專利名稱：基于加權(quán)和度量的多小區(qū)聯(lián)合處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明面向移動通信領(lǐng)域，提出了一種基于加權(quán)和度量的多小區(qū)聯(lián)合處理方法。
背景技術(shù)：
近年來新一代無線通信技 術(shù)發(fā)展迅速，相比第三代無線通信技術(shù)來說，新一代移動通信技術(shù)具有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡單、信號時延小、通信質(zhì)量高、速度快的諸多優(yōu)點。協(xié)同多點傳輸(CoordinatedMulti-Point transmission, CoMP)是一種多個小區(qū)間下行協(xié)作的通信技術(shù)。一般默認(rèn)各個小區(qū)采用多輸入多輸出(Multiple InputMultiple Output, ΜΙΜΟ)技術(shù)。多個小區(qū)通過回程線路(Backhaul)連接,交換信息,通過協(xié)調(diào)來達(dá)到降低小區(qū)間干擾的目的，最終提高小區(qū)邊緣吞吐量。具體場景中，參與協(xié)作的小區(qū)也可能共用一個物理小區(qū)標(biāo)識(Physical Cell ID，PCI)，因此這些小區(qū)也稱為發(fā)射點(Transmission Point，TP)。值得注意的是,雖然“小區(qū)”被稱為發(fā)射點，但每個發(fā)射點可以擁有獨立小區(qū)的行為，包括資源管理、物理層過程等。本發(fā)明所指的發(fā)射點包括具有或不具有獨立PCI的小區(qū)。多點協(xié)同技術(shù)主要包括聯(lián)合處理(Joint Processing, JP)和協(xié)同調(diào)度 / 協(xié)同波束成形(Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming, CS/CB) 聯(lián)合處理技術(shù)又包括聯(lián)合發(fā)射(Joint Transmission, JT)和動態(tài)點選擇/靜默(DynamicPoint Selection/Blanking, DPS/DPB)。聯(lián)合處理要求各個發(fā)射點間共享數(shù)據(jù)和信道狀態(tài)信息(Channel State Information, CSI),因此需要容量高、延遲低的回程線路,往往采用光纖等聞速媒質(zhì)。本發(fā)明提出了一種基于加權(quán)和度量(Weighted Sum Metric,WSM)的多點協(xié)同聯(lián)合處理方法。此方法在保持小區(qū)平均吞吐量的同時，增加了小區(qū)邊緣吞吐量，在提升協(xié)作增益和維持較低的協(xié)作復(fù)雜度之間取得一個優(yōu)化的平衡，具有上行反饋開銷小、靈活性好、復(fù)雜度低等優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種基于加權(quán)和度量的多點協(xié)同聯(lián)合處理方法。該方法要求由物理上或邏輯上連接各個發(fā)射點的“中心節(jié)點”進(jìn)行集中式調(diào)度。首先，“中心節(jié)點”在一段時間間隔內(nèi)統(tǒng)計出小區(qū)邊緣的用戶設(shè)備(UserEquipment, UE)信息及參與協(xié)作的候選發(fā)射點。接著，在調(diào)度期間，“中心節(jié)點”收集UE與參與協(xié)作的TP間的信道狀態(tài)信息。UE與的TP間的信道狀態(tài)信息可以來自于UE上報的秩指示(Rank Indicator, RI)，信道質(zhì)量指示(Channel Quality Indicator, CQI)和預(yù)編碼矩陣索引(Precoding Matrix Index, PMI)等信息，也可由基站通過信道互易等方式自行推算獲得。最后，“中心節(jié)點”通過加權(quán)的和度量優(yōu)選出總體最優(yōu)的UE配對。本發(fā)明具有以下特點I)該設(shè)計實現(xiàn)了較大的協(xié)作增益和較小的協(xié)作復(fù)雜度(包括上行反饋開銷、UE測量復(fù)雜度、調(diào)度復(fù)雜度等方面)，主要表現(xiàn)在整個過程包括了 “參與協(xié)作的發(fā)射點集合”的“集簇”(Clustering)過程和“一般調(diào)度過程”，并且調(diào)度是在整個協(xié)作區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行的；協(xié)作區(qū)域一個固定的或動態(tài)/半靜態(tài)變化的發(fā)射點集合，而對于某個UE來說參與協(xié)作的發(fā)射點集合是協(xié)作區(qū)域的一個子集；2)該方案無需所有UE上行反饋協(xié)作區(qū)域內(nèi)全部發(fā)射點信息，因而具有反饋開銷小的優(yōu)勢。