CN101645729A - 下行蜂窝系统的多天线多基站合作方法及基站 - Google Patents

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Abstract

公开了一种下行蜂窝系统的多天线多基站合作的方法及基站。首先，服务基站判断用户设备是否进入多天线多基站合作的工作模式，如果条件成立，那么服务基站使用下行控制信令对用户设备进行配置，然后，用户设备获得服务基站和各个合作基站的系统信息以及信道状态信息，并进行反馈，于是，服务基站获得用户设备到服务基站和各个合作基站间的下行信道的信道状态信息，进行资源调度和后台通信，最后，用户设备获得下行资源的分配指示。服务基站和各个合作基站采用多天线多基站合作的方式向用户设备发送数据。本发明具有适用范围广，信令合理，易于实现等优点。

Description

下行蜂窝系统的多天线多基站合作方法及基站
技术领域
本发明涉及通信技术领域中多天线多基站合作的方法及应用这种方法的基站，更具体地，涉及一种应用于下行蜂窝系统中通过多天线多基站的合作，提高下行数据传输速率的方法及使用该方法的基站。
背景技术
多天线(MIMO：Multiple In Multiple Out)无线传输技术在发射端和接收端配置多根天线，对无线传输中的空间资源加以利用，获得空间复用增益和空间分集增益。信息论研究表明，MIMO系统的容量，随着发射天线数和接收天线数的最小值线性增长。MIMO系统的示意图如图1所示，图1中，发射端与接收端的多天线构成多天线无线信道，包含空域信息。另外，OFDM技术(正交频分复用)具有较强的抗衰落能力和较高的频率利用率，适合多径环境和衰落环境中的高速数据传输。将MIMO技术与OFDM技术结合起来的MIMO-OFDM技术，已经成为新一代移动通信的核心技术。
例如，3GPP(第三代移动通信伙伴计划)组织是移动通信领域内的国际组织，她在3G蜂窝通信技术的标准化工作中扮演重要角色。3GPP组织从2004年下半年起开始设计EUTRA(演进的通用移动通信系统及陆基无线电接入)和EUTRAN(演进的通用移动通信系统网及陆基无线电接入网)，该项目也被称为LTE(长期演进)项目。LTE系统的下行链路就是采用MIMO-OFDM技术。2008年4月，3GPP组织在中国深圳会议上，开始探讨4G蜂窝通信系统的标准化工作。在会上，一种名为“多天线多基站合作”的概念得到广泛关注和支持，其核心思想是采用多个基站同时为一个用户或多个用户提供通信服务，从而提高小区边界用户的数据传输速率。
在一些技术文献中，针对下行蜂窝系统，有三种多天线多基站合作方法：
(1)基于聚集信号的方法：移动台根据分布式基站及自身位置等信息选择其方向图，方向图中有多个场强相对较强的指向分别指向不同的基站天线。分布式基站根据移动台的具体地理位置选择适当的基站及其天线通过协同合作进行聚集操作，在移动台周围形成一个聚集场，使得移动台天线处于场强相对较强的位置。参见专利文献1“一种基于聚集信号的分布式多天线的通信方法及系统”，中国专利申请公开号，CN101047415。
(2)基于虚拟MIMO技术的方法：将多基站的多根天线，视为虚拟的具有更多天线的单基站MIMO系统，从而获得较大的空间复用和空间分集增益。另外，重复利用单基站MIMO系统的机制有助于降低多天线多基站系统的实现复杂度。参见非专利文献1：3GPP，R1-082501，“Collaborative MIMO for LTE-A downlink”，Alcatel-Lucent(3GPP文档，编号：R1-082501，“LTE-A下行系统中的合作MIMO技术”，Alcatel-Lucent公司)。
(3)基于单基站独立运作的方法：配备多天线的单基站独立地为用户设备提供服务，然后用户设备将多个单基站的数据进行叠加，获得较高的空间复用和空间分集增益。该方法实现简单，信令开销较小。参见非专利文献2：3GPP，R1-082497，“Network MIMO Precoding”，TexasInstruments(3GPP文档，编号：R1-082497，“网络MIMO系统的预编码”，Texas Instruments公司)。
但是，方法一仅仅是能量意义上的多天线多基站合作，且系统性能与地理位置密切相关，导致应用范围受限；方法二侧重于概念性的阐述，对于多天线多基站中的用户配置、用户反馈等重要问题没有进一步讨论；方法三虽然实现简单，但完全独立的单基站工作体现不出多天线多基站合作的优势，所以其性能较差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中应用范围受限，或是系统设计不完整的缺点，提供一种下行蜂窝系统的多天线多基站合作方法及基站。
在本发明的第一方面，提出了一种下行蜂窝系统的多天线多基站合作的方法，该下行蜂窝系统包括至少一个用户设备和向该用户设备提供服务的服务基站和至少一个合作基站。该方法包括如下步骤：服务基站判断是否有用户设备进入多天线多基站合作的工作模式；服务基站使用下行控制信令对进入该工作模式的用户设备进行配置；用户设备基于该配置获得服务基站和各个合作基站的系统信息以及资源分配所需的下行信道的信道状态信息；用户设备向服务基站反馈资源分配所需的下行信道的信道状态信息；服务基站基于资源分配所需的下行信道的信道状态信息，进行资源调度，并向各个合作基站至少发送资源调度结果和下行通信数据；以及至少从服务基站向用户设备发送下行资源的分配指示。
