專利名稱：協(xié)作傳輸節(jié)點和配對用戶的選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多用戶聯(lián)合傳輸或聯(lián)合處理下協(xié)作傳輸節(jié)點和配對用戶的選擇方法。
背景技術(shù)：
協(xié)作多點(Cooperating Multi-point, CoMP)傳輸技術(shù)在多輸入多輸出的正交步頁分復(fù)用(Multiple-Input Multiple-Output-OrthogonalFrequency DivisionMultiplexing, MIM0-0FDM)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過基站間、用戶間、基站和中繼節(jié)點間、用戶和中繼節(jié)點間的相互協(xié)作，解決了小區(qū)間同頻干擾和用戶終端的最小天線配置問題，可以有效地提高小區(qū)邊緣用戶的性能和扇區(qū)吞吐量，同時不給終端帶來較大的復(fù)雜度提升。其 中，多用戶(Multi-User, MU)-聯(lián)合傳輸(JointTransmission, JT)/聯(lián)合處理(JointProcessing, JP)技術(shù)能夠在不犧牲相鄰小區(qū)用戶性能的基礎(chǔ)上為小區(qū)邊緣用戶帶來性能提升，從而具有廣泛的研究和應(yīng)用場景。在MU-CoMP技術(shù)中，首先要為CoMP用戶選擇協(xié)作傳輸節(jié)點(即傳輸集合)和傳輸集合下的配對用戶。在傳統(tǒng)小區(qū)的MU-MMO中，基站需要知道與所有用戶之間的信道矩陣進行用戶配對，但是在多用戶多點協(xié)作的節(jié)點選擇和用戶選擇中，如果仍然要獲知所有用戶與測量集合接入節(jié)點(Access Point, AP)的信道信息，從系統(tǒng)級來看，這就要求所有設(shè)備(User Equipment,UE)要測量與所有測量集合內(nèi)的AP之間的信道信息并反饋。顯然，這樣做會給用戶、基站和空口、回程backhaul帶來很大負荷。同時，也會給基站增加極大的計算復(fù)雜度。因此，在MU-CoMP的協(xié)作節(jié)點和配對用戶選擇過程中，如何降低空口和基站間backhaul的反饋和開銷、減少基站的計算復(fù)雜度,是MU-CoMP技術(shù)研究中必不可少的部分。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠降低空口和基站間backhaul的反饋和開銷、減少基站的計算復(fù)雜度的多用戶聯(lián)合傳輸或聯(lián)合處理下協(xié)作傳輸節(jié)點和配對用戶的選擇方法。( 二 )技術(shù)方案為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種協(xié)作傳輸節(jié)點和配對用戶的選擇方法，該方法包括步驟SI.根據(jù)請求用戶的傳輸質(zhì)量需求及相鄰接入節(jié)點的負載情況，為請求用戶選擇候選協(xié)作傳輸節(jié)點，組成候選協(xié)作傳輸節(jié)點集合；S2.候選協(xié)作傳輸節(jié)點集合覆蓋范圍內(nèi)的用戶測量并反饋該用戶與其接入節(jié)點以及與請求用戶的接入節(jié)點之間的信道信息； S3.根據(jù)所述信道信息，構(gòu)建聯(lián)合信道矩陣，根據(jù)請求用戶的接入節(jié)點及候選協(xié)作傳輸節(jié)點的負載及業(yè)務(wù)狀態(tài)，選擇最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點，及其覆蓋范圍內(nèi)的最優(yōu)的配對用戶，并告知所述請求用戶的接入節(jié)點以及所述最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點。優(yōu)選地，所述候選協(xié)作傳輸節(jié)點屬于所述請求用戶測量集合。優(yōu)選地，步驟SI包括SI. I各用戶分別向其接入節(jié)點反饋該用戶與其接入節(jié)點之間的信道信息，請求用戶向其接入節(jié)點反饋與所述請求用戶測量集合內(nèi)的 全部接入節(jié)點的信道信息；SI. 2決策功能節(jié)點根據(jù)請求用戶反饋的信道信息及其它接入節(jié)點的負載情況，為所述請求用戶確定候選協(xié)作傳輸節(jié)點集合，并向其發(fā)送請求。優(yōu)選地，步驟S3包括S3. I候選協(xié)作傳輸節(jié)點向決策功能節(jié)點傳遞其覆蓋范圍內(nèi)的配對用戶與所述請求用戶的接入節(jié)點之間的信道信息；S3. 