CN101483873A - 一种结合小区间干扰协调的上行多点协作实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种结合小区间干扰协调(ICIC)的上行多点协作(CoMP)实现方法。该方法包括以下步骤：1)站点通过测量用户的SINR判断该用户是边缘用户还是中心用户，并根据ICIC的频带划分方法分配该用户使用的工作频段；2)用户根据分配的工作频段向小区发送数据；3)站点判断该用户所在小区或其业务是否支持CoMP，如果不支持CoMP，则采用线性或非线性方法提取数据，如果支持CoMP，则进入步骤4)；4)小区收到发送的数据，对数据进行处理。本发明保证了CoMP和ICIC方案的兼容性，并能够提高小区边缘吞吐量和系统平均吞吐量。

Description

一种结合小区间干扰协调的上行多点协作实现方法
技术领域
本发明属于移动通信领域。其涉及一种结合小区间干扰协调的上行多点协作实现方法。在小区间干扰协调的基础上，通过多个小区间的多点协作，大大提高小区边缘用户上行链路吞吐量。
背景技术
在现行的LTE(Long Term Evolution，3G长期演进)中，小区边缘用户的吞吐量远远低于中心区域用户的吞吐量。为了提高小区边缘用户传输的数据速率，以及提高整个系统的吞吐量和平均吞吐效率，LTE-Advanced(Long TermEvolution-Advanced，高级长期演进，可以简写为LTE-A)将CoMP(CoordinatedMulti Point Transmission and Reception，多点协作)技术列为其重要的候选技术之一，其主要目的是通过多点协作来改善小区边缘吞吐量。
多点协作可以分为基站间多点协作和基站内多点协作。基站内多点协作指的是各小区内的用户通过一个站点(SITE)接入网络，多个站点可以由一个基站来管理。本发明主要针对的是基站内多点协作模式，如图1所示，但是可以很容易地扩展到基站间协作的模式。
在多点协作(CoMP)模式下，用户在不同小区使用的是同频传输，于是可以使用同频网(SFN)来支持多点协作的工作模式，如图2所示。
该方案存在的问题是：并不是所有的用户和业务都希望采用多点协作的模式；网络侧也可能不支持多点协作，因此这种方案在所有小区都能够支持用户的多点协作传输时可以获取性能增益，但是对于不支持多点协作的情况而言，会带来很大的小区间干扰，这种干扰对小区边缘用户来说尤为严重。
小区间干扰协调(ICIC，Inter-Cell Interference Coordination)是一种用于降低小区边缘用户同频干扰的重要方法。目前，软频率复用(SFR，Soft FrequencyReuse)或部分频率复用(FFR，Fractional Frequency Reuse)被看作是实现OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)移动通信系统中小区间干扰协调(ICIC)、提高小区边缘用户吞吐量和系统吞吐量的重要技术。
图3给出了一种能够实现小区间干扰协调(ICIC)的频带划分方法，其中3个小区的边缘使用不同频率，这样就减少了边缘用户的同频干扰。这种ICIC方案在一定程度上解决了小区间同频干扰的问题。
然而，ICIC中的小区边缘使用不同频带，这与CoMP中的频带共享是相互矛盾的。于是就出现了一些ICIC和CoMP结合的方法，如图4和图5所示。
在图4的方法中，小区边缘用户使用相同的频率，两个小区间的边缘用户可以通过使用多点协作传输来提高性能。但是由于整个小区中存在多种不同的频带，对于移动中的用户来说，该方案存在着频率切换过于频繁的问题。
此外，还存在一种从ICIC小区边缘使用的频带中抽取一部分作为CoMP使用频带的方法，如图5所示，这种方法的优点是仅仅采取了从小区边缘频带中为CoMP用户划分专用频带，能够在避免非多点协作用户小区间干扰的同时，提供用户多点协作带来的好处。但是这种方案也存在了较大的缺点：
1、CoMP用户多点协作所需要使用的频带不能再被中心用户使用，如果系统中没有多点协作用户或者小区不支持多点协作时，就会造成频率资源的浪费；
2、需要划分专用频段，不能完全兼容ICIC和CoMP方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于多点协作、频率切换简单的频率复用方法，解决背景技术中所述的现有的ICIC和CoMP结合方法的不足。
本发明的技术解决方案是：本发明是一种结合小区间干扰协调的上行多点协作实现，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：
1)站点(SITE)通过测量用户的SINR(Signal to Interference plus Noise Radio，信干噪比)判断该用户是边缘用户还是中心用户，并根据ICIC的频带划分方法分配该用户使用的工作频段；
2)用户根据分配的工作频段向小区发送数据；