根据本发明的实施例，该服务基站基于以下因素至少之一判断是否有用户设备进入多天线多基站合作的工作模式：用户设备的地理位置、用户设备的路径损耗、用户设备的下行数据缓存状态。
根据本发明的实施例，该下行控制信令包括配置信息，该配置信息至少包括：合作基站的小区号码，下行数据的传输方式。
根据本发明的实施例，该下行控制信令包括配置信息，该配置信息至少包括：合作基站的小区号码、天线配置。
根据本发明的实施例，该用户设备获得的服务基站和各个合作基站的系统信息至少包含天线配置。
根据本发明的实施例，用户设备通过服务基站的广播信道获得服务基站的系统信息，用户设备通过各个合作基站的广播信道获得各个合作基站的系统信息。
根据本发明的实施例，用户设备通过服务基站的广播信道获得服务基站的系统信息，用户设备通过配置信息获得各个合作基站的系统信息。
根据本发明的实施例，该用户设备仅向服务基站反馈资源分配所需的下行信道的信道状态信息。
根据本发明的实施例，该用户设备分别向服务基站和各个合作基站，反馈资源分配所需的下行信道的信道状态信息。
根据本发明的实施例，该服务基站通过用户设备的反馈，获得资源分配所需的下行信道的信道状态信息。
根据本发明的实施例，各个合作基站把服务基站在资源分配中所需的下行信道的信道状态信息通过后台传输给该服务基站。
根据本发明的实施例，该分配指示包括下行资源的频率位置和服务基站发送数据需用的预编码信息的至少之一。
根据本发明的实施例，该分配指示包括下行资源的频率位置、服务基站发送数据需用的预编码信息和各个合作基站发送数据需用的预编码信息的至少之一。
根据本发明的实施例，该至少从服务基站向用户设备发送下行资源的分配指示包括：由服务基站和各个合作基站分别向用户设备发送下行资源的分配指示，该分配指示至少包括下行资源的频率位置、基站发送数据需用的预编码信息。
在本发明的另一方面，还提出了一种基站，作为服务基站与至少一个合作基站一起实现下行蜂窝系统的多天线多基站合作。该基站包括如下步骤：判断单元，判断是否有用户设备进入多天线多基站合作的工作模式；下行控制信令发送单元，使用下行控制信令对进入该工作模式的用户设备进行配置；资源调度单元，接收从用户设备反馈的资源分配所需的下行信道的信道状态信息，基于该信道状态信息进行资源调度，并向各个合作基站至少发送资源调度结果和下行通信数据；以及分配指示发送单元，向用户设备发送下行资源的分配指示。
由此，本发明提出的下行蜂窝系统的多天线多基站合作方法及基站，包含用户配置，用户反馈，资源分配指示等内容，具有适用范围广，信令合理，易于实现等优点。
附图说明
通过下面结合附图说明本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：
图1为MIMO系统的示意图；
图2为多小区蜂窝通信系统的示意图；
图3为本发明实施例的下行蜂窝系统的实现多天线多基站合作方法的基站的示意方框图；
图4为本发明实施例的下行蜂窝系统的多天线多基站合作方法的流程图；
图5为本发明的实施例的应用例一的示意图；
图6为本发明的实施例的应用例二的示意图；
图7为本发明的实施例的应用例三的示意图；
图8为本发明的实施例的应用例四的示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。
为了清楚详细地阐述本发明的实现步骤，下面给出一些本发明的具体实施例，适用于下行LTE蜂窝通信系统。需要说明的是，本发明不限于实施例中所描述的应用，而是可适用于其他通信系统。
参考图2，其中显示了一个多小区蜂窝通信系统的示意图。蜂窝系统把服务覆盖区域分割为相接的无线覆盖区域，即小区。在图2中，小区被示意地描绘为正六边形，整个服务区域由小区100～104拼接而成。与小区100～104分别相关的是基站200～204。基站200～204的每个包含一个发射机、一个接收机、以及一个基站控制单元，这是在本领域所公知的。在图2中，基站200～204被示意地描绘为位于小区100～104的某一区域，并被配备全向天线。但是，在蜂窝通信系统的小区布局中，基站200～204可以配备定向天线，有方向地覆盖小区100～104的部分区域，该部分区域通常被称为扇区。因此，图2的多小区蜂窝通信系统的表示仅是为了示意目的，并不意味着本发明在蜂窝系统的实施中需要上述限制性的特定条件。
在图2中，基站200～204通过X2接口300～304彼此相连。在LTE系统中，将基站、无线网络控制单元和核心网的三层节点网络结构简化成两层节点结构。其中，无线网络控制单元的功能被划分到基站，基站与基站通过名为“X2”的有线接口进行协调和通信。
在图2中，小区100～104内分布着若干个用户设备400～430。用户设备400～430的每个包含一个发射机、一个接收机、以及一个移动终端控制单元，这是在本技术领域所公知的。用户设备400～430通过为各自服务的服务基站(基站200～204中的某一个)接入蜂窝通信系统。应该被理解的是，虽然图2中只示意性地画出16个用户设备，但实际情况中的用户设备的数目是相当巨大的。从这个意义上讲，图2对于用户设备的描绘也仅是示意目的。用户设备400～430通过为各自服务的基站200～204接入蜂窝通信网，直接为某用户设备提供通信服务的基站被称为该用户设备的服务基站，其他基站被称为该用户设备的非服务基站，非服务基站可以作为服务基站的合作基站，一起为用户提供通信服务。
图3为使用本发明实施例的下行蜂窝系统的多天线多基站合作方法的基站的示意方框图。
