專利名稱：一種基于三小區(qū)協(xié)作簇的協(xié)作調(diào)度及波束賦型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及3GPPLTE-Advanced (第三代合作伙伴計(jì)劃的長期演進(jìn)后續(xù))標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程領(lǐng)域，特別是涉及一種協(xié)作多點(diǎn)傳輸(CoMP)技術(shù)中的協(xié)作調(diào)度及波束賦型(CS/CB)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代蜂窩小區(qū)通過全局頻率復(fù)用和微型化的方式來提高系統(tǒng)容量，使得小區(qū)邊緣區(qū)域成為干擾受限區(qū)域。小區(qū)邊緣用戶遠(yuǎn)離服務(wù)基站且受到相鄰小區(qū)強(qiáng)烈的干擾，頻譜效率低下，并且不能通過多輸入多輸出(MMO)和空間復(fù)用(SDMA)來解決。以軟頻率復(fù)用為代表的小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)(ICIC)方法雖然能有效減緩小區(qū)間干擾，提高邊緣用戶的頻譜效率，但這是以犧牲整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能為代價(jià)的，并非最合適的方法。3GPP在完成的LTE-Advanced標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議ReleaselO中采用協(xié)作多點(diǎn)傳輸(CoMP)來解決小區(qū)間干擾問題。CoMP技術(shù)將多個(gè)相鄰的小區(qū)組成一個(gè)協(xié)作簇，通過聯(lián)合傳輸或協(xié)調(diào)各基站的傳輸信號(hào)來減小ICI，提高邊緣用戶的接收信號(hào)質(zhì)量。根據(jù)協(xié)作簇內(nèi)基站間是否共享用戶數(shù)據(jù)，CoMP可分為聯(lián)合處理(JP)和協(xié)作調(diào)度及波束賦型(CS/CB)兩大類。JP中用戶數(shù)據(jù)能夠在協(xié)作簇內(nèi)共享，除服務(wù)基站外協(xié)作基站也可服務(wù)該用戶中用戶數(shù)據(jù)只保存在服務(wù)基站，只有服務(wù)基站才能服務(wù)該用戶。CS/CB的主要思想是，相互合作的基站協(xié)調(diào)確定當(dāng)前適合服務(wù)的邊緣用戶，并通過預(yù)編碼(協(xié)作波束賦型)減小對(duì)相鄰小區(qū)用戶的干擾。本發(fā)明針對(duì)小區(qū)邊緣用戶，提出一種基于三小區(qū)協(xié)作簇的協(xié)作調(diào)度及波束賦型方法，其中三小區(qū)的協(xié)作區(qū)域?yàn)橄噜彽娜齻€(gè)扇區(qū)。首先，服務(wù)基站根據(jù)長時(shí)的參考信號(hào)平均接收功率確定協(xié)作簇里兩個(gè)干擾源，即兩個(gè)協(xié)作基站干擾的強(qiáng)弱，并據(jù)此對(duì)本扇區(qū)用戶進(jìn)行分類；其次，在每個(gè)短時(shí)的調(diào)度周期，服務(wù)基站與兩個(gè)協(xié)作基站交互調(diào)度信息，服務(wù)基站利用傳輸信道半正交準(zhǔn)則選出無干擾用戶，協(xié)作基站根據(jù)服務(wù)基站的調(diào)度信息，利用干擾信道平行準(zhǔn)則，從服務(wù)基站發(fā)送來的用戶集合中為服務(wù)基站選取干擾信道滿足平行性的候選用戶集合，服務(wù)基站根據(jù)傳輸信道半正交準(zhǔn)則，從候選集合里挑選其余的調(diào)度用戶；最后，服務(wù)基站通過改進(jìn)的迫零波束賦型來消除調(diào)度用戶的用戶間干擾，同時(shí)抑制對(duì)相鄰小區(qū)調(diào)度用戶的干擾。