CN104518861A - 基于容量受限的分布式CoMP数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于容量受限的分布式CoMP数据传输方法，主要解决了现有技术下基站接口容量不足的问题，其实现步骤是：1)初始化基站集合Λ及其用户集合，收集用户信息；2)利用收集的信息,基站选择可使用联合波束赋形的用户，并加入未标记集合；3)基站根据地理位置划分为三个集合；4)集合中所有基站从未标记集合中选择目标用户，并与目标用户的协作基站协商用户数据类型；若协商失败，只更新基站信息，否则，根据协商好的数据类型为目标用户服务，并更新基站信息；5)集合中的所有基站完成一次决策后，通过X2接口通知下一集合中的基站，返回步骤4)。本发明提高了网络性能，可用于LTE-A系统下的大规模网络。

Description

基于容量受限的分布式CoMP数据传输方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域,具体涉及一种大规模网络下基于容量受限的分布式CoMP数据传输方法，可用于多个宏小区共存的无线网络中。

背景技术

近年来,无线网络得到了迅猛的发展,以追求更快传输速率、更好服务质量和更广覆盖范围为目标的新一代移动通信系统LTE-A正应运而生。而协作多点传输CoMP技术作为LTE-A网络中的核心技术,能有效的降低小区间干扰，提高边缘小区用户的数据速率，并提高整个系统吞吐量。

CoMP技术包含两种数据传输类型:协同联合传输CoMP-JP和联合波束赋形CoMP-CB,其中CoMP-JP技术是服务基站与协作基站同时向用户发送数据，将来自同频基站的干扰信号转换为有用信号，通过提高边缘用户的数据速率来改善整体系统性能；CoMP-CB技术是只由服务基站向本地用户发送数据，同频基站通过设计不同的编码向量来区分彼此用户的数据信息，从而避免同频用户间的干扰来提高其数据速率。CoMP技术中常用的协作集合的划分策略有静态协作策略和动态协作策略，其中静态协作策略是按照一定准则固定几个基站为一个协作集合，此协作集合为基站内的所有CoMP用户服务，但是会有一些边缘用户不能达到很好的协作性能，动态协作策略是由服务基站根据用户受到的干扰情况，为每个用户选择协作基站组成最优的协作集合，同一基站下的用户协作集合可能不同。

在LTE-A系统中有两类接口：S1接口和X2接口,基站通过S1接口与服务网关相连获取用户数据和控制信令，基站之间通过X2接口彼此相连传输用户数据和控制信令。对于CoMP两种不同的数据传输类型而言，共同点是基站之间都需要通过X2接口交互控制信息、信道状态信息以及同步信息等，不同的是所有参与CoMP-JP传输的基站都需获取CoMP用户的用户数据，在相同频谱上同时为CoMP用户服务，而参与CoMP-CB传输的基站只需为本地CoMP用户传输数据。简言之，CoMP带来的用户数据速率提升是以增加接口负荷为代价的，且CoMP-JP传输技术相比于CoMP-CB技术带来的速率提升更大，其对S1接口带来的负担也更重。因此需要更大的接口容量以满足用户数据在协作基站间的共享，这将导致设备成本的提升以及技术可行性的下降。从实用性和经济性角度考虑，如何合理利用现有的接口容量，更加有效地使用CoMP传输技术为用户提供优质服务，成为一个重要的研究问题。