如图3所示，根据本发明实施例的基站200，202，204包括：用户设备参数存储器211，判断单元212，下行控制信令发送单元213，分配指示发送单元215和资源调度器214。
用户设备参数存储器211在基站200，202，204内存储用户设备的相关参数。该用户设备的相关参数包括但不限于：用户设备的地理位置和/或用户设备的路径损耗和/或用户设备下行数据缓存的情况。
判断单元212根据用户设备参数存储器211所存储的用户设备的相关参数，判断用户设备是否进入多天线多基站合作的工作模式。
下行控制信令发送单元213用于通过下行空中接口发送下行控制信令，以便对用户设备进行多天线多基站工作方式配置。
资源调度器214接收从用户设备发送的资源分配所需的下行信道的信道状态信息，并且根据来自用户设备的信道状态信息，进行资源调度，并通过X2接口进行后台通信，向合作基站发送资源调度结果和下行通信数据；
分配指示单元215根据资源调度器214的调度结果，向用户设备发送下行资源的分配指示。各个基站200，202，204间通过X2接口通信。
在本实例中，考虑LTE系统的具体配置，参考3GPP组织的文档：TS 36.213 V8.3.0，“Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA)；Physical Layer Procedures”(演进的通用陆基无线电接入的物理层过程)。其中定义了7种下行数据的传输方式：单天线发射(即使用单根天线发射信号，是MIMO系统的一个特例，该方式只能传输单层数据)，发射分集(即在MIMO系统中，利用时间或/和频率的分集效果，发射信号，以提高信号的接收质量，该方式只能传输单层数据)，开环空分复用(即不需要用户设备反馈信道状态信息的空分复用)，闭环空分复用(即需要用户设备反馈信道状态信息的空分复用)，多用户MIMO(即多个用户同时同频参与MIMO系统的下行通信)，闭环单层预编码(即使用MIMO系统，采用预编码技术，只传输单层数据)，波束成形发射(即使用MIMO系统，采用波束成形技术，只传输单层数据)。
在说明本实施例时，采用如下多天线多基站合作的方法：用户设备的服务基站与合作基站只传输单层数据。因此，服务基站与合作基站可选的下行数据的传输方式有：单天线发射，发射分集，单层的开环空分复用，闭环单层预编码，单层的多用户MIMO，波束成形发射等6种。不同基站如果发射相同的单层数据，就形成基站之间的空间分集(也称为宏分集)。不同基站如果发射不同的单层数据，就形成基站之间的空间复用。需要指出的是，采用上述多天线多基站合作的方法，仅仅是为了说明本发明的具体实施而作的举例，并不意味着本发明在实施过程中需要上述限制性的条件。
图4示出了本发明实施例的下行蜂窝系统的多天线多基站合作方法的流程图。如图4所示，根据本发明实施例的方法包括以下步骤：
步骤500：服务基站的判断单元212基于用户设备参数存储器212中存储的信息判断用户设备是否进入多天线多基站合作的工作模式。
优选地，所述服务基站判断用户设备是否进入多天线多基站合作的工作模式的依赖因素包括，用户设备的地理位置、用户设备的路径损耗、用户设备的下行数据缓存状态中的至少一个，这些信息存储在用户设备参数存储器212中。但是，应该清楚的是以上各参数仍为所述相关参数的示例，而不应将本发明局限于这些参数，本领域普通技术人员可以根据需要和未来的技术进步，选取任何其他适当的参数。
本实施例中，在图2所示的多小区蜂窝系统中，对于基站200，根据用户设备400～414到基站200的路径损耗值对用户设备进行分组，令用户设备400～406为中心用户设备；令用户设备408～414为边界用户设备。
对于基站202，根据用户设备416～422到基站202的路径损耗值对用户设备进行分组，令用户设备418～422为中心用户设备；令用户设备416为边界用户设备。
对于基站204，根据用户设备424～430到基站204的路径损耗值对用户设备进行分组，令用户设备424～426为中心用户设备；令用户设备428～430为边界用户设备。需要指出的是，根据用户设备到基站的路径损耗值将用户设备分为中心用户设备和边界用户设备，只是为了举例说明选取适当的用户设备进入多天线多基站合作的工作模式，并不意味着判断用户设备进入多天线多基站合作的工作模式，一定要进行上述分组过程。
假设服务基站使所有边界用户设备进入多天线多基站合作的工作模式，那么，以基站202为例，用户设备416就处于多天线多基站合作的工作模式。需要指出的是，上述多天线多基站合作的用户选择，仅仅是对用户设备的工作模式进行切换的举例，并不意味着本发明在实施过程中需要上述限制性的条件。
假设服务基站使所有下行数据缓存大于门限K的边界用户设备进入多天线多基站合作的工作模式，那么，以基站202为例，如果判断单元212判断用户设备416的下行数据缓存大于门限K，则用户设备416就处于多天线多基站合作的工作模式。需要指出的是，上述多天线多基站合作的用户选择，仅仅是对用户设备的工作模式进行切换的举例，并不意味着本发明在实施过程中需要上述限制性的条件。
步骤505：服务基站的下行控制信令发送单元213使用下行控制信令发送配置信息，以便对用户设备进行配置。
优选地，所述下行控制信令的配置信息至少包括，合作基站的小区号码，下行数据的传输方式。
优选地，所述下行控制信令的配置信息至少包括：合作基站的小区号码，天线配置。
本实施例中，给出四个应用举例。
