[發(fā)明專利]FD-MIMO多小區(qū)下行干擾協(xié)調(diào)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811326488.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN109194375B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李瀟;秦娜娜;高西奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/0413
• 分類號(hào): H04B7/0413;H04W24/04;H04J11/00
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉涓涓

本發(fā)明提供了一種FD?MIMO多小區(qū)下行干擾協(xié)調(diào)方法，采用多小區(qū)下行傳輸系統(tǒng)，相鄰小區(qū)的相鄰扇區(qū)組成協(xié)作區(qū)域，各基站采用均勻平面天線陣；包括：協(xié)作區(qū)域內(nèi)各基站利用大尺度衰落因子劃分中心用戶及邊緣用戶；針對(duì)各邊緣用戶利用統(tǒng)計(jì)信道信息進(jìn)行全協(xié)作干擾協(xié)調(diào)或部分協(xié)作干擾協(xié)調(diào)；基于部分頻率復(fù)用方法劃分中心用戶及邊緣用戶的服務(wù)頻段，并計(jì)算各基站對(duì)邊緣用戶的發(fā)送功率；各小區(qū)對(duì)邊緣用戶計(jì)算波束成形向量并利用發(fā)送功率進(jìn)行預(yù)編碼傳輸。本發(fā)明方法使用信道的統(tǒng)計(jì)信息協(xié)調(diào)小區(qū)間干擾，所需信道信息量小，傳輸方案實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、反饋量小、魯棒性強(qiáng)、復(fù)雜度低、易于實(shí)現(xiàn)，有效提升小區(qū)邊緣用戶服務(wù)質(zhì)量，適用于各種典型的無線通信系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種在基站使用均勻平面天線陣的FD-MIMO多小區(qū)下行傳輸系統(tǒng)，更為具體的說，是涉及基于部分頻率復(fù)用的FD-MIMO多小區(qū)下行干擾協(xié)調(diào)方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代信息社會(huì)在智能移動(dòng)終端設(shè)備普及浪潮的推動(dòng)下，對(duì)無線通信系統(tǒng)的傳輸速率、連接數(shù)與用戶體驗(yàn)提出了更高的要求。為了在頻譜資源日趨緊張的情況下，大幅提高無線通信系統(tǒng)的傳輸速率和可靠性，在基站部署成百甚至上千根天線的技術(shù)，即大規(guī)模MIMO無線傳輸技術(shù)，作為未來無線通信的關(guān)鍵技術(shù)受到廣泛關(guān)注。大規(guī)模MIMO的空間分辨率與現(xiàn)有MIMO相比顯著增強(qiáng)，能深度挖掘空間維度資源，使得網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)用戶可以在同一時(shí)頻資源上利用大規(guī)模MIMO提供的空間自由度與基站同時(shí)進(jìn)行通信，從而在不需要增加帶寬的條件下大幅度提高頻譜效率。此外，大規(guī)模MIMO可大幅降低發(fā)射功率，通過低成本、低功耗的器件實(shí)現(xiàn)，真正實(shí)現(xiàn)綠色通信。

大規(guī)模MIMO技術(shù)能夠大幅提升無線通信頻譜效率和功率效率，被認(rèn)為是構(gòu)建未來高效能綠色移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，大規(guī)模MIMO無線通信面臨著眾多挑戰(zhàn)，其中之一就是基站所能配置的天線數(shù)量受到基站空間以及載波頻率的影響。為了克服有限的空間對(duì)大規(guī)模MIMO無線通信系統(tǒng)的限制，并進(jìn)一步挖掘利用垂直維度空間資源，近年來人們提出了在基站配置二維網(wǎng)格排列的大規(guī)模天線陣列，稱為FD-MIMO。此外，信道信息的獲取是大規(guī)模MIMO面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)。現(xiàn)有大規(guī)模MIMO傳輸方案大都是通過上行鏈路正交導(dǎo)頻和TDD系統(tǒng)上下行信道互易性，基站獲得多用戶上下行信道參數(shù)估值，并以此實(shí)施上行接收處理和下行預(yù)編碼傳輸。然而，這一方案難以適應(yīng)中高速移動(dòng)通信場(chǎng)景及FDD系統(tǒng)。

多小區(qū)在提高覆蓋范圍的同時(shí)，也帶來了小區(qū)網(wǎng)絡(luò)間干擾的問題。對(duì)于多小區(qū)場(chǎng)景而言，小區(qū)間干擾是限制多小區(qū)FD-MIMO通信系統(tǒng)容量提升的主要因素。傳統(tǒng)的干擾消除技術(shù)如ZF、MF、RZF等，是利用信道的瞬時(shí)信道狀態(tài)信息消除小區(qū)間干擾。此外，頻率復(fù)用技術(shù)，通過分配給中心用戶及邊緣用戶不同的服務(wù)頻段來消除小區(qū)間干擾，但這也導(dǎo)致可用傳輸資源利用效率的降低。部分頻率復(fù)用作為更有效的復(fù)用方法，通過將小區(qū)劃分成中心區(qū)域及邊緣區(qū)域，并令邊緣區(qū)域用戶使用更高的頻率復(fù)用因子，利用信道的瞬時(shí)信道狀態(tài)信息來消除小區(qū)間干擾，提高邊緣用戶服務(wù)質(zhì)量。然而，對(duì)于FDD系統(tǒng)，瞬時(shí)信道狀態(tài)信息的獲取將會(huì)導(dǎo)致大量的系統(tǒng)開銷和反饋，特別是當(dāng)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)基站端天線規(guī)模和用戶數(shù)很大時(shí)，系統(tǒng)反饋開銷會(huì)非常大，利用瞬時(shí)信道狀態(tài)信息進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)將變得不可行。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明為在基站使用均勻平面天線陣的FD-MIMO多小區(qū)下行傳輸系統(tǒng)提供基于部分頻率復(fù)用的下行干擾協(xié)調(diào)方法，基于信道的統(tǒng)計(jì)狀態(tài)信息在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)是近似不變精確度相對(duì)較高這一特點(diǎn)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)信道信息協(xié)調(diào)小區(qū)間干擾，以較低的復(fù)雜度提高多小區(qū)系統(tǒng)和速率和邊緣用戶速率。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

FD-MIMO多小區(qū)下行干擾協(xié)調(diào)方法，采用多小區(qū)下行傳輸系統(tǒng)，系統(tǒng)包括多個(gè)小區(qū)，各小區(qū)分為若干扇區(qū)；相鄰小區(qū)的相鄰扇區(qū)組成協(xié)作區(qū)域，協(xié)作區(qū)域內(nèi)小區(qū)數(shù)記為G；各基站采用均勻平面天線陣，垂直方向包括M_v行天線陣元，水平方向每行M_h個(gè)陣元；各基站利用已知的統(tǒng)計(jì)信道信息對(duì)協(xié)作區(qū)域內(nèi)的用戶進(jìn)行基于部分頻率復(fù)用的下行干擾協(xié)調(diào)，具體包括如下步驟：