CN101370241B - 用于消除多个移动站所接收信号之间干扰的方法及装置 - Google Patents

用于消除多个移动站所接收信号之间干扰的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种基于多用户MIMO的宏分集切换方案。服务于一个宏分集切换区域的多个基站通过对发送给位于该宏分集切换区域中的多个移动站的调制后的待发送信号进行联合预编码之后，在相同的时频资源上将预编码后的信号发送给多个移动站。由于采用了预编码技术，使得每个移动站不会对其它的移动站造成干扰或者每个移动站对其它移动站的干扰很小；由于服务于同一个宏分集切换区域的多个基站在相同的时频资源上同时服务于多个移动站，大大地提高了宏分集切换区域的系统容量。

Description

用于消除多个移动站所接收信号之间干扰的方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信网络中的基站和移动站，尤其涉及基站和移动站中用于控制消除宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的方法及装置。
背景技术
作为对IEEE802.16e标准的改进，IEEE802.16标准目标是下行链路的平均系统容量、小区边缘处容量的成倍增加。由于低的频率复用，小区间干扰比较严重，上述目标很难实现，迫切需要新的技术来实现上述目标。
多用户MIMO(Multi-User MIMO，多用户多输入多输出)技术是一种有效的提高系统容量的空分多址技术，单个基站利用预编码技术在相同的时频资源上分别传输多路数据给多个移动站(或用户)，由于采用了预编码技术，使得每个移动站不会对其它的移动站造成干扰或者每个移动站对其它移动站的干扰很小。
在IEEE802.16e标准中定义了基于单用户MIMO(Single-UserMIMO)的宏分集切换技术，即当移动站位于宏分集切换区域中时，由服务于该宏分集切换区域的多个基站在相同的时频资源上发送相同的下行信号给同一个移动站。由于多个基站在相同的时频资源上仅服务于同一个移动站，导致该宏分集切换区域中的系统容量很低。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的上述缺点，提出了一种基于多用户MIMO的宏分集切换方案。服务于一个宏分集切换区域的多个基站通过对发送给位于该宏分集切换区域中的多个移动站的调制后的待发送信号进行联合预编码之后，在相同的时频资源上将预编码后的信号发送给多个移动站，由于采用了预编码技术，使得每个移动站不会对其它的移动站造成干扰或者每个移动站对其它移动站的干扰很小。
根据本发明的第一方面，提供了一种在无线通信网络的基站中用于控制消除该控制装置所辖的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的方法，其中，该方法包括以下步骤：a.获取位于所述宏分集切换区域中的多个移动站与服务于该宏分集切换区域中的多个基站之间的下行链路的信道相关信息；c.基于所述信道相关信息与预定规则，确定所述多个基站的预编码系数，该预编码系数用于所述多个基站分别对在相同的时频资源上联合发送给所述多个移动站的多路调制后的待发送信号进行预编码，以消除所述多个移动站所接收信号之间的干扰；d.将所述多个基站中相应基站的预编码系数分别通知给相应的基站。
根据本发明的第二方面，提供了一种在无线通信网络的基站中用于消除该基站所服务的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的方法，其中，该方法包括以下步骤：-获取由管辖所述宏分集切换区域的控制装置为本基站确定的预编码系数；-基于所述预编码系数对本基站与服务于所述宏分集切换区域中的其它多个基站在相同的时频资源上联合发送给位于所述宏分集切换区域中的多个移动站的调制后的待发送信号进行预编码，以获得预编码后的待发送信号；-将所述预编码后的待发送信号发送给所述多个移动站。
根据本发明的第三方面，提供了一种在无线通信网络的移动站中用于当该移动站位于宏分集切换区域时辅助消除本移动站与该宏分集切换区域内其它一个或多个移动站所接收信号之间干扰的辅助方法，其中，该方法包括以下步骤：ii.分别测量本移动站与服务于所述宏分集切换区域中的多个基站之间的下行链路的信道相关信息；iii.将本移动站与服务于所述宏分集切换区域中的多个基站之间的下行链路的信道相关信息发送给相应网络设备。
根据本发明的第四方面，提供了一种在无线通信网络中用于控制消除该控制装置所辖的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的控制装置，其中，该控制装置包括：第一获取装置，用于获取位于所述宏分集切换区域中的多个移动站与服务于该宏分集切换区域中的多个基站之间的下行链路的信道相关信息；第一确定装置，用于基于所述信道相关信息与预定规则，确定所述多个基站的预编码系数，该预编码系数用于所述多个基站分别对在相同的时频资源上联合发送给所述多个移动站的多路调制后的待发送信号进行预编码，以消除所述多个移动站所接收信号之间的干扰；第一通知装置，用于将所述多个基站中相应基站的预编码系数分别通知该相应的基站。
根据本发明的第五方面，提供了一种在无线通信网络的基站中用于消除该基站所服务的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的干扰消除装置，其中，该干扰消除装置包括：第三获取装置，用于获取由管辖所述宏分集切换区域的控制装置为本基站确定的预编码系数；预编码装置，用于基于所述预编码系数对本基站与服务于所述宏分集切换区域中的其它多个基站在相同的时频资源上联合发送给位于所述宏分集切换区域中的多个移动站的调制后的待发送信号进行预编码，以获得预编码后的待发送信号；第二发送装置，用于将所述预编码后的待发送信号发送给所述多个移动站。