例一：服务基站发送的下行控制信令的配置信息，包括合作基站的小区号码，下行数据的传输方式，其实施示意图如图5所示。图5中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设合作基站200的下行数据的传输方式为发射分集；合作基站204的下行数据的传输方式为单层的开环空分复用。于是，服务基站202通过下行控制信令600，把配置信息发送给用户设备416，包括基站200和基站204的小区号码，以及基站200和基站204的下行数据的传输方式。
例二：服务基站发送的下行控制信令的配置信息，包括合作基站的小区号码，下行数据的传输方式，天线配置，其实施示意图如图6所示。图6中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设合作基站200的下行数据的传输方式为闭环单层预编码，天线配置为4根发射天线；合作基站204的下行数据的传输方式为波束成形发射，天线配置为4根发射天线。于是，服务基站202通过下行控制信令620，把多天线多基站方法的配置信息发送给用户设备416，包括基站200和基站204的小区号码，以及基站200和基站204的下行数据的传输方式，还有基站200和基站204的天线配置。
例三：服务基站发送的下行控制信令的配置信息，包括合作基站的小区号码，天线配置，其实施示意图如图7所示。图7中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设合作基站200和合作基站204的下行数据的传输方式，与服务基站202的下行数据的传输方式默认为相同，均为闭环单层预编码。所以，合作基站的下行数据的传输方式不需要告知用户设备416。另外，合作基站200和合作基站204的天线配置为4根发射天线。于是，服务基站202通过下行控制信令640，把多天线多基站方法的配置信息发送给用户设备416，包括基站200和基站204的小区号码，以及基站200和基站204的天线配置。
例四：服务基站发送的下行控制信令的配置信息，包括合作基站的小区号码，天线配置，其实施示意图如图8所示。图8中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设合作基站200和合作基站204的下行数据的传输方式，与服务基站202的下行数据的传输方式默认为相同，均为单层的多用户MIMO，且用户设备416，410，430构成一个多用户组。所以，合作基站的下行数据的传输方式不需要告知用户设备416。另外，合作基站200和合作基站204的天线配置为4根发射天线。于是，服务基站202通过下行控制信令660，把多天线多基站方法的配置信息发送给用户设备416，包括基站200和基站204的小区号码，以及基站200和基站204的天线配置。
此处的例一至例四仅仅是本发明对于服务基站的下行控制信令的配置信息的实施例，并不意味着本发明对于服务基站的下行控制信令的配置信息只局限于例一至例四的形式。
步骤510：用户设备基于服务基站对其的配置，获得服务基站和各个合作基站的系统信息以及从服务基站和合作基站到用户设备的资源分配所需的下行信道的信道状态信息。
优选地，所述用户设备获得服务基站和各个合作基站的系统信息至少包含天线配置。
优选地，所述用户设备获得服务基站和各个合作基站的系统信息以及资源分配所需的下行信道的信道状态信息为，用户设备通过服务基站的广播信道获得服务基站的系统信息，用户设备通过各个合作基站的广播信道获得各个合作基站的系统信息。
优选地，所述用户设备获得服务基站和各个合作基站的系统信息以及信道状态信息为，用户设备通过服务基站的广播信道获得服务基站的系统信息，用户设备通过步骤505的下行控制信令的配置信息获得各个合作基站的系统信息。
当用户设备获得服务基站和各个合作基站的系统信息之后，就可以检测服务基站和各个合作基站的下行参考信号，从而获得服务基站和各个合作基站的信道状态信息。
本实施例中，给出四个应用举例。
例一：用户设备通过服务基站的广播信道获得服务基站的系统信息，至少包含天线配置，用户设备通过各个合作基站的广播信道获得各个合作基站的系统信息，至少包含天线配置。然后，用户设备通过服务基站和各个合作基站的下行参考信号，获得服务基站和各个合作基站的信道状态信息，其实施示意图如图5所示。图5中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设合作基站200的下行数据的传输方式为发射分集；合作基站204的下行数据的传输方式为单层的开环空分复用。一般而言，用户设备416通过服务基站202的广播信道获得服务基站的系统信息，至少包括基站202的天线配置为4根发射天线，这是蜂窝通信中的必须步骤，在此不作进一步说明。在图5中，用户设备416通过接收基站200的广播信道(示意为虚线602)，获得基站200的系统信息，至少包括基站200的天线配置为4根发射天线；通过接收基站204的广播信道(示意为虚线604)，获得基站204的系统信息，至少包括基站204的天线配置为4根发射天线。然后，用户设备416通过检测服务基站202和各个合作基站200及基站204的下行参考信号，获得服务基站和各个合作基站的信道状态信息(示意为参考信号的检测过程606)。