該方法充分考慮了長時(shí)的干擾源強(qiáng)弱性，短時(shí)的干擾信道平行性及傳輸信道半正交性，能夠確定出當(dāng)前最適合服務(wù)的用戶，并通過預(yù)編碼抑制小區(qū)間干擾，顯著提高邊緣用戶的頻譜效率。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明提供一種基于三小區(qū)協(xié)作簇的協(xié)作調(diào)度及波束賦型方法，能夠有效地提高邊緣用戶的頻譜效率，并可推廣應(yīng)用于大型蜂窩網(wǎng)絡(luò)。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于三小區(qū)協(xié)作簇的協(xié)作調(diào)度及波束賦型方法，服務(wù)基站根據(jù)長時(shí)的參考信號(hào)平均接收功率確定協(xié)作簇里兩個(gè)干擾源，即協(xié)作基站干擾的強(qiáng)弱，并據(jù)此對(duì)本扇區(qū)用戶進(jìn)行分類，其中協(xié)作簇由相鄰的三個(gè)小區(qū)的三個(gè)相鄰扇區(qū)構(gòu)成；在每個(gè)短時(shí)的調(diào)度周期，服務(wù)基站與兩個(gè)協(xié)作基站交互調(diào)度信息，月艮務(wù)基站利用傳輸信道半正交準(zhǔn)則選出無干擾用戶，協(xié)作基站根據(jù)服務(wù)基站的調(diào)度信息，利用干擾信道平行準(zhǔn)則，從服務(wù)基站發(fā)送來的用戶集合中為服務(wù)基站選取干擾信道滿足平行性的候選用戶集合，服務(wù)基站根據(jù)傳輸信道半正交準(zhǔn)則，從候選集合里挑選其余的調(diào)度用戶；最后，服務(wù)基站通過改進(jìn)的迫零波束賦型來消除調(diào)度用戶的用戶間干擾，同時(shí)抑制對(duì)相鄰小區(qū)調(diào)度用戶的干擾；該方法包括如下步驟步驟一、細(xì)分用戶集合；每個(gè)服務(wù)基站根據(jù)前一段統(tǒng)計(jì)周期的來自協(xié)作簇里各基站的參考信號(hào)平均接收功率^Ti,為本扇區(qū)各個(gè)用戶確定用戶類型，其中每個(gè)統(tǒng)計(jì)周期包含幾十到上百個(gè)調(diào)度周期，每個(gè)調(diào)度周期為I個(gè)時(shí)隙或I個(gè)傳輸時(shí)間間隔TTI ;第一類用戶，即中心用戶，不受相鄰兩個(gè)協(xié)作基站的強(qiáng)干擾，第二類用戶只受到相鄰一個(gè)協(xié)作基站的強(qiáng)干擾，第三類用戶只受到相鄰另一個(gè)協(xié)作基站的強(qiáng)干擾，第四類用戶受到相鄰兩個(gè)協(xié)作基站的強(qiáng)干擾；以扇區(qū)s
為例，以上四類用戶集合分別記為
權(quán)利要求
1.一種基于三小區(qū)協(xié)作簇的協(xié)作調(diào)度及波束賦型方法，其特征在于，服務(wù)基站根據(jù)長時(shí)的參考信號(hào)平均接收功率確定協(xié)作簇里兩個(gè)干擾源，即協(xié)作基站干擾的強(qiáng)弱，并據(jù)此對(duì)本扇區(qū)用戶進(jìn)行分類，其中協(xié)作簇由相鄰的三個(gè)小區(qū)的三個(gè)相鄰扇區(qū)構(gòu)成；在每個(gè)短時(shí)的調(diào)度周期，服務(wù)基站與兩個(gè)協(xié)作基站交互調(diào)度信息，服務(wù)基站利用傳輸信道半正交準(zhǔn)則選出無干擾用戶，協(xié)作基站根據(jù)服務(wù)基站的調(diào)度信息，利用干擾信道平行準(zhǔn)則，從服務(wù)基站發(fā)送來的用戶集合中為服務(wù)基站選取干擾信道滿足平行性的候選用戶集合，服務(wù)基站根據(jù)傳輸信道半正交準(zhǔn)則，從候選集合里挑選其余的調(diào)度用戶；最后，服務(wù)基站通過改進(jìn)的迫零波束賦型來消除調(diào)度用戶的用戶間干擾，同時(shí)抑制對(duì)相鄰小區(qū)調(diào)度用戶的干擾；該方法包括如下步驟 