[發(fā)明專利]一種云無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)通信的干擾消除方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410023827.4
• 申請(qǐng)日: 2014-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103701737B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎海濤;呂海坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L25/03
• 分類號(hào): H04L25/03;H04L25/02;H04L25/08
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11203
• 代理人: 吳蔭芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種云無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的通信干擾消除方法。

背景技術(shù)

隨著移動(dòng)通信的快速發(fā)展，智能手機(jī)的引入，云計(jì)算、移動(dòng)視頻業(yè)務(wù)規(guī)模應(yīng)用，帶動(dòng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和高帶寬數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)，導(dǎo)致頻譜資源日益稀缺。為了滿足不斷增長(zhǎng)的移動(dòng)用戶業(yè)務(wù)需求，需要研究開(kāi)發(fā)下一代無(wú)線通信技術(shù)構(gòu)建新型移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。

在4G?LTE無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)中，多天線技術(shù)（MIMO）已成為基站的標(biāo)準(zhǔn)配置。近來(lái)，人們?cè)贛IMO基礎(chǔ)上提出了大規(guī)模MIMO或Massive?MIMO技術(shù)，其具有如下優(yōu)點(diǎn)：首先，相對(duì)于傳統(tǒng)的通過(guò)縮微小區(qū)規(guī)模來(lái)提高系統(tǒng)容量的方法，大規(guī)模MIMO通過(guò)直接增加基站的天線數(shù)可增加系統(tǒng)容量；其次，大規(guī)模天線陣列增加了天線孔徑，通過(guò)相干合并可以降低上下行鏈路所需的發(fā)射功率，符合綠色通信的要求。大規(guī)模MIMO被認(rèn)為是面向2020年移動(dòng)通信應(yīng)用需求的第五代移動(dòng)通信（5G）網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。

已有研究表明，多小區(qū)多用戶的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，在保證一定用戶通信質(zhì)量的前提下，具有理想信道狀態(tài)信息時(shí)，用戶的發(fā)射功率與基站的天線數(shù)成反比，而當(dāng)信道狀態(tài)信息不理想時(shí)，則與基站天線數(shù)的平方根成反比。而且，利用信道互易性，信道訓(xùn)練的開(kāi)銷僅與每小區(qū)的用戶數(shù)相關(guān)，而與基站天線數(shù)無(wú)關(guān)。因此，當(dāng)基站天線數(shù)趨向無(wú)窮時(shí)，并不會(huì)增加系統(tǒng)的反饋開(kāi)銷。與傳統(tǒng)MIMO相比，大規(guī)模MIMO的主要不同之處在于隨著基站天線數(shù)的增加，噪聲和干擾都能被平均，故可增加系統(tǒng)容量。

在宏小區(qū)，可采用大規(guī)模MIMO基站來(lái)支持移動(dòng)用戶。但在宏小區(qū)覆蓋的邊緣區(qū)域，由于信號(hào)微弱及干擾，服務(wù)質(zhì)量很難保證，且傳統(tǒng)的宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)不能提供好的室內(nèi)覆蓋。微小區(qū)（Small?Cell）技術(shù)提供了快速、低成本的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容方案，可以為城市熱點(diǎn)區(qū)域、郊區(qū)和盲點(diǎn)提供專用的覆蓋和容量。Small?Cell微基站在容量和覆蓋上是宏小區(qū)的有效補(bǔ)充，是分層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署的主要手段，可以有效地構(gòu)建立體網(wǎng)絡(luò)，分流吸收宏基站的業(yè)務(wù)量。Small?Cell部署的典型如貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的Light?Radio微基站，其在增加等量的網(wǎng)絡(luò)容量時(shí)，較傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)約50%的每比特?cái)?shù)據(jù)傳輸成本。

基于大規(guī)模MIMO和Small?Cell的各自優(yōu)勢(shì)，針對(duì)由Small?Cell微基站與宏蜂窩相結(jié)合的立體網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)借鑒云計(jì)算理念在基站基帶部分引入云計(jì)算構(gòu)建云基站，是引領(lǐng)下一代的全新蜂窩組網(wǎng)方案，可實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源的共享和動(dòng)態(tài)分配并提升網(wǎng)絡(luò)效率。

在由大規(guī)模MIMO和Small?Cell構(gòu)建的立體網(wǎng)絡(luò)中，存在不同類型小區(qū)間干擾，特別是下行鏈路中宏、微基站同時(shí)發(fā)送信號(hào)時(shí)，宏基站發(fā)送信號(hào)對(duì)微小區(qū)用戶的干擾。為了消除小區(qū)間干擾而進(jìn)行波束賦形時(shí)，需獲知宏基站到微小區(qū)用戶鏈路的信道狀態(tài)信息。云無(wú)線接入系統(tǒng)中，存在較多數(shù)量的small?cell，需要大規(guī)模的小區(qū)間信息交互，這在實(shí)際系統(tǒng)中難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種低復(fù)雜度的云無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)（CRAN）通信的干擾消除方法，用于降低下行傳輸鏈路中的干擾并提高系統(tǒng)容量。

本發(fā)明提供的云無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1，它由宏小區(qū)、微小區(qū)、基帶處理單元，云計(jì)算中心組成，其中宏小區(qū)基站射頻遠(yuǎn)端單元（RRU）配置大規(guī)模MIMO天線，用以支持室外移動(dòng)用戶；微小區(qū)的微基站RRU端天線配置同于一般LTE標(biāo)準(zhǔn)，用于室內(nèi)和熱點(diǎn)區(qū)域覆蓋。宏、微基站的基帶單元（BBU）通過(guò)通用公共無(wú)線接口總線（CPRI）相連接，形成集中的基帶處理單元，宏、微基站通過(guò)基帶處理單元與云計(jì)算中心通信，每個(gè)宏小區(qū)中的宏、微基站與云計(jì)算中心中一個(gè)基帶處理單元相連，并采用云計(jì)算實(shí)現(xiàn)多小區(qū)聯(lián)合信號(hào)處理與資源分配。

為了降低信道狀態(tài)信息的反饋開(kāi)銷，本發(fā)明采用時(shí)分雙工TDD的工作方式，TDD時(shí)隙分為：上行時(shí)隙記為Tu時(shí)隙和下行時(shí)隙記為Td時(shí)隙，TDD幀結(jié)構(gòu)由上行子幀和下行子幀組成。傳統(tǒng)的TDD工作方式時(shí)，宏小區(qū)和微小區(qū)都在上行時(shí)隙發(fā)送上行子幀；下行時(shí)隙發(fā)送下行子幀，如圖2所示。特別地，為了減小異構(gòu)網(wǎng)內(nèi)宏、微基站間干擾，設(shè)計(jì)了新型TDD幀結(jié)構(gòu)，在TDD工作方式時(shí)，宏小區(qū)在下行時(shí)隙發(fā)送上行子幀，上行時(shí)隙發(fā)送下行子幀；微小區(qū)在下行時(shí)隙發(fā)送下行子幀，上行時(shí)隙發(fā)送下行子幀，如圖3所示，使得不同類型基站間TDD幀在時(shí)間上互易，即當(dāng)宏基站上行子幀通信時(shí)，微基站利用下行子幀通信；宏基站下行子幀通信時(shí)，微基站的上行子幀通信。這樣，在Td時(shí)隙內(nèi)，若宏基站接收上行信號(hào)，則微基站發(fā)送下行信號(hào)；在Tu時(shí)隙內(nèi)，若宏基站發(fā)送下行信號(hào)，則微基站接收上行信號(hào)。