CN101931446A - 小区间干扰的抑制方法以及基站 - Google Patents

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CN101931446A CN2009101502803A CN200910150280A CN101931446A CN 101931446 A CN101931446 A CN 101931446A CN 2009101502803 A CN2009101502803 A CN 2009101502803A CN 200910150280 A CN200910150280 A CN 200910150280A CN 101931446 A CN101931446 A CN 101931446A
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王雯芳
刘巧艳
李远英
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    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering

Abstract

本发明公开了一种小区间干扰的抑制方法以及基站，该方法包括：基站接收来自终端的量化信息；基站根据量化信息进行权值重构；基站根据重构的权值对发射数据进行波束赋形来实现对小区间干扰的抑制。通过本发明提高了系统性能和增大了系统容量。

Description

小区间干扰的抑制方法以及基站
技术领域
本发明涉及通信领域，特别地，涉及一种小区间干扰的抑制方法以及基站。
背景技术
无线和移动通信系统的干扰主要有同频干扰、邻频干扰、带外干扰、互调干扰等。其中系统的同频干扰是指网络中部分或者全部小区由于使用相同的频点进行数据传输，小区之前会有相互的信号干扰。同频干扰一般可以分为小区内干扰、小区间干扰、不同通信制式之间的干扰、不同运营商之间的干扰、系统设备造成的干扰等。
目前，无线移动通信系统对频谱效率的要求越来越高，期望可以进行小区间的同频组网来提高系统效率。根据美国《IEEETransaction on communication》Vol.49，NO.8，AUGUST 2001，Page 1307-1311(《国际电子与电气工程师协会通信期刊》第49卷，第8期，2001年8月，1307-1311页)介绍，在多小区通信环境中，由于用户受到来自相邻小区同频信号的干扰，系统容量与系统性能急剧下降，在某些干扰严重的区域内，其容量甚至降低到和单天线系统几乎相同的水平，从而使得多天线带来的高频谱优势受到严重削弱。可见，同频组网时，如果不能有效解决小区间的同频干扰问题，将会降低系统的频谱效率、减小系统覆盖、损失系统流量。
现有技术中给出了一种小区间通过调度进行干扰抑制的方法。该方法中，各小区基站和主控模块进行干扰抑制信息的交互，并且主控模块获取并汇总个小区的干扰终端信息，向对应小区基站推荐干扰抑制调度方法，各小区根据推荐的干扰抑制调度方法，结合本小区的调度需求进行调度，达到抑制或者消除同频干扰的目的。但是该文献中通过调度实现小区间干扰抑制，需要高层做较多的工作，实现比较复杂。
现有技术中给出了一种基于信号功率测量来实现小区间干扰抑制的方法。该方法中，终端经由无线信道从相邻小区的基站接收信号，通过所接收到的信号测量信道响应，确定信号传输功率，然后根据每个频带的传输信号功率向归属小区基站传输数据。该文献中通过信号测量的结果，调整信号功率实现小区间干扰抑制，这种方法仅能一定程度上降低小区间的干扰，并不能完全实现干扰抑制。
除以上现有之外，也有文献提出用基站间的最优联合编码来抑制同频干扰。美国《IEEE Transaction on communication》，AUGUST2006，Page56-61(《国际电子与电气工程师协会无线通信期刊》2006年8月，第56-61页)介绍，采用基站之间的协作通信机制，小区中的用户可以和多个基站同时进行通信，用户的下行数据在各个基站之间共享并且通过联合编码后发送，各移动用户接收来自多个基站的数据信息并译码。该方法中，虽然基站之间的协作可以提高系统的频谱效率，但是基站间的最优联合编码复杂度极高，收发之间的同步十分困难；而且基站需要知道所有用户的信道信息，当小区中的用户数目较多时就需要很多的反馈信息，这些都不利于系统的实际实现。
针对相关技术中在进行小区干扰抑制时，反馈信息量过大，导致系统难以实现，并且可靠性不高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中在进行小区干扰抑制时，反馈信息量过大，导致系统难以实现，并且可靠性不高的问题，本发明提供了一种改进的小区间干扰的抑制方案。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种小区间干扰的抑制方法。
