[发明专利]基站的联合资源分配和成簇方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请与2008年6月17日提交的、题为“Method for Adaptive Formation of Cell Clusters for Cellular Wireless Networks with Coordinated Transmission and Reception”的美国专利申请12/140,537相关。

技术领域

本发明总体涉及通信系统，更具体地，涉及无线通信系统。

背景技术

无线通信系统中的基站向与基站相关联的地理区域或小区内的用户提供无线连接。在一些情况下，可以将小区划分为扇区，扇区朝向所选开放角度(例如3个120°扇区或6个60°扇区)并由不同天线提供服务。基站与每个用户之间的无线通信链路一般包括用于从基站向移动单元发送信息的一个或多个下行链路(DL)(或前向)信道，和用于从移动单元向基站发送信息的一个或多个上行链路(UL)(或反向)信道。上行链路和/或下行链路信道包括业务信道、信令信道、广播信道、寻呼信道、导频信道等等。可以根据各种协议来定义信道，包括时分多址接入(TDMA)、频分多址接入(FDMA)、码分多址接入(CDMA)、正交频分多址接入(OFDMA)以及这些技术的组合。每个小区的地理范围可以随时间变化，可以由基站、接入点和/或移动单元使用的发送功率来确定，以及由环境条件、物理障碍等来确定。

基于对应的空中接口所支持的信道的属性，将移动单元分配给基站。例如，在传统的蜂窝系统中，基于如上行链路和/或下行链路信道强度之类的标准，将每个移动单元分配给小区。然后，移动单元在合适的上行链路和/或下行链路信道上与该服务小区进行通信。在移动单元与服务小区之间发送的信号可能干扰其他移动单元和/或其他小区之间的通信。例如，移动单元和/或基站对使用相同时间/频率资源的所有其他站点造成小区间干扰。对无线通信资源日益增长的需求推动服务提供商实现普遍的资源重用，这增大了小区间干扰的可能性。实际上，现代系统的性能主要受制于小区间干扰，相对于底层热噪声，小区间干扰是主要因素。

可以以若干方式减少小区间干扰，例如通过频率规划、软切换、或波束成形多天线。例如，当基站和可选地用户终端包括多根天线时，可以采用多输入多输出(MIMO)技术。例如，包括多根天线的基站可以在相同频带上向小区/扇区中的相同用户或多个用户同时发送多个独立且不同的信号。MIMO技术能够大致与基站处可用天线数目成比例地提高无线通信系统的频谱效率。

尽管常规无线通信系统尝试使用各种干扰消除技术来降低小区间干扰的效应，备选方法认识到，小区间“干扰”实际上是由包括有价值信息的信号所引起的。例如，在上行链路，在一个小区站点处的小区间干扰仅仅是针对其他小区站点的信号的叠加，即小区间干扰是由在错误位置收集的移动单元信号形成的。如果对这些信号进行正确分类和路由，它们将不再是干扰，而变为对其所承载的信息进行检测有用。尽管充满挑战，但是将在不同站点接收的信息进行组合在理论上是可能的，因为小区站点连接至公共的、强大的骨干网。这相当于认识到，无线小区站点的网络可以形成大型分布式多址接入信道，可以通过所有小区站点向所有用户提供服务。这种雄心勃勃的方法利用有线线路网络中的可用带宽来超越小区间干扰并减轻无线瓶颈。例如，已经提出了一种新的多天线技术，称为基站间MIMO(IBS-MIMO)，通过实现从不同基站处的天线至一个或多个移动终端的、叠加的信号波形的同时发送，来抑制所产生的相互干扰，从而增强空中接口性能。

在下行链路，IBS-MIMO技术对不同基站进行协调，使得它们从其天线向一个或多个移动单元同时发送(以协调的方式)叠加的信号波形，来抑制所产生的相互干扰，并且可以在每个移动单元处对来自多个基站的信号进行相干合并。在该过程中，以指定移动单元为目的地的信号可以从不同基站发送。无线接入网提供了控制信令和/或数据平面交换，以协调基站，使得可以对其发送进行相干合并。例如，可以从多根基站天线(可能在空间上是分布式的)同时发送每个用户的信号。对信号进行加权和预处理，从而通过对来自对各不同基站的叠加信号的相干合并来减轻或完全消除小区间干扰。在系统中所有B个基站的M根天线之间完全协调的假设之下，系统的行为与具有B*M根分布式天线的MU-MIMO(多用户多输入多输出)系统相同。该系统一般采用混合的每簇功率约束，使得相同站点中的天线簇服从“和功率”约束，并且不在属于不同簇的天线之间共享功率。