eHNB對MUE (Macro eNB User Equipment)的干擾在使用相同頻譜資源的情況下，當MUE運動到里eHNB較近的位置，會受到eHNB潛在的強干擾；同時MUE較高的發(fā)射功率也會對HUE的上行鏈路產生強烈的干擾。(2)多個弱干擾源的干擾對eNB-eHNB層疊網絡，在eHNB大量部署的場景下，對于下行鏈路，多個來自eHNB 弱信號的疊加會對MUE產生潛在的強干擾；同時，對于上行鏈路，多個來自HUE弱信號的疊加會對eNB產生強干擾。由于eHNB安裝的任意性及擺放位置的動態(tài)特性，傳統(tǒng)的用于宏基站的預規(guī)劃技術無法應用到層疊網絡中進行干擾及資源的協(xié)調，不能滿足家庭基站對環(huán)境變化的自適應需求。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的主要技術問題是提供一種宏基站和家庭基站之間頻譜交換的方法和LTE系統(tǒng)，提高了家庭基站與宏基站之間頻譜共享的靈活性及穩(wěn)定性，提高了 LTE系統(tǒng)的整體性能。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種宏基站和家庭基站之間頻譜交換的方法， 包括步驟宏基站終端檢測到家庭基站位于宏基站終端的高干擾區(qū)域內，則上報宏基站，宏基站將宏基站終端調至預先劃分的宏基站終端專用頻段；宏基站終端檢測到家庭基站離開宏基站終端的高干擾區(qū)域，則上報宏基站，宏基站將宏基站終端調至非專用頻段。一實施例中，所述宏基站將宏基站終端調至預先劃分的宏基站終端專用頻段之后還進一步包括步驟宏基站生成家庭基站專用信令并發(fā)送給家庭基站，家庭基站根據所述專用信令將所述宏基站終端專用頻段列為禁用頻段。一實施例中，宏基站終端檢測家庭基站是否位于宏基站終端的高干擾區(qū)域內之前還進一步包括步驟劃分宏基站終端專用頻段后，宏基站通過公共信令通知宏基站覆蓋范圍內的家庭基站，家庭基站接收公共信令后將宏基站終端專用頻段列為禁用頻段。一實施例中，宏基站終端檢測家庭基站是否位于高干擾區(qū)域內之前還進一步包括步驟家庭基站根據所附屬的家庭終端上報的本鄰小區(qū)信號強度，確定相鄰的強干擾家庭基站，宏基站根據所有覆蓋范圍內家庭基站上報的信息構建強干擾矩陣，并在網絡運行過程中根據家庭基站上報信息的變化更新干擾矩陣。一實施例中，構建強干擾矩陣后還進一步包括步驟宏基站根據干擾矩陣確定的鄰接關系將對分散在不同專用頻段上的宏基站終端進行調整，具體為如果宏基站終端高干擾區(qū)域內的不同家庭基站之間具有強干擾關系，則將與這些家庭基站有強干擾關系的宏基站終端調整到同一專用頻段，并通知家庭基站頻段的使用限制。一種LTE系統(tǒng)，包括宏基站、宏基站終端、家庭基站和家庭終端，所述宏基站終端用于檢測家庭基站是否位于宏基站終端的高干擾區(qū)域內，如果是，則上報宏基站，宏基站將宏基站終端調至預先劃分的宏基站終端專用頻段；如果宏基站終端檢測到家庭基站離開高干擾區(qū)域，則上報宏基站，宏基站將宏基站終端調至非專用頻段。一實施例中，所述宏基站將宏基站終端調至預先劃分的宏基站終端專用頻段后還生成家庭基站專用信令并發(fā)送給家庭基站，家庭基站根據所述專用信令將所述宏基站終端專用頻段列為禁用頻段。一實施例中，所述宏基站在劃分宏基站終端專用頻段后，還通過公共信令通知宏基站覆蓋范圍內的家庭基站，家庭基站接收公共信令后將宏基站終端專用頻段列為禁用頻段。一實施例中，家庭基站還用于根據所附屬的家庭終端上報的本鄰小區(qū)信號強度， 確定相鄰的強干擾家庭基站，宏基站根據所有覆蓋范圍內家庭基站上報的信息構建強干擾矩陣，并在網絡運行過程中根據家庭基站上報信息的變化更新干擾矩陣。一實施例中，宏基站根據干擾矩陣確定的鄰接關系將對分散在不同專用頻段上的宏基站終端進行調整，具體為如果宏基站終端高干擾區(qū)域內的不同家庭基站之間具有強干擾關系，則將與這些家庭基站有強干擾關系的宏基站終端調整到同一專用頻段，并通知家庭基站頻段的使用限制。與現有技術相比，本發(fā)明通過對系統(tǒng)頻段進行劃分出專用頻段，供高干擾區(qū)域內存在家庭基站的宏基站終端使用，當宏基站終端檢測到家庭基站位于宏基站終端的高干擾區(qū)域內，則上報宏基站，宏基站將宏基站終端調至預先劃分的宏基站終端專用頻段，避免區(qū)域內的家庭基站使用相同的頻段，實現干擾避免的快速響應，從而提高了家庭基站與宏基站之間頻譜共享的靈活性及穩(wěn)定性，提高了 LTE系統(tǒng)的整體性能。