2由決策功能節(jié)點根據(jù)候選協(xié)作傳輸節(jié)點傳遞的信道信息以及所述請求用戶反饋的信道信息，構(gòu)建聯(lián)合信道矩陣，并根據(jù)請求用戶及候選協(xié)作傳輸節(jié)點的接入節(jié)點的負載及業(yè)務(wù)狀態(tài)，選擇最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點，及其覆蓋范圍內(nèi)的最優(yōu)的配對用戶，并告知所述請求用戶的接入節(jié)點以及所述最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點。優(yōu)選地，步驟S3之后還包括步驟S4.所述請求用戶的接入節(jié)點與所述最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點交互傳輸數(shù)據(jù)，并向所述請求用戶和最優(yōu)的配對用戶組聯(lián)合傳輸數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，在步驟SI包括SI. I各用戶分別向其接入節(jié)點反饋該用戶與其接入節(jié)點之間的信道信息，請求用戶向其接入節(jié)點反饋與全部接入節(jié)點的信道信息；SI. 2所述請求用戶的接入節(jié)點根據(jù)請求用戶反饋的信道信息及其它接入節(jié)點的負載情況，為所述請求用戶確定候選協(xié)作傳輸節(jié)點集合，并向其發(fā)送請求。優(yōu)選地，步驟S3包括S3. I候選協(xié)作傳輸節(jié)點根據(jù)其管轄范圍內(nèi)的配對用戶反饋的信道信息，在本小區(qū)用戶集合中選擇本小區(qū)最優(yōu)的配對用戶，并告知所述請求用戶的接入節(jié)點，并向其傳遞所述最優(yōu)的配對用戶與該候選協(xié)作傳輸節(jié)點及與所述請求用戶的接入節(jié)點之間的信道信息，同時傳遞所述最優(yōu)的配對用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；S3. 2所述請求用戶的接入節(jié)點根據(jù)所述最優(yōu)的配對用戶與其候選協(xié)作傳輸節(jié)點及與所述請求用戶的接入節(jié)點之間的信道信息，以及所述請求用戶反饋的信道信息，構(gòu)建聯(lián)合信道矩陣，并根據(jù)請求用戶的接入節(jié)點及候選協(xié)作傳輸節(jié)點的負載及業(yè)務(wù)狀態(tài)，選擇最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點，及其覆蓋范圍內(nèi)的最優(yōu)的配對用戶，并告知所述最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點，同時傳遞所述請求用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，步驟SI包括SI. I各用戶分別向其接入節(jié)點反饋該用戶與其接入節(jié)點之間的信道信息，請求用戶向其接入節(jié)點反饋與全部接入節(jié)點的信道信息；SI. 2所述請求用戶的接入節(jié)點根據(jù)請求用戶反饋的信道信息與相鄰小區(qū)交互的運輸層接口信息，為所述請求用戶確定協(xié)作傳輸節(jié)點集合，并向其發(fā)送請求，同時傳遞所述請求用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，在步驟S3中，協(xié)作傳輸節(jié)點根據(jù)其管轄范圍內(nèi)的配對用戶反饋的信道信息及負載情況，在本小區(qū)用戶集合中選擇本小區(qū)最優(yōu)的配對用戶，告知所述請求用戶的接入節(jié)點，并向其傳遞所述最優(yōu)的配對用戶與該候選協(xié)作傳輸節(jié)點及與所述請求用戶的接入節(jié)點之間的信道信息，同時傳遞所述配對用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。 優(yōu)選地，步驟S3后還包括步驟S4.所述請求用戶的接入節(jié) 點與所述最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點集合根據(jù)約定的傳輸方式向所述請求用戶和所述最優(yōu)的配對用戶組聯(lián)合傳輸數(shù)據(jù)。(三)有益效果本發(fā)明的方法將由于需要獲知候選配對用戶與請求用戶的AP之間的信道信息而進行的測量范圍，從原有的測量集合內(nèi)所有用戶降低到候選協(xié)作傳輸節(jié)點集合服務(wù)的用戶，從而降低了空口的開銷和AP間backhaul的信令交互，能以較小的信令開銷，高效的利用聯(lián)合傳輸/處理技術(shù)的優(yōu)勢，提高系統(tǒng)吞吐量以及邊緣用戶吞吐量，并改善系統(tǒng)的公平性。