目前，关于LTE-A系统中基于接口容量受限的协作传输问题的研究大多数关注于基站与上层间的S1接口或基站彼此间的X2接口优化问题，如Mehryar S等在IEEE InternationalConference on Communications(ICC),2012《Dynamic Cooperation Link Selection for NetworkMIMO Systems with Limited Backhaul Capacity》一文中，研究了下行多小区的OFDMA系统中动态接口选择技术，在基站间接口容量受限情况下，动态选择协作基站，进行用户调度和功率控制以提高网络吞吐量，但是此方法主要研究的是基站间的X2接口容量受限的问题。Zhang Qian等在IEEE Transactions on Wireless Communications,2013《Downlink BaseStation Cooperative Transmission Under Limited-Capacity Backhaul》一文中，研究了CoMP中基站与上层S1接口容量受限下的数据传递技术，根据每个用户的衰落增益，为每个用户设计划分合适的数据类型，以提高系统吞吐量，但是研究的主要是基站与上层间S1接口容量受限的问题。而在大规模网络场景中，由于技术限制问题，单个中心控制单元直接管理所有基站不再具有可行性，而使用多个中心控制单元分别独立管理各自所负责范围内的协作基站时，协作集合的边缘用户受到的来自其他协作集合的同频干扰将无法消除，系统性能受到影响。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种在动态协作下，基于接口容量受限的分布式的CoMP数据传输方法，以在大规模网络场景中，由基站自行决策用户数据的传输类型，提升系统的吞吐量。

本发明的技术方案为：基站根据自身位置划分为三个集合，同一集合中基站同时决策不会产生决策冲突，同一集合中所有基站完成一次决策后通过X2接口通知下一集合中基站进行决策。为充分利用接口容量，本发明将CoMP-JP用户数据类型分为两类：CoMP-JP-S1和CoMP-JP-X2，CoMP-JP-S1用户数据类型是服务基站与协作基站直接通过本地S1接口获取用户数据，CoMP-JP-X2用户数据类型则是服务基站通过S1接口获取用户数据后，再通过X2接口传输给协作基站。每个基站进行决策时，采用贪婪算法从本地CoMP-CB用户中选择转变为CoMP-JP传输模式后获得速率增益最大的用户作为目标用户，服务基站与协作基站通过X2接口交互信息，来决策目标用户采用的传输模式以及用户数据类型，并根据决策结果完成同步协调传输。具体实现步骤如下：

(1)系统初始化：假设系统有Q个基站，用集合Λ＝{1,2,..k..,Q}表示,用户选择接收信号强度最大的基站接入，将基站k∈Λ的本地用户集合表示为：其中k_i是基站k内第i个用户，i＝1,2,..,J_k，J_k是基站k接入的用户总数；

(2)基站k收集本地用户的信道状态信息、白噪声信息、邻居基站信息，并统计每个用户k_i的已用频谱资源和基站空闲频谱资源集合

(3)基站k从用户集合U_k中选择可使用联合波束赋形CoMP-CB技术传输的用户：

(3a)基站k统计每个用户k_i接收的来自基站k的参考信号功率以及来自多个邻居基站的参考信号功率RSRP大小，并记录接收的来自邻居基站的最大参考信号功率为

(3b)设定判决门限值Δ_thres＝3dB，对满足条件的用户采用联合波束赋形CoMP-CB的方式进行传输，并将用户k_i接收的最大参考信号功率对应的邻居基站作为用户的协作基站

(4)基站k初始化三个用户集合，即将CoMP-CB集合与CoMP-JP集合初始化为空，将未标记CoMP-CB集合初始化为 表示基站k第m个CoMP-CB用户，m＝1,2...,M_k，M_k表示基站k内CoMP-CB用户总数；

(5)计算基站k中的S1接口剩余容量：其中C^S1是基站中的S1接口总容量，是基站内非CoMP-CB用户的单位频谱速率,是未标记CoMP-CB集合中用户采用联合波束赋形CoMP-CB的方式进行传输时的单位频谱速率；

(6)计算基站k内未标记CoMP-CB集合中用户采用联合传输CoMP-JP的方式进行传输时带来的速率增益：其中是用户采用联合传输CoMP-JP方式传输时的单位频谱速率；

(7)采用“图的着色理论”将规则蜂窝网中的基站划分为3个基站集合,第j个集合表示为Λ_j,j＝0,1,2，同一集合中的基站可同时进行决策而不引起决策冲突；

(8)基站集合Λ_j中的所有基站k分别从其未标记CoMP-CB集合中选择目标用户k_max ^*，并与目标用户k_max ^*的协作基站进行协商，以决策目标用户采用的传输方式以及用户数据类型:

