CN102025453B - 一种协作mimo通信中基于空分复用的编码方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及通信领域一种协作多输入多输出MIMO通信中符号发送方法、装置及系统。第一组天线向小区边缘用户发送第一组符号； 第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向小区中心用户发送的符号及另一基站向所述小区边缘用户发送的符号。本发明有效减少了用户间干扰，兼顾了小区中心用户和小区边缘用户的利益，同时有效避免了无线资源的浪费。

Description

一种协作MIMO通信中基于空分复用的编码方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种协作多输入多输出(MIMO，Multiple Input Multiple Output)通信中基于空分复用的编码方法、装置及系统。

背景技术

下行链路协作MIMO(Downlink Co-MIMO)是协调多个基站的信号传输，以减轻蜂窝间干扰的技术。在Co-MIMO系统中，多个基站(BS，BaseStation)将同时协作/协调的为多个移动终端(MS，Mobile Station)提供通信服务如图1中所示。

Co-MIMO环境中，根据用户在网络中的位置和路径损耗程度，他们通常被分为两类：小区中心用户(cell_center user)和小区边缘用户(cell_edgeuser)。

小区中心用户由于距离邻居基站较远，小区间干扰变得很弱，而且来自本小区的接收信号很强。因此，小区间干扰可以忽略不计；同时，其业务传输率和业务质量可以得到保证。进行信道质量反馈也是可行的。

小区边缘用户受到来自邻小区的干扰，接收的功率随着和基站距离的拉远而衰减。通常情况下他们的业务传输速率和质量不能得到保证。但是小区边缘用户能够通过协作MIMO系统从邻小区获得增益。

但在现有技术中，如果利用协作MIMO使小区边缘用户获得增益，所有的资源都将分配给小区边缘用户使用，原因在于：现有技术采用基于宏分集的天线选择算法，由于小区边缘用户可以感知协作基站不同天线的信道增益，并根据收到的广播CINR(载波与干扰+噪声比)，选择信道状况最好的信道用于通信，为了给小区边缘用户提供可靠的通信，小区边缘用户感知到的其他天线处于备用状态，也就是小区边缘用户需要保留潜在可利用的天线池，这样可以使小区边缘用户能够充分的选择，但却浪费了无线资源；另外，由于协作基站为了保证小区边缘用户的性能，将绝大部分资源都分配给小区边缘用户使用，无法同时兼顾小区中心用户的业务感受。下面以与本发明相关的现有技术为例说明现有技术存在的问题。

在现有的技术中，假设：两个BS协作，且BS＝4(支持4根天线)，MS＝2(支持2根天线)；MSs是高速移动的(没有专门的CSI反馈)；如图2所示，一个MS(MS1)位于蜂窝边缘，即为小区边缘用户，2个MS(MS2和MS3)分别位于蜂窝中心，即为小区中心用户。假设符号x1，x2，x3，x4分配给小区边缘用户MS1，x5，x6分配给小区中心用户MS2，x7，x8分配给小区中心用户MS3，三个MS可以各自同时地接收服务。现有技术提供的双空时传输分集(D-STTD，double space-time transmit diversity)方案如下：

BS传输符号结构为：

$\mathrm{BS}1=\left[\begin{array}{cc}{x}_1& {-x}_2^{*}\\ x_2& x_1^{*}\\ x_5& {-x}_6^{*}\\ x_6& x_5^{*}\end{array}\right]$ $\mathrm{BS}2=\left[\begin{array}{cc}{x}_3& -x_4^{*}\\ x_4& x_3^{*}\\ x_7& -x_8^{*}\\ x_8& x_7^{*}\end{array}\right]$

接收端MS1的接收符号结构为：

结合宏分集考虑如图3所示，在图3的等式两边分别乘上H_e ^H，

其中：

a₁＝|h₁₁|²+|h₁₂|²+|h₂₁|²+|h₂₂|²

a₂＝|h₁₅|²+|h₁₆|²+|h₂₅|²+|h₂₆|²

$a_3={\left[\begin{array}{cccc}{h}_{11}& h_{12}^{*}& h_{21}& h_{22}^{*}\end{array}\right]}^{*}{\left[\begin{array}{cccc}{h}_{15}& h_{16}^{*}& h_{25}& h_{26}^{*}\end{array}\right]}^T$

$a_4={\left[\begin{array}{cccc}{h}_{11}& h_{12}^{*}& h_{21}& h_{22}^{*}\end{array}\right]}^{*}{\left[\begin{array}{cccc}{h}_{16}& -h_{15}^{*}& h_{26}& -h_{25}^{*}\end{array}\right]}^T$

$a_5={\left[\begin{array}{cccc}{h}_{12}& -h_{11}^{*}& h_{22}& -h_{21}^{*}\end{array}\right]}^{*}{\left[\begin{array}{cccc}{h}_{15}& h_{16}^{*}& h_{25}& h_{26}^{*}\end{array}\right]}^T$

$a_6={\left[\begin{array}{cccc}{h}_{12}& -h_{11}^{*}& h_{22}& -h_{21}^{*}\end{array}\right]}^{*}{\left[\begin{array}{cccc}{h}_{16}& -h_{15}^{*}& h_{26}& {-h}_{25}^{*}\end{array}\right]}^T$

发明人在实现本发明过程中发现，现有技术至少存在如下缺点：

采用现有的D-STTD结构发送符号，小区边缘用户会同时接收到8个信号，对于拥有2根接收天线的小区边缘用户来说无法准确解码出本身想要接收的信号，也就是其受到很强的用户间干扰，为了消除干扰，现有技术采用增加接收端天线数量或采用现有的基于宏分集天线选择技术，这样大大浪费了无线资源，且不能同时考虑小区中心用户和小区边缘用户的业务感受。

对于空间复用加单跳天线(SM+AH，spacial multiplexing+antennahopping)技术也存在上述浪费无线资源以及不能同时考虑小区中心用户和小区边缘用户的业务感受的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种协作MIMO通信中基于空分复用的编码方法、装置及系统，在节约无线资源情况下有效减少用户间干扰，并同时兼顾小区中心用户和小区边缘用户的业务感受。

本发明实施例是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供一种协作多输入多输出MIMO通信中基于空分复用的编码方法，包括：

第一组天线向小区边缘用户发送第一组符号；

第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向小区中心用户发送的符号及另一基站向所述小区边缘用户发送的符号。