根据本发明的第五方面，提供了一种在无线通信网络的移动站中用于当该移动站位于宏分集切换区域时辅助消除本移动站与该宏分集切换区域内其它一个或多个移动站所接收信号之间干扰的辅助装置，其中，该辅助装置包括：测量装置，用于分别测量本移动站与服务于所述宏分集切换区域中的多个基站之间的下行链路的信道相关信息；第四发送装置，用于将本移动站与服务于所述宏分集切换区域中的多个基站之间的下行链路的信道相关信息发送给相应网络设备。
通过使用本发明提供的方法和装置，使得服务于同一个宏分集切换区域的多个基站在相同的时频资源上同时服务于多个移动站，大大地提高了宏分集切换区域的系统容量，由于各个基站采用了联合预编码，使得每个移动站不会对其它的移动站造成干扰或者每个移动站对其它移动站的干扰很小。
附图说明
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1为本发明的一个应用场景图；
图2为根据本发明的一个具体实施方式的系统模型示意图；
图3为根据本发明的一个具体实施方式的无线通信上行帧的帧结构示意图；
图4为根据本发明的一个具体实施方式的在无线通信的控制装置中用于控制消除该控制装置所辖的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的流程图；
图5为根据本发明的一个具体实施方式在无线通信网络的基站中用于消除该基站所服务的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的流程图；
图6为根据本发明的一个具体实施方式在无线通信网络的移动站中用于当该移动站处于宏分集切换区域中辅助消除本移动站与该宏分集切换区域内其它一个或多个移动站所接收信号之间干扰的流程图；
图7为根据本发明的一个具体实施方式在无线通信网络中用于控制消除该控制装置所辖的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的控制装置10的结构框图；
图8为根据本发明的一个具体实施方式在无线通信网络的基站中用于消除该基站所服务的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的干扰消除装置20的结构框图；
图9为根据本发明的一个具体实施方式在无线通信网络的移动站中用于当该移动站处于宏分集切换区域中辅助消除本移动站与该宏分集切换区域内其它一个或多个移动站所接收信号之间干扰的辅助装置30的结构框图。
在附图中，相同和相似的附图标记代表相同或相似的装置或方法步骤。
具体实施方式
图1示出了本发明的一个应用场景示意图。在图1中，基站1、基站1’和基站1”之间的覆盖范围重叠的区域为宏分集切换区域M123。除此之外，仅基站1和基站1’之间的覆盖范围重叠的区域为宏分集切换区域M12，仅基站1’和基站1”之间的覆盖范围重叠的区域为宏分集切换区域M23。宏分集切换区域的含义是指在传统的切换区域中，能够服务于该切换区域的多个基站在相同的时频资源上服务于一个用户终端。对于每个宏分集切换区域，可以由网络管理员从能够服务于该宏分集切换区域中的多个基站中选择一个基站(也有文章称之为“主基站”)负责确定能够服务于该宏分集切换区域中各个基站的预编码系数，并控制各个基站联合发送信号给位于该宏分集切换区域中的多个移动站。
当移动站2、移动站2’和移动站2”位于宏分集切换区域M123中时，基站1、基站1’和基站1”可通过预编码在相同的时频资源上联合发送信号给移动站1、移动站1’和移动站1”。详细地具体实现过程如下。
假设基站1负责确定能够服务于宏分集切换区域M123中各个基站的预编码系数，并控制各个基站联合发送信号给位于宏分集切换区域M123中的移动站1、移动站1’和移动站1”。
基站1确定移动站1是否位于某个宏分集切换区域的具体过程如下：当基站1检测到来自移动站1的上行信号的信号强度低于一个阈值(该阈值的具体数值可视具体的网络拓扑结构不同而不同)时，发送测量指令给移动站1，该测量指令指示移动站1测量其与其通信的多个基站(在图1中，即基站1、基站1’和基站1”)下行链路之间的信道相关信息，并将信道相关信息发送给基站1。移动站1接收到该指令后，测量其与基站1、基站1’和基站1”之间的下行链路之间的信道相关信息，并将信道相关信息发送给基站1。基站1根据移动站1反馈的信道相关信息，得知移动站1目前与基站1、基站1’和基站1”进行通信，则判断移动站1处于宏分集切换区域M123。若基站1根据移动站1反馈的信道相关信息，得知移动站1目前与基站1、基站1’进行通信，则判断移动站1处于宏分集切换区域M12中。
同样，当基站1检测到移动站1’的上行信号的信号强度低于一个阈值时，发送测量指令给移动站1’指示移动站1’测量其与其通信的多个基站(在图1中，即基站1、基站1’和基站1”)下行链路之间的信道相关信息，并将信道相关信息发送给基站1。
对于移动站1”同样如此。
基站1在获得在宏分集切换区域M123中移动站1、移动站1’和移动站1”分别与基站1、基站1’和基站1”的信道相关信息后，计算各个基站对应的预编码系数。并将各个基站对应的预编码系数通知相应的基站。
另外，基站1还可以通过其它的方式获知移动站1是否处于哪个宏分集切换区域中。例如，假设移动站1在移动到宏分集切换区域之前处于与基站1’距离较近，即与基站1’进行通信。当移动站1移动至宏分集切换区域M12中时，基站1’发现移动站满足切换条件(例如，基站1’接收到的来自移动站1的上行信号的信号强度低于一个阈值)，则发送搜索指令给移动站1，令其搜索其它能与之通信的基站，并报告给基站1’。如果移动站1位于宏分集切换区域M12，则会搜索到基站1，并报告给基站1’。基站1’根据移动站的报告则判断移动站1位于宏分集切换区域M12中，并报告给基站1。总之，确定移动站位于哪个宏分集切换区域中的方法有多种，同现有技术中的基于单用户MIMO的宏分集切换方案，本发明这里不再一一详述。