例二：用户设备通过服务基站的广播信道获得服务基站的系统信息，至少包含天线配置，用户设备通过步骤505的下行控制信令的配置信息获得各个合作基站的系统信息，至少包含天线配置。然后，用户设备通过服务基站和各个合作基站的下行参考信号，获得服务基站和各个合作基站的信道状态信息，其实施示意图如图6所示。图6中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设合作基站200的下行数据的传输方式为闭环单层预编码，天线配置为4根发射天线；合作基站204的下行数据的传输方式为波束成形发射，天线配置为4根发射天线。一般而言，用户设备416通过服务基站202的广播信道获得服务基站的系统信息，至少包括基站202的天线配置为4根发射天线，这是蜂窝通信中的必须步骤，在此不作进一步说明。在图6中，用户设备416通过步骤505的下行控制信令的配置信息(在620中)获得基站200和基站204的系统信息，至少包括基站200和基站204的天线配置为4根发射天线。然后，用户设备416通过检测服务基站202和各个合作基站200及基站204的下行参考信号，获得服务基站和各个合作基站的信道状态信息(示意为参考信号的检测过程606)。
例三：用户设备通过服务基站的广播信道获得服务基站的系统信息，至少包含天线配置，用户设备通过步骤505的下行控制信令的配置信息获得各个合作基站的系统信息，至少包含天线配置。然后，用户设备通过服务基站和各个合作基站的下行参考信号，获得服务基站和各个合作基站的信道状态信息，其实施示意图如图7所示。图7中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设合作基站200和合作基站204的下行数据的传输方式，与服务基站202的下行数据的传输方式默认为相同，均为闭环单层预编码。另外，合作基站200和合作基站204的天线配置为4根发射天线。一般而言，用户设备416通过服务基站202的广播信道获得服务基站的系统信息，至少包括基站202的天线配置为4根发射天线，这是蜂窝通信中的必须步骤，在此不作进一步说明。在图7中，用户设备416通过步骤505的下行控制信令的配置信息(在640中)获得基站200和基站204的系统信息，至少包括基站200和基站204的天线配置为4根发射天线。然后，用户设备416通过检测服务基站202和各个合作基站200及基站204的下行参考信号，获得服务基站和各个合作基站的信道状态信息(示意为参考信号的检测过程606)。
例四：用户设备通过服务基站的广播信道获得服务基站的系统信息，至少包含天线配置，用户设备通过步骤505的下行控制信令的配置信息获得各个合作基站的系统信息，至少包含天线配置。然后，用户设备通过服务基站和各个合作基站的下行参考信号，获得服务基站和各个合作基站的信道状态信息，其实施示意图如图8所示。图8中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设合作基站200和合作基站204的下行数据的传输方式，与服务基站202的下行数据的传输方式默认为相同，均为单层的多用户MIMO，且用户设备416，410，430构成一个多用户组。另外，合作基站200和合作基站204的天线配置为4根发射天线。一般而言，用户设备416通过服务基站202的广播信道获得服务基站的系统信息，至少包括基站202的天线配置为4根发射天线，这是蜂窝通信中的必须步骤，在此不作进一步说明。在图7中，用户设备416通过步骤505的下行控制信令的配置信息(在660中)获得基站200和基站204的系统信息，至少包括基站200和基站204的天线配置为4根发射天线。然后，用户设备416通过检测服务基站202和各个合作基站200及基站204的下行参考信号，获得服务基站和各个合作基站的下行信道的信道状态信息(示意为参考信号的检测过程606)。
此处的例一至例四仅仅是本发明对于用户设备获得服务基站和各个合作基站的系统信息以及信道状态信息的实施例，并不意味着本发明对于用户设备获得服务基站和各个合作基站的系统信息以及信道状态信息只局限于例一至例四的形式。
步骤515：用户设备反馈资源分配所需的下行信道的信道状态信息；
优选地，所述用户设备仅向服务基站反馈服务基站和各个合作基站的信道状态信息。
优选地，所述用户设备分别向服务基站和各个合作基站，反馈服务基站和各个合作基站的信道状态信息。
本实施例中，给出四个应用举例。
例一：用户设备仅向服务基站反馈服务基站和各个合作基站的下行信道的信道状态信息，其实施示意图如图5所示。图5中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设服务基站202的下行数据的传输方式为闭环单层预编码，合作基站200的下行数据的传输方式为发射分集；合作基站204的下行数据的传输方式为单层的开环空分复用。由于合作基站200和合作基站204的下行数据的传输方式不需要用户反馈下行信道的信道状态信息。所以，用户设备416只需将服务基站202的信道状态信息发送给服务基站202(示意为反馈过程700)。
例二：用户设备分别向服务基站和各个合作基站反馈服务基站和各个合作基站的下行信道的信道状态信息，其实施示意图如图6所示。图6中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设服务基站202的下行数据的传输方式为发射分集，合作基站200的下行数据的传输方式为闭环单层预编码；合作基站204的下行数据的传输方式为波束成形发射。由于服务基站202的下行数据的传输方式不需要用户反馈下行信道的信道状态信息。所以，用户设备416需要将合作基站200和合作基站204的下行信道的信道状态信息分别发送给合作基站200和合作基站204(分别示意为反馈过程710和712)。
