[发明专利]一种基于多点协作的波束配置和管理方法

说明书

本发明公开了一种用于基站间的波束配置和管理的方法、基站、用户设备及系统。该方法包括用户设备接收基站发送的波束信号，所述用户设备根据所述发送波束信号确定接收波束；基站接收终端设备发送的波束信号，所述基站根据所述发送波束信号确定接收波束；结合多点协作技术，基站间的动态选择和快速波束切换；基站端波束和用户设备端波束的快速对齐。本专利申请可以有效地解决基站间波束快速切换和对齐，支持动态基站选择，以增加链路的可靠性。

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地，涉及一种用于基站间波束配置和管理的方法、基站、用户设备及系统。

背景技术

多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技术的出现，给无线通信带来了革命性的变化。通过在发射端设备和接收端设备上同时部署多根天线，MIMO技术可以同时提供彼此独立的多个信道，数据传输速率因而得到成倍的提升。当前，下一代演进系统在网络性能及用户体验方面有着更高要求，给5G系统带来了更大挑战，催生了各种新技术的出现。大规模MIMO技术是其中最具潜力的技术之一，它通过在基站端部署大量的天线(100～1000)获得成倍频谱效率提升和功耗降低，可以改善链路质量，提高小区覆盖。由于未来5G系统要求低时延、高能量效率、高成本效率和高频谱效率，大规模天线阵列的成本随着天线数的增加而增加，大规模MIMO系统的基站(BS)通常采用混合预编码技术，其结合了模拟预编码技术和数字预编码技术，可以降低射频通道的数目，使之远小于天线数目，能更有效的降低大规模天线阵列的成本，同时充分利用所有天线提供的自由度。同样，用户设备(UE)也可以采用模拟预编码，数字预编码或者混合预编码方案。为了保证获得天线阵列增益，BS端的波束和UE端的波束需要对齐以保证小区覆盖和链路质量。特别是对于窄波束成型技术而言，波束方向的选择误差会导致SINR明显的降低。

多点协作(Coordinated Multi-Point,CoMP)技术在传统MIMO系统中已经有广泛讨论，理论上能带来显著的容量提升，尤其是对边界用户。已有的基于传统MIMO系统的多小区协作技术主要可以分为两大类：联合处理(Joint Processing,JP)，动态多点选择(Dynamic Point Selection,DPS)和协作调度/波束成型(Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming,CS/CB)。联合处理对应的下行技术为联合发送(JointTransmission,JT)，对应的上行技术为联合接收(Joint Reception,JR)。这三类方案在3GPP LTE-A R11中都受到了广泛的关注和深入的讨论。三类方案各有其优缺点。对于下行，JT方案允许多个基站联合向一个或多个用户发送数据。多个基站间可以采用联合多用户预编码或单用户预编码方式进行合作。这类方案在所有小区协作方案中能获得最大的容量增益，但同时也对系统有最高的要求。JT不仅要求协作基站间共享所有用户的信道和数据信息，还要求基站间严格的同步。这给回传网络和系统实现都带来的巨大的压力。在CS/CB方案每个基站只服务本小区的用户，但在用户的调度/预编码过程中考虑到对相邻小区用户的干扰规避/零化。这种协作方式对系统的要求比JT低的多。CS/CB不要求协作基站间交互用户信道和数据信息，同时对基站间同步的要求也低得多，因此对回传网络基本不带来额外负担。但这种方案的不足之处在于其增益有限，和JT方案相比容量优势要小得多。DPS方案在每个时频资源块上，每次传输时从基站的CoMP协作集合选择一个基站来进行数据传输，算法复杂度低，同样性能增益相对有限。

在大规模MIMO系统下，随天线数增加波束会变窄，因此CS/CB的干扰规避/零化作用在大容量MIMO系统中会增强，协作调度和波束成型可能会变得更加简单和容易实现。因此，针对大规模MIMO系统，当UE移动，UE旋转或者波束被阻挡情况下，为了链路能够快速回复，结合预编码和多点协作技术，需要研究一种基站间有效的波束配置和管理方案。

发明内容