CN102014492B

CN102014492B - 协作多点通信系统和方法

Info

Publication number: CN102014492B
Application number: CN200910169846.7A
Authority: CN
Inventors: 黄帆; 耿健; 王启星; 刘建军
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2029-09-04
Also published as: CN102014492A

Abstract

公开了一种协作多点通信系统和方法，所述系统可包括：多个基站，所述多个基站形成的多个扇区或小区在逻辑上被划分为至少两个不同的通信协作层，其中，每个通信协作层包括多个通信协作簇；以及调度设备，获取表示一终端与相邻基站之间的通信质量的信息，并根据所述质量信息从所述至少两个通信协作层的一层中选择一个通信协作簇，以使得所述终端和与所述选择的通信协作簇关联的基站进行协作通信。利用所述的系统和方法可以在复杂度增加不大的情况下，可以获得较好的协作式多点通信。

Description

协作多点通信系统和方法

技术领域

本申请公开的技术方案涉及一种协作多点通信系统和方法。

背景技术

协作多点通信系统采用正交频分多址(OFDMA)的接入方式，小区内的用户信息承载在相互正交的不同子载波上，从而避免了用户间的多址干扰。但是OFDMA接入方式本身不具备抑制小区间干扰的能力，因此，影响协作多点通信系统性能的干扰主要来自相邻小区。

与此同时，为了获得更高频谱利用率，在网络部署时将尽可能采取同频组网的方式或频率复用因子接近1的组网方式。在同频组网的传统通信系统中，小区边缘的用户可受到相邻小区信号的干扰。为此，提出了协作多点通信系统。

图1示出了现有技术的协作多点通信系统中的三扇区静态协作小区簇的拓扑模型。扇区协作簇可以看成是一组扇区的集合，其中，协作扇区簇内的基站通过共享信息来协作通信从而提高吞吐量、边缘速率和频谱效率。如图1所示，扇区1、扇区6和扇区20组成一个协作簇。为了保证覆盖，通常扇区间是错开的，即形成风车式协作模型以保证无盲点。不同的协作簇间不相交，每个协作簇独立调度协作簇中的终端。对于上行链路，使用多输入多输出(MIMO)技术和干扰消除技术抑制簇内其他用户的干扰信号。对于下行链路，通过信号预处理操作在用户终端实现干扰信号抑制。

这种协作多点通信系统的单层静态协作小区簇的模型在网络部署时就约定好。然而，协作扇区通常错开分布，位于协作簇边缘的终端可能受到相邻的但不属于用户终端所在协作簇的扇区的较强干扰，且终端所在的协作簇中的某些基站与该终端之间的信道质量不是很好，从导致存在大量协作效果较弱的区域。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本申请公开了一种协作多点通信系统和方法。

根据本申请一个实施方式公开的协作多点通信系统，可包括：

多个基站，所述多个基站形成的多个扇区或小区在逻辑上被划分为至少两个不同的通信协作层，其中，每个通信协作层包括多个通信协作簇；以及

调度设备，获取终端与相邻基站之间的通信质量的信息，并根据所述质量信息从所述至少两个通信协作层的一层中选择一个通信协作簇，所述终端与所述选择的通信协作簇中的基站进行协作通信。

根据本申请另一个实施方式公开的的协作多点通信方法，包括：

1)将多个基站形成的多个扇区或小区划分为至少两个通信协作层簇，其中，每个通信协作层包括多个通信协作簇；以及

2)获取终端与相邻基站之间的通信质量的信息；

3)根据所获取的所述信息，从所述至少两个通信协作层的一层中选择一个通信协作簇，所述终端与所述选择的通信协作簇中的基站进行协作通信。

根据上述的系统和方法，可在系统复杂度增加不大的情况下，较好地进行协作式多点通信。

附图简要说明

图1为现有技术的单层三扇区静态协作小区簇的协作拓扑结构；

图2为根据本申请公开的一个实施方式的协作多点通信系统的示意图；

图3为将多个基站形成的扇区分为两层通信协作簇时的、第一通信协作簇层的拓扑结构；

图4为将多个基站形成的扇区分为两层通信协作簇时的、第二通信协作簇层的拓扑结构；以及

图5为根据本申请另一实施方式的协作多点通信方法。

具体实施方式

下面参照附图描述根据本申请公开的协作多点通信系统1000。如图2所示，系统1000包括多个基站10-1、10-2.....10-n，和调度装置20。

多个基站10-1、10-2.....10-n例如可以是RRU(Remote radio unit，拉远射频单元)。多个基站10-1、10-2.....10-n所形成的扇区在逻辑上被划分为多个不同的通信协作层，每个通信协作层包括多个通信协作簇。每个通信协作簇是多个扇区的组合，其中各个扇区可以选自不同的基站。即，可以根据扇区的不同组合方式，将多个基站10-1、10-2......10-n所对应的扇区或小区在逻辑上被划分为不同的通信协作层。其中，这种通信协作层划分原则是：每个扇区至少同时属于不同通信协作层的协作簇，并且终端在一个通信协作层中与基站协作效果较弱的区域在其它协作层中能够获得较佳的协作效果。

