CN108933617B - 协作小区联合发送的控制方法、控制装置及计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种协作小区联合发送的方法和系统。该方法包括：基站根据用户终端的接收信噪比与调制方式确定当前的信道容量；计算若采用联合发送时所述用户终端的功率提升的数值；根据所计算出的用户功率提升的数值确定采用联合发送与非采用联合发送时所述用户终端的信道容量差；以及根据所确定的信道容量差确定是否采用联合发送向所述用户终端传递信息。本发明根据用户终端的接收信噪比及调制方式确定信道容量，并根据该信道容量确定是否采用联合发送的方式向用户终端发送信息。

Description

协作小区联合发送的控制方法、控制装置及计算机可读介质
【技术领域】
本发明涉及计算机通信技术领域，尤其涉及一种协作小区联合发送的控制方法、控制装置及计算机可读介质。
【背景技术】
近年来，随着无线和移动通信业务需求的急速发展，对未来宽带无线通信的性能要求也不断提高，其中很重要的一条指标是小区边缘用户能够获得的通信速率。由于小区边缘用户的性能主要受限于邻小区干扰，故提出以多小区联合发送(即多小区协作发送)来降低小区间干扰。在釆用多小区协作发送的系统中，每个基站都可以看作是虚拟天线，利用类似于多入多出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)的发送技术可以实现使用多个基站为一个或多个用户服务，从而可以把邻小区干扰信号转换为有用信号，提高小区边缘用户的性能。
在高级长期演进(Long term evaluation-Advanced，LTE-A)系统中，为了提高高速数据速率业务的覆盖率，并提高小区边缘和小区平均吞吐率，引入了下行基站间多点协作(Coordinated Multiple Point，以下简称为CoMP)技术。在当前的LTE-A系统中，CoMP技术可以分为两大类：(1)多个小区之间的协作动态调度/波束赋形；(2)多个小区联合处理。多个小区联合处理技术又可以分为：联合传输(Joint Transmission，JT)和动态小区选择(Dynamic Selection，DS)。联合传输可以改善接收信号质量。但是由于小区之间的参考信号(Cell Reference Signal，CRS)/下行业务信道(Physical Downlink Shared Channel，PDSCH)碰撞，会导致协作小区进行联合发送的时候某些资源单元(RE，Resource Element)信号质量恶化，某些资源单元信号质量提升。这样系统性能可能提升也可能恶化。因此，有必要采取相应的措施确定通信系统是否进行联合传输。
【发明内容】
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是如何确定通信系统是否进行联合传输，以确保通信系统的性能稳定。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
一方面，本发明提供一种协作小区联合发送的控制方法，适用于通信系统的基站。所述协作小区联合发送方法包括步骤：
基站根据用户终端的接收信噪比与调制方式确定当前的信道容量；
计算若采用联合发送时所述用户终端的功率提升的数值；
根据所计算出的用户功率提升的数值确定采用联合发送与非采用联合发送时所述用户终端的信道容量差；以及
根据所确定的信道容量差确定是否采用联合发送向所述用户终端传递信息。
进一步地，当所确定的信道容量差大于预设的门限值时，控制采用联合发送的方式向所述用户终端传递信息。
进一步地，当所确定的信道容量差小于预设的门限值时，控制采用非联合发送的方式向所述用户终端传递信息。
进一步地，步骤“根据所计算出的用户功率提升的数值确定采用联合发送与非采用联合发送时所述用户终端的信道容量差”包括：
通过仿真计算不采用联合发送达到所计算出来的用户功率提升数值时所述用户终端的信道容量C1；
通过仿真计算采用联合发送达到所计算出来的用户功率提升数值时所述用户终端的信道容量C2；及
计算根据所计算出来的采用联合发送时所述用户终端的信道容量C2与不采用联合发送时所述用户终端的信道容量C1之差。
进一步地，所述用户终端的信道容量C2＝C1+(1-T)*(CT-C1)，其中，T为协作小区之间的参考信号/下行业务信道的碰撞比，CT为采用联合发送时所述用户终端的功率提升的数值使得用户终端的信道容量所增加到的值。
进一步地，步骤“基站根据用户终端的接收信噪比与调制方式确定当前的信道容量”之前还包括：
所述基站获取用户终端的接收信噪比。
进一步地，所述基站根据所述用户终端反馈的信道状态指示信息获取所述用户的接收信噪比。
