CN102369751B - 无线通信系统中减少基站间干扰的方法 - Google Patents

Abstract

多基站通信系统中减少基站间干扰的方法。该方法包括以下步骤：用户站通过接收从本小区基站和邻小区基站发送了的信号，测量被干扰链路的信噪比和邻小区基站的漏泄链路的信噪比；基于测量到的被干扰链路的信噪比和邻小区基站的漏泄链路的信噪比，计算漏泄功率的加权系数；基于计算出的加权系数，确定是否需要以及需要在多大程度上抑制漏泄功率。

Description

无线通信系统中减少基站间干扰的方法

技术领域

本发明涉及在无线通信系统中减少基站间干扰的装置和方法，特别涉及在多基站通信系统中，基于邻小区基站的漏泄链路(leak link)的信噪比(SNR)与被干扰链路的SNR，确定是否抑制邻小区基站的小区间干扰的装置和方法。

背景技术

在无线通信系统中，移动终端通过所在小区的基站与其它移动终端通信。在无线通信的环境下，移动终端不仅接收所在小区的基站发送了的信号，还接收邻小区基站发送了的信号，而来自邻小区基站的信号并不是该移动终端所希望接收的通信信号，这些信号对该移动终端来说成为干扰信号。就是说，移动终端在通信过程中受到小区间干扰。当移动终端处在小区边界时，小区间干扰变强。这也成了限制信号吞吐量的主要原因。因此，抑制小区间干扰是无线通信系统的一个重要的课题。

为了消除小区间干扰，现有技术中采用多基站协作方式进行通信，有效地抑制小区间干扰。在多基站协作方式中，基站配置多个天线，天线的方向性可通过天线阵列的预编码矢量而变更。在多基站协作的情况下，移动终端的信道信息可通过后台干线传输到对该用户产生干扰的基站。这种情况下，基站可以设计预编码矢量以避免对该移动终端的干扰，同时增强与其所属的移动终端的链接。

图1示出了现有技术中采用的多基站多天线消除小区间干扰的示意图。如图1所示，在该多基站多天线系统中，基站1(eNB1)通过关联链路与移动终端1(UE1)通信，基站2(eNB2)通过关联链路与移动终端2(UE2)通信。当移动终端1和移动终端2在小区边界时，在从基站到移动终端的下行方向，基站1发送到本小区的移动终端1的信号通过干扰信道而对于邻小区的移动终端2造成干扰。同样，基站2发送到本小区的移动终端2的信号也通过干扰信道而对于邻小区的移动终端1造成干扰。为了消除小区间干扰，基站1和基站2的后台可以通过光纤和线路等有线方式或无线方式进行连接，从而在基站1和基站2的后台之间交换信息。通过基站间的信息交换，可以通过预编码来排列各自基站中的多天线，使基站1的天线不指向邻小区的移动终端2，基站2的天线不指向邻小区的移动终端1，从而避开小区间干扰。

以往的预编码矢量设计方法基于对信干噪比(SINR)的优化。图2示出了计算小区间干扰的示意图。在图2中，基站1(eNB1)通过通信链路11与移动终端1(UE1)通信，基站2(eNB2)通过通信链路22与移动终端2(UE2)通信。此外，基站1发送到本小区的移动终端1的信号通过干扰链路12对于邻小区的移动终端2造成干扰。同样，基站2发送到本小区的移动终端2的信号也通过干扰链路21对于邻小区的移动终端1造成干扰。为了减小小区间干扰，希望增强链路11和链路22方向的预编码矢量，并降低链路12和链路21方向的预编码矢量。

为了设置这样的预编码矢量，现有技术采用将SINR进行优化，从而设置能够减少小区干扰的预编码矢量。可以假设基站端有多个天线，用户端有一个天线，可以用下面的表达式(1)来表示SINR。

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{\mathrm{link}11}{\mathrm{noise}+\mathrm{link}21}=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+{|{\stackrel{\→}{h}}_{21}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_2|}^2\·P_2},$

及

${\mathrm{SLNR}}_2=\frac{\mathrm{link}22}{\mathrm{noise}+\mathrm{link}12}=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{22}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_2|}^2\·P_2}{{\mathrm{\σ}}^2+{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}---\left(1\right)$

其中，SINR₁和SINR₂分别表示用户1和用户2的SINR，P₁和P₂分别表示基站1和基站2的发送功率，σ²表示用户的噪声功率，和分别表示基站1和基站2的预编码矢量，表示从基站m到用户n的信道矢量(m＝1,2、n＝1,2)。

通过优化上面给出的表达式(1)，可以利用下面的表达式(2)，找到使两个用户站的速率之和最大的预编码量。

$\underset{{\stackrel{\→}{w}}_1,{\stackrel{\→}{w}}_2}{\arg \max }\log (1+{\mathrm{SINR}}_1)+\log (1+{\mathrm{SINR}}_2)---\left(2\right)$

通过找到使两个用户站的速率之和最大的预编码量，可以有效地提高系统的吞吐量。

发明内容

发明要解决的问题

但是，上面基于SINR的方法有下列缺陷。首先，这类方法必须同时优化基站1和基站2的预编码矢量，也就是说，优化目标中必须同时包括和。因此，系统变得复杂。其次，这类方法要求基站1和基站2都知道所有用户的信道信息，所以造成后台干线中的大量的信息交换。在某些情况下，系统后台不一定具备足够容量来进行信息交换。

