CN102761353A - 一种协作节点和配对用户的选择方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种协作节点和配对用户的选择方法，所述方法包括：确定候选配对用户集合；获取所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息；根据获取的所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，确定协作节点和配对用户。本发明还公开了一种用于实现协作节点和配对用户选择的系统，能够有效降低CoMP系统中用户配对和节点选择所需要的信令或backhaul开销，降低空口的反馈、及AP间的信令交互。

Description

一种协作节点和配对用户的选择方法及系统

技术领域

本发明涉及协作多点(CoMP，Cooperating Multipoint)传输技术，尤其涉及一种协作节点和配对用户的选择方法及系统。

背景技术

以多输入多输出(MIMO，Multiple-Input Multiple-Output)-正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)为代表的新技术虽然能够在物理层上满足高级长期演进(LTE-A，Advanced Long-Term Evolution)进一步提高峰值速率、小区平均吞吐量等方面的性能需求，但是MIMO-OFDM系统带来的性能提升经常受限于小区间干扰(ICI，Inter-Cell Interference)，特别是当MIMO-OFDM系统频率复用因子为1的时候。为解决这一问题，各种MIMO-OFDM系统中的干扰抑制技术在标准化组织中被提出并广泛讨论，典型的例子包括小区间干扰检测的功率控制技术、可变频率复用技术、宏分集技术、接收端的小区间干扰消除和随机化技术等等，这些技术可以有效地提高小区边缘用户的吞吐量，但是经常以扇区平均吞吐量的下降和终端复杂度的提升为代价，难以满足高级国际移动通信(IMT-Advanced)系统的性能需求。

CoMP传输技术在MIMO-OFDM系统基础上，通过基站间、用户间、基站和中继节点间、用户和中继节点间的相互协作，解决小区间同频干扰和用户终端的最小天线配置问题，可以有效地提高小区边缘用户的性能和扇区吞吐量，同时不会为终端带来较大的复杂度提升。其中，多用户(MU，Multi-User)-联合传输(JT，Joint Transmission)/联合处理(JP，Joint Processing)技术能够在不牺牲相邻小区用户性能的基础上为小区边缘用户带来性能提升，从而具有广泛的研究和应用场景。

MU-JT/JP技术中，协作节点和配对用户的选择需要考虑系统容量的增益、处理复杂度和开销、数据速率的要求以及用户公平性多方面因素，优良的节点选择算法能够平衡多方面因素的要求，合理的做出节点选择的决策，获得最大的性能增益。因此，联合处理中协作节点的选择决策算法受到越来越多的重视。

在传统小区的MU-MIMO中，基站需要知道自身与所有用户之间的信道矩阵，才能进行用户配对，但是在多用户多点协作的节点选择和用户选择中，如果基站仍需要获知所有用户与测量集合中接入点(AP，Access Point)的信道信息，从系统级来看，要求各用户测量自身与所有测量集合内AP之间的信道信息并反馈给基站，而这样必然会给用户、基站和空口、回程线路(backhaul)带来很大负荷。

具体地，参照图1所示多小区联合处理场景模型，在MU-JP系统中，UE_1为AP_1下发起MU-JP请求的UE，AP_2，......，AP_n为其测量集合，AP_n下的用户为

i∈(1，2，...，I_n)。AP_1选择AP_2及AP_2下的用户UE_2进行MU-联合传输，AP_1与AP_2同时向UE_1和UE_2传输数据。在UE_1发起MU-JP请求时，决策功能节点需要进行协作节点的选择决策和协作节点下配对用户的选择决策，即决策功能节点需要完成对AP_2和AP_2下与UE_1配对的用户UE_2的选择过程，实际应用中，要实现上述MU-JP的节点选择和用户选择的过程，决策功能节点需要获知UE_1与AP_1之间的信道信息、UE_1与每个相邻节点AP_n之间的信道信息、各相邻节点AP_n下配对用户