需要说明的是，信道相关信息包括信道估计值或者包括信道估计值与信噪比，可以是瞬时的信道估计值与信噪比，也可以是长期统计平均的信道估计值与信噪比。
优选地，基站1还可以根据宏分集切换区域中各个移动站与各个基站之间的信道相关信息来从服务于该宏分集切换区域中的多个基站中选择部分基站来联合发送信号给该宏分集切换区域中的各个移动站。例如，移动站1与基站1”之间的下行链路的信道估计值的幅度值小于移动站1与基站1或基站1’之间的下行链路的信道估计值的幅度值，或者移动站1接收到的来自于基站1”的下行信号的信噪比低于移动站1接收到的来自与基站1和基站1’的下行信号的信噪比。同样，移动站1’与基站1”之间的下行链路的信道估计值的幅度值小于移动站1’与基站1或基站1’之间的下行链路的信道估计值的幅度值，或者移动站1’接收到的来自于基站1”的下行信号的信噪比低于移动站1’接收到的来自与基站1和基站1’的下行信号的信噪比；移动站1”与基站1”之间的下行链路的信道估计值的幅度值小于移动站1”与基站1或基站1’之间的下行链路的信道估计值的幅度值，或者移动站1”接收到的来自于基站1”的下行信号的信噪比低于移动站1’接收到的来自与基站1和基站1’的下行信号的信噪比。
则基站1选择基站1与基站2联合发送信号给移动站1、移动站1’和移动站1”。基站1基于基站1和基站1’与移动站1、移动站1’和移动站1”之间的信道相关信息来确定基站1和基站1’预编码系数，并将基站1’的预编码系数通知基站1’。
下面以基站1与基站2联合发送信号给移动站1、移动站1’和移动站1”、采用最小均方差原则(MMSE)为例来说明预编码系数的具体的确定过程。其中，基站1、基站1’分别具有4根发射天线，移动站1、移动站1’和移动站1”分别具有1根接收天线。则基站1、基站1’与移动站1、移动站1’和移动站1”之间总的信道传输矩阵如公式(1)所示：
H = H 11 H 12 H 21 H 22 H 31 H 32 - - - ( 1 )
其中，H11、H12分别代表移动站1与基站1和基站1’之间的信道传输矩阵；H21、H22分别代表移动站1’与基站1和基站1’之间的信道传输矩阵；H31、H32分别代表移动站1”与基站1和基站1’之间的信道传输矩阵。由于基站1、基站1’分别具有4根发射天线，移动站1、移动站1’和移动站1”分别具有1根接收天线，Hji(i＝1，2；j＝1，2，3)皆为1行4列的复数矩阵，由4个信道估计值组成。
根据多用户MIMO最小均方差(MMSE)准则，预编码矩阵如下式所示：
W = ( H H H + 1 SNR I 8 × 8 ) - 1 H H - - - ( 2 )
其中，H即为公式(1)所示的基站1、基站1’与移动站1、移动站1’和移动站1”之间总的信道传输矩阵，SNR为与移动站1、移动站1’和移动站1”接收到的来自基站1和基站1’之间的下行信号的信噪比的平均值，该平均值可以是各个瞬时信噪比的平均值，也可以是长期统计的平均信噪比的平均值。
W为8行3列的复数矩阵，其中，W1＝W(1:4，:)(即W的第1至4行)为基站1中的预编码系数，W2＝W(5:8，:)(即W的第5至8行)为基站1’中的预编码系数。
如图2所示的系统模型示意图，其中S1、S2和S3分别为调制后待发送给移动站1、移动站1’和移动站1”的信号。基站1和基站1’利用W1和W2分别对调制后的待发送信号 S = S 1 S 2 S 3 进行预编码：
S ^ = Wi · S - - - ( 3 )
其中，i＝1，2。其中S为1×4的向量，其各个元素分别在基站的四个发射天线上发射。随后，基站1和基站1’在相同的时频资源上将预编码后的信号联合发送给移动站1、移动站1’和移动站1”。
预编码的目的是消除移动站1、移动站1’和移动站1”所接收信号之间的干扰。移动站1、移动站1’和移动站1”在接收到上述信号之后，采用最小均方差准则对接收到的信号进行解码后分别单独解出S1、S2和S3，如图2所示。
需要说明的是，以上以两个基站联合发送信号给三个移动站时各个基站的预编码系数的确定过程进行了描述，本领域的技术人员根据本申请的教导，应能推导出其它多个基站与多个移动站通信时各个基站的预编码系数的确定过程。
另外，需要说明的是，以上虽以最小均方差准则、各个移动站具有1根接收天线为例，对各个基站的预编码系数的确定过程进行了描述，本领域的技术人员应能理解，本发明不限于此，对于现有技术中多用户MIMO其它的预编码系数的确定准则以及移动站具有多根接收天线的情形，本发明同样适用，详细的预编码系数确定过程可参考现有技术中的多用户MIMO中的预编码技术。
另外需要说明的是，如果利用等效信道矩阵块对角化(BD，BlockDiagonalization)准则来确定预编码系数，仅需知晓各个基站与各个移动站之间的下行链路的信道传输矩阵即可，而无需知晓下行信号的信噪比。如果利用迭代最小均方差(SMMSE)准则来确定各个基站的预编码系数，同最小均方差准则类似，需要知晓各个基站与各个移动站之间的下行链路的信道传输矩阵以及下行信号的信噪比。关于利用现有技术中多用户MIMO的预编码系数的确定准则来确定预编码系数的更详细的过程可参考由Q.H.Spencer，A.L.Swindlehurstand M.Haardt于2004年2月所发表的“Zero-forcing methods fordownlink spatial multiplexing in multi-user MIMO channels，”IEEE.Transactions on Signal Processing，vol.52，no.2，pp.461-471，Feb.2004.”，本发明这里不再赘述。
