专利名称：基站、服务模式选择方法及预编码矩阵的反馈方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种基站及应用于此基站的服务模式选择和预编码矩阵的反馈方法。
背景技术：
随着移动通信数据业务的发展，对无线接入系统的要求越来越高。而当今无线通信系统使用的频段有越来越高的趋势，射频信号的衰减加剧，减少了基站的有效覆盖范围， 尤其是在人口密集的地方和终端高速移动的情况下，如何增加系统容量和覆盖，减少终端的切换次数和掉话率，是通信系统一直致力解决的难题。多输入多输出(MIMO)技术(或多天线技术)可以减少无线信号多径传播形成的频率选择性衰落，利用空间分集增益，提高基站的频谱效率和提升系统容量。但现在的MIMO 应用，一个基站的所有天线都在同一地点上，由于基站面积受限，天线间距较小，从而影响了无线通信系统的容量。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基站系统及应用于此基站系统的服务模式选择方法，以至少解决上述由于基站面积受限和天线间距较小而影响无线通信系统容量的问题。根据本发明的一个方面，提供了一种基站，包括多个分布式节点，用于为终端提供无线接入服务；控制器，与多个分布式节点连接，用于从多个分布式节点中选择一个或多个分布式节点作为服务节点，并控制服务节点为终端提供无线接入服务。优选地，所述控制器根据信道信息或用户服务等级为所述终端指定服务节点。优选地，所述服务节点使用正交的资源为所述终端提供无线接入服务，其中，所述资源至少包括以下一种时间、频率、编码和空间。根据本发明的另一方面，提供了一种服务模式选择方法，应用于前文描述的基站， 包括终端获取基站的多个分布式节点的信道信息；终端根据信道信息向基站的控制器发送切换服务模式的请求；控制器根据请求将基站所提供的接入方式切换至对应的服务模式。优选地，终端获取基站的多个分布式节点的信道信息，包括终端测量基站的多个分布式节点的信干噪比。优选地，终端根据信道信息向基站的控制器发送切换服务模式请求，包括终端将测量得到的多个分布式节点的信干噪比中的最大信干噪比与预定阈值相比较；终端根据比较结果向基站的控制器发送对应的切换服务模式请求。优选地，终端根据比较结果向基站的控制器发送对应的切换服务模式请求，包括 当最大信干噪比小于第一阈值时，终端向控制器发送切换至多分布式节点共同向终端发送数据的服务模式请求；当最大信干噪比大于或等于第一阈值并且小于第二阈值时，终端向控制器发送切换至多分布式节点预编码协作的服务模式请求；当最大信干噪比大于或等于第二阈值时，终端向控制器发送切换当前基站的请求。优选地，终端根据比较结果向基站的控制器发送对应的切换服务模式请求之前， 还包括终端将参与共同向终端发送数据的分布式节点的编号或参与预编码协作的分布式节点的编号发送至控制器。根据本发明的又一方面，提供了一种服务模式选择方法，应用于前文描述的基站， 包括终端获取基站的多个分布式节点的信道信息；终端将信道信息发送至基站的控制器；控制器根据信道信息将基站所提供的接入方式切换至对应的服务模式或进行基站切换或对多个分布式节点进行功率控制。优选地，信道信息至少包括以下之一多个分布式节点所发射的信号强度、来自基站外的干扰信号强度。根据本发明的再一方面，提供了一种预编码矩阵的反馈方法，应用于前文描述的基站，包括终端接收基站的服务节点发送的中间导频；终端根据中间导频计算出预编码矩阵或码本索引，并将预编码矩阵或码本索引反馈至基站。优选地，终端接收基站的服务节点发送的中间导频之前，还包括基站的控制器将服务节点的发射天线分组，并给每组天线赋权重；服务节点通过发射天线向终端发送中间导频。优选地，控制器按以下方式进行发射天线分组地理位置、极化方向或相关性。优选地，当所述服务节点为多个时，所述基站的控制器控制相邻的服务节点在不同的时刻发送所述中间导频，并将所述中间导频的时频位置通知所述终端。通过本发明，在基站中采用多个分布式节点，从而增加了基站天线的间距，扩大了基站的覆盖范围，进而达到提高无线通信系统容量的效果。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是根据本发明实施例一的分布式天线基站的结构示意图；图2是一个OFDM系统的资源划分示意图；图3是根据本发明实施例二的分布式天线基站结构示意图；图4是根据本发明实施例三的终端选择服务模式的流程图；图5是根据本发明实施例六的导频发射和预编码矩阵反馈流程图；图6是根据本发明实施例六的均勻线性放置的天线阵列示意图；图7是根据本发明实施例六的双极化天线阵列示意图。