与AP_1之间的信道信息、

与每个相邻节点AP_n之间的信道信息、以及

的业务状态，如此，从整个网络系统来看，MU-JP的决策功能节点需要获知AP_1与测量集合内所有AP下待选用户的信道信息，而这将需要所有UE测量自身与所有AP之间的信道信息并反馈，必然会给用户、基站和空口、回程线路(backhaul)带来很大负荷。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种协作节点和配对用户的选择方法及系统，以解决多用户多点协作的节点选择和用户选择中给用户、基站和空口、回程线路带来很大负荷的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种协作节点和配对用户的选择方法，所述方法包括：

确定候选配对用户集合；

获取所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息；

根据获取的所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，确定协作节点和配对用户。

在上述方案中，所述确定候选配对用户集合，包括：

从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点中，获取所述节点下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值，并根据所获取的信道信息估计值确定候选配对用户集合。

在上述方案中，所述根据所获取的信道信息估计值确定候选配对用户集合，包括：得到对应于所获取信道信息估计值的联合信道矩阵估计值，并根据所得到的联合信道矩阵估计值，确定候选配对用户集合。

在上述方案中，所述确定候选配对用户集合，具体为：选择满足信道信息正交性大于预设正交性门限值的UE为候选配对用户，形成所述候选配对用户集合。

在上述方案中，所述方法还包括：所述接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点，获取自身下各UE到自身的信道信息，并根据所获取自身下各UE到自身的信道信息，得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值。

在上述方案中，所述根据所获取自身下各UE到自身的信道信息，得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值，为：

所述接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点，通过所获取自身下各UE到自身的信道信息估计自身下各UE与需配对UE所在节点之间的平均到达角，并计算得到天线增益的修定值，将得到的天线增益修定值与所获取自身下各UE到自身的信道信息相乘，得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值。

在上述方案中，所述根据所获取自身下各UE到自身的信道信息，得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值，为：

所述接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点，通过所获取自身下各UE到自身的信道信息，估计自身下各UE与需配对UE所在节点之间平均信道到达角的位置，再根据距离或路损估算得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值。

在上述方案中，所述获取所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，包括：

通过向所述候选配对用户集合中各UE发送测量信道信息的请求，由所述各UE测量得到自身与所述需配对UE所在节点之间信道信息的真实值并返回。

在上述方案中，所述确定协作节点和配对用户，为：从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的各节点中，选择出协作节点，并从所选择协作节点的候选配对用户集合中选择出配对用户。

在上述方案中，所述根据获取的所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，确定协作节点和配对用户，包括：

根据所述候选配对用户集合中各UE返回的所述各UE与所述需配对UE所在节点之间信道信息的真实值，得到对应的联合信道矩阵真实值，并根据所得到的联合信道矩阵真实值，从所述候选配对用户集合中选择出配对用户。

本发明还提供了一种用于实现协作节点和配对用户选择的系统，所述系统包括：第一确定单元、获取单元和第二确定单元；其中，

第一确定单元，用于确定候选配对用户集合；

获取单元，用于获取所述第一确定单元所确定候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息；

第二确定单元，用于根据所述获取单元获取的所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，确定协作节点和配对用户。

在上述方案中，所述第一确定单元，具体用于从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点中，获取所述节点下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值，并根据所获取的信道信息估计值确定候选配对用户集合。

在上述方案中，所述第一确定单元，还用于得到对应于所获取信道信息估计值的联合信道矩阵估计值，并根据所得到的联合信道矩阵估计值，确定候选配对用户集合。

在上述方案中，所述系统还包括：估算单元，用于获取接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点下各UE到自身的信道信息，并根据所获取所述节点下各UE到自身的信道信息，得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值；

所述估算单元设置在所述接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点中。

在上述方案中，所述获取单元，具体用于通过向所述候选配对用户集合中各UE发送测量信道信息的请求，由所述各UE测量得到自身与所述需配对UE所在节点之间信道信息的真实值并返回。