另外，基站1还可以基于宏分集切换区域中各个基站接收到的各个移动站的上行信号的信号强度来选择联合发送信号给各个移动站的那些基站。具体地，基站1分别通知基站1’和基站1”测量它们接收到的来自移动站1、移动站1’和移动站1”的上行信号的信号强度，并反馈给基站1；同时，基站1也测量其自身接收到的来自移动站1、移动站1’和移动站1”的上行信号强度。基站1根据各个基站接收到的来自各个移动站的上行信号的信号强度来从中选择那些接收到的各个移动站的上行信号强度较强的那些基站来联合发送信号给各个移动站。
优选地，基站1还可以控制基站1、基站1’与基站1”分别在每个发射天线发送相互正交的导频符号给移动站1、移动站1’和移动站1”，以方便移动站1、移动站1’和移动站1”确定信道估计值。
需要说明的是，移动站1、移动站1’和移动站1”也可以基于基站1、基站1’和基站1”发送的非正交的导频符号来确定下行链路的信道估计值。
需要说明的是，从服务于宏分集切换区域的多个基站中选择部分基站来联合发送信号给各个移动站的选择依据不限于上文所述的各个基站与各个移动站之间的下行链路的信道相关信息或各个基站接收到的来自各个移动站的上行信号的信号强度信息，其它的能够体现各个基站与各个移动站之间的信道状况的参数尤其是下行链路的信道状况的参数皆可以作为选择的依据。
由于能够服务于某个宏分集切换区域的基站的数目是一定的，当某个宏分集切换区域中的移动站数目过多，超出多个基站在一个时频资源上能够服务的移动站数目，则需要将该宏分集切换区域中的移动站分组，以便在不同的时频资源上服务于不同组的移动站。同样，也可以将服务于该宏分集切换区域的移动站分为，服务于每组移动站的每组基站也可以是不同的。每组基站与每组移动站选择的依据如上文所述信道相关信息或者信号强度信息或者其它的体现信道状况的参数。例如，某个宏分集切换区域中有7个移动站，服务于该宏分集切换区域中的基站有3个，假设每个基站均有4根发射天线，则多个基站在相同的时频资源上能够服务的移动站为4个。假设第一基站负责各个基站预编码的计算和通信调度工作。如果第一至第四移动站与第一基站和第二基站之间的下行信道的信道状况较好(根据上文所述信道相关信息或者信号强度信息或者其它的体现信道状况的参数来判断)，第五至第七移动站与第二基站和第三基站之间的下行信道的信道状况比较好，则调度第一基站和第二基站在第一时频资源上利用预编码联合发送信号给第一至第四移动站，第二和第三基站在第二时频资源上利用预编码联合发送信号给第五至第四移动站。
对于本发明提出的基于多用户MIMO的宏分集切换方案在WiMax无线通信网络中具体实现时，可在IEEE802.16相关标准中定义的帧结构中在下行子帧中增加一个宏分集切换多用户MIMO(MDHO MU-MIMO)区域，专门用于与其它基站一起联合发送经预编码的下行信号给位于宏分集切换区域中的多个移动站，如图3所示。图3中所示的其它区域，如PUSC，FUSC等区域的具体含义可参考IEEE802.16的相关标准，本发明这里不再赘述。同时，需要在下行链路映射信息(DL_MAP)中的STC_DL_Zone switch IE()中添加一个参数MDHO MU-MIMO用于指示是否使用了上述定义的MDHO MU-MIMO区域，如表1所示。与此同时，需要定义一个新的信息元素(IE，Inforamtion Element)用来定义MDHO MU-MIMO区域中的各种参数。如表2所示，其中表2中定义了一个IDcell，用来标识所服务的宏分集切换区域，其中X表示比特长度可视实际应用需要而定。表1、表2中所示的其它各种参数的物理含义同现有的IEEE802.16标准，本发明这里不再赘述。
需要说明的是，获取宏分集切换区域中移动站与各个基站之间的信道相关信息并确定相应基站的预编码系数，然后将相应基站的相应的预编码系数通知相应基站的这一控制功能既可以由服务于该宏分集切换区域中某个基站中的控制装置来实现，也可以其它的设备，如3G网络中的RNC中的控制装置来实现。
表1 STC_DL_Zone switch IE()
图4示出了根据本发明的一个具体实施方式在无线通信的控制装置中用于控制消除该控制装置所辖的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的流程图。
以下以图1所示的应用场景图为例，并参照图4对本发明的控制装置中用于控制消除该控制装置所辖的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的流程进行详细的说明。这里假设该控制装置位于基站1中，并且该控制装置负责控制服务于宏分集切换区域M123的各个基站，即控制基站1、基站1’与基站1”联合发送下行信号给移动站1、移动站1’和移动站1”。
首先，在步骤S11中，控制装置获取位于宏分集切换区域M123中移动站1、移动站1’和移动站1”与基站1、基站1’与基站1”之间的下行链路的信道相关信息。信道相关信息包括信道估计值或信道估计值与信噪比。
具体地，控制装置获取移动站1、移动站1’和移动站1”与基站1、基站1’与基站1”之间的下行链路的信道相关信息的方式有多种。
表2 MDHO_MU_MIMO_DL_Basic_IE()
 
Syntax Size(bits) Notes
MDHO_MU_MIMO_DL_Basic_IE(){
Length X MDHO_MU_MIMO_DL_Basic_IE()的长度，以字节为单位。      
Num_Region X
IDcell X 标识所服务的宏分集切换区域
For(i＝0；i<Num_Region；i++){
   OFDMA symbol offset    X
   Subchannel_offset    X
   Boosting    X 如果MDHO区域使用天线选择，则对信号进行放大，采用全功率传输。
   No.OFDMA symbols    X
   No.Subchannels    X
   Packet index    X 每个region的包标识