步驟一、細(xì)分用戶集合； 每個(gè)服務(wù)基站根據(jù)前一段統(tǒng)計(jì)周期的來自協(xié)作簇里各基站的參考信號(hào)平均接收功率7^，為本扇區(qū)各個(gè)用戶確定用戶類型，其中每個(gè)統(tǒng)計(jì)周期包含幾十到上百個(gè)調(diào)度周期，每個(gè)調(diào)度周期為I個(gè)時(shí)隙或I個(gè)傳輸時(shí)間間隔TTI ;第一類用戶，即中心用戶，不受相鄰兩個(gè)協(xié)作基站的強(qiáng)干擾，第二類用戶只受到相鄰一個(gè)協(xié)作基站的強(qiáng)干擾，第三類用戶只受到相鄰另一個(gè)協(xié)作基站的強(qiáng)干擾，第四類用戶受到相鄰兩個(gè)協(xié)作基站的強(qiáng)干擾；以扇區(qū)s為例，以上四類用戶集合分別記為％、t/丨和,協(xié)作多點(diǎn)傳輸用戶集合C/丨定義為u:=u;+UK., 步驟二、確定每個(gè)調(diào)度周期中服務(wù)基站調(diào)度的用戶集合； 在每個(gè)調(diào)度周期，每個(gè)用戶測(cè)量來自協(xié)作簇里各基站，即服務(wù)基站和兩個(gè)協(xié)作基站的信道向量以及對(duì)應(yīng)的參考信號(hào)接收功率RSRP，并反饋給服務(wù)基站，服務(wù)基站與協(xié)作基站共享信道向量；之后，每個(gè)服務(wù)基站以如下方法確定該調(diào)度周期所調(diào)度的用戶集合每個(gè)服務(wù)基站確定首用戶以及其他的無干擾用戶；協(xié)作基站根據(jù)服務(wù)基站的調(diào)度信息，利用干擾信道平行準(zhǔn)則，從服務(wù)基站發(fā)送過來的用戶集合中，為服務(wù)基站選取滿足干擾信道平行性的候選用戶集合；服務(wù)基站根據(jù)傳輸信道半正交準(zhǔn)則，從候選集合里挑選其余的調(diào)度用戶；最后，服務(wù)基站通過改進(jìn)的迫零波束賦型預(yù)編碼消除調(diào)度用戶的用戶間干擾，并抑制對(duì)相鄰扇區(qū)調(diào)度用戶造成的干擾； 步驟三、更新來自各基站的參考信號(hào)平均接收功率]^; 在該統(tǒng)計(jì)周期的結(jié)束時(shí)刻，每個(gè)服務(wù)基站為本扇區(qū)各個(gè)用戶更新參考信號(hào)平均接收功率:^，包括來自服務(wù)基站的參考信號(hào)平均接收功率以及來自協(xié)作基站的參考信號(hào)平均接收功率RSRP ■>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三小區(qū)協(xié)作簇的協(xié)作調(diào)度及波束賦型方法，其特征在于，步驟一中，所述各類用戶集合以如下方式確定 步驟11、在統(tǒng)計(jì)周期的開始時(shí)刻，初始化各類用戶集合[/ =#，nu'l=_其中〖7；和％;分別表示扇區(qū)s的第一類、第二類、第三類和第四類用戶集合; 步驟12、以門限值th來衡量干擾源的強(qiáng)弱，確定用戶所屬的類型，其中th > O ;若用戶k利用前一個(gè)統(tǒng)計(jì)周期更新的參考信號(hào)平均接收功率^TH十算出
