专利名称：一种提高高速下行分组接入业务吞吐量的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及时分双工的移动通信系统，特别涉及到一种时分同步码分多址(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，简称为 TD-SCDMA)移动通信系 统中提高高速下行分组接入(High Speed DownlinkPackages Access，简称为HSDPA)业务
吞吐量的方法和装置。
背景技术：
基于时分双工(Time Division Duplexing,简称为TDD)的码分多址 (Code-Division Multiple Access，简称为CDMA)系统上下行链路均在一个频段，因此，根 据信道的互易性，可以通过对上行链路的信道估计结果反映出下行链路的信道情况。而 TD-SCDMA系统的帧结构，如图1所示，进一步保证了上下行信道的互易性。TD-SCDMA系统中上下行链路的互易性使得多通道的智能天线技术在该系统中得 到了广泛的应用，图2所示是应用于室内的多通道TD-SCDMA分布式系统，如果两个用户设 备(User equipment，简称UE)间的空间相关性较低，该两个UE在下行链路的信号就具有 较低的互干扰。图3是智能天线应用于室外TD-SCDMA系统的示意图，多通道技术在室外的 表现形式为一个或多个通道覆盖一个区域，而一个小区的全部通道可以覆盖多个不同的区 域，多个区域之间基本独立，不同区域的UE信号具有较低的互干扰。HSDPA技术提出的目标是在特定的频率带宽前提下尽可能地提高系统的吞吐量， 但TD-SCDMA系统由于扩频因子较小，系统的容量在一定程度上受到了资源的限制，因此， 即便多通道技术可以通过空间相关性增加系统的容量，但资源的受限仍使得系统的容量在 某种程度上受限。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种TD-SCDMA系统中提高高速下行分组接入业 务吞吐量的方法和装置。为了解决上述问题，本发明提供了一种提高高速下行分组接入业务吞吐量的方 法，应用于多通道的时分同步码分多址系统，该方法包括节点B对用户设备UE的上行信道进行测量，获取UE的空间分布信息；所述节点B根据所述UE的空间分布信息，按空分判决准则进行空分判决，确定可 以空分的一个或多个UE组合；所述节点B进行高速下行分组接入调度时，在每一个所述UE组合的UE之间进行 高速物理下行共享信道资源的空间复用。进一步地，上述方法还可具有以下特点 所述UE的空间分布信息是通过对UE上行信道进行周期性的测量获得所述空间分 布信息，所述空间分布信息包括以下信息中的一种或多种
所述UE在每个通道上信道冲击响应的强度；
所述UE的每个通道上信道冲击响应空间特征矩阵；所述UE的赋形权值；所述UE的波束到达角信息。进一步地，上述方法还可具有以下特点所述空分判决准则为如多个UE中的任意两个UE之间均满足空分条件，则判决该 多个UE之间可以空分，否则判决该多个UE不可以空分，可以空分的两个或两个以上的UE 构成了一个可以空分的UE组合。进一步地，上述方法还可具有以下特点
所述空分条件为两个UE采用空分后的吞吐量之和大于不采用空分时该两个UE 中任何一个UE的吞吐量；或者，两个UE之间的空间互干扰小于或小于等于设定的空间互干 扰门限；或者，两个UE之间的干扰隔离度大于或大于等于设定的干扰隔离度门限。进一步地，上述方法还可具有以下特点如根据所述空分判决准则得到的可以空分的UE组合有多种不同的组合方式，所 述节点B再计算各种组合方式下采用空分的UE的吞吐量之和，按吞吐量之和最高的一种组 合方式确定所述可以空分的UE组合；或者，所述节点B再计算各种组合方式下空分后相对 不空分时增加的吞吐量，按增加吞吐量最多的一种组合方式确定所述可以空分的UE组合。