CN104901728B - 基于时间检测的动静态分簇结合策略 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于时间检测的动静态分簇结合策略，包括以下步骤：对时间段Lm内的n个分簇信息集合进行比较判断；在时间段Lm+1内，对时间段Lm内的结构固定不变的簇和出现频率较高的簇作静态分簇处理，对时间段Lm内的结构明显变化的簇做动态分簇处理；在时间段Lm+2内，对时间段Lm+1内的所有基站作动态分簇处理，m＝1、3、5、……。本发明的有益之处在于：(1)将动态分簇和静态分簇结合，既更好地适应了信道状态变化，又降低了复杂度和系统开销；(2)进行周期性地检测和调整，既避免了错误利用某些簇结构形成的偶然性和特殊性，又有效地利用了历史分簇信息，使系统的负载降低；(3)定期处理历史分簇信息，有效防止了中心单元内存溢出。
Description
技术领域
本发明涉及一种动静态分簇结合策略，具体涉及一种基于时间检测的动静态分簇结合策略，属于通信技术领域。
背景技术
随着智能终端与多媒体的普及应用与多元化，人们对无线通信的传输速率要求越来越高，为了满足这些需求，LTE(Long Term Evolution)3GPP(the Third GenerationPartnership Project)标准引入了单用户和多用户MIMO(multiple-input and multiple-output)技术，同时通过协作多点传输(CoMP)，提高小区边缘用户的吞吐量，消除小区间干扰。协作多点传输CoMP(coordinated multipoint)一般基于基站间共享哪些信息分为两类：CoMP joint processing(CoMP-JP)和CoMP coordinated beamforming(CoMP-CB)。
CoMP-CB只需要协作的基站间共享CSI和调度信息。CoMP-CB也称为空间ICI协作(ICIC)，保持了小区的概念：在每个小区中，基站对用户形成波束，不仅增强了对自己小区中目标用户的信号强度，而且减少了对相邻小区用户的干扰。每个基站只需要知道发给目标用户的数据信息和相邻小区的CSI与调度信息。与JP相比，CB减小了对backaul容量的要求，但是只是避免ICI，却没有积极开发利用ICI。
对于CoMP-JP，数据和CSI都需要通过基站和中心处理单元(central unit CU)间的backhaul进行共享。CU可以是一个独立的单元，也可以与基站协作，换句话说，就是每个BS都可以充当CU。JP使得多个协作基站像一个大的多天线基站一样，分布式天线阵列形成波束发向其覆盖区域内的各个用户。JP对backaul链路、基站间信号和数据的同步性有较高的要求。
CoMP可以显著提高频谱效率和边缘用户的吞吐量，但是在回程反馈(backhaul)上要求额外的信号发送开销，尤其是在联合处理信号中。为了降低这些额外的开销或使这些额外开销可控，只有有限的基站间能够协作，选择哪些基站进行协作，即为分簇。
分簇技术一般可以分为两大类，即：静态分簇和动态分簇。
静态分簇是基于时不变信息建立，比如基站位置和信号传播特性，还有潜在的用户设备(user equipment，UE)位置，分簇结构一般在小区规划时就已确定，且一旦确定就不再改变。一般假设协作发生在不超过三个的小区中。
动态分簇是基于信道状态信息动态地选择最佳协作集合。基站在一个相干时间内通过用户反馈的信道状态信息，重新调整选择与自己协作的基站。
静态分簇相比于动态分簇，复杂度较低，但是不能更好地适应信道状态的变化。
动态分簇更加灵活，但也带来了更高的复杂度、更大的开销以及对反馈链路的更高要求。
如果将全部的基站进行静态分簇，将不能保证分簇时时最优性；如果将全部的基站进行动态分簇，将存在负载和开销较大的问题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于时间检测的动静态分簇结合策略，该策略将动态分簇和静态分簇结合，扬长避短，在保证提高系统容量的同时，既可以更好地适应信道状态变化，又可以减小复杂度以及系统开销。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种基于时间检测的动静态分簇结合策略，其特征在于，包括以下步骤：
