专利名称：一种多点协作传输方法
技术领域：
本文涉及了无线通信技术，尤其涉及一种LTE_A系统中多点协作传输的方法。
背景技术：
随着LTE_A (LTE-Advance ，进 一 步长期演进)需求的提出，人们对小区平均 频谱效率和小区边缘频谱效率越来越重视。相比较而言，小区边缘的频谱效率最受 人们关注，这主要是因为LTE_A系统的上下行都是以OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)为基本多址复用方式的频分系统，与传统的以 CDMA (Code-Division Multiple Access,码分多址接入)为基本多址复用方式的无线通信 系统不同，LTE—A系统没有处理增益，小区内部因为完全频分正交，所以几乎没有干扰问题， 但在小区边缘处的干扰处理却相对棘手。 目前LTE中对小区边缘处干扰问题的处理方法主要有以下三种1、干扰随机化； 2、干扰消除；3、干扰协调(躲避)。在这三种干扰处理方法中，要么无法有效的消除干扰， 要么无法充分的利用资源。因此利用多个小区的发射天线协作传输来实现小区边缘处无线 链路的较高容量和可靠传输就成为研究重点，这也就是多点协作传输技术。多点协作传输 的基本原理如图1所示，其中，#1小区和#3小区分别为UE(用户设备)2和UE3服务，#1小 区、#2小区及#3小区联合为处于三个小区边缘的UE1服务。 在53bis会议上，已经同意将"Coordinated multiple point transmission andrec印tion(多点协作传输与接收)"章节加入基本框架中。在54和54bis会议 中，提出了一系列的多点协作发送方案。在这些方案中，都没有考虑对LTER8终端的支 持问题。Vodafone (沃达丰)在对CoMP考虑时，讲到LTE R8中的UE应该可以和支持 CoMP (Coordinate Multiple Point tr雄mition andrec印tion，多点协作传输)的用户 在同一小区内共存的问题。在相关的文献中，已经从不影响无线接口标准的方面研究了 为支持CoMP技术，天线端口的映射方法问题。也有文献从避免相邻小区之间小区特定 (cell-specific)导频影响的角度出发提出了分配专用协作资源区的思想。
假设在收发双方可以获得所有小区的信道状态信息的前提下，接收信号的理想模 型为<formula>formula see original document page 3</formula>
其中，Pn为第n个协作小区的功率补偿因子，Hn为第n个协作小区与终端间的 NrXNt,n维信道矩阵，Wn为第n个小区对应的预编码权值的Nt,nXL维矩阵，Nt,n为第n个协 作小区的发射端天线数目，Nr为终端天线数，1《n《N，N为协作小区与服务小区的总个数， L为信道层数目，s为发射信号，n为噪声。显然，按照该模型建立的CoMP系统，存在以下需 要解决的问题
(1)导频的设计需要考虑各个协作小区的正交问题，因此导频开销需要评估；
(2)由于终端需要分别对每个协作小区进行信道估计，因此会带来终端接收机设 计复杂度的问题； (3)与LTE R8的兼容性问题LTE R8中，cell-specif ic的导频在相邻小区是正交 的，因此各个协作小区在进行子载波的映射时需要避开各自的导频位置，终端在进行子载 波映射和信道估计时，需要根据各个协作节点的ID完成。因此，CoMP的模式无法支持LTE R8(LTE Release8， LTE版本8)的用户； (4)反馈开销和反馈权值的计算问题终端需要分别为每个协作小区计算权值， 并进行反馈，反馈开销量将与协作小区的数量呈比例增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多点协作传输方法，以兼容LTE R8的用户。 为解决上述问题，本发明提供了一种多点协作传输方法，包括 对待发射数据经过多天线处理后得到的各路数据分别由不同的节点或节点组进
行传输。
进一步地，上述传输方法还可具有以下特征 上述对待发射数据进行多天线处理包括控制单元或服务节点将上述待发射数据 发送给各协作节点后，各节点分别进行多天线处理；或者由控制单元或者服务节点对上述 待发射数据进行多天线处理后，将处理后的数据发送给各个节点。
进一步地，上述传输方法还可具有以下特征 不同的节点或节点组传输数据包括上述服务节点和各协作节点按照预定的波束 形成矢量各自处理本节点待发送的一路数据后再进行传输。
进一步地，上述传输方法还可具有以下特征 上述控制单元或服务节点通过控制信令指定上述各节点或节点组发送某一路数 据；或上述各节点及节点组自行计算确定发送某一路数据。
进一步地，上述传输方法还可具有以下特征 上述服务节点与上述各协作节点通过从上述控制单元或服务节点获得的控制信
令或自身计算的方式获知发射上述数据的波束形成矢量。
进一步地，上述传输方法还可具有以下特征 上述波束形成矢量是根据终端相对于当前节点的位置确定的、或者根据上行信号 的测量确定的或者是根据UE反馈的信道信息确定的。