(8a)基站k从未标记CoMP-CB集合中选择最大速率增益的用户作为目标用户k_max ^*；

(8b)满足条件的基站k将协作请求通过X2接口发送给目标用户k_max ^*的协作基站执行步骤(8c)，不满足条件的基站执行步骤(8e)；

(8c)协作基站为目标用户k_max ^*设计用户数据类型，若基站k与协作基站满足条件：则将用户数据类型设计为CoMP-JP-X2，执行步骤(8d)，若满足条件： $\left\{\begin{array}{c}{O}_{B_c^{k_{\max }^{*}}}^{X2}<R_{{k_{\max }}^{*}}^{\mathrm{JP}}\mathrm{or}{O}_k^{X2}<R_{{k_{\max }}^{*}}^{\mathrm{JP}}\\ O_{B_c^{k_{\max }^{*}}}^{S1}\&GreaterEqual;R_{{k_{\max }}^{*}}^{\mathrm{JP}}\end{array}\right.,$ 则将用户数据类型设计为CoMP-JP-S1，执行步骤(8d)，否则，此次协商失败，执行步骤(8e)，其中与分别表示协作基站的X2接口剩余容量与S1接口剩余容量，表示基站k的X2接口剩余容量；

(8d)协作基站为目标用户选择协作频谱资源：如果目标用户已用频谱资源在协作基站空闲频谱资源集合内，则继续使用作为协作频谱资源，否则，协作基站从自身空闲频谱资源集合与基站k的空闲频谱资源集合的交集中选取目标用户的协作频谱资源，若存在可用协作频谱资源，则协商成功，否则，协商失败；

(8e)协作基站通过X2接口向基站k发送回复信息，若基站k接收到协商成功的回复信息，目标用户采用联合传输CoMP-JP的方式进行传输，基站k与协作基站根据设计的用户数据类型从相应的接口获取用户数据后，同时在协作频谱资源上为目标用户服务，将用户从未标记CoMP-CB集合中移除加入到CoMP-JP集合中，并更新基站的接口容量、资源信息；否则目标用户继续采用联合波束赋形CoMP-CB的方式进行传输，并将目标用户从未标记CoMP-CB集合中移除加入到CoMP-CB集合中；

(9)基站集合Λ_j中的所有基站完成一次决策后，通过X2接口通知基站集合Λ_(j+1)mod3中的基站执行步骤(8)，当系统中所有基站的未标记CoMP-CB用户集合为空时，所有数据传输完成。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本发明将CoMP-JP传输技术中用户数据类型细分为CoMP-JP-S1和CoMP-JP-X2，CoMP-JP-S1用户数据类型是服务基站与协作基站直接通过本地S1接口获取用户数据，CoMP-JP-X2用户数据类型则是服务基站通过S1接口获取用户数据后，再通过X2接口传输给协作基站。

(2)本发明中基站采用动态协作的方式，根据所收集的用户信息以及邻居基站信息，为用户选择最优的协作基站并设计用户数据传输类型，由于为用户服务的协作集合一直是当前最优集合，能最大程度的消除该用户受到的干扰。

(3)本发明采用分布式算法，能更好的适用于实际大规模网络场景。

附图说明

图1是本发明的应用场景图；

图2是本发明的实施流程图；

图3是本发明中基站采用“图的着色理论”的集合划分示意图；

图4是本发明中基站S1接口总容量由小到大变化时对应的用户总速率变化曲线；

图5是本发明中的基站决策迭代次数随网络规模及网络用户数变化的示意图。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的技术方案和效果做进一步描述：