圖I為依照本發(fā)明一種實施方式的協(xié)作傳輸節(jié)點和配對用戶的選擇方法中多用戶聯(lián)合傳輸或處理系統(tǒng)傳輸模型示意圖；圖2為依照本發(fā)明一種實施方式的協(xié)作傳輸節(jié)點和配對用戶的選擇方法流程圖；圖3為依照本發(fā)明一種實施方式的集中式控制的協(xié)作傳輸節(jié)點和配對用戶的選擇方法流程圖；圖4為依照本發(fā)明一種實施方式的第一分布式控制的協(xié)作傳輸節(jié)點和配對用戶的選擇方法流程圖；圖5為依照本發(fā)明一種實施方式的第二分布式控制的協(xié)作傳輸節(jié)點和配對用戶的選擇方法流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明提出的協(xié)作傳輸節(jié)點和配對用戶的選擇方法，結(jié)合附圖及實施例詳細說明如下。由于MU-JT/JP的節(jié)點選擇和用戶選擇的開銷主要是在用戶配對過程產(chǎn)生的，需要獲知候選配對用戶UEf與請求APl之間的信道信息Hil而進行的測量和交互開銷。因而發(fā)明點的方法關(guān)注MU-JT/JP下的節(jié)點選擇和用戶選擇的信令和反饋設(shè)計，盡可能避免在選擇過程中使用所有候選配對用戶的全部聯(lián)合信道矩陣，從而降低UE的測量、反饋及AP間的信令開銷。本發(fā)明旨在提供一種MU-JT/JP下協(xié)作傳輸節(jié)點和配對用戶的選擇方法，以降低反饋及開銷。對于MU-JT/JP系統(tǒng)而言，包括基站、AP和UE。其中，基站內(nèi)的各節(jié)點之間認為具有理想的backhaul連接；基站間的各節(jié)點之間需要通過有延時的X2接口相連接。如圖I所示，在MU-JT/JP系統(tǒng)中，UEl為APl下發(fā)起MU-JP請求的用戶，AP2，…，η為其測量集合，APn下的用戶為UE^i e (I，2，...，In)，其中，In為接入節(jié)點APn覆蓋下的用戶個數(shù)。。APl選擇AP2及AP2下的用戶UE2進行MU_JT/JP，AP1與AP2同時向UEl和UE2傳輸數(shù)據(jù)。因此當UEl發(fā)起MU-JT/JP請求時，決策功能節(jié)點(可以為集中式的處理模塊，如某個基站)需要進行兩部分選擇決策I)協(xié)作節(jié)點的選擇，即AP2的選擇2)協(xié)作節(jié)點下與UEl配對的用戶的選擇，即UE2的選擇針對API、UE1、候選節(jié)點APn及其用戶UEf，在正常通信過程中，每個AP已知與自己管理的所有UE之間的信道信息和業(yè)務(wù)狀態(tài)，每個UE已知與各自接入AP之間的信道信息(Hn，Hin);同時UEl可以根據(jù)API的信令指示，測量與指定的AP之間的信道信息(Hln)。然而，相比傳統(tǒng)小區(qū)的正常通信過程，在MU-JT/JP的節(jié)點選擇和用戶選擇中，決策功能節(jié)點仍然需要獲知候選配對用戶UEf與APl之間的信道信息(Hil)。從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來看，這將要求所有UE測量與測量集合內(nèi)的所有AP之間的信道信息并反饋，顯然是不合理、不可行的。MU-MIMO處理會選擇兩個或多個信道空間正交性較強的用戶作為用戶組，在同一時頻資源上共同傳輸數(shù)據(jù)，即要求(Hn，Hln)與(Hn，Hin)具有較強的正交性，其中Hln由APn決定，(Hn，Hin)由UE^決定。在小區(qū)內(nèi)UE數(shù)量足夠的情況下，由于多用戶分集的存在，因此可以假設(shè)在任意小區(qū)內(nèi)，總能找到一個用戶，使得該用戶與UEl的信道空間滿足正交性要求。因此，如圖2所示，依照本發(fā)明一種實施方式的多用戶聯(lián)合傳輸或處理下協(xié)作節(jié)點和配對用戶的選擇方法包括步驟SI.根據(jù)請求用戶的傳輸質(zhì)量需求及相鄰接入節(jié)點的負載情況，為請求用戶選擇候選協(xié)作傳輸節(jié)點，組成候選協(xié)作傳輸節(jié)點集合；S2.候選協(xié)作傳輸節(jié)點集合覆蓋范圍內(nèi)的用戶測量并反饋該用戶與其接入節(jié)點以及與請求用戶的接入節(jié)點之間的信道信息；S3.根據(jù)上述信道信息，構(gòu)建聯(lián)合信道矩陣，根據(jù)請求用戶的接入節(jié)點及候選協(xié)作傳輸節(jié)點的負載及業(yè)務(wù)狀態(tài)，選擇最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點，及其覆蓋范圍內(nèi)的最優(yōu)的配對用戶，并告知請求用戶的接入節(jié)點以及所述最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點。在本發(fā)明的方法中，分別采用集中式和分布式兩種方案。