主要表現(xiàn)在小區(qū)邊緣UE和非小區(qū)邊緣UE可以混合配對，使得系統(tǒng)只需小區(qū)邊緣的UE反饋參與協(xié)作的發(fā)射點的信道狀態(tài)信息，并且允許不同的小區(qū)邊緣UE測量和上報不同的協(xié)作發(fā)射點集合的信息；3)該方案可以通過加權(quán)和 度量來提高小區(qū)邊緣UE被調(diào)度的機(jī)會，大幅改善小區(qū)邊緣的用戶體驗；4)根據(jù)不同的應(yīng)用場景、信道條件，支持在聯(lián)合發(fā)射、動態(tài)點選擇或動態(tài)點靜默等多種聯(lián)合處理技術(shù)之間進(jìn)行動態(tài)切換。本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵點和保護(hù)點I.本發(fā)明的流程包括了以下過程a) “參與協(xié)作的發(fā)射點集合”的“集簇”過程，即“中心節(jié)點”選擇出小區(qū)邊緣UE和對應(yīng)的參與協(xié)作的發(fā)射點。“中心節(jié)點”可以根據(jù)各種原則選擇協(xié)作UE，包括但不僅限于UE的接收信號強(qiáng)度、UE的路損大小、UE的接收信號質(zhì)量，等等；b) “一般調(diào)度流程”，即“中心節(jié)點”根據(jù)UE的信道狀態(tài)信息進(jìn)行實時調(diào)度；2.本發(fā)明的調(diào)度是在整個協(xié)作區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行的。協(xié)作區(qū)域可以是一個固定的或動態(tài)/半靜態(tài)變化的發(fā)射點集合。對于某個UE來說，參與協(xié)作的發(fā)射點集合可以是整個協(xié)作區(qū)域或其子集；3.本發(fā)明的“一般調(diào)度流程”包括以下過程a)對每個發(fā)射點，預(yù)選出該單發(fā)射點下度量最好的UE ；b)枚舉出所有可能的多小區(qū)資源分配方式，即實現(xiàn)基于聯(lián)合發(fā)射的UE配對或基于動態(tài)發(fā)射點選擇(包括動態(tài)發(fā)射點靜默)的UE配對；c)對每一個UE配對，計算其加權(quán)和度量；d)選出最大度量的UE配對作為調(diào)度結(jié)果；4.本發(fā)明在其“一般調(diào)度流程”第3. a步“預(yù)選出各個單發(fā)射點下度量最好的UE，，中，可采取下述兩個方案之一a)方案一網(wǎng)絡(luò)不啟用動態(tài)點選擇,待選UE只需包括非小區(qū)邊緣UE ；b)方案二 網(wǎng)絡(luò)啟用了動態(tài)點選擇，待選UE包括非小區(qū)邊緣UE和小區(qū)邊緣UE ；5.本發(fā)明在其“一般調(diào)度流程”第3. a步“預(yù)選出各個單發(fā)射點下度量最好的UE，，中，對“啟用動態(tài)點選擇技術(shù)”時方案的處理過程為a)選出單發(fā)射點下度量最好的非小區(qū)邊緣UE ；b)選出單發(fā)射點下度量最好的小區(qū)邊緣UE ；c)比較兩者，選出單發(fā)射點下度量最好的UE ；6.本發(fā)明在其“一般調(diào)度流程”第3. b步“枚舉出所有可能的多小區(qū)資源分配方式”中，所有可能的UE配對包括a)在第3. a步中選出的所有單發(fā)射點下度量最好的UE ；b)混合了在第3. a步中選出的某些單發(fā)射點下度量最好的UE和某些接收聯(lián)合發(fā)射信號的協(xié)作UE ；7.本發(fā)明在其“一般調(diào)度流程”第3. c步“對每一個UE配對，計算其加權(quán)和度量”中，對各個UE的度量采用加權(quán)和的方式。如果某個配對中某個UE接收聯(lián)合發(fā)射信號，那么雖然此UE多次出現(xiàn)在此配對中，但它的度量僅能被加和一次；8.本發(fā)明在其“一般調(diào)度流程”第3. c步“對每一個UE配對，計算其加權(quán)和度量”中，計算度量值的方案有多種。其中一種計算方案是比例公平度量方案度量計算方案是比例公平度量；9.本發(fā)明在其“一般調(diào)度流程”第3. c步“對每一個UE配對，計算其加權(quán)和度量”中，可采取的兩種權(quán)重方案是a)權(quán)重都為I ;b)權(quán)重為服務(wù)當(dāng)前UE的發(fā)射點的個數(shù)；10.本發(fā)明在其“一般調(diào)度流程”的第3. b步，枚舉混合的UE配對時，可以包括某個或某幾個發(fā)射點靜默時的情形。


圖I :總流程2 : —般調(diào)度流程圖
