本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種利用波長(zhǎng)重構(gòu)提高CoMP(Coordinated Multiple Point，協(xié)作多點(diǎn))性能的方法。

背景技術(shù)：

在無(wú)線通信中，由于LTE(Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn))系統(tǒng)采用了MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多入多出)和OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用)技術(shù)，小區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的用戶間的干擾很小或者可以忽略。但對(duì)于小區(qū)邊緣用戶而言，小區(qū)間的同頻干擾嚴(yán)重地降低了邊緣用戶性能，MIMO的技術(shù)優(yōu)勢(shì)不能較好地改善小區(qū)邊緣頻譜效率，小區(qū)邊緣性能逐漸成為了系統(tǒng)性能的瓶頸?；谏鲜銮闆r，協(xié)作多點(diǎn)傳輸技術(shù)被3GPP組織引入到了LTE-A中，用來(lái)提高和改善小區(qū)邊緣頻譜效率，甚至是整個(gè)小區(qū)系統(tǒng)的性能。

協(xié)作多點(diǎn)(Coordinated Multiple Point，CoMP)傳輸?shù)哪繕?biāo)是聯(lián)合多個(gè)小區(qū)的天線聯(lián)合向用戶傳輸，利用分集技術(shù)來(lái)提高邊緣用戶的吞吐量，增強(qiáng)傳統(tǒng)小區(qū)對(duì)于邊緣的支持和提升移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)傳輸性能。

根據(jù)協(xié)作點(diǎn)的協(xié)作通信方式可以把CoMP分為基站內(nèi)部協(xié)作(Intra-Site(eNodeB)CoMP)和基站間協(xié)作(Inter-Site(eNodeB)CoMP)。Intra-Site CoMP通信中，所有的可以協(xié)作的小區(qū)隸屬于同一個(gè)eNodeB。因此，用戶數(shù)據(jù)和必要的解調(diào)信息僅在同一個(gè)eNodeB內(nèi)的BBU(基帶處理單元)管轄的小區(qū)間進(jìn)行交換。Inter-Site CoMP通信中，可以擴(kuò)大協(xié)同操作的覆蓋范圍，更多的通信節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行協(xié)同傳輸和接收。然而由于協(xié)作范圍較大，數(shù)據(jù)和信道狀態(tài)信息(CSI)在基站間交換會(huì)引起回程鏈路的開銷和延時(shí)等問(wèn)題，此外，時(shí)鐘和同步的控制也有一定的困難。

在實(shí)際的應(yīng)用中，小區(qū)間的協(xié)作會(huì)成為更廣泛的協(xié)作場(chǎng)景。但是在分布式網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)小區(qū)擁有各自的數(shù)字處理單元，所以小區(qū)間的協(xié)作就意味著這是若干個(gè)BBU之間的CoMP(Inter-BBU CoMP)。而在云(集中式)無(wú)線接入網(wǎng)中，BBU被集中在一起形成BBU pool。在BBU pool和RRH(Remote Radio Head，射頻拉遠(yuǎn)頭)之間用光網(wǎng)絡(luò)連接。一個(gè)BBU可以為多個(gè)RRH提供服務(wù)，在這幾個(gè)RRH之間的CoMP稱之為BBU內(nèi)的CoMP(Inter-BBU CoMP)。

在CoMP技術(shù)中，系統(tǒng)需要涉及多個(gè)小區(qū)之間進(jìn)行用戶的數(shù)據(jù)信息和信道信息的共享以及多個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)間的資源協(xié)調(diào)分配。因此，LTE-A無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)中CoMP技術(shù)對(duì)于回程鏈路的特性有著較高的要求。

在3GPP標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的討論中得到了相關(guān)的結(jié)論：多小區(qū)協(xié)作處理可以顯著地改善無(wú)線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的性能，有效降低小區(qū)間的干擾。在CoMP技術(shù)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，需要多個(gè)基站進(jìn)行聯(lián)合預(yù)編碼和傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，并且在多個(gè)資源塊上調(diào)度所服務(wù)的用戶。這一過(guò)程中的協(xié)作用戶的數(shù)據(jù)流必須在所有協(xié)作小區(qū)間共享。因此為了實(shí)現(xiàn)上述階段，往往需要基站間的X2接口進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的信息交互。同時(shí)業(yè)務(wù)的處理有著嚴(yán)格的時(shí)間限制，所以對(duì)X2鏈路的時(shí)延也有著很高的要求。然而，這些限制對(duì)于X2鏈路的成本和實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明立足于云(集中式)無(wú)線接入網(wǎng)，提出一種利用波長(zhǎng)重構(gòu)提高CoMP性能的方法，通過(guò)波長(zhǎng)的重構(gòu)令更多的CoMP用戶可以被同一個(gè)BBU提供CoMP服務(wù)(Intra-BBU CoMP)。

