[发明专利]下行蜂窝系统的多天线多基站合作方法及基站

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域中多天线多基站合作的方法及应用这种方法的基站，更具体地，涉及一种应用于下行蜂窝系统中通过多天线多基站的合作，提高下行数据传输速率的方法及使用该方法的基站。

背景技术

多天线(MIMO：Multiple In Multiple Out)无线传输技术在发射端和接收端配置多根天线，对无线传输中的空间资源加以利用，获得空间复用增益和空间分集增益。信息论研究表明，MIMO系统的容量，随着发射天线数和接收天线数的最小值线性增长。MIMO系统的示意图如图1所示，图1中，发射端与接收端的多天线构成多天线无线信道，包含空域信息。另外，OFDM技术(正交频分复用)具有较强的抗衰落能力和较高的频率利用率，适合多径环境和衰落环境中的高速数据传输。将MIMO技术与OFDM技术结合起来的MIMO-OFDM技术，已经成为新一代移动通信的核心技术。

例如，3GPP(第三代移动通信伙伴计划)组织是移动通信领域内的国际组织，她在3G蜂窝通信技术的标准化工作中扮演重要角色。3GPP组织从2004年下半年起开始设计EUTRA(演进的通用移动通信系统及陆基无线电接入)和EUTRAN(演进的通用移动通信系统网及陆基无线电接入网)，该项目也被称为LTE(长期演进)项目。LTE系统的下行链路就是采用MIMO-OFDM技术。2008年4月，3GPP组织在中国深圳会议上，开始探讨4G蜂窝通信系统的标准化工作。在会上，一种名为“多天线多基站合作”的概念得到广泛关注和支持，其核心思想是采用多个基站同时为一个用户或多个用户提供通信服务，从而提高小区边界用户的数据传输速率。

在一些技术文献中，针对下行蜂窝系统，有三种多天线多基站合作方法：

(1)基于聚集信号的方法：移动台根据分布式基站及自身位置等信息选择其方向图，方向图中有多个场强相对较强的指向分别指向不同的基站天线。分布式基站根据移动台的具体地理位置选择适当的基站及其天线通过协同合作进行聚集操作，在移动台周围形成一个聚集场，使得移动台天线处于场强相对较强的位置。参见专利文献1“一种基于聚集信号的分布式多天线的通信方法及系统”，中国专利申请公开号，CN101047415。

(2)基于虚拟MIMO技术的方法：将多基站的多根天线，视为虚拟的具有更多天线的单基站MIMO系统，从而获得较大的空间复用和空间分集增益。另外，重复利用单基站MIMO系统的机制有助于降低多天线多基站系统的实现复杂度。参见非专利文献1：3GPP，R1-082501，“Collaborative MIMO for LTE-A downlink”，Alcatel-Lucent(3GPP文档，编号：R1-082501，“LTE-A下行系统中的合作MIMO技术”，Alcatel-Lucent公司)。

(3)基于单基站独立运作的方法：配备多天线的单基站独立地为用户设备提供服务，然后用户设备将多个单基站的数据进行叠加，获得较高的空间复用和空间分集增益。该方法实现简单，信令开销较小。参见非专利文献2：3GPP，R1-082497，“Network MIMO Precoding”，TexasInstruments(3GPP文档，编号：R1-082497，“网络MIMO系统的预编码”，Texas Instruments公司)。

但是，方法一仅仅是能量意义上的多天线多基站合作，且系统性能与地理位置密切相关，导致应用范围受限；方法二侧重于概念性的阐述，对于多天线多基站中的用户配置、用户反馈等重要问题没有进一步讨论；方法三虽然实现简单，但完全独立的单基站工作体现不出多天线多基站合作的优势，所以其性能较差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中应用范围受限，或是系统设计不完整的缺点，提供一种下行蜂窝系统的多天线多基站合作方法及基站。

在本发明的第一方面，提出了一种下行蜂窝系统的多天线多基站合作的方法，该下行蜂窝系统包括至少一个用户设备和向该用户设备提供服务的服务基站和至少一个合作基站。该方法包括如下步骤：服务基站判断是否有用户设备进入多天线多基站合作的工作模式；服务基站使用下行控制信令对进入该工作模式的用户设备进行配置；用户设备基于该配置获得服务基站和各个合作基站的系统信息以及资源分配所需的下行信道的信道状态信息；用户设备向服务基站反馈资源分配所需的下行信道的信道状态信息；服务基站基于资源分配所需的下行信道的信道状态信息，进行资源调度，并向各个合作基站至少发送资源调度结果和下行通信数据；以及至少从服务基站向用户设备发送下行资源的分配指示。