发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一,特别是解决现有波束赋形技术对处于本小区边界上归属于其他小区的终端产生严重干扰的技术缺陷。
为达到上述目的,本发明一方提出一种协同多小区干扰抑制的方法,其特征在于,包括以下步骤:网络侧设备确定终端的方向信息,并根据所述终端的相邻小区共享的调度信息和方向信息确定归属于其他相邻小区的相邻终端的方向信息;所述网络侧设备根据所述终端的方向信息和所述相邻终端的方向信息,及预设的干扰约束值计算对所述终端的波束赋形加权向量,所述预设的干扰约束值与所述相邻终端相关;所述网络侧设备根据计算的波束赋形加权向量向所述终端发送数据或接收所述终端发送的数据。
作为本发明的一个实施例,还包括:各个小区确定本小区终端的方向信息;所述各个小区将本小区终端的方向信息和调度信息共享给与其相邻的相邻小区。
作为本发明的一个实施例,所述网络侧设备确定所述终端的方向信息包括:所述各个小区接收所述终端发送的上行导频信号,并根据所述上行导频信号获取所述终端在各个小区内的方向信息,并上报给所述网络侧设备。
作为本发明的一个实施例,所述干扰约束值通过下述步骤确定:各个小区独立根据网络整体要求及本小区服务终端的性能指标要求确定本小区的所述干扰约束值。
作为本发明的一个实施例,所述干扰约束值通过下述步骤确定:通过网络优化各个小区联合确定所述干扰约束值。
作为本发明的一个实施例,还包括:所述网络侧设备向所述终端发送控制信令指示发送至所述终端的数据所占用的时频域资源。
作为本发明的一个实施例,在携带发送至所述终端的数据的时频资源块中包含有所述终端用于解调数据的专用导频。
作为本发明的一个实施例,所述专用导频的赋形加权向量与所述时频资源块内数据的赋形加权向量相同。
在上述实施例中,所述网络侧设备为所述终端的归属基站,或协同小区的基站,或所述基站所属的移动管理实体MME。
本发明另一方面还提出一种协同多小区干扰抑制的系统,包括网络侧设备和终端,所述网络侧设备,用于确定终端的方向信息,并根据所述终端的相邻小区共享的调度信息和方向信息确定归属于其他相邻小区的相邻终端的方向信息,以及根据所述终端的方向信息和所述相邻终端的方向信息,及预设的干扰约束值计算对所述终端的波束赋形加权向量,所述预设的干扰约束值与所述相邻终端相关,并根据计算的波束赋形加权向量向所述终端发送数据或接收所述终端发送的数据;所述终端,用于接收所述网络侧设备发送的数据或向所述网络侧设备发送数据。
作为本发明的一个实施例,各个小区与所述网络侧设备之间相互共享其所属的终端的调度信息和方向信息。
作为本发明的一个实施例,各个小区独立根据网络整体要求及本小区服务终端的性能指标要求确定本小区的所述干扰约束值。
作为本发明的一个实施例,通过网络优化各个小区联合确定所述干扰约束值。
作为本发明的一个实施例,所述网络侧设备,还用于向所述终端发送控制信令指示发送至所述终端的数据所占用的时频域资源。
作为本发明的一个实施例,在携带发送至所述终端的数据的时频资源块中包含有所述终端用于解调数据的专用导频。
作为本发明的一个实施例,所述专用导频的赋形加权向量与所述时频资源块内数据的赋形加权向量相同。
在上述实施例中,所述网络侧设备为所述终端的归属基站,或协同小区的基站,或所述基站所属的MME。
本发明还提出一种网络侧设备,包括方向确定模块、波束赋形加权向量计算模块和数据发送/接收模块,所述方向确定模块,用于确定终端的方向,并根据所述终端的相邻小区共享的调度信息和方向信息确定归属于其他相邻小区的相邻终端的方向;所述波束赋形加权向量计算模块,用于根据所述终端的方向和所述相邻终端的方向,及预设的干扰约束值计算对所述终端的波束赋形加权向量,所述预设的干扰约束值与所述相邻终端相关;所述数据发送/接收模块,用于根据计算的波束赋形加权向量向所述终端发送数据或接收所述终端发送的数据。