对于SINR方法的上述缺陷，人们提出SLNR(信漏噪比)的概念。图3示出了基于SLNR计算小区间干扰的示意图。SINR是接收端的概念，它将接收信号分为有用信号和干扰信号两部分，并计算其比率(包括噪声)。与此对应，SLNR是发送端的概念。它将发送信号分为信号和漏泄两部分。这样，对于基站1，只有的信号和漏泄两部分；对于基站2，只有的信号和漏泄两部分。通过计算其比率(包括噪声)，可以得到基站1和2的SLNR。SLNR可以用下面的表达式(3)表示。

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{\mathrm{link}11}{\mathrm{noise}+\mathrm{link}12}=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1},$

及

${\mathrm{SLNR}}_2=\frac{\mathrm{link}22}{\mathrm{noise}+\mathrm{link}21}=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{22}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_2|}^2\·P_2}{{\mathrm{\σ}}^2+{|{\stackrel{\→}{h}}_{21}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_2|}^2\·P_2}---\left(3\right)$

其中，SLNR₁和SLNR₂分别表示用户1和用户2的SLNR(信漏噪比)。其他数学符号与前面表达式(1)中表示的含义相同。

计算出基站1和基站2的SLNR即SLNR₁和SLNR₂后，可以用下面的表达式(4)优化SLNR。

$\underset{{\stackrel{\→}{w}}_1}{\arg \max }{\mathrm{SLNR}}_1,$ 及 $\underset{{\stackrel{\→}{w}}_2}{\arg \max }{\mathrm{SLNR}}_2---\left(4\right)$

由此可知，SLNR的引入使得分别优化和成为可能。因此，系统复杂度降低，而所需的信道信息交换数量也相应地减少，并且仍然能够有效地抑制小区间干扰和增强信号强度。

虽然SLNR有上述优点，但基于SLNR的优化根据状况而有可能对其性能产生影响。

图4示出了基于SLNR进行优化而影响优化效果的示意图。在图4中，用户站(UE)1位于小区1和小区2的边界处，因此基站2(eNB2)对用户站1有较强的干扰。但是，用户站(UE)2位于小区2中远离小区1的边界，而不是在小区2和小区2之间的边界。因此，基站1(eNB1)对用户站2的干扰较小。在如图4所示基站1对用户站2的干扰远远小于基站2发送到用户站2的信号的情况下，基站1不需要抑制对用户2的漏泄。但是，在现有的SLNR中，在这种情况下，基站1仍然需要抑制对用户2的漏泄。

如果不需要抑制基站1对用户2的漏泄，则对基站1的预编码矢量设计只需找到一个预编码矢量能够最大化即可。但是，如果需要抑制漏泄，则最优的(最大化的SLNR)的预编码矢量不但要增大还需要降低最终的结果要兼顾这两个目的。因此，如果在不需要抑制漏泄的时候抑制漏泄，则得到的比最优情况下的要小，造成通信链路的质量降低，从而性能下降。

解决问题的方案

本发明的目的是提供应用于多基站多天线通信系统的信号发送装置和方法。本发明的装置和方法通过引入SNR(信噪比)的比率作为漏泄功率的加权值，对以往的基于SINR(信干噪比)和SLNR(信漏噪比)的方案进行了改进。可以基于漏泄功率的加权系数，自动调整是否需要抑制漏泄。

根据本发明的一个方面，提供多基站通信系统中减少基站间干扰的方法，该方法包括以下步骤：用户站通过接收从本小区基站和邻小区基站发送的信号，测量被干扰链路的SNR和所述邻小区基站的漏泄链路的SNR的步骤；基于测量到的被干扰链路的SNR和所述邻小区基站的漏泄链路的SNR，计算漏泄功率的加权系数的步骤；以及基于计算出的加权系数，确定是否需要抑制漏泄功率的步骤。

根据本发明的另一个方面，提供多基站通信系统中减少基站间干扰的设备，该设备包括：信息提取装置，从接收到的用户信号中提取本小区信道信息和邻小区信道信息，以及本小区的用户SNR的比率和邻小区的用户SNR的比率；数据发送参数计算装置，基于接收到的本小区信道信息、本小区对邻小区干扰信道信息、以及邻小区用户SNR比率信息，计算用于数据发送的预编码矩阵或预编码矢量；参考信号参数设置装置，设置参考信号参数，从而估计本小区下行链路信息、或本小区对邻小区的干扰信道信息；基站信息交换装置，用于在基站之间交换信息；以及基站信号发送装置，基于设置了的参考信号参数和计算出的预编码矩阵或预编码矢量，从基站发送数据。

根据本发明的再一个方面，提供多基站通信系统中减少基站间干扰的设备，该设备包括：信息提取和估计装置，从基站发送了的信号中提取数据信道信息和干扰信道信息，并估计本小区SNR和邻小区SNR；SNR比率计算装置，计算估计出的本小区SNR和邻小区SNR的比率，并将计算出的比率提供给用户信号发送装置；以及用户信号发送装置，发送计算出的比率和用户的上行数据。

发明的效果

与基于SINR(信干噪比)的方法相比，本发明的方法不需同时优化各个基站的预编码矢量，并且能够极大地降低后台干线(backstage trunk)的信息交换量。

另外，与基于SLNR(信漏噪比)的方法相比，本发明的方法将SNR的比率作为漏泄功率的加权值导入。因此，本发明相对于以往SLNR的优点在于，即使漏泄链路弱于被干扰链路的情况也可以工作。