采用集中式控制時，步驟SI包括SI. I各用戶(UEl和UEf )分別向其接入節(jié)點(API和APn)反饋該用戶與其接入節(jié)點之間的信道信息Hn，Hin，請求用戶UEl向其接入節(jié)點(或稱請求節(jié)點)AP1反饋與測量集合中的全部接入節(jié)點APn的信道信息Hln ；SI. 2決策功能節(jié)點根據(jù)UEl反饋的信道信息及其它接入節(jié)點的負載情況，為UEl確定I個或M(M ( N-1)個候選協(xié)作傳輸節(jié)點，作為其候選協(xié)作傳輸節(jié)點集合，并向APn發(fā)送MU-CoMP請求。此時，步驟S3包括S3. I候選協(xié)作傳輸節(jié)點APn向決策功能節(jié)點傳遞其覆蓋范圍內(nèi)的配對用戶與APl之間的信道信息Hil;S3. 2由決策功能節(jié)點根據(jù)候選協(xié)作傳輸節(jié)點傳遞的信道信息以及UEl反饋的信道信息，構(gòu)建聯(lián)合信道矩陣，并根據(jù)APl及候選協(xié)作傳輸節(jié)點的負載及業(yè)務(wù)狀態(tài)，選擇最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點，及其覆蓋范圍內(nèi)的最優(yōu)的配對用戶，并告知APl以及最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點。、
該聯(lián)合信道矩陣為
權(quán)利要求
1.一種協(xié)作傳輸節(jié)點和配對用戶的選擇方法，其特征在于，該方法包括步驟 51.根據(jù)請求用戶的傳輸質(zhì)量需求及相鄰接入節(jié)點的負載情況，為請求用戶選擇候選協(xié)作傳輸節(jié)點，組成候選協(xié)作傳輸節(jié)點集合； 52.候選協(xié)作傳輸節(jié)點集合覆蓋范圍內(nèi)的用戶測量并反饋該用戶與其接入節(jié)點以及與請求用戶的接入節(jié)點之間的信道信息； 53.根據(jù)所述信道信息，構(gòu)建聯(lián)合信道矩陣，根據(jù)請求用戶的接入節(jié)點及候選協(xié)作傳輸節(jié)點的負載及業(yè)務(wù)狀態(tài)，選擇最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點，及其覆蓋范圍內(nèi)的最優(yōu)的配對用戶，并告知所述請求用戶的接入節(jié)點以及所述最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述候選協(xié)作傳輸節(jié)點在所述請求用戶測量集合內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟SI包括 SI. I各用戶分別向其接入節(jié)點反饋該用戶與其接入節(jié)點之間的信道信息，請求用戶向其接入節(jié)點反饋與所述請求用戶測量集合內(nèi)的全部接入節(jié)點的信道信息； SI. 2決策功能節(jié)點根據(jù)請求用戶反饋的信道信息及其它接入節(jié)點的負載情況，為所述請求用戶確定候選協(xié)作傳輸節(jié)點集合，并向其發(fā)送請求。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟S3包括 S3. I候選協(xié)作傳輸節(jié)點向決策功能節(jié)點傳遞其覆蓋范圍內(nèi)的配對用戶與所述請求用戶的接入節(jié)點之間的信道信息； 53.2由決策功能節(jié)點根據(jù)候選協(xié)作傳輸節(jié)點傳遞的信道信息以及所述請求用戶反饋的信道信息，構(gòu)建聯(lián)合信道矩陣，并根據(jù)請求用戶的接入節(jié)點及候選協(xié)作傳輸節(jié)點的負載及業(yè)務(wù)狀態(tài)，選擇最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點，及其覆蓋范圍內(nèi)的最優(yōu)的配對用戶，并告知所述請求用戶的接入節(jié)點以及所述最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟S3之后還包括步驟 54.所述請求用戶的接入節(jié)點與所述最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點交互傳輸數(shù)據(jù)，并向所述請求用戶和最優(yōu)的配對用戶組聯(lián)合傳輸數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟SI包括 SI. I各用戶分別向其接入節(jié)點反饋該用戶與其接入節(jié)點之間的信道信息，請求用戶向其接入節(jié)點反饋與全部接入節(jié)點的信道信息； SI. 2所述請求用戶的接入節(jié)點根據(jù)請求用戶反饋的信道信息及其它接入節(jié)點的負載情況，為所述請求用戶確定候選協(xié)作傳輸節(jié)點集合，并向其發(fā)送請求。