进一步地，上述传输方法还可具有以下特征 当上述协作节点及服务节点总数目大于等于多点协作传输端口数目时，将服务节 点和协作节点分组，分组数目和上述多点协作传输端口数目相同；当协作节点及服务节点 总数目小于多点协作传输端口数目时，对服务节点及协作节点的天线进行分组，分组数目 与上述多点协作传输端口数目相同。
进一步地，上述传输方法还可具有以下特征 上述对上述待发射数据进行多天线处理具体包括对上述待发射数据进行空频块 编码分集处理、空频块编码及频率切换分集处理或循环延迟处理。
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进一步地，上述传输方法还可具有以下特征 上述对上述待发射数据进行多天线处理具体包括对上述待发射数据进行预编 码；当预编码分别在各个节点完成时，对应的预编码权值通过控制单元或服务小区的控制 信令获得。
进一步地，上述传输方法还可具有以下特征
上述节点包括小区、基站、中继站或射频拉远单元。 采用本发明， 一方面可以使LTE R8的用户能够在LTE_A的CoMP模式下工作，获得 宏分集处理增益，降低ICI(Inter-Cell Interference,小区间干扰)。另一方面，通过不同 协作节点调整信号的发射方向，可以使功率集中在UE所处的位置，从而获得波束赋性处理 增益。
图1为现有技术中CoMP的基本原理示意图； 图2为本发明实施例中两天线端口时多点协作传输发射分集原理框图； 图3为本发明实施例中四天线端口时协作节点及服务节点总数目大于等于服务
节点天线端口数目时的多点协作传输发射分集原理示意图； 图4为本发明实施例中四天线端口时协作节点及服务节点总数目小于服务节点 天线端口数目时的多点协作传输发射分集原理示意图； 图5为本发明实施例中采用预编码方法进行多点协作传输发射分集原理示意图；
图6为本发明实施例中另一种采用预编码方法进行多点协作传输发射分集原理 示意图； 图7为本发明实施例中采用预编码方法进行多点协作传输发射分集的流程图；
图8为本发明实施例中另一种采用预编码方法进行多点协作传输发射分集的流 程图。
具体实施例方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。 为了描述方便，以下将把由多节点协作服务的用户简称为第一类用户，把由单一
节点服务的用户简称为第二类用户，将第一类用户所在的注册节点简称为服务节点，将参
与协作的节点简称为协作节点，传输端口是指传输同一路信号的多个天线或者节点。节点
可以但不限于为为小区、基站、中继站或射频拉远单元。 本发明的基本思想是对待发射数据经过多天线处理后得到的各路数据，分别由 不同的节点或节点组进行传输。 其中，各节点包括服务节点及协作节点，每个节点或节点组负责传输一路数据。对 待发射数据进行多天线处理包括控制单元或服务节点将该待发射数据发送给各协作节点 后，各节点分别进行多天线处理；或者由控制单元或者服务节点对该待发射数据进行多天 线处理后，将处理后的数据发送给各个节点。各个节点利用本节点对应的波束形成矢量对 本节点待传输的一路数据进行加权处理后，形成具有方向性的一路信号，该波束形成矢量 可通过接收控制单元或服务节点发来的控制信令获得，或者本节点计算获得。如果预编码在各个节点完成，预编码权值由控制单元或者服务小区通知各个节点。各协作节点传输的 多天线处理后某一路数据可由控制单元或服务节点通知各节点或者各协作节点自行根据 预定模式计算获得(如对小区ID取模)。当协作节点及服务节点总数目大于等于CoMP端 口数目时，将服务节点和协作节点分组，使组数目和CoMP端口数目相同。当协作节点及服 务节点总数目小于CoMP端口数目时，对服务节点及协作节点的天线进行分组，使组数目与 CoMP端口数目相同。 根据上述描述，具体的实施步骤可以为 步骤1 :服务节点和协作节点分别获得对待发射数据进行多天线处理后的数据；
步骤2 :各节点或节点组根据接收到的控制单元发来的控制信令，分别传输控制 信令所指定的经多天线处理后的一路数据； 步骤3 :各节点或节点组用波束形成矢量对协作资源内本节点或本节点组待发射
的一路数据和导频进行加权，使该资源内的数据按照指定的方向发射。 下面用本发明的几个应用实例对本发明进行进一步地说明。
应用实例1 :当多点传输依赖于两个传输端口时的分集发射方法。 如图2所示，控制单元或服务小区将该服务小区的待发射数据发送到各节
点后，服务节点及各协作节点按照控制信息指示，进行信道编码调制和SFBC(Space
Frequency Block Coding,空频块编码)分集处理，经过分集处理后的数据可表示为
各节点分别将经过分级处理的一路数据映射到对应服务节点的各端
& ^…、s"
口上后，再用波束形成矢量进行加权并发射。图2中，服务节点用于传输经过SFBC编码后 的第一路数据，其用波束形成矢量Bsr对待发射数据进行波束加权。该波束形成矢量是根据 终端相对于当前节点的位置确定的、或者根据上行信号的测量确定的或者是根据UE反馈 的信道信息确定的。经过加权处理后的信号可表示为<formula>formula see original document page 6</formula>