附图说明

图1是现有技术中采用的多基站多天线消除小区间干扰的示意图。

图2是现有技术中基于SINR，计算使小区间干扰减少的基站预编码量的示意图。

图3是现有技术中基于SLNR，计算使小区间干扰减少的基站预编码量的示意图。

图4是现有技术中基于SLNR的优化对优化效果产生影响的示意图。

图5是本发明的将SNR的比率作为漏泄功率的加权值导入的示意图。

图6是实施本发明的信令流程的实施方式1的流程图。

图7是实施本发明的信令流程的实施方式2的流程图。

图8是实施本发明的信令流程的实施方式3的流程图。

图9是表示多个基站和用户站进行通信的示意图。

图10表示一例本发明的减少基站间干扰的基站侧装置的结构的示意图。

图11表示本发明的一例减少基站间干扰的用户站侧装置的结构的示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施例详细地进行说明。将省略说明对于本发明来说是不必要的细节部分和功能，防止在本发明的理解上造成混淆。

在下面的描述中，相同的装置或设备在不同的附图中使用相同的参考标号。

图5示出了本发明的将SNR的比率作为漏泄功率的加权值导入的示意图。

下面，参考图5，说明本发明的将SNR(信噪比)的比率作为漏泄功率的加权值导入的实例。图5所示的情况仅是用于说明而表示的一个例子。本发明不限于该具体例子，其基本思想和构思可以应用于其它情况。

如图5所示，基站1(eNB1)通过通信链路11与用户站1(UE1)通信，基站2(eNB2)通过通信链路22与用户站2(UE2)通信。此外，基站1发送到本小区的用户站1的信号通过干扰链路12对邻小区的用户站2造成干扰。这里，可以假设用户站(UE)1位于小区1中远离小区2的边界，使得基站2(eNB2)对用户站1的干扰远远小于基站1发送到用户站1的信号。基站2不需要抑制对用户1的漏泄，而基站1需要抑制对用户站2的干扰。

为了解决即使在漏泄链路的SNR很小时仍抑制相应基站的漏泄，从而造成通信链路质量降低，性能下降的问题，本发明提出了基于SNR的比率的加权的SLNR的信号传输方法。

根据本发明，可以对漏泄功率附加一个加权系数。该加权系数反映漏泄链路和被干扰链路之间的相对强弱，从而能够通过加权系数来控制是否抑制邻小区的基站对本小区中相应的用户站的小区间干扰。具体地讲，当漏泄链路远远弱于被干扰链路时，该加权系数很小，相对应的SLNR的优化不抑制漏泄。另一方面，当漏泄链路强于被干扰链路时，该加权系数很大，相对应的SLNR的优化应极力抑制漏泄。

为此，作为具体例子，可以将漏泄链路的SNR与被干扰链路的SNR的比率选择作为可能的加权系数，从而可以得到修正后的SLNR表达式(5)。

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}---\left(5\right)$

在表达式(5)中，SNR₁₂表示漏泄链路的SNR，SNR₂₂表示被干扰链路的SNR，其它与前面表达式(1)至(4)中相同的符号表示相同的参数。应用该加权系数后，基于该改进了的SLNR的优化，通过根据漏泄链路和被干扰链路的链路质量来决定是否需要抑制相对应的漏泄功率，从而能够改善以往的SLNR的问题。

具体地讲，如前面的表达式(1)中所示，表达式(5)中的|h₁₂ ^H→w₁→|²P₁项是基站1对用户站2造成干扰的漏泄功率。SNR₁₂/SNR₂₂成为该漏泄干扰的加权系数，反映漏泄链路和被干扰链路之间的相对强弱。当漏泄链路远远弱于被干扰链路时，SNR₁₂/SNR₂₂之比的值小，可以忽略漏泄链路，不再抑制漏泄，从而避免在考虑漏泄时通信链路的质量因优化SLNR的预编码矢量而降低的问题。另一方面，当漏泄链路强于被干扰链路时，SNR₁₂/SNR₂₂之比的值不容忽略。这种情况下，需要考虑基站1对用户站2的漏泄干扰|h₁₂ ^H→w₁→|²P₁，优化SLNR的预编码矢量，以减少小区间的漏泄干扰。

上面以基站1的SLNR为例，导出对于漏泄链路加入了加权系数的表达式。同样，对基站2的SLNR，可以用下面的表达式(6)表示。

${\mathrm{SLNR}}_2=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{22}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_2|}^2\·P_2}{{\mathrm{\σ}}^2+\frac{{\mathrm{SNR}}_{21}}{{\mathrm{SNR}}_{11}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{21}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_2|}^2\·P_2}---\left(6\right)$

可以采用下面实施例中所描述的方法，获得漏泄干扰的加权系数SNR₁₂/SNR₂₂和SNR₂₁/SNR₁₁。

(实施方式1)

