用于在异构网络中进行分布式波束赋形的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施方式一般地涉及通信技术。更具体地，本发明的实施方式涉及用于 在异构网络中进行分布式波束赋形的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 3GPPLTE和LTE-高级是下一代蜂窝通信标准之一。在LTE-高级中，通过将诸如 微微eNB、毫微微eNB、中继节点和远程射频头（Remote Radio Head，RRH)的低功率节点包 括在内，部署了异构网络（HetNet)。在异构网络中，随着低功率节点数目的不断增大，用户 设备（UE)受到小区间干扰。协作多点（CoMP)传输技术由于能够消除小区间干扰和增大系 统吞吐量而受到越来越多的关注。
[0003]目前，在采用CoMP传输技术的异构网络中，通常采用集中式方法，例如由中央控 制器来统一确定各基站的最佳波束赋形矢量，以通过降低各基站的发射功率来降低小区间 干扰和改善能效。然而，在采用集中式方法确定各基站的最佳波束赋形矢量时，需要从各基 站获取准确的信道信息，因而造成了巨大的信息反馈负担。
【发明内容】
[0004] 本发明的实施方式提供了一种用于在异构网络中进行分布式波束赋形方案，以解 决或至少部分地缓解现有技术中存在的上述问题的至少一部分。
[0005] 根据本发明实施方式的第一方面，提供了一种用于在异构网络中进行分布式波束 赋形的方法，所述异构网络包括宏基站和至少一个低功率基站。所述方法包括：在所述宏基 站和所述至少一个低功率基站中的每个低功率基站处，分别基于各自的信道信息、干扰温 度以及所述异构网络的能效的给定值，来计算各自的候选波束赋形矢量，其中所述干扰温 度指示所述宏基站和每个所述低功率基站之间的干扰。所述方法还包括：基于所述候选波 束赋形矢量来确定是否满足使得所述异构网络的所述能效最大化的预定条件。而且，所述 方法还包括：响应于满足所述预定条件，将所述候选波束赋形矢量确定为所述宏基站和每 个所述低功率基站各自的最佳波束赋形矢量。
[0006] 根据本发明实施方式的第二方面，提供了一种用于在异构网络中进行分布式波束 赋形的装置，所述异构网络包括宏基站和至少一个低功率基站。所述装置包括计算单元，被 配置为在所述宏基站和所述至少一个低功率基站中的每个低功率基站处，分别基于各自的 信道信息、干扰温度以及所述异构网络的能效的给定值来计算各自的候选波束赋形矢量， 其中所述干扰温度指示所述宏基站和每个所述低功率基站之间的干扰。所述装置还包括判 断单元，被配置为基于所述候选波束赋形矢量来确定是否满足使得所述异构网络的所述能 效最大化的预定条件。而且，所述装置还包括确定单元，被配置为响应于满足所述预定条 件，将所述候选波束赋形矢量确定为所述宏基站和每个所述低功率基站各自的最佳波束赋 形矢量。
[0007] 本发明的实施方式预期具有下列益处中的至少一种。通过确定宏基站和各低功率 基站的最佳波束赋形矢量实现了异构网络的能效最大化。通过引入认知无线电领域中的干 扰温度这一概念，将使得异构网络的能效最大化的预定条件表达成针对给定干扰温度的分 布式形式，从而通过在宏基站和每个低功率基站处分别判断是否满足能效最大化的第一和 第二预定条件，可以确定是否满足使得异构网络的能效最大化的预定条件。此外，在宏基站 处只需计算用于更新干扰温度的辅助值，从而降低了基站的计算负荷。另外，在宏基站和每 个低功率基站之间只需交换用于更新干扰温度的辅助值，从而减少了反馈信息的数量。
【附图说明】
[0008] 结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施方式的特征、优点及其他方面将变 得更加明显，在此以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式。在附图中：
[0009] 图1示出根据本发明实施方式的用于在异构网络中进行分布式波束赋形的方法 100的流程图；
[0010] 图2示出根据本发明实施方式的用于在异构网络中进行分布式波束赋形的装置 200的框图；
