本发明涉及一种分布式多天线系统对宏蜂窝基站干扰的抑制方法，属于通讯技术领域。
背景技术：
微蜂窝技术的优势是要利用室内的固话线路和互联网与无线接入相结合，从而使微蜂窝的无线基站实现对室内用户的高速无线接入。目前对微蜂窝的研究方面主要集中在对微蜂窝和宏蜂窝之间的互联的协议、信令和高速包传输方面的研究，而对于微蜂窝基站本身的研究特别是在微蜂窝基站端利用多天线技术的研究却十分有限。
在对微蜂窝系统的理论研究方面，文献(An Overview of the femtocell concept，Bell LABS TECHNICAL JOURNAL，Article first published online：15 MAY 2008)中讨论了在微蜂窝条件下基于基站路由器的扁平型互联网协议及特征。Claussen，H.等(Claussen，H.；Pivit，F.；Bell Labs.，“Femtocell Coverage Optimization Using Switched Multi-Element Antennas”，ICC2009，Dresden，14-18 June 2009，pp1-6.)讨论了微蜂窝系统利用低功耗、低成本的基站可以为终端用户提供宏蜂窝覆盖范围不足的补充和高速率的通信。通过多天线和适当的天线模式的选择可以减少由于户外用户的移动而增加的信令开销。通过联合优化天线的模式和信令以及天线的发射功率使得微蜂窝的覆盖范围更好的与室内的空间形状相匹配并且减少了由移动事件而增加的网络信令开销。而Kim，R.Y.等(Kim，R.Y.；Jin Sam Kwak；Etemad，K.；“WiMAX femtocell：requirements，challenges，and solutions”，IEEE communication Magazine，Sept 2009，Vol 47(9)，pp：84-91)讨论了在室内环境下，使用微蜂窝系统可以降低骨干网的开销并提高用户在室内环境下的性能。并且对于WIMAX微蜂窝的要求，提出了可以使用的模型及近期和长期的解决方法。Nihtila，T.等(Nihtila，T.；Increasing Femto Cell Throughput with HSDPA Using Higher Order Modulation，ICNN 2008，Lahore，pp49-53，1-3MAY 2008)评估了在微蜂窝条件下，如何有效地利用系统的高信噪比优势使用高阶调制时系统的误码率性能情况。Knisely，D.等(Knisely，D.；Yoshizawa，T.；Favichia，F.；Standardization of femtocells in 3GPP，IEEE communication Magazine，Sept 2009，VOL47(9)，pp68-75)介绍了微蜂窝系统结构在3GPP中的标准化情况。Morita，M.等(Morita，M.；Matsunaga，Y.；Hamabe，K.；Adaptive Power Level Setting of Femtocell Base Stations for Mitigating Interference with Macrocells，VTC 2010，6-9Sept，2010，Ottawa，pp1-5)通过自适应的调整微蜂窝基站单天线的发射功率消除了来自邻近宏蜂窝的干扰提高了系统的信干噪比，从而提高了微蜂窝系统的数据吞吐率。Simsek，M.等(Simsek，M.；Akbudak，T.；Bo Zhao；Czylwik，A.；An LTE-femtocell dynamic system level simulator，Smart Antennas(WSA)，2010International ITG Workshop on，23-24 Feb.2010，Bremen，pp：66-71.)初步讨论了在微蜂窝系统中利用多天线技术通过利用预编码及自适应干扰对准来消除微蜂窝间的干扰，以及利用不同微蜂窝间的多天线形成分布式的多天线系统以提高系统误比特率性能的情况。
现有技术中，微蜂窝基站通常都是独立地用于对移动用户信号的收发，并没有将多个微蜂窝基站联合进行信号收发的方案。微蜂窝系统在实际的应用中，除了临近的微蜂窝间会有相互的干扰外，还会受到来自宏蜂窝基站的干扰。