在上述方案中，所述第二确定单元，还用于根据获取单元获取的所述候选配对用户集合中各UE与所述需配对UE所在节点之间信道信息的真实值，得到对应的联合信道矩阵真实值，并根据所得到的联合信道矩阵真实值，从所述候选配对用户集合中选择出配对用户。

在上述方案中，所述第二确定单元，包括：协作节点确定模块和配对用户确定模块，其中，协作节点确定模块用于从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的各节点中，选择出协作节点；配对用户确定模块，用于根据所述获取单元获取的、对应所述协作节点确定模块所选择协作节点的候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，选择出配对用户。

在上述方案中，所述协作节点确定模块设置在需配对UE所在节点；所述配对用户确定模块设置在接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点。

本发明的协作节点和配对用户的选择方法，通过确定候选配对用户集合，再获取候选配对用户集合中各UE与需配对UE所在节点的信道信息，来确定协作节点和配对用户，减少了需测量自身与需配对UE所在节点之间信道信息的用户数，从而大大减少需要获取的信道信息量，有效降低了CoMP系统中用户配对和节点选择所需要的信令或backhaul开销，降低空口的反馈、及AP间的信令交互。

附图说明

图1为多小区联合处理场景模型示意图；

图2为本发明协作节点和配对用户的选择方法的实现流程图；

图3为本发明实施例一中采用集中式实现配对用户和协作节点选择的实现过程示意图；

图4为本发明实施例二中采用分布式实现配对用户和协作节点选择的实现过程示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：首先确定候选配对用户集合，获取所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，并根据所获取的信道信息，确定协作节点和对应协作节点的最佳配对用户，完成协作节点和配对用户的选择，如此，决策功能节点不需要获取所有UE到需配对UE所在节点的信道信息，从而通过限制相邻小区中的候选配对集合，有效降低了CoMP系统中用户配对和节点选择所需要的信令或backhaul开销。

本发明协作节点和配对用户的选择方法，参照图2所示，主要可以包括以下步骤：

步骤201：确定候选配对用户集合；

步骤202：获取所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息；

步骤203：根据获取的所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，确定协作节点和配对用户。

这里，上述过程可以通过单独设置的决策功能节点来实现，决策功能节点是指对协作节点和配对用户的选择具有决策功能的节点，决策功能节点的分布可以采取集中式或分布式，其中，所谓集中式的决策功能节点，是指所有节点的协作节点和配对用户都由一个统一的节点来确定；所谓分布式的决策功能节点是指各节点都可以具有确定各自协作节点和配对用户的功能，决策功能节点可以包含多个节点，由多个节点通过共同实现协作节点和配对用户的选择，例如，可以由发起协作请求的节点实现协作节点的选择，由接受协作请求并作出回应的任意一个节点实现配对用户的选择。

具体地，步骤201中，决策功能节点确定候选配对用户集合，可以包括：从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点中，获取所述节点下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值，并根据所获取的信道信息估计值确定候选配对用户集合。

这里，在获取所述节点下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值之后，得到对应于所获取信道信息估计值的联合信道矩阵估计值，再根据所得到的联合信道矩阵估计值，确定候选配对用户集合。

具体地，所述方法还包括：获取所述需配对UE与需配对UE所在节点之间的信道信息、以及所述需配对UE与所述接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点之间的信道信息；以及，从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点，获取所述节点下各UE与所述节点之间的信道信息；

所述得到对应于所获取信道信息估计值的联合信道矩阵估计值，可以包括：由获取的所述需配对UE与需配对UE所在节点之间的信道信息、所述需配对UE与所述接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点之间的信道信息、从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点获取的所述节点下各UE与所述节点之间的信道信息、以及从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点中获取的所述节点下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值，得到对应于所获取信道信息估计值的联合信道矩阵估计值。

其中，所述方法还包括：所述接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点，获取自身下各UE到自身的信道信息，并根据所获取自身下各UE到自身的信道信息，得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值。

