專利名稱：一種無線通信中自適應(yīng)協(xié)作傳輸?shù)姆椒ā⑾到y(tǒng)和發(fā)射機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤指一種針對LTE-A系統(tǒng)下行鏈路的自適應(yīng)協(xié)作傳輸 方法、系統(tǒng)和發(fā)射機。
背景技術(shù)：
蜂窩通信系統(tǒng)通常借助頻率復(fù)用技術(shù)來提高系統(tǒng)容量，小區(qū)間干擾(ICI)也就成 為影響蜂窩通信系統(tǒng)性能的重要因素，尤其對于小區(qū)邊界用戶而言更是如此。多輸入多輸 出(MIM0)技術(shù)因為能夠有效提高無線鏈路的頻譜效率，已經(jīng)成為包括3GPP長期演進(LTE) 在內(nèi)的B3G無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。但是，MIM0技術(shù)的性能容易受到ICI的影響。隨著LTE Re 1-8的標準制定工作漸近尾聲，3GPP于2008年年中啟動了 LTE-A的研 究工作。LTE-A是LTE的后續(xù)演進，對系統(tǒng)性能(尤其是小區(qū)邊界用戶的頻譜效率)提出了 更高的要求。為了提高小區(qū)邊界用戶的頻譜效率，LTE-A考慮引入?yún)f(xié)作傳輸技術(shù)來應(yīng)對ICI 的影響?，F(xiàn)有的協(xié)作傳輸技術(shù)有多種實現(xiàn)方案，最有代表性的3類分別是部分頻率重用 (fractional frequency reuse，F(xiàn)FR)、單用戶多基站聯(lián)合傳輸和基于完全協(xié)作的多用戶多 基站聯(lián)合傳輸。其中，部分頻率重用在3GPP，Rl-050507和3GPP，R1-081873等提案中有披露。部 分頻率重用可以是靜態(tài)或動態(tài)的，其基本思想是相鄰小區(qū)避免在同一時頻資源上同時發(fā)送 數(shù)據(jù)，從而避免對小區(qū)邊界用戶造成干擾。這種方案實現(xiàn)簡單，不需要在相鄰小區(qū)的基站之 間共享數(shù)據(jù)和發(fā)射機側(cè)的信道狀態(tài)信息(CSIT)。但是，由于不能充分利用相鄰小區(qū)基站的 發(fā)送功率，部分頻率重用會帶來頻譜效率的下降，尤其是當(dāng)SNR較低時。單用戶多基站聯(lián)合傳輸在3GPP，R1-083870和3GPP，R1-084173等提案中有披露。 該方案的基本思想是相鄰小區(qū)在同一時頻資源上按照特定方式針對單個用戶同時發(fā)送數(shù) 據(jù)，將傳統(tǒng)意義上的ICI轉(zhuǎn)化成為有用信號。這種方案也不需要相鄰小區(qū)的基站之間共享 CSIT，但是由于不能充分利用基站和用戶的多天線所帶來的空間自由度，會導(dǎo)致頻譜效率 下降，尤其是當(dāng)SNR較高時。基于完全協(xié)作的多用戶多基站聯(lián)合傳輸在3GPP，R1-084482和3GPPR1-090601等 提案中有披露，在理論上具有最優(yōu)性能，能夠?qū)⒍鄠€小區(qū)的基站聯(lián)合起來，組成更大規(guī)模的 發(fā)射天線陣列，在同一時頻資源上同時服務(wù)多個用戶。但是，這種方案要求相鄰小區(qū)的基站 需要把數(shù)據(jù)和CSIT都上報至一個中央節(jié)點進行聯(lián)合處理，實現(xiàn)復(fù)雜度很高一方面，這會 帶來很高的回傳信令開銷和處理時延；另一方面，該中央節(jié)點本身的實現(xiàn)復(fù)雜度也會很高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種無線通信中自適應(yīng)協(xié)作傳輸?shù)姆椒?、系統(tǒng)和發(fā)射機。本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的一種無線通信中自適應(yīng)協(xié)作傳輸?shù)姆椒?，包?br> 確定進行協(xié)作傳輸?shù)囊粋€以上接收機以及一個以上發(fā)射機，將其中一個發(fā)射機設(shè) 置為服務(wù)發(fā)射機，將其他發(fā)射機設(shè)置為協(xié)作發(fā)射機；所述協(xié)作發(fā)射機接收到所述服務(wù)發(fā)射機發(fā)出的協(xié)作傳輸請求后，根據(jù)所述一個以 上接收機的信號測量參數(shù)確定協(xié)作傳輸模式，提供給所述服務(wù)發(fā)射機；每個發(fā)射機根據(jù)所確定的協(xié)作傳輸模式生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的數(shù)據(jù) 流，發(fā)送給每個接收機。所述確定一個以上的接收機包括所述服務(wù)發(fā)射機對小區(qū)邊界用戶進行多用戶調(diào) 度，從所述小區(qū)邊界用戶中選出所述一個以上的接收機。所述確定協(xié)作傳輸模式包括所述協(xié)作發(fā)射機根據(jù)所述信號測量參數(shù)計算信號干擾比SIR和信號噪聲比SNR， 根據(jù)所述計算出的SIR和SIR門限，以及所述計算出的SNR和SNR門限之間的關(guān)系，選擇相 應(yīng)的協(xié)作傳輸模式。所述生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的數(shù)據(jù)流包括每個發(fā)射機確定波束成型方法，根據(jù)所確定的波束成型方法為每個接收機設(shè)置相 應(yīng)的波束成型參數(shù)\t，根據(jù)所選擇的協(xié)作傳輸模式為每個接收機設(shè)置分數(shù)據(jù)流drt，并根據(jù)
公式Z),式,生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的總數(shù)據(jù)流Dt ；其中，所述波束成型參數(shù)用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的波束成型 濾波器的特性；所述分數(shù)據(jù)流drt為從第t個發(fā)射機到第r個接收機的數(shù)據(jù)流；所述r = 1，. . .，R ;t = 1，. . .，T，T為發(fā)射機的數(shù)目，R為接收機的數(shù)目。所述根據(jù)所述計算出的SIR和SIR門限，以及所述計算出的SNR和SNR門限之間 的關(guān)系，選擇相應(yīng)的協(xié)作傳輸模式包括當(dāng)所述計算出的SIR小于SIR門限，并且所述計算 出的SNR大于第一 SNR門限時，選擇動態(tài)FFR模式；當(dāng)所述計算出的SIR不小于SIR門限，并且所述計算出的SNR不小于第二 SNR門 限時，選擇多用戶多基站空間復(fù)用模式；所述多用戶多基站空間復(fù)用模式將每個發(fā)射機到 第r個接收機的分數(shù)據(jù)流drt，t = 1，. . .，T設(shè)置為不同；對于其他情況，選擇單用戶多基站空間復(fù)用模式或者多用戶多基站宏分集模式； 所述多用戶多基站宏分集模式將每個發(fā)射機到第r個接收機的分數(shù)據(jù)流drt，t = 1，. . .，T 設(shè)置為相同。所述波束成型方法為迫零ZF算法，或者信號泄露噪聲比SLNR算法。所述每個發(fā)射機根據(jù)所確定的波束成型方法為每個接收機設(shè)置相應(yīng)的波束成型 參數(shù)、包括對于第r個接收機，將的一個以上特征信道方向矢量投影到第t個發(fā)射機到其 他接收機的空間信道矩陣的零空間中，并對每個特征信道方向矢量的投影用相應(yīng)的特征值 進行加權(quán)得到該特征信道方向矢量的投影的加權(quán)取值，從中選出加權(quán)取值最大的一個特征 信道方向矢量的投影，根據(jù)所選出的特征信道方向矢量的投影確定波束成型參數(shù)；其中，所述Hrt用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的傳輸信道特性。該方法進一步包括所述協(xié)作發(fā)射機接收到協(xié)作傳輸請求后，判斷是否參加協(xié)作