具體實施例方式本發(fā)明的流程主要包括兩個部分，如下圖所示本發(fā)明采用集中式調(diào)度，即“中心節(jié)點”收集各個發(fā)射點的信道狀態(tài)信息，然后決策出協(xié)同調(diào)度方案。一、選擇小區(qū)邊緣UE和參與協(xié)作的發(fā)射點“中心節(jié)點”根據(jù)UE反饋的接收信號功率水平的高低選擇出小區(qū)邊緣UE和對應(yīng)的參與協(xié)作的發(fā)射點集合。這個選擇過程往往是一個“長期/寬帶”的過程。從大尺度衰落來看，適合為某個小區(qū)邊緣UE進(jìn)行協(xié)作操作的發(fā)射點集合可能是該UE接收信號功率最強(qiáng)的幾個發(fā)射點，因此不同的小區(qū)邊緣UE對應(yīng)的參與協(xié)作的發(fā)射點集合可以是不一樣的?；诖恕凹亍边^程，“中心節(jié)點”只需要知道小區(qū)邊緣UE對應(yīng)的參與協(xié)作的發(fā)射點集合內(nèi)各個發(fā)射點的信道狀態(tài)信息和非小區(qū)邊緣UE的常規(guī)的信道狀態(tài)信息。二、一般調(diào)度流程本發(fā)明的調(diào)度是在整個協(xié)作區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行的。整個協(xié)作區(qū)域可以是一個固定的或者動態(tài)/半靜態(tài)變化的發(fā)射點集合，而對于某個UE來說參與協(xié)作的發(fā)射點集合可以是整個協(xié)作區(qū)域或其子集。UE的信道狀態(tài)信息包括所有UE的常規(guī)(即非“聯(lián)合處理”的情況下)的信道狀態(tài)信息，例如PMI、CQI等。進(jìn)一步地，UE的信道狀態(tài)信息包括小區(qū)邊緣UE的“處理后信道狀態(tài)信息”。該“處理后信道狀態(tài)信息”為根據(jù)不同的干擾假設(shè)推算出來的經(jīng)聯(lián)合處理(包括聯(lián)合發(fā)送或動態(tài)點選擇/動態(tài)點靜默等處理方式)后的信道狀態(tài)信息，可以是由UE反饋得至IJ，或基站測量、推算得到。
在調(diào)度過程中采用的度量是基于信道狀態(tài)信息的某種度量，如比例公平度量等。本發(fā)明的調(diào)度流程如下I.對每個發(fā)射點，預(yù)選出該單發(fā)射點下度量最好的UE。這里可采用兩個方案之a(chǎn))方案一如網(wǎng)絡(luò)不啟用動態(tài)點選擇，則待選UE只包括非小區(qū)邊緣UE ；b)方案二 如網(wǎng)絡(luò)啟用了動態(tài)點選擇，則待選UE包括非小區(qū)邊緣UE和小區(qū)邊緣UE。處理過程為i.選出單發(fā)射點下度量最好的 非小區(qū)邊緣UE ；ii.選出單發(fā)射點下度量最好的小區(qū)邊緣UE ;iii.比較兩者,選出單發(fā)射點下度量最好的UE ;2.枚舉出所有可能的多小區(qū)資源分配組合方式，即候選UE配對，包括接收和不接收聯(lián)合發(fā)射信號的UE。資源分配一般以某種資源單位(例如資源塊、資源塊組、子帶或?qū)拵?為最小分配粒度。所有可能的UE配對包括a)單點最好的UE配對所有在第一步中選出的所有單發(fā)射點下度量最好的UE ；b)混合的UE配對混合了在第一步中選出的某些單發(fā)射點下度量最好的UE和某些接收聯(lián)合發(fā)射信號的協(xié)作UE。其中單發(fā)射點下度量最好的UE只占用一個資源，接收聯(lián)合發(fā)射信號的UE占用多個資源。表I給出了三個協(xié)作發(fā)射點情況下的部分可能的UE配對示例表I :三個協(xié)作發(fā)射點情況下的可能的UE配對示例

權(quán)利要求
1.一種基于加權(quán)和度量的多點協(xié)同聯(lián)合處理方法，其特征在于 由物理上或邏輯上連接各個發(fā)射點的“中心節(jié)點”進(jìn)行集中式調(diào)度； 首先，“中心節(jié)點”在一段時間間隔內(nèi)統(tǒng)計出小區(qū)邊緣的用戶設(shè)備UE信息及參與協(xié)作的候選發(fā)射點TP ； 接著，在調(diào)度期間，“中心節(jié)點”收集UE與參與協(xié)作的TP間的信道狀態(tài)信息； 最后，“中心節(jié)點”通過加權(quán)的和度量優(yōu)選出總體最優(yōu)的UE配對。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于其中，UE與的TP間的信道狀態(tài)信息可以來自于UE上報的秩指不(Rank Indicator, RI),信道質(zhì)量指不(Channel Quality Indicator,CQI)和預(yù)編碼矩陣索引(Precoding Matrix Index, PMI)等信息，也可由基站通過信道互易等方式自行推算獲得。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于其中，“中心節(jié)點”可以根據(jù)各種原則選擇協(xié)作UE和參與協(xié)作的發(fā)射點集合，所根據(jù)原則包括但不僅限于UE的接收信號強(qiáng)度、UE的路損大小、UE的接收信號質(zhì)量等。