图6示出了实施本发明的信令流程的实施方式1的流程图。为了简化起见，在此，以相邻的两个基站和分别由两个基站服务的两个用户站为例来描述基站和用户站执行的信令流程。

如图6所示，在步骤S601，基站1(eNB1,可以称之为第一基站)向用户站1(UE1,有时也称为第一用户站)和用户站2(UE2，有时也称为第二用户站)发送信号。用户站1和用户站2接收从基站1发送的信号，例如，用户站1和用户站2可以从基站发送的前置码(preamble)来测量基站1到用户站1的数据链路的SNR即SNR₁₁和到用户站2的漏泄链路的SNR即SNR₁₂。同样，基站2(eNB2,可以称之为第二基站)向用户站2(UE2)和用户站1(UE1)发送信号。用户站2和用户站1接收从基站2发送的信号，例如，用户站2和用户站1可以从基站2发送的前置码来测量基站2到用户站2的数据链路的SNR即SNR₂₂和到用户站1的漏泄链路的SNR即SNR₂₁。用户站1和用户站2根据从基站接收到的信号，得到参数w、P、和σ。参数σ表示用户站的噪声均方差，可以通过如下两种方法中的一种方法得到。

方法1：鉴于噪声均方差为用户站的特性，如果认为此特性在设备出厂后基本保持不变，则可认为用户站已经知道此信息。当用户站进入了网络时(与基站建立了连接时)，可将该信息通知给基站。

方法2：如果认为噪声均方差有可能变化，则用户站可在基站不发送信号时测量接收到的功率，该功率即为噪声均方差的平方。

P表示基站的发送功率。最大发送功率在基站中是已知的。实际发送功率一般等同于最大发送功率。在某些情况下，实际发送功率也可由基站的调度器(scheduler)来决定。

w表示需要优化的预编码矢量。该矢量由基站的数据发送参数计算装置来确定。

此后，在步骤S602，用户站1分别通过例如从基站1和基站2接收到的导频(pilot)信号，测量基站1到用户站1的数据信道的数据信道系数以及从基站2到用户站1的漏泄信道的漏泄信道系数用户站2分别通过例如从基站2和基站1接收到的导频信号，测量从基站2到用户站2的数据信道的数据信道系数以及从基站1到用户站2的漏泄信道的漏泄信道系数

在步骤S603，用户站1将得到的漏泄信道系数和数据信道系数以及基站2对用户站1的漏泄功率的加权系数SNR₂₁/SNR₁₁反馈给基站1。同样，用户站2将得到的漏泄信道系数将和数据信道系数以及基站1对用户站2的漏泄功率的加权系数SNR₁₂/SNR₂₂反馈给基站2。

在步骤S604，基站1通过后台干线，将和比率SNR₂₁/SNR₁₁通知给基站2。同样，基站2通过后台干线将和比率SNR₁₂/SNR₂₂通知给基站1。

在步骤S605，基站1与基站2分别基于表达式(5)和(6)给出的最优化SLNR的原则，计算出各自的预编码矢量，并基于计算出的预编码矢量，向各自的用户站1和用户站2发送数据。

在上述实施方式中的信令流程中，由基站计算其发送预编码矢量，因此由基站收集所需信息。但是，本发明不限于此，也可以由用户站计算预编码矢量，然后将预编码矢量反馈到基站端。

(实施方式2)

实施方式2中，表示由用户站计算预编码矢量，将用户站计算出的预编码矢量反馈到基站端的信令流程。

图7示出了实施本发明的信令流程的实施方式2的流程图。在实施方式2中，用户站1决定基站1的预编码矢量并将其反馈到基站1；用户站2决定基站2的预编码矢量并将其反馈到基站2。如图7所示，在实施方式2中，步骤S701和S702的过程与实施方式1中的步骤S601和S602的流程相同，这里省略说明。

此后，在步骤S703，用户1将测量到的基站2对用户站1的漏泄信道系数报告给基站1。同样，用户站2将测量到的基站1对用户站2的漏泄信道系数通知给基站2。

在步骤S704，基站1通过后台干线，将报告给基站2，同样，基站2通过后台干线，将报告给基站1。

在步骤S705，基站1将从基站2报告了的基站1对用户站2的漏泄信道系数报告给用户站1，基站2将从基站1报告了的基站2对用户站1的漏泄信道系数报告给用户站2。

在步骤S706，用户站1基于在步骤S701得到的SNR即SNR₁₁、SNR₂₁以及从基站1传输了的基站1对用户站2的漏泄信道系数根据最大化SLNR的原则(表达式(5))计算出基站1的预编码矢量。同样，用户站2基于在步骤S701得到的SNR即SNR₁₂，SNR₂₂，以及基站2传送的基站2对用户站1的漏泄信道系数根据最大化SLNR的原则(表达式(6))计算出基站2的预编码矢量。然后，用户站1向基站1通知计算出的基站1的预编码矢量，用户2向基站2通知计算出的基站2的预编码矢量。

在步骤S707，基站1与基站2分别基于由用户站1和用户站2报告了的预编码矢量，向各自的用户站发送数据。

在实施方式1中，原始的流程需要在上行信道中报告所有信道信息。而在实施方式2中，信令流程需要在下行信道中报告一半的信道信息，在上行信道中报告一半的信道信息。考虑到在大多数通信系统中下行信道容量大于上行信道容量，实施方式2能够更容易地实施。

(实施方式3)

实施方式2说明了由用户站计算出预编码矢量后，将预编码矢量反馈到基站端的情况。在实施方式2中，用户站1和2分别计算本小区基站的预编码矢量。在下面的实施方式3中，用户站1和2分别计算邻小区的基站的预编码矢量。

