专利名称：CoMP小区簇构建方法
技术领域：
本发明涉及无线网络通信技术领域，特别涉及一种CoMP小区簇构建方法。
背景技术：
近年来，随着移动通信技术的快速发展，各种各样的新业务层出不穷，与此同时， 用户对移动通信系统的性能要求也随之提高。目前ITU-R提出的MT-Advanced系统的目 标之一是提高小区边缘用户的性能。在单小区场景下，边缘用户由于距离基站比较远，路径 损耗比较严重，理论上此时可以采用提高基站发射功率的方法来满足边缘用户的有效信干 噪比要求，从而提高边缘用户的通话质量。但在现实的场景中，往往是多个小区并存，小区 边缘的用户不但受到自身路径损耗的影响，更重要的是，还会受到其相邻小区的严重干扰。 在这种情况下，单单提高发射功率并不能有效提高用户的信噪比，而是应该最小化相邻小 区对其造成的干扰。 最小化相邻小区对边缘用户干扰的方法被称为干扰抑制方法，现有的干扰抑制方 法主要有干扰随机化、干扰消除及干扰协调技术。小区间干扰随机化的目标在于随机化干 扰信号，小区间干扰消除的目标是在用户端抑制干扰，通过信号处理技术获得性能上的增 益，而小区间干扰协调则是通过在多个小区间实现下行资源管理，通过资源的协调分配实 现小区间干扰最小的目标。由于干扰随机化本身并不能降低干扰，而小区间干扰消除也只 能消除主要的干扰，因此这两种方法在现有的LTE系统中采用的不是很多。在现有的LTE 系统中主要采用干扰协调的方法，主要包括部分频率重用(FFR)和软频率重用(SFR)。在 实际场景中，小区由于受到建筑物、河流等的影响，导致小区的形状并不是规则的六边形小 区，在这种情况下，FFR和SFR的频率有效划分存在很大难度。而且小区协调方法本身也存 在无线资源空闲的问题。 针对上述干扰抑制方法所存在的问题，在IMT-Advanced系统中引入了协同多点 传输(CoMP)技术。这种技术的原理是多个基站采用分布式网络MMO的方式协同地对边缘 用户提供服务，从而有效地提高边缘用户的有效信干噪比。采用这种技术的前提是先构建 合适的CoMP小区簇。 构建CoMP小区簇是指从相邻的多个基站中选择若干个基站形成一个簇。现有的 CoMP簇构建方法主要有两类，一类是以固定方式形成CoMP簇方法，另一类是以用户为中心 形成CoMP簇的方法。以固定方式形成CoMP簇方法的特点是选择固定数目的小区形成簇， 这种方法比较简单，簇中的边缘用户采用簇大小完全一样，但这种方法系统的性能提升很 有限。以用户为中心形成CoMP簇的方法能够根据用户的需求形成任意大小的簇，这种方法 的优点是性能增益比较大，但会出现全网调度的问题，导致实现复杂度过高。
此外，现有的CoMP构建方法中，非CoMP和CoMP的资源划分往往采用固定的方式。 采用固定的方式虽然比较简单，但如果资源比例划分不合理的话，比如CoMP资源多，但边 缘用户少，这将会导致非CoMP用户接入受限，最终导致系统容量的下降。使得采用CoMP带 来的收益小于系统付出的代价。最后，现有的CoMP方式没有考虑到相邻小区的负载，只是简单的基于用户的信干噪比(SINR)值作为构建CoMP簇的依据，这种情况下如果相邻小区 本身的负载已很高，再参与CoMP方式势会造成其性能下降，进而影响到系统整体的性能提升。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术在实现CoMP构建时，资源比例划分不合理，影
响通信系统整体性能的缺陷，从而提供一种资源分配合理的小区簇构建方法。 为了实现上述目的，本发明提供了一种CoMP小区簇构建方法，包括 步骤1)、从无线通信网络中选择待进行CoMP小区簇构建的区域，并在该区域内初