本发明实施例提供一种协作MIMO通信中基于空分复用的编码装置，包括：

第一控制单元，用于分配第一组天线向小区边缘用户发送第一组符号；

第二控制单元，用于分配第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向小区中心用户发送的符号及另一基站向所述小区边缘用户发送的符号。

本发明实施例提供一种协作MIMO通信中基于空分复用的编码系统，包括协作的N个基站，

每个基站的第一组天线向小区边缘用户发送第一组符号；

第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向小区中心用户发送的符号及另一基站向所述小区边缘用户发送的符号。

本发明实施例提供一种基站功率控制方法，该方法包括：

获取小区中心用户和小区边缘用户的信道状态信息；

根据所述信道状态信息和对应用户的发射功率计算小区边缘用户的功率分配比例，在计算过程中进行均衡处理；

根据所述功率分配比例对小区中心用户和小区边缘用户进行功率控制。

本发明实施例提供一种基站，包括：

获取单元，用于获取小区中心用户和小区边缘用户的信道状态信息；

计算单元，用于根据所述信道状态信息和对应用户的发射功率计算小区边缘用户的功率分配比例，在计算过程中进行均衡处理；

功率控制单元，用于根据所述功率分配比例对小区中心用户和小区边缘用户进行功率控制。

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例实现了在不牺牲小区中心用户性能的前提下获得小区边缘用户性能提升，有效减少了用户间干扰，兼顾了小区中心用户和小区边缘用户的利益，同时有效避免了无线资源的浪费。

附图说明

图1为现有技术多个基站协作为终端提供服务示意图；

图2为协作MIMO场景示意图；

图3为现有技术终端接收信号结合宏分集后结构示意图；

图4为本发明一个实施例协作MIMO通信中基于空分复用的编码方法示意图；

图5为本发明一个实施例功率分配及动态调整方法流程图；

图6为本发明一个实施例编码结构示意图；

图7为本发明一个实施例基站结构示意图；

图8为本发明另一实施例基站结构示意图；

图9为本发明又一实施例基站结构示意图；

图10本发明再一实施例基站结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，可以理解的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一个实施例提供一种协作MIMO通信中基于空分复用的编码方法，处理过程中数据以符号为单位，数据调制以后处理的对象即为符号。本发明实施的方法如图4所示，包括如下步骤：

S101，第一组天线向小区边缘用发送第一组符号；

S102，第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向中心用户发送的符号及另一基站向所述边缘用户发送的符号。

当然在实际的操作中，可以上述S101与S102没有必然的先后顺序。

下面结合应用场景给出一例，各协作基站至少具有4根天线，每4根天线分为两组，每组2根天线，令一个发送周期内发送给小区边缘用户的符号为2N个，两个符号作为一组，各协作基站对各协作基站所在小区的中心用户及边缘用户需要接收符号的编码发送方法包括：

第一组天线向小区边缘用户发送第一组符号，包括：第n基站的第一组天线为该第n基站所在小区的小区边缘用户服务，发送该小区边缘用户需要接收的第n组符号；

第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向小区中心用户发送的符号及另一基站向所述小区边缘用户发送的符号，包括：第n基站的第二组天线为该第n基站所在小区的小区中心用户和所述小区边缘用户服务，将所述小区边缘用户需要接收的第n+1组符号组成新的符号与所述第n基站所在小区的小区中心用户需要接收的符号联合发送；n为小于等于N的自然数，若n等于N，则令所述n+1等于1。所述新的符号作归一化处理，归一化的系数优选为即此处为需接收的第n+1组符号之和的倍，实际操作中可以是接近的值，在误差及效果可接受的范围内接近的值均可。

本领域技术人员可以理解，若协作基站个数大于2个，则接收符号的终端的天线数也需作相应的增加(大于2个)。当基站的天线数大于4时，以4根天线为单位进行处理。

对于采用上述编码方式的符号传输结构，小区中心用户在接收到发送过来的信号后，仍可以按照现有的D-STTD结构对待，进行D-STTD解码算法来获得信息；小区边缘用户可以只解码中自己想要的符号，对于干扰信号无法解出。因此有效减少了小区边缘用户收到的用户间干扰，实现了小区边缘用户的性能提升，且充分利用无线资源，同时兼顾了小区中心用户和小区边缘用户的业务体验。

本发明又一实施例提供一种协作MIMO通信中符号发送方法，各协作基站至少具有4根天线，以4根天线为单位进行处理，每4根天线分为两组，每组2根天线，本实施例与上面实施例的区别在于，在功率分配中，各协作基站对所述小区中心用户和小区边缘用户分配不同的功率，并接收小区边缘用户广播的平均信号强度和干扰加噪声，根据所述平均信号强度和干扰加噪声调整分配给小区边缘用户的功率分配比例。

本实施例提供的为所述小区中心用户和小区边缘用户分配不同的功率并动态调整的方法如图5所示：首先初始化各小区的小区中心用户和小区边缘用户的功率分配比例；

本实施例中用θ₁ ^e表示第l个小区中分配给小区边缘用户的功率比例，用θ₁ ^c表示第l个小区中分配给小区中心用户的功率比例，并初始化，令

${\mathrm{\θ}}_1^e=0,$ ${\mathrm{\θ}}_1^c=1-{\mathrm{\θ}}_1^e=1,$ 其中l＝1，2，...，N，N为协作基站数。

步骤1：获取小区中心用户和小区边缘用户的信道状态信息；

各协作基站接收小区边缘用户广播的信道状态信息，例如平均信号强度S(i)、干扰加噪声IN(i)、信号的路径损耗等。

步骤2：根据所述信道状态信息和对应用户的发射功率计算小区边缘用户的功率分配比例，在计算过程中进行均衡处理。

各协作基站根据所述平均信号强度S(i)和干扰加噪声IN(i)调整分配给小区边缘用户的功率分配比例。

第l个基站上一次的功率分配比例为θ₁ ^e，路径损耗为p_l ^e，p_l ^c，QoS权重为ω₀，ω_l，本实施例中根据纳什均衡算法计算功率分配比例，则第l个基站根据以下等式调整分配给小区边缘用户的功率分配比例ω₁ ^e：