Step1：根据用户反馈的信道状态信息，对基站进行动态分簇，每隔T时间基站根据用户反馈进行一次协作集合的调整；
Step2：令L＝nT，以L为一个大周期，中心单元将每个T时段内的分簇结果存储在一个集合里，时间L内共有n个集合；
Step3：在时间段Lm后，m＝1、3、5、……，对时间段Lm内的n个分簇信息集合进行比较判断，将集合中的簇划分成三类：结构固定不变的簇、结构明显变化的簇、出现频率较高的簇；
Step4：在时间段Lm+1内，对时间段Lm内的结构固定不变的簇和出现频率较高的簇作静态分簇处理，对时间段Lm内的结构明显变化的簇做动态分簇处理，在动态分簇处理过程中备选协作基站不包括作静态处理的基站；
Step5：在时间段Lm+2内，对时间段Lm+1内的所有基站作动态分簇处理。
前述的基于时间检测的动静态分簇结合策略，其特征在于，对于作静态分簇处理的基站，选择它们在各自时间段内的协作组合成员作为后一个时间段的协作基站。
前述的基于时间检测的动静态分簇结合策略，其特征在于，在整个分簇以及协作处理过程中，中心单元只保存当前时刻所在大周期的前一个大周期内的分簇信息。
本发明的有益之处在于：
(1)将动态分簇和静态分簇结合，扬长避短，既更好地适应了信道状态变化，又降低了复杂度和系统开销；
(2)进行周期性地检测和调整，既避免了错误利用某些簇结构形成的偶然性和特殊性，又有效地利用了历史分簇信息，使系统的负载降低；
(3)定期处理历史分簇信息，有效防止了中心单元内存溢出。
附图说明
图1是基于时间和分簇结构的举例说明图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
本发明的基于时间检测的动静态分簇结合策略，其包括以下步骤：
Step1：动态分簇
用户收集各基站的信道状态信息，并将收集到的这些信道状态信息反馈给自己的服务基站，根据用户反馈的信道状态信息，对基站进行动态分簇，每隔T时间基站根据用户反馈进行一次协作集合的调整。
Step2：收集历史分簇信息
令L＝nT，以L为一个大周期，中心单元将每个T时段内的分簇结果存储在一个集合里，时间L内共有n个集合。
Step3：整理历史分簇信息
在第一个时间段L1后，对时间段L1内的n个分簇信息集合进行比较判断，将集合中的簇划分成三类：
(1)结构固定不变的簇；
(2)结构明显变化的簇；
(3)出现频率较高的簇。
Step4：利用历史分簇信息进行动静态结合分簇
在第二个时间段L2内，对于时间段L1内的结构固定不变的簇和出现频率较高的簇，在第二个时间段L2内不再考虑这些簇内的基站成员调整问题，相当于对这些簇作静态分簇处理；对于时间段L1内的结构明显变化的簇，在第二个时间段L2内对这些簇做动态分簇处理，在动态分簇处理过程中备选协作基站不包括作静态处理的基站。
在一定时长内，对于簇结构固定或变化频率较小的基站，可以认为它们的信道状态比较稳定，没必要因为偶尔的波动而花费开销为其重新分簇，将这个作为参考信息，那么在下一个固定周期内可以假设它们仍然较稳定，对其做静态分簇处理，与传统的全部基站进行动态分簇相比，可以大大减少开销和负载以及复杂度。
在一定时长内，对于簇结构变化较明显的基站，可以认为它们的信道状态不太稳定，对其做动态分簇处理，相比于全部基站进行静态分簇，可以更好地适应信道状态变化，保证对边缘用户的公平性。
Step5：重新进行动态分簇且有优先考虑对象
在第三个时间段L3内，对时间段L2内的所有基站作动态分簇处理。
对于在第二个时间段L2内作静态分簇处理的基站，在时间段L3内选择协作基站时，可以优先考虑它们在时间段L2内的协作组合成员，也就是说，对于作静态分簇处理的基站，选择它们在各自时间段内的协作组合成员作为后一个时间段的协作基站，这样可以有效减少计算量、复杂度以及负载。
Step6：整理判断上一个周期的分簇信息
在第三个时间段L3后，对时间段L3内的n个分簇信息集合进行比较判断，将集合中的簇划分成三类：结构固定不变的簇、结构明显变化的簇、出现频率较高的簇。
Step7：利用上一个周期的分簇信息作出分簇决策
