本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種CoMP協(xié)作簇及CoMP用戶劃分方法及資源分配方法。

背景技術(shù)：
協(xié)同多點(diǎn)傳輸技術(shù)CoMP（CoordinateMultiplePoint）是LTE-Advanced關(guān)鍵增強(qiáng)型技術(shù)之一，可以在多個(gè)小區(qū)間共享信道信息和數(shù)據(jù)信息，優(yōu)化多個(gè)小區(qū)的整體系統(tǒng)性能。如圖1所示，所述CoMP協(xié)作簇由來自三個(gè)相鄰的小區(qū)的三個(gè)扇區(qū)構(gòu)成；構(gòu)成所述協(xié)作簇的扇區(qū)包括扇區(qū)1、扇區(qū)2以及扇區(qū)3；所述相鄰三個(gè)小區(qū)內(nèi)分別設(shè)有基站1、基站2以及基站3。如用戶1為在該CoMP協(xié)作簇下的CoMP用戶，則其在進(jìn)行通信時(shí)，基站1向扇區(qū)1內(nèi)發(fā)射信號(hào)、同時(shí)基站2向扇區(qū)2內(nèi)發(fā)射信號(hào)且同時(shí)基站3向扇區(qū)3內(nèi)發(fā)射信號(hào)。這樣用戶1接收到的信號(hào)增益高，信號(hào)質(zhì)量好。顯然這種劃分方法，小區(qū)中的用戶僅存在著三個(gè)扇區(qū)構(gòu)成的協(xié)作簇下CoMP用戶或非CoMP用戶，顯然不利于通信的吞吐量、資源的最優(yōu)調(diào)配。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
（一）發(fā)明目的針對(duì)上述問題，本發(fā)明了旨在提供一種提高邊緣用戶吞吐量的情況下，盡可能地優(yōu)化小區(qū)的平均吞吐量，提高資源調(diào)度的公平性的CoMP協(xié)作簇、CoMP用戶劃分方法及頻譜資源分配方法。（二）技術(shù)方案為達(dá)上述目的，本發(fā)明CoMP協(xié)作簇，設(shè)置在三個(gè)相鄰的小區(qū)內(nèi)；每一所述小區(qū)以基站為中心等分為三個(gè)扇區(qū)，包括第一協(xié)作簇以及第二協(xié)作簇；所述第一協(xié)作簇由位于不同所述小區(qū)的三相鄰扇區(qū)構(gòu)成；基站在構(gòu)成第一協(xié)作簇的三個(gè)扇區(qū)內(nèi)同時(shí)向所述第一協(xié)作簇的CoMP用戶發(fā)送信號(hào)；所述第二協(xié)作簇由位于不同小區(qū)中兩相鄰扇區(qū)構(gòu)成；基站在構(gòu)成第二協(xié)作簇的兩個(gè)扇區(qū)內(nèi)同時(shí)向所述第二協(xié)作簇的CoMP用戶發(fā)送信號(hào)。優(yōu)選地，所述小區(qū)為六邊形小區(qū)；所述基站上設(shè)有分別朝向三個(gè)扇區(qū)的智能天線矩陣。為達(dá)上述目的，本發(fā)明CoMP用戶劃分方法，包括以下步驟：步驟S1：用戶根據(jù)接收的信號(hào)分別計(jì)算其在非CoMP通信模式下的信噪比SINRno-CoMP以及在第一協(xié)作簇的CoMP通信模式下的信噪比SINRthree-CoMP；步驟S2：用戶判斷SINRthree-CoMP是否不小于三倍SINRno-CoMP，若是則其為第一協(xié)作簇CoMP用戶，通信時(shí)基站在構(gòu)成第一協(xié)作簇的三個(gè)扇區(qū)內(nèi)同時(shí)向所述第一協(xié)作簇的CoMP用戶發(fā)送信號(hào),若否則進(jìn)入步驟S3;步驟S3：用戶計(jì)算在第二協(xié)作簇的CoMP通信模式下的信噪比SINRtwo-CoMP；步驟S4：用戶判斷SINRtwo-CoMP是否不小于兩倍SINRno-CoMP，若是則該用戶為第二協(xié)作簇CoMP用戶，通信時(shí)基站在構(gòu)成第二協(xié)作簇的兩個(gè)扇區(qū)內(nèi)同時(shí)向所述第一協(xié)作簇的CoMP用戶發(fā)送信號(hào),若否則該用戶為非CoMP用戶，通信時(shí)基站向其所在扇區(qū)發(fā)送信號(hào)；其中，所述第一協(xié)作簇由位于不同小區(qū)中三相鄰扇區(qū)構(gòu)成；所述第二協(xié)作簇由位于不同小區(qū)中兩相鄰扇區(qū)構(gòu)成。