专利名称：动态信道分配装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，更具体地，涉及一种动态信道分配装置，
用于在时分同步石马分多址(TD-SCDMA)系统中实现乂人空间上失见避 本小区和邻小区用户间的干扰。
背景技术：
TD-SCDMA系统使用联合检测和智能天线来抵抗用户间干扰。 联合才全测能够同时冲企测多个用户信号，因此，消除了用户之间的干 扰。 一般来说，由于受实现时计算复杂度的限制，联合检测算法主 要用来消除同 一小区内的多用户之间的干扰。
智能天线能够从空间上隔离用户，起到同时抑制小区内和小区 间干扰的作用。具体地说，通过波束赋形，智能天线能够抑制波达 角(Direction Of Arrival,以下简称为DOA )不同的用户间的干才尤， 对小区内或小区间的用户干扰都起作用。但是，对于同一方向的用 户之间的干扰，智能天线的抑制干扰作用会大大降低。
智能天线从空间上抑制用户间干扰的性能发挥好坏，直接影响 TD-SCDMA网络的性能。因此要采用动态信道分配(Dynamic Channel Allocation,以下简称为DCA)来4呆i正智能天线最大限度;也 发挥空间上抑制干扰的作用。DCA是指在用户接入和业务进行过程 中，通过信道质量准则和业务量参凄t对信道资源进行优化配置，从 而达到规避干扰，高效率利用无线资源的目的。利用DCA分配、
调整用户的资源配置，4吏得用户在智能天线的作用下，受到来自小 区内和小区间的干扰最小化，从而才是高了系统性能。
专利CN1710979A介绍了在TD-SCDMA系纟充中利用DCA 算法，将本小区内多个方向角相同的用户分配在不同的时隙中，从 而充分利用智能天线的空间抑制干扰的作用，提高系统性能。然而 此专利的不足之处在于在分配资源时，没有考虑邻小区的干扰用户 的方向。因为在TD-SCDMA系统中，本小区用户之间的干4尤可以 通过联合检测加以消除，而邻小区用户的干扰对性能的影响更大。
发明内容
为了同时考虑小区内和小区用户间相互干4尤，为用户分配干护乙 最小的时隙频点资源，本发明提出了一种动态信道分配方法，实现 了上述目的，从而达到了最大限度的身见避干扰，进而提高了系统性 能。
本发明提供了 一种动态信道分配装置，用于规避本小区和邻小 区的用户之间的干扰，其特征在于，其包括矩阵排列模块，用于 才艮据信道估计，分别估计每个时隙的每个用户的上行信道冲击响 应，然后将上4亍信道冲击响应排列成上4亍信道沖击响应矩阵，并将 每个天线上的噪声干扰排列成上行干扰噪声矩阵；矩阵计算模块， 用于根据上行信道冲击响应矩阵，计算出每个用户的上行信号空间 相关矩阵，并根据上行干扰噪声矩阵计算出上行干扰噪声的空间相 关矩阵；功率测量模块，用于测量并上报在每个下行时隙受到的下 行干扰噪声功率；干扰计算模块，用于计算目标用户在每个上行时 隙受到的上行干扰和在每个下行时隙受到的下行干扰；以及时隙选 择模块，用于在所有上行时隙中选择干扰最小的时隙作为分配给目 标用户的上行时隙，在所有下行时隙中选择千扰最小的时隙作为分 配给目标用户的下行时隙。 才艮据本发明，千才尤计算冲莫块通过以下方法实现对上行干扰和下
行干扰的计算干扰计算模块根据上行信号空间相关矩阵和上行干 扰噪声矩阵以及上行联合4全测技术对干扰的抑止因子计算出目标 用户在每个上行时隙搜到的上行干扰大小；以及干扰计算才莫块冲艮据 上行信号空间相关矩阵和下行干扰噪声功率及下行联合检测技术 对干扰的抑止因子计算出目标用户在每个下行时隙受到的下行干 扰大小。
根据本发明的天线是智能天线，并且根据本发明的智能天线是 阵列天线。
根据本发明，在干扰计算模块中，用于衡量目标用户在一个时 隙中受到的上4亍干护L程度的目标函lt、可以表示为 <formula>formula see original document page 8</formula>其中，加"(x)表示矩阵x的对角线元素之和，仏表示目标用户的上 行信道冲击响应矩阵，^表示上行信号空间相关矩阵，^表示干扰 噪声的上行空间相关矩阵， 表示采用联合检测技术后本小区用户 间干扰的剩余大小，&表示邻、区干扰和噪声的权重。
根据本发明，~是一个取值范围在(0， l)之间的数，~越小，
表示本小区用户间干扰剩余的越少。""p是一个取值范围在(0, 1)
之间的数，表示邻小区干扰和噪声的权重，当&取1时，表示在资
源分配时，考虑100%邻小区干扰和噪声的影响，当Ap取0时，表 示在资源分配时，不考虑任何邻小区干扰和噪声的影响。