7傳輸，如果參加則進一步確定協(xié)作傳輸模式；如果不參加則發(fā)出拒絕協(xié)作傳輸消息給所述 服務(wù)發(fā)射機。該方法進一步包括所述協(xié)作發(fā)射機向每個接收機發(fā)出查詢指令，所述每個接收 機將自身的信號測量參數(shù)發(fā)送給所述協(xié)作發(fā)射機；或者所述每個接收機周期性地將其信號測量參數(shù)上報給所述協(xié)作發(fā)射機。該方法進一步包括第r個接收機接收信號y,，并采用多輸入多輸出MIM0檢測進 行數(shù)據(jù)恢復(fù)； Hrt用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的傳輸信道特性，維度為~Xnt ；vrt用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的波束成型濾波器的特性，維度為 父丨或者維度為 父 ；drt為從第t個發(fā)射機到第r個接收機的數(shù)據(jù)流，該屯是標量或者維度為KX 1的
矢量；^為第r個接收機的噪聲，維度為；L為第r個接收機的接收信號，維度為；第r個接收機的天線數(shù)為rv第t個發(fā)射機的天線數(shù)為nt。所述發(fā)射機為基站或者中繼節(jié)點。一種無線通信自適應(yīng)協(xié)作傳輸系統(tǒng)，包括進行協(xié)作傳輸?shù)囊粋€以上接收機以及一個以上發(fā)射機，其中一個發(fā)射機被設(shè)置為 服務(wù)發(fā)射機，其他發(fā)射機被設(shè)置為協(xié)作發(fā)射機；所述協(xié)作發(fā)射機，用于接收所述服務(wù)發(fā)射機發(fā)出的協(xié)作傳輸請求，根據(jù)所述一個 以上接收機的信號測量參數(shù)確定協(xié)作傳輸模式，提供給所述服務(wù)發(fā)射機；所述每個發(fā)射機用于根據(jù)所確定的協(xié)作傳輸模式生成對應(yīng)于所述一個以上接收 機的數(shù)據(jù)流，發(fā)送給每個接收機。所述協(xié)作發(fā)射機用于根據(jù)所述信號測量參數(shù)計算信號干擾比SIR和信號噪聲比SNR，根據(jù)所述計算出 的SIR和SIR門限，以及所述計算出的SNR和SNR門限之間的關(guān)系，選擇相應(yīng)的協(xié)作傳輸模式。所述每個發(fā)射機用于確定波束成型方法，根據(jù)所確定的波束成型方法為每個接收機設(shè)置相應(yīng)的波束 成型參數(shù)\t，根據(jù)所選擇的協(xié)作傳輸模式為每個接收機設(shè)置分數(shù)據(jù)流drt，并根據(jù)公式
生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的總數(shù)據(jù)流Dt ； 其中，所述波束成型參數(shù)用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的波束成型 濾波器的特性；所述分數(shù)據(jù)流drt為從第t個發(fā)射機到第r個接收機的數(shù)據(jù)流；所述r = 1，. . .，R ;t = 1，. . .，T，T為發(fā)射機的數(shù)目，R為接收機的數(shù)目。
所述協(xié)作發(fā)射機用于當(dāng)所述計算出的SIR小于SIR門限，并且所述計算出的SNR大于第一 SNR門限時， 選擇動態(tài)模式；當(dāng)所述計算出的SIR不小于SIR門限，并且所述計算出的SNR不小于第二 SNR門 限時，選擇多用戶多基站空間復(fù)用模式；對于其他情況，選擇單用戶多基站空間復(fù)用模式或者多用戶多基站宏分集模式；其中，所述多用戶多基站宏分集模式將每個發(fā)射機到第r個接收機的分數(shù)據(jù)流 drt, t = 1，. . .，T設(shè)置為相同；所述多用戶多基站空間復(fù)用模式將每個發(fā)射機到第r個接 收機的分數(shù)據(jù)流drt，t = 1，. . .，T設(shè)置為不同。所述協(xié)作發(fā)射機進一步用于接收到協(xié)作傳輸請求后，判斷是否參加協(xié)作傳輸，如 果參加則進一步確定協(xié)作傳輸模式；如果不參加則發(fā)出拒絕協(xié)作傳輸消息給所述服務(wù)發(fā)射 機。所述接收機進一步用于接收信號y,，并采用多輸入多輸出MIM0檢測進行數(shù)據(jù)恢
復(fù)；其中， Hrt用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的傳輸信道特性，維度為~Xnt ；vrt用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的波束成型濾波器的特性，維度為 父丨或者維度為 父 ；drt為從第t個發(fā)射機到第r個接收機的數(shù)據(jù)流，該屯是標量或者維度為KX 1的
矢量；^為第r個接收機的噪聲，維度為；L為第r個接收機的接收信號，維度為；第r個接收機的天線數(shù)為rv第t個發(fā)射機的天線數(shù)為nt。一種發(fā)射機，包括協(xié)作模式確定單元，用于根據(jù)一個以上接收機的信號測量參數(shù)確定協(xié)作傳輸模 式，提供給發(fā)出協(xié)作傳輸請求的第二發(fā)射機；數(shù)據(jù)流生成單元，用于根據(jù)所確定的協(xié)作傳輸模式生成對應(yīng)于所述一個以上接收 機的數(shù)據(jù)流，發(fā)送給每個接收機。該發(fā)射機進一步包括協(xié)作傳輸判斷單元，用于在接收到協(xié)作傳輸請求后，判斷是 否參加協(xié)作傳輸，如果參加則進一步確定協(xié)作傳輸模式；如果不參加則發(fā)出拒絕協(xié)作傳輸 消息給所述第二發(fā)射機。所述數(shù)據(jù)流生成單元用于確定波束成型方法，根據(jù)所確定的波束成型方法為每 個接收機設(shè)置相應(yīng)的波束成型參數(shù)\t，根據(jù)所選擇的協(xié)作傳輸模式為每個接收機設(shè)置分數(shù)
據(jù)流drt，并根據(jù)公式
生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的總數(shù)據(jù)流Dt ；其中，所述波束成型參數(shù)用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的波束成型 濾波器的特性；所述分數(shù)據(jù)流drt為從第t個發(fā)射機到第r個接收機的數(shù)據(jù)流；