根据本发明的小区间干扰的抑制方法包括：基站接收来自终端的量化信息；基站根据量化信息进行权值重构；基站根据重构的权值对发射数据进行波束赋形来实现对小区间干扰的抑制。
优选地，在基站接收来自终端的量化信息之前，上述方法还包括：终端获取基站的信道信息，并对信道信息进行量化得到量化信息；终端向基站发送量化信息。
优选地，在终端向基站发送量化信息之后，上述方法还包括：基站向基站的相邻基站发送量化信息。
优选地，在终端对信道信息进行量化得到量化信息之后，上述方法还包括：终端向基站的相邻基站发送量化信息。
优选地，信道信息为终端到基站的方位信息。
优选地，方位信息为终端到基站的到达角。
优选地，量化信息为量化比特值或索引号。
优选地，基站根据量化信息进行权值重构包括：当量化信息为量化比特值时，基站根据量化比特值对应的到达角恢复出量化到达角，并根据量化到达角进行权值重构。
优选地，基站根据量化信息进行权值重构包括：当量化信息为索引号时，基站根据索引号，恢复出量化到达角，并根据量化到达角进行权值重构。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种基站。
根据本发明的基站包括：接收模块，用于接收来自终端的量化信息；重构模块，用于根据接收模块接收的量化信息进行权值重构；赋形模块，用于根据重构模块重构的权值对发射数据进行波束赋形来实现对小区间干扰的抑制。
通过本发明，基站发射数据时，利用终端反馈的有限的量化信息进行权值重构，根据重构后的权值对发射数据进行波束赋形，以达到抑制基站对相邻小区的干扰，解决了相关技术中在进行小区干扰抑制时，反馈信息量过大，导致系统难以实现，并且可靠性不高的问题，提高了系统性能和增大了系统容量。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是用于实施本发明实施例的本小区和邻小区的基站和终端的示意图；
图2是根据本发明实施例的小区间干扰的抑制方法的流程图；
图3是根据本发明实施例一和二的小区间干扰的抑制方法的流程图；
图4是根据本发明实施例三和四的小区间干扰的抑制方法的流程图；
图5是根据本发明实施例的小区间干扰抑制波束赋形的示意图；
图6是根据本发明实施例的基站的结构框图。
具体实施方式
功能概述
考虑到相关技术中在进行小区干扰抑制时，反馈信息量过大，导致系统难以实现，并且可靠性不高的问题，本发明实施例提供了一种改进的小区间干扰的抑制方案，基站发射数据时，利用终端反馈的有限的量化信息进行权值重构，根据重构后的权值对发射数据进行波束赋形，以达到抑制基站对相邻小区的干扰、提高系统性能和增大系统容量的目的。同时，由于终端仅反馈有限的量化信息，节省了资源，有利于系统的实现。另外，由于终端反馈本身的信息给基站，所以基站可以及时跟踪终端的变化情况，在一定程度上提高了系统的可靠性。
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是用于实施本发明实施例的本小区和邻小区的基站和终端的示意图，如图1所示，BS1和BS2分别代表相邻的两个小区的基站，MS1和MS2分别代表这两个小区内有同频干扰的两个终端。对于BS1而言，MS1是本小区终端，MS2是邻小区终端；对于BS2而言，MS2是本小区终端，MS1是邻小区终端。类似地，对于MS1而言，BS1是本小区基站，BS2是邻小区基站；对于MS2而言，BS2是本小区基站，BS1是邻小区基站。
方法实施例
根据本发明的实施例，提供了一种小区间干扰的抑制方法，该方法基于有限反馈来实现小区间干扰抑制。图2是根据本发明实施例的小区间干扰的抑制方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下的步骤S202至步骤S206：
步骤S202，终端获取相对于基站的信道信息，并对信道信息进行量化得到量化信息，终端向基站发送(反馈)量化信息，基站接收来自终端的量化信息。
其中，终端可以获取其本身相对于本小区基站和邻小区基站的信道信息。上述的信道信息为终端到基站(包括：本小区基站和邻小区基站)的方位信息。方位信息为终端到基站的到达角(DirectionOfArrival，简称为DOA)。
上述的DOA的计算方法包括以下两种：
第一种是直接计算DOA的方法，其中包括：MUSIC(多重信号分类)算法、ESPRIT(借助旋转不变技术估计信号参数技术)算法和延迟相加法等DOA估计方法。
第二种是权值估计方法，即，获得权值之后，再根据权值的相位计算DOA。其中包括：最小均方(Least Mean Square，简称为LMS)和递推最小二乘准则(Recursive Least Square，简称为RLS)的自适应迭代算法，基于最大信噪比准则、基于最大信干噪比准则和基于最小均方误差准则(Minimus Mean Squared Error，简称为MMSE)等权值估计方法。
