[發(fā)明專利]一種CoMP中動態(tài)協(xié)作集的劃分方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110076668.0
• 申請日: 2011-03-29
• 公開（公告）號: CN102118754A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧建國;趙豐;唐小勇;楊金龍;羅新民
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10;H04W16/14;H04B7/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種CoMP技術(shù)中動態(tài)協(xié)作集的劃分方法。該方法可以在小反饋開銷和低復(fù)雜度的情況下，合理優(yōu)化小區(qū)邊緣用戶的協(xié)作集，減小小區(qū)邊緣用戶所受到的干擾，提高小區(qū)邊緣用戶的吞吐量，從而提高系統(tǒng)的性能。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的移動通信中，每個小區(qū)只負(fù)責(zé)本小區(qū)內(nèi)的用戶，小區(qū)之間沒有協(xié)作。在頻率復(fù)用因子為1的情況下，小區(qū)的交界處存在同頻干擾，造成小區(qū)邊緣用戶的通信質(zhì)量下降，從而使整個通信系統(tǒng)的頻譜效率降低。

在3GPP舉行的無線接入網(wǎng)(TSG-RAN)工作組1(WG1)的會議中，為了解決上述所遇到的問題，CoMP技術(shù)作為LTE_Advanced的一項關(guān)鍵技術(shù)被提出。CoMP技術(shù)是協(xié)作多點發(fā)射/接收技術(shù)，這里的多點是指地理上分離的多個天線接入點，可以是基站、用戶或中繼節(jié)點。基站之間用光纖進行連接(X2接口)，通過X2接口共享控制信息和業(yè)務(wù)信息；處于同一個協(xié)作集中的幾個天線站或節(jié)點同時為一個小區(qū)邊緣用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)，從而能夠有效解決小區(qū)邊緣用戶的同頻干擾問題，到達(dá)提高系統(tǒng)性能的目的。

由CoMP傳輸技術(shù)的組成特點可知，為了減少小區(qū)間同頻干擾以達(dá)到更好的系統(tǒng)性能，需要針對CoMP傳輸技術(shù)中的協(xié)作節(jié)點選擇、協(xié)作用戶的確定、協(xié)作集的劃分、無線資源調(diào)度算法以及MIMO等方面進行研究。本文主要針對CoMP傳輸技術(shù)中的協(xié)作集的劃分方法提出了一種新的算法，對處于協(xié)作狀態(tài)的用戶選擇一個合理的協(xié)作傳輸集合，最大化的提高系統(tǒng)的傳輸性能，減小小區(qū)間的干擾。

在協(xié)作集劃分方面主要有兩種方法：基于UE的協(xié)作集劃分和基于Cell的協(xié)作集劃分。在基于UE的協(xié)作集劃分中，UE根據(jù)自身的需求確定自己的協(xié)作集，利用這種方法能夠為系統(tǒng)帶來較大的性能提升，但在此情況下，系統(tǒng)中不同UE的協(xié)作集會交疊，使資源調(diào)度的復(fù)雜度非常高，在實際應(yīng)用中是不可行的。在基于Cell的協(xié)作集劃分中，協(xié)作集以小區(qū)為基本單位，協(xié)作集內(nèi)的小區(qū)同時為協(xié)作集內(nèi)的邊緣用戶提供服務(wù)，通過合理的協(xié)作集劃分，能夠有效的提高系統(tǒng)的整體性能。這種方法相對于基于UE的協(xié)作集劃分而言，由于沒有協(xié)作集合的相互重疊，使源調(diào)度的實現(xiàn)比較簡單，并且在系統(tǒng)的性能提升方面和基于UE的協(xié)作集劃分是相當(dāng)?shù)模虼吮菊撐牡膮f(xié)作集的劃分采用了基于Cell的協(xié)作集劃分方法。

目前在協(xié)作集劃分方面，常用的方法是靜態(tài)協(xié)作集劃分。該方法在進行通信的過程中將鄰近的小區(qū)劃分成一個固定的協(xié)作集，如圖1所示，這種方法并未對協(xié)作集進行優(yōu)化，每個小區(qū)邊緣用戶所處的協(xié)作集并不完全合理，并不能完全發(fā)揮協(xié)作的優(yōu)勢。因此在CoMP技術(shù)中，有必要對協(xié)作集進行合理的優(yōu)化，才能使每個用戶處于合理的協(xié)作集內(nèi)。本文提出的動態(tài)協(xié)作集劃分方法，從整個小區(qū)優(yōu)化角度出發(fā)，在小的反饋開銷和低復(fù)雜度的情況下，根據(jù)小區(qū)內(nèi)所有協(xié)作用戶的需求選擇合理的協(xié)作集，使小區(qū)邊緣用戶所處的協(xié)作集得以優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的CoMP技術(shù)中協(xié)作集劃分的不合理性，在小反饋開銷和低復(fù)雜度的情況下，提出了一種動態(tài)協(xié)作集劃分方法，該劃分方法能夠使小區(qū)邊緣用戶處于合理的協(xié)作集中，能有效的消除小區(qū)間的同頻干擾，提高小區(qū)邊緣用戶的吞吐量，從而提高整個系統(tǒng)的性能。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的：

該種CoMP技術(shù)中動態(tài)協(xié)作集的劃分方法，具體包括以下步驟：

1)建立系統(tǒng)模型

設(shè)在蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)中，有B個基站，3×B個小區(qū)，每個小區(qū)均勻分布著N_U個用戶；

2)通過門限法確定協(xié)作用戶

設(shè)定信干噪比門限SINR_threshold，如果用戶的信干噪比小于SINR_threshold，則將用戶劃入?yún)f(xié)作用戶；

3)確定協(xié)作集

(3.1)設(shè)整個蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作集構(gòu)成集合Φ，此時Φ為空集；

(3.2)蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)中所有未參與協(xié)作的小區(qū)構(gòu)成集合Ω，在集合Ω中所有可能的協(xié)作集構(gòu)成集合其中表示Ψ中的第k個后備協(xié)作集，這里c_i，k為后備協(xié)作集中的第i個小區(qū)，N_C表示每個協(xié)作集中的小區(qū)數(shù)目，然后利用公式(1)計算所有后備協(xié)作集的權(quán)值，協(xié)作集的權(quán)值V_k表示為：

式中，I_k表示協(xié)作集內(nèi)的小區(qū)邊緣用戶總數(shù)，表示高斯噪聲功率，表示協(xié)作集內(nèi)小區(qū)j到小區(qū)邊緣用戶k的大尺度衰落；