圖1為本發(fā)明實施例提供的一種宏基站和家庭基站之間頻譜交換的方法流程圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的一種高干擾區(qū)域分量載波劃分示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的一種LTE系統(tǒng)場景示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的一種宏基站和家庭基站之間頻譜交換的信令示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的一種LTE系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式本發(fā)明的核心思想是提供一種在LTE-ADVANCED系統(tǒng)中基于高干擾區(qū)域分量載波(CC，Component Carrier)載波預留的宏基站與家庭基站間干擾避免及頻譜交換技術，以及相關的分層信令機制及流程，有利于增強家庭基站與宏基站之間頻譜共享的靈活性及穩(wěn)定性，提升網絡的整體性能。為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。請參閱圖1所示，一種宏基站和家庭基站之間頻譜交換的方法，包括以下步驟步驟101 預留部分系統(tǒng)頻段，供高干擾區(qū)域內存在eHNB的MUE使用；步驟102 通過公共信令通知覆蓋區(qū)域內的eHNB，避免區(qū)域內的eHNB使用相同的頻段，實現干擾避免的快速響應，轉至步驟109。步驟103 :eHNB根據所附屬的HUE上報的本鄰小區(qū)信號強度，確定相鄰的強干擾 eHNB。步驟104 :eNB根據所有覆蓋范圍內eHNB上報的信息構建強干擾矩陣，并在網絡運行過程中根據eHNB上報信息的變化更新干擾矩陣。步驟105 :MUE通過測量、估計，確定高干擾區(qū)域內是否存在eHNB，若MUE檢測到 eHNB存在于高干擾區(qū)域，發(fā)送EHNB_INJHR信令至服務eNB，eNB將其調至專用頻段；若MUE 檢測到eHNB離開高干擾區(qū)域，發(fā)送EHNB_0UTJHR信令至服務eNB，eNB將其調整到非專用頻段。步驟106 :eNB根據干擾矩陣確定的鄰接關系將對分散在不同專用頻段上的MUE進行調整，若相同MUE高干擾區(qū)域內的不同eHNB之間不具有強干擾關系，則將與此類eHNB有高干擾關系的MUE調整到同一專用頻段。步驟107 :eNB通過專用信令通知受調整影響的eHNB。
步驟108 :eHNB根據收到的專用信令禁用部分頻段。步驟109 :eHNB根據收到的公共信令禁用部分頻段。請參閱圖2所示，在LTE宏基站eNB的覆蓋范圍內，隨機部署三個家庭基站eHNBl， eHNB2和 eHNB3，其中 HUE 附屬于 eHNB，宏基站終端(MUE_NH，Macro UE near HomeNodeB) 1 4附屬于eNB。eHNBl處于MUE_NH1和MUE_NH2的同頻高干擾區(qū)域；eHNB2處于MUE_NH1、 MUE_NH2、MUE_NH3、MUE_NH4的同頻高干擾區(qū)域；eHNB3處于MUE_NH5和MUE_NH6的同頻高干擾區(qū)域。