${\mathrm{\θ}}_l^e(i+1)=\arg \underset{{\mathrm{\θ}}_l^e}{\max }\min \{{\left(\frac{S\left(i\right)-{\mathrm{\θ}}_l^e\left(i\right)p_l^e{N}_r{N}_t^e+{\mathrm{\θ}}_l^e{p}_l^e{N}_r{N}_t^e}{\mathrm{IN}\left(i\right)-(1-{\mathrm{\θ}}_l^e\left(i\right))p_l^e{N}_r{N}_t^e+(1-{\mathrm{\θ}}_l^e)p_l^e{N}_r{N}_t^c)}\right)}^{{\mathrm{\ω}}_0},{\left(\frac{p_l^c(1-{\mathrm{\θ}}_l^e)N_r{N}_t^c}{1+p_l^c{\mathrm{\θ}}_l^e{N}_r{N}_t^c}\right)}^{{\mathrm{\ω}}_l}\}$

其中i为自然数；

判断本次调整后的值是否与上次分配的值相等；

若相等，则结束，即 ${\mathrm{\θ}}_l^e\left(i\right)={\mathrm{\θ}}_l^e(i-1),\∀l\∈\{\mathrm{1,2}\·\·\·,N\}$ 时，则停止调整；否则，在接收到下一平均信号强度S(i)和干扰加噪声IN(i)后继续执行步骤2，即令i＝i+1后进行迭代计算。

进一步作为另一个实施例，根据所述信道状态信息和对应用户的发射功率，计算小区中心用户和小区边缘用户的接收质量。

计算小区中心用户和小区边缘用户的接收质量可以为计算信噪比和信号与干扰和噪声比，通过信噪比和信号与干扰和噪声比表征小区中心用户和小区边缘用户的接收质量。具体计算信噪比和信号与干扰和噪声比为

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{cen}}}=\frac{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{cen}}^2{p}_{\mathrm{cen}}}{N_0}$

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{SINR}}_{\mathrm{edge}}}=\frac{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{edge}}^2{p}_{\mathrm{edge}}}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{edge}}^2{p}_{\mathrm{cen}}+N_0},$

其中σ_cen ²为中心用户的信道状态信息，σ_edge ²为边缘用户的信道状态信息，p_cen为中心用户的发射功率，p_edge为边缘用户的发射功率，SNR为信噪比，SINR为信号与干扰和噪声比。

根据所述接收质量与协作基站之间进行均衡，对小区中心用户和小区边缘用户分配功率。具体可以为根据所述接收质量确定一个均衡参考值，根据所述均衡参考值对小区中心用户和小区边缘用户分配功率。

与其他协作基站均衡的方法可以为：向其他基站发送功率控制交互信息，并接受其他基站发送的功率控制交互信息，进行联合功率分配，根据全局信息进行小区中心用户和小区边缘用户分配功率。根据信道状态，接收质量，用户功率确定网络性能参数，所述确定网络性能参数可以根据与小区中心用户和小区边缘用户分配的功率相关的函数关系获得；通过函数简化及参数替换，衡量网络性能转化为仅与小区中心用户分配功率相关；在所述网络性能参数尽可能优的情况下求解分配给小区中心用户和小区边缘用户的功率。

步骤3，根据所述功率分配比例对对小区中心用户和小区边缘用户进行功率控制。

各协作基站采用上述功率分配方式，对各协作基站所在小区的小区中心用户及小区边缘用户需要接收的符号采用上面实施例的符号传输结构编码后发送，具体编码及发送方法同上面实施例中所述，此处不再赘述。当基站的天线数大于4时，以4根天线为单位进行处理。

本发明实施例在有效利用无线资源，均衡不同用户间资源分配以及有效减少用户间干扰的同时，通过新的功率分配及动态调整方法实现了在不牺牲小区中心用户性能的前提下获得小区边缘用户性能提升，兼顾了小区中心用户和小区边缘用户的业务体验，因为对中心用户和边缘用户分别考虑，利用了不同用户的分集路径损耗动态调整功率分配比例实时更新各基站分配给小区中心用户和小区边缘用户的功率比例，保证小区边缘用户能长期获得稳定的性能增益。

为进一步理解本发明，下面以具体实例对本发明上面实施例所述的协作MIMO通信中基于空分复用的编码法进行详细介绍。

实例一

本实施例以两个BS协作为例进行介绍，在本例中BS支持4根天线，MS支持2根天线；各MS是高速移动的(没有专门的CSI反馈)；应用环境仍如图2所示，一个MS(MS1)位于蜂窝边缘，即为小区边缘用户，2个MS(MS2和MS3)分别位于蜂窝中心，即MS2为BS1的小区中心用户，MS3为BS2的小区中心用户。假设MS1接收符号x1，x2，x3，x4；MS2接收符号x5；MS3接收符号x6。每个BS传输一个D-STTD信号结构，一股流用于小区边缘用户(Cell-edge MSs)，一股流用于小区内用户(Cell-center MSs)和小区边缘用户(Cell-edge MSs)。

以BS1为例，利用BS1的其中一组(2根)天线专属为BS1所在小区的小区边缘用户MS1服务，把将发送给MS1的第一组符号x1，x2采用Alamouti(空时编码)结构编码；BS1另一组(其余2根)天线为BS1所在小区中心用户MS2和边缘用户MS1共同服务，将须发送给小区边缘用户的第二组符号x3，x4组合成一个新的符号将和须发送给小区中心用户MS2的符号x5组成Alamouti结构发送；

对于BS2，利用BS2的其中一组(2根)天线专属为BS2所在小区的小区边缘用户MS1服务，把将发送给MS1的第二组符号x3，x4采用Alamouti结构编码；

BS2另一组(其余2根)天线为BS2所在小区中心用户MS3和小区边缘用户MS1共同服务，将须发送给MS1的第一组符号x1，x2组合成一个新的符号将和须发送给MS3的x6组成Alamouti结构发送。

编码传输结构如图6所示，其中图6-1为BS1传输结构，图6-2为BS2的传输结构。

对于小区中心用户，其对于发送过来的信号按照传统的D-STTD结构对待，进行D-STTD解码算法来获得信息，例如，MS2接收到的信号结构可以为：

对于小区边缘用户，需对来自两个协作基站的信息进行解码，接收到的信号结构为：

小区边缘用户解码自己想要的符号x1，x2，x3，x4，干扰信号x5，x6无法解出，但是在采用本发明的功率分配方式后，会适当调小小区中心用户的功率，这样对小区中心用户不会造成多大影响，但是对于小区边缘用户来说，由于距离BS较远，功率越小，接收到的x5，x6信号衰减越明显，会有效减小x5，x6对小区边缘用户的干扰。