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三小區(qū)協(xié)作簇的協(xié)作調(diào)度及波束賦型方法，其特征在于，所述步驟二中，服務(wù)基站與兩個(gè)協(xié)作基站交互信息，并協(xié)調(diào)完成用戶選擇，具體步驟如下 步驟21、用戶k測(cè)量它與各基站間的信道向量，包括與服務(wù)基站s間的傳輸信道向量KAm)^ 與協(xié)作基站I間的干擾信道向量匕吟,以及與協(xié)作基站S間的干擾信道向量[m) G 1 并測(cè)量來自各基站的參考信號(hào)接收功率，包括來自服務(wù)基站S的參考信號(hào)接收功率來自協(xié)作基站y的參考信號(hào)接收功率，以及來自協(xié)作基站i的參考信號(hào)接收功率RSRIik (m);服務(wù)基站s與兩個(gè)協(xié)作基站j和§交互道息，協(xié)作基站I獲得h: A (/W),協(xié)作基站備獲得11丨.4_ (w)； 其中，Nt分別表示基站發(fā)射天線數(shù)，用戶接收天線數(shù)為I，m e {1，... M}，表示第個(gè)m調(diào)度周期，M為統(tǒng)計(jì)周期；為簡潔起見，以下步驟略去時(shí)間標(biāo)號(hào)；步驟 22、初始化=<ff =0，/=Lf/2」，i = 2 ;若 € = 1，則令 t = I ； 其中，,Sf表示本扇區(qū)調(diào)度用戶的集合，&表示相鄰扇區(qū)的無干擾用戶集合；t表示每個(gè)扇區(qū)的無干擾用戶數(shù)，服務(wù)基站s通過預(yù)編碼消除對(duì)相鄰扇區(qū)無干擾用戶的干擾；i表示第i個(gè)調(diào)度用戶；I表示抑制小區(qū)間干擾所需的空間自由度，符號(hào)L」表示向下取整； 步驟23、選擇首用戶Ji (S，I)； 服務(wù)基站s的首用戶(S，I)以輪詢的方式確定，即
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三小區(qū)協(xié)作簇的協(xié)作調(diào)度及波束賦型方法，其特征在于步驟三中，服務(wù)基站在統(tǒng)計(jì)周期結(jié)束時(shí)刻以如下方式更新本扇區(qū)每個(gè)用戶的參考信號(hào)平均接收功率RSRP
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于三小區(qū)協(xié)作簇的協(xié)作調(diào)度及波束賦型方法。首先，服務(wù)基站確定協(xié)作簇里兩個(gè)干擾源，并據(jù)此對(duì)本扇區(qū)用戶進(jìn)行分類；其次，在每個(gè)短時(shí)的調(diào)度周期，服務(wù)基站與兩個(gè)協(xié)作基站交互調(diào)度信息，服務(wù)基站利用傳輸信道半正交準(zhǔn)則選出無干擾用戶，協(xié)作基站根據(jù)服務(wù)基站的調(diào)度信息，從服務(wù)基站發(fā)送來的用戶集合中為服務(wù)基站選取干擾信道滿足平行性的候選用戶集合，服務(wù)基站根據(jù)傳輸信道半正交準(zhǔn)則，從候選集合里挑選其余的調(diào)度用戶；最后，服務(wù)基站通過改進(jìn)的迫零波束賦型來消除調(diào)度用戶的用戶間干擾，同時(shí)抑制對(duì)相鄰小區(qū)調(diào)度用戶的干擾。本發(fā)明能夠有效地提高邊緣用戶的頻譜效率，并可推廣應(yīng)用于大型蜂窩網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號(hào)H04W72/12GK103068056SQ20121025680
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者金石, 王 琦, 高西奇 申請(qǐng)人:東南大學(xué)