参照图1,本发明的实现场景为多个宏小区共存的大规模蜂窝网络，该网络中共有Q个基站,基站集合Λ＝{1,2,...k..,Q}，每个基站通过S1接口与上层服务网关连接，独立从服务网关获取用户数据，同时各基站与周围的邻居基站通过X2接口连接，进行相应的数据与控制信令交互。网络中无中心控制器，由基站收集用户的信道状态信息，并与邻居基站通过X2接口交互信息，来决策本地用户的数据传输模式。每个基站配有N_t根发射天线，每个用户配有N_c根接收天线，基站k∈Λ到其用户k_i的信道矩阵为该蜂窝网络中，所有基站使用相同的带宽。

参照图2，本发明在图1所示场景中的实现步骤如下：

步骤1，初始化基站集合Λ与基站k∈Λ的用户集合。

(1a)假设系统有Q个基站，用集合Λ＝{1,2,...k..,Q}表示；

(1b)用户选择接收信号强度最大的基站接入，将基站k∈Λ的本地用户集合表示为：其中k_i是基站k内第i个用户，i＝1,2,...,J_k，J_k是基站k接入的用户总数。

步骤2,基站k收集本地用户的信息。

(2a)基站k通过网络中基站间的X2接口获取用户的邻居基站的标号；

(2b)基站k通过发送导频序列获取用户k_i信道状态信息及白噪声信息N₀，其中用户的信道状态信息包括服务基站k到用户k_i的信息状态信息以及邻居基站到用户k_i信道状态信息N_t表示基站的发射天线数，N_c表示用户的接收天线数；

(2c)基站k统计每个用户k_i的已用频谱资源以及基站k内用户未使用的空闲频谱资源集合

步骤3，基站k从用户集合U_k中选择可使用联合波束赋形CoMP-CB技术传输的用户。

(3a)基站k统计每个用户k_i接收的来自基站k的参考信号功率以及来自多个邻居基站的参考信号功率RSRP大小，并记录接收的来自邻居基站的最大参考信号功率为

(3b)设定判决门限值Δ_thres＝3dB，对满足条件的用户采用联合波束赋形CoMP-CB的方式进行传输，并将用户k_i接收的最大参考信号功率对应的邻居基站作为用户的协作基站

步骤4，基站k初始化三个用户集合，即将CoMP-CB集合与CoMP-JP集合初始化为空，将未标记CoMP-CB集合初始化为 表示基站k第m个CoMP-CB用户，m＝1,2...,M_k，M_k表示基站k内CoMP-CB用户总数。

步骤5，基站k计算当前S1接口剩余容量

(5a)基站k采用公式计算所有非CoMP-CB用户k_i的单位频谱速率，其中P表示基站为该用户分配的发射功率，表示基站k到用户k_i的信道矩阵，N₀表示白噪声功率，表示用户受到的来自所有邻居基站的同频干扰，表示基站k到用户k_i的发送编码矩阵，为单位矩阵；

(5b)基站k计算未标记CoMP-CB集合中用户采用联合波束赋形CoMP-CB的方式进行传输时的单位频谱速率

(5b1)基站k计算在CoMP-CB传输模式下到用户的发送编码矩阵。将基站k与协作基站到用户的信道状态信息组合成一个联合信道传输矩阵并采用迫零预处理的方式得到基站k到用户的发送编码矩阵

(5b2)计算未标记CoMP-CB集合中用户采用联合波束赋形CoMP-CB的方式进行传输时的单位频谱速率其中P表示基站为该用户分配的发射功率，表示基站k到用户的信道矩阵，N₀表示白噪声功率，表示用户受到的来自除协作基站以外的其他邻居基站的同频干扰；

(5c)计算基站的S1接口剩余容量为：其中C^S1是基站中的S1接口总容量。

步骤6，基站k计算未标记CoMP-CB集合中用户采用联合传输CoMP-JP的方式进行传输时带来的速率增益

(6a)基站k计算在CoMP-JP传输模式下基站k及协作基站到用户的发送编码矩阵。将基站k与协作基站到用户的信道状态信息组合成一个联合信道传输矩阵并采用迫零预处理的方式得到基站k到用户的发送编码矩阵以及协作基站到用户的发送编码矩阵