   CID    X 标识发送给宏分集切换区域中的移动站的业务流                      
   }   
}
一种获取方式如下：控制装置分别发送测量指令给移动站1、移动站1’和移动站1”，该测量指令用于指示各个移动站测量其与多个基站之间的下行链路之间的信道相关信息并将信道相关信息发送给本控制装置，然后控制装置分别接收来自移动站1、移动站1’和移动站1”的、移动站1、移动站1’和移动站1”分别与基站1、基站1’与基站1”之间的下行链路的信道相关信息。
另一种获取方式如下：控制装置分别通知基站1、基站1’与基站1”，再由基站1、基站1’与基站1”分别通知移动站1、移动站1’和移动站1”测量相应的信道相关信息并反馈给相应的基站，再由各个基站发送给控制装置。
又一种获取方式如下：移动站1、移动站1’和移动站1”主动测量它们与基站1、基站1’与基站1”相应的信道相关信息，并主动报告基站1、基站1’与基站1”；各个基站再主动地发送给控制装置。
另外，对于TDD(时分双工)系统上下行链路信道对称的情形，还可以由各个基站直接确定信道估计值，并发送给控制装置。
然后，在步骤S12中，控制装置基于所述信道相关信息与预定规则，确定基站1、基站1’与基站1”的预编码系数，预编码的目的是消除移动站1、移动站1’和移动站1”所接收信号之间的干扰。
参照现有技术中多用户MIMO中的预编码系数的确定方法，可利用各个基站与各个移动站之间的下行链路的信道传输矩阵与等效信道矩阵块对角化准则来来确定预编码系数；或者可以利用各个基站与各个移动站之间的下行链路的信道传输矩阵以及下行信号的信噪比与最小均方差准则或者迭代最小均方差准则来确定各个基站的预编码系数。
最后，在步骤S13中，将所述多个基站中相应基站的预编码系数分别通知该相应的基站。
优选地，控制装置还可以基于信道相关信息，从服务于宏分集切换区域M123的基站1、基站1’与基站1”中选择两个基站用于在相同的时频资源上联合发送预编码后的下行信号给移动站1、移动站1’和移动站1”。
优选地，控制装置还可以基于信道相关信息，将服务于某个宏分集切换区域的多个基站分为多组基站且将位于该宏分集切换区域中的多个移动站分为多组移动站，其中，所述每组基站分别在相同的时频资源上联合发送下行信号给对应的多组移动站，而各组基站所占用的所述时频资源相互不同。
另外，控制装置还可以基于服务于宏分集切换区域M123中的基站1、基站1’与基站1”中接收到的来自移动站1、移动站1’和移动站1”的上行信号的信号强度从基站1、基站1’与基站1”中选择两个基站用于在相同的时频资源上联合发送预编码后的下行信号给移动站1、移动站1’和移动站1”。具体地，控制装置通知基站1、基站1’与基站1”分别检测来自移动站1、移动站1’和移动站1”的上行信号的信号强度并将各个移动站的上行信号的信号强度报告给控制装置。
并且，控制装置还可以基于各个基站中接收到各个移动站的上行信号的信号强度信息，将服务于某个宏分集切换区域的多个基站分为多组基站且将位于该宏分集切换区域中的多个移动站分为多组移动站，其中，所述每组基站分别在相同的时频资源上联合发送下行信号给对应的多组移动站，而各组基站所占用的所述时频资源相互不同。
优选地，控制装置控制服务于宏分集切换区域M123中的基站1、基站1’与基站1”在每个发射天线上发送相互正交的导频符号给移动站1、移动站1’和移动站1”，以便移动站1、移动站1’和移动站1”方便地确定信道估计值。
需要说明的是，移动站1、移动站1’和移动站1”也可以基于基站1、基站1’和基站1”发送的非正交的导频符号来确定下行链路的信道估计值。
图5示出了根据本发明的一个具体实施方式在无线通信网络的基站中用于消除该基站所服务的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的流程图。
以下以图1所示的应用场景图中的基站1为例，并参照图5对本发明的基站中用于消除该基站所服务的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的流程进行详细的说明。
首先，在步骤S21中，基站1获取由管辖所述宏分集切换区域的控制装置为本基站确定的预编码系数。
然后，在步骤S22中，基站1基于所述预编码系数对本基站与基站1’和基站1”在相同的时频资源上联合发送给移动站1、移动站1’和移动站1”的调制后的待发送信号进行预编码，以获得预编码后的待发送信号。
最后，在步骤S23中，基站1将所述预编码后的待发送信号发送给移动站1、移动站1’和移动站1”。
优选地，基站1还可以获取其与移动站1、移动站1’和移动站1”之间的信道相关信息；并将信道相关信息发送给控制装置。具体地，以基站1获取移动站1的信道相关信息为例来进一步说明。基站1在接收到控制装置的通知或者检测到移动站1的上行信号的信号强度低于某个阈值时，通知移动站1估计信道相关信息并发送给基站1。随后基站1将接收到的移动站1的信道相关信息发送给控制装置。或者移动站1、移动站1’和移动站1”主动测量它们与基站1的信道相关信息，并主动报告基站1，基站1再主动地发送给控制装置。
另外，对于TDD(时分双工)系统上下行链路信道对称的情形，可由基站1直接确定信道估计值，并发送给控制装置。
优选地，基站1还可以基于控制装置的通知或者主动地分别检测基站1所接收到的来自移动1、移动站1’和移动站1”的上行信号的信号强度；并将移动站1、移动站1’和移动站1”的上行信号的信号强度信息通知控制装置。
优选地，基站1根据控制装置的通知的正交导频图案，发送相应的导频符号给移动站1、移动站1’和移动站1”。
需要说明的是，移动站1、移动站1’和移动站1”也可以基于基站1、基站1’和基站1”发送的非正交的导频符号来确定下行链路的信道估计值。
图6示出了根据本发明的一个具体实施方式在无线通信网络的移动站中用于当该移动站处于宏分集切换区域中辅助消除本移动站与该宏分集切换区域内其它一个或多个移动站所接收信号之间干扰的流程图。
