CN102711186B - CoMP上行链路中时间提前调整参考节点选取的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种CoMP上行链路中时间提前调整参考节点选取的方法。该方法首先确定下行CoMP的当前的传输模式；如果所确定的传输模式为联合处理模式，则选取距离用户设备最近的接入点作为时间提前调整的参考节点；如果所确定的传输模式为协作调度/赋形模式，则选取用户设备的主服务接入点作为时间提前调整的参考节点。该方法针对不同模式的传输特点，采用了不同的方法来选取时间提前调整参考节点，大大减少了基站之间的数据交互量。而且该方法简单易行，对现有的通信机制在硬件方面是没有任何改变的。

Description

CoMP上行链路中时间提前调整参考节点选取的方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信的协作多点系统(CoMP，CoordinatedMulti-point)，尤其涉及时间提前调整参考节点的选取。

背景技术

为了满足下一代移动通信系统IMT-Advanced (International MobileTelecommunications-Advanced)的技术指标，3GPP(The 3rd GenerationPartner Project，第三代合作伙伴项目)提交的LTE-Advanced(Long TermEvolution-Advanced，下一代长期演进技术)方案对小区平均吞吐量尤其是小区边缘用户吞吐量提出了比LTE系统更高的要求。然而，LTE及LTE-Advanced采用的正交频分多址接入（Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access，OFDMA）方案虽然通过正交的子载波有效消除了小区内干扰，却无法减轻边缘用户受到的小区间干扰，这使得小区间干扰成为制约系统容量提升的瓶颈。为此，LTE-Advanced系统中引入了协作多点（Coordinated Multi-Point，CoMP）传输技术来解决小区间干扰。

CoMP系统其本质为分布式天线系统。在CoMP系统下，一个用户设备UE (User Equipment)可以被多个处于不同地理位置的接入点AccessPoints(AP)服务。在这种情况下，由于UE同时被多个AP服务，在下行链路中各AP信号到达UE最迟时间和最早时间就存在较大的时间差；同理在上行链路中，UE的信号到达各AP的最早和最迟时间也存在较大时间差，也就是说存在延迟扩展问题。无论在上行链路还是下行链路，延迟问题都会影响信号到达的时间，严重的情况会引起符号间干扰(Inter-SymbolInterference,ISI)。

在传统的非CoMP系统中通过提前传输（Timing Advance，TA）调整来解决延迟问题。在非CoMP系统中,上行链路和下行链路分别采用的是OFDMA和SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access，单载波频分多址接入)技术作为多址接入的方案。这2种技术都采用循环前缀CP(Cyclic Prefix)来消除符号间干扰(ISI)并且来保证所有子载波中信号的正交性。针对不同的场景，CP的设计有2种。一种是普通CP(长度为4.7us)，另一种是扩展CP(长度为16.67us)。在下行链路中，CP的长度应该大于最大的多径时延扩展（由于信号在传输过程中碰到障碍物时会发生折射，反射等现象，所以从同一个起点到达同一个终点的同一信号就存在多条路径，而每条路径的距离都不尽相同，所以传输时间也不尽相同。同一信号的最早到达和最晚到达时间差即为多径延迟扩展），即：

T_CP>max{τ_path}

其中，T_CP代表CP的长度；τ_path代表相对于最先到达AP信号(first-tapsignal)的多径时延扩展。在上行链路中，UE需提前传输信号以保证上行的信号在指定的时间到达AP以及多径信号落在CP的长度范围内，即：

0≤τ_path-τ_TA+τ≤T_CP

其中，τ_TA代表提前传输(Timing Advance,TA)的时间，τ代表从UE到AP的传输时间。在非CoMP系统中，不正确的时间提前值TA可以被它的服务AP所检测到，然后AP通过下行信令来调整TA的值并通知给UE。当服务AP检测到UE的信号比预定的时间过早或者过晚地到达时，TA调整即被触发。而通常，服务AP就是具有最好信道质量的AP，也被称作anchor AP（锚AP，或主服务AP）。(具体内容可参考3GPP TS 36.213,“Evolved Universal Terrestrial Radio Access(EUTRA);Physical layerprocedures,”v 8.6.0,March 2009。)