所述r = 1，. . .，R ;t = 1，. . .，T，T為發(fā)射機的數(shù)目，R為接收機的數(shù)目。所述協(xié)作模式確定單元用于當(dāng)計算出的SIR小于SIR門限，并且計算出的SNR大 于第一 SNR門限時，選擇動態(tài)FFR模式；當(dāng)所述計算出的SIR不小于SIR門限，并且所述計 算出的SNR不小于第二 SNR門限時，選擇多用戶多基站空間復(fù)用模式；對于其他情況，選擇 單用戶多基站空間復(fù)用模式或者多用戶多基站宏分集模式；其中，所述多用戶多基站宏分集模式將每個發(fā)射機到第r個接收機的分數(shù)據(jù)流 drt, t = 1，. . .，T設(shè)置為相同；所述多用戶多基站空間復(fù)用模式將每個發(fā)射機到第r個接 收機的分數(shù)據(jù)流drt，t = 1，. . .，T設(shè)置為不同。由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明的這種自適應(yīng)協(xié)作傳輸?shù)姆椒?、系統(tǒng)和發(fā)射機，區(qū)分 協(xié)作發(fā)射機和服務(wù)發(fā)射機，并在協(xié)作發(fā)射機和服務(wù)發(fā)射機之間進行簡單的交互，借助部分 協(xié)作實現(xiàn)MIM0協(xié)作傳輸，并不需要在多個發(fā)射機之間共享CSIT，從而在盡可能提高小區(qū)邊 界用戶的頻譜效率的同時，保持較低的實現(xiàn)復(fù)雜度。再有，在不同的信道條件下，不同的協(xié)作傳輸技術(shù)具有不同的性能。本發(fā)明提出 的方法、系統(tǒng)、發(fā)射機可以根據(jù)信道條件自適應(yīng)地選擇恰當(dāng)?shù)膮f(xié)作傳輸模式，以獲得最佳性 能。進一步地，當(dāng)信道條件發(fā)生變化時，協(xié)作傳輸模式可以相應(yīng)調(diào)整，以保持數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?能。


圖1為本發(fā)明一個實施例中多發(fā)射機多接收機的MIM0協(xié)作傳輸系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明一個實施例中自適應(yīng)MIM0協(xié)作傳輸?shù)牧鞒虉D；圖3為本發(fā)明一個實施例中自適應(yīng)協(xié)作模式選擇的流程圖；圖4為本發(fā)明一個實施例中采用ZF準則時不同協(xié)作傳輸模式的和容量比較示意 圖；圖5為本發(fā)明一個實施例中采用SLNR準則時不同協(xié)作傳輸模式的和容量比較示 意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對 本發(fā)明進一步詳細說明。本發(fā)明其中一個實施例的傳輸系統(tǒng)如圖1所示，該實施例考慮2個發(fā)射機2個接 收機的情況。其中，發(fā)射機為基站，接收機為用戶，將其中一個基站確定為服務(wù)基站(eNBl)， 另一個為協(xié)作基站(eNB2)。假設(shè)每個基站設(shè)置有4個天線，每個用戶設(shè)置有2個天線，雙工 方式為時分雙工(TDD)，無線信道保持準靜態(tài)，使得基站可以獲得理想的CSIT。在圖1所示 的MIM0協(xié)作傳輸系統(tǒng)中，2個用戶UE1和UE2的接收信號如公式(1)所示。= Hn (vndn+v^d^) +H12 (v12d12+v22d22)(1)y2 = H21 (vndn+v^d^) +H22 (v12d12+v22d22) +w2其中，L為第r個接收機的接收信號(r = 1，2)，該接收信號是一個矢量(維度2X 1)。
^為第r個接收機的噪聲(r = 1，2)，該噪聲是一個矢量(維度2 XI)。Hrt為信道矩陣(維度2X4)，用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的傳輸信 道特性，其中r = 1,2 ；t = 1，2。vrt為波束成型參數(shù)，用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的波束成型濾波器 的特性，其中r = l，2;t= 1，2。該波束成型參數(shù)可以是波束成型矢量(維度4X1)，或波 束成型矩陣(維度4X2)。drt為從第t個發(fā)射機到第r個接收機的數(shù)據(jù)流(r = 1，2 ;t = 1，2)，該數(shù)據(jù)流是 標量或維度為2X1的矢量。在不考慮接收機噪聲的情況下，即^為零矢量時，公式(1)可以簡化為 需要指出的是，本發(fā)明的方案同樣適用于其它天線配置，比如基站設(shè)置8個天線， 用戶設(shè)置2個天線；或者，基站8天線用戶4天線等。另外，發(fā)射機可以不限于基站，比如 可以是其它具有發(fā)射功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(如中繼節(jié)點等)。再有，本方案也適用于頻分雙工 (FDD)系統(tǒng)，區(qū)別在于基站獲得CSIT的方式有別于TDD系統(tǒng)。在多發(fā)射機多接收機的MIM0協(xié)作傳輸系統(tǒng)中，發(fā)射機數(shù)目為T > 2，接收機數(shù)目為 R彡2，圖1中僅以T = 2，R = 2為例加以說明。當(dāng)然，對于其他情況，在計算接收信號時可 以參照公式⑴或者⑵。比如，當(dāng)T = 2，R = 3時，用戶1、2、3的接收信號參照公式⑵ 分別為= Hn (vndn+v^d^+vgidgi) +H12 (v12d12+v22d22+v32d32)y2 = H21 (vndn+v^d^+vgidg!) +H22 (v12d12+v22d22+v32d32)y3 = H31 (vndn+v^d^+vgidg!) +H32 (v12d12+v22d22+v32d32)可以看出，將接收機擴展到R個(R>2)后，每個接收機的接收信號參照公式(1) 如下
f R\f R ‘\yr = Hrl+H2 Zv--2<2 +W,.,r = l,
V /-=1 J \r=l J其中，設(shè)定第r個用戶的接收天線數(shù)為n,，第t個eNB的發(fā)射天線數(shù)為nt，則H,t的 維度為~Xnt，vrt的維度為ntX 1或者ntXrv drt是標量或者維度為1的矢量，yr的維 度為1，^的維度為1。另外，為了使UE能夠?qū)崿F(xiàn)MIM0檢測，還應(yīng)滿足nr ^ Cardinality (drl) +Cardinality (dr2)即每個UE接收的數(shù)據(jù)流個數(shù)小于等于其天線數(shù)。圖2為本發(fā)明一個實施例中自適應(yīng)協(xié)作傳輸?shù)牧鞒?，包括如下步驟步驟200 確定參與MIM0協(xié)作傳輸?shù)?個基站eNBl和eNB2，并將其中一個基站設(shè) 置為服務(wù)基站(serving eNB)，另一個設(shè)置為協(xié)作基站(cooperating eNB)。具體地，可以根據(jù)小區(qū)邊界用戶的歸屬情況設(shè)置服務(wù)基站和協(xié)作基站。比如，小區(qū) 邊界用戶歸屬于eNBl的覆蓋區(qū)，則將eNBl確定為服務(wù)基站。步驟201 服務(wù)基站對小區(qū)邊界用戶進行多用戶調(diào)度，在給定的資源塊(RB)上同 時服務(wù)2個以上的用戶。在本實施例中，假設(shè)服務(wù)基站同時服務(wù)2個用戶，即用戶1(UE1) 和用戶2 (UE2)。