3)站点或基站判断该用户所在小区且其业务是否支持CoMP，如果不支持CoMP，则采用传统的线性或非线性检测方法提取该用户的数据，如果支持CoMP，则进入步骤4)；
4)小区收到发送的数据，对数据进行处理。
上述步骤4)中当小区只收到边缘用户发送的数据，则判断该小区是否是该边缘用户的服务小区。如果该小区不是该边缘用户的服务小区，即该小区是协作小区，则将数据传输到该边缘用户的服务小区；如果该小区是边缘用户的服务小区，则结合协作小区传输来的数据进行联合检测。
上述步骤4)中当小区只收到中心用户发送的数据，则按照线性或非线性处理方法检测并提取该中心用户发送的数据。
上述步骤4)中当小区同时收到中心和边缘用户发送的数据，则：
4.1)提取中心用户发送的数据，如果该用户发送的数据正确接收，则对接收数据进行干扰抵消，并将抵消干扰后的数据发送到边缘用户的服务小区，用于边缘用户的联合检测；
4.2)如果中心用户发送的数据错误，则不向边缘用户的服务小区传输数据，该服务小区根据自己接收的数据或其他小区的数据进行联合检测。
上述站点是多天线的。
上述用户是单天线或多天线；多天线时，用户采用单流或多流发送。
上述小区内同频用户数是单用户或多用户。
本发明采用一个小区边缘用户与邻小区中心用户之间共享频率资源的多点协作，这种多点协作方式首先避免了为多点协作用户划分专用频带的处理过程；其次能够利用中心用户性能，通过干扰抵消来提高边缘用户性能，即：中心用户的性能比边缘用户的性能好，与边缘用户相比其信息正确接收的概率更高，那么一个小区边缘用户和邻小区中心用户同频的上行多点协作联合检测带来的效果比边缘用户间协作的效果更好。因此，本发明具有以下优点：
1、保证了和ICIC方案的兼容性：本发明充分利用了现有的频率软复用(SFR)方案，和现有基于SFR的ICIC方案完全兼容。由于发明中没有划分额外的频带，用户在不需要新的频带配置的情况下，能够在支持多点协作和非多点协作的小区间任意移动。希望多点协作的用户在分配频带时无需顾及所在小区和邻小区是否支持多点协作，只需按照SFR分配使用的频带，大大简化了频带划分过程。
2、采用不同小区间中心用户和边缘用户共享频带资源的多点协作模式：本发明是一种小区间中心用户和边缘用户之间相互配合的多点协作模式，在保证小区中心用户性能的同时，可以大大提高小区边缘用户的性能。由于采用了与ICIC完全兼容的方法，采用部分功率补偿技术，边缘用户到达站点的信号强度往往低于中心用户的信号强度，与不采用多点协作的情况相比，不会增加对中心用户性能的影响。
3、在不降低中心用户性能的前提下提高边缘用户的性能：由于可以在中心用户进行正确译码后抵消其对边缘用户的干扰，边缘用户可以很好地利用CoMP带来的好处，通过译码前或译码后合并的方式来获取性能的增益。
附图说明
图1(a)现有技术中两小区多点协作工作模式示意图；
图1(b)现有技术中三小区多点协作工作模式示意图；
图2是现有技术中基于同频网(SFN)的多点协作工作模式示意图；
图3(a)是现有技术中小区间干扰协调的频带划分方法示意图一；
图3(b)是现有技术中小区间干扰协调的频带划分方法示意图二；
图4是现有技术中基于同种频带划分的多点协作频带划分示意图；
图5是现有技术中多点协作工作模式从小区边缘使用的频带中抽取CoMP频带的示意图；
图6是本发明的方法示意图；
图7(a)两小区间中心用户和边缘用户共享频带资源的协作模式；
图7(b)三小区间中心用户和边缘用户共享频带资源的协作模式；
图8(a)三个小区都不支持多点协作的示意图；
图8(b)三个小区中小区3不支持多点协作的示意图；
图8(c)三个小区都支持多点协作的示意图；
图8(d)边缘用户支持多点协作、中心用户不支持多点协作的示意图；
图9支持多点协作的用户数据处理过程示意图。
具体实施方式
参见图6，本发明方法的具体步骤如下：
1)站点通过测量用户的SINR判断该用户是边缘用户还是中心用户，并根据ICIC的频带划分方法分配该用户使用的工作频段；
2)用户根据分配的工作频段向小区发送数据，无需顾及该用户所在的小区和邻小区是否支持CoMP；
3)通过站点或基站判断用户所在小区且其业务是否支持CoMP，如果不支持CoMP，则按照传统方式处理该用户发送的数据，采用线性或非线性检测方法提取数据，如果支持CoMP，则进入步骤4)；
4)如果步骤3)中的用户所在小区且其业务支持CoMP，则该CoMP分为三种情况，即：
4.1)当小区只收到边缘用户发送的数据，则判断该小区是否是边缘用户的服务小区。如果该小区不是该边缘用户的服务小区，则将数据传输到该边缘用户的服务小区；如果该小区是边缘用户的服务小区，则联合其他协作小区传输来的数据进行联合检测。
4.2)当小区只收到中心用户发送的数据，则按照传统的线性或非线性处理方法检测并提取该中心用户发送的数据。
4.3)当小区同时收到中心和边缘用户发送的数据，则：
4.3.1)提取该中心用户发送的数据，如果该用户发送的数据正确，则进行干扰抵消，并将抵消干扰后的数据发送到边缘用户的服务小区，用于边缘用户的联合译码；