[0011] 图3示意性示出了分别利用根据本发明实施方式的分布式波束赋形的方法以及 和速率最大化（SumRateMaximization)方法获得的宏小区的发射功率与异构网络的平均 能效之间的关系；以及
[0012] 图4示意性示出了分别利用根据本发明实施方式的分布式波束赋形的方法以及 和速率最大化方法、在采用不同数目的天线时获得的异构网络的平均能效。
【具体实施方式】
[0013] 本发明的各种实施方式将参照附图进行详细描述。附图中的流程图和框图示出根 据本发明实施方式的装置、方法以及体系结构、功能和可由计算机程序产品执行的操作。在 这方面，这些流程图或框图中的每个方框表示模块、程序、或部分代码，其包含一个或多个 用于执行特定逻辑功能的可执行指令。应当注意，在一些替代实施方式中，各方框中指示的 功能可以以不同于附图中所示顺序的顺序出现。例如，连续示出的两个方框实际上可以以 基本并行或相反的顺序来执行，这取决于相关的功能。还应当注意，框图和/或这些流程图 中的每个方框以及其组合可以由用于执行特定功能/操作的基于专用硬件的系统或由专 用硬件和计算机指令的组合来实施。
[0014] 本发明的实施方式提供了 一种用于在异构网络中进行分布式波束赋形方案。在该 方案中，引入了认知无线电领域中的干扰温度这一概念，以用于指示宏基站和每个低功率 基站之间的干扰。通过在宏基站和每个低功率基站处，基于各自的信道信息、干扰温度以及 异构网络的能效的给定值来计算各自的候选波束赋形矢量；基于所述候选波束赋形矢量来 判断是否满足使得异构网络的能效最大化的预定条件；如果不满足所述预定条件，则更新 干扰温度以及异构网络的能效的给定值，从而通过一系列迭代操作，找到能够使得异构网 络的能效最大化的宏基站的最佳波束赋形矢量和每个低功率基站的最佳波束赋形矢量。
[0015] 在下文中将参照图1和图2来详细描述根据本发明实施方式的用于在异构网络中 进行分布式波束赋形的方案。
[0016] 图1示出根据本发明实施方式的用于在异构网络中进行分布式波束赋形的方法 100的流程图。所述异构网络包括宏基站和至少一个低功率基站。在本说明书中，宏基站可 以指代宏NB或宏eNB。低功率基站可以指代例如微微eNB、毫微微eNB、RRH等的低功率节 点。
[0017] 首先，将结合如下场景来描述使得异构网络的能效最大化的预定条件，在该场景 中，所述异构网络包括一个宏基站和多个低功率基站，宏基站具有一个用户并且每个低功 率基站也具有一个用户。在这种情况下，异构网络的能效可表达为下式：
[0018]
[0019] 其中，< 表不宏基站的传输速率，巧表不第k个低功率基站的传输速率， Wf=w〖(w『f，W； = w卩表示宏基站的波束赋形矢量，< 表示第k个低功率 基站的波束赋形矢量，表示宏基站的发射功率，表示第k个低功率基站的发 射功率，P。表示每个基站的电路的功耗，K表示低功率基站的数目，1彡k彡K。
[0020] 从上式（1)可以看出，为了实现异构网络的能效（f({W}))的最大化，需要找到宏 基站的最佳波束赋形矢量和每个低功率基站的最佳波束赋形矢量。为此，可以根据上式（1) 确定如下目标函数以作为使得异构网络的能效最大化的预定条件：
[0021]
[0022] 可以理解，当F(n) =〇时，n取最大值。因此，应当找到使得以{1})-1^2({1}) 最大化的最佳波束赋形矢量。
[0023] 参照图1，在步骤S101，在宏基站和至少一个低功率基站中的每个低功率基站处， 分别基于各自的信道信息、干扰温度以及异构网络的能效的给定值来计算各自的候选波束 赋形矢量，其中干扰温度指示宏基站和每个低功率基站之间的干扰。
[0024] 可以理解，在现有技术中，为了计算宏基站的波束赋形矢量，不但需要已知从宏基 站到宏基站和低功率基站的用户的信道的信息，而且需要已知每个低功率基站到该宏基站 的用户的信道的信息。因而，为了在宏基站处计算其自身的波束赋形矢量，需要从低功率基 站获取每个低功率基站到该宏基站的用户的信道的信息，从而造成巨大的信息反馈负担。 类似地，为了在某个低功率基站处计算该低功率基站的波束赋形矢量，需要从宏基站获取 从宏基站到该低功率基站的用户的信道的信息，同样造成巨大的信息反馈负担。
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