(6b)基站k采用公式 $R_{k_m^{*}}^{\mathrm{JP}}={\log }_2(1+\frac{{\left|\right|h_{k,k_m^{*}}{w}_{k,k_m^{*}}+h_{B_c^{k_m^{*}},k_m^{*}}{w}_{B_c^{k_m^{*}},k_m^{*}}\left|\right|}^{2}P}{I_{k_m^{*}}+N_0})$ 计算未标记CoMP-CB集合中用户在CoMP-JP传输模式下的单位频谱速率，其中P表示基站为该用户分配的发射功率，与分别表示基站k与协作基站到用户的信道矩阵,N₀表示白噪声功率，表示用户受到的来自除协作基站以外的其他邻居基站的同频干扰；

(6c)用户采用联合传输CoMP-JP的方式进行传输时带来的速率增益可用以下公式计算： ${\mathrm{\&Theta;}}_{k_m^{*}}=R_{k_m^{*}}^{\mathrm{JP}}-R_{k_m^{*}}^{\mathrm{CB}}.$

步骤7，采用“图的着色理论”将规则蜂窝网中的基站划分为3个集合,第j个集合表示为Λ_j,j＝0,1,2，同一集合中的基站可同时进行决策而不引起决策冲突，如图3所示。图3中采用六边形表示一个基站，给每个基站涂上与邻居基站不同的颜色，相同颜色的基站属于同一个基站集合，可同时进行决策。

步骤8，基站集合Λ_j中的所有基站k分别从其未标记CoMP-CB集合中选择目标用户k_max ^*，并与目标用户k_max ^*的协作基站进行协商，以决策目标用户采用的传输方式以及用户数据类型。

(8a)基站k从未标记CoMP-CB集合中选择最大速率增益的用户作为目标用户k_max ^*；

(8b)满足条件的基站k将协作请求通过X2接口发送给目标用户k_max ^*的协作基站执行步骤(8c)，不满足条件的基站执行步骤(8e)，其中协作请求包括基站与目标用户位置、目标用户使用频谱基站空闲频谱资源及基站剩余X2接口容量信息；

(8c)协作基站接收到基站k的协作请求信息，根据自身接口剩余容量情况为目标用户设计用户数据类型；

(8c1)如果协作基站的X2接口剩余容量与基站k的X2接口剩余容量同时满足条件：协作基站将用户数据类型设计为CoMP-JP-X2，执行步骤(8d)，否则执行步骤(8c2)；

(8c2)若协作基站的S1接口剩余容量可满足条件： $\left\{\begin{array}{c}{O}_{B_c^{k_{\max }^{*}}}^{X2}<R_{{k_{\max }}^{*}}^{\mathrm{JP}}\mathrm{or}{O}_k^{X2}<R_{{k_{\max }}^{*}}^{\mathrm{JP}}\\ O_{B_c^{k_{\max }^{*}}}^{S1}\&GreaterEqual;R_{{k_{\max }}^{*}}^{\mathrm{JP}}\end{array}\right.,$ 协作基站将用户数据类型设计为CoMP-JP-S1，执行步骤(8d)，否则，此次协商失败，执行步骤(8e)；

(8d)协作基站为目标用户选择协作频谱资源：如果目标用户已用频谱资源在协作基站空闲频谱资源集合内，则继续使用作为协作频谱资源，否则，协作基站从自身空闲频谱资源集合与基站k的空闲频谱资源集合的交集中选取目标用户的协作频谱资源，若存在可用协作频谱资源，则协商成功，否则，协商失败；