步确定需要做CoMP操作的移动用户； 步骤2)、在初步确定需要做CoMP操作的移动用户中，依次找出采用了相同通信资 源的相同用户、采用了部分相同的通信资源的相似用户以及采用了完全不同的通信资源的 不相同用户； 步骤3)、按照优先级从高到低的顺序依次为相同用户、相似用户以及不相同用户 构建CoMP小区簇。 上述技术方案中，在所述的步骤1)中，所述的初步确定需要做CoMP操作的移动用 户包括 步骤1-1)、为所述区域内的移动用户设置一个用于衡量通话质量的阈值，并计算 所述区域内所有移动用户的通话质量值； 步骤l-2)、将所述区域内所有移动用户的通话质量值与所述阈值进行比较，根据 比较结果初步确定需要做CoMP操作的移动用户； 上述技术方案中，在所述的步骤1-1)中，所述的用于衡量通话质量的阈值为SINR 阈值，移动用户的通话质量值为SINR值。 上述技术方案中，为所述区域内的移动用户设置SINR阈值包括根据所述区域内 不同小区的情况设置不同大小的SINR阈值。 上述技术方案中，所述的步骤1-2)包括将移动用户的SINR值与所在小区的 SINR阈值进行比较，若移动用户的SINR值小于所在小区的SINR阈值，则该移动用户初步确 定为需要做CoMP操作的移动用户。 上述技术方案中，为所述区域内的移动用户设置SINR阈值包括根据时段的不同 设置不同大小的SINR阈值。 上述技术方案中，所述的步骤1-2)包括将移动用户的SINR值与当前时刻的 SINR阈值进行比较，若移动用户的SINR值小于当前时刻的SINR阈值，则该移动用户初步确 定为需要做CoMP操作的移动用户。 上述技术方案中，在所述的步骤l-l)中，计算所述区域内所有移动用户的SINR值 采用以下公式
S扁,=^~~^~~, Vj e {1,2,…,丄} 其中，SINRj表示在小区j内的某一个用户的SINR值，Pt表示第i个基站的发射功率，L是选定区域内基站的数目，N。表示噪声功率谱密度，h表示移动用户和基站i链路 间的信道增益。 上述技术方案中，所述的步骤2)包括 步骤2-1)、判断是否存在所述的初步确定需要做CoMP操作的移动用户，如果不存 在，则在所述区域内将所有通信资源都分配给非CoMP操作用户，然后结束操作，否则，执行 下一步； 步骤2-2)、判断用于存放所述的初步确定需要做CoMP操作的移动用户的集合是 否为空，若为空，执行步骤3)，否则，执行下一步； 步骤2-3)、从所述的初步确定需要做CoMP操作的移动用户中选择一个用户，然后
在剩余用户中查找是否存在与该用户采用了相同的通信资源的用户，若能找到，则将所选
择的用户与相同用户取出，然后重新执行步骤2-2)，否则执行下一步； 步骤2-4)、在剩余用户中查找是否存在与所选择用户采用了部分相同的通信资源
的用户，若能找到，则将所选择的用户与相似用户取出，然后重新执行步骤2-2)，否则执行
下一步； 步骤2-5)、将所选择用户取出后存放到表示不相同用户的集合中，然后重新执行 步骤2-2)。 上述技术方案中，在所述的步骤3)中，为相同用户构建CoMP小区簇包括将采用 相同通信资源的相同用户划分到同一个CoMP小区簇。 上述技术方案中，在所述的步骤3)中，为相似用户构建CoMP小区簇包括 步骤3-1-1)、判断是否已经处理了所有的相似用户，若是，结束对相似用户构建
CoMP小区簇的操作，否则，执行下一步； 步骤3-1-2)、选择一个用户，查看相似用户的集合中与所选择用户采用部分相同 的通信资源的其它用户所在小区的负载情况，若其它用户所在小区的负载都较低，执行下 一步，若其它用户所在小区的负载都较高，则执行步骤3-1-4)，若部分其它用户所在小区的 负载较低，则执行步骤3-1-5); 步骤3-1-3)、为所选择用户与使用相似资源的用户构建CoMP小区簇；
步骤3-1-4)、不构建CoMP小区簇； 步骤3-1-5)、为所选择用户与负载低的小区中的用户构建CoMP小区簇。