进一步地，上述方法还可具有以下特点两个UE采用空分后的吞吐量之和按以下方式计算所述Node-B获取该两个UE上 报的不空分条件下的下行信道的速率，再分别计算每个UE由于空间互干扰所造成的接收 信噪比损失，然后根据所述接收信噪比损失估算出每个UE的速率损失，将该两个UE在不空 分条件下的下行信道的速率相加，再减去该两个UE的速率损失，即得到该两个UE采用空分 后的吞吐量之和。为了解决上述问题，本发明还提供了一种提高高速下行分组接入业务吞吐量的装 置，用于多通道时分同步码分多址系统的节点B中，该装置包括信息获取模块、空分判决 模块和业务调度模块，其中所述信息获取模块用于对用户设备UE的上行信道进行测量，获得UE的空间分布 fn息；所述空分判决模块用于根据UE的空间分布信息，依据空分判决准则进行空分判 决，确定一种可以空分的UE组合；所述业务调度模块用于在进行HSPDA调度时，根据空分判决模块的空分判决结 果，在确定可以空分的每一 UE组合的UE之间进行HS-PDSCH资源的空间复用。进一步地，上述装置还可具有以下特点所述信息获取模块是通过对UE上行信道进行周期性的测量获得所述空间分布信 息，所述空间分布信息包括以下信息中的一种或多种所述UE在每个通道上信道冲击响应的强度；所述UE的每个通道上信道冲击响应空间特征矩阵；所述UE的赋形权值；所述UE的波束到达角信息。进一步地，上述装置还可具有以下特点
所述空分判决模块所依据的空分判决准则为如多个UE中的任意两个UE之间均 满足空分条件，则判决该多个UE之间可以空分，否则判决该多个UE不可以空分，可以空分 的该多个UE构成了一个可以空分的UE组合；所述空分条件为两个UE采用空分后的吞吐 量之和大于不采用空分时该两个UE中任何一个UE的吞吐量；或者，两个UE之间的空间互 干扰小于或小于等于设定的空间互干扰门限；或者，两个UE之间的干扰隔离度大于或大于 等于设定的干扰隔离度门限。进一步地，上述装置还可具有以下特点所述空分判决模块在根据所述空分判决准则得到的可以空分的UE组合有多种不同的组合方式时，再计算各种组合方式下采用空分的UE的吞吐量之和，按吞吐量之和最高 的一种组合方式确定所述可以空分的UE组合；或者，所述节点B再计算各种组合方式下空 分后相对不空分时增加的吞吐量，按增加吞吐量最多的一种组合方式确定所述可以空分的 UE组合。通过本发明，可以在室外和室内的多通道TD-SCDMA系统中，通过对具有较低互 干扰水平的UE复用高速物理下行共享信道(High-Speed Physical Downlink Shared Channel，简称为HS-PDSCH)资源，从而提升室外和室内TD-SCDMA系统的HSDPA业务吞吐 量，甚至可以达到系统吞吐量成倍乃至数倍增长的目的。在本发明的一实施例中，还可以对 赋形权值进行修正，以便降低空分用户之间的相互干扰，达到进一步提高系统吞吐量的目 的。
图1是现有技术中TD-SCDMA系统的子帧结构示意图；图2是现有技术中多通道应用于室内TD-SCDMA系统的示意图；图3是现有技术中智能天线应用于室外TD-SCDMA系统的示意图；图4是本发明一实施例的提高TD-SCDMA系统HSDPA业务吞吐量的方法流程图；图5是本发明一实施例的提高TD-SCDMA系统HSDPA业务吞吐量的装置结构图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施方式做进一步说明。图4所示为本实施例的提高TD-SCDMA系统HSDPA业务吞吐量的方法流程图，具体 过程如下步骤110 =Node-B对UE的上行信道进行测量，获取UE的空间分布信息；文中，UE的上行信道定义为UE给系统发送信号的所有信道，包括UE的上行专用 信道和上行共享信道，在TD-SCDMA HSDPA系统中，UE的上行专用信道是指专用物理信道 (Dedicated Physical Channel，简称为DPCH信道)，上行共享信道是指高速共享信息控制 信道(Shared Information Channel for HS-DSCH，简称为 HS-SICH)。可以通过测量 UE 的 DPCH信道和HS-SICH信道中的任一个或多个来获取空间分布信息。UE的空间分布信息是通过对UE上行信道测量得到的信息，可以包括但并不局限 于以下一种或多种DUE在每个通道上信道冲击响应的强度；