为当前服务节点天线数；BS
1表示第m根服务节点天线的波束形成矢3 其中，Ps 0《m《Pser_l。 协作节点用于传输经SFBC编码后的第二路信号，其用波束形成矢j
数据进行波束加权。经过加权处理后，第i个协作节点的信号可表示为
<formula>formula see original document page 6</formula>
其中，p。。为当前协作节点的天线数；B^'°-"表示第i根协作节点天线的波束形成 此外，为了降低不同节点间或各节点与控制单元间的信令开销，可以按照默认的 方式，在服务节点传输经过分集处理的一路数据，而在其它所有协作节点上都传输另外一 路数据。
由上述说明可以看出，将每一路数据放到不同小区传输，利用Beamforming(波束
形成)技术后，虽然各小区均有多根天线，但对UE来说每个小区只有一根天线，因此只需要
按照1根天线进行信道估计，从而降低了 UE的设计复杂度和反馈开销。 应用实例2 :当多点传输依赖于4个传输端口 ，且协作节点及服务节点的总数目大
于等于传输端口个数时的分集发射方法。 如图3所示，给出了协作节点及服务节点的总数目大于服务小区节点天线端口 CoMP传输端口个数时的场景。先对服务节点和协作节点进行分组，使组数目和服务节点天 线端口数目相同。然后控制单元或服务节点将该服务节点的待发送数据发送到各协作节 点，各节点(包括各协作节点及服务节点)分别进行信道编码、调制和SFBC+FSTD(Space Frequency Block Coding+Frequency switch transmit diversity,空步员块编石马+步员率切
换分集)(在实际使用中，具体采用哪种方式进行分集处理是由高层根据信道条件确定的) 分集处理，经过分集处理后的数据可表示为<formula>formula see original document page 7</formula>
各节点分别对上式中的其中一路数据用波束形成矢量进行加权。图中，假设第一 路数据在第一个传输端口 (即传输端口 0)传输，同时用服务节点及该组内的协作节点对应 的权值对该路数据进行加权，得到
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中，PS。为当前服务节点的天线数；B^"-"表示第i根服务节点天线的波束形成
类似的，第i个协作节点的映射到传输端口 1、2及3上的数据格式分别为
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中，pfll、 pfl2、 pfl3分别为协作节点1、2、3的天线数；B^d) 、 B^-"及B(〗，"分别表示协作节点1、2、3中第i根天线的波束形成矢量。 应用实例3 :当多点传输依赖于4个传输端口 ，且协作节点及服务节点的总数小于 CoMP传输端口个数时的分集发射方法。 如图4所示，协作节点数目为2，则将服务节点的天线分为两组，分别对应到传输 端口 0和l，将协作节点#1和协作节点#2的天线分别分组映射到对应传输端口 2和3，数 据在各个节点进行SFBC+FSTD分集处理后，在服务节点发送传输第1、2路数据，在协作节点 #1和协作节点#2分别发送第3、4路数据，并分别用波束形成矢量加权。
应用实例4: 本发明对应的一种预编码方案具体实施方法如图5所示，具体步骤包括 步骤1 :不同的协作节点分别获得经过预编码权值编码后对应某一传输端口的数
据。具体为控制单元或UE所在的服务节点将该服务节点待发送的数据发送到不同的协作
节点，由各协作节点对上述数据进行预编码，并获得本协作节点对应的一路数据。
步骤2 :各协作节点及服务节点分别用各自的波束形成矢量对本节点对应端口的
数据进行加权，从而使数据在终端所在的方向上发送。波束形成矢量可根据协作节点的选
取半静态的配置(秒级以上)。用波束形成矢量进行加权时，需对数据和导频一起进行加
权，终端得到的接收信号为 y<formula>formula see original document page 8</formula> 其中，H' n = HnBn为UE测得的第n个协作节点的NrX 1维信道矩阵，Hn为第n个
协作节点与终端间的NrXNu维信道矩阵，Bn为NuXl维波束形成矢量，W'n为1 X L维预
编码矩阵，s为LX 1维发射信号矩阵，n为AX 1维噪声矢量；1《n《N， &为终端接收天 线的数目，Nt,n为第n个协作节点发射端天线数目，L为等效信道H的层数目，N表示协作节 点的数目。 图5中给出了 CoMP对应的传输端口数目为2时的一种预编码结构对应该实施 例的原理示意图。小区群组#1和小区群组#2分别根据预编码权值对该端口对应的数据 进行预编码处理，并用波束形成矢量在UE的方向上形成波束。图中假设预编码矩阵为
<formula>formula see original document page 8</formula>.