这些划分出的通信协作簇可根据具体情况在逻辑上分为2层、3层或更多。在一个实施方式中，多个扇区或小区中的每一个同时属于不同层的通信协作簇。在同一层中，同一小区或扇区只属于一个通信协作簇，即没有重叠。

下面将参照附图2来描述根据本申请公开的一个实施方式的协作多点通信系统1000。在该实施方式中，基站形成的一个小区被示例性地等分为三个扇区(参见图3和图4)。本领域技术人员应该理解，该实施方式描述的系统1000即可用于扇区协作，也可用于小区间协作。以下以扇区协作为例进行说明，小区间协作类似。

如图3和4示出了将多个基站形成的扇区分为两个通信协作层的例子，其中图3示出了第一通信协作层的拓扑结构，图4示出了第二通信协作层的拓扑结构。如图3所示，以基站10-3形成的扇区103为例，在第一协作簇层的拓扑结构中，其属于由扇区101、102和103形成的协作簇，而在图4所示的第二协作簇层的拓扑结构中，扇区103与扇区104和105形成另一个协作簇，即，基站10-3的扇区103在第一协作簇层和第二协作簇层中属于不同的协作簇。例如，当终端30位于如图3所示的位置在由扇区101、102和103构成的协作簇中协作通信时，终端30受到来自扇区104和105的干扰较大，而和与扇区101和102关联的基站的协作效果都较弱，但是当终端30在如图4所示的由扇区103、104和105形成的协作簇中协作通信时，协作效果较好。

继续参照图2，调度装置20包括存储单元201、获取单元202、选择单元203和调度单元204。

存储单元201用于存储与上述多个通信协作簇相关的协作信息，这些信息可例如以拓扑图或其它表格的形式进行存储。在这里，应该理解，存储单元201并不是必需的，因为这些协作信息还可以存储到其它与调度装置20通信的任意数据库或存储设备中。

获取单元202用于获取表示例如终端30与相邻基站之间的通信质量的信息。通常，各个基站都获取表示其与相邻的各个终端之间的通信质量的信息(以下成为“通信质量信息”)。可采用任意公知的技术来获得这些信息。例如，各个基站可以向其相邻的终端发送专供该终端进行信号质量测量的信号，如导频信号，终端随后根据该导频信号将其所能测量的通信质量信息反馈给相应的基站。此外，作为另外一个示例，基站还可以直接测量来自终端的上行业务信号获得通信质量信息。

选择单元203基于存储单元201中存储的协作信息和所获取通信质量信息从例如两层的通信协作簇的一层中选择一个通信协作簇。具体地，选择单元203在从各个基站获取它们与终端30之间通信的通信质量信息(例如信号强度)后，根据存储单元201中存储的协作信息，即关于多层协作簇的信息，分别在第一层和第二层协助簇中计算终端30与其所属的协作簇中的基站之间的通信质量信息总和，并选择通信质量总和最大的通信协作簇作为新的通信协作簇。还以图3和图4示出的两层协作簇为例，当选择单元203计算出：在图3所示的第一协作簇层中，例如，终端30在扇区101、102和103内的基站之间通信的信号强度总和小于在第二协作簇层中终端和扇区103、104和105中的基站之间的通信的信号强度总和时，选择如图4所示的由扇区103、104和105构成的协作簇作为新的协作簇。

调度单元204被配置为新的协作簇中的基站重新分配频率资源，并指示终端30与新的协作簇中的基站例如利用现有的公知技术进行协作通信。在该实施方式中，同一个基站在不同协作簇层间资源的分配遵循以下原则：

1)若基站所处的扇区内部不采用空分复用(SDM)，则不同层协作簇使用的资源在频域上正交。可以根据协作簇中用户的比例、公平性等因素动态的调整分配给所述基站的资源；作为一种选择，频域资源的分配可以是固定的。

2)若基站所处的扇区内部采用了空分复用，则不同层协作簇使用的资源在频域上可以正交也可以不正交，甚至不同层协作簇的所有基站可共享整个频域资源。

下面参照图5描述根据本申请另一实施方式的在协作多点通信方法2000。协作多点通信系统可例如为如上所述的、包括与终端通信的多个基站的协作多点通信系统1000。

在步骤S100，将多个基站形成的多个扇区划分为至少两个通信协作层，其中，至少两个通信协作层中的每一层都包括由多个基站构成的多个通信协作簇。如何建立多层协作簇的手段和上述参照关于协作多输系统1000的描述相同。此外，为了便于描述，下面以两个通信协作层，例如第一信协作层和第二通信协作层、以及图3和图4中的基站30为例来进行说明。

在步骤S200，获取终端30与相邻基站之间的通信质量信息，例如，终端30与多个相邻基站之间能够通信的信号强度信息，下文中以信号强度信息为例进行说明。假设终端30当前在由扇区101、102和103形成的协作簇中协作通信，则获取的通信质量信息不仅包括终端30与基站10-1、10-2和10-3之间通信的信号强度信息，还包括与基站10-4和10-5之间进行通信的信号强度信息。

