一種異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中干擾對(duì)齊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中干擾對(duì)齊方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了滿足當(dāng)今無線通信迅速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)速率要求和更高覆蓋質(zhì)量的需求， 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計(jì)劃）在高級(jí)長(zhǎng) 期演進(jìn)技術(shù)（Long Term Evolution-Advanced, LTE-A)的標(biāo)準(zhǔn)化中提出了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) (Heterogeneous Networks,HetNets)技術(shù)。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)定義為：不同的接入技術(shù)、不同的網(wǎng)絡(luò) 架構(gòu)、不同的傳輸方案或不同覆蓋范圍的接入點(diǎn)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)上述定義，未來的蜂窩 網(wǎng)絡(luò)具備了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的特征，主要形式為宏基站（Macro BS)與小型化基站（Small cell)， 如微蜂窩基站/微微蜂窩基站/毫微微蜂窩基站（Micro BS/Pico BS/Femto BS)，共存且重 疊覆蓋的方式。通過在宏蜂窩上疊加小型化基站，異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)縮短了移動(dòng)用戶與基站之 間的通信距離，從而獲得了比傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)更高的頻譜效率，為終端用戶提供了更高的數(shù) 據(jù)傳輸速率。
[0003] 然而，隨著小型化基站的加入，宏蜂窩與小型化基站需要復(fù)用相同的頻譜資源，這 使得異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的同頻干擾（Co-Channel Interference, CCI)問題成為制約用戶傳輸 性能的關(guān)鍵因素。另外，不同的小型化基站接入模式（主要有兩種接入模式：封閉用戶組 (closed subscriber group，CSG)和開放用戶組（open subscriber group，OSG))對(duì)異構(gòu) 蜂窩網(wǎng)絡(luò)的干擾分布也有直接的影響；不同的干擾類型（例如小型化基站的同層干擾，宏 蜂窩與小型化基站的跨層干擾，同小區(qū)用戶間干擾（Inter-user Interference，IUI)以及 小區(qū)間干擾（Inter-cell Interference, ICI)等適合不同的處理方法；宏基站和小型化基 站發(fā)送功率大小不同，配置的天線數(shù)不同，上下行傳輸具有不對(duì)稱性等等。因此，迫切需要 研究有效的干擾管理與控制技術(shù)來有效的抑制異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的干擾。
[0004] 現(xiàn)有干擾管理方案主要考慮時(shí)域、頻域以及功率等資源的協(xié)調(diào)使用來降低干擾。 其主要的方法是通過將資源進(jìn)行正交劃分，然后將正交的資源協(xié)調(diào)分配給相互干擾的小 區(qū)，從而達(dá)到干擾避免的目的。這種方法缺點(diǎn)是每個(gè)用戶所能占用的信道資源較少，資源利 用率較低。
[0005] 近幾年備受關(guān)注的干擾對(duì)齊（Interference Alignment, IA)不但能夠有效的抑制 同頻干擾，還可以降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，可以獲得比傳統(tǒng)方式更高的系統(tǒng)容量。IA的主要思想 是在發(fā)送端進(jìn)行預(yù)處理，利用一定的自由度將其他小區(qū)的干擾限制在特定的子空間內(nèi)，而 不是將它們完全正交化，將剩余的無干擾的空間用于數(shù)據(jù)傳輸，從而更為有效的抑制干擾。 目前，利用預(yù)編碼來實(shí)現(xiàn)干擾對(duì)齊作為一種切實(shí)可行的方法已經(jīng)得到了廣泛的研究。
[0006] 目前針對(duì)異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的干擾對(duì)齊技術(shù)方案較少，大多局限于比較簡(jiǎn)單的蜂窩系 統(tǒng)，例如只接入兩個(gè)小型化基站的情況，對(duì)于較為復(fù)雜的場(chǎng)景無法直接擴(kuò)展。另外，這些研 究都是在發(fā)送端已知理想信道狀態(tài)信息（Channel State Information, CSI)基礎(chǔ)上進(jìn)行 的。在實(shí)際應(yīng)用中，基站獲得的信道狀態(tài)信息通常存在誤差，此時(shí)，基站就無法進(jìn)行準(zhǔn)確的 干擾對(duì)齊，從而造成部分干擾信號(hào)的能量泄露到有用信道的空間內(nèi)，對(duì)有用信道形成干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本申請(qǐng)的目的在于，解決異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)采用資源正交劃分的方法協(xié)調(diào)處理小區(qū)間 干擾的技術(shù)每個(gè)用戶所能占用的信道資源較少，資源利用率較低的缺點(diǎn)的問題，解決現(xiàn)有 異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)干擾對(duì)齊技術(shù)沒有考慮非理想CSI對(duì)系統(tǒng)性能影響的問題。具體方案包括：