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟S3包括 S3. I候選協(xié)作傳輸節(jié)點根據(jù)其管轄范圍內(nèi)的配對用戶反饋的信道信息，在本小區(qū)用戶集合中選擇本小區(qū)最優(yōu)的配對用戶，并告知所述請求用戶的接入節(jié)點，并向其傳遞所述最優(yōu)的配對用戶與該候選協(xié)作傳輸節(jié)點及與所述請求用戶的接入節(jié)點之間的信道信息，同時傳遞所述最優(yōu)的配對用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)； S3. 2所述請求用戶的接入節(jié)點根據(jù)所述最優(yōu)的配對用戶與其候選協(xié)作傳輸節(jié)點及與所述請求用戶的接入節(jié)點之間的信道信息，以及所述請求用戶反饋的信道信息，構(gòu)建聯(lián)合信道矩陣，并根據(jù)請求用戶的接入節(jié)點及候選協(xié)作傳輸節(jié)點的負載及業(yè)務(wù)狀態(tài)，選擇最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點，及其覆蓋范圍內(nèi)的最優(yōu)的配對用戶，并告知所述最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點，同時傳遞所述請求用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟SI包括 SI. I各用戶分別向其接入節(jié)點反饋該用戶與其接入節(jié)點之間的信道信息，請求用戶向其接入節(jié)點反饋與全部接入節(jié)點的信道信息； SI. 2所述請求用戶的接入節(jié)點根據(jù)請求用戶反饋的信道信息與相鄰小區(qū)交互的運輸層接ロ信息，為所述請求用戶確定協(xié)作傳輸節(jié)點集合，井向其發(fā)送請求，同時傳遞所述請求用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在步驟S3中，協(xié)作傳輸節(jié)點根據(jù)其管轄范圍內(nèi)的配對用戶反饋的信道信息及負載情況，在本小區(qū)用 戶集合中選擇本小區(qū)最優(yōu)的配對用戶，告知所述請求用戶的接入節(jié)點，井向其傳遞所述最優(yōu)的配對用戶與該候選協(xié)作傳輸節(jié)點及與所述請求用戶的接入節(jié)點之間的信道信息，同時傳遞所述配對用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，步驟S3后還包括步驟 S4.所述請求用戶的接入節(jié)點與所述最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點集合根據(jù)約定的傳輸方式向所述請求用戶和所述最優(yōu)的配對用戶組聯(lián)合傳輸數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種協(xié)作傳輸節(jié)點和配對用戶的選擇方法，涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括步驟S1.根據(jù)請求用戶的傳輸質(zhì)量需求及相鄰接入節(jié)點的負載情況，選擇候選協(xié)作傳輸節(jié)點集合；S2.候選協(xié)作傳輸節(jié)點集合覆蓋范圍內(nèi)的用戶測量并反饋該用戶與其接入節(jié)點及與請求用戶的接入節(jié)點之間的信道信息；S3.根據(jù)信道信息，構(gòu)建聯(lián)合信道矩陣，根據(jù)請求用戶的接入節(jié)點和候選協(xié)作傳輸節(jié)點的負載及業(yè)務(wù)狀態(tài)，選擇最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點，及其覆蓋范圍內(nèi)的最優(yōu)配對用戶，告知請求用戶的接入節(jié)點以及最優(yōu)的協(xié)作傳輸節(jié)點。本發(fā)明的方法能以較小的信令開銷，高效的利用聯(lián)合傳輸/處理技術(shù)的優(yōu)勢，提高系統(tǒng)吞吐量以及邊緣用戶吞吐量，并改善系統(tǒng)的公平性。
文檔編號H04B7/06GK102638297SQ20121008091
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者孫云翔, 張平, 李宏彬, 田輝, 裴郁杉 申請人:北京郵電大學(xué)