接着，在步骤S300中，判断是否要从当前协作通信的协作簇改变到其他的层的协作簇。具体地，在该步骤中，计算并判断终端30与基站10-1、10-2和10-3之间通信的信号强度总和是否小于该终端与在第二个通信协作层中的基站10-3、10-4和10-5之间通信的信号强度总和。如果不小于，回到步骤S200，否在在步骤S400中，选择第二通信协作簇层中由扇区103、104和105形成的协作簇作为即将要协作通信的协作簇。

在步骤S500中，为与扇区103、104和105关联的各个基站10-3、10-4和10-5分配频率资源。分配给各个基站的频率资源与它们之前占用的频率资源可以是正交的、也可以不正交，这依赖于在这些基站所在协作小区中是否采用了空分复用(SDM)技术。在一个实施例中，可以根据所选择的协作簇中的终端比例或公平性因素动态地调整分配给基站的频率资源。在步骤S500中，虽然描述的是动态地为基站分配频率资源，然而本领域技术人员应该理解，还可以为个基站分配固定的频率资源。在另一个示例中，不同层协作簇中的所有基站可共享整个频域资源。

接着步骤S600中，基于所分配的频率资源，终端30与选择的通信协作簇中的基站10-3、10-4和10-5进行协作通信。

在这里，步骤S200-S600可例如通过上述的调度装置20来执行，然而本发明并不限于此。

以上所述仅为一些具体的实施方式，并非用来限制本发明的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域的等同技术特征对本申请文件公开的技术方案进行的修改，均包括在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种协作多点通信系统，包括：

调度设备，获取终端与相邻基站之间的通信质量信息，并根据所述通信质量信息从所述至少两个通信协作层的一层中选择一个通信协作簇，所述终端与所述选择的通信协作簇中的基站进行协作通信。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个扇区或小区中的每一个同时属于不同层的通信协作簇。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述调度设备包括：

获取单元，获取表示所述终端与相邻基站之间的通信质量的通信质量信息，以及与所述通信协作簇相关的协作信息；

选择单元，基于所述协作信息和所述通信质量信息从所述至少两个不同的通信协作层的一层中选择一个通信协作簇；以及

调度单元，控制所述终端和与所述选择的通信协作簇关联的基站进行协作通信。

4.如权利要求3所述的系统，其中，所述调度设备还包括用于存储所述协作信息的存储单元。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少两个不同的通信协作层包括第一通信协作层和第二通信协作层，其中，所述终端在所述第一通信协作层的协作簇中协作效果较弱的区域，在所述第二通信协作层的协作簇中能够获得较佳的协作效果。

6.如权利要求3所述的系统，其中所述选择单元根据所述协作信息和所述通信质量信息，分别计算表示所述终端与各个通信协作层中与该终端关联的基站之间的通信质量的信息总和，并选择具有最大信息总和的协作簇作为新协作通信的协作簇。

7.如权利要求6所述的系统，其中，所述调度单元还被配置成：为与所选择协作簇关联的各个基站分配频率资源。

8.如权利要求7所述的系统，其中，所述调度单元分配给与所选择的通信协作簇关联的各个基站的频率资源与所述各个基站之前占用的频率资源正交。

9.如权利要求7所述的系统，所述调度单元根据所述选择的协作簇中的终端比例或公平性因素动态地调整分配给所述基站的资源。

10.一种协作多点通信方法，包括：

将多个基站形成的多个扇区或小区划分为至少两个通信协作层，其中，每个通信协作层包括多个通信协作簇；以及

获取终端与相邻基站之间的通信质量信息；

根据所获取的所述信息，从所述至少两个通信协作层的一层中选择一个通信协作簇，所述终端与所述选择的通信协作簇中的基站进行协作通信。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述多个扇区或小区中的每一个同时属于不同层的通信协作簇。

12.如权利要求10所述的方法，其中，所述至少两个通信协作层包括第一通信协作层和第二通信协作层；以及

其中，根据以下原则将所述多个基站形成的多个扇区或小区划分为所述第一通信协作层和所述第二通信协作层：

所述终端在所述第一通信协作层的协作簇中协作效果较弱的区域在所述第二通信协作层的协作簇中能够获得较佳的协作效果。

13.如权利要求10所述的方法，根据所获取的所述信息，从所述至少两个通信协作层的一层中选择一个通信协作簇的步骤还包括：

根据所述协作信息和所述通信质量信息，分别计算表示所述终端与各个通信协作层中与该终端关联的基站之间的通信质量的信息总和；以及

选择具有最大信息总和的协作簇作为新协作通信的协作簇。

14.如权利要求13所述的方法，所述终端与所述选择的通信协作簇中的基站进行协作通信的步骤还包括：

为所选择的通信协作簇中的各个基站分配频率资源；以及

基于所分配的频率资源，所述终端与所述各个基站进行协作通信。

15.如权利要求14所述的方法，其中，分配给所述选择的通信协作簇中的各个基站的频率资源与所述各个基站之前占用的频率资源正交。

16.如权利要求15所述的方法，其中，根据所选择的协作簇中的终端比例或公平性因素动态地调整分配给所述各个基站的频率资源。