专利名称：一种基于波束扫描的CoMP实现方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明属于无线通信技术领域，具体而言，涉及一种基于波束扫描的CoMP(多点协作传输，Coordinated Multiple Point)实现方法及系统。
背景技术：
在3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)长期演进(Long Term Evolution-Advanced, LTE-A)系统中，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更受关注，这主要是因为 LTE-A系统的上下行都是以0FDM(正交频分复用技术，Orthogonal frequency-division multiplexing)为基础的多址复用方式的频分系统，与传统的以CDMA(码分多址，Code Division Multiple Access)为基础的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则相对棘手。多点协作传输技术是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，能够有效解决小区边缘干扰问题。在JP(联合处理，Joint processing)模式下有效数据在CoMP系统的每个点(基站)进行协作调度，每个协作区定义为多个共地域的小区组成，每一个用户由该协作区进行服务。JP可包括两部分，即 CoMP中协作多点的各基站在同一时间进行的通过下行物理共享信道(PDSCH，Physical Downlink Shared Channel)传输信令和数据给用户，以及用户在单点某一时刻通过PDSCH 对小区的动态选择。传统的CoMP实现方法是基于联合传输的CoMP实现，首先根据每一个基站的接收信号，选择第一个预编码矩阵；然后通过合并所有基站的第一个预编码矩阵得到第二个预编码矩阵，并向所有基站中的服务基站传输第二个预编码矩阵的序号。该传统的CoMP实现方法技术方案复杂，并且实现速度较慢。因此，有必要寻找一种快速准确，简洁实用的CoMP实现方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种快速准确、简洁实用的基于波束扫描的CoMP 实现方法及系统。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案包括一种基于波束扫描的CoMP实现方法，包括如下步骤选择服务小区内的一个用户作为CoMP用户；选择一个以上的相邻基站作为协作基站；分别采用波束对所述服务小区和所述协作基站所在的协作小区进行扫描，并根据扫描结果，分别计算所述服务基站及协作基站对所述CoMP用户的预编码矩阵；所述服务基站及协作基站分别将需要发送给所述CoMP用户的信号进行预编码后发射。进一步地，所述选择服务小区内的一个用户作为CoMP用户，是指选取所述服务小区的一个边缘用户作为CoMP用户。进一步地，所述服务基站对所述CoMP用户的预编码矩阵为W. . = e': n'- “1 W*,-其中，j表示虚部符号，_/+ = λΠ ； β ！为波束对服务小区的扫描步进角度，nl为波束在服务小区内扫描到所述CoMP用户时的扫描步进次数，Ws为扫描波束矩阵。进一步地，任一个所述协作基站对所述CoMP用户的预编码矩阵为其中，tr()表示求迹算子，上角标“*”表示共轭转置算子，a]fgmaX0表示使后面Y.
这个式子达到最大值时的X取值，H12为所述协作基站与所述CoMP用户之间的信道矩阵；其中，Wn2表示第n2次扫描时的波束扫描矩阵，V‘ =一、、Ws 02为波束对所述协作小区的扫描步进角度。更进一步地，若天线阵列形式为均勻线阵，则fUl…= 1TS:lUn⑷其中d是天线
阵列中各天线的间距，λ是所用无线电波的波长。一种基于波束扫描的CoMP实现系统，包括CoMP用户选择模块，用于选择服务小区内的一个用户作为CoMP用户；协作基站选择模块，用于选择一个以上的相邻基站作为协作基站；波束扫描模块，用于分别采用波束对所述服务小区和所述协作基站所在的协作小区进行扫描，并根据扫描结果，分别计算所述服务基站及协作基站对所述CoMP用户的预编码矩阵；信号发射模块，用于触发所述服务基站及协作基站分别将需要发送给所述CoMP 用户的信号进行预编码后发射。进一步地，所述选择服务小区内的一个用户作为CoMP用户，是指选取所述服务小区的一个边缘用户作为CoMP用户。进一步地，所述服务基站对所述CoMP用户的预编码矩阵为W. - = e.: .":。其中，j表示虚部符号，^ = A/1!; β工为波束对服务小区的扫描步进角度，nl为波束在服务小区内扫描到所述CoMP用户时的扫描步进次数，WS为扫描波束矩阵。进一步地，任一个所述协作基站对所述CoMP用户的预编码矩阵为
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这个式子达到最大值时的X取值，H12为所述协作基站与所述CoMP用户之间的信道矩阵；
其中，Wn2表示第 次扫描时的波束扫描矩=日2为波束对所述协作小区的扫描步进角度。更进一步地，若天线阵列形式为均勻线阵，则ftnP+' = —Γ5:η…&其中d是天线
阵列中各天线的间距，λ是所用无线电波的波长。本发明的有益效果为本发明提供了一种基于波束扫描的多点协作传输实现方案，采用波束进行扫描， 在快速搜寻到CoMP用户的同时，也给出了 CoMP预编码矩阵，将原来为干扰的小区变成了发射信号的小区，信号能量增加的同时干扰减小了，从而获得了明显的增益。通过本发明，在LTE-Advanced系统中实现多点协作传输时，通过波束扫描的方式能够快速准确地选择出可以进行CoMP预编码处理的用户，及相应的预编码，从而使得整个系统的性能得到较好的改善。