较之于现有技术，本发明所提供的协作小区联合发送的控制方法通过获取用户终端的接收信噪比及调制方式确定用户终端的当前信道容量；并计算若采用联合发送时用户终端的功率的提升数值；并根据所计算出的功率的提升数值确定采用联合发送与不采用联合发送时用户终端的信道容量差；以及根据所计算出的信道容量差确定是否采用联合发送的方式向用户终端传递信息。如此，可根据用户终端的接收信噪比、调制方式及信道容量变化确定是否采用联合发送的方式向所述用户终端发送信息，以确保通信系统性能的稳定。
另一方面，本发明提供一种协作小区联合发送的控制装置。该协作小区联合发送的控制装置应用于通信系统的基站中，包括确定模块、第一计算模块、第二计算模块以及控制模块。其中，所述确定模块用于根据用户终端的接收信噪比与调制方式确定当前的信道容量；所述第一计算模块用于计算若采用联合发送时所述用户终端的功率提升的数值；所述第二计算模块用于根据所述第一计算模块所计算出的用户功率提升的数值确定采用联合发送与非采用联合发送时所述用户终端的信道容量差；以及所述控制模块用于根据所述第二计算模块所确定的信道容量差确定是否采用联合发送向所述用户终端传递信息。
进一步地，当所确定的信道容量差大于预设的门限值时，所述控制模块控制采用联合发送的方式向所述用户终端传递信息。
进一步地，当所确定的信道容量差小于预设的门限值时，所述控制模块控制采用非联合发送的方式向所述用户终端传递信息。
进一步地，所述第二计算模块通过仿真计算不采用联合发送达到所计算出来的用户功率提升数值时所述用户终端的信道容量C1；通过仿真计算采用联合发送达到所计算出来的用户功率提升数值时所述用户终端的信道容量C2；及计算采用联合发送时所述用户终端的信道容量C2与不采用联合发送时所述用户终端的信道容量C1之差。
进一步地，所述用户终端的信道容量C2＝C1+(1-T)*(CT-C1)，其中，T为协作小区之间的参考信号/下行业务信道的碰撞比，CT为采用联合发送时所述用户终端的功率提升的数值使得用户终端的信道容量所增加到的值。
进一步地，所述控制装置还包括用于获取用户终端的接收信噪比的获取模块。
进一步地，所述获取模块根据所述用户终端反馈的信道状态指示信息获取所述用户的接收信噪比。
相较于现有技术，本发明所提供的协作小区联合发送的控制装置通过获取用户终端的接收信噪比及调制方式确定用户终端的当前信道容量；并计算若采用联合发送时用户终端的功率的提升数值；并根据所计算出的功率的提升数值确定采用联合发送与不采用联合发送时用户终端的信道容量差；以及根据所计算出的信道容量差确定是否采用联合发送的方式向用户终端传递信息。如此，可根据用户终端的接收信噪比、调制方式及信道容量变化确定是否采用联合发送的方式向所述用户终端发送信息，以确保通信系统性能的稳定。
此外，本发明还提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读存储介质上存储有协作小区联合发送的控制程序，所述控制程序被处理器执行时实现上述所述的协作小区联合发送的控制方法的步骤。
【附图说明】
图1是本第一较佳实施例中的协作小区联合发送的控制方法的步骤流程图。
图2为本发明一实施方式中图1所示步骤204的进一步详细的流程图。
图3是本发明一实施例中的协作小区联合发送的控制装置的程序模块图。
图4是本发明一实施方式中用户终端的信噪比与调制方式之间的曲线分布图。
【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，下面将结合附图及实施例，对本发明进行进一步做清楚、完整地说明。
应当明确，此处所描述的具体实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
为了使本领域技术人员更好的理解本发明实施例的技术方案，首先对本发明实施例的应用场景进行简要介绍。本发明实施例的协作小区联合发送的控制方法应用于无线网络通信系统。该无线网络通信系统包括多个基站和用户终端。其中，所述每一基站位于小区或管控小区的数据传输。该多个基站可在相同的资源上联合向该用户终端发送数据，该用户终端可接收多个小区内的基站的信号。如果所有的小区基站发送相同的数据给该用户终端，来自多个小区基站的有用信号叠加可以提升用户终端接收的信号质量，从而提高系统性能。
请参见图1，其示出了本发明一实施方式中的协作小区联合发送的控制方法(以下简称“控制方法”)的步骤流程图。在本实施例中，根据不同的需求，图1所示的流程图中的步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以省略。
步骤201，基站根据用户终端的接收信噪比和所述用户终端的调制方式确定所述用户终端的当前信道容量。