另外，在干4尤计算才莫块中，用于衡量目标用户在一个时隙中受到的下行干扰程度的目标函数力目可以表示为
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，的"(x)表示矩阵x的对角线元素之和，仏表示目标用户的上行信道冲击响应矩阵，^表示上行信号空间相关矩阵，^N表示干扰 噪声的上行空间相关矩阵， 。w"表示采用联合检测技术后本小区用 户间干扰的剩余大小，A,表示邻小区干扰和噪声的权重。
根据本发明，根据基站和用户设备的解调性能的差别， 与 ""画，以及Ap与A画的取值可以有戶斤差别。
根据本发明，在干扰计算模块中，用于衡量目标用户在一个时
隙中受到的上行干扰程度的目标函数4可以表示为
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，A(。是每个时隙的每个用户的信号空间强度分布，^P)是干扰噪声信号的信号空间强度分布，""p表示采用联合检测技术后本小 区用户间干扰的剩余大小，&表示邻小区干扰和噪声的权重。
另外，信号空间强度分布^"^表示为
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，"("是方向角0对应的方向向量。
同样，干扰噪声信号的信号空间强度分布^^表示为<formula>formula see original document page 10</formula>
根据本发明的另一个方面，对于线阵智能天线，"。可以表示
为
朴
<formula>formula see original document page 10</formula>
其中，d是阵元间距，2是载波波长。
因此，本发明的动态信道分配方法可以在考虑小区内和小区用 户间相互干4尤的同时，为用户分配干4尤最小的时隙频点资源，乂人而 达到了最大限度的规避干扰，进而提高了系统性能。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的 一部 分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的
限制。在附图中
图1是才艮据本发明的实施例的线阵智能天线示意图2是根据本发明的动态信道分配方法的流程图；以及
图3是根据本发明的动态信道分配装置的框图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此 处所描述的优选实施例^又用于说明和解释本发明，并不用于限定本 发明。
图1是根据本发明的实施例的线阵智能天线示意图。图2是根 据本发明的动态信道分配方法的流程图。
如图1所示，8阵元线阵智能天线各阵元间的阵元间距均为d, 6表示方向角。以下将结合图1详细描述如图2所示的动态信道分 配方法的具体步骤，参照图2，动态^f言道分配方法的具体步艰《如下。
步骤S202，根据信道估计，分别估计每个时隙的每个用户的上 行信道冲击响应，然后将上4于信道沖击响应排列成上行信道沖击响 应矩阵，并将每个天线上的噪声干扰排列成上行干扰噪声矩阵。
即，根据本发明的实施例，基站首先接收到训练序列部分的信
号
其中，kr^l,2,…,Kn表示基站的天线序号；M表示训练序列矩
阵，维数是128 x 128，《表示各种干扰和噪声，维数是128x1, ^ 表示所有用户在4矣收天线kn上的信道冲击响应，维凄t是128x 1。
因此，得出信道冲击响应估计^"为
再对^进行处理可以得到本小区用户的信道冲击响应^以及 邻小区干扰和噪声的信道冲击响应《。
不同用户的4言道沖击响应用^"表示成如下
<formula>formula see original document page 12</formula>(3)
其中，^"表示第k个用户的天线kn的信道沖击响应，维数是 Wxl, W是信道估计窗长。则用户k的所有天线的信道冲击响应
矩阵A表示为
<formula>formula see original document page 12</formula>(4)
其中，W表示矩阵x的转置,
因此，干扰噪声的所有天线的信道沖击响应矩阵&可表示为
<formula>formula see original document page 12</formula((5)