上述的量化是指：首先根据有限的量化比特数L和量化区间，确定量化电平数，然后对真实值DOA，设为φ，进行量化，得到量化后的DOA值如果用L位二进制比特来表示一个角度
Figure B2009101502803D0000072
这L位二进制比特可以表示M＝2L种不同的角度。量化比特数L和量化区间对基站和终端来说都是已知的。在一定的量化区间内，L越大，量化间隔越小，量化精度越高，但同时需要的空口资源越多。在实际应用中，应均衡这两方面因素来决定L的大小。
其中，量化信息(即，量化后的相关信息)可以是两种信息：第一种是量化后的DOA值
Figure B2009101502803D0000073
对应的量化比特值；第二种是量化后的DOA值
Figure B2009101502803D0000074
对应的量化值在整个量化区间内的索引号。
需要说明的是，在终端向基站发送量化信息之后，该方法还可以包括如下操作之一：该基站向基站的相邻基站发送量化信息；或终端向基站的相邻基站发送量化信息。
具体地，终端向基站反馈量化信息，可以是本小区终端同时将反馈信息通过专用的反馈信道分别反馈给本小区基站和邻小区基站，同样地，邻小区终端也将反馈信息通过专用的反馈信道分别反馈给本小区基站和邻小区基站；也可以是各小区终端仅将反馈信息通过专用的反馈信道反馈给各小区基站，而各小区的邻小区基站通过和各小区本小区基站的交互获得对方终端对本基站的反馈信息。
步骤S204，基站根据量化信息进行权值重构。其中，权值重构是指基站根据终端反馈的相对于本基站的量化信息，按照抑制小区间干扰的目的，产生下行波束赋形的权值。其中，权值重构的方法包括：线性约束最小方差(Linearly Constrained Minimum Variance，简称为LCMV)准则、零陷展宽技术等。
其中，对于终端反馈的量化信息是第一种信息(即，量化后的DOA值
Figure B2009101502803D0000081
对应的量化比特值)，接收端(即，基站)接收到量化比特值后，根据该量化比特值对应的DOA，恢复出终端反馈的量化DOA，再进行权值重构；对于终端反馈的是第二种信息(即，量化后的DOA值
Figure B2009101502803D0000082
对应的量化值在整个量化区间内的索引号)，接收端接收到的是量化后的DOA对应的索引号，则根据该索引号在整个量化区间内所对应的DOA，恢复出对应的量化DOA，再进行权值重构。
需要说明的是，权值重构为了达到抑制小区间干扰的目的，要求重构后的权值，波束主瓣方向对准本小区终端，零陷对准邻小区终端。
步骤S206，基站根据重构的权值对发射数据进行波束赋形来实现对小区间干扰的抑制。
实施例一
图3是根据本发明实施例一和二的小区间干扰的抑制方法的流程图，如图3所示，包括如下的步骤S301至步骤S304：
步骤S301，终端获取本身相对于本小区基站和邻小区基站的信道信息。结合图1，即：MS1获取本身相对于BS1和BS2的DOA，设这两个DOA分别为
Figure B2009101502803D0000083
和
Figure B2009101502803D0000084
MS2获取本身相对于BS1和BS2的DOA，设这两个DOA分别为
Figure B2009101502803D0000085
和
Figure B2009101502803D0000086
步骤S302，终端对得到的信道信息进行量化，并把量化后的比特反馈给基站。结合图1，即：MS1对
Figure B2009101502803D0000087
和
Figure B2009101502803D0000088
分别进行量化，得到量化后的DOA为和
Figure B2009101502803D00000810
设对应的量化比特为[l1，l2，…，lL](1，1)和[l1，l2，…，lL](1，2)；MS2对
Figure B2009101502803D0000091
和
Figure B2009101502803D0000092
分别进行量化，得到量化后的DOA为
Figure B2009101502803D0000093
和
Figure B2009101502803D0000094
设对应的量化比特为[l1，l2，…，lL](2，1)和[l1，l2，…，lL](2，2)。
然后，MS1将[l1，l2，…，lL](1，1)和[l1，l2，…，lL](1，2)通过专用的反馈通道分别反馈给BS1和BS2；MS2将[l1，l2，…，lL](2，1)和[l1，l2，…，lL](2，2)通过专用的反馈通道分别反馈给BS1和BS2。
步骤S303，基站根据终端反馈的量化比特，恢复量化后的DOA，进行权值重构。结合图1，BS1根据MS1和MS2相对于本基站的信道信息[l1，l2，…，lL](1，1)和[l1，l2，…，lL](2，1)，重构权值；BS2根据MS1和MS2相对于本基站的信道信息[l1，l2，…，lL](1，2)和[l1，l2，…，lL](2，2)，重构权值。