在一实施方式中，在步骤201之前还包括：基站获取用户终端的接收信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)。具体的，所述基站用户终端(User Equipment，UE)反馈的信道状态指示信息(Channel Status Indicator,CSI)确定用户终端的信噪比。其中，信噪比是指用户终端所接收到的有用信息与所接收到的噪音信息的比值。在本实施方式中，所述信道状态指示信息包括用户终端所接收到的信息量。在另一实施方式中，所述信道状态指示信息包括用户终端的信噪比。
在本实施方式中，所述用户终端的调制方式包括，但不限于，正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keyin，QPSK)或正交幅度调制(Quadrature AmplitudeModulation，QAM)。其中，所述QPSK包括绝对相移和相对相移两种。常见的QAM形式有16QAM、64QAM、256QAM等，16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式。64QAM是指包含64种符号的QAM调制方式。
下面将结合用户终端具体的接受信噪比及调制方式对本发明所提供的协作小区联合发送的控制方法做进一步地详细介绍：
在基于OFDM(orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)的多载波通信系统中，假设调制符号为m＝[m0,m1,…,mU-1]；调制方式包括QPSK，16QAM，64QAM这三种。假设用户终端可以获得信道信息，那么一个符号OFDM系统的信道容量为：
Figure SMS_1
其中，N为OFDM符号的载波数目，L为循环前缀的长度。Cj通过以下公式获得：
Figure SMS_2
其中：
Figure SMS_3
其中，pj表示mj先验概率，hj表示信道响应，Y表示接收信号，N0表示底噪功率。假设p0＝p1＝…＝pU-1＝1/U，hj服从零均值循环对称复高斯分布，那么Cj可以表示如下形式：
Figure SMS_4
通过蒙特卡洛仿真可以得到图4所示不同信噪比与不同的调制方式下通信系统的信道容量。通过查图4就可以得到不同的调制方式下用户终端的各接收信噪比所对应的信道容量。
例如，当用户终端的接收信噪比SNR＝0dB且用户终端的调制方式为BPSK时，则该通信系统当前的信道容量为0.95。当用户终端的接收信噪比SNR＝10dB且用户终端的调制方式为16QAM时，则该通信系统当前的信道容量为2.60。当用户终端的接收信噪比SNR＝20dB且用户终端的调制方式为64QAM时，则该通信系统当前的信道容量为5.10。
步骤202，计算若采用联合发送时所述用户终端的功率提升的数值。
在本实施方式中，基站根据用户终端的路损信息、基站的发射功率计算及用户终端原先的接收功率计算若采用联合发送时所述用户终端的功率的提升数值。其中，基站通过用户终端反馈信息可以得知用户终端路损信息，基站根据自身配置可以得到基站发射功率。
所述用户终端的接收功率提升的数值等于协作小区基站发射功率减去协作小区终端路损。比如协作小区基站发射功率等于10dBm，用户终端的路损为100dB，则用户终端的接收功率提升的数值为(10-100)dBm＝-90dBm。
如果用户终端原先的接收功率为-90dBm，那么这个时候用户终端的功率就提升了10*log10((10^(-90/10)+10^(-90/10))/10^(-90/10))＝3dB。
如果目标用户原先的接收功率为-85dBm，那么这个时候用户功率就提升了10*log10((10^(-90/10)+10^(-85/10))/10^(-85/10))＝1.2dB。
如果目标用户原先的接收功率为-95dBm，那么这个时候用户功率就提升了10*log10((10^(-90/10)+10^(-95/10))/10^(-95/10))＝6.2dB。
步骤203：根据用户终端的功率提升的数值确定采用联合发送与不采用联合发送时所述用户终端的信道容量差。
具体的，针对所述用户终端的同一信噪比及与该信噪比相对于的调制方式，通过仿真计算不采用联合发送时所述用户终端的信道容量C1；同时通过仿真计算采用联合发送时所述用户终端的信道容量C2。
假设小区之间的参考信号/下行业务信道的碰撞比为T。采用联合发送时所述用户终端的功率提升的数值使得用户终端的信道容量在C1的基础上增加到CT(根据图4查表)，那么C2＝C1+(1-T)*(CT-C1)。
根据所计算出来的采用联合发送时所述用户终端的信道容量C2与不采用联合发送时所述用户终端的信道容量C1之差确定所述用户终端的信道容量之差。
步骤204：根据所确定的所述用户终端的信道容量差确定是否需要采用联合发送向所述用户终端传递信息。
请参见图2其示出了图1中步骤204的详细的流程图。
步骤2041：判断所述信道容量差是否大于一预设的门限值。若是，则执行步骤2042；若否，则执行步骤2043。
步骤2042，控制采用联合发送的方式向所述用户终端传递信息。