2)UE的每个通道上信道冲击响应空间特征矩阵；3) UE的赋形权值，此时TD-SCDMA系统采用了智能天线；4)UE的波束到达角(Angle Of Arrival，简称为Α0Α)信息，此时TD-SCDMA系统采 用了智能天线。为及时跟踪由于UE移动或环境变化引起的UE的空间分布信息的变化，系统侧需 要周期性地完成对UE的上行信道测量。如果用户有上行专用信道，系统侧可以直接进行测 量；而当用户只有上行共享信道时，系统侧需要通知用户周期性地在上行共享信道发送信 号或通过事件触发用户在上行共享信道发送信号，从而可以获得UE的空间分布信息；完成上述触发的方法可以是=Node-B维护一个循环计时的定时器，每次定时器计 时时间到时，如果Node-B没有获得UE的空间分布信息，则Node-B通过物理层信道发送请 求指令给UE，该定时器可以在计时时间到和收到UE的空间分布信息时复位并重新计时；UE 收到后通过上行共享信道进行反馈，则Node-B接收UE反馈的信号时，对UE的上行共享信 道进行测量，获得空间分布信息。步骤120 空分判决，即Node-B根据UE的空间分布信息，按空分判决准则进行空 分判决，确定可以空分的一个或多个UE组合；“空分”在本文中即指空间复用HS-PDSCH资源，包括但不限于频率、时隙和码道等 资源。在两个UE之间进行空分时，空分判决准则可以表述为如果两个UE采用空分后 的吞吐量之和大于不采用空分时该两个UE中任何一个UE的吞吐量，则判决该两个UE满足 空分条件，可以进行空分，否则不可以进行空分。如果空分倍数增加，如第三个UE要加入空 分，则需要该UE与组内的另两个UE之间均满足空分条件，依此类推。S卩，一个可以空分的 UE组合包括两个或两个以上的UE，其中的任意两个UE之间均须满足上述空分条件。根据上述准则判决得到的可以空分的UE组合可能有多种不同的组合方式，此时 可以通过计算各种组合方式下采用空分的UE的吞吐量之和，将吞吐量之和最高的一种组 合方式确定为可以空分的UE组合。假定对3个终端UEa, UEb和UEc进行业务调度，UEa和 UEb满足空分条件，UEa和UEc也满足空分条件，如对UEa和UEb进行空分得到的UEa和UEb的 吞吐量之和大于对UEa和UEc进行空分得到的UEa和UEb的总吞吐量，则确定UEa和UEb为要 进行空分的UE组合。在另一实施例中，也可以计算各种组合方式下空分后相对不空分时增 加的吞吐量，将增加吞吐量最多的一种组合方式确定为可以空分的UE组合。计算空分后的吞吐量之和的方法可以是通过已有方法由UE测量并向Node-B上 报该UE不空分条件下的下行信道的速率，假定两个UE的速率为Cl和C2 ；再分别计算每个 UE由于空间互干扰(如对空间互干扰进行抑制，则此空间互干扰为抑制后的空间互干扰， 文中其他地方均同此)所造成的接收信噪比损失，然后通过接收信噪比损失估算速率的损 失，假定上述两个UE速率的损失分别为dl和d2，则空分后的吞吐量之和为Cl-dl+C2-d2。 因此空分判决准则中的空分条件表示为Cl-dl+C2-d2 >= max{Cl，C2}，其中max{}表示取 括号中最大的元素，其中通过接收信噪比损失估计速率损失可以通过查表的方式获得，该 表可以通过仿真或测试获得。该空分判决的步骤是对下一步骤即业务调度的步骤的预处理，以便压缩业务调度的范围，降低业务调度的复杂度。