在接收信号Y_e等式两边乘上H_e ^H

其中

$a_{11}={|h_{11}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{17}|}^2+{|h_{12}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{18}|}^2+{|h_{21}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{27}|}^2+{|h_{22}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{28}|}^2$

$a_{22}={|h_{12}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{17}|}^2+{|h_{11}-\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{18}|}^2+{|h_{22}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{27}|}^2+{|h_{21}-\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{28}|}^2$

$a_{33}={|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{13}+h_{15}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{14}+h_{16}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{23}+h_{25}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{24}+h_{26}|}^2$

$a_{44}={|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{13}+h_{16}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{14}-h_{15}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{23}+h_{26}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{24}-h_{25}|}^2$

$a_{12}=h_{11}^{*}{h}_{12}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{11}^{*}{h}_{17}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{17}^{*}{h}_{12}+\frac{1}{2}{\left|h_{17}\right|}^2-h_{12}{h}_{11}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{12}{h}_{18}^{*}-\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{18}{h}_{11}^{*}+\frac{1}{2}{\left|h_{18}\right|}^2$

$+h_{21}^{*}{h}_{22}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{21}^{*}{h}_{27}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{27}^{*}{h}_{22}+\frac{1}{2}{\left|h_{27}\right|}^2-h_{22}{h}_{21}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{22}{h}_{28}^{*}-\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{28}{h}_{21}^{*}+\frac{1}{2}{\left|h_{28}\right|}^2$

$a_{13}={\left[\begin{array}{cccc}{h}_{11}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{17}& h_{12}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{18}^{*}& h_{21}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{27}& h_{22}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{28}^{*}\end{array}\right]}^{*}$

$\×{\left[\begin{array}{cccc}\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{13}+h_{15}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{14}^{*}+h_{16}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{23}+h_{25}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{24}^{*}+h_{26}^{*}\end{array}\right]}^T$

$a_{14}={\left[\begin{array}{cccc}{h}_{11}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{17}& h_{12}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{18}^{*}& h_{21}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{27}& h_{22}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{28}^{*}\end{array}\right]}^{*}$

$\×{\left[\begin{array}{cccc}\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{13}+h_{16}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{14}^{*}-h_{15}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{23}+h_{26}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{24}^{*}-h_{25}^{*}\end{array}\right]}^T$

$a_{23}={\left[\begin{array}{cccc}{h}_{12}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{17}& -h_{11}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{18}^{*}& h_{22}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{27}& -h_{21}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{28}^{*}\end{array}\right]}^{*}$

$\×{\left[\begin{array}{cccc}\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{13}+h_{15}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{14}^{*}+h_{16}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{23}+h_{25}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{24}^{*}+h_{26}^{*}\end{array}\right]}^T$

$a_{24}={\left[\begin{array}{cccc}{h}_{12}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{17}& -h_{11}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{18}^{*}& h_{22}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{27}& -h_{21}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{28}^{*}\end{array}\right]}^{*}$

$\×{\left[\begin{array}{cccc}\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{13}+h_{16}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{14}^{*}-h_{15}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{23}+h_{26}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{24}^{*}-h_{25}^{*}\end{array}\right]}^T$

$a_{34}=\frac{1}{2}{\left|h_{13}\right|}^2+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{13}^{*}{h}_{16}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{15}^{*}{h}_{13}+h_{15}^{*}{h}_{16}+\frac{1}{2}{\left|h_{14}\right|}^2-\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{14}{h}_{15}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{16}{h}_{14}^{*}-h_{16}{h}_{15}^{*}$

$+\frac{1}{2}{\left|h_{23}\right|}^2+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{23}^{*}{h}_{26}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{25}^{*}{h}_{23}+h_{25}^{*}{h}_{26}+\frac{1}{2}{\left|h_{24}\right|}^2-\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{24}{h}_{25}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{26}{h}_{24}^{*}-h_{26}{h}_{25}^{*}$

每一个传输符号x_i(i＝1，2，3，4)将对应一个信道系数a_ii(i＝1，2，3，4)，信道系数a_ii(i＝1，2，3，4)由来自BS1的4个组成部分和来自BS2的4个组成部分组成，例如，x₁将对应信道系数a₁₁，由来自BS1的h₁₁，h₁₂，h₁₇h₁₈和来自BS2的h₂₁，h₂₂，h₂₇，h₂₈组成，这样，宏分集结合到此传输结构中。

从上面的实例的传输结构可以看出，每个协作基站的4根天线在每个时频资源上都可以处于工作状态，与现有技术的基于宏分集的天线选择技术相比有效利用了无线资源，且从接收结构可以看出，小区边缘用户和小区中心用户均可以有效解码出想要的符号，提升了小区边缘用户的性能的同时，兼顾了小区中心用户的业务体验。

本发明实施例同样适用于Nt(Nt＝1，2，3...)个基站协作，为Nt+1个MS提供服务的场景，如实例中所述。

实例二

本实例以3个基站协作为一个小区边缘用户和3个小区中心用户提供服务为例进行说明。每个基站有4根天线，小区边缘用户有大于2根的天线，小区中心用户有大于2根的天线。假设小区边缘用户MS1接收符号x1，x2，x3，x4，x5，x6；其他3个小区中心用户MS2，MS3，MS4分别接收符号x7，x8，x9。

每一个BS传输一个D-STTD信号结构，一股流用于小区边缘用户(Cell-edge MSs)，一股流用于小区中心用户(Cell-center MSs)和小区边缘用户(Cell-edge MSs)，按照本发明的方案各基站的编码结构如下：

BS1传输结构 $\left[\begin{array}{cc}{x}_1& {-x}_2^{*}\\ x_2& x_1^{*}\\ \frac{\sqrt{2}}{2}(x_3+x_4)& -x_7^{*}\\ x_7& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_3^{*}+x_4^{*})\end{array}\right];$ BS2传输结构 $\left[\begin{array}{cc}{x}_3& -x_4^{*}\\ x_4& x_3^{*}\\ \frac{\sqrt{2}}{2}(x_5+x_6)& -x_8^{*}\\ x_8& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_5^{*}+x_6^{*})\end{array}\right];$