以下以图1所示的应用场景图中的移动站1为例，并参照图6对本发明的移动站中用于当该移动站处于宏分集切换区域中辅助消除本移动站与该宏分集切换区域内其它一个或多个移动站所接收信号之间干扰的流程进行详细的说明。
首先，在步骤S31中，移动站1接收来自相应网络设备的测量指令，该测量指令用于指示移动站1测量与服务于所述宏分集切换区域中的多个基站即基站1、基站1’与基站1”之间的下行链路的信道相关信息。相应网络设备包括管辖所述宏分集切换区域的控制装置或者服务于所述宏分集切换区域的多个基站之一；信道相关信息包括信道估计值或信道估计值与信噪比。
然后，在步骤S32中，移动站1分别测量其与基站1、基站1’与基站1”之间的下行链路的信道相关信息。
最后，在步骤S33中，移动站1将其与基站1、基站1’与基站1”之间的下行链路的信道相关信息发送给相应网络设备。
需要说明的是，其中，步骤S31不是移动站实施本发明的方法所必需步骤。移动站1也可以主动测量它与基站1、基站1’与基站1”相应的信道相关信息，并主动报告给控制装置；或者主动报告给某个基站，再由该某个基站报告给控制装置。或者移动站1将其与基站1、基站1’与基站1”之间的下行链路的信道相关信息分别报告给基站1、基站1’与基站1”，再由各个基站报告给控制装置。
图7示出了根据本发明的一个具体实施方式在无线通信网络中用于控制消除该控制装置所辖的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的控制装置10的结构框图。该控制装置10包括第一获取装置11、确定装置12、第一通知装置13、第一选择装置14、第二获取装置15和第二选择装置16。其中，第一获取装置11包括两个子装置第一发送装置111和第一接收装置112。这里为了简明起见，在图7中示出了许多优选实施例中的可选子装置，本领域技术人员根据本申请的教导，应能理解其中仅第一获取装置11、确定装置12和第一通知装置13是实施本发明所必要的装置，其他子装置为可选装置。
以下以图1所示的应用场景图为例，并参照图7对本发明的控制装置10控制消除该控制装置10所辖的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的过程进行详细的说明。这里假设控制装置10负责控制服务于宏分集切换区域M123的各个基站，即控制基站1、基站1’与基站1”联合发送下行信号给移动站1、移动站1’和移动站1”。
首先，第一获取装置11位于宏分集切换区域M123中移动站1、移动站1’和移动站1”与基站1、基站1’与基站1”之间的下行链路的信道相关信息。信道相关信息包括信道估计值或信道估计值与信噪比。
具体地，第一获取装置11获取移动站1、移动站1’和移动站1”与基站1、基站1’与基站1”之间的下行链路的信道相关信息的方式有多种。
一种获取方式如下：第一发送装置111分别发送测量指令给移动站1、移动站1’和移动站1”，该测量指令用于指示各个移动站测量其与多个基站之间的下行链路之间的信道相关信息并将信道相关信息发送给本控制装置，然后第一接收装置112分别接收来自移动站1、移动站1’和移动站1”的、移动站1、移动站1’和移动站1”分别与基站1、基站1’与基站1”之间的下行链路的信道相关信息。
另一种获取方式如下：第一获取装置11分别通知基站1、基站1’与基站1”，再由基站1、基站1’与基站1”分别通知移动站1、移动站1’和移动站1”测量相应的信道相关信息并反馈给相应的基站，再由各个基站发送给控制装置10。
又一种获取方式如下：移动站1、移动站1’和移动站1”主动测量它们与基站1、基站1’与基站1”相应的信道相关信息，并主动报告基站1、基站1’与基站1”；各个基站再主动地发送给控制装置10。
另外，对于TDD(时分双工)系统上下行链路信道对称的情形，还可以由各个基站直接确定信道估计值，并发送给控制装置10。
然后，确定装置12基于所述信道相关信息与预定规则，确定基站1、基站1’与基站1”的预编码系数，预编码的目的是消除移动站1、移动站1’和移动站1”所接收信号之间的干扰。
参照现有技术中多用户MIMO中的预编码系数的确定方法，确定装置12可利用各个基站与各个移动站之间的下行链路的信道传输矩阵与等效信道矩阵块对角化准则来来确定预编码系数；或者可以利用各个基站与各个移动站之间的下行链路的信道传输矩阵以及下行信号的信噪比与最小均方差准则或者迭代最小均方差准则来确定各个基站的预编码系数。
最后，第一通知装置13将所述多个基站中相应基站的预编码系数分别通知该相应的基站。
优选地，第一选择装置14还可以基于信道相关信息，从服务于宏分集切换区域M123的基站1、基站1’与基站1”中选择两个基站用于在相同的时频资源上联合发送预编码后的下行信号给移动站1、移动站1’和移动站1”。
优选地，第一选择装置14还可以基于信道相关信息，将服务于某个宏分集切换区域的多个基站分为多组基站且将位于该宏分集切换区域中的多个移动站分为多组移动站，其中，所述每组基站分别在相同的时频资源上联合发送下行信号给对应的多组移动站，而各组基站所占用的所述时频资源相互不同。
另外，第二选择装置16还可以基于服务于宏分集切换区域M123中的基站1、基站1’与基站1”中接收到的来自移动站1、移动站1’和移动站1”的上行信号的信号强度从基站1、基站1’与基站1”中选择两个基站用于在相同的时频资源上联合发送预编码后的下行信号给移动站1、移动站1’和移动站1”。具体地，第二获取装置15通知基站1、基站1’与基站1”分别检测来自移动站1、移动站1’和移动站1”的上行信号的信号强度并将各个移动站的上行信号的信号强度报告给控制装置。