進(jìn)一步地，還包括步驟S5：用戶將劃分結(jié)果返回基站。為達(dá)上述目的，本發(fā)明頻譜資源分配方法，用于如上所述的CoMP協(xié)作簇中，每一小區(qū)內(nèi)的頻譜資源分配為第一頻譜資源、第二頻譜資源以及第三頻譜資源；所述第一頻譜資源用于第一協(xié)作簇CoMP用戶通信；所述第二頻譜資源用于第二協(xié)作簇CoMP用戶通信；所述第一頻譜資源用于非CoMP用戶通信。優(yōu)選地，具體包括以下步驟：步驟1：基站分別計(jì)算每一頻帶上CoMP用戶的調(diào)度優(yōu)先因子pc、第一扇區(qū)內(nèi)的CoMP用戶的調(diào)度優(yōu)先因子p1、第二扇區(qū)內(nèi)的CoMP用戶的調(diào)度優(yōu)先因子p2以及第三扇區(qū)內(nèi)的CoMP用戶的調(diào)度優(yōu)先因子p3；步驟2：基站判斷同一頻帶的調(diào)度優(yōu)先因子之間是否存在3pc≥p1+p2+p3，若存在則該頻帶為第一頻譜資源；若不存在則進(jìn)行步驟3：步驟3：基站判斷同一頻帶的調(diào)度優(yōu)先因子之間是否存在2pc≥p1+p2或2pc≥p1+p3或2pc≥p2+p3，若存在則該頻帶為第二頻譜資源；若不存在則該頻帶為第三頻譜資源；其中所述CoMP用戶包括第一協(xié)作簇CoMP用戶以及第二協(xié)作簇CoMP用戶。優(yōu)選地，采用比例公平計(jì)算pc、p1、p2以及p3。優(yōu)選地，所述頻譜資源分配方法為周期性的動(dòng)態(tài)頻譜分配方法。（三）本發(fā)明的有益效果本發(fā)明CoMP協(xié)作簇、CoMP用戶劃分方法及資源分配方法。在CoMP協(xié)作簇中疊加了第一協(xié)作簇以及第二協(xié)作簇，從而進(jìn)一步的降低了邊緣用戶的小區(qū)間的干擾，且僅兩個(gè)扇區(qū)為第二協(xié)作簇CoMP用戶同時(shí)發(fā)送信號(hào)，則進(jìn)一步的提高了邊緣用戶的吞吐量；且通過資源分配方法的在提高邊緣用戶的吞吐量的同時(shí)，保證了頻譜資源調(diào)度的公平性和最優(yōu)化。附圖說明圖1為現(xiàn)有的CoMP協(xié)作簇的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例一所述的CoMP協(xié)作簇的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例二所述的CoMP用戶劃分方法的流程圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例三所述的圖5為本發(fā)明所述的CoMP協(xié)作簇在本發(fā)明頻譜資源分配方法的頻譜分配下通信容量與傳統(tǒng)的CoMP協(xié)作簇在輪詢調(diào)度方法的下通信容量的比較圖；圖6為本發(fā)明所述的CoMP協(xié)作簇在本發(fā)明頻譜資源分配方法的頻譜分配下通信容量、傳統(tǒng)CoMP協(xié)作簇在頻譜固定分配方法以及傳統(tǒng)CoMP協(xié)作簇在頻譜輪詢調(diào)度方法下通信容量的比較圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合說明書附圖以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。