用于在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分布式波束賦形的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施方式一般地涉及通信技術(shù)。更具體地，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于 在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分布式波束賦形的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 3GPPLTE和LTE-高級是下一代蜂窩通信標(biāo)準(zhǔn)之一。在LTE-高級中，通過將諸如 微微eNB、毫微微eNB、中繼節(jié)點(diǎn)和遠(yuǎn)程射頻頭（Remote Radio Head，RRH)的低功率節(jié)點(diǎn)包 括在內(nèi)，部署了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（HetNet)。在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，隨著低功率節(jié)點(diǎn)數(shù)目的不斷增大，用戶 設(shè)備（UE)受到小區(qū)間干擾。協(xié)作多點(diǎn)（CoMP)傳輸技術(shù)由于能夠消除小區(qū)間干擾和增大系 統(tǒng)吞吐量而受到越來越多的關(guān)注。
[0003]目前，在采用CoMP傳輸技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，通常采用集中式方法，例如由中央控 制器來統(tǒng)一確定各基站的最佳波束賦形矢量，以通過降低各基站的發(fā)射功率來降低小區(qū)間 干擾和改善能效。然而，在采用集中式方法確定各基站的最佳波束賦形矢量時(shí)，需要從各基 站獲取準(zhǔn)確的信道信息，因而造成了巨大的信息反饋負(fù)擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種用于在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分布式波束賦形方案，以解 決或至少部分地緩解現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題的至少一部分。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的第一方面，提供了一種用于在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分布式波束 賦形的方法，所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)包括宏基站和至少一個(gè)低功率基站。所述方法包括：在所述宏基 站和所述至少一個(gè)低功率基站中的每個(gè)低功率基站處，分別基于各自的信道信息、干擾溫 度以及所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能效的給定值，來計(jì)算各自的候選波束賦形矢量，其中所述干擾溫 度指示所述宏基站和每個(gè)所述低功率基站之間的干擾。所述方法還包括：基于所述候選波 束賦形矢量來確定是否滿足使得所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的所述能效最大化的預(yù)定條件。而且，所述 方法還包括：響應(yīng)于滿足所述預(yù)定條件，將所述候選波束賦形矢量確定為所述宏基站和每 個(gè)所述低功率基站各自的最佳波束賦形矢量。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的第二方面，提供了一種用于在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分布式波束 賦形的裝置，所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)包括宏基站和至少一個(gè)低功率基站。所述裝置包括計(jì)算單元，被 配置為在所述宏基站和所述至少一個(gè)低功率基站中的每個(gè)低功率基站處，分別基于各自的 信道信息、干擾溫度以及所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能效的給定值來計(jì)算各自的候選波束賦形矢量， 其中所述干擾溫度指示所述宏基站和每個(gè)所述低功率基站之間的干擾。所述裝置還包括判 斷單元，被配置為基于所述候選波束賦形矢量來確定是否滿足使得所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的所述能 效最大化的預(yù)定條件。而且，所述裝置還包括確定單元，被配置為響應(yīng)于滿足所述預(yù)定條 件，將所述候選波束賦形矢量確定為所述宏基站和每個(gè)所述低功率基站各自的最佳波束賦 形矢量。
[0007] 本發(fā)明的實(shí)施方式預(yù)期具有下列益處中的至少一種。通過確定宏基站和各低功率 基站的最佳波束賦形矢量實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能效最大化。通過引入認(rèn)知無線電領(lǐng)域中的干 擾溫度這一概念，將使得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能效最大化的預(yù)定條件表達(dá)成針對給定干擾溫度的分 布式形式，從而通過在宏基站和每個(gè)低功率基站處分別判斷是否滿足能效最大化的第一和 第二預(yù)定條件，可以確定是否滿足使得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能效最大化的預(yù)定條件。此外，在宏基站 處只需計(jì)算用于更新干擾溫度的輔助值，從而降低了基站的計(jì)算負(fù)荷。另外，在宏基站和每 個(gè)低功率基站之間只需交換用于更新干擾溫度的輔助值，從而減少了反饋信息的數(shù)量。
【附圖說明】
[0008] 結(jié)合附圖并參考以下詳細(xì)說明，本發(fā)明各實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)及其他方面將變 得更加明顯，在此以示例性而非限制性的方式示出了本發(fā)明的若干實(shí)施方式。在附圖中：
[0009] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分布式波束賦形的方法 100的流程圖；
[0010] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分布式波束賦形的裝置 200的框圖；