而在CoMP系统中，UE可以被处于不同地理位置的一个或多个AP同时服务。在这种情况下，以上传统的TA调整处理将不再适用。延迟问题在CoMP系统中要比在非CoMP系统中要严重得多。而且在CoMP系统的上行链路中要比在下行链路中严重得多。因为在CoMP系统的上行链路中，UE需向多个AP发送数据，而由于地位位置的不同，UE的信号到达AP的时间并不相同。如果时间提前调整参考节点选取的不恰当，将会引起符号间干扰的问题。从而导致AP接受UE的数据失败。以下结合一个具体的例子来说明上述问题。

图1给出了CoMP系统中上行传输的示意图。如图1所示，3个UE被3个AP服务。为只关注TA的问题，假设网络同步是完美的。在图1中，从第i个UE到第k个AP的距离和时间分别表示为d_i→k和τ_i→k。t₀表示AP期望first-tap信号到达的时间。假设第i个UE的anchor AP是第i个AP（在传统算法中第i个UE的参考点也是第i个AP），且所有的UE均被AP2服务(i＝1,2,3)。

根据传统的时间提前算法，第i个AP通过信令来通知第i个UE调整时间提前以在t₀-τ_i→i时刻发送信号。在这种情况下，AP2所接受到的第i个UE的first-tap信号在以下时刻：

t₀-τ_i→i+τ_i→2

当τ_1→1<＜τ_1→2和τ_3→2<＜τ_3→3时，第1个UE的first-tap信号到达AP2的时刻将远远大于t₀；第2个UE的first-tap信号到达AP2的时刻等于t₀；第3个UE的first-tap信号到达AP2的时刻将远远小于t₀，如图2所示。这样一来，第1个UE的信号就会和前一个符号发生符号间干扰，从而不能得到恢复。而第3个UE的信号就会和后一个符号发生符号间干扰，从而不能得到恢复。结果AP2接受第1个UE和第3个UE的数据失败。

由以上的例子可看出，以Ai代表第i个UE的anchor AP，该UE同时也被第k个AP服务，为保证第k个AP能成功接受并恢复第i个UE的数据，以下条件应被满足：并且 $\underset{i}{\min }\{{\mathrm{\&tau;}}_{\mathrm{path}}-{\mathrm{\&tau;}}_{i\&RightArrow;\mathrm{Ai}}+{\mathrm{\&tau;}}_{i\&RightArrow;k}\}\&GreaterEqual;0.$

在文献1（Mingyu Zhou,Lei Wan,"Analysis into Timing Advance Issue inCoMP System",10.1109/VETECF.2009.5378765）中，为满足提出使用扩展的CP来取代普通的CP；为满足提出选取距离UE最近的AP为时间提前调整参考节点。但经实验仿真，发现使用扩展的CP来取代普通CP，虽然可以使UE同时被更多的AP服务，但是由于扩展CP带来的巨大的开销，使得其整体的吞吐量反而是下降的。所以在文献1中，还是采用的普通CP，只是通过选取距离UE最近的AP作为时间提前调整参考节点。但是没有讨论关于距离UE最近的AP如何确定的问题。在文献2（Huawei,CMCC,RITT,CATT,"Analysis on uplink/downlink delay spread issue fordistributed antenna system",R1-084336,3GPP TSG RAN WG1#55,Prague,Czech Republic,Nov 10–Nov 14,2008.）中将接收UE的参考信号功率(Reference Signal Receiving Power,RSRP)最大的那个AP作为距离UE最近的AP。

但是，文献1中的方法存在下面的缺陷：在CoMP的协作调度/赋形传输模式下，距离UE最近的AP可能并不是给UE服务的主服务AP（即，给该UE发送业务信息的AP）。如果主服务AP未能成功接收并恢复UE的信息(业务信息和信道信息)，则距离UE最近的AP就需要把UE的业务信息和信道信息传送给主服务AP。这样一来AP之间的通信量开销无疑是很大的。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种CoMP上行链路中时间提前调整参考节点选取的方法，可以减少基站之间的通信量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种CoMP上行链路中时间提前调整参考节点选取的方法，该方法包括：