本發(fā)明提供的一種利用波長(zhǎng)重構(gòu)提高CoMP性能的方法，通過(guò)對(duì)波長(zhǎng)重構(gòu)，調(diào)整BBU和RRH的從屬關(guān)系，讓Inter-BBU CoMP的邊緣用戶業(yè)務(wù)流量和波長(zhǎng)被遷移的內(nèi)部用戶業(yè)務(wù)流量的總和達(dá)到最小。其中，進(jìn)行波長(zhǎng)重構(gòu)有兩種方法，下面分別說(shuō)明。

首先，本發(fā)明基于拓?fù)鋱D進(jìn)行波長(zhǎng)重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)步驟如下：

步驟1，建立無(wú)向圖G＝(V,E)，其中，節(jié)點(diǎn)V包含接入網(wǎng)中的BBU和RRH兩種節(jié)點(diǎn)，邊E包含兩種，一種是兩個(gè)RRH節(jié)點(diǎn)之間的邊，邊的權(quán)重為同時(shí)向兩個(gè)RRH請(qǐng)求CoMP服務(wù)的用戶業(yè)務(wù)流量，另一種是RRH節(jié)點(diǎn)與BBU節(jié)點(diǎn)之間的邊，邊的權(quán)重為RRH正在被BBU服務(wù)的內(nèi)部用戶業(yè)務(wù)流量。

步驟2，判斷圖G中的BBU節(jié)點(diǎn)的數(shù)量是否小于2，若是，執(zhí)行步驟4；否則，建立虛擬拓?fù)?，選取BBU中業(yè)務(wù)負(fù)載最重的BBU，設(shè)為節(jié)點(diǎn)BBU_s，并將剩余的BBU合并形成一個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)BBU_t。

步驟3，使用求最大流方法求得節(jié)點(diǎn)BBU_s和BBU_t之間的最小割，根據(jù)最小割的劃分確定從屬于BBU_s的RRH；從圖中，將BBU_s和從屬于它的RRH全部去掉，同時(shí)去掉與BBU_s及從屬的RRH節(jié)點(diǎn)相連的邊，將虛擬節(jié)點(diǎn)BBU_t拆分成原始狀態(tài)；然后執(zhí)行步驟2。

步驟4，網(wǎng)絡(luò)中只剩余1個(gè)BBU，將剩余的RRH與該BBU建立從屬關(guān)系，結(jié)束本方法。

其次，本發(fā)明還提供一種基于波長(zhǎng)權(quán)重的波長(zhǎng)重構(gòu)方法，實(shí)現(xiàn)步驟如下：

步驟2.1，遍歷所有的小區(qū)，獲得每個(gè)小區(qū)的優(yōu)化權(quán)重OW、期望波長(zhǎng)EW和同波長(zhǎng)鄰接小區(qū)AC_s。

設(shè)當(dāng)前小區(qū)為Vi，記錄下Vi當(dāng)前的波長(zhǎng)和Vi的內(nèi)部用戶的業(yè)務(wù)流量；尋找與Vi有CoMP關(guān)系的所有小區(qū)Vj，記錄每個(gè)小區(qū)Vj當(dāng)前的波長(zhǎng)，以及小區(qū)Vj和Vi之間申請(qǐng)CoMP服務(wù)的用戶的業(yè)務(wù)流量；然后將對(duì)Vi和Vj記錄下來(lái)的用戶業(yè)務(wù)流量根據(jù)小區(qū)的波長(zhǎng)相加，將具有相同的小區(qū)波長(zhǎng)的的用戶業(yè)務(wù)流量相加；找出相加后用戶業(yè)務(wù)流量最大的波長(zhǎng)作為小區(qū)Vi的優(yōu)化權(quán)重OW，所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為期望波長(zhǎng)EW，而所有與期望波長(zhǎng)同波長(zhǎng)的小區(qū)Vj被定義為同波長(zhǎng)鄰接小區(qū)AC_s。