上述技术方案中，在所述的步骤3)中，为不相同用户构建CoMP小区簇包括
步骤3-2-1)、判断是否已经处理了所有的不相同用户，若是，结束对不相同用户构 建CoMP小区簇的操作，否则，执行下一步； 步骤3-2-2)、选择一个用户，考察该用户所在小区的基站及其相邻小区基站的负 载情况，若能找到负载较低的小区基站，则构建相应的CoMP小区簇，然后结束操作；否则， 不构建CoMP小区簇。
本发明的优点在于 1、通过本发明的CoMP小区簇构建方法所做的CoMP操作既提高了边缘用户的性 能，同时也兼顾了系统整体的性能。 2、本发明定义了用户的相似度，并分配给不同相似程度的用户不同的优先级，使 得系统优先满足最容易满足的用户，尽可能大的提高系统的业务提供能力。
图1为本发明的CoMP小区簇构建方法的整体流程图； 图2为需要做CoMP操作的移动用户构建CoMP小区簇的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行说明。 在一个无线通信网络中，包括有多个基站，各个基站有各自的服务范围，所述的服 务范围也被称为小区。 一般来说，相邻基站的小区间存在交叉区域，当移动用户位于这些交 叉区域内或交叉区域附近时，容易受到两个以上基站所发出的无线信号的影响。本发明要 在基站做CoMP操作之前，为无线通信网络中的用户构建CoMP小区簇。 众所周知，一个完整的无线通信网络包括有许多个基站，参考图l，本发明首先选 择其中相邻的L个小区，形成待进行CoMP小区簇构建的区域。其中的L的大小可以根据实 际的需求灵活进行配置。虽然在本发明中将仅就所选择的L个小区如何构建CoMP小区簇 加以说明，但本领域技术人员应当了解，对于无线通信网络中的其他基站，同样可以采用本 发明的方法来构建CoMP小区簇。 在选定L个小区后，为这些小区内的移动用户设置SINR阈值，在后续操作中可利 用该值对这些小区内的移动用户是否要做CoMP操作进行初步判断。SINR值是用来衡量移 动用户通话质量的一个值，它的值越高，移动用户的通话质量就越好。对于移动用户而言， SINR阈值的设定应依据小区半径的大小、各小区地理环境情况、区域内的业务量大小等情 况。例如，如果所选区域内属于城市微小区，由于小区半径通常比较小而且建筑物造成的阴 影衰落比较严重，所以移动用户的SINR值普遍较低，此时为了区分那些通话质量特别差的 移动用户，就可以把SINR阈值相对设的低一些。同样，如果区域内的业务量比较大，也可以 把SINR值设的比较低一些。在设置SINR阈值时，该阈值的大小并不要求在所有的L个小区 内都是一样的，可以针对区域内不同小区的情况分别设定不同的SINR阈值。也还可以根据 业务不同的繁忙时段对SINR阈值进行调整，例如在业务繁忙时段，SINR阈值可以设置低一 些，在业务比较空闲的时段，SINR值可以设的高一些。采用这样灵活设置阈值的方法，可以 在保证通信质量的同时减少CoMP操作发生的概率，减少基站由于CoMP操作所发生的隐性 开销。另外，在本实施例中虽然采用SINR值来衡量移动用户通话质量，但本领域技术人员 应当了解，在其它实施例中，也可采用现有技术中其它用于衡量移动用户通信质量的指标。
除了要为L个小区内的移动用户设置SINR阈值外，还要计算L个小区内所有移动 用户的实际SINR值。在为移动用户计算SINR值时，移动用户从其所在服务基站所接收到 的信号才会被认为是有用信号，而从相邻基站所接收到的信号都被认为是干扰信号，因此， 在小区j内的某一个用户的SINR值可以被定义为
<formula>formula see original document page 7</formula> 其中，Pi表示第i个基站的发射功率，L是选定区域内基站的数目，N。表示噪声功 率谱密度，h表示移动用户和基站i链路间的信道增益。