步骤130 业务调度，即Node-B在进行HSPDA调度时，根据空分判决结果，在确定的可以空分的每一 UE组合的UE之间，对HS-PDSCH资源进行空间复用；步骤140 空间干扰抑制，即Node-B根据业务调度的情况，通过空间干扰抑制的方 法降低UE间的空间干扰；例如，空间干扰抑制可以是利用TD-SCDMA中智能天线赋形方法，降低或消除两个 UE间的空间互干扰。该空间干扰抑制的步骤是可选的。步骤150 空分信号发送，即Node-B向空间复用资源的UE发送空分信号。在TD-SCDMA系统中，HSDPA的资源动态分配在Node-B中进行，上述空间分布信息 的获取、空分判决和业务调度也由Node-B完成，使得Node-B可以在具有较低互干扰水平的 用户间在下行链路方向复用HS-PDSCH资源，从而提升系统的HSDPA业务吞吐量。本实施例还提供了实现上述方法的装置，该装置可以由Node-B中的模块实现。如 图5所示，该装置包括信息获取模块、空分判决模块、业务调度模块、赋形权值生成模块和 多通道信号发生模块；其中，信息获取模块用于对UE的上行信道进行测量，获得UE的空间分布信息。空分判决模块用于根据UE的空间分布信息，依据空分判决准则进行空分判决，确 定一种可以空分的UE组合。具体的空分判决准则和可以空分的UE组合的确定见本文中其 他部分的描述，在此不再赘述。业务调度模块用于在进行HSPDA调度时，根据空分判决模块的空分判决结果，在 确定可以空分的每一 UE组合的UE之间，对HS-PDSCH资源进行空间复用。赋形权值生成模块用于根据信道估计结果以及业务调度的情况，生成被调度UE 的赋形权值，并考虑UE间赋形权值的平衡，以降低用户间的空间干扰。该模块是可选的。多通道信号发送模块用于将所调度的UE的信息进行编码和扩频调制，然后在空 口发送。在其他的实施方式中，可以对上述空分判决准则进行简化，将两个UE之间可以空 分的条件确定为两个UE之间的空间互干扰小于或小于等于设定的空间互干扰门限。也即 两个UE只要空间互干扰小于门限，就直接认为可以空分，不再计算吞吐量的变化，通过设 置合适的门限也可达到提高吞吐量的效果。因为空间干扰与干扰隔离度成反比，该空分条 件也可表述为两个UE之间的干扰隔离度大于或大于等于设定的干扰隔离度门限。也即两 个UE的干扰隔离度大于门限时，就认为可以空分。在一实施方式中，两个UE之间的空间互干扰可以用表示信号互相关性的参数来 表示，如表示空间特征矩阵的互相关性的参数或表示空间特征向量的互相关性的参数等。 相应的空分判决准则为两个UE信号的互相关性小于或小于等于设定门限时，判决该两个 UE可以空分，否则，判决该两个UE不可以空分。在又一实施方式中，UEa和UEb之间的干扰隔离度可以用两个功率比λ1、λ2来表 示，其中λ 1 = UEa的有用功率/UEb对UEa的干扰功率；λ 2 = UEb的有用功率/UEa对UEb 的干扰功率；相应的空分判决准则为在λ 、λ 2均大于或大于等于设定门限时，判决UEa 和UEb可以空分，否则，判决UEa和UEb不可以空分。如果用空间互干扰来表示，可以将空分 条件表述为1/ λ 1、1/ λ 2均小于或小于等于设定门限。下面对本发明的几个应用示例做进一步说明。
应用示例一假定小区有2个通道，每个通道各分布一个UE，记为UEn和UEk2，每个UE均配有上 行DPCH信道，UE瞬时的上行信道冲击响应强度记为PKi,。，表示UEKi在第C个通道的信道 冲击响应强度。本示例的实施步骤如下
系统中Node-B通过对上行DPCH信道进行周期性的信道估计得到UEKi在每个通道 上的信道冲击响应强度，记为pKi,c ；Node-B选择信道冲击响应最大的通道作为该用户的服务通道，将UEm的服务通道 定义为Cmax_ki，则PKi,。max ki表示UEki在其服务通道上的信道冲击响应强度；计算UEki和UEk2的干扰隔离度，用λ kl, k2表示UEk2对UEn的干扰隔离度，用λ k2, kl分别UEki对UEk2的干扰隔离度，则有
<formula>formula see original document page 9</formula>