(8e)协作基站通过X2接口向基站k发送回复信息，基站k根据接收到的回复信息，完成用户数据传输以及基站更新：

(8e1)若基站k接收到协商成功的回复信息，则目标用户k_max ^*采用联合传输CoMP-JP的方式进行传输，基站k与协作基站根据目标用户的数据类型分别通过相应的接口获取目标用户数据，在协作频谱资源上同时为目标用户进行服务，执行步骤(8e2),否则，执行步骤(8e5)；

(8e2)基站更新基站接口剩余容量：若目标用户数据类型为CoMP-JP-S1，则将基站k的S1接口剩余容量更新为将协作基站的S1接口剩余容量更新为执行步骤(8e3)；若用户数据类型为CoMP-JP-X2，则将基站k的S1接口剩余容量更新为将基站k的X2接口剩余容量更新为协作基站的X2接口剩余容量更新为其他接口容量不变，执行步骤(8e3)；

(8e3)基站k与协作基站更新自身空闲资源频谱集合，将目标用户k_max ^*的协作频谱资源分别从基站空闲资源集合中移除，执行步骤(8e4)；

(8e4)基站k将目标用户从未标记CoMP-CB集合中移除，加入到CoMP-JP集合中，执行步骤9；

(8e5)目标用户k_max ^*继续采用联合波束赋形CoMP-CB的方式进行传输，基站k将目标用户从未标记CoMP-CB集合中移除，加入到CoMP-CB集合中，执行步骤9；

步骤9，基站集合Λ_j中的所有基站完成一次决策后，通过X2接口通知基站集合Λ_(j+1)mod3中的基站执行步骤(8)，当系统中所有基站的未标记CoMP-CB用户集合为空时，所有数据传输完成。

本发明的效果可以通过仿真进一步说明：

(1)设置仿真参数，如下表

parameters	Configurations
		基站负载	每个基站最多有50个用户
用户分布	基站交界区域均匀分布
		载波频率	2GHz
系统带宽	100MHz
		基站个数	81个
基站间距离	500米
		基站覆盖半径	288米
基站总发射功率	46dBm
		基站发射天线数	4根
用户接收天线数	4根
		下行传输模式	SU-MIMO
资源分配	每个用户分配一个频谱资源(180kHz)
		功率分配	每个用户均匀分配固定功率

白噪声	-174dBm/Hz
		大尺度信道衰落	128.1+20+37.6log10(d)
阴影衰落	对数正态分布
		S1接口容量	最大1200Mbps
X2接口容量	最大960Mbps
		CoMP用户判决门限Δthres	3dBm

仿真采用的现有技术方法有两种：一是基站内用户采用联合传输CoMP-JP技术进行传输，简称CoMP-JP方案，二基站内用户采用联合波束赋形CoMP-CB技术进行传输，简称CoMP-CB方案，在这两种现有技术方法中，基站都采用动态协作方式且仅通过S1接口获取用户数据。

(2)仿真结果及内容

仿真1，固定每个小区的用户数为50个，在基站S1接口总容量由0bps/Hz变化至12bps/Hz时，用本发明和现有CoMP-JP方案与CoMP-CB方案对用户速率变化进行仿真，结果如图4。

由图4可见，当基站S1接口总容量在0bps/Hz-3bps/Hz时，基站处于接口容量极度不足的情况，此时本发明的用户速率曲线与CoMP-CB方案的用户速率曲线一致，都明显高于CoMP-JP方案；当基站S1接口总容量在3bps/Hz-6bps/Hz时，基站处于接口容量不足的情况，本发明的CoMP用户总速率明显高于其他两种方案，因此可得知本发明中在接口容量受限的情况下，用户的速率可得到很大的提升；

仿真2，固定基站S1接口总容量为5bps/Hz，在基站规模由1个变化至100个的条件下，基站内平均用户数目由0个变化至50个时，对本发明中基站决策的迭代次数进行仿真，得到了迭代次数的柱状图5。图5中横坐标表示基站规模，纵坐标表示基站内平均用户数，竖坐标表示基站决策的迭代次数，并使用柱状图颜色的深浅不同来表示迭代次数多少，颜色越浅，代表基站决策的迭代次数越多。