例三：用户设备分别向服务基站和各个合作基站反馈服务基站和各个合作基站的下行信道的信道状态信息，其实施示意图如图7所示。图7中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设合作基站200和合作基站204的下行数据的传输方式，与服务基站202的下行数据的传输方式默认为相同，均为闭环单层预编码。由于服务基站202，合作基站200和合作基站204的下行数据的传输方式都需要用户反馈下行信道的信道状态信息。所以，用户设备416需要将服务基站202，合作基站200和合作基站204的下行信道的信道状态信息分别发送给服务基站202，合作基站200和合作基站204(分别示意为反馈过程720，722和724)。
例四：用户设备仅向服务基站反馈服务基站和各个合作基站的下行信道的信道状态信息，其实施示意图如图8所示。图8中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设合作基站200和合作基站204的下行数据的传输方式，与服务基站202的下行数据的传输方式默认为相同，均为单层的多用户MIMO，且用户设备416，410，430构成一个多用户组。由于服务基站202，合作基站200和合作基站204的下行数据的传输方式都需要用户反馈下行信道的信道状态信息。所以，用户设备416需要将服务基站202，合作基站200和合作基站204的下行信道的信道状态信息发送给服务基站202(示意为反馈过程730)。
此处的例一至例四仅仅是本发明对于用户设备反馈服务基站和各个合作基站的下行信道的信道状态信息的实施例，并不意味着本发明对于用户设备反馈服务基站和各个合作基站的下行信道的信道状态信息只局限于例一至例四的形式。
步骤520：服务基站的资源调度器214获得服务基站和各个合作基站到用户设备的下行信道的信道状态信息，进行资源调度和后台通信，向合作基站发送资源调度结果和下行通信数据；
优选地，所述服务基站通过用户设备的反馈，获得资源分配所需的下行信道的信道状态信息。
优选地，各个合作基站把服务基站在资源分配中所需的下行信道的信道状态信息通过后台传输给所述服务基站。
优选地，所述后台通信中，包含服务基站向各个合作基站发送数据，所述数据至少包括，资源调度结果，下行通信数据。
本实施例中，给出四个应用举例。
例一：服务基站通过用户设备的反馈，获得资源分配所需的下行信道的信道状态信息，其实施示意图如图5所示。图5中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设服务基站202的下行数据的传输方式为闭环单层预编码，合作基站200的下行数据的传输方式为发射分集；合作基站204的下行数据的传输方式为单层的开环空分复用。用户设备416将服务基站202的下行信道的信道状态信息发送给服务基站202(反馈过程700)。于是，服务基站202通过用户设备的反馈，获得资源分配所需的下行信道的信道状态信息。当服务基站202完成资源调度后，服务基站202通过后台通信(X2接口300和304)，至少将资源调度结果，下行通信数据发送给合作基站200和合作基站204。
例二：各个合作基站把服务基站在资源分配中所需的下行信道的信道状态信息通过后台传输给所述服务基站，其实施示意图如图6所示。图6中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设服务基站202的下行数据的传输方式为发射分集，合作基站200的下行数据的传输方式为闭环单层预编码；合作基站204的下行数据的传输方式为波束成形发射。用户设备416需要将合作基站200和合作基站204的下行信道的信道状态信息分别发送给合作基站200和合作基站204(反馈过程710和712)。然后，合作基站200和合作基站204把用户设备416的反馈信息，即服务基站202在资源分配中所需的下行信道的信道状态信息，通过后台(X2接口300和304)传输给服务基站202。当服务基站202完成资源调度后，服务基站202通过后台通信(X2接口300和304)，至少将资源调度结果，下行通信数据发送给合作基站200和合作基站204。
例三：各个合作基站把服务基站在资源分配中所需的下行信道的信道状态信息通过后台传输给所述服务基站，其实施示意图如图7所示。图7中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设合作基站200和合作基站204的下行数据的传输方式，与服务基站202的下行数据的传输方式默认为相同，均为闭环单层预编码。用户设备416需要将服务基站202，合作基站200和合作基站204的下行信道的信道状态信息分别发送给服务基站202，合作基站200和合作基站204(反馈过程720，722和724)。然后，合作基站200和合作基站204把用户设备416的反馈信息，即服务基站202在资源分配中所需的下行信道的信道状态信息，通过后台(X2接口300和304)传输给服务基站202。当服务基站202完成资源调度后，服务基站202通过后台通信(X2接口300和304)，至少将资源调度结果，下行通信数据发送给合作基站200和合作基站204。