图8示出了本发明的信令流程的实施方式3的流程图。在实施方式3中，用户站1决定基站2的预编码矢量，并将其反馈到基站1；用户站2决定基站1的预编码矢量，并将其反馈到基站2。如图8所示，在实施方式3中，步骤S801和S802的流程与实施方式2中的步骤S701和S702(即实施方式1中的步骤S601和S602)的流程相同，这里省略说明。

此后，在步骤S803，用户1将测量到的基站1对用户站1的数据信道系数报告给基站1。同样，用户站2将测量到的基站2对用户站2的数据信道系数通知给基站2。

在步骤S804，基站1和基站2通过后台干线，交换信道信息和即基站1通过后台干线，将报告给基站2，同样，基站2通过后台干线，将报告给基站1。

在步骤S805，基站1将从基站2报告了的提供给用户站1，基站2将从基站1报告了的提供给用户站2。

在步骤S806，用户站1基于在步骤S701得到的SNR即SNR₁₁、SNR₂₁，以及从基站1传输了的根据最大化SLNR的原则(表达式(6))计算基站2的预编码矢量。同样，用户站2基于在步骤S701得到的SNR即SNR₁₂、SNR₂₂，以及从基站2传输了的根据最大化SLNR的原则(表达式(5))计算基站2的预编码矢量。然后，用户站1向基站1通知计算出的基站2的预编码矢量，用户站2向基站2通知计算出的基站1的预编码矢量。

在步骤S807，基站1通过后台干线，将用户站1计算出的基站2的预编码矢量通知给基站2，基站2通过后台干线，将用户站2计算出的基站1的预编码矢量通知给基站1。

在步骤S808，基站1和基站2分别基于由用户站2和用户站1计算出的预编码矢量，向各自的用户站发送数据。

实施方式3的信令流程需要在后台进行两次数据交换才能开始数据的传输，因此延迟比其他两种方法的延迟长。

在实施方式1至实施方式3的信令流程中，各个步骤可以有不同的实施方法，例如：在实施方式1中，用户站需要向基站通知比率SNR₁₂/SNR₂₂。由于链路带宽有限，该比率可以被量化。如果用1比特表示该比率，则值为0表示不需抑制漏泄，值为1则表示需要抑制漏泄。如果用2比特表示该比率，则值为00表示不需要抑制漏泄，值为01则表示需少量抑制漏泄，值为10则表示需要考虑漏泄，值为11则表示漏泄链路很强，必须全力抑制漏泄。假定SNR的变化速率很低的情况下，也有可能用更多的比特来表示该值。例如，如果用一个比特表示该比率，当比率小于0.5时可设置该比特为0，否则可设置该比特为1。如果用两个比特表示该比率，举例来说，当比率小于0.25时，可将反馈信息设置为00，当比率在0.25到0.5时，可将反馈信息设置为01，当比率在0.5到1时，可将反馈信息设置为10，当比率大于1时，可将反馈信息设置为11。上述数字不过是为了说明的方便而给出的一例。本发明不限于此，在本发明的范围中，可以根据具体情况设置其它数值。

因情况不同，SNR₂₂有可能已经通过其他方法获得(比如移动性检测)。在这种情况下，用户站2需要向基站2传输量化了的SNR即SNR₁₂，而不是SNR的比率SNR₁₂/SNR₂₂。其原因在于，传输比率的的情况下，若以1比特为例，则SNR的比率可能有两种值：0或1。但是，如果传输SNR本身的话，则SNR的比率可能有三种值：0/1(不需抑制漏泄)，0/0或1/1(需抑制漏泄)，以及1/0(需全力抑制漏泄)。因此，最后一种情况有可能可以进一步优化预编码矢量的性能。

另外，交换的信道信息不限于瞬时的信道信息(比如)，也有可能是信道信息的统计特性(比如)。由于信道统计特性变化远远迟于其瞬时的信道特性，从而能够有效地降低在后台干线交换的数据量。当信道之间的相关性高时，统计特性也有效地表示用户的方向性，从而能够抑制小区间干扰并增强所需信道。若考虑SLNR表达式中的某些信道系数成为统计变量，则最优化SLNR的方法需要变更为将SLNR最优化的数学期望值。

此外，前面表示了基站具有多个天线，而用户站具有一个天线的情况。顺便说明的是，本发明不限于此，也可以应用于用户站具有多个天线的情况。这种情况下，可以用下面的表达式(7)表示扩展了的SLNR。

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{\mathrm{trace}\left(T_1^H{H}_{11}^H{H}_{11}{T}_1\right)\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}\·\mathrm{trace}\left(T_1^H{H}_{12}^H{H}_{12}{T}_1\right)\·P_1}---\left(7\right)$

在表达式(7)中，预编码矢量和信道矢量分别改变为预编码矩阵(T₁)和信道矩阵(H₁₁与H₁₂)。其他变量的定义如前。

另外，前面以两个基站和两个用户站的小区间干扰为例，说明了基于SLNR，确定相应的基站的预编码矢量的情况。本发明不限于此，而是可以应用于多个基站和多个用户的情况。图9示出了三个基站和三个用户站的情况。在图9中，基站2和基站3对于用户站1产生漏泄干扰，基站1对于用户站2和用户站3产生漏泄干扰。这种情况下，可以通过加入相应的加权系数来表示相应的基站的优化了的预编码矢量。该表达式如下面的表达式(8)所示。

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1+\frac{{\mathrm{SNR}}_{13}}{{\mathrm{SNR}}_{33}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{13}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}---\left(8\right)$

