專利名稱：Tdd協(xié)同無線網(wǎng)絡多基站多天線之間的功率分配方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于TDD協(xié)同無線網(wǎng)絡多基站多天線之間的功率分配方法，屬于移動通信系統(tǒng)中無線資源管理研究技術。
背景技術：
在基于多輸入多輸出-正交頻分復用(簡稱MIM0-0FDM)技術的寬帶無線通信系統(tǒng)中，為了提高頻譜利用率，一般采用頻率復用因子為I的組網(wǎng)方式；但是，這種組網(wǎng)方式會在小區(qū)邊緣產生很強的小區(qū)間干擾，嚴重影響了系統(tǒng)的覆蓋范圍、容量以及邊緣用戶的信號質量。如果不采用有效的方法來解決小區(qū)間的干擾問題，將會導致實際的通信系統(tǒng)無法充分挖掘MIM0-0FDM技術所具有的潛在性能增益。
協(xié)同無線網(wǎng)絡架構通過將發(fā)往小區(qū)邊緣用戶的數(shù)據(jù)從協(xié)作集中的多個相鄰基站同步發(fā)射，這樣就可以將原來的干擾信號轉化為有用信號，從而達到消除小區(qū)間干擾、提高小區(qū)邊緣用戶吞吐量的目的。協(xié)同無線網(wǎng)絡架構充分地利用了 MIMO技術的空間復用和分集優(yōu)勢，通過基站間的協(xié)作調度和資源分配能夠較好地控制小區(qū)間的干擾，尤其適合提升小區(qū)邊緣用戶的服務質量。與傳統(tǒng)的多基站多天線系統(tǒng)類似，協(xié)同無線網(wǎng)絡中的多基站多天線間的下行功率分配算法，即協(xié)作基站之間以及基站的天線之間的功率分配策略，極大地影響著系統(tǒng)的頻譜效率和功率效率。然而，傳統(tǒng)的多基站多天線系統(tǒng)的下行功率分配算法僅適用于獨立基站的多個天線之間的功率分配問題，無法應用于協(xié)同無線網(wǎng)絡中多基站多天線間的功率分配問題。發(fā)明內容
發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種能夠提高移動通信系統(tǒng)功率效率及可靠性的TDD (時分雙工)協(xié)同無線網(wǎng)絡中多基站多天線間的功率分配方法，它能夠簡單快速地實現(xiàn)多小區(qū)多天線系統(tǒng)中基站及天線的功率分配。
技術方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為:
TDD協(xié)同無線網(wǎng)絡多基站多天線之間的功率分配方法，每次功率分配中重復系統(tǒng)運行周期的若干倍數(shù)次以下步驟:
(I)基站n(n=l，2，3...N)根據(jù)某移動終端的發(fā)送信號功率強度<f(/)、射頻天線I (1=1，2，...L)測量 到的該移動終端到達基站的無線信號接收功率強度#7(0及干擾和噪聲信號功率強度^ w(0，選擇L1個射頻天線(―般選取接收功率強度/5較大的L1個射頻天線)組成協(xié)作天線集;其中，上標U表示上行(UL),上標τ表示發(fā)送，上標R表示接收，上標NI表示干擾和噪聲；
(2)基站n(n=l，2, 3...N)根據(jù)某移動終端的接收信號功率強度及干擾和噪聲信號功率強度#⑴，估算出終端信干噪比的一個樣本值:同時，將基站中的信干噪比樣本值表中的K個樣本值左移一個單元，并用(O更新樣本值表最右邊的存儲單
元；其中，下標i表示信干噪比樣本值表中存儲單元的序號，上標D表示下行(DL)；(3)基站n(n=l，2，3...N)計算出信干噪比樣本值表中K個樣本值該時刻的統(tǒng)計平
均值 (O，并將該統(tǒng)計平均值與相鄰的N-1個基站進行共享；(4)每個基站按第一步到第三步同時計算，并根據(jù)接收到的N-1個的值對
自身的相鄰基站信干噪比表進行更新，得到rfqG)，n=l, 2，…，N ;同時對表中的N個值進行
從小到大排序，并根據(jù)該基站的大小判斷其是否參加協(xié)同發(fā)送，從而確定M個基站組成的協(xié)同發(fā)送集Qbs= IBS1, BS2，…，BSJ ；(5)如果基站η(η=1，2，3...Ν)參加協(xié)同發(fā)送，則計算協(xié)同發(fā)送集中M個基站(TLJt)T1^=I, 2，…，μ的平均值，然后更新基站的發(fā)送總功率；如果不參加協(xié)同發(fā)送，則基站不進行功率更新；(6)協(xié)同發(fā)送集Ωκ中的每個基站對其協(xié)作天線集
…，M中的射頻天線1，1=1, 2，進行功率分配；如果不參加協(xié)同發(fā)送，則基站不對其天線進行功率分配。優(yōu)選的，所述步驟(2)中，基站η利用[規(guī)則I]:
權利要求