BS3传输结构 $\left[\begin{array}{cc}{x}_5& -x_6^{*}\\ x_6& x_5^{*}\\ \frac{\sqrt{2}}{2}(x_1+x_2)& -x_9^{*}\\ x_9& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_1^{*}+x_2^{*})\end{array}\right];$

对于小区中心用户，其对于发送过来的信号按照传统的D-STTD结构对待，进行D-STTD解码算法来获得信息，以MS2为例，其接收结构如下：

对上面的等式两边乘上G_c ^H，有 $G_c^H{G}_c=\left[\begin{array}{cccc}{c}_1& 0& c_3& c_4\\ 0& c_1& c_5& c_6\\ c_3^{*}& c_5^{*}& c_2& 0\\ c_4^{*}& c_6^{*}& 0& c_2\end{array}\right]$

其中：

c₁＝|g₁₁|²+|g₁₂|²+|g₂₁|²+|g₂₂|²

c₂＝|g₁₃|²+|g₁₄|²+|g₂₃|²+|g₂₄|²

$c_3={\left[\begin{array}{cccc}{g}_{11}& -g_{12}^{*}& g_{21}& -g_{22}^{*}\end{array}\right]}^{*}{\left[\begin{array}{cccc}{g}_{13}& -g_{14}^{*}& g_{23}& -g_{24}^{*}\end{array}\right]}^T$

$c_4={\left[\begin{array}{cccc}{g}_{11}& -g_{12}^{*}& g_{21}& -g_{22}^{*}\end{array}\right]}^{*}{\left[\begin{array}{cccc}{g}_{14}& g_{13}^{*}& g_{24}& g_{23}^{*}\end{array}\right]}^T$

$c_5={\left[\begin{array}{cccc}{g}_{12}& g_{11}^{*}& g_{22}& g_{21}^{*}\end{array}\right]}^{*}{\left[\begin{array}{cccc}{g}_{13}& -g_{14}^{*}& g_{23}& -g_{24}^{*}\end{array}\right]}^T$

$c_6={\left[\begin{array}{cccc}{g}_{12}& g_{11}^{*}& g_{22}& g_{21}^{*}\end{array}\right]}^{*}{\left[\begin{array}{cccc}{g}_{14}& g_{13}^{*}& g_{24}& g_{23}^{*}\end{array}\right]}^T$

小区边缘用户MS1的接收结构如下：

其中： $H_e=\left[\begin{array}{cccccc}{h}_{\mathrm{1,1}}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,11}}& h_{\mathrm{1,2}}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,11}}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,3}}+h_{\mathrm{1,5}}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,3}}+h_{\mathrm{1,6}}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,7}}+h_{\mathrm{1,9}}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,7}}+h_{\mathrm{1,10}}\\ h_{\mathrm{1,2}}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,12}}^{*}& -h_{\mathrm{1,1}}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,12}}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,4}}^{*}+h_{\mathrm{1,6}}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,4}}^{*}-h_{\mathrm{1,5}}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,8}}^{*}+h_{\mathrm{1,10}}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,8}}^{*}-h_{\mathrm{1,9}}^{*}\\ h_{\mathrm{2,1}}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,11}}& h_{\mathrm{2,2}}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,11}}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,3}}+h_{\mathrm{2,5}}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,3}}+h_{\mathrm{2,6}}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,7}}+h_{\mathrm{2,9}}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,7}}+h_{\mathrm{2,10}}\\ h_{\mathrm{2,2}}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,12}}^{*}& -h_{\mathrm{2,1}}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,12}}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,4}}^{*}+h_{\mathrm{2,6}}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,4}}^{*}-h_{\mathrm{2,5}}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,8}}^{*}+h_{\mathrm{2,10}}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,8}}^{*}-h_{\mathrm{2,9}}^{*}\\ h_{\mathrm{3,1}}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,11}}& h_{\mathrm{3,2}}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,11}}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,3}}+h_{\mathrm{3,5}}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,3}}+h_{\mathrm{3,6}}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,7}}+h_{\mathrm{3,9}}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,7}}+h_{\mathrm{3,10}}\\ h_{\mathrm{3,2}}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,12}}^{*}& -h_{\mathrm{3,1}}^{*}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,12}}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,4}}^{*}+h_{\mathrm{3,6}}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,4}}^{*}-h_{\mathrm{3,5}}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,8}}^{*}+h_{\mathrm{3,10}}^{*}& \frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,8}}^{*}-h_{\mathrm{3,9}}^{*}\end{array}\right]$

为了更好的分析本发明的优点，在接收信号Y_e等式两边乘上H_e ^H

其中

$a_{11}={|h_{\mathrm{1,1}}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,11}}|}^2+{|h_{\mathrm{1,2}}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,12}}|}^2+{|h_{\mathrm{2,1}}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,11}}|}^2+{|h_{\mathrm{2,2}}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,12}}|}^2+{|h_{\mathrm{3,1}}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,11}}|}^2+{|h_{\mathrm{3,2}}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,12}}|}^2$

$a_{22}={|h_{1,2}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,11}}|}^2+{|h_{\mathrm{1,1}}-\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,12}}|}^2+{|h_{2,2}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,11}}|}^2+{|h_{2,1}-\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,12}}|}^2+{|h_{3,2}+\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,11}}|}^2+{|h_{3,1}-\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,12}}|}^2$

$a_{33}={|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,3}}+h_{\mathrm{1,5}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,4}}+h_{\mathrm{1,6}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,3}}+h_{\mathrm{2,5}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,4}}+h_{\mathrm{2,6}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,3}}+h_{\mathrm{3,5}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,4}}+h_{\mathrm{3,6}}|}^2$

$a_{44}={|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,3}}+h_{\mathrm{1,5}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,4}}+h_{\mathrm{1,6}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,3}}+h_{\mathrm{2,5}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,4}}+h_{\mathrm{2,6}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,3}}+h_{\mathrm{3,5}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,4}}+h_{\mathrm{3,6}}|}^2$

$a_{55}={|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,7}}+h_{\mathrm{1,9}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,8}}+h_{\mathrm{1,10}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,7}}+h_{\mathrm{2,9}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,8}}+h_{\mathrm{2,10}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,7}}+h_{\mathrm{3,9}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,8}}+h_{\mathrm{3,10}}|}^2$