步骤S204，根据上行信道冲击响应矩阵，计算出每个用户的上 行信号空间相关矩阵，并4艮据上行干扰噪声矩阵计算出上行千扰噪 声的空间相关矩阵。
即，才艮据(4)式，将用户k的信号空间相关矩阵^表示为 A二^V(A)" (6)
其中， 表示矩阵x的共轭转置。
根据(5)式，将干扰噪声的上行空间相关矩阵&表示为
步骤S206,目标用户测量并上报在每个下行时隙受到的下行干 扰噪声功率(ISCP) <
步骤S208,计算目标用户在每个上行时隙受到的上行干扰和在 每个下行时隙受到的下行干扰。步骤S208的具体实现方式如下
(a )将衡量目标用户在一个时隙中受到的上行干扰程度的目 才示函lt"^表示为<formula>formula see original document page 13</formula>其中，加ce(x)表示矩阵x的对角线元素之和，仏表示目标用户
的信道沖击响应矩阵。a"P是一个取值范围在(0， l)之间的数，表 示采用联合检测技术后本小区用户间干扰的剩余大小，~越小，表
示本小区用户间干扰剩余的越少；同时，Ap也是一个取值范围在(O，
l)之间的数，表示邻小区干扰和噪声的权重，当&取1时，表示
在资源分配时，考虑100%邻小区千护c和p喿声的影响，当l取0时， 表示在资源分配时，不考虑任何邻小区干扰和噪声的影响。
其中，(8)式的物理意义是计算时隙中所有用户和干扰噪声的 每条径对目标用户的干4尤功率之和。
(b )将衡量目标用户在一个时隙中受到的下行干扰程度的目 标函数力画表示为
<formula>formula see original document page 14</formula>
(9)
考虑到基站和用户设备的解调性能有所差别， 与""，以及 "印与Aw的取/f直可以有戶斤差别。
可选;也，目标用户在一个时隙中受到的上4亍干4尤可以4安照另一 种方式来计算，如下
以线阵智能天线为例，首先计算每个时隙的每个用户的信号空 间强度分布A(":
<formula>formula see original document page 14</formula>
其中，"力是方向角e对应的方向向量，对于线阵智能天线，"(。 可以表示为<formula>formula see original document page 15</formula>
(11 )
其中，d是如图1所示的阵元间距，^是载波波长'
其次，干扰噪声信号的信号空间强度分布&0)士
口下:<formula>formula see original document page 15</formula>(12)
则，衡量目标用户在一个时隙中受到的上行干扰程度的目标函
凄t、可以表示为
<formula>formula see original document page 15</formula>(13)
-斷量目标用户在一个时隙中受到的下行干扰程度的目标函数 A,可以表示为
<formula>formula see original document page 15</formula>(14)
步骤S210 ，在所有上行时隙中选择干扰最小的时隙作为分配给 目标用户的上行时隙，在所有下行时隙中选择干扰最小的时隙作为 分配给目标用户的下行时隙。
至此，完成了本发明的整个动态信道分配'
图3是冲艮据本发明的动态信道分配装置300的冲匡图。如图3所 示，动态信道分配装置300包括矩阵排列模块302，用于根据信 道估计，分别估计每个时隙的每个用户的上行信道冲击响应，然后 将上行信道冲击响应排列成上行信道冲击响应矩阵，并将每个天线 上的噪声干扰排列成上行干扰噪声矩阵；矩阵计算模块304，用于 根据上行信道沖击响应矩阵，计算出每个用户的上行信号空间相关 矩阵，并根据上行干扰噪声矩阵计算出上行干扰噪声的空间相关矩 阵；功率测量才莫块306，用于测量并上才艮在每个下4亍时隙受到的下 行干扰噪声功率；干扰计算模块308,用于计算目标用户在每个上 行时隙受到的上行干扰和在每个下行时隙受到的下行干扰；以及时 隙选择才莫块310,用于在所有上行时隙中选择干4尤最小的时隙作为 分配给目标用户的上行时隙，在所有下行时隙中选择干扰最小的时 隙作为分配给目标用户的下4亍时隙。
其中，干扰计算才莫块308通过以下方法实现对上行干扰和下行 干扰的计算4艮据上行信号空间相关矩阵和上行干扰噪声矩阵以及 上行联合检测技术对干扰的抑止因子计算出目标用户在每个上行 时隙搜到的上行干扰大小；以及根据上行信号空间相关矩阵和下行
用户在每个下行时隙受到的下行干扰大小。
