[发明专利]一种协作迫零波束成形方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及多小区协作波束成形技术，具体涉及一种低复杂度的多小区协作迫零波束成形方法。

背景技术

未来移动通信在传输速率、性能和系统业务容量等方面对无线通信系统提出了更高的要求。LTE采用同频复用组网时，现有的多用户MIMO技术在提高数据传输率的同时也引入了同频干扰，大大限制了小区用户尤其小区边缘用户的频谱效率的提高，成为了制约LTE系统容量提升的主要问题。因此，LTE-A技术规范工作组将小区平均吞吐性能和小区边缘容量的提升作为研究重点，提出了多小区协同通信的概念，其核心思想是：利用协同多点发送与接收(Coordinated Multi-Point transmission and reception，CoMP)技术进行多小区协同处理，通过基站端进行空间、时间及频率的资源调度与预编码技术有效地消除多小区间同频干扰，从而满足LTE-A系统的性能需求。

LTE-A中，下行CoMP技术包括两种协同方案：联合处理(Joint Processing，JP)以及协作调度/波束成形(Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming，CS/CB)。在联合处理中协作的小区间需要共享发射给用户的数据及用户的下行信道信息、调度信息等，小区之间联合为目标用户提供服务，然而这种方案需要协作小区间的大量信息交换，从而增加了网络开销，限制了其应用范围。相比于联合处理，协同调度/波束成形技术只需要共享用户的信道信息，各小区通过协作波束成形和协作调度对小区网络的空间资源做更合理的分配，从而减小边缘用户受到的干扰和提高小区平均性能。这种方案大大节省了系统进行数据共享、联合预编码等操作所带来的开销，因此得到了广泛的应用。

TDD系统中基站可以根据信道互易性获取用户的下行信道信息，非常适合协作波束成形技术的应用，然而波束成形技术中高复杂度的矩阵运算制约了其在实际系统中的应用，未来无线通信系统中天线数的增长使得该问题尤其突出。

利用信道时域上的相关性，使用一阶扰动补偿得到时域上临近的信道矩阵分解可以大大降低系统的运算复杂度，使用一阶扰动补偿在降低复杂度的同时也导致了性能的下降，协作系统中用户受到来自各基站的干扰功率不对称情况下，如何设置协作集内各基站的扰动补偿的步长以降低小区间干扰是协作波束成形技术的关键问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的上述问题，提出了一种协作迫零波束成形方法。

本发明的技术方案为：一种协作迫零波束成形方法，具体包括如下步骤：

步骤1.协作集内的各基站根据需要协作服务的用户的上行信号的功率得到该基站对此用户造成的干扰功率；

步骤2.各基站根据其在用户端造成的干扰功率决定其使用一阶补偿计算波束成形矢量的步长；

步骤3.各基站在步长的传输时间内使用一阶补偿计算波束成形矢量。

本发明的有益效果：本发明的方法根据用户上行信号功率分配各协作基站的一阶扰动补偿的步长，从而减小了协作系统中当来自不同基站的干扰功率不同时，各基站等步长设置的一阶扰动补偿方法的性能损失。本发明的方法通过分配协作集内各小区不同的一阶扰动补偿步长以低复杂度分布式实现了协作迫零波束成形，能够降低小区边缘用户的干扰，提高了小区边缘用户的性能。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为本发明协作迫零波束成形方法的流程示意图；

图2为本发明基站端基于用户上行信号功率的自适应一阶扰动补偿的波束成形示意框图；

图3为本发明中协作波束成形使用场景的示意图；

图4为本发明中使用一阶扰动补偿计算波束成形矢量的流程图；

图5为本发明自适应一阶扰动补偿协作波束成形在服务小区和干扰小区的步长示意图；

图6为本发明方法与传统方法的浮点运算次数与天线数的关系示意图；

图7为本发明在多小区环境下用户发射上行信号到基站波束成形数据发射的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案更加清楚明白，以下参照附图并根据实施例，对本发明做进一步的详细说明。

本发明协作迫零波束成形方法的流程示意图如图1所示，具体包括如下步骤：

步骤1.协作集内的基站j根据接收到的需要协作服务的用户k_i的上行信号的功率得到该基站到此用户的下行信号功率