在现有的系统中，需要对微蜂窝基站的发射功率进行反复的调整才能做到使宏蜂窝基站的干扰得到降低，使微蜂窝基站能够得到有效的通信。现有的方法中没有使用多基站联合工作来实现通信和抑制宏蜂窝基站干扰的方法。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是如何使用多基站联合工作来实现通信和抑制宏蜂窝基站干扰。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种分布式多天线系统对宏蜂窝基站干扰的抑制方法，其特征在于，该方法由以下5个步骤组成：
步骤1：利用集中控制端对多个具有单天线的微蜂窝基站进行统一的管理，在集中控制端的作用下，多个微蜂窝基站的多天线形成分布式的多天线系统；
步骤2：根据区域内移动用户的分布情况，对分布式的多天线系统进行自动分簇，集中控制端对这些簇进行有效的管理；
步骤3：在每个簇，对簇内的移动用户实现分布式的波束成形；当移动用户移动到不同的簇时，由不同的簇的多天线共同为这些移动用户实现分布式的波束成形；
步骤4：由于来自宏蜂窝基站的干扰方位是固定的，分布式的多天线系统利用已知的宏蜂窝基站的方位信息对来自宏蜂窝基站的干扰形成零陷点，从而对来自宏蜂窝基站的干扰进行有效的抑制；
步骤5：根据移动用户的接受信噪比情况，调整簇内基站的发射功率。
优选地，所述步骤1中，在一个特定的区域，利用一个集中控制端，对该区域内的多个具有单天线的微蜂窝基站进行集中控制；在集中控制端的作用下，可以对该区域的微蜂窝基站的发射功率进行协调，此时该区域内的多个微蜂窝基站就相当于是一个基站，而这些基站的天线就构成了分布在不同位置的分布式天线系统。
优选地，所述步骤2中，每个簇是由相邻的多个微蜂窝基站构成的。
优选地，所述步骤3中，对同一区域的分布式的多天线系统实现分簇管理后，可以根据不同簇内的移动用户的数量对不同簇的多天线系统进行功率的调配，移动用户多的簇内可以适当的增加发射功率，而移动用户较少的簇内可以分配较少的功率。
优选地，所述步骤3中，波束成形时，单个微蜂窝基站天线的发射功率不变，多个天线波束成形后就可以使被覆盖区域的信号质量成倍地得到提高。
优选地，所述步骤4中，由于宏蜂窝的方位对于固定的区域是不变的，这个方位信息可以成为该区域集中控制端的已知信息；分布式的多天线系统假设有M个单天线，M为正整数，则可以有M-1个自由度可用，即可以形成M-1个波束，此时可以对宏蜂窝的干扰方位刻意的形成一个零陷点，从而使得该簇的分布式波束成形在满足该簇内的移动用户通信质量的同时，有效的抑制了来自宏蜂窝基站的干扰。
优选地，所述步骤5中，由于分布式多天线系统的波束成形，直接根据移动用户的接收信噪比情况调整簇内基站的发射功率即可，不需要反复的衡量来自宏蜂窝的干扰，也不需要对各基站的发射功率进行反复的调整。
对于微蜂窝系统，为了克服来自于宏蜂窝基站的干扰，对同一区域的微蜂窝基站实现集中的控制，在集中控制端的作用下构成分布式的多天线系统。由于集中控制端的作用，这时的多天线相当于一个基站的天线，可以通过分布式的波束成形对该区域内的移动用户实现有效的通信。
为了应对区域内移动用户分布不均匀的问题，对该区域的分布式多天线采用自动分簇的管理，这时利用每个簇内的分布式多天线就实现了对簇内移动用户的分布式波束成形。同时为了有效的抑制来自宏蜂窝基站的干扰，可以在集中控制端的控制下，利用宏蜂窝的方位信息，在该方位上形成零陷点，从而可以在实现对簇内移动用户有效通信的同时实现了对宏蜂窝基站干扰的有效抑制。
在完成了波束成形后，通过簇内移动用户接收信号的信噪比的情况调整簇内基站的发射功率，使移动用户都能得到高于门限的信噪比水平。
相比现有技术，本发明提供的方法具有如下有益效果：
1、利用集中控制端形成的分布式多天线系统可以有效的提高移动用户的通信质量。
2、对分布式多天线系统根据移动用户的分布情况进行自适应的分簇，对簇内的移动用户形成波束并对宏蜂窝的方位形成零陷点，从而在满足通信质量的同时可以有效的降低来自宏蜂窝的干扰。
3、利用自适应分簇的分布式波束成形可以通过对簇内基站的发射功率进行简单的调整就可以使移动用户得到可靠的通信效果，使调整的复杂度得到了降低。