步骤S304，基站根据重构的权值对发射数据进行波束赋形。结合图1，BS1根据重构后的权值对MS1的数据进行下行波束赋形，赋形的结果使得波束主瓣对准MS1，零陷对准MS2；BS2根据重构后的权值对MS2的数据进行下行波束赋形，赋形的结果使得波束主瓣对准MS2，零陷对准MS1，图5是根据本发明实施例的小区间干扰抑制的示意图，如图5所示，该图中仅给出了图1中BS1和BS2所在的两个小区对应的波束赋形。
实施例二
图3是根据本发明实施例一和二的小区间干扰的抑制方法的流程图，如图3所示，包括如下的步骤S301至步骤S304：
其中，该实施例中的步骤S301、步骤S303和步骤S304与实施例一中对应的步骤相同，在此不再赘述。
对于步骤S302，该实施例中终端对得到的信道信息进行量化的方法与实施例一相同，即，MS1和MS2得到DOA对应的量化比特的方法与实施例一相同。该实施例与实施例一的区别在于：终端将量化后的比特反馈给基站的方法不同，在该实施例中，MS1将[l1，l2，…，lL](1，1)和[l1，l2，…，lL](1，2)通过专用的反馈通道都反馈给BS1，MS2将[l1，l2，…，lL](2，1)和[l1，l2，…，lL](2，2)通过专用的反馈通道都反馈给BS2，然后，BS1和BS2通过交互使得BS1获得[l1，l2，…，lL](2，1)，BS2获得[l1，l2，…，lL](1，2)。
实施例三
图4是根据本发明实施例三和四的小区间干扰的抑制方法的流程图，如图4所示，包括如下的步骤S401至步骤S404：
步骤S401，终端获取其本身相对于本小区基站和邻小区基站的信道信息。结合图1，MS1获取本身相对于BS1和BS2的DOA，设这两个DOA分别为
Figure B2009101502803D0000101
和MS2获取本身相对于BS1和BS2的DOA，设这两个DOA分别为
Figure B2009101502803D0000103
和
Figure B2009101502803D0000104
步骤S402，终端对得到的信道信息进行量化，并把量化后的索引号反馈给基站。结合图1，MS1对
Figure B2009101502803D0000105
和分别进行量化，得到量化后的DOA为
Figure B2009101502803D0000107
和
Figure B2009101502803D0000108
设对应的索引号分别为m1，1和m1，2；MS2对
Figure B2009101502803D0000109
和
Figure B2009101502803D00001010
分别进行量化，得到量化后的DOA为
Figure B2009101502803D00001011
和
Figure B2009101502803D00001012
设对应的索引号分别为m2，1和m2，2。
然后，MS1将m1，1和m1，2通过专用的反馈通道分别反馈给BS1和BS2；MS2将m2，1和m2，2通过专用的反馈通道分别反馈给BS1和BS2。
步骤S403，基站根据终端反馈的索引号，恢复量化后的DOA，进行权值重构。结合图1，BS1根据MS1和MS2相对于本基站的信道信息m1，1和m2，1，及量化比特数L和量化区间，重构权值；BS2根据MS1和MS2相对于本基站的信道信息m1，2和m2，2，及量化比特数L和量化区间，重构权值。
步骤S404，基站根据重构的权值对发射数据进行波束赋形。结合图1，BS1根据重构后的权值对MS1的数据进行下行波束赋形，赋形的结果使得波束主瓣对准MS1，零陷对准MS2；BS2根据重构后的权值对MS2的数据进行下行波束赋形，赋形的结果使得波束主瓣对准MS2，零陷对准MS1，图5是根据本发明实施例的小区间干扰抑制波束赋形的示意图，如图5所示，该图中仅给出了图1中BS1和BS2所在的两个小区对应的波束赋形。
实施例四
图4是根据本发明实施例三和四的小区间干扰的抑制方法的流程图，如图4所示，包括如下的步骤S401至步骤S404：
步骤S401，步骤S403和步骤S404与实施例三中对应的步骤相同，在此不再赘述。
对于步骤S402，该实施例中终端对得到的信道信息进行量化的方法与实施例三相同，即，MS1和MS2将DOA进行量化，并获得对应索引号的方法与实施例三相同。该实施例与实施例三的区别在于终端将量化后的索引号反馈给基站的方法，在本实施例中，MS1将m1，1和m1，2通过专用的反馈通道都反馈给BS1，MS2将m2，1和m2，2通过专用的反馈通道都反馈给BS2，然后BS1和BS2通过交互使得BS1获得m2，1，BS2获得m1，2。
装置实施例
根据本发明的实施例，提供了一种基站。图6是根据本发明实施例的基站的结构框图，如图6所示，该基站62包括：接收模块4、重构模块6、赋形模块8，下面对上述结构进行描述。
接收模块4，用于接收来自终端64的量化信息；重构模块6，连接至接收模块4，用于根据接收模块4接收的量化信息进行权值重构；赋形模块8，连接至重构模块6，用于根据重构模块6重构的权值对发射数据进行波束赋形来实现对小区间干扰的抑制。