并且，第二选择装置16还可以基于各个基站中接收到各个移动站的上行信号的信号强度信息，将服务于某个宏分集切换区域的多个基站分为多组基站且将位于该宏分集切换区域中的多个移动站分为多组移动站，其中，所述每组基站分别在相同的时频资源上联合发送下行信号给对应的多组移动站，而各组基站所占用的所述时频资源相互不同。
优选地，第一通知装置13还通知服务于宏分集切换区域M123中的基站1、基站1’与基站1”在每个发射天线上发送相互正交的导频符号给移动站1、移动站1’和移动站1”，以便移动站1、移动站1’和移动站1”方便地确定信道估计值。
需要说明的是，移动站1、移动站1’和移动站1”也可以基于基站1、基站1’和基站1”发送的非正交的导频符号来确定下行链路的信道估计值。
图8示出了根据本发明的一个具体实施方式在无线通信网络的基站中用于消除该基站所服务的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的干扰消除装置20的结构框图。该干扰消除装置20包括第三获取装置21、预编码装置22、第二发送装置23、第四获取装置24、第三发送装置25、检测装置26和第二通知装置27。这里为了简明起见，在图8中示出了许多优选实施例中的可选子装置，本领域技术人员根据本申请的教导，应能理解其中仅第三获取装置21、预编码装置22和第二发送装置23是实施本发明所必要的装置，其他子装置为可选装置。
以下以图1所示的应用场景图中的基站1为例，并参照图7对本发明的干扰消除装置用于消除该基站所服务的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的过程进行详细的说明。
首先，第三获取装置21获取由管辖所述宏分集切换区域的控制装置10为本基站确定的预编码系数。
然后，预编码装置22基于所述预编码系数对本基站与基站1’和基站1”在相同的时频资源上联合发送给移动站1、移动站1’和移动站1”的调制后的待发送信号进行预编码，以获得预编码后的待发送信号。
最后，第二发送装置23将所述预编码后的待发送信号发送给移动站1、移动站1’和移动站1”。
优选地，第四获取装置24还可以获取其与移动站1、移动站1’和移动站1”之间的信道相关信息；并由第三发送装置25将信道相关信息发送给控制装置。具体地，以第四获取装置24获取移动站1的信道相关信息为例来进一步说明。第四获取装置24在接收到控制装置10的通知或者检测到移动站1的上行信号的信号强度低于某个阈值时，通知移动站1估计信道相关信息并发送给第四获取装置24。随后，第三发送装置25将接收到的移动站1的信道相关信息发送给控制装置10。或者移动站1、移动站1’和移动站1”主动测量它们与基站1的信道相关信息，并主动报告第四获取装置24，第三发送装置25再主动地发送给控制装置10。
另外，对于TDD(时分双工)系统上下行链路信道对称的情形，可由第四获取装置24直接确定信道估计值，并发送给控制装置10。
优选地，检测装置26还可以基于控制装置10的通知或者主动地分别检测基站1所接收到的来自移动1、移动站1’和移动站1”的上行信号的信号强度；并由第二通知装置27将移动站1、移动站1’和移动站1”的上行信号的信号强度信息通知控制装置10。
优选地，第二发送装置23根据控制装置10的通知的正交导频图案，发送相应的导频符号给移动站1、移动站1’和移动站1”。
需要说明的是，移动站1、移动站1’和移动站1”也可以基于基站1、基站1’和基站1”发送的非正交的导频符号来确定下行链路的信道估计值。
图9示出了根据本发明的一个具体实施方式在无线通信网络的移动站中用于当该移动站处于宏分集切换区域中辅助消除本移动站与该宏分集切换区域内其它一个或多个移动站所接收信号之间干扰的辅助装置30的结构示意图。该辅助装置30包括第二接收装置31、测量装置32和第四发送装置33。需要说明的是，其中，仅测量装置32和第四发送装置33是实施本发明所必要的装置，第二接收装置31为可选装置。
以下以图1所示的应用场景图中的移动站1为例，并参照图9对本发明的辅助装置30用于当该移动站1处于宏分集切换区域中辅助消除本移动站与该宏分集切换区域内其它一个或多个移动站所接收信号之间干扰的过程进行详细的说明。
首先，第二接收装置31接收来自相应网络设备的测量指令，该测量指令用于指示移动站1测量与服务于所述宏分集切换区域中的多个基站即基站1、基站1’与基站1”之间的下行链路的信道相关信息。相应网络设备包括管辖所述宏分集切换区域的控制装置或者服务于所述宏分集切换区域的多个基站之一；信道相关信息包括信道估计值或信道估计值与信噪比。
然后，测量装置32分别测量移动站1与基站1、基站1’与基站1”之间的下行链路的信道相关信息。
最后，第四发送装置33将移动站1与基站1、基站1’与基站1”之间的下行链路的信道相关信息发送给相应网络设备。
需要说明的是，其中，第二接收装置31不是移动站1实施本发明的方法所必要的装置。测量装置32也可以主动测量它与基站1、基站1’与基站1”相应的信道相关信息，并由第四发送装置33发送给控制装置10；或者主动发送给某个基站，再由该某个基站发送给控制装置10。或者第四发送装置33将移动站1与基站1、基站1’与基站1”之间的下行链路的信道相关信息分别发送给基站1、基站1’与基站1”，再由各个基站发送给控制装置10。
虽然本发明中以WiMax无线通信网络对为例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员根据本申请文件的教导，应能理解本发明不限于此，对于其它无线通信网络，本发明同样适用。本发明的技术方案用软件或硬件皆可实现。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (13)

1.一种在无线通信网络的控制装置中用于控制消除该控制装置所辖的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的方法，其中，该方法包括以下步骤：