$a_{66}={|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,7}}+h_{\mathrm{1,10}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{1,8}}-h_{1,9}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,7}}+h_{\mathrm{2,10}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{2,8}}-h_{\mathrm{2,9}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,7}}+h_{\mathrm{3,10}}|}^2+{|\frac{\sqrt{2}}{2}{h}_{\mathrm{3,8}}-h_{\mathrm{3,9}}|}^2$

每一个传输符号x_i(i＝1，2，3，4，5，6)将对应一个信道系数a_ii(i＝1，2，3，4，5，6)，信道系数a_ii(i＝1，2，3，4，5，6)由来自BS1的6个组成部分和来自另一个BS的6个组成部分组成，例如，x₁将对应信道系数a₁₁，由来自BS1的h₁₁，h₁₂，h₂₁，h₂₂，h₃₁，h₃₂和来自BS3的h_1，11，h_1，12，h_2，11，h_2，12，h_3，11，h_3，12组成，这样，宏分集结合到此传输结构中。

从上面的实例的传输结构可以看出，每个协作基站的4根天线在每个时频资源上都可以处于工作状态，与现有技术的基于宏分集的天线选择技术相比有效利用了无线资源，且从接收结构可以看出，小区边缘用户和小区中心用户均可以有效解码出想要的符号，提升了小区边缘用户的性能的同时，兼顾了小区中心用户的业务体验。

进一步，当基站的天线数大于4时，以4根天线为单位进行处理。如果基站的天线数为8时，BS1的传输结构：

$\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& {-x}_2^{*}& 0& 0\\ x_2& x_1^{*}& 0& 0\\ \frac{\sqrt{2}}{2}(x_3+x_4)& -x_5^{*}& 0& 0\\ x_5& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_3^{*}+x_4^{*})& 0& 0\\ 0& 0& x_1^{\′}& {-x}_2^{\′*}\\ 0& 0& x_2^{\′}& x_1^{\′*}\\ 0& 0& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_3^{\′}+x_4^{\′})& -x_5^{\′*}\\ 0& 0& x_5^{\′}& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_3^{\′*}+x_4^{\′*})\end{array}\right]$

BS2的传输结构为：

$\left[\begin{array}{cccc}{x}_3& {-x}_4^{*}& 0& 0\\ x_4& x_3^{*}& 0& 0\\ \frac{\sqrt{2}}{2}(x_1+x_2)& -x_6^{*}& 0& 0\\ x_6& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_1^{*}+x_2^{*})& 0& 0\\ 0& 0& x_3^{\′}& {-x}_4^{\′*}\\ 0& 0& x_4^{\′}& x_3^{\′*}\\ 0& 0& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_1^{\′}+x_2^{\′})& -x_6^{\′*}\\ 0& 0& x_6^{\′}& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_1^{\′*}+x_2^{\′*})\end{array}\right]$

本发明实施例还提供一种协作MIMO通信中基于空分复用的编码装置，如图7所示，该装置包括：

第一控制单元70，用于分配第一组天线向小区边缘用户发送第一组符号；

第二控制单元71，用于分配第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向小区中心用户发送的符号及另一基站向所述小区边缘用户发送的符号。

当N个所述装置协作时，令一个发送周期内发送给小区边缘用户的符号为2N个，两个符号作为一组，将所述装置的每4根天线分为两组，每组2根天线；所述第一控制单元70分配第一组天线向小区边缘用户发送第一组符号，包括：第n装置的第一组天线为该第n装置所在小区的小区边缘用户服务，发送该小区边缘用户需要接收的第n组符号；

所述第二控制单元71分配第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向小区中心用户发送的符号及另一装置向所述小区边缘用户发送的符号，包括：第n装置的第二组天线为该第n装置所在小区的小区中心用户和所述小区边缘用户服务，将所述小区边缘用户需要接收的第n+1组符号组成新的符号与所述第n装置所在小区的小区中心用户需要接收的符号联合发送；n为小于等于N的自然数，若n等于N，则令所述n+1等于1。

如图8所示，所述的装置还可以进一步包括：

接收单元72，用于接收小区边缘用户广播的平均信号强度和干扰加噪声；

调整单元73，用于根据所述平均信号强度和干扰加噪声调整分配给小区边缘用户的功率分配比例。

本发明实施例所述基站实现了在不牺牲小区中心用户性能的前提下获得小区边缘用户性能提升，有效减少了用户间干扰，兼顾了小区中心用户和小区边缘用户的利益，同时有效利用了无线资源。

本发明实施例提供一种协作MIMO通信中符号发送系统，该系统包括协作的N个基站，每个基站第一组天线向小区边缘用户发送第一组符号；第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向小区中心用户发送的符号及另一基站向所述小区边缘用户发送的符号。

所述基站的结构可以如图7中所示，所述基站对所述小区中心用户和小区边缘用户分配不同的功率，并接收小区边缘用户广播的平均信号强度和干扰加噪声，可以根据所述平均信号强度和干扰加噪声调整分配给小区边缘用户的功率分配比例。

本发明实施例所述系统实现了在不牺牲小区中心用户性能的前提下获得小区边缘用户性能提升，有效减少了用户间干扰，兼顾了小区中心用户和小区边缘用户的利益，同时有效利用了无线资源。

本发明实施例还提供一种基站，如图9所示，包括：

获取单元90，用于获取小区中心用户和小区边缘用户的信道状态信息；

计算单元91，用于根据所述信道状态信息和对应用户的发射功率计算小区边缘用户的功率分配比例，在计算过程中进行均衡处理；

功率控制单元92，用于根据所述功率分配比例对小区中心用户和小区边缘用户进行功率控制。

如图10所示，所述计算单元可以进一步包括：

计算子单元910，用于根据所述信道状态信息和对应用户的发射功率，计算小区中心用户和小区边缘用户的接收质量；

均衡子单元911，用于根据所述接收质量与协作基站之间进行均衡，对小区中心用户和小区边缘用户分配功率。

本实施例所述基站通过新的功率分配及动态调整方法实现了在不牺牲小区中心用户性能的前提下获得小区边缘用户性能提升，兼顾了小区中心用户和小区边缘用户的业务体验，因为对中心用户和边缘用户分别考虑，利用了不同用户的分集路径损耗动态调整功率分配比例实时更新各基站分配给小区中心用户和小区边缘用户的功率比例，保证小区边缘用户能长期获得稳定的性能增益。