这里，所述接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点，可以通过所获取自身下各UE到自身的信道信息估计自身下各UE与需配对UE所在节点之间的平均到达角，并计算得到天线增益的修定值，将得到的天线增益修定值与所获取自身下各UE到自身的信道信息相乘，得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值。

或者，所述接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点，可以通过所获取自身下各UE到自身的信道信息，估计自身下各UE与需配对UE所在节点之间平均信道到达角的位置，再根据距离或路损估算得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值。

具体地，步骤202可以包括：通过向所述候选配对用户集合中各UE发送测量信道信息的请求，由所述各UE测量得到自身与所述需配对UE所在节点之间信道信息的真实值并返回。

具体地，步骤203中确定协作节点和配对用户，为：从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的各节点中，选择出协作节点，并从所选择协作节点的候选配对用户集合中选择出配对用户。

这里，根据所述候选配对用户集合中各UE返回的所述各UE与所述需配对UE所在节点之间信道信息的真实值，得到对应的联合信道矩阵真实值，并根据所得到的联合信道矩阵真实值，从所述候选配对用户集合中选择出配对用户。

相应的，本发明还提供了一种用于实现协作节点和配对用户选择的系统，所述系统主要包括：第一确定单元、获取单元和第二确定单元；其中，第一确定单元，用于确定候选配对用户集合；获取单元，用于获取所述第一确定单元所确定候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息；第二确定单元，用于根据所述获取单元获取的所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，确定协作节点和配对用户。

具体地，所述第一确定单元可以用于从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点中，获取所述节点下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值，并根据所获取的信道信息估计值确定候选配对用户集合。

其中，所述第一确定单元，还可以用于得到对应于所获取信道信息估计值的联合信道矩阵估计值，并根据所得到的联合信道矩阵估计值，确定候选配对用户集合。

其中，所述系统还可以包括：估算单元，用于获取接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点下各UE到自身的信道信息，并根据所获取所述节点下各UE到自身的信道信息，得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值；所述估算单元设置在所述接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点中。所述第一确定单元可以从该估算单元获取所述信道信息估计值。

具体地，所述获取单元可以用于通过向所述候选配对用户集合中各UE发送测量信道信息的请求，由所述各UE测量得到自身与所述需配对UE所在节点之间信道信息的真实值并返回。

具体地，所述第二确定单元，还可以用于根据获取单元获取的所述候选配对用户集合中各UE与所述需配对UE所在节点之间信道信息的真实值，得到对应的联合信道矩阵真实值，并根据所得到的联合信道矩阵真实值，从所述候选配对用户集合中选择出配对用户。

其中，所述第二确定单元可以包括：协作节点确定模块和配对用户确定模块，其中，协作节点确定模块用于从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的各节点中，选择出协作节点；配对用户确定模块，用于根据所述获取单元获取的、对应所述协作节点确定模块所选择协作节点的候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，选择出配对用户。

实际应用中，所述协作节点确定模块设置在需配对UE所在节点；所述配对用户确定模块设置在接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点。

实际应用中，还可以将所述协作节点确定模块和配对用户确定模块均设置在决策功能节点。

实施例一

本实施例中，采用集中式分布的决策功能节点实现协作节点和配对用户的选择，如图3所示，具体流程如下：

步骤301-302：需配对用户UE_1向自身所在节点AP_1上报UE_1与AP_1之间的信道信息H₁₁、以及UE_1与测量集合中AP_1的相邻节点AP_n之间的信道信息H_1n，AP_1向决策功能节点传递UE_1上报的H₁₁、H_1n、以及UE_1的信息，如UE_1的编号；

步骤303-304：AP_n下的各UE向AP_n上报自身与AP_n之间的信道信息H_in，AP_n根据各UE上报的H_in，估算得到自身下各UE与AP_1之间的信道信息估计值