步驟2.2，根據(jù)每個(gè)小區(qū)的優(yōu)化權(quán)重OW從大到小的順序建立一個(gè)列表L，選擇優(yōu)化權(quán)重最大的小區(qū)，將該小區(qū)的波長(zhǎng)重構(gòu)為該小區(qū)的期望波長(zhǎng)EW，然后將該小區(qū)以及該小區(qū)的AC_s小區(qū)從列表L中移除。

通過(guò)步驟2.2，使具有相同期望波長(zhǎng)的RRH從屬于該期望波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的BBU。

步驟2.3，如果列表L非空，繼續(xù)執(zhí)行步驟2.2，否則，執(zhí)行完畢，結(jié)束本方法。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果在于：本發(fā)明方法降低了小區(qū)間干擾，提高了小區(qū)邊緣吞吐量和服務(wù)質(zhì)量。緩解了在分布式無(wú)線接入網(wǎng)中為了提供CoMP對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)尤其是X2鏈路形成巨大的壓力和沖擊，降低了BBU之間的鏈路壓力，降低了Inter-BBU CoMP用戶的業(yè)務(wù)流量，從而增加了小區(qū)的吞吐量，提高了用戶服務(wù)質(zhì)量，整體提高了網(wǎng)絡(luò)的承載能力。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明通過(guò)波長(zhǎng)重構(gòu)提高CoMP性能的示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的基于拓?fù)鋱D的波長(zhǎng)重構(gòu)方法的流程示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中構(gòu)建的一個(gè)描述BBU和RRH的無(wú)向圖；

圖4是對(duì)圖3的無(wú)向圖根據(jù)最小割劃分從屬BBU_s的RRH的示意圖；

圖5是本發(fā)明提供的基于波長(zhǎng)權(quán)重的波長(zhǎng)重構(gòu)方法的流程示意圖；

圖6是一個(gè)實(shí)施例，(a)是每個(gè)小區(qū)的優(yōu)化權(quán)重；(b)是包含所有小區(qū)優(yōu)化權(quán)重的列表。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，在分布式無(wú)線接入網(wǎng)中，由于BBU在物理上的分離布局，加上難以變更的BBU和RRH從屬關(guān)系。導(dǎo)致了小區(qū)間CoMP服務(wù)將會(huì)付出較大的網(wǎng)絡(luò)代價(jià)和計(jì)算代價(jià)。而在集中式無(wú)線接入網(wǎng)中，弱化了BBU和RRH之間的固定從屬關(guān)系，也就是說(shuō)通過(guò)光網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)能夠方便地調(diào)整BBU和RRH的從屬關(guān)系。大量的Inter-site CoMP將有可能轉(zhuǎn)化為Intra-BBU CoMP，這大大的降低了BBU之間的通信開銷，降低了對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量和時(shí)延的要求。如圖1所示，通過(guò)對(duì)波長(zhǎng)的重構(gòu)，用戶U1從Inter-BBU CoMP轉(zhuǎn)化成了Intra-BBU CoMP。另外需要注意的是由于波長(zhǎng)的重構(gòu)可能導(dǎo)致部分內(nèi)部用戶的波長(zhǎng)發(fā)生改變，如圖1中的用戶U3在重構(gòu)之前被BBU2服務(wù)，而重構(gòu)之后被BBU1服務(wù)。所以當(dāng)進(jìn)行波長(zhǎng)重構(gòu)的時(shí)候應(yīng)該既考慮邊緣用戶同時(shí)也考慮內(nèi)部用戶，本發(fā)明方法目的是讓Inter-BBU CoMP的邊緣用戶業(yè)務(wù)流量和波長(zhǎng)被遷移的內(nèi)部用戶業(yè)務(wù)流量的總和達(dá)到最小。圖1中，λ1、λ2、λ3表示BBU的波長(zhǎng)。