在第四个时间段L4内，对时间段L3内的结构固定不变的簇和出现频率较高的簇作静态分簇处理，对时间段L3内的结构明显变化的簇做动态分簇处理，在动态分簇处理过程中备选协作基站不包括作静态处理的基站。
Step8：再次重新动态分簇
在第五个时间段L5内，对时间段L4内的所有基站作动态分簇处理。
照此依次向下进行，即在第5个时间段L5后，首先对时间段L5内的n个分簇信息集合进行比较判断，将集合中的簇划分成三类：结构固定不变的簇、结构明显变化的簇、出现频率较高的簇，然后在第6个时间段L6内，对时间段L5内的结构固定不变的簇和出现频率较高的簇作静态分簇处理，对时间段L5内的结构明显变化的簇做动态分簇处理，在动态分簇处理过程中备选协作基站不包括作静态处理的基站，最后在第7个时间段L7内，对时间段L6内的所有基站作动态分簇处理。
在此整个分簇以及协作处理过程中，中心单元既可以定期处理历史分簇信息，例如，在每S个周期L内(S>1)，可以将前S-1个周期L内的分簇信息清空，即只保存当前时刻所在大周期的前一个大周期内的分簇信息，也可以在每个周期L内都处理历史分簇信息，即只保存当前时刻所在大周期的前一个大周期内的分簇信息。定期或及时处理历史分簇信息，可以防止中心单元内存溢出。
从整体来说，基站的簇结构一直是在动态调整的，本发明的动静态分簇结合策略在调整过程中，参考了历史分簇信息，所以有部分基站相当于作了静态分簇处理，动中有静，动静结合。
下面结合图1，进一步说明本发明的动静态分簇结合策略。
图1是本发明实施例中基于时间和分簇结构的举例说明图。
在图1中，簇结构(1，2，3)和簇结构(4，5，10)在周期L1内频繁出现，那么在下一个周期L2内将不再重新为其分簇，直接将簇结构(1，2，3)和簇结构(4，5，10)划为簇，对于剩下的基站，则重新进行分簇；簇结构(7，11，14)在周期L2内频繁出现，说明周期L2内的信道状态相比于周期L1内的信道状态发生了变化，所以在周期L2内要对所有成员重新进行动态分簇，以防止信道状态发生较大变化时利用过时的历史分簇信息作为错误参考的情况发生，这样一来保证了动静分簇结合策略对信道状态的适应性以及最优性。
当然，上述情况只是举例说明了信道在两个周期内发生较大变化的特例，所以在周期L3内对所有基站进行动态分簇，可以保证及时调整分簇偏差。即使信道状态在两个周期内未发生较大变化，在周期L3内所做的处理(对前一时间段内的所有基站作动态分簇处理)也可以起到防微杜渐的作用。
由此可见，本发明的基于时间检测的动静态分簇结合策略，其将动态分簇和静态分簇结合，扬长避短，在保证提高系统容量的同时，既可以更好地适应信道状态变化，又可以减小复杂度以及系统开销。也就是说，本发明的动静态分簇结合策略既利用了动态和静态分簇的优点，又中和减少了它们的缺点。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.基于时间检测的动静态分簇结合策略，其特征在于，包括以下步骤：
Step1：根据用户反馈的信道状态信息，对基站进行动态分簇，每隔T时间基站根据用户反馈进行一次协作集合的调整；
Step2：令L＝nT，以L为一个大周期，中心单元将每个T时段内的分簇结果存储在一个集合里，时间L内共有n个集合；
Step3：在时间段Lm后，m＝1、3、5、……，对时间段Lm内的n个分簇信息集合进行比较判断，将集合中的簇划分成三类：结构固定不变的簇、结构明显变化的簇、出现频率较高的簇；
Step4：在时间段Lm+1内，对时间段Lm内的结构固定不变的簇和出现频率较高的簇作静态分簇处理，对于作静态分簇处理的基站，选择它们在各自时间段内的协作组合成员作为后一个时间段的协作基站，对时间段Lm内的结构明显变化的簇做动态分簇处理，在动态分簇处理过程中备选协作基站不包括作静态处理的基站；
Step5：在时间段Lm+2内，对时间段Lm+1内的所有基站作动态分簇处理。
2.根据权利要求1所述的基于时间检测的动静态分簇结合策略，其特征在于，在整个分簇以及协作处理过程中，中心单元只保存当前时刻所在大周期的前一个大周期内的分簇信息。
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