为进一步显示本发明实施例的有益效果，发明人在4根发射天线，2根接收天线，2个基站协作的场景下，分别采用现有技术方案和本发明实施例的方案进行仿真发射对比，通过仿真实验误比特率PER对比可以观察出在保证小区中心用户性能前提下，采用本发明实施例的方案小区边缘用户的PER较低，也就是此时信号接收的准确性更高。通过仿真实验吞吐量对比可以看出，本发明实施例所述方法能够保证最基本的吞吐量，且相对于现有技术具有吞吐量增强的趋势。

综上所述，本发明实施例实现了在不牺牲小区中心用户性能的前提下获得小区边缘用户性能提升，有效减少了用户间干扰，兼顾了小区中心用户和小区边缘用户的利益，同时有效避免了无线资源的浪费。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一计算机可读存储介质中，例如只读存储器(简称ROM)、随机存取存储器(简称RAM)、磁盘、光盘等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种协作多输入多输出MIMO通信中基于空分复用的编码方法，其特征在于，包括：

第一组天线向小区边缘用户发送第一组符号；

第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向小区中心用户发送的符号及另一基站向所述小区边缘用户发送的符号；

基站接收小区边缘用户广播的平均信号强度和干扰加噪声；

基站根据所述平均信号强度和干扰加噪声调整分配给小区边缘用户的功率分配比例；

当协作基站个数为N时，令一个发送周期内发送给小区边缘用户的符号为2N个，两个符号作为一组，将协作基站的每4根天线分为两组，每组2根天线；

第一组天线向小区边缘用户发送第一组符号，包括：第n基站的第一组天线为该第n基站所在小区的小区边缘用户服务，发送该小区边缘用户需要接收的第n组符号；

第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向小区中心用户发送的符号及另一基站向所述小区边缘用户发送的符号，包括：第n基站的第二组天线为该第n基站所在小区的小区中心用户和所述小区边缘用户服务，将所述小区边缘用户需要接收的第n+1组符号组成新的符号与所述第n基站所在小区的小区中心用户需要接收的符号联合发送；n为小于等于N的自然数或者n为0，若n等于N，则令所述n+1等于1。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当N等于2，每个基站有4根天线，每组2根天线时，第一基站传输结构为 $\left[\begin{array}{cc}{x}_1& -x_2^{*}\\ x_2& x_1^{*}\\ \frac{\sqrt{2}}{2}(x_3+x_4)& {-x}_5^{*}\\ x_5& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_3^{*}+x_4^{*})\end{array}\right];$

第二基站传输结构为：

$\left[\begin{array}{cc}{x}_3& -x_4^{*}\\ x_4& x_3^{*}\\ \frac{\sqrt{2}}{2}(x_1+x_2)& {-x}_6^{*}\\ x_6& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_1^{*}+x_2^{*})\end{array}\right],$

其中，x₁，x₂，x₃，x₄为小区边缘用户接收的符号，x₅，x₆为小区中心用户接收的符号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当N等于2，每个基站有8根天线，每组2根天线时，第一基站传输结构为：

$\left[\begin{array}{cccc}{x}_1& -x_2^{*}& 0& 0\\ x_2& x_1^{*}& 0& 0\\ \frac{\sqrt{2}}{2}(x_3+x_4)& {-x}_5^{*}& 0& 0\\ x_5& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_3^{*}+x_4^{*})& 0& 0\\ 0& 0& x_1^{\′}& {-x}_2^{\′*}\\ 0& 0& x_2^{\′}& x_1^{\′*}\\ 0& 0& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_3^{\′}+x_4^{\′})& -x_5^{\′*}\\ 0& 0& x_5^{\′}& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_3^{\′*}+x_4^{\′*})\end{array}\right];$

第二基站传输结构为：

$\left[\begin{array}{cccc}{x}_3& -x_4^{*}& 0& 0\\ x_4& x_3^{*}& 0& 0\\ \frac{\sqrt{2}}{2}(x_1+x_2)& {-x}_6^{*}& 0& 0\\ x_6& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_1^{*}+x_2^{*})& 0& 0\\ 0& 0& x_3^{\′}& {-x}_4^{\′*}\\ 0& 0& x_4^{\′}& x_3^{\′*}\\ 0& 0& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_1^{\′}+x_2^{\′})& -x_6^{\′*}\\ 0& 0& x_6^{\′}& \frac{\sqrt{2}}{2}(x_1^{\′*}+x_2^{\′*})\end{array}\right],$

其中，x₁，x₂，x₃，x₄为小区边缘用户接收的符号，x₅，x₆为小区中心用户接收的符号。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新的符号为组成前符号之和的倍。

5.一种协作MIMO通信中基于空分复用的编码装置，其特征在于，包括：

第一控制单元，用于分配第一组天线向小区边缘用户发送第一组符号；

第二控制单元，用于分配第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向小区中心用户发送的符号及另一基站向所述小区边缘用户发送的符号；

接收单元，用于接收小区边缘用户广播的平均信号强度和干扰加噪声；

调整单元，用于根据所述平均信号强度和干扰加噪声调整分配给小区边缘用户的功率分配比例；

当N个所述装置协作时，令一个发送周期内发送给小区边缘用户的符号为2N个，两个符号作为一组，将所述装置的每4根天线分为两组，每组2根天线；

所述第一控制单元分配第一组天线向小区边缘用户发送第一组符号，包括：第n装置的第一组天线为该第n装置所在小区的小区边缘用户服务，发送该小区边缘用户需要接收的第n组符号；

所述第二控制单元分配第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向小区中心用户发送的符号及另一装置向所述小区边缘用户发送的符号，包括：第n装置的第二组天线为该第n装置所在小区的小区中心用户和所述小区边缘用户服务，将所述小区边缘用户需要接收的第n+1组符号组成新的符号与所述第n装置所在小区的小区中心用户需要接收的符号联合发送；n为小于等于N的自然数或者n为0，若n等于N，则令所述n+1等于1。

6.一种协作MIMO通信中基于空分复用的编码系统，其特征在于，包括协作的N个基站，令一个发送周期内发送给小区边缘用户的符号为2N个，两个符号作为一组，将协作基站的每4根天线分为两组，每组2根天线；