图1是本发明基于波束扫描的CoMP实现方法流程示意图；图2(A)是本发明协作基站为一个时的协作区示意图；图2(B)是本发明协作基站为两个时的协作区示意图；图3是本发明扫描波束示意图；图4是本发明基于波束扫描的CoMP实现系统结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图1是本发明基于波束扫描的CoMP实现方法流程示意图，如图1所示，本发明基于波束扫描的CoMP实现方法具体包括如下步骤在CoMP系统中，假设服务小区和协作小区的基站均配置M根天线，在服务小区和协作小区内的用户数一共为2个以上，且配置为相同的时频资源。对于两小区多用户，则基于分组波束的CoMP预编码实现过程描述如下步骤101，选择服务小区内的一个用户作为CoMP用户。该步骤中，优先选取服务小区的边缘用户作为CoMP用户。步骤102，选择一个以上的相邻基站作为协作基站。图2(A)是协作基站为一个时的协作区示意图，如图2所示，用户UEl能够分别被服务小区(基站eNBl所在小区)和协作小区1 (基站eNB2所在小区)中的扫描波束覆盖， 基站eNB UeNB 2以CoMP方式为用户UEl提供服务，使得系统性能得到较好的改善。图2(B)是协作基站为两个时的协作区示意图，如图2所示，用户UEl能够分别被服务小区(基站eNBl所在小区)、协作小区1(基站eNB2所在小区)和协作小区2 (基站 eNB3所在小区)中的扫描波束覆盖，基站eNB UeNB 2和eNB3以CoMP方式为用户UEl提供服务，使得系统性能得到较好的改善。步骤103，分别采用波束对服务小区和协作基站所在的协作小区进行扫描，并根据扫描结果，分别计算服务基站及协作基站对CoMP用户的预编码矩阵t该步骤具体包括步骤1031，构造波束矩阵Ws，Ws如式(1)所示，
权利要求
1.一种基于波束扫描的多点协作传输CoMP实现方法，其特征在于，包括如下步骤 选择服务小区内的一个用户作为CoMP用户；选择一个以上的相邻基站作为协作基站；分别采用波束对所述服务小区和所述协作基站所在的协作小区进行扫描，并根据扫描结果，分别计算服务基站及所述协作基站对所述CoMP用户的预编码矩阵；所述服务基站及协作基站分别将需要发送给所述CoMP用户的信号进行预编码后发射。
2.根据权利要求1所述的基于波束扫描的CoMP实现方法，其特征在于，所述选择服务小区内的一个用户作为CoMP用户，是指选取所述服务小区的一个边缘用户作为CoMP用户。
3.根据权利要求1所述的基于波束扫描的CoMP实现方法，其特征在于，所述服务基站对所述CoMP用户的预编码矩阵为其中，j表示虚部符号，_/+ = λΓΤ ； β ！为波束对服务小区的扫描步进角度，nl为波束在服务小区内扫描到所述CoMP用户时的扫描步进次数，Ws为扫描波束矩阵。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于波束扫描的CoMP实现方法，其特征在于，任一个所述协作基站对所述CoMP用户的预编码矩阵为其中，tr()表示求迹算子，上角标“*”表示共轭转置算子，a]fgmaxC)表示使后面这个y式子达到最大值时的X取值，H12为所述协作基站与所述CoMP用户之间的信道矩阵；其中，Wn2表示第n2次扫描时的波束扫描矩阵，β2为波束对所述协作小区的扫描步进角度。
5.根据权利要求4所述的基于波束扫描的CoMP实现方法，其特征在于，若天线阵列形-T--J式为均勻线阵，Mmi:i) simnP:其中d是天线阵列中各天线的间距，λ是所用无线电波的波长。
6.一种基于波束扫描的多点协作传输CoMP实现系统，其特征在于，包括 CoMP用户选择模块，用于选择服务小区内的一个用户作为CoMP用户；协作基站选择模块，用于选择一个以上的相邻基站作为协作基站； 波束扫描模块，用于分别采用波束对所述服务小区和所述协作基站所在的协作小区进行扫描，并根据扫描结果，分别计算所述服务基站及协作基站对所述CoMP用户的预编码矩阵；信号发射模块，用于触发所述服务基站及协作基站分别将需要发送给所述CoMP用户的信号进行预编码后发射。
7.根据权利要求6所述的基于波束扫描的CoMP实现系统，其特征在于，所述选择服务小区内的一个用户作为CoMP用户，是指选取所述服务小区的一个边缘用户作为CoMP用户。
8.根据权利要求6所述的基于波束扫描的CoMP实现系统，其特征在于，所述服务基站对所述CoMP用户的预编码矩阵为
9.根据权利要求6所述的基于波束扫描的CoMP实现系统，其特征在于，任一个所述协作基站对所述CoMP用户的预编码矩阵为
10.根据权利要求8或9所述的基于波束扫描的CoMP实现系统，其特征在于，若天线阵列形式为均勻线阵，则= 1Trsm^t其中d是天线阵列中各天线的间距，λ是所用无线电波的波长。
全文摘要
本发明公开了一种快速准确、简洁实用的基于波束扫描的CoMP实现方法，包括如下步骤选择服务小区内的一个边缘用户作为CoMP用户；选择一个以上的相邻基站作为协作基站；分别采用波束对所述服务小区和所述协作基站所在的协作小区进行扫描，并根据扫描结果和本发明提出的预编码矩阵计算公式，分别计算所述服务基站及协作基站对所述CoMP用户的预编码矩阵；所述服务基站及协作基站分别将需要发送给所述CoMP用户的信号进行预编码后发射。本发明还相应提出了一种基于波束扫描的CoMP实现系统，包括CoMP用户选择模块、协作基站选择模块、波束扫描模块和信号发射模块。
文档编号H04L1/00GK102355285SQ20111022690
公开日2012年2月15日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者王衍文, 谭欢喜 申请人:中兴通讯股份有限公司