[0011] 圖3示意性示出了分別利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的分布式波束賦形的方法以及 和速率最大化（SumRateMaximization)方法獲得的宏小區(qū)的發(fā)射功率與異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的平均 能效之間的關(guān)系；以及
[0012] 圖4示意性示出了分別利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的分布式波束賦形的方法以及 和速率最大化方法、在采用不同數(shù)目的天線時(shí)獲得的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的平均能效。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 本發(fā)明的各種實(shí)施方式將參照附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。附圖中的流程圖和框圖示出根 據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的裝置、方法以及體系結(jié)構(gòu)、功能和可由計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品執(zhí)行的操作。在 這方面，這些流程圖或框圖中的每個(gè)方框表示模塊、程序、或部分代碼，其包含一個(gè)或多個(gè) 用于執(zhí)行特定邏輯功能的可執(zhí)行指令。應(yīng)當(dāng)注意，在一些替代實(shí)施方式中，各方框中指示的 功能可以以不同于附圖中所示順序的順序出現(xiàn)。例如，連續(xù)示出的兩個(gè)方框?qū)嶋H上可以以 基本并行或相反的順序來執(zhí)行，這取決于相關(guān)的功能。還應(yīng)當(dāng)注意，框圖和/或這些流程圖 中的每個(gè)方框以及其組合可以由用于執(zhí)行特定功能/操作的基于專用硬件的系統(tǒng)或由專 用硬件和計(jì)算機(jī)指令的組合來實(shí)施。
[0014] 本發(fā)明的實(shí)施方式提供了 一種用于在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分布式波束賦形方案。在該 方案中，引入了認(rèn)知無線電領(lǐng)域中的干擾溫度這一概念，以用于指示宏基站和每個(gè)低功率 基站之間的干擾。通過在宏基站和每個(gè)低功率基站處，基于各自的信道信息、干擾溫度以及 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能效的給定值來計(jì)算各自的候選波束賦形矢量；基于所述候選波束賦形矢量來 判斷是否滿足使得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能效最大化的預(yù)定條件；如果不滿足所述預(yù)定條件，則更新 干擾溫度以及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能效的給定值，從而通過一系列迭代操作，找到能夠使得異構(gòu)網(wǎng) 絡(luò)的能效最大化的宏基站的最佳波束賦形矢量和每個(gè)低功率基站的最佳波束賦形矢量。
[0015] 在下文中將參照圖1和圖2來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中 進(jìn)行分布式波束賦形的方案。
[0016] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分布式波束賦形的方法 100的流程圖。所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)包括宏基站和至少一個(gè)低功率基站。在本說明書中，宏基站可 以指代宏NB或宏eNB。低功率基站可以指代例如微微eNB、毫微微eNB、RRH等的低功率節(jié) 點(diǎn)。
[0017] 首先，將結(jié)合如下場景來描述使得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能效最大化的預(yù)定條件，在該場景 中，所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)宏基站和多個(gè)低功率基站，宏基站具有一個(gè)用戶并且每個(gè)低功 率基站也具有一個(gè)用戶。在這種情況下，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能效可表達(dá)為下式：
[0018]
[0019] 其中，< 表不宏基站的傳輸速率，巧表不第k個(gè)低功率基站的傳輸速率， Wf=w〖(w『f，W； = w卩表示宏基站的波束賦形矢量，< 表示第k個(gè)低功率 基站的波束賦形矢量，表示宏基站的發(fā)射功率，表示第k個(gè)低功率基站的發(fā) 射功率，P。表示每個(gè)基站的電路的功耗，K表示低功率基站的數(shù)目，1彡k彡K。
[0020] 從上式（1)可以看出，為了實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能效（f({W}))的最大化，需要找到宏 基站的最佳波束賦形矢量和每個(gè)低功率基站的最佳波束賦形矢量。為此，可以根據(jù)上式（1) 確定如下目標(biāo)函數(shù)以作為使得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能效最大化的預(yù)定條件：
[0021]
[0022] 可以理解，當(dāng)F(n) =〇時(shí)，n取最大值。因此，應(yīng)當(dāng)找到使得以{1})-1^2({1}) 最大化的最佳波束賦形矢量。
[0023] 參照圖1，在步驟S101，在宏基站和至少一個(gè)低功率基站中的每個(gè)低功率基站處， 分別基于各自的信道信息、干擾溫度以及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能效的給定值來計(jì)算各自的候選波束 賦形矢量，其中干擾溫度指示宏基站和每個(gè)低功率基站之間的干擾。
[0024] 可以理解，在現(xiàn)有技術(shù)中，為了計(jì)算宏基站的波束賦形矢量，不但需要已知從宏基 站到宏基站和低功率基站的用戶的信道的信息，而且需要已知每個(gè)低功率基站到該宏基站 的用戶的信道的信息。因而，為了在宏基站處計(jì)算其自身的波束賦形矢量，需要從低功率基 站獲取每個(gè)低功率基站到該宏基站的用戶的信道的信息，從而造成巨大的信息反饋負(fù)擔(dān)。 類似地，為了在某個(gè)低功率基站處計(jì)算該低功率基站的波束賦形矢量，需要從宏基站獲取 從宏基站到該低功率基站的用戶的信道的信息，同樣造成巨大的信息反饋負(fù)擔(dān)。
[00