并向决策功能节点传递所得到的

以及所述各UE上报的H_in；

例如，对于AP_n下的任意一个用户

向AP_n上报

与AP_n之间的信道信息H_jn；AP_n根据

上报的H_jn，估算得到

与AP_1之间的信道信息估计值

并向决策功能节点传递所得到的

以及上报的H_jn；

步骤305：决策功能节点根据H₁₁、H_1n、H_in、

得到联合信道矩阵的估计值

根据联合信道矩阵的估计值

和相关用户算法，得到AP_n关联的候选配对用户集合M_n，并将所述候选配对用户集合M_n发送给AP_n；

这里，对于AP_n下的任意一个用户

决策功能节点会得到对应

的联合信道矩阵的估计值

步骤306：AP_n接收所述候选配对用户集合M_n，并向所述候选配对用户集合M_n中各UE发送测量各自与AP_1之间信道信息的真实值H_i1的请求；

这里，所述请求中还可以包含AP_1的信息，如AP_1的编号等。

步骤306：所述候选配对用户集合M_n中各UE分别测量得到自身与AP_1之间信道信息的真实值H_i1，并将所得到的信道信息的真实值H_i1发送给AP_n；

这里，对于AP_n下的任意一个用户

测量得到自身与AP_1之间信道信息的真实值并发送给AP_n。

步骤307：决策功能节点根据H₁₁、H_1n、H_in、H_i1，得到联合信道矩阵的真实值

并根据联合信道矩阵的真实值

和相关用户算法，从所述候选配对用户集合M_n中选择对应AP_n的最佳配对用户UE_i；

这里，对于AP_n下的任意一个用户

决策功能节点会得到对应

的联合信道矩阵的真实值

步骤308：对于AP_n相邻节点中接受AP_1协作请求并作出了回应的多个节点(包括AP_n)，决策功能节点均已得到各节点对应的最佳配对用户后，从所述多个节点中选择一个节点作为协作节点，进而确定协作节点和配对用户；

这里，可以选择AP_n作为协作节点，由于UE_i为对应AP_n的最佳配对用户，进而确定协作节点为AP_n、配对用户为UE_i。

步骤309：决策功能节点向所确定的协作节点AP_n发送配对用户UE_i的信息、以及H₁₁、H_1n；之后，AP_1与UE_1之间进行数据传输、确定物理传输模式，协作节点AP_n与配对用户UE_i之间确定物理传输模式，协作AP_1与UE_1进行当前业务的数据传输。

这里，AP_1向协作节点AP_n发送的配对用户UE_i的信息，可以是配对用户UE_i的标识信息，如UE_i的编号。

需要说明的是，本实施例中，以AP_1为协作请求节点，向周围节点请求协作，即默认将AP_1当做是发出协作请求的AP，并将AP_n为接受AP_1协作请求并作出回应的任意一个AP。

实际应用中，如果AP_1的相邻节点中，有只有一个节点接受AP_1的协作请求并作出了回应，则将该节点作为协作节点，对应该节点的最佳配对用户即为UE_1最终的配对用户。

本实施例中，步骤303的上报过程也可以在步骤301-302的过程中进行，还可以提前进行。

本实施例中，还可以在执行步骤301之前，预先从接受AP_1协作请求并作出回应的各AP中选择出协作节点，然后，再按照上述流程中的步骤301-307，确定该协作节点对应的最佳配对用户，如此，可以更加有效地完成协作和配对用户的选择。

实施例二

本实施例中，AP有独立的控制功能，即不仅仅是无线收发单元时，将协作节点和配对用户的决策功能分为两部分：配对用户的选择决策功能和协作节点的选择决策功能，其中，配对用户的选择决策功能由AP_n实现，协作节点的选择决策选择功能由AP_1实现，即AP_n可以独立地在自身的候选UE中选择最优的配对用户，并将相关信息发送给AP_1，由AP_1选择最佳的AP及对应的配对用户，采用分布式实现协作节点和配对用户的选择，如图4所示，具体流程如下：

步骤401：需配对用户UE_1向自身所在节点AP_1上报UE_1与AP_1之间的信道信息H₁₁、以及UE_1与测量集合中AP_1的相邻节点AP_n之间的信道信息H_1n；