表达式(8)中各变量的含义与前述给出的SLNR的表达式中的变量的含义相同。

另外，在上述实施方式中，将漏泄链路和被干扰链路的SNR的比率作为了加权系数。然而，本发明不限于此，也可以将漏泄链路的SNR作为加权系数。例如，如下面的表达式(9)所示，以漏泄链路的SNR作为加权系数。

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+{\mathrm{SNR}}_{12}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}---\left(9\right)$

或者，以漏泄链路的SNR和被干扰链路的SNR的比率的平方根作为加权系数，如下面的表达式(10)所示。

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\sqrt{\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}---\left(10\right)$

下面参照图10和图11，说明本发明的基站和用户站的结构和动作。

图10示出了本发明的基站的结构示意图。如图10所示，基站侧包括：用户信号接收装置1001；本小区信道反馈信息提取装置1002；邻小区信道反馈信息提取装置1003；本小区用户SNR比率提取装置1004；上行数据提取基站装置1005；后台干线1006；基站信号接收装置1007；本小区对邻小区干扰信道反馈信息提取装置1008；邻小区用户SNR比率提取装置1009；后台干线1010；参考信号参数设置装置1011；数据发送参数计算装置1012；以及基站信号发送装置1013。

下面参照图10，说明本发明的减少基站间干扰的基站侧装置的动作。用户信号接收装置1001接收从本小区的用户发送来的信号，基于接收到的信号进行信道同步、信道均衡，并对接收到的信号进行解调和采样。用户信号接收装置1001的输出分别提供给本小区信道反馈信息提取装置1002、邻小区信道反馈信息提取装置1003、本小区用户SNR比率提取装置1004、以及上行数据提取基站装置1005。

本小区信道反馈信息提取装置1002从接收到的用户信号中提取(由用户反馈到基站的)本小区的下行信道信息，并提供给数据发送参数计算装置1012。邻小区信道反馈信息提取装置1003从接收到的用户信号中提取(由用户反馈至基站的)邻小区的下行信道信息，并提供给后台干线1006。本小区用户SNR比率提取装置1004从接收到的用户信号中提取(由用户反馈到基站的)本小区用户的SNR的比率，并提供给后台干线1006。上行数据基站提取装置1005从接收到的用户信号中提取由用户传输到基站的上行数据。后台干线1006将接收到的本小区用户信息传送到其他小区的基站。基站信号接收装置1007接收来自后台干线的信息，即，接收从其他小区基站传送来的其他小区用户信息，并提供给本小区对邻小区干扰信道反馈信息提取装置1008和邻小区用户SNR比率提取装置1009。

本小区对邻小区干扰信道反馈信息提取装置1008从接收到的其他小区用户信息中提取本小区对邻小区的干扰信道信息，并将该干扰信息提供给数据发送参数计算装置1012。邻小区用户SNR比率提取装置1009接收来自基站信号接收装置1007的其他小区用户信息，从接收到的其他小区用户信息中提取邻小区用户的SNR的比率，并将该干扰信息提供给数据发送参数计算装置1012。

后台干线1010接收基站要发送的用户信息，并将要发送的用户信息提供给基站信号发送装置1013。参考信号参数设置装置1011设置参考信号参数。参考信号可用来估计本小区下行链路信息、或本小区对邻小区的干扰信道信息。数据发送参数计算装置1012根据接收到的本小区信道信息、本小区对邻小区干扰信道信息、邻小区用户SNR比率信息，计算用于数据发送的预编码矩阵或预编码矢量，并将计算出的预编码矩阵或预编码矢量提供给基站信号发送装置1013。基站信号发送装置1013基于接收到的参考信号参数、数据发送参数、以及有发送需要的用户数据，从基站发送下行用户数据、参考信号、调制阶数、码速率、是否重发等其他控制信号。

在图10所示的装置中，本小区信道反馈信息提取装置1002、邻小区信道反馈信息提取装置1003、本小区用户SNR比率提取装置1004、上行数据提取基站装置1005、本小区对邻小区干扰信道反馈信息提取装置1008和邻小区用户SNR比率提取装置1009可构成信息提取装置，前述信息提取装置从接收到的用户信号以及在基站之间传送的信号中提取用于SLNR、预编码矩阵或预编码矢量等计算上所需的参数。例如，数据信道系数和漏泄信道系数等。后台干线1006和后台干线1010可以构成用于在基站之间交换信息的基站信息交换装置。

图11示出了本发明的减少基站间干扰的用户站侧装置的结构示意图。如图11所示，用户站侧包括：基站信号接收装置1101；本小区信道信息估计装置1102；邻小区信道信息估计装置1103；本小区SNR估计装置1104；邻小区SNR估计装置1105；SNR比率计算装置1106；下行数据提取用户装置1107；用户下行终端1108；用户上行终端1109；上行数据采集用户装置1110；以及用户信号发送装置1111。

下面参照图11，说明本发明的减少基站间干扰的用户站侧装置的动作。基站信号接收装置1101接收从本小区的基站与/或邻小区的基站传输来的信号，基于接收到的信号进行信道同步、信道均衡，并对接收到的信号进行解调和采样。从基站传输来的信号可包括下行用户数据、参考信号、其他控制信号等。基站信号接收装置1101将接收到的信号分别提供给本小区信道信息估计装置1102、邻小区信道信息估计装置1103、本小区SNR估计装置1104、邻小区SNR估计装置1105、以及下行数据提取用户装置1107。