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該步驟中的多用戶調(diào)度可以采用現(xiàn)有的多用戶調(diào)度算法實現(xiàn)，此處不再贅述。步驟202 服務(wù)基站向協(xié)作基站發(fā)出協(xié)作傳輸請求(cooperation request)。步驟203 協(xié)作基站判斷是否參加此次的協(xié)作傳輸。如果拒絕，執(zhí)行步驟204。如 果接受，執(zhí)行步驟205。具體地，協(xié)作基站可以根據(jù)自身情況，比如是否具有合適的時頻資源、是否具有支 持協(xié)作傳輸?shù)墓δ艿龋瑳Q定是否加入此次協(xié)作傳輸。步驟204 協(xié)作基站向服務(wù)基站發(fā)出響應(yīng)，明確告知拒絕協(xié)作傳輸，流程結(jié)束。步驟205 協(xié)作基站向2個被調(diào)度的用戶分別發(fā)出查詢指令。步驟206-207 被調(diào)度的用戶接收到查詢指令，獲得自身的信號測量參數(shù)上報給
協(xié)作基站。具體地，2個被調(diào)度的用戶測量各自的噪聲功率0 2，并上報給協(xié)作基站。進一步 地，2個被調(diào)度的用戶還可以向協(xié)作基站發(fā)送上行測量導(dǎo)頻(SRS)，用于讓協(xié)作基站獲取 CSIT。在具體實現(xiàn)時，由于小區(qū)邊界用戶可以將其參數(shù)周期性上報給多個相鄰基站，故 步驟205-207的過程是可選的。步驟208 協(xié)作基站根據(jù)信號測量參數(shù)計算出SIR和SNR，據(jù)此進行自適應(yīng)協(xié)作模 式選擇。步驟209 協(xié)作基站通過協(xié)作傳輸響應(yīng)(cooperation response)將選定的自適應(yīng) 協(xié)作模式告知服務(wù)基站。步驟210 服務(wù)基站和協(xié)作基站按照預(yù)定的波束成型方法，分別在各自小區(qū)內(nèi)針 對2個被調(diào)度的用戶在給定的資源塊(RB)上進行多用戶波束成型，根據(jù)所選擇的協(xié)作傳輸
R
模式為2個被調(diào)度的用戶設(shè)置分數(shù)據(jù)流drt，并根據(jù)公式=生成對應(yīng)于服務(wù)基
站(t = 1)或者協(xié)作基站(t = 2)的總數(shù)據(jù)流Dt ；t = 1，2。需要說明的是，為了支持通信過程中協(xié)作模式的變化，協(xié)作基站可以周期性地計 算SIR和SNR，并據(jù)此重新進行自適應(yīng)模式選擇。這就要求協(xié)作基站周期性地向UE發(fā)出查 詢指令，獲取噪聲功率和SRS等信號測量參數(shù)；或者，UE周期性地上報噪聲功率和SRS等。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)協(xié)作模式發(fā)生變化時，協(xié)作基站向服務(wù)基站發(fā)出協(xié)作模式變更信令，要求改變協(xié)作 模式。服務(wù)基站接收到協(xié)作模式變更信令后，雙方同時采用新的協(xié)作模式進行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng) 然，對于無線信道為準靜態(tài)的情況，協(xié)作模式確定后在一次傳輸過程中可以不必另行改變。具體地，該步驟210涉及的波束成型方法可以是1、迫零(ZF)算法。該算法通過選擇特定的vrt，在第t個發(fā)射機一側(cè)將第r個接 收機對其它接收機的干擾完全消除。比如，結(jié)合圖1的系統(tǒng)模型，在選擇v21時，只需從Hn的零空間中隨機選擇一個矢 量，使得Hn和v21正交即可。具體地將Hn進行奇異值分解，可以得到^0(1^) =、、]^，其
fT(1) 0 0 0
中Ln是維度為2X2的左奇異矩陣，、=“是維度為2X4的對角陣(和Hn的
_ 0 a{-> 0 0
維度一致)， =[#《)^ 是維度為4X4的右奇異矩陣。其中，一卩和一卩為特征值。那么，令v2l 或、即可消除在eNBl所屬的小區(qū)內(nèi)用戶2對用戶1造成的干擾。對于 Vll，需要從H21的零空間中選擇一個使得H21和vn正交的矢量。因此，在第1個發(fā)射機側(cè)采 用ZF算法進行波束成型，就是對Hn和H21進行奇異值分解，從而確定v21和vn。需要說明的是，對ZF準則而言，在進行多發(fā)射機多接收機MTMR協(xié)作傳輸時，應(yīng)滿 2、信號泄露噪聲比(SLNR)。該算法是將當(dāng)前用戶的有用信號功率與其對其它用戶 的干擾加噪聲功率之和的比值最大化，具體原理在現(xiàn)有技術(shù)中均有描述，此處不再贅述。結(jié)合圖1的系統(tǒng)模型，以v21的選擇為例，根據(jù)SLNR算法確定出
，選取與矩陣最大特征值對應(yīng)的特征向量作為
o
波束成型矢量。3、基于本地優(yōu)化的ZF。該算法是對ZF算法的改進，考慮到MIM0能夠增加空間自 由度，在發(fā)射機一側(cè)將當(dāng)前用戶對其它用戶的干擾完全消除的同時，盡可能沿著當(dāng)前用戶 的無線信道的特征方向發(fā)送數(shù)據(jù)，可以提升有效傳輸信號的功率。比如，對于第r個接收機，將Hrt的一個以上特征信道方向矢量投影到第t個發(fā)射 機到其他接收機的空間信道矩陣的零空間中。如果接收機的數(shù)目為2，對于其中一個接收機 (假設(shè)為接收機1)，是將Hlt的特征信道方向矢量投影到第t個發(fā)射機到接收機2的空間信 道矩陣的零空間中。對于接收機的數(shù)目大于2的情況，第t個發(fā)射機到所有其他接收機可 以得到一個聯(lián)合的空間信道矩陣，Hlt的特征信道方向矢量就是投影到該聯(lián)合空間信道矩陣 的零空間。然后，對每個特征信道方向矢量的投影用相應(yīng)的特征值進行加權(quán)得到其加權(quán)取 值，從中選出加權(quán)取值最大的一個特征信道方向矢量的投影。最后，根據(jù)所選出的特征信道 方向矢量的投影確定波束成型參數(shù)vrt。具體地，是將加權(quán)取值最大的特征信道方向矢量的 投影進行模值歸一化處理后，設(shè)置為波束成型參數(shù)vrt。結(jié)合圖1的系統(tǒng)模型，以v21的選擇為例對基于本地優(yōu)化的ZF加以說明。具體地， 選擇v21的過程如下(1)將H21進行奇異值分解，得到 (2)把4和#分別投影到Hn的零空間，使得當(dāng)前用戶對其它用戶的干擾完全消 除，并選出用相應(yīng)奇異值加權(quán)后取值較大的一個矢量，其矢量上標 (3)根據(jù)公式、=/,.[ar|(X)]得到 v21，其中^ 歸一化因子 需要說明的是，步驟210中，服務(wù)基站和協(xié)作基站可以采用任何多用戶波束成型 算法，該算法可以是現(xiàn)有的或者改進的。但是，從實現(xiàn)復(fù)雜度考慮，線性波束成型方法(比 如ZF和SLNR等)更適合工程實現(xiàn)，可以在具體實現(xiàn)時優(yōu)先選用。再有，服務(wù)基站和協(xié)作基站可以采用不同的波束成型方法，但是從實現(xiàn)復(fù)雜度考慮，采用相同的波束成型方法更為簡單。步驟211 每個被調(diào)度的用戶(即UE1或者UE2)都會在給定的資源塊(RB)上分 別接收來自2個小區(qū)的數(shù)據(jù)流，并借助現(xiàn)有的MIM0檢測技術(shù)進行數(shù)據(jù)恢復(fù)，流程結(jié)束。需要指出的是，步驟203和204由協(xié)作基站決定是否加入服務(wù)基站發(fā)起的協(xié)作傳 輸是可選的。即，協(xié)作基站可以在收到協(xié)作傳輸請求后，直接執(zhí)行步驟205向每個被調(diào)度的 用戶發(fā)出查詢指令，或者直接執(zhí)行步驟208，而不再另行判斷是否加入?yún)f(xié)作傳輸。在圖2所示的流程中，步驟208的具體實現(xiàn)如下(1)計算2個被調(diào)度用戶的SNR和這2個用戶之間的SIR。具體地， = SNR = \斯，SNR魏勘占1力軸一白勺，即i亥SNR魏針勘占白勺劃寸1力