，则小区群组ftl和小区群组ft2分别用预编码权值W工=[wu，w12]和￥2 = [w21，
w22]对信号[Sl，s2]进行预编码，并用Beamforming矢量B:,<formula>formula see original document page 8</formula>
对预编码输
出数据进行加权。在该模式下，终端所看到的每组协作节点相当于CoMP中的一个传输端 口。所有的协作节点及服务节点一起构成了 CoMP的传输端口。
应用实例5: 本发明对应的另一种预编码具体实施方法如图6所示，具体步骤包括
步骤1 :不同的协作节点分别传输用相同的预编码权值加权后的数据。具体为控 制单元或UE所在的服务节点将该服务节点待发送数据发送到各协作节点；服务节点及各 协作节点分别用相同的预编码矩阵对上述待发送数据进行预编码，并将经过预编码得到的数据按照与服务节点相同的方式进行天线映射发送。终端接收的信号为 y
=[扭
/凡fl"n, 即所有的协作节点和服务节点的信道在接收机处叠加成一个等效的信道H，终端 根据该等效的信道矩阵H计算预编码权值矢量W。在上述公式中，Hn为&XNt,n维矩阵，W为 Nt,nXL维矢量，s为LX 1维发射信号矩阵，n为AX 1维噪声矢量；Nf为终端接收天线的数 目，Nt,n为参与协作的第n个节点发射端天线数目，L为等效信道H的层数目，1《n《N。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
一种多点协作传输方法，其特征在于，对待发射数据经过多天线处理后得到的各路数据分别由不同的节点或节点组进行传输。
2. 如权力要求l所述的传输方法，其特征在于所述对待发射数据进行多天线处理包括控制单元或服务节点将所述待发射数据发送 给各协作节点后，各节点分别进行多天线处理；或者由控制单元或者服务节点对所述待发 射数据进行多天线处理后，将处理后的数据发送给各个节点。
3. 如权利要求l所述的传输方法，其特征在于，不同的节点或节点组传输数据包括所述服务节点和各协作节点按照预定的波束形成 矢量各自处理本节点待发送的一路数据后再进行传输。
4. 如权利要求l所述的传输方法，其特征在于，所述控制单元或服务节点通过控制信令指定所述各节点或节点组发送某一路数据；或 所述各节点及节点组自行计算确定发送某一路数据。
5. 如权利要求3所述的传输方法，其特征在于，所述服务节点与所述各协作节点通过从所述控制单元或服务节点获得的控制信令或 自身计算的方式获知发射所述数据的波束形成矢量。
6. 如权利要求5所述的传输方法，其特征在于，所述波束形成矢量是根据终端相对于当前节点的位置确定的、或者根据上行信号的测 量确定的或者是根据UE反馈的信道信息确定的。
7. 如权利要求1 6中任一项，其特征在于，当所述协作节点及服务节点总数目大于等于多点协作传输端口数目时，将服务节点和 协作节点分组，分组数目和所述多点协作传输端口数目相同；当协作节点及服务节点总数 目小于多点协作传输端口数目时，对服务节点及协作节点的天线进行分组，分组数目与所 述多点协作传输端口数目相同。
8. 如权利要求2所述的传输方法，其特征在于，所述对所述待发射数据进行多天线处理具体包括对所述待发射数据进行空频块编码 分集处理、空频块编码及频率切换分集处理或循环延迟处理。
9. 如权利要求2所述的传输方法，其特征在于，所述对所述待发射数据进行多天线处理具体包括对所述待发射数据进行预编码；当 预编码分别在各个节点完成时，对应的预编码权值通过控制单元或服务小区的控制信令获得。
10. 如权利要求l所述的传输方法，其特征在于， 所述节点包括小区、基站、中继站或射频拉远单元。
全文摘要
一种多点协作传输方法，包括对待发射数据经过多天线处理后得到的各路数据分别由不同的节点或节点组进行传输。采用本发明后，一方面可以使LTE R8的用户能够在LTE_A的CoMP模式下工作，获得宏分集处理增益，降低小区间干扰。另一方面，通过不同协作节点调整信号的发射方向，可以使功率集中在UE所处的位置，从而获得波束赋性处理增益。
文档编号H04B7/04GK101741439SQ200810175478
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月10日 优先权日2008年11月10日
发明者姜静, 孙云锋, 李峰, 赵楠 申请人:中兴通讯股份有限公司