實(shí)施例一：如圖2所示，本實(shí)施例CoMP協(xié)作簇，設(shè)置在三個(gè)相鄰的小區(qū)內(nèi)，小區(qū)11、小區(qū)12以及小區(qū)13；每一所述小區(qū)以基站為中心等分為三個(gè)扇區(qū)，包括第一協(xié)作簇21以及第二協(xié)作簇22；其中，構(gòu)成中第一協(xié)作簇21的三個(gè)扇區(qū)用實(shí)線進(jìn)行填充，構(gòu)成第二協(xié)作簇22的兩個(gè)扇區(qū)用虛線線進(jìn)行填充；由圖示可知用于構(gòu)成第一協(xié)作簇21的扇區(qū)還可以用于構(gòu)建第二協(xié)作簇22，在具體實(shí)施時(shí)第一協(xié)作簇與第二協(xié)作簇也可以是采用完全不同的扇區(qū)構(gòu)成；所述第一協(xié)作簇21由位于不同所述小區(qū)的三相鄰扇區(qū)構(gòu)成；基站在構(gòu)成第一協(xié)作簇21的三個(gè)扇區(qū)內(nèi)同時(shí)向所述第一協(xié)作簇21的CoMP用戶發(fā)送信號(hào)；所述第二協(xié)作簇22由三個(gè)相鄰小區(qū)中兩相鄰扇區(qū)構(gòu)成；基站在構(gòu)成第二協(xié)作簇22的兩個(gè)扇區(qū)內(nèi)同時(shí)向所述第二協(xié)作簇的CoMP用戶發(fā)送信號(hào)。圖中用戶31屬于第一協(xié)作簇21CoMP用戶。進(jìn)一步地，所述小區(qū)為六邊形小區(qū)；所述基站上設(shè)有分別朝向三個(gè)扇區(qū)的智能天線矩陣。所述智能天線優(yōu)選波束轉(zhuǎn)換天線，采用波束賦形在指定扇區(qū)內(nèi)向用戶發(fā)射信號(hào)。相對(duì)于傳統(tǒng)的CoMP協(xié)作簇引入了由兩個(gè)相鄰扇區(qū)構(gòu)成的第二協(xié)作簇，從而能盡可能的將邊緣用戶劃為CoMP用戶，從而有效的減少邊緣用戶通信時(shí)的小區(qū)間的干擾，從而有利于提升邊緣用戶的吞吐來那個(gè)。實(shí)施例二：采用實(shí)施例一所述的CoMP協(xié)作簇時(shí)，相對(duì)于傳統(tǒng)的CoMP協(xié)作簇中是否為CoMP用戶的劃分方法不同。如圖3所示，在本實(shí)施例中提供了一種優(yōu)選地CoMP用戶劃分方法，包括以下步驟：步驟S1：用戶根據(jù)接收的信號(hào)分別計(jì)算其在非CoMP通信模式下的信噪比SINRno-CoMP以及在第一協(xié)作簇的CoMP通信模式下的信噪比SINRthree-CoMP；步驟S2：用戶判斷SINRthree-CoMP是否不小于三倍SINRno-CoMP，若是則其為第一協(xié)作簇CoMP用戶，通信時(shí)基站在構(gòu)成第一協(xié)作簇的三個(gè)扇區(qū)內(nèi)同時(shí)向所述第一協(xié)作簇的CoMP用戶發(fā)送信號(hào),，若否則進(jìn)入步驟S3;步驟S3：用戶計(jì)算在第二協(xié)作簇的CoMP通信模式下的信噪比SINRtwo-CoMP；步驟S4：用戶判斷SINRtwo-CoMP是否不小于兩倍SINRno-CoMP，若是則該用戶為第二協(xié)作簇CoMP用戶，通信時(shí)基站在構(gòu)成第二協(xié)作簇的兩個(gè)扇區(qū)內(nèi)同時(shí)向所述第一協(xié)作簇的CoMP用戶發(fā)送信號(hào)；若否則該用戶為非CoMP用戶，通信時(shí)基站向其所在扇區(qū)發(fā)送信號(hào)；其中，所述第一協(xié)作簇由位于不同小區(qū)中三相鄰扇區(qū)構(gòu)成；所述第二協(xié)作簇由位于不同小區(qū)中兩相鄰扇區(qū)構(gòu)成。