由图5可见，本发明中的基站决策的迭代次数并不随着网络的规模扩大而增大，只与基站内的用户数量有关，随着用户数量的增多，迭代次数会增加，但由于实际网络中用户数量是有限的，故本发明中的分布式算法能在有限次迭代达到最优结果。

Claims (5)

1.一种基于容量受限的分布式数据传输方法，包括如下步骤：

(1)系统初始化：假设系统有Q个基站，用集合Λ＝{1,2,..k..,Q}表示,用户选择接收信号强度最大的基站接入，将基站k∈Λ的本地用户集合表示为：其中k_i是基站k内第i个用户，i＝1,2,...,J_k，J_k是基站k接入的用户总数；

(2)基站k收集本地用户的信道状态信息、白噪声信息、邻居基站信息，并统计每个用户k_i的已用频谱资源和基站空闲频谱资源集合

(3)基站k从用户集合U_k中选择可使用联合波束赋形CoMP-CB技术传输的用户：

(3a)基站k统计每个用户k_i接收的来自基站k的参考信号功率以及来自多个邻居基站的参考信号功率RSRP大小，并记录接收的来自邻居基站的最大参考信号功率为

(3b)设定判决门限值Δ_thres＝3dB，对满足条件的用户采用联合波束赋形CoMP-CB的方式进行传输，并将用户k_i接收的最大参考信号功率对应的邻居基站作为用户的协作基站

(4)基站k初始化三个用户集合，即将CoMP-CB集合与CoMP-JP集合初始化为空，将未标记CoMP-CB集合初始化为 表示基站k第m个CoMP-CB用户，m＝1,2...,M_k，M_k表示基站k内CoMP-CB用户总数；

(5)基站k计算S1接口剩余容量：其中C^S1是基站中的S1接口总容量，表示基站内非CoMP-CB用户的单位频谱速率，表示未标记CoMP-CB集合中用户采用联合波束赋形CoMP-CB的方式进行传输时的单位频谱速率；

(6)基站k计算未标记CoMP-CB集合中用户采用联合传输CoMP-JP的方式进行传输时带来的速率增益：其中是用户采用联合传输CoMP-JP方式传输时的单位频谱速率；

(7)采用“图的着色理论”将规则蜂窝网中的基站划分为3个基站集合,第j个集合表示为Λ_j,j＝0,1,2，同一集合中的基站可同时进行决策而不引起决策冲突；

(8)基站集合Λ_j中的所有基站k分别从其未标记CoMP-CB集合中选择目标用户k_max ^*，并与目标用户k_max ^*的协作基站进行协商，以决策目标用户采用的传输方式以及用户数据类型:

(8a)基站k从未标记CoMP-CB集合中选择最大速率增益的用户作为目标用户k_max ^*；

(8b)满足条件的基站k将协作请求通过X2接口发送给目标用户k_max ^*的协作基站执行步骤(8c)，不满足条件的基站执行步骤(8e)；

(8c)协作基站为目标用户k_max ^*设计用户数据类型，若基站k与协作基站满足条件：则将用户数据类型设计为CoMP-JP-X2，执行步骤(8d)，若满足条件： $\left\{\begin{array}{c}{O}_{B_c^{k_{\max }^{*}}}^{X2}<R_{{k_{\max }}^{*}}^{\mathrm{JP}}\mathrm{or}{O}_k^{X2}<R_{{k_{\max }}^{*}}^{\mathrm{JP}}\\ O_{B_c^{k_{\max }^{*}}}^{S1}\&GreaterEqual;R_{{k_{\max }}^{*}}^{\mathrm{JP}}\end{array}\right.,$ 则将用户数据类型设计为CoMP-JP-S1，执行步骤(8d)，否则，此次协商失败，执行步骤(8e)，其中与分别表示协作基站的X2接口剩余容量与S1接口剩余容量，表示基站k的X2接口剩余容量；