根据本发明，天线是智能天线，并且智能天线是阵列天线。
在干扰计算模块308中，用于衡量目标用户在一个时隙中受到 的上行干扰程度的目标函数、可以表示为
<formula>formula see original document page 16</formula>
其中，加"W表示矩阵x的对角线元素之和，仏表示目标用户的上行信道冲击响应矩阵，^表示上行信号空间相关矩阵，^N表示干扰 噪声的上行空间相关矩阵，~表示釆用联合检测技术后本小区用户 间干扰的剩余大小，I表示邻小区干扰和噪声的权重。
其中，""p是一个取值范围在(0， l)之间的数，""p越小，表示本小区用户间干扰剩余的越少。^是一个取值范围在(0， l)之间的数，表示邻小区干扰和噪声的权重，当Ap取l时，表示在资源分配时，考虑100%邻小区干扰和噪声的影响，当&取o时，表示在 资源分配时，不考虑任何邻小区干扰和噪声的影响。
另夕卜，在干扰计算模块308中，用于衡量目标用户在一个时隙 中受到的下行干扰程度的目标函数力自可以表示为
<formula>formula see original document page 17</formula>
其中，的"(x)表示矩阵x的对角线元素之和，仏表示目标用户的上行信道冲击响应矩阵，^表示上行信号空间相关矩阵，^表示干扰 噪声的上行空间相关矩阵，"&"表示采用联合4企测技术后本小区用 户间干扰的剩余大小，表示邻小区干扰和噪声的权重。
根据本发明，根据基站和用户设备的解调性能的差别， 与 ， 以及Ap与A國的取值可以有戶斤差别。
在干扰计算模块308中，用于衡量目标用户在一个时隙中受到 的上行干扰程度的目标函数^可以表示为<formula>formula see original document page 18</formula>
其中，AW是每个时隙的每个用户的信号空间强度分布，4p)是干 扰噪声信号的信号空间强度分布，""p表示采用联合检测技术后本小 区用户间干扰的剩余大小，&表示邻小区干扰和噪声的权重。
另外，信号空间强度分布A(。表示为
其中，"勾是方向角0对应的方向向量。
同样，干扰噪声信号的信号空间强度分布^(。表示为
<formula>formula see original document page 18</formula>
根据本发明，对于线阵智能天线，"。可以表示为
"(外
2油i一)
其中，d是阵元间距，^是载波波长'
可以看到，本发明的动态信道分配方法和装置通过量化计算目 标用户在各上行、下行时隙中受到的本小区用户和邻小区用户的干 4尤大小，选择对目标用户干4尤最小的时隙资源分配给目标用户，从 而达到系统内相互干扰最小、容量最大化的目的。
以上〗又为本发明的^尤选实施例而已，并不用于限制本发明，对 于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本 发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种动态信道分配装置，用于规避本小区和邻小区的用户之间的干扰，其特征在于，其包括矩阵排列模块，用于根据信道估计，分别估计每个时隙的每个用户的上行信道冲击响应，然后将所述上行信道冲击响应排列成上行信道冲击响应矩阵，并将每个天线上的噪声干扰排列成上行干扰噪声矩阵；矩阵计算模块，用于根据所述上行信道冲击响应矩阵，计算出所述每个用户的上行信号空间相关矩阵，并根据所述上行干扰噪声矩阵计算出上行干扰噪声的空间相关矩阵；功率测量模块，用于测量并上报在每个下行时隙受到的下行干扰噪声功率；干扰计算模块，用于计算所述目标用户在每个上行时隙受到的上行干扰和在每个下行时隙受到的下行干扰；以及时隙选择模块，用于在所有上行时隙中选择干扰最小的时隙作为分配给所述目标用户的上行时隙，在所有下行时隙中选择干扰最小的时隙作为分配给所述目标用户的下行时隙。
2. 根据权利要求1所述的动态信道分配装置，其特征在于，所述 千扰计算模块通过以下方法实现对所述上行干扰和所述下行 干扰的计算所述干扰计算模块根据所述上行信号空间相关矩 阵和所述上行干扰噪声矩阵以及上行联合4企测技术对干扰的 抑止因子计算出所述目标用户在每个上行时隙搜到的上行干 扰大小；以及所述干扰计算模块根据所述上行信号空间相关矩 阵和所述下行干扰噪声功率及下行联合4企测才支术对干扰的抑 止因子计算出所述目标用户在每个下^f亍时隙受到的下^f亍干对尤 大小。
3. 根据权利要求1所述的动态信道分配装置，其特征在于，所述 天线是智能天线。