本發(fā)明提供了一種基于拓?fù)鋱D的波長(zhǎng)重構(gòu)方法，來(lái)提高CoMP性能，流程如圖2所示。

步驟1)建立一個(gè)無(wú)向圖G＝(V,E)，來(lái)描述接入網(wǎng)中的BBU和RRH。其中，設(shè)集合V_RRH代表接入網(wǎng)中RRH的集合，是V的子集，設(shè)其中的節(jié)點(diǎn)為RRH₁,RRH₂,…,RRH_k,k為接入網(wǎng)中RRH的個(gè)數(shù)；集合V_BBU表示接入網(wǎng)中BBU的集合，也是V的子集，設(shè)其中的節(jié)點(diǎn)為BBU₁,BBU₂,…,BBU_p,p為接入網(wǎng)中BBU的個(gè)數(shù)。E是邊的集合，每條邊有一個(gè)權(quán)重。圖G中包含兩種邊，一種兩個(gè)RRH之間的邊，邊的權(quán)重為同時(shí)向兩個(gè)RRH請(qǐng)求CoMP服務(wù)的用戶業(yè)務(wù)流量。例如(RRH₁,RRH₂)，邊上權(quán)值為同時(shí)向RRH1和RRH2請(qǐng)求CoMP服務(wù)的用戶業(yè)務(wù)流量。另一種邊是RRH與BBU之間的邊，邊的權(quán)重表示RRH正在被BBU服務(wù)的內(nèi)部用戶業(yè)務(wù)流量。例如：(RRH₁,BBU₁)，該邊的權(quán)重表示RRH₁正在被BBU₁服務(wù)的內(nèi)部用戶的業(yè)務(wù)流量。

如圖3所示，該示例的接入網(wǎng)中，包括兩個(gè)BBU，標(biāo)號(hào)為BBU1和BBU2，包含7個(gè)RRH，標(biāo)號(hào)為RRH1～RRH7。

步驟2)判斷圖G中的BBU節(jié)點(diǎn)的數(shù)量是否小于2，若是，執(zhí)行步驟4，否則建立虛擬拓?fù)?，選取BBU中業(yè)務(wù)負(fù)載最重的BBU，設(shè)為節(jié)點(diǎn)BBU_s，并將剩余的BBU合并形成一個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)BBUt。

步驟3)使用求最大流的方法求得節(jié)點(diǎn)BBU_s和BBU_t之間的最小割。根據(jù)最小割的劃分可以確定從屬于BBU_s的RRH。然后從圖中將BBU_s和從屬于它的RRH全部去掉，同時(shí)去掉與所述的BBU_s及從屬RRH節(jié)點(diǎn)相連的邊。然后將虛擬節(jié)點(diǎn)拆分成原始狀態(tài)。進(jìn)行步驟2。

如圖4所示，根據(jù)最小割確定BBU_s的從屬RRH節(jié)點(diǎn)為RRH2、RRH3和RRH6，將BBU_s及從屬的RRH節(jié)點(diǎn)去掉，將與這些節(jié)點(diǎn)相連接的邊都去掉。

步驟4)網(wǎng)絡(luò)中只剩余1個(gè)BBU和若干個(gè)RRH，建立相應(yīng)的從屬關(guān)系并結(jié)束本方法。

通過(guò)重新將RRH與BBU關(guān)系的建立，改變了RRH的波長(zhǎng)，降低了BBU之間的鏈路壓力，降低了Inter-BBU CoMP用戶的業(yè)務(wù)流量。

本發(fā)明還提供了一種基于波長(zhǎng)權(quán)重的波長(zhǎng)重構(gòu)方法，來(lái)提高CoMP性能，流程如圖5所示。在該方法中，首先定義了每個(gè)小區(qū)的優(yōu)化權(quán)重。然后依據(jù)每個(gè)小區(qū)的優(yōu)化權(quán)重建立一個(gè)列表。然后根據(jù)列表進(jìn)行優(yōu)化。

具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

步驟2.1，設(shè)當(dāng)前小區(qū)為Vi，記錄下Vi當(dāng)前的波長(zhǎng)和Vi未申請(qǐng)CoMP用戶的總業(yè)務(wù)流量；尋找與Vi有CoMP關(guān)系的所有小區(qū)Vj，并記錄每個(gè)小區(qū)Vj當(dāng)前的波長(zhǎng)，以及小區(qū)Vj和Vi之間申請(qǐng)CoMP服務(wù)的用戶業(yè)務(wù)流量。然后將Vi和Vj中記錄下來(lái)的用戶業(yè)務(wù)流量根據(jù)小區(qū)的波長(zhǎng)相加，將具有相同的小區(qū)波長(zhǎng)的的用戶業(yè)務(wù)流量相加。