率視為1后換算得到的。一般情況下，被調(diào)度用戶的SNR較為接近，可以不做區(qū)分。(2)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的SIR門限和SNR門限確定使用何種協(xié)作傳輸模式。本發(fā)明中提供的協(xié)作傳輸模式包括動態(tài)FFR(Dynamic FFR)、單用戶多基站空間 復(fù)用(JT-SU)、多發(fā)射機多接收機宏分集(Multi-Tx Multi-Rxmacro-diversity,MTMR MD)、 多發(fā)射機多接收機空間復(fù)用(Multi-Tx Multi-Rx spatial multiplexing, MTMR SM)。在本發(fā)明的一個具體實現(xiàn)中，可以設(shè)置模式A、模式B和模式C供選擇，見表1。 表1不同的協(xié)作傳輸模式這些協(xié)作傳輸模式之間的差異主要體現(xiàn)在屯的分配變化上。其中，Dynamic FFR 和 JT-SU 是現(xiàn)有技術(shù)。具體實現(xiàn)時，Dynamic FFR 的 dl2 = d22 = 0，JT-SU 的 d21 = d22 = 0。也就是說，Dynamic FFR是將MTMR簡化為STMR，JT-SU是將MTMR簡化為MTSR。在MTMR MD中，d,t的分配如下dll = dl2，d21 = d22(即將drl和dr2設(shè)置為相同)。在MTMR SM 中，drt的分配如下將drl和dr2設(shè)置為不同。從圖3看出，模式A適用于計算出的SIR低于SIR門限(SIR_Th)，且計算出的SNR 高于第一 SNR門限(SNR_Thl)的情況，即SIR < SIR_Th且SNR > SNR_Thl ；模式C適用于 計算出的SIR高于SIR門限(SIR_Th)，且計算出的SNR高于第二 SNR門限(SNR_Th2)的情 況，即 SIR 彡 SIR_Th 且 SNR 彡 SNR_Th2 ；模式 B 適用于 SIR < SIR_Th 且 SNR 彡 SNR_Thl, 或者SIR彡SIR_Th且SNR<SNR_Th2這兩種情況。當(dāng)然，臨界點的模式選擇較為靈活。比 如，對于臨界點SIR = SIR_Th且SNR = SNR_Thl，可以采用模式A或者模式B。對于臨界點 SIR = SIR_Th且SNR = SNR_Th2，可以采用模式C或者模式B。再有，用于進行模式判斷的 SNR可以是根據(jù)用戶1的信號測量參數(shù)計算出來的，也可以是根據(jù)用戶2的信號測量參數(shù)計 算出來的，還可以是根據(jù)用戶1和用戶2的信號測量參數(shù)的平均值計算出來的。從表1看 出，基站采用的波束成型方法和協(xié)作傳輸模式可以是相關(guān)的。比如，所確定的協(xié)作傳輸模式為JT-SU SM，則選用ZF或者SLNR算法進行波束成型；所確定的協(xié)作傳輸模式為MTMR MD， 則選用SLNR算法進行波束成型。再有，對于不同的波束成型方法，SIR門限和SNR門限的 取值也會有所不同，具體取值根據(jù)仿真和測試數(shù)據(jù)得到。在圖2所示的實施例中，發(fā)射機的數(shù)目T為2。進一步地，可以采用2個以上的發(fā) 射機進行數(shù)據(jù)的協(xié)作傳輸。對于這種情況，當(dāng)多個協(xié)作基站反饋的協(xié)作模式不同時，服務(wù)基 站從中選擇出一種作為自身采用的協(xié)作模式。此時，可以允許不同的協(xié)作基站采用不同的 協(xié)作模式；或者，服務(wù)基站將其選擇的協(xié)作模式通知所有協(xié)作基站，并要求所有協(xié)作基站統(tǒng) 一采用該協(xié)作模式。進一步地，本發(fā)明的一個實施例還提供了一種無線通信自適應(yīng)協(xié)作傳輸系統(tǒng)。該 系統(tǒng)包括進行協(xié)作傳輸?shù)囊粋€以上發(fā)射機以及一個以上的接收機。其中一個發(fā)射機被設(shè)置為服務(wù)發(fā)射機，其他發(fā)射機被設(shè)置為協(xié)作發(fā)射機。所述協(xié) 作發(fā)射機用于接收所述服務(wù)發(fā)射機發(fā)出的協(xié)作傳輸請求，根據(jù)所述一個以上接收機的信號 測量參數(shù)確定協(xié)作傳輸模式，提供給所述服務(wù)發(fā)射機。在確定協(xié)作傳輸模式后，每個發(fā)射機(包括協(xié)作發(fā)射機和服務(wù)發(fā)射機)都會根據(jù) 該協(xié)作傳輸模式生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的總數(shù)據(jù)流，發(fā)送給每個接收機。具體地，該協(xié)作發(fā)射機用于根據(jù)所述信號測量參數(shù)計算所述一個以上接收機之 間的信號干擾比(SIR)和信號噪聲比(SNR)，根據(jù)計算出的SIR和SIR門限，以及計算出的 SNR和SNR門限之間的關(guān)系，選擇相應(yīng)的協(xié)作傳輸模式。具體地，每個發(fā)射機用于確定波束成型方法，根據(jù)所確定的波束成型方法為每個 接收機設(shè)置相應(yīng)的波束成型參數(shù)\t，根據(jù)所選擇的協(xié)作傳輸模式為每個接收機設(shè)置分數(shù)據(jù)
R
流drt，并根據(jù)公式^ = X 生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的總數(shù)據(jù)流Dt。 其中，所述波束成型參數(shù)&用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的波束成型 濾波器的特性；所述分數(shù)據(jù)流drt為從第t個發(fā)射機到第r個接收機的數(shù)據(jù)流；r = 1，...， R ;t = 1，. . .，T，T為參加協(xié)作傳輸?shù)陌l(fā)射機數(shù)，R為參加協(xié)作傳輸?shù)慕邮諜C數(shù)。進一步地，可以根據(jù)所選擇的協(xié)作傳輸模式確定波束成型方法。比如，所確定的協(xié) 作傳輸模式為JT-SU SM,則選用ZF或者SLNR算法進行波束成型；所確定的協(xié)作傳輸模式 為MTMR MD，則選用SLNR算法進行波束成型。具體地，協(xié)作發(fā)射機用于當(dāng)計算出的SIR小于SIR門限，并且計算出的SNR大于第一 SNR門限時，選擇動態(tài) FFR模式；當(dāng)計算出的SIR不小于SIR門限，并且計算出的SNR不小于第二 SNR門限時，選擇
多用戶多基站空間復(fù)用模式；對于其他情況(即SIR < SIR_Th 且 SNR 彡 SNR_Thl,或者 SIR 彡 SIR_Th 且 SNR < SNR_Th2這兩種情況)，選擇單用戶多基站空間復(fù)用模式或者多用戶多基站宏分集模式。其中，所述多用戶多基站宏分集將每個發(fā)射機到第r個接收機的分數(shù)據(jù)流屯，t = 1，. . .，T設(shè)置為相同，即dri =乜=...=drTO所述多用戶多基站空間復(fù)用將每個發(fā)射機 到第r個接收機的分數(shù)據(jù)流drt，t = 1，. . .，T設(shè)置為不同，比如將需要傳輸給第r個接收 機的數(shù)據(jù)任意分成T份，每個發(fā)射機傳輸一份。