式中，Pkl^ax kl表示UEki在自己的服务通道上的信道冲击响应强度，Pk2,Cfflax kl表示 UEk2在UEki的服务通道上的信道冲击响应强度，Pk2, emax k2表示UEk2在自己的服务通道上的 信道冲击响应强度，Pkl,Cmax_k2表示UEki在UEk2的服务通道上的信道冲击响应强度。根据计算得到的两个UE的干扰隔离度判断该两个UE是否满足空分条件，即同时 满足XkU2 >、且xk2,kl> λτ，其中λτ是通过仿真和测试获得的隔离度门限。如果UEki和UEk2满足上述空分条件，则为该两个UE分配同样的空分复用资源。应用示例二 假定小区有8个天线组成天线线阵，并支持智能天线波束赋形，小区内接入2个UE 即UEki和UEK2，并且每个用户均配有上行DPCH信道，并且通过已有赋形算法生成UE瞬时的 赋形权值，赋形权值是一种空间特征向量。本示例的实施步骤如下Node-B通过对UE的上行DPCH信道进行周期性的信道估计和赋形算法得到UEk的 赋形权值，记为，其中 为1*N维向量，N为基站发送天线数目；计算UEki和UEk2的干扰隔离度，定义λ kl, k2为UEk2对UEki的干扰隔离度，
Aik2 =|wkl -W^f ； λ k2,kl 为 UEki 对 UEk2 的干扰隔离度，;Iiakl =Iwk2-W^2;根据计算得到的干扰隔离度判断UEki和UEk2是否满足空分条件，需同时满足λ kl, λτ和Xk2,kl> λτ，其中λ τ是通过仿真和测试获得的隔离度门限；如果UEki和UEk2满足空分条件，则为UEn和UEk2分配同样的空分复用资源。应用示例三小区有8个天线组成天线线阵，并支持智能天线波束赋形，小区内接入2个UE,并 且每个UE均配有上行DPCH信道。本示例的实施步骤如下系统中Node-B通过对上行DPCH信道进行周期性的AOA估计算法得到UE的AOA 信息，记aK为UEk的AOA信息；计算两个UE的干扰隔离度，定义λ kl, kl表示UEk2对UEki的干扰隔离度，λ k2, kl表示UEKI对UEk2的干扰隔离度，有<formula>formula see original document page 10</formula>判断两个UE是否满足空分条件，即同时满足λ kl,k2> λ τ和λ κ^〉λτ，其中λτ 是通过仿真和测试获得的隔离度门限；如果UEki和UEk2具备空分条件，则为UEki和UEk2分配同样的空分复用资源。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范 围为准。例如，上文虽然给出了 3个关于干扰隔离度计算的示例，但本发明并不局限于用 上述AOA信息、赋形权值和信道冲击响应强度的算式来计算干扰隔离度，而是也可以采用 其他参数来计算，只要可以表征干扰隔离度即可，对于空间互干扰的计算也是如此。
权利要求
一种提高高速下行分组接入业务吞吐量的方法，应用于多通道的时分同步码分多址系统，该方法包括节点B对用户设备UE的上行信道进行测量，获取UE的空间分布信息；所述节点B根据所述UE的空间分布信息，按空分判决准则进行空分判决，确定可以空分的一个或多个UE组合；所述节点B进行高速下行分组接入调度时，在每一个所述UE组合的UE之间进行高速物理下行共享信道资源的空间复用。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述UE的空间分布信息是通过对UE上行信道进行周期性的测量获得所述空间分布信 息，所述空间分布信息包括以下信息中的一种或多种所述UE在每个通道上信道冲击响应的强度；所述UE的每个通道上信道冲击响应空间特征矩阵；所述UE的赋形权值；所述UE的波束到达角信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述空分判决准则为如多个UE中的任意两个UE之间均满足空分条件，则判决该多个 UE之间可以空分，否则判决该多个UE不可以空分，可以空分的两个或两个以上的UE构成了 一个可以空分的UE组合。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述空分条件为两个UE采用空分后的吞吐量之和大于不采用空分时该两个UE中任 何一个UE的吞吐量；或者，两个UE之间的空间互干扰小于或小于等于设定的空间互干扰门 限；或者，两个UE之间的干扰隔离度大于或大于等于设定的干扰隔离度门限。