需要说明的是，本步骤中为移动用户计算实际SINR值与前一步骤中为移动用户 设置SINR阈值之间并不存在必然的前后顺序。在其他实施例中，既可以先计算移动用户的 实际SINR值，后设置SINR阈值，也可以将上述两个操作一同进行。 在为L个小区内的移动用户设置SINR阈值并计算得到所有移动用户的实际SINR 值以后，将所有移动用户的实际SINR值与所述的SINR阈值进行比较，根据比较结果初步判 断各个移动用户是否要做CoMP操作。对于不低于给定阈值的移动用户，则不需要进行CoMP 操作，但若移动用户实际的SINR值低于给定的SINR阈值，则把该用户放入待CoMP的集合 R中。 在前面的说明中已经提到，所设置的SINR阈值可以有多种可能，因此，如果在L个 小区内有多个SINR阈值的话，需要根据情况将移动用户的实际SINR值与对应的SINR阈值 进行比较。例如，如果每个小区各自设定一个SINR阈值，则各小区内的移动用户的SINR值 只需和本小区对应的阈值进行比较。又例如，如果业务繁忙时段和业务空闲时段有不同的 SINR阈值，则将各个移动用户的实际SINR值与当前时刻的SINR阈值加以比较。
经过前述的初步判断以后，得到了用于保存待CoMP操作的用户的集合R。对待 CoMP集合R中的每个用户，将根据其相邻小区的负载情况，并按照相似度的定义对每个用 户分别构建CoMP小区簇。下面参考图2，对集合R中各个用户的处理情况加以说明。
首先，判断集合R是否为空，若集合R为空集，那么所选定的L个小区内没有边缘 用户，区域内所有小区均可以以资源复用因子为l进行资源分配(也就是说可以将所有的 无线资源分配给非CoMP操作用户)，也无需基站间通过X2接口进行信息交换。对于这类情 况，没有构建CoMP小区簇的必要，结束本发明的相关操作。如果集合R不是空集，则可以继 续执行以下操作。 然后，选择集合R中的第一个用户，依次遍历集合R中剩余的其它用户。如果集 合R中的其它用户采用了与当前用户相同的资源，则这些用户被称为相同用户；如果集合R 中的其它用户采用了与当前用户部分相同的资源，则这些用户被称为相似用户；如果集合 R中的其它用户采用了与当前用户完全不同的资源，则这些用户被称为不相同用户。例如， 如果有用户a、b、c、d、e、f，其中，用户a使用的资源包括{RB1， RB2}，用户b使用的资源包 括(RBl，RB2h用户c使用的资源包括(RB3，RB4h用户d使用的资源包括(RB4，RB5h用户 e使用的资源包括(RB6h用户f使用的资源包括(RB7h那么用户a和b是相同用户，用户 c和d是相似用户，用户e和f是不相同用户。分别用集合A、B、C存在前述的相同用户、相 似用户和不相同用户。在遍历集合R中的其它用户时，如果找到相同用户，则将第一个用户 以及前面找到的相同用户从集合R中取出来放到集合A中；若在集合R中没有找到相同用 户，则再遍历R寻找相似用户，如果能找到相似用户，则将第一个用户以及前面找到的相似 用户从集合R中取出来放到集合B中；如果在集合R中既没有找到相同用户也没有找到相 似用户，就将第一个用户从集合R中取出来放入集合C中，然后继续选择集合R中的下一个 用户，重复上述操作，直到完成对集合R中所有用户的分配。 最后，在将集合R分成三个集合A、B、C以后，就要对集合A、B、C中的用户按照优 先级的高低依次进行处理。首先，对于集合A中的用户，由于采用了相同的资源，因此这部 分用户的操作相对比较简单，可以将集合A中采用相同通信资源的相同用户划分到同一个 CoMP小区簇，从而可以统一地进行CoMP操作。其次，对于集合B中的用户，用户采用的资源
8部分相同，此种情况下，先选定集合B中的一个用户，然后查看B中和其采用部分相同资源
的其它用户对应小区的负载情况，若对应小区的负载都比较低，则将该用户与使用相似资