當(dāng)用戶應(yīng)用于實(shí)施例一所述的CoMP協(xié)作簇時(shí)，需要相應(yīng)的修改其CoMP用戶劃分的方法，而本實(shí)施例提供了一種優(yōu)選的、基于用戶信噪比的劃分方法。所述CoMP用戶信噪比的計(jì)算如下:pk表示基站m對(duì)用戶k的發(fā)送功率，Hm,k(t)為基站m對(duì)用戶k的信道增益,wm為基站m向用戶k發(fā)送的信號(hào)的預(yù)編碼矩陣；pn表示協(xié)作簇中基站對(duì)用戶k的發(fā)送功率，Hn,k(t)為協(xié)作簇中基站n對(duì)用戶k的信道增益，wn為基站n向用戶k發(fā)送的信號(hào)的預(yù)編碼矩陣；pj表示協(xié)作簇外基站j對(duì)用戶k的干擾功率，Hj,k(t)為協(xié)作簇外基站j對(duì)用戶k的信道增益，wj為基站j對(duì)用戶k的干擾信號(hào)的預(yù)編碼矩陣；N0為高斯白噪聲；C為協(xié)作簇基站的集合，γ為協(xié)作簇外基站的集合；所述非CoMP用戶的信噪比的計(jì)算如下：pk為基站m對(duì)用戶k的發(fā)送功率，Hm,k(t)為服務(wù)基站m對(duì)用戶k的信道增益，wm為基站m向用戶k發(fā)送的信號(hào)的預(yù)編碼矩陣；pn表示協(xié)作簇中基站對(duì)用戶k的干擾功率，Hn,k(t)為協(xié)作簇中基站n對(duì)用戶k的信道增益，wn為基站n發(fā)送的信號(hào)的預(yù)編碼矩陣；pj表示協(xié)作簇外基站j對(duì)用戶k的干擾功率，Hj,k(t)為協(xié)作簇外基站j對(duì)用戶k的信道增益，wj為基站j對(duì)用戶k的干擾信號(hào)的預(yù)編碼矩陣；N0為高斯白噪聲；N0為高斯白噪聲；C為協(xié)作簇基站的集合，γ為協(xié)作簇外基站的集合。進(jìn)一步的，用戶將劃分結(jié)果返回給基站，以便于基站根據(jù)劃分結(jié)果進(jìn)行通信，在本實(shí)施例中所述用戶為用戶端，如用于通信的手機(jī)、平板等無線通信設(shè)備。本實(shí)施例提供了一種簡(jiǎn)便易行且劃分能優(yōu)化邊緣用戶通信質(zhì)量、提升通信容量、保證頻譜資源優(yōu)化分配的CoMP用戶劃分方法。實(shí)施例三：本實(shí)施例頻譜資源分配方法，用于實(shí)施例一所述的CoMP協(xié)作簇中，每一小區(qū)內(nèi)的頻譜資源分配為第一頻譜資源、第二頻譜資源以及第三頻譜資源；所述第一頻譜資源用于第一協(xié)作簇CoMP用戶通信；所述第二頻譜資源用于第二協(xié)作簇CoMP用戶通信；所述第一頻譜資源用于非CoMP用戶通信。對(duì)于每一小區(qū)內(nèi)的頻譜資源的分配，通常取出特定部分用于中心用戶即非CoMP用戶的通信，取出部分用于CoMP用戶的通信，而本實(shí)施例中所述的CoMP用戶包括第一協(xié)作簇CoMP用戶以及第二協(xié)作簇CoMP用戶，故用于CoMP用戶通信的頻譜資源相對(duì)的分為用于第一協(xié)作簇CoMP用戶的第一頻譜資源以及用于第二協(xié)作簇CoMP用戶的第二頻譜資源。具體的分配比例可以采用下述公式進(jìn)行調(diào)整：β為比值因子，NumNo-CoMP為第三頻譜資源，Numthree-CoMP為第一頻譜資源，Numtwo-CoMP為第二頻譜資源。在具體的實(shí)施過程中，所述比值因子可以剛根據(jù)信道的狀況設(shè)定不同的值，以滿足不同需求，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單方便。