a.获取位于所述宏分集切换区域中的多个移动站与服务于该宏分集切换区域中的多个基站之间的下行链路的信道相关信息；
b.基于所述信道相关信息，将所述服务于该宏分集切换区域的多个基站分为多组基站且将所述多个移动站分为多组移动站，其中，所述每组基站分别在相同的时频资源上联合发送下行信号给对应的一组移动站，而各组基站所占用的所述时频资源相互不同；
c.基于所述信道相关信息与预定规则，确定所述多个基站的预编码系数，该预编码系数用于所述每组基站对在相同的时频资源上联合发送给对应的一组移动站的调制后的待发送信号进行预编码；
d.将所述多个基站中相应基站的预编码系数分别通知给相应的基站。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤b之前还包括以下步骤：
-基于所述信道相关信息，从所述服务于该宏分集切换区域的多个基站中选择多个基站；
所述步骤b还包括以下步骤：
-基于所述信道相关信息，将所选择的多个基站分为多组基站以及将所述多个移动站分为多组移动站；
所述步骤c还包括以下步骤：
-基于所选择的多个基站与所述多个移动站之间的信道相关信息与预定规则，确定所选择的多个基站的预编码系数。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
-获取所述多个基站分别接收的来自所述多个移动站的上行信号的信号强度指示信息；
在所述步骤b之前还包括以下步骤：
-基于所述信号强度指示信息，从所述服务于该宏分集切换区域的多个基站中选择多个基站；
所述步骤b还包括以下步骤：
-基于所述信道相关信息，将所选择的多个基站分为多组基站以及将所述多个移动站分为多组移动站；
所述步骤c还包括以下步骤：
-基于所选择的多个基站与所述多个移动站之间的信道相关信息与预定规则，确定所选择的多个基站的预编码系数。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括以下步骤：
-通知服务于所述宏分集切换区域中的多个基站发送相互正交的导频符号给所述多个移动站。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤a包括以下步骤：
a1.发送测量指令给所述多个移动站，所述测量指令用于指示所述多个移动站测量其与所述多个基站之间的下行链路之间的信道相关信息并将信道相关信息发送给本控制装置；
a2.接收来自所述多个移动站的该多个移动站分别与所述多个基站之间的下行链路的信道相关信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道相关信息包括信道估计值，所述预定规则包括等效信道矩阵块对角化准则；或者所述信道相关信息包括信道估计值与信噪比，所述预定规则包括最小均方差准则或者迭代最小均方差准则。
7.一种在无线通信网络中用于控制消除该控制装置所辖的宏分集切换区域内多个移动站所接收信号之间干扰的控制装置，其中，该控制装置包括：
第一获取装置，用于获取位于所述宏分集切换区域中的多个移动站与服务于该宏分集切换区域中的多个基站之间的下行链路的信道相关信息；
第一选择装置，用于基于所述信道相关信息，将所述服务于该宏分集切换区域的多个基站分为多组基站且将所述多个移动站分为多组移动站，其中，所述每组基站分别在相同的时频资源上联合发送下行信号给对应的一组移动站，而各组基站所占用的所述时频资源相互不同；
第一确定装置，用于基于所述信道相关信息与预定规则，确定所述多个基站的预编码系数，该预编码系数用于所述每组基站对在相同的时频资源上联合发送给对应的一组移动站的调制后的待发送信号进行预编码；
第一通知装置，用于将所述多个基站中相应基站的预编码系数分别通知该相应的基站。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其中，还包括：
第二选择装置，用于基于所述信道相关信息，从所述服务于该宏分集切换区域的多个基站中选择多个基站；
所述第一选择装置还用于：
-基于所述信道相关信息，将所选择的多个基站分为多组基站以及将所述多个移动站分为多组移动站；
所述第一确定装置还用于：
-基于所选择的多个基站与所述多个移动站之间的信道相关信息与预定规则，确定所选择的多个基站的预编码系数。
9.根据权利要求7所述的控制装置，其中，还包括：
第二获取装置，用于获取所述多个基站分别接收的来自所述多个移动站的上行信号的信号强度指示信息；
第三选择装置，用于基于所述信号强度指示信息，从所述服务于该宏分集切换区域的多个基站中选择多个基站；
所述第一选择装置还用于：
-基于所述信道相关信息，将所选择的多个基站分为多组基站以及将所述多个移动站分为多组移动站；
所述第一确定装置还用于：
-基于所选择的多个基站与所述多个移动站之间的信道相关信息与预定规则，确定所选择的多个基站的预编码系数。
10.根据权利要求7所述的控制装置，其中，所述第一通知装置还用于：
-通知服务于所述宏分集切换区域中的多个基站发送相互正交的导频符号给所述多个移动站。
11.根据权利要求7所述的控制装置，其中，所述第一获取装置包括：
第一发送装置，用于发送测量指令给所述多个移动站，所述测量指令用于指示所述多个移动站测量其与所述多个基站之间的下行链路之间的信道相关信息并将信道相关信息发送给本控制装置；
第一接收装置，用于接收来自所述多个移动站的该多个移动站分别与所述多个基站之间的下行链路的信道相关信息。
12.根据权利要求7所述的控制装置，其中，所述信道相关信息包括信道估计值，所述预定规则包括等效信道矩阵块对角化准则；或者所述信道相关信息包括信道估计值与信噪比，所述预定规则包括最小均方差准则或者迭代最小均方差准则。
13.一种无线通信网络中的基站，包括如权利要求7至12中任一项所述的控制装置。
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