[0008] 本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中干擾對(duì)齊方法，包括：
[0009] 宏蜂窩用戶估計(jì)有用信道的信道狀態(tài)信息，對(duì)信道狀態(tài)信息進(jìn)行量化，并將量化 后的信道狀態(tài)信息反饋給宏基站；
[0010] 宏基站根據(jù)宏蜂窩用戶反饋的碼字序號(hào)獲得量化后的信道狀態(tài)信息，并根據(jù)此信 息計(jì)算用于自身的預(yù)編碼矩陣，消除宏蜂窩用戶的同小區(qū)用戶間的干擾；
[0011] 宏基站計(jì)算用于宏蜂窩用戶的干擾抑制矩陣，消除宏蜂窩用戶的流間干擾，并將 計(jì)算出的干擾抑制矩陣通知對(duì)應(yīng)的宏蜂窩用戶；
[0012] 小型化基站用戶估計(jì)本地跨層小區(qū)間干擾的等效信道狀態(tài)信息，并設(shè)計(jì)用于自身 的干擾抑制矩陣，消除來自宏基站的跨層小區(qū)間干擾；
[0013] 小型化基站用戶估計(jì)本地同層小區(qū)間干擾的信道狀態(tài)信息，計(jì)算同層小區(qū)間干擾 的等效信道狀態(tài)信息，并對(duì)本地同層小區(qū)間干擾的等效信道狀態(tài)信息進(jìn)行比特分配；
[0014] 小型化基站用戶對(duì)本地同層小區(qū)間干擾的等效信道狀態(tài)信息進(jìn)行量化，并將量化 后的信息反饋給宏基站；
[0015] 宏基站根據(jù)用戶反饋的碼字序號(hào)獲得小型化基站同層小區(qū)間干擾的等效信道狀 態(tài)信息，并根據(jù)此信息計(jì)算用于每個(gè)小型化基站的預(yù)編碼矩陣，將小型化基站間的同層小 區(qū)間干擾對(duì)齊到來自宏蜂窩跨層小區(qū)間干擾方向上；
[0016] 宏基站通過回程鏈路將小型化基站的預(yù)編碼矩陣通知各個(gè)小型化基站。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中干擾對(duì)齊方法包括以下優(yōu) 點(diǎn)：從干擾重疊的角度有效抑制同頻干擾，進(jìn)而提高用戶的性能。解決了現(xiàn)有采用資源正交 劃分的方法協(xié)調(diào)處理小區(qū)間干擾的技術(shù)中每個(gè)用戶所能占用的信道資源較少的缺點(diǎn)，并且 針對(duì)現(xiàn)有異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)干擾對(duì)齊技術(shù)的沒有考慮非理想CSI對(duì)系統(tǒng)性能影響的問題，本發(fā) 明在有限反饋系統(tǒng)中進(jìn)行干擾對(duì)齊設(shè)計(jì)，考慮非理想CSI對(duì)系統(tǒng)性能的影響，并以最小化 平均速率損失為目標(biāo)進(jìn)行比特分配，以最小弦距離為準(zhǔn)則進(jìn)行信道量化。
【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其 他的附圖。
[0019] 圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例公開的一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0020] 圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例公開的一種宏蜂窩用戶的干擾模型；
[0021] 圖3本申請(qǐng)實(shí)施例公開的一種small cell用戶的干擾模型；
[0022] 圖4本申請(qǐng)實(shí)施例公開的一種異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中干擾對(duì)齊方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0024] 本發(fā)明對(duì)應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景為下行多輸入多輸出（Multiple Input Multiple Output，ΜΜ0)異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的OSG接入模式，在一個(gè)宏蜂窩小區(qū)中，同時(shí)布設(shè)L個(gè)small cell (小型化基站）（small cell 1，...，L)，每個(gè) small cell 基站（PBS1，V/ 服務(wù)一個(gè)small cell用戶（PUE1，V/ e ·}?,…，！^)，宏基站（MBS Μ)同時(shí)服務(wù)K個(gè)宏蜂窩用 戶（MUEL+1，. . .，L+K)，如圖1所示。宏基站配置Nmt根發(fā)射天線，每個(gè)small cell基站配 置Npt根發(fā)射天線，每個(gè)用戶配置Nk根接收天線，每個(gè)基站向其服務(wù)的每個(gè)用戶發(fā)送d個(gè)相 互獨(dú)立的數(shù)據(jù)流。宏基站的發(fā)送天線數(shù)需要滿足以下條件：Ν ΜΤ> ΚΝκ;每個(gè)small cell基 站的發(fā)送天線數(shù)需要滿足如下條件：NPT> (L-I) d ;每個(gè)用戶的接收天線數(shù)需要滿足如下條 件：NK> (K+l)d。每個(gè)small cell基站通過回程鏈路與宏基站進(jìn)行CSI交互。
[0025] 異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的OSG接入模式引入小區(qū)范圍擴(kuò)展（cell range expansion, CRE) 技術(shù)，在此技術(shù)下small cell對(duì)宏蜂窩用戶的跨層ICI比較小，可以忽略不計(jì)，所以，宏蜂 窩用戶主要受到ΙΠ 影響，如圖2所示。
[0026] 注：圖2中的實(shí)線表示有用信道鏈路，虛線表示ΙΠ 鏈路。
[0027] 宏蜂窩用戶A (VA =·(人+ 1，···，人+人1)接收到的信號(hào)可以表示為
[0028]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中干擾對(duì)齊方法，其特征在于，包括： 宏蜂窩用戶估計(jì)有用信道的信道狀態(tài)信息，對(duì)信道狀態(tài)信息進(jìn)行量化，并將量化后的 信道狀態(tài)信息反饋給宏基站； 宏