(8d)协作基站为目标用户选择协作频谱资源：如果目标用户已用频谱资源在协作基站空闲频谱资源集合内，则继续使用作为协作频谱资源，否则，协作基站从自身空闲频谱资源集合与基站k的空闲频谱资源集合的交集中选取目标用户的协作频谱资源，若存在可用协作频谱资源，则协商成功，否则，协商失败；

(8e)协作基站通过X2接口向基站k发送回复信息，若基站k接收到协商成功的回复信息，目标用户采用联合传输CoMP-JP的方式进行传输，基站k与协作基站根据设计的用户数据类型从相应的接口获取用户数据后，同时在协作频谱资源上为目标用户服务，将用户从未标记CoMP-CB集合中移除加入到CoMP-JP集合中，更新基站的接口容量、资源信息；否则目标用户继续采用联合波束赋形CoMP-CB的方式进行传输，并将目标用户从未标记CoMP-CB集合中移除加入到CoMP-CB集合中；

(9)基站集合Λ_j中的所有基站完成一次决策后，通过X2接口通知基站集合Λ_(j+1)mod3中的基站执行步骤8，当系统中所有基站的未标记CoMP-CB用户集合为空时，所有数据传输完成。

2.根据权利要求1所述的一种基于容量受限的分布式CoMP数据传输方法，其中所述步骤(5)中基站内非CoMP-CB用户的单位频谱速率通过如下公式计算：

$R_{k_i}={\log }_2(1+\frac{{\left|\right|h_{k,k_i}{w}_{k,k_i}\left|\right|}^{2}P}{I_{k_i}+N_0})$

其中P表示基站为该用户分配的发射功率，表示基站k到用户k_i的信道矩阵，表示基站k到用户k_i的发送编码矩阵，N₀表示白噪声功率，表示用户受到的来自所有邻居基站的同频干扰。

3.根据权利要求1所述的一种基于容量受限的分布式CoMP数据传输方法，其中所述步骤(5)中基站内未标记CoMP-CB集合中用户采用联合波束赋形CoMP-CB的方式进行传输时的单位频谱速率通过如下公式计算:

$R_{k_m^{*}}^{\mathrm{CB}}={\log }_2(1+\frac{{\left|\right|h_{k,k_m^{*}}{w}_{k,k_m^{*}}\left|\right|}^{2}P}{I_{k_m^{*}}+N_0})$

其中P表示基站为该用户分配的发射功率，表示基站k到用户的信道矩阵，表示基站k到用户的发送编码矩阵，N₀表示白噪声功率，表示用户受到的来自除协作基站以外的其他邻居基站的同频干扰。

4.根据权利要求1所述的一种基于容量受限的分布式CoMP数据传输方法，其中所述步骤(6)中基站未标记CoMP-CB集合中用户采用联合传输CoMP-JP的方式进行传输时的单位频谱速率通过如下公式计算：

$R_{k_m^{*}}^{\mathrm{JP}}={\log }_2(1+\frac{{\left|\right|h_{k,k_m^{*}}{w}_{k,k_m^{*}}+h_{B_c^{k_m^{*}},k_m^{*}}{w}_{B_c^{k_m^{*}},k_m^{*}}\left|\right|}^{2}P}{I_{k_m^{*}}+N_0})$

其中P表示基站为该用户分配的发射功率，与分别表示基站k与协作基站到用户的信道矩阵，与分别表示基站k与协作基站到用户的发送编码矩阵，N₀表示白噪声功率，表示用户受到的来自除协作基站以外的其他邻居基站的同频干扰。

5.根据权利要求1所述的一种基于容量受限的分布式CoMP数据传输方法，其中所述步骤(8b)中基站k向协作基站发送的协作请求，包括：基站与目标用户位置信息、目标用户已用频谱资源基站空闲频谱资源集合及基站X2接口剩余容量