4. 根据权利要求3所述的动态信道分配装置，其特征在于，所述 智能天线是阵列天线。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的动态信道分配装置，其特 ;f正在于，在所述干^l尤计算才莫块中，用于4軒量所述目标用户在一个时隙中受到的上行干扰程度的目标函数；可以表示为<formula>complex formula see original document page 3</formula>其中，的"(x)表示矩阵x的对角线元素之和，//。表示所 述目标用户的上行信道冲击响应矩阵，A表示所述上行信号空间相关矩阵，^表示所述干扰噪声的上行空间相关矩阵，％表 示采用所述联合检测技术后本小区用户间干扰的剩余大小， ^表示邻小区干扰和所述噪声的权重。
6. 4艮据权利要求5所述的动态信道分配装置，其特征在于，其中，所述 是一个取值范围在(0, l)之间的凄t, ""p越小， 表示本小区用户间干扰剩余的越少；以及所述""p是一个取值范围在(0, 1)之间的H表示所述 邻小区干扰和所述噪声的权重，当&取1时，表示在资源分 配时，考虑100%所述邻小区干扰和所述噪声的影响，当々"p取O时，表示在资源分配时，不考虑J壬-f可所述邻小区干4尤和所述噪声的影响。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的动态信道分配装置，其特 征在于，在所述干扰计算模块中，用于衡量所述目标用户在一个时隙中受到的下行干护G程度的目标函凄t々■可以表示为<formula>complex formula see original document page 4</formula>其中，"""(x)表示矩阵x的对角线元素之和，仏表示所述目标用户的上4亍信道冲击响应矩阵，A表示所述上行信号空间相关矩阵，^表示所述干扰噪声的上行空间相关矩阵，《麵表示采用所述联合4全测技术后所述本小区用户间干扰的剩余 大小，A。w"表示所述邻小区千护G和所述噪声的4又重。
8. 根据权利要求7所述的动态信道分配装置，其特征在于，根据 基站和用户设备的解调性能的差别，""p与"如"，以及&与A誦 的取值可以有所差别。
9 根据权利要求1至4中任一项所述的动态信道分配装置，其特 征在于，在所述干扰计算模块中，用于衡量所述目标用户在一个时隙中受到的上行干扰程度的目标函凄t^可以表示为<formula>complex formula see original document page 4</formula>其中，A P)是每个时隙的每个用户的信号空间强度分布，& W是干扰噪声信号的信号空间强度分布，°V表示采用所述联合4企测才支术后所述本小区用户间干扰的剩余大小，&表示所述邻小区干扰和所述噪声的权重；所述信号空间强度分布表示为 <formula>complex formula see original document page 5</formula>，其中，"。是方向角0只于应的方向向量；以及所述干扰噪声信号的信号空间强度分布&(。表示为<formula>complex formula see original document page 5</formula>
10.根据权利要求9所述的动态信道分配装置，其特征在于，对于 线阵智能天线，所述"(。可以表示为朴其中，d是阵元间距，义是载波波长,
全文摘要
本发明提供了一种动态信道分配装置，包括矩阵排列模块，根据信道估计，分别估计每个时隙每个用户的上行信道冲击响应，并排列成上行信道冲击响应矩阵，将每个天线上的噪声干扰排列成上行干扰噪声矩阵；矩阵计算模块，根据上行信道冲击响应矩阵，计算每个用户的上行信号空间相关矩阵，根据上行干扰噪声矩阵计算出上行干扰噪声的空间相关矩阵；功率测量模块，测量上报在每个下行时隙受到的下行干扰噪声功率；干扰计算模块，计算目标用户每个上行时隙受到的上行干扰和每个下行时隙受到的下行干扰；时隙选择模块，在所有上行时隙中选择干扰最小时隙作为分配给目标用户的上行时隙，在所有下行时隙中选择干扰最小时隙作为分配给目标用户的下行时隙。因而，达到了最大限度的规避干扰，进而提高了系统性能。
文档编号H04Q7/36GK101198141SQ200610161858
公开日2008年6月11日 申请日期2006年12月5日 优先权日2006年12月5日
发明者海 江 申请人:中兴通讯股份有限公司