[发明专利]一种多小区波束形成方法和装置

说明书

本发明公开了一种多小区波束形成方法和装置，所述方法包括：以最大化本协作小区调度用户的信号强度、最小化本协作小区调度用户对其他协作小区调度用户的加权干扰泄露为原则，计算异构网中各协作小区的波束形成矢量b_q；基于计算结果，更新对应协作小区的波束形成矢量b_q，以使各协作小区根据更新后的波束形成矢量b_q与对应的调度用户传输数据。利用本发明所述方法计算得到的波束形成矢量进行数据传输，达到了系统性能和干扰避免的最佳平衡，提高了干扰管理的有效性，进一步提高了低功率节点的系统容量。

技术领域

本发明涉及数字通信技术领域，特别是涉及一种多小区波束形成方法和装置。

背景技术

由于异构网可以通过改进网络的拓扑结构实现系统性能的优化而成为移动通信的研究热点之一。异构网由网络规划的高功率宏基站和位于其覆盖之下具有自主摆放特点的低功率节点组成，低功率节点包括家庭基站、微微蜂窝和Relay站等，能够实现热点区域覆盖、小区业务分流，从而获得小区分裂增益。异构网由于不同类型基站的功率、覆盖不同，低功率节点的自主摆放特点，使得不同基站的控制信道、业务信道的干扰问题非常突出，异构网面临巨大的技术挑战。

在下一代演进系统如3GPP-LTE-A标准中，采用了小区间干扰协调技术来解决由此造成的干扰问题，即eICIC(enhanced inter-cell interference coordinationschemes)。eICIC是LTE-A中标志性的关键技术之一，用于改善小区边缘覆盖，实现小区业务分流为目的，如覆盖距离扩展(range extension，简称RE)。eICIC主要分为两类：第一类为基于载波聚合技术的eICIC方案，第二类为基于时域ABS(almost blank subframes)的方案。ABS通过在干扰小区中配置ABS子帧实现业务静默，而被干扰小区则使用这些ABS子帧为原来在小区中受较强干扰的用户提供业务，从而实现了小区间干扰的协调。

载波聚合作为LTE-A的关键技术之一，除了在聚合形成的大带宽上提供高速业务以外，还能在成员载波(component carrier,简称CC)分辨率级别实现异构网络的频域干扰避免。假设异构网络的带宽由两个成员载波组成：f1和f2。为了实现宏基站和微微基站的干扰协调，可以将f1和f2分别分配给宏基站和微微基站的用户，从而实现用户业务信道和控制信道的干扰避免；或者微微基站的小区中心用户可以分配和宏小区相同的成员载波，而边缘用户则分配与宏基站不同的成员载波。这种方案的缺点是只能被LTE-A用户采用，不能兼容LTE用户。所有上述技术的应用有一个重要的前提，即首先解决小区中的用户服务小区选择问题。在蜂窝移动通讯网中，所有用户有一个归属的服务小区，为用户提供广播、业务传输等服务。在传统的同构网中，用户的服务小区选择基于接收信号强度的测量。在异构网中，由于新增节点的发射功率远低于宏基站，基于接收信号强度的服务小区选择方法，将造成这些节点的覆盖范围很小，没有实现小区分裂增益最大化。围绕提高低功率节点的优先级、扩大低功率节点覆盖范围这个目标，3GPP会议展开了研究与讨论，提出了一些增强型的LTE-A异构网络小区选择与重选算法，主要是高通公司提出的RE(Range Extension)算法以及路损算法。RE算法的核心思想是在传统的服务小区选择算法中，给低功率节点的接收功率RSRP(Reference Signal Receiving Power)增加一个大于0的bias值(偏移值)，而对宏小区的RSRP补偿值bias为0，从而降低低功率节点的门槛，增大UE选择低功率节点作为服务小区的几率。在基于路径损耗的小区选择算法中，每个UE选择路径损耗最低(Minimum PathLoss)的小区作为服务小区。

上述方法使得低功率节点的覆盖范围显著增大，甚至可以与宏小区相仿。但是对于处在低功率节点覆盖边缘的用户，即使采取干扰消除措施去除强干扰源的影响，由于其服务小区(低功率节点)的发射功率过低而导致下行SINR(信干噪比)很低，从而引起小区频谱利用率降低。