步骤402：AP_n下的各UE向AP_n上报自身与AP_n之间的信道信息H_1n；

步骤403：AP_1向AP_n传递UE_1上报的H₁₁、H_1n；

步骤404：AP_n根据自身下各UE上报的H_in，估算得到自身下各UE与AP_1之间的信道信息估计值并根据H₁₁、H_1n、H_in、

得到联合信道矩阵的估计值

根据联合信道矩阵的估计值

和相关用户算法，得到自身关联的候选配对用户集合M_n；

步骤405：AP_n向所述候选配对用户集合M_n中各UE发送测量各自与AP_1之间的信道信息H_i1的请求；

步骤406：所述候选配对用户集合M_n中各UE分别测量得到自身与AP_1之间信道信息的真实值H_i1，并将所得到的信道信息的真实值H_i1发送给AP_n；

步骤407：根据H₁₁、H_1n、H_in、H_i1，得到联合信道矩阵的真实值

并根据联合信道矩阵的真实值

和相关用户算法，从所述候选配对用户集合M_n中选择最佳配对用户UE_i，并将所选择的最佳配对用户UE_i的信息及节点自身的信息发送给AP_1；

这里，节点自身的信息可以包括节点的标识，最佳配对用户的信息可以包括最佳配对用户UE_i的标识信息。

步骤408：在AP_1接收到自身相邻节点中接受自身协作请求并作出了回应的多个节点(包括AP_n)发送的最佳配对用户信息及节点信息之后，根据所接收到的最佳配对用户信息及节点信息，确定协作节点和配对用户；

步骤409：AP_1确定协作节点和配对用户后，向所确定的协作节点AP_n发送配对用户UE_i的信息、以及H₁₁、H_1n；之后，AP_1与UE_1之间进行数据传输、确定物理传输模式，协作节点AP_n与配对用户UE_i之间确定物理传输模式，协作AP_1与UE_1进行当前业务的数据传输。

这里，AP_1向协作节点AP_n发送的配对用户UE_i的信息，可以是配对用户UE_i的标识信息，如编号等。

本实施例中，步骤401和步骤402之间没有先后顺序，可以同时进行，也可以先进行步骤401后进行步骤402，还可以先执行步骤402后执行步骤401。

实际应用中，采用分布式的决策方式，能够更加有效地降低AP间Backhaul的信令开销。

上述实施例一和实施例二中，根据H_in估算得到

并确定候选配对用户集合的过程，可以通过以下任意种方式来实现：

方式一，基于位置管理，得到并确定候选配对用户集合；

具体地，对于扇区结构，AP位于同一位置，eNB的多个扇区天线位于同一位置，与相同UE之间的大尺度衰落相同，天线周围环境相同，因此，可以认为eNB的多个扇区天线与UE的信道之间的差别只与不同天线视轴方向产生的天线增益相关。据此，在扇区结构中可以根据修正H_in，得到H_i1的估计值

具体过程包括：对于AP_n下的任意一个用户

AP_n通过

与AP_n之间的信道信息H_jn，估计

与AP_1之间的平均信道到达角，并估算天线增益的修订值a，则可以根据式(1)估算得到与AP_1之间的信道信息估计值

${\hat{H}}_{i1}=a{H}_{\mathrm{in}}---\left(1\right)$

之后，便可以由估计得到AP_n的联合信道矩阵

再由联合信道矩阵和相关用户配对算法，确定对应AP_n的候选配对用户集合M_n。

具体地，对于BBU+RRU结构或其它发送端位置不集中的网络结构，AP_n下的UE与AP_1之间的大尺度衰落、和与AP_n之间的大尺度衰落不同，不能直接由H_in估计得到H_i1。此时，可以利用网络中的位置管理估算AP_n下的UE与AP_n的位置关系，并估计AP_n下的UE与AP_n之间的信道，可以基于路损和/或基于距离粗略估计出