所述協(xié)作發(fā)射機進一步用于接收到協(xié)作傳輸請求后，判斷是否參加協(xié)作傳輸，如 果參加則進一步確定協(xié)作傳輸模式；如果不參加則發(fā)出拒絕協(xié)作傳輸消息給所述服務(wù)發(fā)射 機。所述接收機進一步用于接收信號y,，并采用多輸入多輸出(MIM0)檢測進行數(shù)據(jù) 恢復(fù)。 yr =2]
其中，Hrt 是維度為
nrXnt的矩陣，vrt是維度為ntX 1的矢量或者維度為ntX~的矩陣，drt是標量或者維度為 的矢量，l是維度為的矢量，^是維度為的矢量；第r個接收機的天線數(shù) 為IV第t個發(fā)射機的天線數(shù)為nt。在本發(fā)明的實施例中，每個發(fā)射機和每個接收機都有多根天線，故每個接收機都 可以采用MIM0檢測進行數(shù)據(jù)恢復(fù)。進一步地，本發(fā)明的一個實施例還提供了一種發(fā)射機，用于和其他發(fā)射機協(xié)作傳 輸用戶數(shù)據(jù)。該發(fā)射機包括協(xié)作模式確定單元，用于根據(jù)一個以上接收機的信號測量參數(shù)確定協(xié)作傳輸模 式，提供給發(fā)出協(xié)作傳輸請求的第二發(fā)射機。其中，發(fā)出協(xié)作傳輸請求的第二發(fā)射機為服務(wù) 發(fā)射機。數(shù)據(jù)流生成單元，用于根據(jù)所確定的協(xié)作傳輸模式生成對應(yīng)于所述一個以上接收 機的總數(shù)據(jù)流，發(fā)送給每個接收機。具體地，所述數(shù)據(jù)流生成單元用于確定波束成型方法，根據(jù)所確定的波束成型方 法為每個接收機設(shè)置相應(yīng)的波束成型參數(shù)\t，根據(jù)所選擇的協(xié)作傳輸模式為每個接收機設(shè)
置分數(shù)據(jù)流drt，并根據(jù)公式二 Yu 生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的總數(shù)據(jù)流Dt。
可以看出，某個發(fā)射機發(fā)出的數(shù)據(jù)中可以包括發(fā)給多個接收機的數(shù)據(jù)。同樣地，某個接收機 收到的數(shù)據(jù)是由多個發(fā)射機發(fā)出的。所述波束成型參數(shù)^用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的波束成型濾波 器的特性；所述分數(shù)據(jù)流屯為從第t個發(fā)射機到第r個接收機的數(shù)據(jù)流；所述r = 1，...， R ;t = 1，. . .，T，T為發(fā)射機的數(shù)目，R為接收機的數(shù)目。具體地，所述協(xié)作模式確定單元用于當(dāng)計算出的SIR小于SIR門限，并且計算出 的SNR大于第一 SNR門限時，選擇動態(tài)FFR模式；當(dāng)計算出的SIR不小于SIR門限，并且計 算出的SNR不小于第二 SNR門限時，選擇多用戶多基站空間復(fù)用模式；對于其他情況，選擇 單用戶多基站空間復(fù)用模式或者多用戶多基站宏分集模式。其中，所述多用戶多基站宏分集將每個發(fā)射機到第r個接收機的分數(shù)據(jù)流屯，t = 1，. . .，T設(shè)置為相同；所述多用戶多基站空間復(fù)用將每個發(fā)射機到第r個接收機的分數(shù)據(jù) 流cU，t= 1，...，T設(shè)置為不同。該發(fā)射機進一步包括協(xié)作傳輸判斷單元，用于在接收到協(xié)作傳輸請求后，判斷是 否參加協(xié)作傳輸，如果參加則進一步確定協(xié)作傳輸模式；如果不參加則發(fā)出拒絕協(xié)作傳輸 消息給所述第二發(fā)射機。
為了直觀地呈現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案的性能，以下針對不同的協(xié)作傳輸模式、不同 的波束成型方法，按照表2所示的參數(shù)對自適應(yīng)協(xié)作傳輸進行仿真。需要說明的是，波束成 型是以資源塊為單位進行的，即使用每個資源塊的平均信道增益進行波束成型。 表2仿真參數(shù)需要說明的是，該仿真是鏈路級仿真，假定當(dāng)前服務(wù)小區(qū)已經(jīng)完成多用戶調(diào)度，只 需考慮協(xié)作小區(qū)內(nèi)SIR的變化以及SNR對性能的影響。因此在仿真中，服務(wù)小區(qū)內(nèi)2個用 戶的無線信道始終保持獨立，而協(xié)作小區(qū)內(nèi)2個用戶的無線信道是高_低SIR交替的混合信道。再有，用于控制自適應(yīng)協(xié)作模式選擇的門限是基于仿真得到的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，其具體 取值可以結(jié)合不同的系統(tǒng)參數(shù)和仿真/實測進行優(yōu)化，表3示出其中一種參考取值。 表3仿真中用于選擇自適應(yīng)協(xié)作模式的門限圖4示出基于ZF準則進行波束成型時7種協(xié)作傳輸模式的性能曲線，其中橫軸為 信噪比(SNR)，縱軸為和速率(sum-rate)。這7種協(xié)作傳輸模式分別是動態(tài)FFR (dynamic FFR)，該曲線用帶有方框的實線示出；單用戶多基站空間復(fù)用(JT-SU SM)，該曲線用帶有下 三角的實線示出；多用戶多基站空間復(fù)用(MTMR SM)，該曲線用帶有圓圈的實線示出；多用 戶多基站宏分集(MTMR MD)，該曲線用帶有上三角的實線示出；基于本地優(yōu)化ZF的多用戶 多基站空間復(fù)用(MTMR SM local Opt.)，該曲線用帶有圓圈的虛線示出；基于本地優(yōu)化ZF 的多用戶多基站宏分集(MTMR MD local Opt.)，該曲線用帶有上三角的虛線示出；多用戶 多基站自適應(yīng)協(xié)作傳輸(Adaptive MTMR)，該曲線用帶有星號(*)的實線示出。圖5示出基于SLNR準則進行波束成型時5種協(xié)作傳輸模式的性能曲線，其中橫軸為信噪比(SNR)，縱軸為和速率(sum-rate)。這5種協(xié)作傳輸模式分別是動態(tài)FFR(dynamic FFR)，該曲線用帶有方框的線條示出；單用戶多基站空間復(fù)用(JT-SU SM)，該曲線用帶有下 三角的線條示出；多用戶多基站空間復(fù)用(MTMR SM)，該曲線用帶有圓圈的線條示出；多用 戶多基站宏分集(MTMR MD)，該曲線用帶有上三角的線條示出；多用戶多基站自適應(yīng)協(xié)作傳 輸(Adaptive MTMR)，該曲線用帶有星號(*)的線條示出。從圖4和圖5的仿真結(jié)果可以看出1、在相同的框架內(nèi)可以同時支持多種協(xié)作傳輸模式，且通過自適應(yīng)方式確定的協(xié) 作傳輸模式始終能夠獲得最好的性能。其中，自適應(yīng)是指根據(jù)接收機的信道條件(比如SIR 和SNR)確定協(xié)作傳輸模式，其中SIR和SNR體現(xiàn)的是和^的特性。2、基于本地優(yōu)化的ZF波束成型可以獲得比ZF波束成型更好的性能。3、SLNR波束成型可以獲得比ZF波束成型更好的性能。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
18
權(quán)利要求