具体实施例方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例一图1是根据本发明实施例一的分布式天线基站的结构示意图，如图1所示，该基站包括多个分布式节点0210、0211、0220和D230 ；—个控制器C210，一个收发器。其中，每个分布式节点包含至少一个发送天线，并且所有分布式节点直接或者间接与控制器C210相连，并且至少有一个分布式节点和控制器不在同一地点；分布式节点向终端(U210、U230)或者另一个分布式节点收发射频信号；控制器选定一个或多个分布式节点通过收发器(与控制器在同一地点)向终端收发数据或者向分布式节点收发数据。在本实施例中，如无说明，分布式节点均只有一个发射天线。终端和分布式节点的接收天线可以多于一个。下面为基站与终端间的数据交互过程。控制器C210通过信道信息(终端反馈或者利用信道互易性得到)或者用户服务等级为用户终端指定服务的分布式节点，图1所示，分布式节点D210通过无线信道L211和终端U210连接，U210测量各个分布式节点的信道质量，向控制器报告。U210移动到另一位置时，L211信道质量恶化，控制器根据收到的反馈信息，通过信令指派节点D211 (配有一个或多个接收天线)为U210服务，但由于现实条件的限制，D211和控制器不能通过有线连接(比如在密集城区中，D211和控制器分别处于街道的两边，U210进入室内)，因此数据由 D210通过无线信道R211发送到D211，再由D211通过无线信道L212到达U210。若在D211服务范围内的数据流量大，提供以下方法的一种或多种的组合为D211 传输数据1)控制器可以指派多个分布式节点为D211传输数据，如图1中的D220，则D210、 D220(发送)和D211(接收，配有多个接收天线)组成一个MIMO传输系统，并且使用相同的资源调度为D211服务；2)若出于干扰或者其他考虑，D210和D220使用正交的资源为D211服务，所谓正交即使用时分、频分、码分、空分复用技术中的一种或几种为D211服务；若D211只有一个接收天线，使用 STBC (Space-Time Block Coding，空时块码)或者 SFBC (Space-Frequency Block Coding，空频块码)。这里说的资源包括时间、频率、编码、空间中的一种或者几种的组合，比如时间和频率的组合，具体到实际的OFDMA(orthogonal frequency-division multiple access，正交频分多址接入)通信系统，就是分配给用户的时隙(或符号)和子载波，如图2所示，每一格代表一个时频资源，可以用二维坐标(子载波，符号)表示，子载波代表频率维度，符号代表时间维度。其中，若将D211替换为一个用户终端，上述方法同样适用。若基站内某些节点内收发的数据较少(称为低负载节点)，并且检测到邻近节点有可用的资源，控制器发送信令使这些节点内的用户切换到邻近节点，低负载节点不再发送数据，以降低系统功耗和干扰。通过本实施例，在基站中采用多个分布式节点，从而增加了基站天线的间距，扩大了基站的覆盖范围，进而达到提高无线通信系统容量的效果。实施例二图3是根据本发明实施例二的分布式天线基站结构示意图，如图3所示，该分布式基站包括多个分布式节点(D210、D220、D230)、控制器C210，收发器。通过分布式节点为终端(U210、U220、U230)提供无线接入服务。其中，本实施例与实施一的区别在于，本实施例的基站只有一级分布式节点，即所有分布式节点均与控制器直接连接。本实施例基站与终端间的数据交互过程与实施例一相同，在此不作详细描述。下面以实施例三和实施例四来详细说明在实施例二中的基站架构中，终端与基站协作进行服务模式的切换或基站的切换。实施例三图4是根据本发明实施例三的终端选择服务模式的流程图；本实施例使用实施例二中的基站系统，其中，每个分布式节点配置多个发射天线，并且只有一级分布式节点。本实施例主要涉及分布式天线系统中用户在同一个基站内不同节点间的切换。其中，在本实施例中，为相同用户收发数据的多个分布式节点的集合，称为一个协作簇，一个基站内可以存在多个协作簇。下述方法中所有的测量值可以是统计值也可以是即时测量值，具体由终端确定。本实施例中的节点服务模式包括终端由多个分布式节点服务，终端由一个节点服务。服务模式的切换不涉及控制器(或基站)的切换，即终端仍使用原来的基站控制器。本实施例详细描述了终端测量各分布式节点的信道信息，进行计算后发起节点服务模式切换或者控制器切换请求的过程，如图4所示，包括以下步骤步骤S402，计算各个节点的SINR。设在某时刻tl，U210由节点D210提供接入服务。终端U210的信干噪比值为SINR ； U210接收到D210发射的信号(功率)强度为RSSI ；在时刻t2测得基站外的干扰为INTl ； 在时刻t3测得基站内除N个信号强度最大的节点外的其余节点的信号强度为INTO，其中N 由C210广播给基站内的终端，或可由终端以下方式获得 N=|{i I RSSI (i) -RSSIth > RSSIhyI其中，RSSIth, RSSIhy由C210广播给基站内的终端，上式即求接收信号强度大于阈值的节点个数，N也可以由终端用其他方法确定；tl、t2、t3之间没有必然联系；U210同时测量基站内邻近节点的信号强度，并按由大到小排列得到RSSI (i)，终端在邻近节点下的信干噪比在某时刻为