步骤1，判断下行CoMP的当前的传输模式；

步骤2，根据当前的传输模式来选取接入点作为时间提前调整的参考节点。

上述方法中，所述步骤1在基站端判断下行CoMP的当前的传输模式可以为联合处理模式或协作调度/赋形模式。

上述方法中，步骤2）可以包括以下步骤：

如果当前的传输模式为联合处理模式，则选取距离用户设备最近的接入点作为时间提前调整的参考节点。

上述方法中，步骤2）可以包括以下步骤：

如果当前的传输模式为协作调度/赋形模式，则选取用户设备的主服务接入点作为时间提前调整的参考节点。

上述方法中，距离用户设备最近的接入点可以为接收该用户设备的参考信号功率最大的那个接入点。

又一方面，本发明提供了一种CoMP上行链路中时间提前调整参考节点选取装置，该装置包括：

判断模块，用于判断下行CoMP的当前的传输模式；

参考节点选取模块，用于根据下行CoMP的当前的传输模式来选取接入点作为时间提前调整的参考节点。

上述装置中，所述传输模式可以为联合处理模式或协作调度/赋形模式。

上述装置中，如果当前的传输模式为联合处理模式，所述参考节点选取模块可以选取距离用户设备最近的接入点作为时间提前调整的参考节点；

上述装置中，如果当前的传输模式为协作调度/赋形模式，则所述参考节点选取模块可以选取用户设备的主服务接入点作为时间提前调整的参考节点。

上述装置中，距离用户设备最近的接入点可以为接收该用户设备的参考信号功率最大的那个接入点。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

针对不同模式的传输特点，采用了不同的方法来选取时间提前调整参考节点，大大减少了基站之间的数据交互量。而且该方法简单易行，对现有的通信机制在硬件方面是没有任何改变的。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1为CoMP上行传输示意图；

图2为图1中的UE信号到达AP2的时间的示意图；

图3为联合处理传输模式的示意图；

图4为协作调度/赋形传输模式（CS/CB）的示意图；

图5为CS/CB模式下已有的传输模型示意图；

图6为根据本发明实施例的CS/CB模式下的传输模型示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了更好地理解本发明，首先简单介绍下行CoMP的两种传输模式：联合处理(Joint Processing,JP)和协作调度/赋形(CoordinatedScheduling/Beamforming,CS/CB)。

图3给出了联合处理传输模式的示意图。如图3所示，在联合处理JP模式下，所有为UE服务的AP之间共享UE的业务信息和信道信息，联合起来为该UE进行服务。

图4所示的是协作调度/赋形CS/CB传输模式的示意图。如图4所示，所有为UE服务的AP之间仅共享信道信息，然后所有AP协作调度/赋形选取一个AP为UE提供业务信息。所以UE的业务信息仅只有调度/赋形之后的那个AP所拥有，这个AP就是该UE的主服务AP。主服务AP不是人为选定的，是由系统根据信道质量等情况决定的。例如，在AP为UE进行服务前，AP会发一系列的参考信号给UE,来得到信道信息等一系列的信息。如果是CS/CB的传输模式，则根据信道信息等情况决定该UE的主服务AP。也就是说UE的主服务AP在UE接受服务之前已经由系统所确定的。而作为时间调整参考节点的AP则是需要进行人为选定的。

在本发明的一个实施例中，提供了一种CoMP上行链路中时间提前调整参考节点选取的方法，针对不同模式（JP和CS/CB）的传输特点，采用不同的方法来选取时间提前调整参考节点。更具体地，该方法包括以下步骤：

步骤1，确定当前的传输模式。

传输模式在传输过程中是可以动态切换的，且是可以由基站端决定的。所以，传输模式的判断是可以由基站端根据信道的情况以及拥堵情况和反馈的开销来共同确定当前的传输模式是采用JP还是CS/CB的。