例四：服务基站通过用户设备的反馈，获得资源分配所需的下行信道的信道状态信息，其实施示意图如图8所示。图8中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设合作基站200和合作基站204的下行数据的传输方式，与服务基站202的下行数据的传输方式默认为相同，均为单层的多用户MIMO，且用户设备416，410，430构成一个多用户组。用户设备416需要将服务基站202，合作基站200和合作基站204的下行信道的信道状态信息发送给服务基站202(反馈过程730)。于是，服务基站202通过用户设备的反馈，获得资源分配所需的下行信道的信道状态信息。当服务基站202完成资源调度后，服务基站202通过后台通信(X2接口300和304)，至少将资源调度结果，下行通信数据发送给合作基站200和合作基站204。
此处的例一至例四仅仅是本发明对于服务基站获得服务基站和各个合作基站到用户设备的下行信道的信道状态信息，进行资源调度和后台通信的实施例，并不意味着本发明对于服务基站获得服务基站和各个合作基站到用户设备的下行信道的信道状态信息，进行资源调度和后台通信只局限于例一至例四的形式。
步骤525：通过下行空中接口，从服务基站或者合作基站的分配指示发送单元215向用户设备发送下行资源的分配指示；
优选地，所述服务基站向用户设备发送下行资源的分配指示，所述分配指示至少包括下行资源的频率位置、服务基站发送数据需用的预编码信息。
优选地，所述服务基站向用户设备发送下行资源的分配指示，所述分配指示至少包括下行资源的频率位置、服务基站发送数据需用的预编码信息，各个合作基站发送数据需用的预编码信息。
优选地，所述服务基站和各个合作基站分别向用户设备发送下行资源的分配指示，所述分配指示至少包括下行资源的频率位置、基站发送数据需用的预编码信息。
本实施例中，给出四个应用举例。
例一：所述服务基站向用户设备发送下行资源的分配指示，所述分配指示至少包括下行资源的频率位置、服务基站发送数据需用的预编码信息，其实施示意图如图5所示。图5中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设服务基站202的下行数据的传输方式为闭环单层预编码，合作基站200的下行数据的传输方式为发射分集；合作基站204的下行数据的传输方式为单层的开环空分复用，且服务基站与合作基站发射相同的单层数据，形成基站之间的空间分集。易知，合作基站在这里的作用，是辅助提高服务基站发射信号的接收质量，所以，合作基站没有发送数据的预编码信息。于是，服务基站202向用户设备416发送下行资源的分配指示(指示608)，包括下行资源的频率位置、服务基站202发送数据需用的预编码信息。
例二：所述服务基站和各个合作基站分别向用户设备发送下行资源的分配指示，所述分配指示至少包括下行资源的频率位置、基站发送数据需用的预编码信息。其实施示意图如图6所示。图6中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设服务基站202的下行数据的传输方式为发射分集，合作基站200的下行数据的传输方式为闭环单层预编码；合作基站204的下行数据的传输方式为波束成形发射，且服务基站与合作基站发射相同的单层数据，形成基站之间的空间分集。易知，合作基站有发送数据的预编码信息。于是，服务基站202，合作基站200和合作基站204分别向用户设备416发送下行资源的分配指示(指示624，指示628和指示626)，包括下行资源的频率位置、基站200，202和204发送数据需用的预编码信息。
例三：所述服务基站向用户设备发送下行资源的分配指示，所述分配指示至少包括下行资源的频率位置、服务基站发送数据需用的预编码信息，各个合作基站发送数据需用的预编码信息。其实施示意图如图7所示。图7中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设合作基站200和合作基站204的下行数据的传输方式，与服务基站202的下行数据的传输方式默认为相同，均为闭环单层预编码，且服务基站与合作基站发射不同的单层数据，形成基站之间的空间复用。易知，服务基站和合作基站都有发送数据的预编码信息。于是，服务基站202向用户设备416发送下行资源的分配指示(指示644)，包括下行资源的频率位置、服务基站202发送数据需用的预编码信息，合作基站200和合作基站204发送数据需用的预编码信息。
例四：所述服务基站向用户设备发送下行资源的分配指示，所述分配指示至少包括下行资源的频率位置、服务基站发送数据需用的预编码信息，各个合作基站发送数据需用的预编码信息，其实施示意图如图8所示。图8中，用户设备416的服务基站为基站202，设其合作基站为基站200和基站204。假设合作基站200和合作基站204的下行数据的传输方式，与服务基站202的下行数据的传输方式默认为相同，均为单层的多用户MIMO，且用户设备416，410，430构成一个多用户组。对于同一个用户，其服务基站与合作基站发射相同的单层数据，形成基站之间的空间分集。易知，服务基站和合作基站都有发送数据的预编码信息。于是，服务基站202向用户设备416发送下行资源的分配指示(指示664)，包括下行资源的频率位置、服务基站202发送数据需用的预编码信息，合作基站200和合作基站204发送数据需用的预编码信息；服务基站200向用户设备410发送下行资源的分配指示(指示668)，包括下行资源的频率位置、服务基站200发送数据需用的预编码信息，合作基站202和合作基站204发送数据需用的预编码信息；服务基站204向用户设备430发送下行资源的分配指示(指示666)，包括下行资源的频率位置、服务基站204发送数据需用的预编码信息，合作基站200和合作基站202发送数据需用的预编码信息。
此处的例一至例四仅仅是本发明对于用户设备获得下行资源的分配指示的实施例，并不意味着本发明对于用户设备获得下行资源的分配指示只局限于例一至例四的形式。