一種無線通信中自適應(yīng)協(xié)作傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，包括確定進行協(xié)作傳輸?shù)囊粋€以上接收機以及一個以上發(fā)射機，將其中一個發(fā)射機設(shè)置為服務(wù)發(fā)射機，將其他發(fā)射機設(shè)置為協(xié)作發(fā)射機；所述協(xié)作發(fā)射機接收到所述服務(wù)發(fā)射機發(fā)出的協(xié)作傳輸請求后，根據(jù)所述一個以上接收機的信號測量參數(shù)確定協(xié)作傳輸模式，提供給所述服務(wù)發(fā)射機；每個發(fā)射機根據(jù)所確定的協(xié)作傳輸模式生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的數(shù)據(jù)流，發(fā)送給每個接收機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定一個以上的接收機包括所述服 務(wù)發(fā)射機對小區(qū)邊界用戶進行多用戶調(diào)度，從所述小區(qū)邊界用戶中選出所述一個以上的接 收機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定協(xié)作傳輸模式包括所述協(xié)作發(fā)射機根據(jù)所述信號測量參數(shù)計算信號干擾比SIR和信號噪聲比SNR，根據(jù) 所述計算出的SIR和SIR門限，以及所述計算出的SNR和SNR門限之間的關(guān)系，選擇相應(yīng)的 協(xié)作傳輸模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的 數(shù)據(jù)流包括每個發(fā)射機確定波束成型方法，根據(jù)所確定的波束成型方法為每個接收機設(shè)置相應(yīng)的 波束成型參數(shù)\t，根據(jù)所選擇的協(xié)作傳輸模式為每個接收機設(shè)置分數(shù)據(jù)流4t，并根據(jù)公式D1=r∑r=1Vrtdrt生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的總數(shù)據(jù)流Dt ；其中，所述波束成型參數(shù)用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的波束成型濾波 器的特性；所述分數(shù)據(jù)流drt為從第t個發(fā)射機到第r個接收機的數(shù)據(jù)流；所述r = 1，. . .，R ;t = 1，. . .，T，T為發(fā)射機的數(shù)目，R為接收機的數(shù)目。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述計算出的SIR和SIR門限， 以及所述計算出的SNR和SNR門限之間的關(guān)系，選擇相應(yīng)的協(xié)作傳輸模式包括當(dāng)所述計算 出的SIR小于SIR門限，并且所述計算出的SNR大于第一 SNR門限時，選擇動態(tài)FFR模式；當(dāng)所述計算出的SIR不小于SIR門限，并且所述計算出的SNR不小于第二 SNR門限時， 選擇多用戶多基站空間復(fù)用模式；所述多用戶多基站空間復(fù)用模式將每個發(fā)射機到第r個 接收機的分數(shù)據(jù)流drt，t = 1，. . .，T設(shè)置為不同；對于其他情況，選擇單用戶多基站空間復(fù)用模式或者多用戶多基站宏分集模式；所述 多用戶多基站宏分集模式將每個發(fā)射機到第r個接收機的分數(shù)據(jù)流drt，t = 1，. . .，T設(shè)置 為相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的方法，其特征在于，所述波束成型方法為迫零ZF算 法，或者信號泄露噪聲比SLNR算法。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的方法，其特征在于，所述每個發(fā)射機根據(jù)所確定的波束 成型方法為每個接收機設(shè)置相應(yīng)的波束成型參數(shù)包括對于第r個接收機，將Hrt的一個以上特征信道方向矢量投影到第t個發(fā)射機到其他接收機的空間信道矩陣的零空間中，并對每個特征信道方向矢量的投影用相應(yīng)的特征值進行 加權(quán)得到該特征信道方向矢量的投影的加權(quán)取值，從中選出加權(quán)取值最大的一個特征信道 方向矢量的投影，根據(jù)所選出的特征信道方向矢量的投影確定波束成型參數(shù)Vrt ； 其中，所述Hrt用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的傳輸信道特性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，進一步包括所述協(xié)作發(fā)射機接 收到協(xié)作傳輸請求后，判斷是否參加協(xié)作傳輸，如果參加則進一步確定協(xié)作傳輸模式；如果 不參加則發(fā)出拒絕協(xié)作傳輸消息給所述服務(wù)發(fā)射機。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，進一步包括所述協(xié)作發(fā)射機 向每個接收機發(fā)出查詢指令，所述每個接收機將自身的信號測量參數(shù)發(fā)送給所述協(xié)作發(fā)射 機；或者所述每個接收機周期性地將其信號測量參數(shù)上報給所述協(xié)作發(fā)射機。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，進一步包括第 r個接收機接收信號y,，并采用多輸入多輸出ΜΙΜΟ檢測進行數(shù)據(jù)恢復(fù)；其中， Hrt用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的傳輸信道特性，維度為I^Xnt ； vrt用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的波束成型濾波器的特性，維度為ntX 1 或者維度為drt為從第t個發(fā)射機到第r個接收機的數(shù)據(jù)流，該cU是標量或者維度為r^X 1的矢量；W^為第r個接收機的噪聲，維度為；Yr為第r個接收機的接收信號，維度為r^x 1 ；第r個接收機的天線數(shù)為K，第t個發(fā)射機的天線數(shù)為nt。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射機為基站或者中繼節(jié)點ο
12.一種無線通信自適應(yīng)協(xié)作傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括進行協(xié)作傳輸?shù)囊粋€以上接收機以及一個以上發(fā)射機，其中一個發(fā)射機被設(shè)置為服務(wù) 發(fā)射機，其他發(fā)射機被設(shè)置為協(xié)作發(fā)射機；所述協(xié)作發(fā)射機，用于接收所述服務(wù)發(fā)射機發(fā)出的協(xié)作傳輸請求，根據(jù)所述一個以上 接收機的信號測量參數(shù)確定協(xié)作傳輸模式，提供給所述服務(wù)發(fā)射機；所述每個發(fā)射機用于根據(jù)所確定的協(xié)作傳輸模式生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的 數(shù)據(jù)流，發(fā)送給每個接收機。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述協(xié)作發(fā)射機用于根據(jù)所述信號測量參數(shù)計算信號干擾比SIR和信號噪聲比SNR，根據(jù)所述計算出的SIR 和SIR門限，以及所述計算出的SNR和SNR門限之間的關(guān)系，選擇相應(yīng)的協(xié)作傳輸模式。