权利要求
1.一种基站，其特征在于，包括多个分布式节点，用于为终端提供无线接入服务；控制器，与所述多个分布式节点连接，用于从所述多个分布式节点中选择一个或多个分布式节点作为服务节点，并控制所述服务节点为所述终端提供无线接入服务。
2.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述控制器根据信道信息或用户服务等级为所述终端指定服务节点。
3.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，所述服务节点使用正交的资源为所述终端提供无线接入服务，其中，所述资源至少包括以下一种时间、频率、编码和空间。
4.一种服务模式选择方法，应用于权利要求1至3任一项所述的基站，其特征在于，包括终端获取所述基站的多个分布式节点的信道信息；终端根据所述信道信息向所述基站的控制器发送切换服务模式的请求；所述控制器根据所述请求将所述基站所提供的接入方式切换至对应的服务模式。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当终端获取的信道信息是所述多个分布式节点的信干噪比时，终端根据所述信道信息向所述基站的控制器发送切换服务模式请求，包括所述终端将测量得到的所述多个分布式节点的信干噪比中的最大信干噪比与预定阈值相比较；所述终端根据所述比较结果向所述基站的控制器发送对应的切换服务模式请求
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述终端根据所述比较结果向所述基站的控制器发送对应的切换服务模式请求，包括当所述最大信干噪比小于第一阈值时，所述终端向所述控制器发送切换至多分布式节点共同向所述终端发送数据的服务模式请求；当所述最大信干噪比大于或等于第一阈值并且小于第二阈值时，所述终端向所述控制器发送切换至多分布式节点预编码协作的服务模式请求；当所述最大信干噪比大于或等于第二阈值时，所述终端向所述控制器发送切换当前基站的请求。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述终端根据所述比较结果向所述基站的控制器发送对应的切换服务模式请求之前，还包括所述终端将参与共同向所述终端发送数据的分布式节点的编号或参与预编码协作的分布式节点的编号发送至所述控制器。
8.一种服务模式选择方法，应用于权利要求1至3任一项所述的基站，其特征在于，包括终端获取所述基站的多个分布式节点的信道信息； 所述终端将所述信道信息发送至所述基站的控制器；所述控制器根据所述信道信息将所述基站所提供的接入方式切换至对应的服务模式或进行基站切换或对所述多个分布式节点进行功率控制。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述信道信息至少包括以下之一所述多个分布式节点所发射的信号强度、来自所述基站外的干扰信号强度。
10.一种预编码矩阵的反馈方法，应用于权利要求1至3任一项所述的基站，其特征在于，包括终端接收所述基站的服务节点发送的中间导频；所述终端根据所述中间导频计算出预编码矩阵或码本索引，并将所述预编码矩阵或码本索引反馈至所述基站。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，终端接收所述基站的服务节点发送的中间导频之前还包括所述基站的控制器将所述服务节点的发射天线分组，并给每组天线赋权重；所述服务节点通过所述发射天线向所述终端发送所述中间导频。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述控制器按以下方式进行所述发射天线分组地理位置、极化方向或相关性。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当所述服务节点为多个时，所述基站的控制器控制相邻的服务节点在不同的时刻发送所述中间导频，并将所述中间导频的时频位置通知所述终端。
全文摘要
本发明提供了一种基站、服务模式选择方法及预编码矩阵的反馈方法，该基站包括多个分布式节点，用于为终端提供无线接入服务；控制器，与多个分布式节点连接，用于从多个分布式节点中选择一个或多个分布式节点作为服务节点，并控制服务节点为终端提供无线接入服务。通过本发明，在基站中采用多个分布式节点，从而增加了基站天线的间距，扩大了基站的覆盖范围，进而达到提高无线通信系统容量的效果。
文档编号H04B7/04GK102394675SQ20111017878
公开日2012年3月28日 申请日期2011年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者朱登魁, 李子荣, 焦晓晓, 鲁照华 申请人:中兴通讯股份有限公司