在接收模块4接收来自终端64的量化信息之前，终端64获取基站的信道信息，并对信道信息进行量化得到量化信息，并向基站发送量化信息。
其中，量化信息可以是两种信息：第一种是量化后的DOA值
Figure B2009101502803D0000121
对应的量化比特值；第二种是量化后的DOA值对应的量化值在整个量化区间内的索引号。
需要说明的是，在终端向基站发送量化信息之后，该方法还可以包括如下操作之一：该基站向基站的相邻基站发送量化信息；或终端向基站的相邻基站发送量化信息。
具体地，终端向基站反馈量化信息，可以是本小区终端同时将反馈信息通过专用的反馈信道分别反馈给本小区基站和邻小区基站，同样地，邻小区终端也将反馈信息通过专用的反馈信道分别反馈给本小区基站和邻小区基站；也可以是各小区终端仅将反馈信息通过专用的反馈信道反馈给各小区基站，而各小区的邻小区基站通过和各小区本小区基站的交互获得对方终端对本基站的反馈信息。
其中，对于终端反馈的量化信息是第一种信息(即，量化后的DOA值对应的量化比特值)，接收模块4接收到量化比特值后，重构模块6根据该量化比特值对应的DOA，恢复出终端反馈的量化DOA，再进行权值重构；对于终端反馈的是第二种信息(即，量化后的DOA值
Figure B2009101502803D0000132
对应的量化值在整个量化区间内的索引号)，接收模块4接收到的是量化后的DOA对应的索引号，则重构模块6根据该索引号在整个量化区间内所对应的DOA，恢复出对应的量化DOA，再进行权值重构。
需要说明的是，权值重构为了达到抑制小区间干扰的目的，要求重构后的权值，波束主瓣方向对准本小区终端，零陷对准邻小区终端。
综上所述，通过本发明的上述实施例，给出了一种基于有限反馈的小区间干扰抑制方法。在该方法中，基站利用终端反馈的有限的量化信息进行权值重构，再根据重构后的权值对发射数据进行波束赋形，以达到抑制基站对相邻小区的干扰、提高系统性能和增大系统容量的目的。同时，由于终端仅反馈有限的量化信息，节省了资源，有利于系统的实现。另外，由于终端反馈本身的信息给基站，所以基站可以及时跟踪终端的变化情况，在一定程度上提高了系统的可靠性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小区间干扰的抑制方法，其特征在于，包括：
基站接收来自终端的量化信息；
所述基站根据所述量化信息进行权值重构；
所述基站根据重构的权值对发射数据进行波束赋形来实现对小区间干扰的抑制。
2.根据权利要求1所述的方法，在所述基站接收来自所述终端的所述量化信息之前，所述方法还包括：
所述终端获取所述基站的信道信息，并对所述信道信息进行量化得到所述量化信息；
所述终端向所述基站发送所述量化信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述终端向所述基站发送所述量化信息之后，所述方法还包括：
所述基站向所述基站的相邻基站发送所述量化信息。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述终端对所述信道信息进行量化得到所述量化信息之后，所述方法还包括：
所述终端向所述基站的相邻基站发送所述量化信息。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述信道信息为所述终端到所述基站的方位信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方位信息为所述终端到所述基站的到达角。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述量化信息为量化比特值或索引号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基站根据所述量化信息进行权值重构包括：
当所述量化信息为所述量化比特值时，所述基站根据所述量化比特值对应的到达角恢复出量化到达角，并根据所述量化到达角进行权值重构。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基站根据所述量化信息进行权值重构包括：
当所述量化信息为所述索引号时，所述基站根据所述索引号，恢复出量化到达角，并根据所述量化到达角进行权值重构。
10.一种基站，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收来自终端的量化信息；
重构模块，用于根据所述接收模块接收的所述量化信息进行权值重构；
赋形模块，用于根据所述重构模块重构的权值对发射数据进行波束赋形来实现对小区间干扰的抑制。
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