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述每個發(fā)射機用于確定波束成型方法，根據(jù)所確定的波束成型方法為每個接收機設(shè)置相應(yīng)的波束成 型參數(shù)\t，根據(jù)所選擇的協(xié)作傳輸模式為每個接收機設(shè)置分數(shù)據(jù)流drt，并根據(jù)公式 生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的總數(shù)據(jù)流Dt ； 其中，所述波束成型參數(shù)Vrt用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的波束成型濾波 器的特性；所述分數(shù)據(jù)流drt為從第t個發(fā)射機到第r個接收機的數(shù)據(jù)流；所述r = 1，. . .，R ;t = 1，. . .，T，T為發(fā)射機的數(shù)目，R為接收機的數(shù)目。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述協(xié)作發(fā)射機用于當(dāng)所述計算出的SIR小于SIR門限，并且所述計算出的SNR大于第一 SNR門限時，選擇 動態(tài)FFR模式；當(dāng)所述計算出的SIR不小于SIR門限，并且所述計算出的SNR不小于第二 SNR門限時， 選擇多用戶多基站空間復(fù)用模式；對于其他情況，選擇單用戶多基站空間復(fù)用模式或者多用戶多基站宏分集模式； 其中，所述多用戶多基站宏分集模式將每個發(fā)射機到第r個接收機的分數(shù)據(jù)流drt，t = 1，...，T設(shè)置為相同；所述多用戶多基站空間復(fù)用模式將每個發(fā)射機到第r個接收機的分 數(shù)據(jù)流drt，t= 1，...，T設(shè)置為不同。
16.根據(jù)權(quán)利要求12-15任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述協(xié)作發(fā)射機進一步用 于接收到協(xié)作傳輸請求后，判斷是否參加協(xié)作傳輸，如果參加則進一步確定協(xié)作傳輸模 式；如果不參加則發(fā)出拒絕協(xié)作傳輸消息給所述服務(wù)發(fā)射機。
17.根據(jù)權(quán)利要求12-15任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接收機進 一步用于接收信號y,，并采用多輸入多輸出ΜΙΜΟ檢測進行數(shù)據(jù)恢復(fù)；其中， Hrt用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的傳輸信道特性，維度為I^Xnt ； vrt用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的波束成型濾波器的特性，維度為r^X 1 或者維度為drt為從第t個發(fā)射機到第r個接收機的數(shù)據(jù)流，該cU是標量或者維度為r^X 1的矢量；W^為第r個接收機的噪聲，維度為；Yr為第r個接收機的接收信號，維度為r^x 1 ；第r個接收機的天線數(shù)為K，第t個發(fā)射機的天線數(shù)為nt。
18.一種發(fā)射機，其特征在于，包括協(xié)作模式確定單元，用于根據(jù)一個以上接收機的信號測量參數(shù)確定協(xié)作傳輸模式，提 供給發(fā)出協(xié)作傳輸請求的第二發(fā)射機；數(shù)據(jù)流生成單元，用于根據(jù)所確定的協(xié)作傳輸模式生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的 數(shù)據(jù)流，發(fā)送給每個接收機。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)射機，其特征在于，該發(fā)射機進一步包括協(xié)作傳輸判斷 單元，用于在接收到協(xié)作傳輸請求后，判斷是否參加協(xié)作傳輸，如果參加則進一步確定協(xié)作 傳輸模式；如果不參加則發(fā)出拒絕協(xié)作傳輸消息給所述第二發(fā)射機。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)射機，其特征在于，所述數(shù)據(jù)流生成單元用于確定波束 成型方法，根據(jù)所確定的波束成型方法為每個接收機設(shè)置相應(yīng)的波束成型參數(shù)^，根據(jù)所 選擇的協(xié)作傳輸模式為每個接收機設(shè)置分數(shù)據(jù)流drt，并根據(jù)公式 生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的總數(shù)據(jù)流Dt ；其中，所述波束成型參數(shù)Vrt用于表征從第t個發(fā)射機到第r個接收機的波束成型濾波 器的特性；所述分數(shù)據(jù)流drt為從第t個發(fā)射機到第r個接收機的數(shù)據(jù)流；所述r = 1，. . .，R ;t = 1，. . .，T，T為發(fā)射機的數(shù)目，R為接收機的數(shù)目。
21.根據(jù)權(quán)利要求18-20任一項所述的發(fā)射機，其特征在于，所述協(xié)作模式確定單元用 于當(dāng)計算出的SIR小于SIR門限，并且計算出的SNR大于第一 SNR門限時，選擇動態(tài)FFR 模式；當(dāng)所述計算出的SIR不小于SIR門限，并且所述計算出的SNR不小于第二 SNR門限 時，選擇多用戶多基站空間復(fù)用模式；對于其他情況，選擇單用戶多基站空間復(fù)用模式或者 多用戶多基站宏分集模式；其中，所述多用戶多基站宏分集模式將每個發(fā)射機到第r個接收機的分數(shù)據(jù)流drt，t = 1，...，T設(shè)置為相同；所述多用戶多基站空間復(fù)用模式將每個發(fā)射機到第r個接收機的分 數(shù)據(jù)流drt，t= 1，...，T設(shè)置為不同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線通信中自適應(yīng)協(xié)作傳輸?shù)姆椒?、系統(tǒng)和發(fā)射機。該方法的過程包括確定進行協(xié)作傳輸?shù)囊粋€以上發(fā)射機，將其中一個發(fā)射機設(shè)置為服務(wù)發(fā)射機，將其他發(fā)射機設(shè)置為協(xié)作發(fā)射機，并確定一個以上的接收機；所述協(xié)作發(fā)射機接收到所述服務(wù)發(fā)射機發(fā)出的協(xié)作傳輸請求后，根據(jù)所述一個以上接收機的信號測量參數(shù)確定協(xié)作傳輸模式，提供給所述服務(wù)發(fā)射機；每個發(fā)射機根據(jù)所確定的協(xié)作傳輸模式生成對應(yīng)于所述一個以上接收機的數(shù)據(jù)流，發(fā)送給每個接收機。本發(fā)明的這種方法、系統(tǒng)和發(fā)射機在盡可能提高小區(qū)邊界用戶的頻譜效率的同時，保持較低的實現(xiàn)復(fù)雜度。
文檔編號H04L25/03GK101854199SQ20091013360
公開日2010年10月6日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者侯曉林, 加山英俊, 張戰(zhàn) 申請人:株式會社Ntt都科摩