附图说明
图1为分布式的多天线系统实现对宏蜂窝干扰的抑制过程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明把属于不同基站的单天线在集中控制端的作用下形成分布式的多天线系统，同时根据用户的分布情况把分布式的多天线系统分成不同的簇，每个簇内的多个单天线基站为这些簇内的用户进行通信服务。为了有效的克服来自宏蜂窝基站的干扰，每个簇的多天线对簇内实现分布式的波束成形，可以在每个天线发射较小功率的前提下使簇内的移动用户获得较高的接收信噪比。从宏观上来说这种分布式的波束成形所实现的定向辐射可以在提高移动用户接收信噪比的同时，对宏蜂窝的干扰方向形成零陷点。而且在固定的区域，宏蜂窝的来波方位是已知的，这对利用分布式的多天线抑制宏蜂窝的干扰也提供了便利。同时，分布式的多天线系统还可以降低用于抑制干扰的算法的复杂程度。
结合图1，本实施例提供的分布式多天线系统对宏蜂窝基站干扰的抑制方法的具体步骤如下：
I、对微蜂窝基站的集中控制：
由于在利用微蜂窝基站实现的移动通信中，为了使得移动信号无盲区的全覆盖，因此在一些特定的区域如大型的办公室、商场、会议厅等场所需要更多的微蜂窝基站。如果这些微蜂窝基站都是独立工作的，那么会在相邻的基站间形成较多的干扰。而如果对这些基站通过中心控制端进行集中的控制，就可以对相邻的基站进行协调和控制，使得在同一个区域的不同基站形成分布式的多天线系统，在中心控制端的控制下可以有效的降低微蜂窝基站间的干扰。
在一个特定的区域，如一个大型的办公场所，假设有N个具有单天线的微蜂窝基站，这些基站现在是通过有线连接进行集中控制，有一个集中控制端的统一管理和协调这些基站为该区域的移动用户服务。在集中控制端的作用下，可以对该区域的这N个基站的信号和发射功率进行同步的协调，此时这N个基站就相当于是一个基站，而这些基站的天线就构成了分布在不同位置的分布式天线系统。分布式天线的优点是可以布设在不同的位置，对整个区域实现无盲区的覆盖。
II、多基站分布式天线的自动分簇管理：
在集中控制端的作用下形成分布式的天线以后，同一个区域的多个单天线基站就构成了分布式的多天线系统。如果该区域内的移动用户分布情况变化不大，那么对于这些分布式的天线的控制是很简单的。但是当区域内的移动用户分布情况经常会发生变化时，再对分布式的多天线系统进行功率的分配和控制就相对要复杂了。
为了有利于资源的分配，并有效的应对移动用户在同一区域的不同位置分布不均的问题，对同一区域的单天线基站进行分簇，即按位置把相邻的单天线基站分成不同的组，这样每个簇中的多天线构成了分布式多天线系统。分簇的方法可以有效的应对移动用户在同一区域的分布不均的问题，可以有效的调配发射功率使不同的簇内的移动用户都得到可靠的通信质量。
可以把N个分布式的多天线在集中控制端的控制下自动的分成M个不同的簇，每个簇是由相邻的多个分布式基站构成的。此时，集中控制端对这M个簇进行有效的管理，当移动用户移动到不同的簇时，有不同的簇的多天线共同为这些移动用户实现分布式的波束成形，从而提高对移动用户的通信质量。
III、对来自宏蜂窝基站干扰的抑制：
对同一区域的分布式多天线系统实现分簇管理后，可以根据不同簇内移动用户的接入数量灵活的调配不同簇的分布式天线的发射功率，从而使不同簇内的移动用户都得到可靠的通信质量。分布式波束成形的优势就在于每个基站的单天线天线发射较小的功率，多个天线波束成形后可以使被覆盖区域的信号质量成倍的得到提高，而在非定向的覆盖区域是没有这种效果的。此时，每个簇内的分布式多天线的波束成形可以有效的用来应对来自宏蜂窝的干扰。由于宏蜂窝的方位对于固定的区域是不变的，这个方位信息可以成为该区域集中控制端的已知信息，分布式的多天线假设有M个单天线，则可以有M-1个自由度可用，即可以形成M-1个波束，此时可以对宏蜂窝的干扰方位刻意的形成一个零陷点，从而使得该簇的分布式波束成形在满足该簇内的移动用户都能得到较高的信噪比的同时，有效的抑制了来自宏蜂窝基站的干扰。同时，由于分布式多天线系统的波束成形，对簇内基站的功率可以通过简单的调整就可以得到，不需要反复的衡量接收信噪比及来自宏蜂窝的干扰，也就不需要对各基站的发射功率进行反复的调整，使算法的复杂程度得到降低，也减少了基站功率的调整时间。