請參閱圖2示，eNB與eHNBl eHNB3共享一個頻譜資源池，包含5個分量載波 (CC，Component Carrier)，其中每個載波可承載4個UE。對于網絡的初始化階段，資源池分為兩部分預留頻譜和自由頻譜。其中預留頻譜供高干擾區(qū)域內存在eHNB的UE使用；自由頻譜可供所有UE使用。在eNB的初始化階段，預留2個CC (CCl、CC2)用作MUE_NH的專用頻譜，并通過廣播控制信道(BCCH, Broadcast Control Channel)或 IP 網絡下發(fā) eNB-specific_MUE_NH_ SB公共信令通知覆蓋區(qū)域范圍內的eHNBl eHNB3。eHNB接收來自eNB的廣播信息，并對信息進行解碼和保存，作為后續(xù)eHNB進行載波選擇的參考。需要說明的是，eNB級信令(公共信令)為eNB-specific_MUE_NH_SB (Serving Band for MUE near eHNB)，eNB覆蓋范圍內的eHNB需要響應。用在無eHNB信息情況下頻帶預留的初始階段，通過初始頻段的預留以及對覆蓋區(qū)域內所以eHNB對預留頻段使用的控制，節(jié)點部署初始階段，eNB能夠迅速調整高干擾區(qū)域內的MUE到預留頻段進行通信。eHNB級信令(專用信令)為eHNB_specif ic_MUE_NH_SB，只有eNB信令中指定的 eHNB需要進行相應。舉例說明，eHNB按照eHNBl- > eHNB3- > eHNB2的順序啟動。每個eHNB的運行狀態(tài)如如圖4所示。(1) eHNBl 開機(1. 1) eHNBl開啟下行測量并讀取eNB的eNB-specif ic_MUE_NH_SB公共信令；(1. 2) eHNBl 根據 eNB-specific_MUE_NH_SB 將 CCl CC2 列為禁用載波，并從 CC3 CC5中選取載波作為初始頻帶資源；(1. 3) eHNBl建立小區(qū)并發(fā)射下行信號；(1. 4)MUE_NH1 MUE_NH2測量eHNBl下行參考信號，并確定eHNBl存在于高干擾區(qū)域中；(1. 5) MUE_NH1 和 MUE_NH2 發(fā)送上行信令 EHNB_IN_HIR 至 eNB ；(1. 6) eNB 將 MUE_NH1 和 MUE_NH2 轉移至 CCl ；(1. 7) eNB 生成 eHNBl 專用信令 eHNB-specif ic_MUE_NH_SB，將 CCl 設置成預留頻
■；並 1曰；(1. 8) eHNBl 接受來自 eNB 的 eHNB-specif ic_MUE_NH_SB 信令，更新禁用載波為 CCl。(2) eHNB3 開機(2. 1) eHNB3開啟下行測量并讀取eNB的eNB-specif ic_MUE_NH_SB公共信令；(2. 2) eHNB3 根據 eNB-specific_MUE_NH_SB 將 CCl CC2 列為禁用載波，并從CC3 CC5中選取載波作為初始頻帶資源；(2. 3) eHNB3建立小區(qū)并發(fā)射下行信號；(2. 4) MUE_NH5 MUE_NH6測量eHNB3下行參考信號，并確定eHNB3存在于高干擾區(qū)域中；(2. 5) MUE_NH5 和 MUE_NH6 發(fā)送上行信令 EHNB_IN_HIR 至 eNB ；(2. 6) eNB 將 MUE_NH5 和 MUE_NH6 轉移至 CCl ；(2. 7) eNB 生成 eHNB3 專用信令 eHNB-specif ic_MUE_NH_SB，將 CCl 設置成預留頻
■；並 1曰；(2. 8) eHNB3 接受來自 eNB 的 eHNB-specif ic_MUE_NH_SB 信令，更新禁用載波為 CCl。(3) eHNB2 開機(3. 1) eHNB2開啟下行測量并讀取eNB的eNB-specif ic_MUE_NH_SB公共信令；