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于其中，所述調(diào)度是在整個協(xié)作區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行的；協(xié)作區(qū)域可以是一個固定的或動態(tài)/半靜態(tài)變化的發(fā)射點集合；對于某個UE來說，參與協(xié)作的發(fā)射點集合可以是整個協(xié)作區(qū)域或其子集。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于其一般調(diào)度流程包括以下過程 a)對每個發(fā)射點，預(yù)選出該單發(fā)射點下度量最好的UE； b)枚舉出所有可能的多小區(qū)資源分配方式，即實現(xiàn)基于聯(lián)合發(fā)射的UE配對或基于動態(tài)發(fā)射點選擇(包括動態(tài)發(fā)射點靜默)的UE配對； c)對每一個UE配對，計算其加權(quán)和度量； d)選出最大度量的UE配對作為調(diào)度結(jié)果。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述步驟a“預(yù)選出各個單發(fā)射點下度量最好的UE”中，可采取下述兩個方案之一 a)方案一網(wǎng)絡(luò)不啟用動態(tài)點選擇，待選UE只需包括非小區(qū)邊緣UE； b)方案二網(wǎng)絡(luò)啟用了動態(tài)點選擇，待選UE包括非小區(qū)邊緣UE和小區(qū)邊緣UE。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)啟用動態(tài)點選擇時方案的處理過程為 a)選出單發(fā)射點下度量最好的非小區(qū)邊緣UE； b)選出單發(fā)射點下度量最好的小區(qū)邊緣UE； c)比較兩者，選出單發(fā)射點下度量最好的UE。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述步驟b“枚舉出所有可能的多小區(qū)資源分配方式”中，所有可能的UE配對包括 a)在第a步中選出的所有單發(fā)射點下度量最好的UE； b)混合了在第a步中選出的某些單發(fā)射點下度量最好的UE和某些接收聯(lián)合發(fā)射信號的協(xié)作UE。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述步驟c“對每一個UE配對，計算其加權(quán)和度量”中，對各個UE的度量采用加權(quán)和的方式，如果某個配對中某個UE接收聯(lián)合發(fā)射信號，那么雖然此UE多次出現(xiàn)在此配對中，但它的度量僅能被加和一次。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述步驟C“對每一個UE配對，計算其加權(quán)和度量”中，計算度量值的方案有多種，其中一種方案是比例公平度量。
11.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述步驟C“對每一個UE配對，計算其加權(quán)和度量”中，可采取的兩種權(quán)重方案是 a)權(quán)重都為I； b)權(quán)重為服務(wù)當(dāng)前UE的發(fā)射點的個數(shù)。
12.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述步驟b中，枚舉混合的UE配對時，包括某個或某幾個發(fā)射點靜默時的情形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于加權(quán)和度量的多點協(xié)同聯(lián)合處理方法，由物理上或邏輯上連接各個發(fā)射點的“中心節(jié)點”進(jìn)行集中式調(diào)度；首先，“中心節(jié)點”在一段時間間隔內(nèi)統(tǒng)計出小區(qū)邊緣的用戶設(shè)備UE信息及參與協(xié)作的候選發(fā)射點TP；接著，在調(diào)度期間，“中心節(jié)點”收集UE與參與協(xié)作的TP間的信道狀態(tài)信息；最后，“中心節(jié)點”通過加權(quán)的和度量優(yōu)選出總體最優(yōu)的UE配對。此方法在保持小區(qū)平均吞吐量的同時，增加了小區(qū)邊緣吞吐量，在提升協(xié)作增益和維持較低的協(xié)作復(fù)雜度之間取得一個優(yōu)化的平衡，具有上行反饋開銷小、靈活性好、復(fù)雜度低等優(yōu)點。
文檔編號H04W72/12GK102821476SQ20121026154
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者周化雨, 溫文坤, 江明, 張昕, 紀(jì)子超 申請人:新郵通信設(shè)備有限公司