从而确定候选配对用户集合，具体过程包括：对于AP_n下的任意一个用户

AP_n通过

与AP_n之间的信道信息H_jn估计

与AP_1之间平均信道到达角的位置，根据估计得到的与AP_1之间平均信道到达角的位置，基于距离或路损估算出AP_1与

之间的信道信息估计值

之后，再估计得到的联合信道矩阵

并根据联合信道矩阵

和相关用户配对算法确定对应AP_n的候选配对用户集合M_n。

方式二，基于半信道矩阵，得到

并确定候选配对用户集合；

具体地，在为UE_1给定协作节点时，便可以给定(H₁₁ H_1n)，根据H₁₁、H_1n与H_in、H_i1的正交条件，即式(2)时，估算H_i1，再利用BD算法可以为UE_1得到最大容量，确定最佳配对用户。

(H₁₁ H_1n)(H_i1 H_in)^H＝0                  (2)

这里，只最大化UE_1的信道容量并用2-范数衡量，则应选择配对用户

满足式(3)：

$(i^{*},n^{*})=\underset{i,n}{\arg \min }{\left|\right|\left(\begin{array}{cc}{H}_{11}& H_{1n}\end{array}\right){\left(\begin{array}{cc}{H}_{i1}& H_{\mathrm{in}}\end{array}\right)}^H\left|\right|}_2=\underset{i,n}{\arg \min }\left({\left|\right|H_{11}{H}_{i1}^H+H_{1n}{H}_{\mathrm{in}}^H\left|\right|}_2\right)---\left(3\right)$

这里，定义

为半信道矩阵，并预设正交性门限值Γ，为AP_n选择满足

正交性大于正交性门限值Γ的UE为候选配对用户，形成候选配对用户集合M_n，其中，优选地

的正交性用

表示，

具体为

的相关性，相关性越弱，表示正交性越强，即

时，认为两个信道是满足正交性要求的。其中，正交性门限值Γ可以根据实际网络需求来设置。

本发明不限制决策功能节点确定候选配对用户集合及最终确定配对用户和协作节点的准则，实际应用中，可以根据实际需要来具体设定。

综上可知，本发明分别给出集中式和分布式两种实现配对用户和协作节点选择的方式，选定候选配对用户集合，再由候选配对用户集合中各UE测量并反馈各自与AP_1之间的信道信息，再最终确定配对用户和协作节点，从而降低空口反馈和基站间信令交互开销，并减少基站与用户的复杂度。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种协作节点和配对用户的选择方法，其特征在于，所述方法包括：

确定候选配对用户集合；

获取所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息；

根据获取的所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，确定协作节点和配对用户。

2.根据权利要求1所述协作节点和配对用户的选择方法，其特征在于，所述确定候选配对用户集合，包括：

从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点中，获取所述节点下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值，并根据所获取的信道信息估计值确定候选配对用户集合。

3.根据权利要求2所述协作节点和配对用户的选择方法，其特征在于，所述根据所获取的信道信息估计值确定候选配对用户集合，包括：

得到对应于所获取信道信息估计值的联合信道矩阵估计值，并根据所得到的联合信道矩阵估计值，确定候选配对用户集合。

4.根据权利要求3所述协作节点和配对用户的选择方法，其特征在于，所述确定候选配对用户集合，具体为：

选择满足信道信息正交性大于预设正交性门限值的UE为候选配对用户，形成所述候选配对用户集合。

5.根据权利要求2所述协作节点和配对用户的选择方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点，获取自身下各UE到自身的信道信息，并根据所获取自身下各UE到自身的信道信息，得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值。

6.根据权利要求5所述协作节点和配对用户的选择方法，其特征在于，所述根据所获取自身下各UE到自身的信道信息，得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值，为：

所述接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点，通过所获取自身下各UE到自身的信道信息估计自身下各UE与需配对UE所在节点之间的平均到达角，并计算得到天线增益的修定值，将得到的天线增益修定值与所获取自身下各UE到自身的信道信息相乘，得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值。