(3. 2) eHNB3 根據 eNB-specific_MUE_NH_SB 將 CCl CC2 列為禁用載波，并從 CC3 CC5中選取載波作為初始頻帶資源；(3. 3) eHNB2建立小區(qū)并發(fā)射下行信號；(3. 4) MUE_NH1 MUE_NH4測量eHNB2下行參考信號，并確定eHNB2存在于高干擾區(qū)域中；(3. 5) MUE_NH1 MUE_NH4 發(fā)送上行信令 EHNB_IN_HIR 至 eNB ；(3. 6) eNB 將 MUE_NH3 和 MUE_NH4 轉移至 CC2 ；(3. 7) eNB 生成 eHNB2 專用信令 eHNB-specif ic_MUE_NH_SB，將 CC2 設置成預留頻
■；並 1曰；(3. 8) eHNB2 接受來自 eNB 的 eHNB-specif ic_MUE_NH_SB 信令，更新禁用載波為 CC2。(4) eHNBl 3測量匯報各自的高干擾相鄰eHNB。根據測量結果，eHNBl與eHNB2 之間存在高干擾，不可以同頻運行，eHNBl或eHNB2將測量結果通過骨干網匯報給eNB。(5)eNB根據EHNB_INJΠR判定與eHNBl、eHNB2關聯的MUE具有交集，同時根據(4) 上報的測量結果判定eHNBl與eHNB2之間存在強干擾關系。(6) eNB 將 MUE_NH3&MUE_NH4 調整到 CC1，將 MUE_NH5&MUE_NH6 調整到 CC2。(7) eNB 生成 eHNB2 專用信令 eHNB-specif ic_MUE_NH_SB，將 CCl 設置成預留頻譜。(8) eNB 生成 eHNB3 專用信令 eHNB-specif ic_MUE_NH_SB，將 CC2 設置成預留頻譜。(9) eHNB2 接受來自 eNB 的 eHNB-specif ic_MUE_NH_SB 信令，更新禁用載波為 CCl。(10)eHNB3接受來自eNB的eHNB-specif ic_MUE_NH_SB信令，更新禁用載波為 CC2。根據上述方法，本發(fā)明還提供了一種LTE系統(tǒng)，包括宏基站、宏基站終端、家庭基站和家庭終端。其中，宏基站終端，用于檢測家庭基站是否位于宏基站終端的高干擾區(qū)域內，如果是則通知宏基站，宏基站將宏基站終端調至預先劃分的宏基站終端專用頻段；如果宏基站終端檢測到家庭基站離開高干擾區(qū)域，則通知宏基站，宏基站將宏基站終端調至非專用頻段。調整后，宏基站還用于生成家庭基站專用信令并發(fā)送給家庭基站，家庭基站根據所述專用信令將所述宏基站終端專用頻段列為禁用頻段。
劃分宏基站終端專用頻段后，所述宏基站還通過公共信令通知宏基站覆蓋范圍內的家庭基站，家庭基站接收公共信令后將宏基站終端專用頻段列為禁用頻段。家庭基站還用于根據所附屬的家庭終端上報的本鄰小區(qū)信號強度，確定相鄰的強干擾家庭基站，宏基站根據所有覆蓋范圍內家庭基站上報的信息構建強干擾矩陣，并在網絡運行過程中根據家庭基站上報信息的變化更新干擾矩陣。宏基站根據干擾矩陣確定的鄰接關系將對分散在不同專用頻段上的宏基站終端進行調整，具體為如果相同宏基站終端高干擾區(qū)域內的不同家庭基站之間具有強干擾關系，則將與該家庭基站有強干擾關系的宏基站終端調整到同一專用頻段，并通知家庭基站頻段的使用限制。以上內容是結合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種宏基站和家庭基站之間頻譜交換的方法，其特征在于，包括步驟宏基站終端檢測到家庭基站位于宏基站終端的高干擾區(qū)域內，則上報宏基站，宏基站將宏基站終端調至預先劃分的宏基站終端專用頻段；宏基站終端檢測到家庭基站離開宏基站終端的高干擾區(qū)域，則上報宏基站，宏基站將宏基站終端調至非專用頻段。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述宏基站將宏基站終端調至預先劃分的宏基站終端專用頻段之后還進一步包括步驟宏基站生成家庭基站專用信令并發(fā)送給家庭基站，家庭基站根據所述專用信令將所述宏基站終端專用頻段列為禁用頻段。