4.3.2)如果中心用户发送的数据错误，则不向服务小区传递数据，该服务小区根据自己接收的数据或其他小区的数据进行联合检测。
在本发明的整个过程中，站点往往是多天线的，来实现步骤3)和4)中的干扰抵消；用户可以单天线，也可以多天线；多天线时，用户可以采用单流和多流发送；一个小区内同频用户数可以是单个，也可以是多个。
本发明采用一个小区边缘用户与邻小区中心用户之间共享频率资源的多点协作。这种多点协作方式首先避免了为多点协作用户划分专用频带的处理过程；其次能够利用中心用户性能来提高边缘用户性能，即：中心用户的性能比边缘用户的性能好，与边缘用户间的协作相比，其数据正确接收的概率更高，于是可以在上行链路联合检测中更好地抵消中心用户对边缘用户的干扰，因此协作效果更好。
下面我们以3个小区的情况为例，给出了几种可能的多点协作/非多点协作模式，并给出ICIC和CoMP的兼容方案。
图8(a)-(c)给出几种有代表性的多点协作/非多点协作模式下的用户数据从用户终端到各个站点间的传输，无论是哪一种模式，发明采用的频带划分方式都保持不变。
在各种模式下，主要的区别在于网络侧的处理方法不同，图8(a)-(c)主要是对站点是否支持多点协作的分析，而图8(d)考虑的是边缘用户采用多点协作、中心小区不采用多点协作的情况：
在图8(a)中，各个站点对各个用户的数据独立解码，不需要站点间的数据传输；
在图8(b)中，小区3不参与多点协作，小区1和小区2间支持多点协作，此时，小区3中的用户和站点都可以不管小区1和小区2的多点协作情况；小区1和小区2间需要进行信息的交互，交互的信息可以是采用译码前数据和译码后的数据。
在图8(c)中，三个小区都参与多点协作，站点之间要传递接收到用户的数据(可以是译码前或译码后的数据)。
图8(c)所示的模式中，如果所有用户都协作，则站点间传递的数据量大，并且性能提高少，因此更为实际的情况是图8(d)，其中三个小区都参与多点协作，但是中心用户的数据只在其服务小区处理，不进行多点协作，只有边缘用户参与多点协作。各小区提取中心用户数据，并进行干扰抵消，然后才在站点之间传递多点协作用户的数据(可以是译码前或译码后的数据)。
图9给出的是图8(d)中多点协作用户的数据传输过程。
根据本发明的方法，现有方法也能够实现CoMP，与发明方法相比的情况为：
在同频网方案中，能够通过步骤2)—4)实现多点协作功能，但是会对不支持多点协作的情况带来很大的干扰。
在划分专门频带的方案中也能实现CoMP，但需要在这些步骤中增加对专用频带进行控制的信令，并且步骤4)的处理方法会有所不同，关键是CoMP和ICIC不兼容，用户的发送不具透明性。

Claims (7)

1、一种结合小区间干扰协调的上行多点协作实现方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1)站点通过测量用户的SINR判断该用户是边缘用户还是中心用户，并根据ICIC的频段划分方法分配该用户使用的工作频段；
2)用户根据分配的工作频段向小区发送数据；
3)通过站点或基站判断该用户所在小区且其业务是否支持CoMP，如果不支持CoMP，则采用线性或非线性方法提取数据，如果支持CoMP，则进入步骤4)；
4)小区收到发送的数据，对数据进行处理。
2、根据权利要求1所述的结合小区间干扰协调的上行多点协作实现方法，其特征在于：所述步骤4)中当小区只收到边缘用户发送的数据，则判断该小区是否是该边缘用户的服务小区；如果该小区不是边缘用户的服务小区，则将数据传输到边缘用户的服务小区；如果该小区是该边缘用户的服务小区，则对服务小区和协作小区的数据进行联合检测。
3、根据权利要求1所述的结合小区间干扰协调的上行多点协作实现方法，其特征在于：所述步骤4)中当小区只收到中心用户发送的数据，则按照传统线性或非线性处理方法检测并提取该中心用户发送的数据。
4、根据权利要求1所述的结合小区间干扰协调的上行多点协作实现方法，其特征在于：所述步骤4)中当小区同时收到中心和边缘用户发送的数据，则：
4.1)提取该中心用户发送的数据，如果该用户发送的数据正确，则进行干扰抵消，并将抵消干扰后的数据发送到边缘用户的服务小区进行联合检测；
4.2)如果该中心用户发送的数据错误，则不向服务小区传输数据，该服务小区根据自己接收的数据或其他小区的数据进行联合检测。
5、根据权利要求1或2或3或4所述的结合小区间干扰协调的上行多点协作实现方法，其特征在于：所述站点是多天线的。
6、根据权利要求5所述的结合小区间干扰协调的上行多点协作实现方法，其特征在于：所述用户是单天线或多天线；多天线时，用户采用单流或多流发送。
7、根据权利要求6所述的结合小区间干扰协调的上行多点协作实现方法，其特征在于：所述小区内同频用户数是单用户或多用户。
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