作为本发明的一个实施例,各个小区独立根据网络整体要求及本小区服务终端的性能指标要求确定本小区的所述干扰约束值。
作为本发明的一个实施例,通过网络优化各个小区联合确定所述干扰约束值。
作为本发明的一个实施例,还包括控制信令发送模块,用于向所述终端发送控制信令指示发送至所述终端的数据所占用的时频域资源。
作为本发明的一个实施例,在携带发送至所述终端的数据的时频资源块中包含有所述终端用于解调数据的专用导频。
作为本发明的一个实施例,所述专用导频的赋形加权向量与所述时频资源块内数据的赋形加权向量相同。
作为本发明的一个实施例,所述网络侧设备为所述终端的归属基站,或协同小区的基站,或所述基站所属的MME。
本发明通过小区间共享终端的方向信息和调度信息,从而使得网络侧设备在为该终端计算波束赋形加权向量时能够控制对属于其他小区的相邻终端的干扰,最终达到优化本小区服务终端性能且控制对其他小区终端干扰的目的。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本发明主要在于通过小区间共享终端的方向信息和调度信息,从而使得网络侧设备在为该终端计算波束赋形加权向量时能够控制对属于其他小区的相邻终端的干扰,最终达到优化本小区服务终端性能且控制对其他小区终端干扰的目的。作为本发明的一个实施例,本发明中可利用信道的互易性得到终端的方向信息。
如图1所示,为本发明实施例协同多小区干扰抑制的方法的流程图,该实施例中的网络侧设备可为终端的归属基站,或协同小区的基站,或所述归属基站所属的MME等。该实施例包括以下步骤:
步骤S101,网络侧设备及各个小区确定其所属的小区边缘终端。作为本发明的一个实施例,可通过以下方式实现,终端测量周围小区(包括终端的归属小区)的导频信号强度,以及检测出周围小区的小区ID,通过上行控制信道或者上行共享信道将其报告给网络侧设备。网络侧设备根据上报的导频信号强度和周围小区ID判断该终端为小区中心的终端还是边缘的终端。如果是,则网络侧设备需要将终端的终端信息(如终端的ID等)通知给该终端的相邻小区。
步骤S102,各个小区获得位于其边缘的终端的方向信息和距离信息。作为本发明的实施例,本发明提出了两种网络侧设备获取终端在各个小区内的方向信息的方式,但还需要说明的是,以下的两种方式为本发明较优的实现方案,还可根据其他方式进行确定,同样其他的方式也应包含在本发明的保护范围之内。
方式一,
终端根据网络侧的配置在规定的时间和频率上发送上行导频信号,可称其为SRS(Sounding Reference Signal),其中,发送上行SRS的时间和频率位置由小区的时频资源使用情况确定,这样各个小区就可根据上行导频信号估计终端在各个小区内的方向信息,同时上报给网络侧设备。
方式二,
网络侧设备根据终端反馈的周围小区的信号功率结合周围小区的地理位置信息计算终端在各个小区内的方向及位置信息,同时将终端在各个小区内的方向信息通知各个小区。
步骤S103,各个小区将本小区边缘的终端的方向信息和调度信息共享给与其相邻的相邻小区,从而各个小区都能够确定在本小区边缘的终端的方向(其中包括归属于本小区的终端也包括归属于其他小区的终端)。作为本发明的一个实施例,上述调度信息主要是指小区为终端分配的频段,如果本小区的边缘终端和归属于其他小区的相邻终端(与本小区的边缘终端同在本小区边缘附近)在同一频段上,则如果向本小区的边缘终端发射的能量过高,将会对这些归属于其他小区的相邻终端造成干扰,影响其性能。
通过上述步骤,各小区调度本小区内的终端,并将本小区边缘的终端的调度信息与其他小区共享,每个小区在每个频段上都确定一个终端。且每个小区都能够确定在本小区边缘的终端的方向信息和调度信息,其中既包括归属于本小区的终端,也包括归属于其他小区的终端。