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，宏基站終端檢測家庭基站是否位于宏基站終端的高干擾區(qū)域內之前還進一步包括步驟劃分宏基站終端專用頻段后，宏基站通過公共信令通知宏基站覆蓋范圍內的家庭基站，家庭基站接收公共信令后將宏基站終端專用頻段列為禁用頻段。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，宏基站終端檢測家庭基站是否位于高干擾區(qū)域內之前還進一步包括步驟家庭基站根據所附屬的家庭終端上報的本鄰小區(qū)信號強度，確定相鄰的強干擾家庭基站，宏基站根據所有覆蓋范圍內家庭基站上報的信息構建強干擾矩陣，并在網絡運行過程中根據家庭基站上報信息的變化更新干擾矩陣。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，構建強干擾矩陣后還進一步包括步驟宏基站根據干擾矩陣確定的鄰接關系將對分散在不同專用頻段上的宏基站終端進行調整，具體為如果宏基站終端高干擾區(qū)域內的不同家庭基站之間具有強干擾關系，則將與這些家庭基站有強干擾關系的宏基站終端調整到同一專用頻段，并通知家庭基站頻段的使用限制。
6.一種LTE系統(tǒng)，包括宏基站、宏基站終端、家庭基站和家庭終端，其特征在于，所述宏基站終端用于檢測家庭基站是否位于宏基站終端的高干擾區(qū)域內，如果是，則上報宏基站， 宏基站將宏基站終端調至預先劃分的宏基站終端專用頻段；如果宏基站終端檢測到家庭基站離開高干擾區(qū)域，則上報宏基站，宏基站將宏基站終端調至非專用頻段。
7.如權利要求6所述的LTE系統(tǒng)，其特征在于，所述宏基站將宏基站終端調至預先劃分的宏基站終端專用頻段后還生成家庭基站專用信令并發(fā)送給家庭基站，家庭基站根據所述專用信令將所述宏基站終端專用頻段列為禁用頻段。
8.如權利要求6所述的LTE系統(tǒng)，其特征在于，所述宏基站在劃分宏基站終端專用頻段后，還通過公共信令通知宏基站覆蓋范圍內的家庭基站，家庭基站接收公共信令后將宏基站終端專用頻段列為禁用頻段。
9.如權利要求6所述的LTE系統(tǒng)，其特征在于，家庭基站還用于根據所附屬的家庭終端上報的本鄰小區(qū)信號強度，確定相鄰的強干擾家庭基站，宏基站根據所有覆蓋范圍內家庭基站上報的信息構建強干擾矩陣，并在網絡運行過程中根據家庭基站上報信息的變化更新干擾矩陣。
10.如權利要求9所述的LTE系統(tǒng)，其特征在于，宏基站根據干擾矩陣確定的鄰接關系將對分散在不同專用頻段上的宏基站終端進行調整，具體為如果宏基站終端高干擾區(qū)域內的不同家庭基站之間具有強干擾關系，則將與這些家庭基站有強干擾關系的宏基站終端調整到同一專用頻段，并通知家庭基站頻段的使用限制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種宏基站和家庭基站之間頻譜交換的方法和系統(tǒng)，方法包括步驟宏基站終端檢測到家庭基站位于宏基站終端的高干擾區(qū)域內，則上報宏基站，宏基站將宏基站終端調至預先劃分的宏基站終端專用頻段；宏基站終端檢測到家庭基站離開宏基站終端的高干擾區(qū)域，則上報宏基站，宏基站將宏基站終端調至非專用頻段。本發(fā)明通過劃分出專用頻段，當宏基站終端檢測到家庭基站位于宏基站終端的高干擾區(qū)域內時，宏基站將宏基站終端調至預先劃分的宏基站終端專用頻段，避免高干擾區(qū)域內的家庭基站使用相同的頻段，實現干擾避免的快速響應，從而提高了家庭基站與宏基站之間頻譜共享的靈活性及穩(wěn)定性，提高了LTE系統(tǒng)的整體性能。
文檔編號H04W16/10GK102572842SQ20101060071
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權日2010年12月22日
發(fā)明者劉康康, 姜冰心, 李晟, 范國田, 董文斌, 顧軍 申請人:中興通訊股份有限公司