至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。

Claims (23)

1.一种下行蜂窝系统的多天线多基站合作的方法，所述下行蜂窝系统包括至少一个用户设备和向所述用户设备提供服务的服务基站和至少一个合作基站，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
服务基站判断是否有用户设备进入多天线多基站合作的工作模式；
服务基站使用下行控制信令对进入所述工作模式的用户设备进行配置；
用户设备基于所述配置获得服务基站和各个合作基站的系统信息以及资源分配所需的下行信道的信道状态信息；
用户设备向服务基站反馈资源分配所需的下行信道的信道状态信息；
服务基站基于资源分配所需的下行信道的信道状态信息，进行资源调度，并向各个合作基站至少发送资源调度结果和下行通信数据；以及
至少从服务基站向用户设备发送下行资源的分配指示。
2.根据权利要求1所述的多天线多基站合作的方法，其特征在于所述服务基站基于以下因素至少之一判断是否有用户设备进入多天线多基站合作的工作模式：用户设备的地理位置、用户设备的路径损耗、用户设备的下行数据缓存状态。
3.根据权利要求1所述的多天线多基站合作的方法，其特征在于所述下行控制信令包括配置信息，所述配置信息至少包括：合作基站的小区号码，下行数据的传输方式。
4.根据权利要求1所述的多天线多基站合作的方法，其特征在于所述下行控制信令包括配置信息，所述配置信息至少包括：合作基站的小区号码、天线配置。
5.根据权利要求1所述的多天线多基站合作的方法，其特征在于所述用户设备获得的服务基站和各个合作基站的系统信息至少包含天线配置。
6.根据权利要求5所述的多天线多基站合作的方法，其特征在于用户设备通过服务基站的广播信道获得服务基站的系统信息，用户设备通过各个合作基站的广播信道获得各个合作基站的系统信息。
7.根据权利要求5所述的多天线多基站合作的方法，其特征在于用户设备通过服务基站的广播信道获得服务基站的系统信息，用户设备通过配置信息获得各个合作基站的系统信息。
8.根据权利要求1所述的多天线多基站合作的方法，其特征在于所述用户设备仅向服务基站反馈资源分配所需的下行信道的信道状态信息。
9.根据权利要求1所述的多天线多基站合作的方法，其特征在于所述用户设备分别向服务基站和各个合作基站，反馈资源分配所需的下行信道的信道状态信息。
10.根据权利要求8所述的多天线多基站合作的方法，其特征在于所述服务基站通过用户设备的反馈，获得资源分配所需的下行信道的信道状态信息。
11.根据权利要求9所述的多天线多基站合作的方法，其特征在于各个合作基站把服务基站在资源分配中所需的下行信道的信道状态信息通过后台传输给所述服务基站。
12.根据权利要求1所述的多天线多基站合作的方法，其特征在于所述分配指示包括下行资源的频率位置和服务基站发送数据需用的预编码信息的至少之一。
13.根据权利要求1所述的多天线多基站合作的方法，其特征在于所述分配指示至少包括下行资源的频率位置、服务基站发送数据需用的预编码信息和各个合作基站发送数据需用的预编码信息的至少之一。
14.根据权利要求1所述的多天线多基站合作的方法，其特征在于所述至少从服务基站向用户设备发送下行资源的分配指示包括：由服务基站和各个合作基站分别向用户设备发送下行资源的分配指示，所述分配指示至少包括下行资源的频率位置和基站发送数据需用的预编码信息的至少之一。
15.一种基站，作为服务基站与至少一个合作基站一起实现下行蜂窝系统的多天线多基站合作，所述基站包括：
判断单元，判断是否有用户设备进入多天线多基站合作的工作模式；
下行控制信令发送单元，使用下行控制信令对进入所述工作模式的用户设备进行配置；
资源调度单元，接收从用户设备反馈的资源分配所需的下行信道的信道状态信息，基于该信道状态信息进行资源调度，并向各个合作基站至少发送资源调度结果和下行通信数据；以及
分配指示发送单元，向用户设备发送下行资源的分配指示。
16.根据权利要求15所述基站，其特征在于所述判断单元基于以下因素至少之一判断是否有用户设备进入多天线多基站合作的工作模式：用户设备的地理位置、用户设备的路径损耗、用户设备的下行数据缓存状态。
17.根据权利要求15所述的基站，其特征在于所述下行控制信令包括配置信息，所述配置信息至少包括：合作基站的小区号码、下行数据的传输方式。
18.根据权利要求15所述的基站，其特征在于所述下行控制信令包括配置信息，所述配置信息至少包括：合作基站的小区号码、天线配置。
19.根据权利要求17所述的基站，其特征在于所述资源调度单元通过用户设备的反馈，获得资源分配所需的下行信道的信道状态信息。
20.根据权利要求18所述的基站，其特征在于各个合作基站把服务基站在资源分配中所需的下行信道的信道状态信息通过后台传输给所述服务基站。
21.根据权利要求15所述的基站，其特征在于所述分配指示包括下行资源的频率位置和服务基站发送数据需用的预编码信息的至少之一。
22.根据权利要求15所述的基站，其特征在于所述分配指示包括下行资源的频率位置、服务基站发送数据需用的预编码信息和各个合作基站发送数据需用的预编码信息的至少之一。
23.根据权利要求15所述的基站，其特征在于所述分配指示至少包括下行资源的频率位置和基站发送数据需用的预编码信息的至少之一。
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