在一实施方式中，所述通信系统包括目标小区和协作小区，当所述通信系统的目标小区或协作小区导频映射到相应的资源位置时，控制所述协作小区不向该资源位置处的用户终端发送协作业务数据。在另一实施方式中，当所述通信系统的目标小区或协作小区导频未映射到相应的资源位置时，控制所述协作小区根据目标小区业务数据映射方式进行协作业务数据映射，并发送协作业务数据。
步骤2043，控制采用非联合发送的方式向所述用户终端传递信息。
在本实施方式中，控制采用动态小区选择的方式向所述用户终端传递信息。
较之于现有技术，本发明所提供的协作小区联合发送的控制方法通过获取用户终端的接收信噪比及调制方式确定用户终端的当前信道容量；并计算若采用联合发送时用户终端的功率的提升数值；并根据所计算出的功率的提升数值确定采用联合发送与不采用联合发送时用户终端的信道容量差；以及根据所计算出的信道容量差确定是否采用联合发送的方式向用户终端传递信息。如此，可根据用户终端的接收信噪比、调制方式及信道容量变化确定是否采用联合发送的方式向所述用户终端发送信息，以确保通信系统性能的稳定。
请参见图3，其示出了本发明一实施方式中的协作小区联合发送的控制装置(以下简称“控制装置”)的示意图。该控制装置300包括一获取模块301、一确定模块302、一第一计算模块303、一第二计算模块304以及一控制模块305。
所述获取模块301配置为获取用户终端的接收信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)。具体的，所述基站用户终端反馈的CSI确定用户终端的信噪比。其中，信噪比是指用户终端所接收到的有用信息与所接收到的噪音信息的比值。在本实施方式中，所述信道状态指示信息包括用户终端所接收到的信息量。在另一实施方式中，所述信道状态指示信息包括用户终端的信噪比。
所述确定模块302配置为根据所获取到的接收信噪比和所述用户终端的调制方式确定所述用户终端的当前信道容量。
在本实施方式中，所述用户终端的调制方式包括，但不限于，正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keyin，QPSK)或正交幅度调制(Quadrature AmplitudeModulation，QAM)。其中，所述QPSK包括绝对相移和相对相移两种。常见的QAM形式有16QAM、64QAM、256QAM等，16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式。64QAM是指包含64种符号的QAM调制方式。
所述第一计算模块303，配置为计算若采用联合发送时所述用户终端的功率提升的数值。在本实施方式中，所述第一计算模块303根据路损信息和发射功率计算若采用联合发送时所述用户终端的功率的提升数值。其中，所述路损信息由所述用户终端反馈给所述基站。路损信息为用户终端所接收到的信息与基站发送给所述用户终端的信息的比值。
所述第二计算模块304，配置为根据用户终端的功率提升的数值确定采用联合发送与不采用联合发送时所述用户终端的信道容量差。具体的，针对所述用户终端的同一信噪比及与该信噪比相对应的调制方式，第二计算模块304通过仿真计算不采用联合发送时所述用户终端的信道容量C1，同时通过仿真计算采用联合发送时所述用户终端的信道容量C2。之后，第二计算模块304根据所计算出来的采用联合发送时所述用户终端的信道容量C2与不采用联合发送时所述用户终端的信道容量C1之差确定所述用户终端的信道容量的变化。
所述控制模块305配置为根据所确定的所述用户终端的信道容量差确定是否需要采用联合发送向所述用户终端传递信息。具体的，所述控制模块305判断所述信道容量差是否大于一预设的门限值。当所述信道容量差大于所预设的门限值时，控制采用联合发送的方式向所述用户终端传递信息。当所述信道容量差小于所预设的门限值时，控制采用非联合发送的方式如采用动态小区选择的方式向所述用户终端传递信息。
在一实施方式中，所述通信系统包括目标小区和协作小区，当所述通信系统的目标小区或协作小区导频映射到相应的资源位置时，控制所述协作小区不向该资源位置处的用户终端发送协作业务数据。进一步地，当所述通信系统的目标小区或协作小区导频未映射到相应的资源位置时，控制所述协作小区根据目标小区业务数据映射方式进行协作业务数据映射，并发送协作业务数据。较之于现有技术，本发明所提供的协作小区联合发送的控制装置通过获取用户终端的接收信噪比及调制方式确定用户终端的当前信道容量；并计算若采用联合发送时用户终端的功率的提升数值；并根据所计算出的功率的提升数值确定采用联合发送与不采用联合发送时用户终端的信道容量差；以及根据所计算出的信道容量差确定是否采用联合发送的方式向用户终端传递信息。如此，可根据用户终端的接收信噪比、调制方式及信道容量变化确定是否采用联合发送的方式向所述用户终端发送信息，以确保通信系统性能的稳定。