步骤S104,如果网络侧设备判断某个终端为边缘终端,则计算针对该边缘终端的波束赋形加权向量,同时在为该终端计算波束赋形加权向量时,就需要考虑对归属于其他小区但与该边缘终端同用一个频段的相邻终端的影响。作为本发明的一个实施例,在该实施例中提出了干扰约束值,即在某个方向上对其他终端干扰的上限值。具体地,这些干扰约束值可由各个小区独立根据网络整体要求及本小区服务终端的性能指标要求确定,也可通过网络优化各个小区联合确定。
本发明提出了一种计算波束赋形加权向量的方法,其流程图可参见图2所示,包括以下步骤:
步骤S201,网络侧设备根据获取的本小区边缘的终端的方向信息和调度信息(包括归属于本小区的边缘终端和归属于其他小区的终端),确定与该边缘终端在相同频段上的其他小区的终端(这些终端也在本小区的边缘上)的方向。例如将某一频段上本小区边缘终端的方向记为θ0,将周围小区调度到该频段上的K(为正整数)个终端的方向分别为θ1,θ2,...,θK,且满足|θ1-θ0|<|θ2-θ0|<…<|θK-θ0|,在此可将上述θ1,θ2,...θK称为本小区在该频段上的干扰方向。
步骤S202,网络侧设备确定干扰约束值,其中,由于预设的干扰约束值与相邻终端与边缘终端的距离相关(即两终端之间的夹角),因此网络侧设备需要根据确定的上述干扰方向得到对该终端的干扰约束值,例如对于上述θ1,θ2,...θK的干扰方向,假设其干扰约束值分别为δ1,δ2,...,δK,其中,δk为本小区在该频段上生成的波束在θk方向上的干扰约束值(即干扰上限值)。
步骤S203,网络侧设备根据边缘终端的方向和相邻终端的方向,及干扰约束值计算对该边缘终端的波束赋形加权向量。计算的准则为在给定约束下最大化服务终端的增益,给定约束包括在干扰方向上θk的增益不大于δk。需要说明的是,在该实施例中干扰约束值δk为相对值,然而也可以选择以具体的值作为上限值,这些类似的变化均应包含在本发明的保护范围之内。作为本发明的一个实施例,本发明提出了计算对该边缘终端的波束赋形加权向量的方法,例如:
可通过求解如下的优化问题得到波束赋形加权向量,其中,a(θk)是方向θk的阵列相应向量:
如图3所示,为本发明实施例的示意图,图中有2个终端和2个小区,其中终端1的归属小区为小区1,终端2的归属小区为小区2。小区1形成指向终端1的波束,同时控制对终端2的干扰(图中用虚箭头表示),而小区2在形成指向终端2的波束的同时控制对终端1的干扰,整体的效果是两个终端的信噪比都获得提升。
步骤S105,网络侧设备向终端发送控制信令指示发送至终端的数据所占用的时频域资源(例如每个数据流的调制方式和编码速率)。
步骤S106,网络侧设备根据计算的波束赋形加权向量向该边缘终端发送数据或接收该边缘终端发送的数据。作为本发明的一个实施例,在发送数据所占据的时频域资源块内,还包含该终端用于解调数据的专用导频。更为具体地,上述专用导频采用与所处时频域资源内发送数据相同的加权赋形参数。
步骤S107,终端根据控制信今和专用导频接收并解调数据,并对接收的数据进行译码。
需要注意的是,上述实施例是以下行传输为例进行描述,然而对于本发明来说其也可应用至上行传输,并且与上述实施例的区别仅在于将发射端的波束赋形传输改为接收端的波束赋形接收,主要过程与上述实施例类似,在此不再赘述。
为了能够对本发明的上述实施例及其优点有更清楚的了解,以下将以具体示例的方式结合附图进行介绍,从以下的附图中将可以看出通过本发明的上述实施例对于本小区的边缘终端和归属于其他小区的相邻终端的性能都有一定的提升。
示例一,
如图4a-4d所示,为本发明实施例示例一的示意图,在该示例中,假设本小区服务的边缘终端的方向为0.125π,一个干扰终端位于0.27π方向上,δ1分别取值为0.0、0.1、0.2和0.3,分别对应图4a-4d。其中,标识310为考虑干扰约束值后边缘终端的波束示意图,标识320为未考虑干扰约束值时边缘终端的波束示意图(以下示例也采用相同的标识),从图中可以看出,根据δ1的不同,在干扰方向(0.27π)上生成不同深度的“零陷”,因此图4a对0.27π方向上干扰终端的干扰最小,而图4d对0.27π方向上干扰终端的干扰最大,基本与未考虑干扰约束值时对干扰终端的干扰相同。