源的用户构成一个小集合，对每个小集合单独构建CoMP小区簇，在下一个调度周期通过基
站之间的资源协调分配实现对CoMP小区簇中用户的CoMP操作；如果对应小区的负载都已
经很高，则这些小区先暂时不参与CoMP小区簇的构建，不进行CoMP操作；若部分小区的负
载不是很高，则可以和这些负载较低的小区构成CoMP小区集合，负载高的小区不用参与。
最后，对集合C中的用户进行处理。在处理时，取出集合C中的一个用户，然后考察该用户
所在小区的基站以及相邻小区基站的负载情况，若负载较低，则可以构建相应的CoMP小区
簇，否则考察其它小区基站，若周围所有小区基站的负载都较高，则不构建CoMP小区簇。 本发明从系统应用的角度出发，充分结合了 SINR值和相邻小区的负载情况，使得
CoMP的操作更加有效。这种方法既提高了边缘用户的性能，同时也兼顾了系统整体的性能。
此外，本发明中还定义了用户的相似度，并分配给不同相似程度的用户不同的优先级，使得
系统优先满足最容易满足的用户，尽可能大的提高系统的业务提供能力。 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参
照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方
案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明
的权利要求范围当中。
权利要求
一种CoMP小区簇构建方法，包括步骤1)、从无线通信网络中选择待进行CoMP小区簇构建的区域，并在该区域内初步确定需要做CoMP操作的移动用户；步骤2)、在初步确定需要做CoMP操作的移动用户中，依次找出采用了相同通信资源的相同用户、采用了部分相同的通信资源的相似用户以及采用了完全不同的通信资源的不相同用户；步骤3)、按照优先级从高到低的顺序依次为相同用户、相似用户以及不相同用户构建CoMP小区簇。
2. 根据权利要求l所述的CoMP小区簇构建方法，其特征在于，在所述的步骤l)中，所 述的初步确定需要做CoMP操作的移动用户包括步骤1-1)、为所述区域内的移动用户设置一个用于衡量通话质量的阈值，并计算所述 区域内所有移动用户的通话质量值；步骤l-2)、将所述区域内所有移动用户的通话质量值与所述阈值进行比较，根据比较 结果初步确定需要做CoMP操作的移动用户。
3. 根据权利要求2所述的CoMP小区簇构建方法，其特征在于，在所述的步骤l-l)中， 所述的用于衡量通话质量的阈值为SINR阈值，移动用户的通话质量值为SINR值。
4. 根据权利要求3所述的CoMP小区簇构建方法，其特征在于，为所述区域内的移动用 户设置SINR阈值包括根据所述区域内不同小区的情况设置不同大小的SINR阈值。
5. 根据权利要求4所述的CoMP小区簇构建方法，其特征在于，所述的步骤1-2)包括 将移动用户的SINR值与所在小区的SINR阈值进行比较，若移动用户的SINR值小于所在小 区的SINR阈值，则该移动用户初步确定为需要做CoMP操作的移动用户。
6. 根据权利要求3所述的CoMP小区簇构建方法，其特征在于，为所述区域内的移动用 户设置SINR阈值包括根据时段的不同设置不同大小的SINR阈值。
7. 根据权利要求6所述的CoMP小区簇构建方法，其特征在于，所述的步骤1-2)包括 将移动用户的SINR值与当前时刻的SINR阈值进行比较，若移动用户的SINR值小于当前时 刻的SINR阈值，则该移动用户初步确定为需要做CoMP操作的移动用户。