此外，本发明还提供一种计算机可读介质。该计算机可读介质上存储有本发明所提供的协作小区联合发送的控制程序，即图3所示的控制装置300的各程序模块存储在该计算机可读存储介质上。该控制程序被处理器(图未示)执行，以实现本发明所提供的所述的协作小区联合发送的控制方法的步骤。其中，该处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。该处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种协作小区联合发送的控制方法，适用于通信系统的基站；其特征在于，所述协作小区联合发送的控制方法包括：
基站根据用户终端的接收信噪比与调制方式确定当前的信道容量；
计算若采用联合发送时所述用户终端的功率提升的数值；
根据所计算出的用户功率提升的数值确定采用联合发送与非采用联合发送时所述用户终端的信道容量差；
根据所确定的信道容量差确定是否采用联合发送向所述用户终端传递信息；
其中，所述根据所计算出的用户功率提升的数值确定采用联合发送与非采用联合发送时所述用户终端的信道容量差的步骤包括：
通过仿真计算不采用联合发送达到所计算出来的用户功率提升数值时所述用户终端的信道容量C1；
通过仿真计算采用联合发送达到所计算出来的用户功率提升数值时所述用户终端的信道容量C2；及
计算根据所计算出来的采用联合发送时所述用户终端的信道容量C2与不采用联合发送时所述用户终端的信道容量C1之差；
所述用户终端的信道容量C2＝C1+(1-T)*(CT-C1)，其中，T为协作小区之间的参考信号/下行业务信道的碰撞比，CT为采用联合发送时所述用户终端的功率提升的数值使得用户终端的信道容量所增加到的值。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所确定的信道容量差大于预设的门限值时，控制采用联合发送的方式向所述用户终端传递信息。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所确定的信道容量差小于预设的门限值时，控制采用非联合发送的方式向所述用户终端传递信息。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基站根据用户终端的接收信噪比与调制方式确定当前的信道容量的步骤之前还包括：
所述基站获取用户终端的接收信噪比。
5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述基站根据所述用户终端反馈的信道状态指示信息获取所述用户终端的接收信噪比。
6.一种协作小区联合发送的控制装置，运行于通信系统的基站；其特征在于，所述控制装置包括：
确定模块，用于根据用户终端的接收信噪比与调制方式确定当前的信道容量；
第一计算模块，用于计算若采用联合发送时所述用户终端的功率提升的数值；
第二计算模块，用于根据所述第一计算模块所计算出的用户功率提升的数值确定采用联合发送与非采用联合发送时所述用户终端的信道容量差；以及
控制模块，用于根据所述第二计算模块所确定的信道容量差确定是否采用联合发送向所述用户终端传递信息；
其中，所述第二计算模块通过仿真计算不采用联合发送达到所计算出来的用户功率提升数值时所述用户终端的信道容量C1；通过仿真计算采用联合发送达到所计算出来的用户功率提升数值时所述用户终端的信道容量C2；及计算采用联合发送时所述用户终端的信道容量C2与不采用联合发送时所述用户终端的信道容量C1之差；
所述用户终端的信道容量C2＝C1+(1-T)*(CT-C1)，其中，T为协作小区之间的参考信号/下行业务信道的碰撞比，CT为采用联合发送时所述用户终端的功率提升的数值使得用户终端的信道容量所增加到的值。
7.如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，当所确定的信道容量差大于预设的门限值时，所述控制模块控制采用联合发送的方式向所述用户终端传递信息。
8.如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，当所确定的信道容量差小于预设的门限值时，所述控制模块控制采用非联合发送的方式向所述用户终端传递信息。
9.一种计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质上存储有协作小区联合发送的控制程序，所述控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任意一项所述的协作小区联合发送的控制方法的步骤。
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