第一组天线向小区边缘用户发送第一组符号，包括：第n基站的第一组天线为该第n基站所在小区的小区边缘用户服务，发送该小区边缘用户需要接收的第n组符号；

第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向小区中心用户发送的符号及另一基站向所述小区边缘用户发送的符号，包括：第n基站的第二组天线为该第n基站所在小区的小区中心用户和所述小区边缘用户服务，将所述小区边缘用户需要接收的第n+1组符号组成新的符号与所述第n基站所在小区的小区中心用户需要接收的符号联合发送；n为小于等于N的自然数或者n为0，若n等于N，则令所述n+1等于1；

每个基站的第一组天线向小区边缘用户发送第一组符号；

第二组天线向小区中心用户和小区边缘用户发送第二组符号，所述第二组符号包括向小区中心用户发送的符号及另一基站向所述小区边缘用户发送的符号；

所述基站接收小区边缘用户广播的平均信号强度和干扰加噪声，并根据所述平均信号强度和干扰加噪声调整分配给小区边缘用户的功率分配比例。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述基站对所述小区中心用户和小区边缘用户分配不同的功率。

8.一种基站功率控制方法，其特征在于，该方法包括：

获取小区中心用户和小区边缘用户的信道状态信息；

根据所述信道状态信息和对应用户的发射功率计算小区边缘用户的功率分配比例，在计算过程中进行均衡处理；

根据所述功率分配比例对小区中心用户和小区边缘用户进行功率控制；

所述信道状态信息包括：平均信号强度、干扰加噪声、信号的路径损耗；

所述计算小区边缘用户的功率分配比例的步骤包括：采用如下公式计算小区边缘用户的功率分配比例

${\mathrm{\θ}}_l^e(i+1)=\arg \underset{{\mathrm{\θ}}_l^e}{\max }\min \{{\left(\frac{S\left(i\right)-{\mathrm{\θ}}_l^e\left(i\right)p_l^e{N}_r{N}_t^e+{\mathrm{\θ}}_l^e{p}_l^e{N}_r{N}_t^e}{\mathrm{IN}\left(i\right)-(1-{\mathrm{\θ}}_l^e\left(i\right))p_l^e{N}_r{N}_t^c+(1-{\mathrm{\θ}}_l^e)p_l^e{N}_r{N}_t^c}\right)}^{{\mathrm{\ω}}_0},{\left(\frac{p_l^c(1-{\mathrm{\θ}}_t^e)N_r{N}_t^c}{1+p_l^c{\mathrm{\θ}}_l^e{N}_r{N}_t^c}\right)}^{{\mathrm{\ω}}_l}\}$

其中，N_r为没有参加协作的基站，为小区边缘用户服务的基站，为小区中心用户服务的基站，为上一次的功率分配比例，路径损耗为业务质量权重为ω₀，ω_l，S(i)为平均信号强度、IN(i)为干扰加噪声，其中i为自然数。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述信道状态信息和对应用户的发射功率计算小区边缘用户的功率分配比例，在计算过程中进行均衡处理前，该方法还包括：

初始化各小区的小区中心用户和小区边缘用户的功率分配比例。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述信道状态信息和对应用户的发射功率计算小区边缘用户的功率分配比例，在计算过程中进行均衡处理包括；

根据所述信道状态信息和对应用户的发射功率，计算小区中心用户和小区边缘用户的接收质量；

根据所述接收质量与协作基站之间进行均衡，对小区中心用户和小区边缘用户分配功率。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述信道状态信息和对应用户的发射功率，计算小区中心用户和小区边缘用户的接收质量包括：

计算信噪比和信号与干扰和噪声比，通过所述信噪比和信号与干扰和噪声比表征小区中心用户和小区边缘用户的接收质量。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，计算信噪比和信号与干扰和噪声比包括：

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{cen}}}=\frac{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{cen}}^2{p}_{\mathrm{cen}}}{N_0}$

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{SINR}}_{\mathrm{edge}}}=\frac{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{edge}}^2{p}_{\mathrm{edge}}}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{edge}}^2{p}_{\mathrm{cen}}+N_0},$

其中σ_cen ²为中心用户的信道状态信息，σ_edge ²为边缘用户的信道状态信息，p_cen为中心用户的发射功率，p_edge为边缘用户的发射功率，SNR为信噪比，SINR为信号与干扰和噪声比。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述接收质量与协作基站之间进行均衡，对小区中心用户和小区边缘用户分配不同的功率包括：

根据所述接收质量确定一个均衡参考值，根据所述均衡参考值对小区中心用户和小区边缘用户分配功率。

14.一种基站，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取小区中心用户和小区边缘用户的信道状态信息；

计算单元，用于根据所述信道状态信息和对应用户的发射功率计算小区边缘用户的功率分配比例，在计算过程中进行均衡处理，所述计算单元采用如下公式计算小区边缘用户的功率分配比例

${\mathrm{\θ}}_l^e(i+1)=\arg \underset{{\mathrm{\θ}}_l^e}{\max }\min \{{\left(\frac{S\left(i\right)-{\mathrm{\θ}}_l^e\left(i\right)p_l^e{N}_r{N}_t^e+{\mathrm{\θ}}_l^e{p}_l^e{N}_r{N}_t^e}{\mathrm{IN}\left(i\right)-(1-{\mathrm{\θ}}_l^e\left(i\right))p_l^e{N}_r{N}_t^c+(1-{\mathrm{\θ}}_l^e)p_l^e{N}_r{N}_t^c}\right)}^{{\mathrm{\ω}}_0},{\left(\frac{p_l^c(1-{\mathrm{\θ}}_t^e)N_r{N}_t^c}{1+p_l^c{\mathrm{\θ}}_l^e{N}_r{N}_t^c}\right)}^{{\mathrm{\ω}}_l}\}$

其中，N_r为没有参加协作的基站，为小区边缘用户服务的基站，为小区中心用户服务的基站，为上一次的功率分配比例，路径损耗为业务质量权重为ω₀，ω_l，S(i)为平均信号强度、IN(i)为干扰加噪声，其中i为自然数；

功率控制单元，用于根据所述功率分配比例对小区中心用户和小区边缘用户进行功率控制；

所述信道状态信息包括：平均信号强度、干扰加噪声、信号的路径损耗。

15.如权利要求14所述的基站，其特征在于，所述计算单元进一步包括：

计算子单元，用于根据所述信道状态信息和对应用户的发射功率，计算小区中心用户和小区边缘用户的接收质量；

均衡子单元，用于根据所述接收质量与协作基站之间进行均衡，对小区中心用户和小区边缘用户分配功率。