7.根据权利要求5所述协作节点和配对用户的选择方法，其特征在于，所述根据所获取自身下各UE到自身的信道信息，得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值，为：

所述接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点，通过所获取自身下各UE到自身的信道信息，估计自身下各UE与需配对UE所在节点之间平均信道到达角的位置，再根据距离或路损估算得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值。

8.根据权利要求1所述协作节点和配对用户的选择方法，其特征在于，所述获取所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，包括：

通过向所述候选配对用户集合中各UE发送测量信道信息的请求，由所述各UE测量得到自身与所述需配对UE所在节点之间信道信息的真实值并返回。

9.根据权利要求1所述协作节点和配对用户的选择方法，其特征在于，所述确定协作节点和配对用户，为：

从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的各节点中，选择出协作节点，并从所选择协作节点的候选配对用户集合中选择出配对用户。

10.根据权利要求1或9所述协作节点和配对用户的选择方法，其特征在于，所述根据获取的所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，确定协作节点和配对用户，包括：

根据所述候选配对用户集合中各UE返回的所述各UE与所述需配对UE所在节点之间信道信息的真实值，得到对应的联合信道矩阵真实值，并根据所得到的联合信道矩阵真实值，从所述候选配对用户集合中选择出配对用户。

11.一种用于实现协作节点和配对用户选择的系统，其特征在于，所述系统包括：第一确定单元、获取单元和第二确定单元；其中，

第一确定单元，用于确定候选配对用户集合；

获取单元，用于获取所述第一确定单元所确定候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息；

第二确定单元，用于根据所述获取单元获取的所述候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，确定协作节点和配对用户。

12.根据权利要求11所述用于实现协作节点和配对用户选择的系统，其特征在于，所述第一确定单元，具体用于从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点中，获取所述节点下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值，并根据所获取的信道信息估计值确定候选配对用户集合。

13.根据权利要求12所述用于实现协作节点和配对用户选择的系统，其特征在于，所述第一确定单元，还用于得到对应于所获取信道信息估计值的联合信道矩阵估计值，并根据所得到的联合信道矩阵估计值，确定候选配对用户集合。

14.根据权利要求11所述用于实现协作节点和配对用户选择的系统，其特征在于，所述系统还包括：估算单元，用于获取接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点下各UE到自身的信道信息，并根据所获取所述节点下各UE到自身的信道信息，得到自身下各UE与需配对UE所在节点之间的信道信息估计值；

所述估算单元设置在所述接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点中。

15.根据权利要求11所述用于实现协作节点和配对用户选择的系统，其特征在于，所述获取单元，具体用于通过向所述候选配对用户集合中各UE发送测量信道信息的请求，由所述各UE测量得到自身与所述需配对UE所在节点之间信道信息的真实值并返回。

16.根据权利要求15所述用于实现协作节点和配对用户选择的系统，其特征在于，所述第二确定单元，还用于根据获取单元获取的所述候选配对用户集合中各UE与所述需配对UE所在节点之间信道信息的真实值，得到对应的联合信道矩阵真实值，并根据所得到的联合信道矩阵真实值，从所述候选配对用户集合中选择出配对用户。

17.根据权利要求11或16所述用于实现协作节点和配对用户选择的系统，其特征在于，所述第二确定单元，包括：协作节点确定模块和配对用户确定模块，其中，协作节点确定模块用于从接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的各节点中，选择出协作节点；配对用户确定模块，用于根据所述获取单元获取的、对应所述协作节点确定模块所选择协作节点的候选配对用户集合中各UE到需配对UE所在节点的信道信息，选择出配对用户。

18.根据权利要求17所述用于实现协作节点和配对用户选择的系统，其特征在于，所述协作节点确定模块设置在需配对UE所在节点；所述配对用户确定模块设置在接受需配对UE所在节点发起的协作请求并作出回应的节点。

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