一种以用户为中心多基站协作系统中的训练序列设计方法
【专利摘要】本发明公开了一种以用户为中心多基站协作系统中的训练序列设计方法，属于无线通信【技术领域】。所述方法首先根据多基站协作系统的分簇结果，计算基站-用户间关联矩阵A，基站-基站间关联矩阵G，以及用户-用户间关联矩阵H；然后设计多基站协作系统的下行和上行训练序列，可以使得训练开销较小。本发明所用到的运算主要是整数加法和整数排序，复杂度较低，适应于以用户为中心多基站协作系统中分簇结果实时动态变化的特点，可以在每次分簇完成后及时设计完成系统的下行和上行训练序列，利于实际应用。
【专利说明】一种以用户为中心多基站协作系统中的训练序列设计方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通信领域，主要面向以用户为中心的多基站协作系统，具体涉及一种以用户为中心多基站协作系统中的训练序列设计方法。
【背景技术】
[0002]多基站协作,或称作协作多点(CoMP, Coordinated Mult1-Point)传输技术是无线通信中提升蜂窝网络频谱效率的一项关键技术。在CoMP技术的实际部署中，由若干个基站组成的协作簇是静态配置的且无交叠，因此位于协作簇边缘的用户将受到强烈的簇外干扰。为了减弱干扰，提升簇边缘用户的通信质量，可以考虑一类以用户为中心的动态分簇方式，即根据用户到附近多个基站的信道状况，选择有利于提升该用户通信质量的若干基站组成一个协作簇，共同服务此用户。在这种分簇方式下，每个用户可以选择其特定的协作簇，因此不同的协作簇之间可能存在交叠，而且这些协作簇将随着用户的变化动态变化。
[0003]训练序列是由基站或者用户发送的一组特定序列，用于基站和用户间的信道估计等。在传统的静态无交叠分簇的系统中，无论是基站发送的下行训练序列，还是用户发送的上行训练序列，只需要满足在同一个协作簇内训练序列相互正交的条件即可提供较好的信道估计精度。因此可以单独考虑每个协作簇，预先设计好上行和下行的训练序列。
[0004]然而，在以用户为中心的多基站协作系统中，由于存在协作簇交叠，系统的上行和下行的训练序列所需要满足的条件都将变得复杂。具体地说，对于下行训练序列，一个基站可能同时属于多个协作簇，那么该基站的下行训练序列应与这些协作簇中的任何基站的下行训练序列都正交；对于上行训练序列，任意两个用户之间如果存在公共的服务基站，那么这两个用户的上行训练序列应正交。因此在这种以用户为中心的多基站协作系统中，需要同时考虑系统中若干协作簇以设计上行和下行训练序列。
[0005]如图1所示的是一个4小区的以用户为中心多基站协作系统，其中基站1、基站2和基站3组成协作簇I服务用户1，基站2、基站3和基站4组成协作簇2服务用户2，直线箭头方向表示链路的方向(上行或者下行)。对于基站发送的下行序列，由于基站2和基站3同时属于两个协作簇，因此基站2和基站3应与基站I或者基站4相互正交,而基站I与基站4之间可以不正交；对于用户发送的上行训练序列，尽管用户I和用户2不属于同一个协作簇，但由于这两个用户之间存在公共服务基站(基站2和基站3)，因此用户I和用户2发送的上行序列应正交。
[0006]通过图1所示范例可知，在以用户为中心多基站系统中，系统的下行和上行训练序列需要精心设计以满足一定的正交要求。一种简单的解决方法是使系统中所有基站的下行训练序列相互正交，所有用户的上行序列相互正交。这种设计方法一定能满足训练序列的正交条件。然而，系统所需的相互正交的训练序列的数量将变得相当大，由此导致的大量的训练开销是实际系统难以承受的。因此，在设计训练序列时不仅要满足相应的序列正交要求，也要考虑使训练序列的开销尽可能小。
【发明内容】
[0007]本发明为了解决以用户为中心多基站系统中的训练序列设计问题，提出了一种低复杂度的串行分配训练序列的设计方法，不仅能满足训练序列的正交要求，也使得训练开销能尽可能小。
[0008]本发明主要面向以用户为中心的多基站协作系统:所述多基站协作系统包含N个单天线基站K丨BS1.HS1.….1iSJ，M个单天线用户邮爲…焉}，假定分簇已经完成，
即对于每个用户MSk, (k = I, 2，-M)存在一个基站子集尽是其特定协作簇内的基站的集合，其中^表示为用户MSk服务的所有基站的集合，由U中的一个或者多个元素构成，綠
的值取决于分簇结果。本发明提出了一种训练序列的设计方法，包含以下几个步骤:
[0009]步骤1:根据多基站协作系统的分簇结果，计算基站-用户间关联矩阵A，基站-基站间关联矩阵G，以及用户-用户间关联矩阵H。
[0010](I)基站-用户间关联矩阵A是MXN维01矩阵:
[0011]
【权利要求】
1.一种以用户为中心多基站协作系统中的训练序列设计方法，其特征在于: 步骤1:根据多基站协作系统的分簇结果，计算基站-用户间关联矩阵A，基站-基站间关联矩阵G，以及用户-用户间关联矩阵H ； (1)基站-用户间关联矩阵A是MXN维Ol矩阵:
2.根据权利要求1所述的一种以用户为中心多基站协作系统中的训练序列设计方法，其特征在于:所述的以用户为中心的多基站协作系统包含N个单天线基站
3.根据权利要求1所述的一种以用户为中心多基站协作系统中的训练序列设计方法，其特征在于:步骤2 (2)中所述的四种排序方式具体如下: (2.1)排序方式1:将协作基站数Cli进行排序，i = I, 2，…，N,使其满足，则得到相应的基站序列
4.根据权利要求1所述的一种以用户为中心多基站协作系统中的训练序列设计方法，其特征在于:步骤2 (3)具体为:假定存在一个足够大的下行训练序列的集合{S1; S2, S3,…}，对于i = 1，为基站BSni分配训练序列S1 ;对于N≥i≥2，为基站BSni分配训练序列Sj，j e {1，2，…}，应满足以下两个条件:训练序列Sj未分配给基站集合
5.根据权利要求1所述的一种以用户为中心多基站协作系统中的训练序列设计方法，其特征在于:步骤3 (2)中所述的四种排序方式具体如下:(2.1)排序方式1:将fi进行排序，i = 1，2，…，M，使其满足/rai >4>->/mM，则得到相应的用户序列MSW.，M、，…，，MS--，其中索引号叫保持一致，i = 1,2,…，M;(2.2)排序方式2:先计算序列的最末索引
6.根据权利要求1所述的一种以用户为中心多基站协作系统中的训练序列设计方法，其特征在于:步骤3 (3)具体为:假定存在一个足够大的上行训练序列的集合(R1, R2, R3,…)，对于i = 1，为用户MS,分配训练序列R1，对于M≥i≥2，为用户MS.,分配训练序列&，应满足以下两个条件:训练序列Rj未分配给用户集合
【文档编号】H04L25/02GK103560983SQ201310480427
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】陈致霖, 侯雪颖, 杨晨阳, 王刚, 雷鸣 申请人:北京航空航天大学, 日电（中国）有限公司