本小区信道信息估计装置1102从基站信号接收装置1101提供的本小区参考信号中，估计本小区的数据信道系数和漏泄信道系数等的下行信道信息，并将估计出的本小区的下行信道信息传输到用户信号发送装置1111。邻小区信道信息估计装置1103从基站信号接收装置1101提供的邻小区参考信号中，收集邻小区的下行信道信息，并将估计出的邻小区的下行信道信息传输到用户信号发送装置1111。本小区SNR估计装置1104从基站信号接收装置1101提供的来自本小区基站的信号中，估计本小区信号的SNR，并将估计出的本小区信号的SNR提供给SNR比率计算装置1106。邻小区SNR估计装置1105从基站信号接收装置1101提供的来自邻小区基站的信号中，估计邻小区信号的SNR，并将估计出的邻小区信号的SNR提供给SNR比率计算装置1106。SNR比率计算装置1106从接收到的本小区信号的SNR和邻小区信号的SNR来计算其比率，并将计算出的比率提供给用户信号发送装置1111。

下行数据提取用户装置1107从基站信号接收装置1101提供了的基站信号中，提取用户所需的下行数据，并将下行数据传输到用户下行终端1108。用户下行终端1108将下行数据传送给用户，例如，用户的扬声器或屏幕等。用户上行终端1109采集用户要发送的上行数据，例如，从话筒输入的话音，或从键盘输入的数据等，并将采集到的上行数据传输到上行数据采集用户装置1110。上行数据采集用户装置1110对于用户的上行数据进行模数转换、信源编码、数据压缩等的数字化，并将其通过用户信号发送装置1111发送。

在图11所示的用户站侧的装置中，本小区信道信息估计装置1102、邻小区信道信息估计装置1103、本小区SNR估计装置1104，邻小区SNR估计装置1105、以及下行数据提取用户装置1107可以构成信息提取及估计装置，前述信息提取及估计装置从基站发送了的信号中提取数据信道系数和漏泄信道系数等的数据信道和干扰信道的信息，并估计本小区SNR和邻小区SNR，并且提取下行数据。作为信息交换，SNR比率计算装置可以基于计算出的比率来计算本小区基站的预编码矢量，或基于计算出的比率来计算邻小区基站的预编码矢量，并通过用户信号发送装置1111，将计算出的预编码矢量发送到本小区的基站。

另外，本发明不仅可以应用于多基站协作的情况，而且可以应用于下列情况。

(1)多基站协作联合处理(joint processing)，而不仅限于多基站协作干扰抑制(coordinated beamforming)。

(2)异构网络(Heterogeneous Network)中的多基站协作，而不仅限于同构网络(homogeneous network)中的多基站协作。在同构网络中，不同基站具有同样的类型。在异构网络中，不同基站不一定具有同样的类型，而可能是不同类型的基站。基站类型可包括但不仅限于下列类型：1)一般的基站(eNodeB)；2)中继站(relay)；3)远程射频头(remote radio head)；以及4)毫微微基站(Femto)(Home eNodeB)。

(3)单基站多用户，而不仅限于多基站协作。

以上，用优选实施方式说明了本发明。再有，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的实施方式，而由所附权利要求来限定。

再者，在上述实施方式中说明为天线，而本发明也同样能适用天线端口(antenna port)。

所谓天线端口(antenna port)是指由一个或者多个物理天线构成的、逻辑天线。也就是说，天线端口并不仅限于指一个物理天线，有时指由多个天线构成的阵列天线等。

例如，在LTE中，未规定天线端口由几个物理天线构成，仅规定为基站能够发送不同的参照信号(Reference signal)的最小单位。

另外，天线端口有时被规定为与预编码矢量的加权相乘的最小单位。

另外，在上述实施方式中，以通过硬件来构成本发明的情况为例进行了说明，但是本发明还可以通过软件来实现。

另外，在上述实施方式的说明中所使用的各个功能模块，典型的被实现为由集成电路构成的LSI(大规模集成电路)。这些既可以分别实行单芯片化，也可以包含其中一部分或者是全部而实行单芯片化。这里表示为LSI，但根据集成度的不同也可以表示为“IC”、“系统LSI”、“超大LSI”、“极大LSI”等。

另外，集成电路化的技术不限于LSI，也可以使用专用电路或通用处理器来实现。也可以利用LSI制造后能够编程的FPGA(Field Programmable GateArray，现场可编程门阵列)，或可以利用可重构LSI内部的电路块的连接或设置的可重构处理器(Reconfigurable Processor)。

再有，如果随着半导体技术的进步或者其他技术的派生，出现了代替LSI集成电路化的技术，当然也可以利用该技术来实现功能块的集成化。还有适用生物技术等的可能性。

在2009年3月20日提交的第200910126854.3号的中国专利申请所包含的说明书、附图和说明书摘要的公开内容，全部引用于本申请。

Claims (19)