1.TDD協(xié)同無線網(wǎng)絡多基站多天線之間的功率分配方法，其特征在于:每次功率分配中重復系統(tǒng)運行周期的若干倍數(shù)次以下步驟: (1)基站n(n=l，2，3...N)根據(jù)某移動終端的發(fā)送信號功率強度<7(0、射頻天線I (1=1，2，...L)測量到的該移動終端到達基站的無線信號接收功率強度及干擾和噪聲信號功率強度<廣(0，選擇L1個射頻天線組成協(xié)作天線集= [Αη1,Αη2-,Αη }.Μ中，上標U表示上行，上標T表示發(fā)送，上標R表示接收，上標NI表示干擾和噪聲； (2)基站η(η=1，2，3...N)根據(jù)某移動終端的接收信號功率強度及干擾和噪聲信號功率強度GjwW，估算出終端信干噪比的一個樣本值 0;同時，將基站中的信干噪比樣本值表中的K個樣本值左移一個單元，并用(O更新樣本值表最右邊的存儲單元；其中，下標i表示信干噪比樣本值表中存儲單元的序號，上標D表示下行； (3)基站n(n=l，2，3...N)計算出信干噪比樣本值表中K個樣本值該時刻的統(tǒng)計平均值，并將該統(tǒng)計平均值與相鄰的N-1個基站進行共享； (4)每個基站按第一步到第三步同時計算，并根據(jù)接收到的N-1個 ^^(0的值對自身的相鄰基站信干噪比表進行更新，得到n=l, 2，…，N ;同時對表中的N個值進行從小到大排序，并根據(jù)該基站YL》 、的大小判斷其是否參加協(xié)同發(fā)送，從而確定M個基站組成的協(xié)同發(fā)送集Qbs= (BS1, BS2，…，BSJ ； (5)如果基站n(n=l，2，3...N)參加協(xié)同發(fā)送，則計算協(xié)同發(fā)送集中M個基站n=l, 2，…，M的平均值}^，然后更新基站的發(fā)送總功率；如果不參加協(xié)同發(fā)送，則基站不進行功率更新； (6)協(xié)同發(fā)送集0防中的每個基站對其協(xié)作天線集％={4)1，412 ,4^}，《= 1， 卓中的射頻天線1，1=1，2，進行功率分配；如果不參加協(xié)同發(fā)送，則基站不對其天線進行功率分配。
2.根據(jù)權利要求1所述的TDD協(xié)同無線網(wǎng)絡多基站多天線之間的功率分配方法，其特征在于:所述步驟(2)中，基站η利用[規(guī)則I]: rim = YjIffit)[規(guī)則 I] /-1/ 估算出終端信干噪比的一個樣本值。
3.根據(jù)權利要求1所述的TDD協(xié)同無線網(wǎng)絡多基站多天線之間的功率分配方法，其特征在于:所述步驟(3)中，基站η利用[規(guī)則2]: (O(O [規(guī)則 2]A 計算出信干噪比樣本值表中K個樣本值該時刻的統(tǒng)計平均值;其中，Wi⑴為加權系數(shù)。
4.根據(jù)權利要求1所述的TDD協(xié)同無線網(wǎng)絡多基站多天線之間的功率分配方法，其特征在于:所述步驟(5)中，協(xié)同發(fā)送集中的基站η利用[規(guī)則3]:
5.根據(jù)權利要求1所述的TDD協(xié)同無線網(wǎng)絡多基站多天線之間的功率分配方法，其特征在于:所述步驟(5)中，在第t次功率更新中，協(xié)同發(fā)送集中的基站η利用[規(guī)則4]:
6.根據(jù)權利要求1所述的TDD協(xié)同無線網(wǎng)絡多基站多天線之間的功率分配方法，其特征在于:所述步驟(6)中，協(xié)同發(fā)送集中的基站η利用[規(guī)則5]:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TDD協(xié)同無線網(wǎng)絡多基站多天線之間的功率分配方法，首先每個基站選擇L1個接收功率強度較大的射頻天線組成協(xié)作天線集；然后基站根據(jù)終端的接收信號功率強度及干擾和噪聲信號功率強度，估算出終端的信干噪比，并與相鄰的N-1個基站進行共享；接著每個基站對其相鄰基站信干噪比表中的N個信干噪比值進行從小到大排序，并判斷該基站是否參加協(xié)同發(fā)送；對參加協(xié)同發(fā)送的基站對其發(fā)送總功率進行更新，并根據(jù)更新后的總功率進行協(xié)作天線集中L1個天線的功率分配。本方法，具有提高無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的功率效率、降低無線信號發(fā)送功率、增強無線信號傳輸可靠性和降低功率分配算法復雜度的特點。
文檔編號H04W52/24GK103152807SQ20131008919
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月19日 優(yōu)先權日2013年3月19日
發(fā)明者趙新勝, 許海波, 王超 申請人:東南大學