8. 根据权利要求3所述的CoMP小区簇构建方法，其特征在于，在所述的步骤l-l)中， 计算所述区域内所有移动用户的SINR值采用以下公式尸/z<formula>formula see original document page 2</formula>}其中，SINRj表示在小区j内的某一个用户的SINR值，Pi表示第i个基站的发射功率， L是选定区域内基站的数目，N。表示噪声功率谱密度，hi表示移动用户和基站i链路间的信 道增益。
9.根据权利要求1所述的CoMP小区簇构建方法，其特征在于，所述的步骤2)包括 步骤2-1)、判断是否存在所述的初步确定需要做CoMP操作的移动用户，如果不存在， 则在所述区域内将所有通信资源都分配给非CoMP操作用户，然后结束操作，否则，执行下 少；步骤2-2)、判断用于存放所述的初步确定需要做CoMP操作的移动用户的集合是否为空，若为空，执行步骤3)，否则，执行下一步；步骤2-3)、从所述的初步确定需要做CoMP操作的移动用户中选择一个用户，然后在剩 余用户中查找是否存在与该用户采用了相同的通信资源的用户，若能找到，则将所选择的 用户与相同用户取出，然后重新执行步骤2-2)，否则执行下一步；步骤2-4)、在剩余用户中查找是否存在与所选择用户采用了部分相同的通信资源的用户，若能找到，则将所选择的用户与相似用户取出，然后重新执行步骤2-2)，否则执行下一止 少；步骤2-5)、将所选择用户取出后存放到表示不相同用户的集合中，然后重新执行步骤 2-2)。
10. 根据权利要求l所述的CoMP小区簇构建方法，其特征在于，在所述的步骤3)中，为 相同用户构建CoMP小区簇包括将采用相同通信资源的相同用户划分到同一个CoMP小区簇。
11. 根据权利要求l所述的CoMP小区簇构建方法，其特征在于，在所述的步骤3)中，为 相似用户构建CoMP小区簇包括步骤3-1-1)、判断是否已经处理了所有的相似用户，若是，结束对相似用户构建CoMP 小区簇的操作，否则，执行下一步；步骤3-1-2)、选择一个用户，查看相似用户的集合中与所选择用户采用部分相同的通 信资源的其它用户所在小区的负载情况，若其它用户所在小区的负载都较低，执行下一步， 若其它用户所在小区的负载都较高，则执行步骤3-1-4)，若部分其它用户所在小区的负载 较低，则执行步骤3-1-5);步骤3-1-3)、为所选择用户与使用相似资源的用户构建CoMP小区簇；步骤3-1-4)、不构建CoMP小区簇；步骤3-1-5)、为所选择用户与负载低的小区中的用户构建CoMP小区簇。
12. 根据权利要求l所述的CoMP小区簇构建方法，其特征在于，在所述的步骤3)中，为 不相同用户构建CoMP小区簇包括步骤3-2-1)、判断是否已经处理了所有的不相同用户，若是，结束对不相同用户构建 CoMP小区簇的操作，否则，执行下一步；步骤3-2-2)、选择一个用户，考察该用户所在小区的基站及其相邻小区基站的负载情 况，若能找到负载较低的小区基站，则构建相应的CoMP小区簇，然后结束操作；否则，不构 建CoMP小区簇。
全文摘要
本发明提供一种CoMP小区簇构建方法，包括从无线通信网络中选择待进行CoMP小区簇构建的区域，并在该区域内初步确定需要做CoMP操作的移动用户；在初步确定需要做CoMP操作的移动用户中，依次找出采用了相同通信资源的相同用户、采用了部分相同的通信资源的相似用户以及采用了完全不同的通信资源的不相同用户；按照优先级从高到低的顺序依次为相同用户、相似用户以及不相同用户构建CoMP小区簇。通过本发明的CoMP小区簇构建方法所做的CoMP操作既提高了边缘用户的性能，同时也兼顾了系统整体的性能。
文档编号H04W72/04GK101754383SQ20101010501
公开日2010年6月23日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者关娜, 孙刚, 李玉凤, 田霖, 石晶林, 金鑫 申请人:中国科学院计算技术研究所