示例二,
如图5a-5d所示,为本发明实施例示例二的示意图,在该示例中,假设本小区服务的边缘终端的方向为0.125π,一个干扰终端位于0.17π方向上,该示例相对于上述示例一来说,干扰终端与本小区服务的边缘终端在方向上更加接近。该示例与上述示例一类似,在干扰方向(0.17π)上生成不同深度的“零陷”。
示例三,
如图6所示,为本发明实施例示例三的示意图,在该示例中,假设本小区服务的边缘终端的方向为0.125π,与上述两个示例不同的是在该示例中有三个干扰终端的方向分别为-0.27π、0和0.27π,其对应的干扰约束值δ1=δ2=δ3=0。从图中可以看出310相对于320在上述三个方向上的干扰明显减小。
如图7所示,为本发明实施例协同多小区干扰抑制的系统结构图,该系统包括网络侧设备100和终端200。网络侧设备100用于判断终端200是否为终端200归属小区的边缘终端,在判断终端200为归属小区的边缘终端后,确定该终端200的方向,并根据终端200的相邻小区共享的调度信息和方向信息确定位于归属小区边缘的归属于其他相邻小区的相邻终端的方向,以及根据终端200的方向和相邻终端的方向,及预设的干扰约束值计算对终端200的波束赋形加权向量,其中,预设的干扰约束值与相邻终端相关,并根据计算的波束赋形加权向量向终端200发送数据或接收终端200发送的数据。终端200用于接收网络侧设备100发送的数据或向网络侧设备100发送数据。其中,网络侧设备100可为终端200的归属基站,或归属基站所属的MME等。
作为本发明的一个实施例,需要各个小区与网络侧设备,及各个小区之间相互共享其所属的且处于其边缘的终端的调度信息和方向信息。其中,相邻终端与终端200的角度间隔越小,其对应的干扰约束值越小以减小对相邻终端的干扰。具体地,可由各个小区独立根据网络整体要求及本小区服务终端的性能指标要求确定本小区的所述干扰约束值,也可通过网络优化各个小区联合确定所述干扰约束值。
作为本发明的一个实施例,网络侧设备100还用于向终端200发送控制信令指示发送至终端200的数据所占用的时频域资源。其中,在携带发送至终端200的数据的时频资源块中包含有终端200用于解调数据的专用导频。并且专用导频的赋形加权向量与时频资源块内数据的赋形加权向量相同。
其中,网络侧设备100包括判断模块110、方向确定模块120、波束赋形加权向量计算模块130和数据发送/接收模块140。判断模块110用于判断终端200是否为终端归属小区的边缘终端。方向确定模块120用于在判断模块110判断终端200为归属小区的边缘终端后,确定终端200的方向,并根据终端200的相邻小区共享的调度信息和方向信息确定位于归属小区边缘的归属于其他相邻小区的相邻终端的方向。波束赋形加权向量计算模块130用于根据终端200的方向和相邻终端的方向,及预设的干扰约束值计算对终端200的波束赋形加权向量,其中预设的干扰约束值与相邻终端相关。数据发送/接收模块140用于根据计算的波束赋形加权向量向终端200发送数据或接收终端200发送的数据。
作为本发明的一个实施例,判断模块110包括接收子模块111和判断子模块112。接收子模块111用于接收终端200上报的周围小区ID和终端200测量的周围小区的导频信号强度。判断子模块112用于根据接收子模块111接收的周围小区ID和终端200测量的周围小区的导频信号强度判断终端200是否为边缘终端。
本发明通过小区间共享终端的方向信息和调度信息,从而使得网络侧设备在为该终端计算波束赋形加权向量时能够控制对属于其他小区的相邻终端的干扰,最终达到优化本小区服务终端性能且控制对其他小区终端干扰的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。