步骤2）根据所确定的传输模式来选取接入点（AP）作为时间提前调整的参考节点。

步骤a）如果当前的传输模式为联合处理JP模式，则选取距离该UE最近的AP为时间提前调整的参考节点。

例如，可以将距离UE最近的AP判断为接收UE的参考信号功率RSRP最大的那个AP。这样，至少可以保证距离UE最近的AP可以成功接收UE的数据并恢复。即使有其他的为UE提供服务的AP未能成功接收到UE的数据，距离UE最近的AP也可以和该AP共享UE的业务信息和信道信息。

步骤b）如果当前的传输模式为协作调度/赋形(CS/CB)模式，则选取该UE的主服务AP为时间提前调整的参考节点。

这样，至少可以保证UE的主服务AP可以成功接收并恢复UE的业务信息和信道信息。即使有其它的为UE服务的AP未能成功接收到UE的数据，主服务AP仅需要与其共享UE的信道信息而无需共享UE的业务信息。这样可以大大减少了AP之间的数据交互量，因为通常业务信息的数据量要比信道信息的数据量要大的多。而在文献1的方案中，仅选择距离UE最近的AP为参考节点，因此只能保证距离UE最近的AP可以成功接受UE的数据。所以如果主服务AP不是距离UE最近的AP，主服务AP将有可能接受UE的数据失败。这个时候距离UE最近的AP需要与主服务AP共享业务信息和信道信息，开销无疑将会比本发明所提的方案的开销大很多。

图5和图6分别给出了文献1的传输模型和本发明在CS/CB模式下的传输模型示意图。如图5所示，AP1是距离UE最近的AP，但是主服务AP为AP2。在图5中时间提前调整参考节点为AP1，如果AP2未能成功接收并恢复UE的数据，那么AP1就需要将UE的业务信息和信道信息都传给AP2。而在图6中，时间提前调整参考节点为AP2。由于AP2为主服务AP，所以即使AP1未能接收并恢复UE的数据，AP2只需将UE的信道信息传给AP1。这样一来大大减少了数据交互量。

可见，本发明针对不同模式的传输特点，采用了不同的方法来选取时间提前调整参考节点，大大减少了基站之间的数据交互量。而且该方法简单易行，对现有的通信机制在硬件方面是没有任何改变的。

在本发明的又一个实施例中，提供了一种CoMP上行链路中时间提前调整参考节点选取的装置，其包括判断模块和参考节点选取模块。该判断模块用于确定下行CoMP的当前的传输模式。所述参考节点选取模块，用于根据所确定的传输模式来选取接入点作为时间提前调整的参考节点。如果当前的传输模式为联合处理JP模式，则选取距离该UE最近的AP为时间提前调整的参考节点；如果当前的传输模式为协作调度/赋形(CS/CB)模式，则选取该UE的主服务AP为时间提前调整的参考节点。

虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

Claims (4)

1.一种CoMP上行链路中时间提前调整参考节点选取的方法，该方法包括：

步骤1，判断下行CoMP的当前的传输模式；

步骤2，根据当前的传输模式来选取接入点作为时间提前调整的参考节点；

其中，如果当前的传输模式为联合处理模式，则选取距离用户设备最近的接入点作为时间提前调整的参考节点；

如果当前的传输模式为协作调度/赋形模式，则选取用户设备的主服务接入点作为时间提前调整的参考节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其中距离用户设备最近的接入点为接收该用户设备的参考信号功率最大的那个接入点。

3.一种CoMP上行链路中时间提前调整参考节点选取装置，该装置包括：

判断模块，用于判断下行CoMP的当前的传输模式；

参考节点选取模块，用于根据下行CoMP的当前的传输模式来选取接入点作为时间提前调整的参考节点；

其中，如果当前的传输模式为联合处理模式，所述参考节点选取模块选取距离用户设备最近的接入点作为时间提前调整的参考节点；

如果当前的传输模式为协作调度/赋形模式，则所述参考节点选取模块选取用户设备的主服务接入点作为时间提前调整的参考节点。

4.根据权利要求3所述的装置，其中距离用户设备最近的接入点为接收该用户设备的参考信号功率最大的那个接入点。