作為本實(shí)施例的進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖4所示，所述的頻譜資源分配方法具體包括以下步驟：步驟1：基站分別計(jì)算每一頻帶上CoMP用戶的調(diào)度優(yōu)先因子pc、第一扇區(qū)內(nèi)的CoMP用戶的調(diào)度優(yōu)先因子p1、第二扇區(qū)內(nèi)的CoMP用戶的調(diào)度優(yōu)先因子p2以及第三扇區(qū)內(nèi)的CoMP用戶的調(diào)度優(yōu)先因子p3；步驟2：基站判斷同一頻帶的調(diào)度優(yōu)先因子之間是否存在3pc≥p1+p2+p3，即同一頻帶上的調(diào)度優(yōu)先因子之間的大小關(guān)系是否滿足上述判斷式；若存在則該頻帶為第一頻譜資源；若不存在則進(jìn)行步驟3：步驟3：基站判斷同一頻帶的調(diào)度優(yōu)先因子之間是否存在2pc≥p1+p2或2pc≥p1+p3或2pc≥p2+p3，即同一頻帶上的調(diào)度優(yōu)先因子之間的大小關(guān)系是否至少滿足上述判斷式其中之一；若存在則該頻帶為第二頻譜資源；若不存在則該頻帶為第三頻譜資源；其中所述CoMP用戶包括第一協(xié)作簇CoMP用戶以及第二協(xié)作簇CoMP用戶。在具體的實(shí)施過程中，對(duì)每一頻帶均進(jìn)行上述步驟1至步驟3直至所有頻帶的劃分結(jié)束。本實(shí)施例提供了基于實(shí)施例一所述的CoMP協(xié)作簇提供了一種優(yōu)選的頻譜資源分配方法。進(jìn)一步地，所述的頻譜資源分配方法，其特征在于，所述步驟1中采用比例公平算法計(jì)算pc、p1、p2以及p3。PF算法為技術(shù)成熟的算法，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便快捷，詳細(xì)內(nèi)容就不在此贅述。進(jìn)一步的，所述頻譜資源分配方法為周期性的動(dòng)態(tài)頻譜分配方法。小區(qū)內(nèi)的用戶的移動(dòng)、出入、信道質(zhì)量的變更都會(huì)對(duì)通信質(zhì)量、通信容量造成一定的影響，為了獲得更好的通信質(zhì)量和通信容量，故采用動(dòng)態(tài)分配，周期性的更新頻譜的分配方案。在19個(gè)正六邊形的小區(qū)中，每三個(gè)彼此相鄰的小區(qū)中至少由兩個(gè)小區(qū)中的三個(gè)相鄰扇區(qū)構(gòu)成一個(gè)第一協(xié)作簇、三個(gè)小區(qū)中任意兩相鄰的扇區(qū)的可構(gòu)成第二協(xié)作簇，兩小區(qū)間的基站的距離為500m，采用的通信頻率為2GHZ，通信帶寬為10MHZ,分為50個(gè)隔離的頻帶，每個(gè)頻帶內(nèi)設(shè)有12個(gè)子載波，每個(gè)扇區(qū)內(nèi)設(shè)有10各用戶，用戶的平均移動(dòng)速度為3km/h，發(fā)送天線以及接收天線的數(shù)據(jù)均為2。并采用本發(fā)明所述的用戶劃分方法進(jìn)行用戶是否為CoMP用戶的劃分，采用本發(fā)明所述的頻譜資源分配方法進(jìn)行頻譜資源的分配，通過仿真以及與傳統(tǒng)方法的對(duì)比得到了如圖5-圖6所示的效果圖。圖5為本發(fā)明所述的CoMP協(xié)作簇在本發(fā)明頻譜資源分配方法的頻譜分配下通信容量與傳統(tǒng)的CoMP協(xié)作簇在輪詢調(diào)度方法的下通信容量的比較圖；圖6為本發(fā)明所述的CoMP協(xié)作簇在本發(fā)明頻譜資源分配方法的頻譜分配下通信容量、傳統(tǒng)CoMP協(xié)作簇在頻譜固定分配方法以及傳統(tǒng)CoMP協(xié)作簇在頻譜輪詢調(diào)度方法下通信容量的比較圖。故從圖5-圖6可知，本發(fā)明在保證非CoMP用戶獲得了固定頻譜資源分配外，還根據(jù)信道選擇了最優(yōu)的頻譜分配發(fā)方法，有效的提高了用戶吞吐量，優(yōu)化了資源利用率。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。