5.如权利要求1或3或4所述的方法，其特征在于如根据所述空分判决准则得到的可以空分的UE组合有多种不同的组合方式，所述节 点B再计算各种组合方式下采用空分的UE的吞吐量之和，按吞吐量之和最高的一种组合方 式确定所述可以空分的UE组合；或者，所述节点B再计算各种组合方式下空分后相对不空 分时增加的吞吐量，按增加吞吐量最多的一种组合方式确定所述可以空分的UE组合。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于两个UE采用空分后的吞吐量之和按以下方式计算所述Node-B获取该两个UE上报的 不空分条件下的下行信道的速率，再分别计算每个UE由于空间互干扰所造成的接收信噪 比损失，然后根据所述接收信噪比损失估算出每个UE的速率损失，将该两个UE在不空分条 件下的下行信道的速率相加，再减去该两个UE的速率损失，即得到该两个UE采用空分后的 吞吐量之和。
7.一种提高高速下行分组接入业务吞吐量的装置，用于多通道时分同步码分多址系 统的节点B中，其特征在于，该装置包括信息获取模块、空分判决模块和业务调度模块，其 中所述信息获取模块用于对用户设备UE的上行信道进行测量，获得UE的空间分布信息；所述空分判决模块用于根据UE的空间分布信息，依据空分判决准则进行空分判决，确定一种可以空分的UE组合；所述业务调度模块用于在进行HSPDA调度时，根据空分判决模块的空分判决结果，在 确定可以空分的每一 UE组合的UE之间进行HS-PDSCH资源的空间复用。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于所述信息获取模块是通过对UE上行信道进行周期性的测量获得所述空间分布信息， 所述空间分布信息包括以下信息中的一种或多种所述UE在每个通道上信道冲击响应的强度；所述UE的每个通道上信道冲击响应空间特征矩阵；所述UE的赋形权值；所述UE的波束到达角信息。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于所述空分判决模块所依据的空分判决准则为如多个UE中的任意两个UE之间均满足 空分条件，则判决该多个UE之间可以空分，否则判决该多个UE不可以空分，可以空分的该 多个UE构成了一个可以空分的UE组合；所述空分条件为两个UE采用空分后的吞吐量之 和大于不采用空分时该两个UE中任何一个UE的吞吐量；或者，两个UE之间的空间互干扰 小于或小于等于设定的空间互干扰门限；或者，两个UE之间的干扰隔离度大于或大于等于 设定的干扰隔离度门限。
10.如权利要求7或8或9所述的装置，其特征在于所述空分判决模块在根据所述空分判决准则得到的可以空分的UE组合有多种不同的 组合方式时，再计算各种组合方式下采用空分的UE的吞吐量之和，按吞吐量之和最高的一 种组合方式确定所述可以空分的UE组合；或者，所述节点B再计算各种组合方式下空分后 相对不空分时增加的吞吐量，按增加吞吐量最多的一种组合方式确定所述可以空分的UE 组合。
全文摘要
一种TD-SCDMA系统中提高高速下行分组接入业务吞吐量的方法和装置，应用于多通道的时分同步码分多址系统，该方法包括节点B对用户设备UE的上行信道进行测量，获取UE的空间分布信息，根据空间分布信息进行空分判决，确定可以空分的UE组合；所述节点B进行高速下行分组接入调度时，在每一个所述UE组合的UE之间进行高速物理下行共享信道资源的空间复用。相应地，本发明提供的装置用于TD-SCDMA系统的节点B中，该装置包括信息获取模块、空分判决模块和业务调度模块。本发明通过对具有较低互干扰水平的UE复用HS-PDSCH资源，从而提升室外和室内的HSDPA业务吞吐量，甚至成倍乃至数倍增长。
文档编号H04W28/10GK101820646SQ200910118678
公开日2010年9月1日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者丁美玲, 柏燕民, 段玉宏, 江海, 陈林江 申请人:中兴通讯股份有限公司