小區(qū)的波長(zhǎng)是指小區(qū)的RRH的波長(zhǎng)。RRH和BBU之間由光網(wǎng)絡(luò)連接，連接到RRH的光纖會(huì)有一個(gè)波長(zhǎng)，這個(gè)波長(zhǎng)就是RRH的波長(zhǎng)，也就是小區(qū)的波長(zhǎng)。小區(qū)未申請(qǐng)CoMP用戶的總業(yè)務(wù)流量也就是小區(qū)的內(nèi)部用戶業(yè)務(wù)流量。

如圖6所示，圖中cell表示小區(qū)，λ1、λ2、λ3分別表示小區(qū)的波長(zhǎng)。例如，小區(qū)10的波長(zhǎng)為1，內(nèi)部用戶業(yè)務(wù)流量為8。周圍與小區(qū)10有CoMP關(guān)系的小區(qū)有小區(qū)2、3、4、5、6、7，這6個(gè)小區(qū)各自的波長(zhǎng)和與小區(qū)10之間申請(qǐng)CoMP服務(wù)的用戶業(yè)務(wù)流量如圖中標(biāo)記。將這7個(gè)小區(qū)根據(jù)波長(zhǎng)將所記錄的用戶業(yè)務(wù)流量相加。對(duì)于波長(zhǎng)1，用戶業(yè)務(wù)流量為14；對(duì)于波長(zhǎng)2，用戶業(yè)務(wù)流量為15；對(duì)于波長(zhǎng)3，用戶業(yè)務(wù)流量為10。波長(zhǎng)2對(duì)應(yīng)的用戶業(yè)務(wù)流量總數(shù)最大，所以波長(zhǎng)2為期望波長(zhǎng)(EW)，15這個(gè)值就是優(yōu)化權(quán)重(OW)。

找出用戶業(yè)務(wù)流量最大的波長(zhǎng)作為小區(qū)Vi的優(yōu)化權(quán)重(Optimized-weighted:OW)；所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)即為期望波長(zhǎng)(Expect wavelength：EW)；而所有與期望波長(zhǎng)同波長(zhǎng)的小區(qū)Vj被定義為同波長(zhǎng)鄰接小區(qū)(Adjacent cells with same wavelength:ACs)。

如圖6所示，小區(qū)10的優(yōu)化權(quán)重為15，期望波長(zhǎng)為波長(zhǎng)2，波長(zhǎng)為2的小區(qū)3和4為同波長(zhǎng)鄰接小區(qū)。

根據(jù)上述方法遍歷所有的小區(qū)，獲得每個(gè)小區(qū)的OW，EW和AC_s。

步驟2.2，根據(jù)每個(gè)小區(qū)的優(yōu)化權(quán)重(OW)從大到小的順序建立一個(gè)列表L，如圖6的(b)所示。選擇優(yōu)化權(quán)重最大的小區(qū)，將該小區(qū)的波長(zhǎng)重構(gòu)為對(duì)應(yīng)的期望波長(zhǎng)(EW)，然后將該小區(qū)從列表移除并將該小區(qū)的AC_s小區(qū)也從列表中移除。

如圖6的(b)所示，選擇優(yōu)化權(quán)重最大的小區(qū)3，將小區(qū)3的波長(zhǎng)重構(gòu)為波長(zhǎng)1，那么就是將小區(qū)3的RRH重構(gòu)到了波長(zhǎng)為1的BBU上，從而變更了BBU和RRH之間的連接關(guān)系。然后小區(qū)3和小區(qū)3對(duì)應(yīng)的同波長(zhǎng)鄰接小區(qū)—小區(qū)1從表中刪除。具有相同期望波長(zhǎng)的RRH從屬于該期望波長(zhǎng)的BBU，通過(guò)本步驟，將RRH與BBU之間的從屬關(guān)系重構(gòu)。如圖6的小區(qū)3，小區(qū)3對(duì)應(yīng)的RRH以及同波長(zhǎng)的RRH從屬于波長(zhǎng)為λ1的BBU。

步驟2.3，如果列表L非空，繼續(xù)執(zhí)行步驟2.2，否則，執(zhí)行完畢，結(jié)束本方法。