1.多基站通信系统中减少基站间干扰的方法，包括以下步骤：

用户站通过接收从本小区基站和邻小区基站发送的信号，测量被干扰链路的信噪比和所述邻小区基站的漏泄链路的信噪比的步骤；

基于测量到的被干扰链路的信噪比和所述邻小区基站的漏泄链路的信噪比，计算漏泄功率的加权系数的步骤；以及

基于计算出的加权系数，确定是否需要抑制漏泄功率的步骤。

2.如权利要求1所述的方法，

所述加权系数是所述漏泄链路的信噪比与所述被干扰链路的信噪比的比率。

3.如权利要求1所述的方法，还包括：

基于计算出的加权系数，确定所述本小区基站或者所述邻小区基站的信漏噪比的步骤。

4.如权利要求3所述的方法，

基于下面的表达式，确定所述本小区基站的信漏噪比SLNR₁，

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}$

其中，SNR₁₂表示从所述本小区基站向邻小区内用户站的漏泄链路的信噪比，SNR₂₂表示从所述邻小区基站向所述邻小区内用户站的被干扰链路的信噪比，P₁表示所述本小区的发送功率，σ²表示用户站的噪声功率，表示所述本小区基站的预编码矢量，表示从所述本小区基站到本小区内用户站的信道矢量，表示从所述本小区基站到所述邻小区内用户站的信道矢量，^H表示共轭转置。

5.如权利要求3所述的方法，还包括：

所述本小区基站或者所述邻小区基站基于计算出的所述信漏噪比，计算出自身的预编码矢量，并基于计算出的预编码矢量，向各自的用户站发送数据的步骤。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

用户站测量漏泄链路的信道系数和被干扰链路的信道系数的步骤。

7.如权利要求6所述的方法，还包括：

用户站向所述本小区基站反馈测量到的漏泄链路的信道系数和被干扰链路的信道系数的步骤。

8.如权利要求7所述的方法，还包括：

所述本小区基站和所述邻小区基站交换从用户站反馈的漏泄链路的信道系数和被干扰链路的信道系数的步骤。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

所述本小区基站向用户站传送与所述邻小区基站交换了的漏泄链路的信道系数和被干扰链路的信道系数的步骤。

10.如权利要求1所述的方法，

所述加权系数的计算在用户站侧进行。

11.如权利要求10所述的方法，还包括：

向所述本小区基站反馈所述计算出的加权系数的步骤。

12.如权利要求11所述的方法，还包括：

所述本小区基站和所述邻小区基站交换计算出的加权系数的步骤。

13.如权利要求1所述的方法，

所述加权系数是所述漏泄链路的信噪比。

14.如权利要求13所述的方法，

基于下面的表达式，确定所述本小区基站的信漏噪比SLNR₁，

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+{\mathrm{SNR}}_{12}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}$

其中，SNR₁₂表示从所述本小区基站向邻小区内用户站漏泄链路的信噪比，P₁表示所述本小区基站的发送功率，σ²表示用户站的噪声功率，表示所述本小区基站的预编码矢量，表示从所述本小区基站到本小区内用户站的信道矢量，表示从所述本小区基站到所述邻小区内用户站的信道矢量，^H表示共轭转置。

15.如权利要求1所述的方法，

所述加权系数是漏泄链路的信噪比与被干扰链路的信噪比的比率的平方根。

16.如权利要求15所述的方法，

基于下面的表达式，确定所述本小区基站的信漏噪比SLNR₁，

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\sqrt{\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}$

其中，SNR₁₂表示从所述本小区基站向邻小区内用户站漏泄链路的信噪比，SNR₂₂表示从所述邻小区基站向所述邻小区内用户站的被干扰链路的信噪比，P₁表示所述本小区的发送功率，σ²表示用户站的噪声功率，表示所述本小区基站的预编码矢量，表示从所述本小区基站到本小区内用户站的信道矢量，表示从所述本小区基站到所述邻小区内用户站的信道矢量，^H表示共轭转置。

17.如权利要求3所述的方法，

基于下面的表达式，确定所述本小区基站的信漏噪比SLNR₁，

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1+\frac{{\mathrm{SNR}}_{13}}{{\mathrm{SNR}}_{33}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{13}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}$

其中，SNR₁₂和SNR₁₃分别表示从所述本小区基站向邻小区内用户站漏泄链路的信噪比，SNR₂₂和SNR₃₃分别表示从所述邻小区基站向所述邻小区内用户站的被干扰链路的信噪比，P₁表示所述本小区基站的发送功率，σ²表示用户站的噪声功率，表示所述本小区基站的预编码矢量，表示从所述本小区基站到本小区内用户站的信道矢量，表示从所述本小区基站到所述邻小区内用户站的信道矢量，表示从所述本小区基站到所述邻小区内用户站的信道矢量，^H表示共轭转置。

18.如权利要求3所述的方法，

基于下面的表达式，确定所述本小区基站的信漏噪比SLNR₁，

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{\mathrm{trace}\left(T_1^H{H}_{11}^H{H}_{11}{T}_1\right)\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}\·\mathrm{trace}\left(T_1^H{H}_{12}^H{H}_{12}{T}_1\right)\·P_1}$

其中，SNR₁₂表示从所述本小区基站向邻小区内用户站漏泄链路的信噪比，SNR₂₂表示从所述邻小区基站向所述邻小区内用户站的被干扰链路的信噪比，P₁表示所述本小区基站的发送功率，σ²表示用户站的噪声功率，T₁表示所述本小区基站的预编码矩阵，^H表示共轭转置，H₁₁表示从所述本小区基站到所述本小区内用户站的信道矩阵，H₁₂表示从所述本小区基站到所述邻小区内用户站的信道矩阵。

19.如权利要求1所述的方法，还包括：

基于计算出的加权系数，确定需要多大程度抑制漏泄功率的步骤。