LTE中femtocell的下行功率控制算法

摘要：3GPP长期演进（LTE）系统中femtocell密集部署时，femtocell之间会存在较强干扰，针对femtocell的下行干扰，提出了一种基于路损的自适应功率控制算法。根据设定的信干噪比（SINR）门限值，给femtocell用户设置调整标志，再通过上行信道发送给femtocell，femtocell根据用户的路损及分配的资源块选择初始调整因子，以控制用户SINR为目的，根据收到的调整标志对发射功率进行自适应调整。仿真结果表明，该算法很好地控制了femtocell用户的SINR，femtocell用户平均吞吐量比无功率控制情况下至少提高了1.7Mb/s。同时表明，femtocell部署越密集，控制效果更加明显。

关键词：femtocell；下行；功率控制；自适应；信干噪比

0引言

随着智能手机的普及，高速的多媒体业务和宽带业务往往在热点覆盖地区带来信令风暴、数据阻塞。根据已有数据显示，超过90%的数据业务和2/3的语音通话发生在室内[1]，因此室内覆盖问题成为当前无线移动通信亟待解决的关键问题。为了满足不断增长的宽带化、高速率数据业务的需求，femtocell技术应运而生，解决了室内覆盖问题，同时为室内用户提供了具有更大吸引力的高数据速率、低成本业务。

femtocell是一种由用户购买、配置灵活、可以安装在室内的小型化低功耗基站，能够很好地改善室内语音和数据业务质量[2]。由于无线频谱资源的有限性，femtocell和宏基站采用同频分配[3]，当大规模部署femtocell时，femtocell和宏蜂窝网络之间及femtocell之间存在较强干扰，干扰会造成用户数据吞吐量降低或掉话，影响用户满意度。因此，有必要对femtocell进行功率控制，降低对相邻femtocell用户（FemtocellUserEquipment，FUE）及宏用户（MacroUserEquipment，MUE）的干扰。

针对不同的干扰情况，相应的干扰协调方案被提出。文献[4-5]对femtocell上行功率控制进行了研究，一种基于宏基站干扰级别的功率控制方案被提出[4]，该方案通过调整FUE的最大发射功率来降低对宏基站的干扰；另一种结合上行功率控制优化的分布式资源分配方案被提出[5]，该方案用不同的概率把MUE和FUE不同部分频谱区分开，降低两者之间的干扰。文献[4-5]都在牺牲较小MUE吞吐量的前提下提高了FUE的吞吐量。文献[6-7]研究了femtocell下行功率控制，文献[6]对下行功率控制和资源分配结合进行考虑，并分别对集中式和分布式联合功率控制与资源分配方案进行推导，解决了提出的最优化问题；文献[7]根据宏基站通过单向下行广播信道发送给femtocell的干扰信息，femtocell逐渐降低发射功率，降低对附近MUE的干扰。本文对femtocell下行功率控制进行研究，通过自适应调整服务femtocell或干扰femtocell的发射功率来控制FUE的信干噪比（SignaltoInterferenceplusNoiseRatio，SINR），提高FUE的吞吐量。

1干扰场景