专利名称：一种频率资源共享的方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种频率资源共享的方法、装置及系统。
背景技术：
随着通信技术的飞速发展，越来越多的无线应用被开发出来，以丰富人们的生活和沟通，但维持无线通信的可用频谱资源是有限的，随着无线应用的增多，无线频谱资源日益紧缺。因此，提高无线频谱利用率，提高网络容量成为目前无线通信所面临的主要挑战。 家庭基站、微微小区(Picocell)等覆盖范围远小于宏蜂窝的基站由于可以降低通信距离， 提高信号质量，提高系统容量，越来越多地在网络中部署。为了有效利用频谱，家庭基站一般和其所在宏蜂窝使用相同的频率，如何降低家庭基站和宏蜂窝之间的干扰是部署和使用家庭基站过程中亟需解决的问题。目前，家庭基站和宏蜂窝之间的干扰控制和规避方法主要有1、资源正交，如频率正交将频段划分为不同的子信道，家庭基站和宏蜂窝分别采用不同的不同子信道。或者时间正交家庭基站和宏蜂窝分时共享同一个频段。2、功率控制降低家庭基站的发射功率，以避免对宏基站的干扰。3、上述两种方案的合并，如在部分子信道频率正交的方式避免干扰，同时有部分子信道采用功率控制的方式降低干扰，如软频率复用。在实现上述频率资源共享的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题 现有技术的资源正交可以有效避免家庭基站与宏蜂窝的干扰，但资源利用率不高。采用功率控制的方法会降低家庭基站的发射功率，系统容量很低。采用合并方案，虽然具有一定的灵活性，资源利用相对单独使用一种方式要高，但存在没有充分利用空间上的隔离进行复用。因此，这些现有技术都使得家庭基站与宏蜂窝的频率共享效率不高。
发明内容
本发明的实施例提供一种频率资源共享的方法、装置及系统，能够提高设备间的频率共享效率。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案一方面，提供一种频率资源共享的方法，包括第二基站接收第一基站用户发射的第一基站用户信号；根据所述第一基站用户信号确定所述第二基站空域上是否存在对所述第一基站用户无干扰的零空间；若根据所述第一基站用户信号确定所述第二基站空域上存在对所述第一基站用户无干扰的零空间，则选择所述零空间作为第二基站的信号发射子空间，并以小于等于第二基站最大发射功率的任意发射功率发射第二基站信号；若根据所述第一基站用户信号确定所述第二基站空域上不存在所述零空间，则在对第一基站用户干扰限制的前提下的，选择使得第二基站吞吐量最大的信道子空间和发射功率，并在所选信道子空间，以所选发射功率发射第二基站信号。一方面，提供一种基站，包括获取单元，用于第二基站在第一基站的上行时隙接收第一基站用户发射的第一基站用户信号；判断单元，用于根据所述第一基站用户信号确定所述第二基站空域上是否存在对所述第一基站用户无干扰的零空间；第一信道选择发送单元，用于若确定所述第二基站空域上存在对所述第一基站用户无干扰的零空间，则选择所述零空间作为第二基站的信号发射子空间，并以小于等于第二基站最大发射功率的任意发射功率发射第二基站信号；第二信道选择发送单元，用于若确定所述第二基站空域上不存在所述零空间，则在对第一基站用户干扰限制的前提下的，选择使第二基站吞吐量最大的信道子空间和发射功率，并在所选信道子空间，以所选发射功率发射第二基站信号。一方面，提供一种通信系统，包括第一基站、第一基站用户，以及第二基站、第二基站用户，所述第一基站用户，用于发射第一基站用户信号；所述第二基站，用于在所述第一基站上行时隙接收第一基站用户发射的第一基站用户信号；若根据所述第一基站用户信号确定所述第二基站空域上存在对所述第一基站用户无干扰的零空间，则选择所述零空间作为信号发射子空间，并以小于等于第二基站最大发射功率的任意发射功率发射第二基站信号；若根据所述第一基站用户信号确定所述第二基站空域上不存在所述零空间，则在对第一基站用户干扰限制的前提下的，选择使得第二基站吞吐量最大的信道子空间和发射功率，并在所选信道子空间，以所选发射功率发射第二基站信号。本发明实施例提供的频率资源共享的方法、装置及系统，第二基站在上行时隙接收第一基站用户发射的第一基站用户信号，根据接收到的第一基站用户信息确定第二基站信道信息，并根据第二基站信道信息选择第二基站空域上的零空间或对第一基站用户干扰限制下的信道子空间和发射功率。这样一来，相比现有技术中第二基站使用感知的第一基站不用的时频资源块而言，第二基站可以和第一基站使用相同的时频资源块在空域上避免干扰，使得第二基站可以完全使用第一基站的全部资源，可用资源增多，设备间的频率共享效率提高。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的频率资源共享方法的流程示意图；图2为本发明另一实施例提供的频率资源共享方法的流程示意图；图3为本发明实施例提供的第一基站感知模型的结构示意图；图4为本发明实施例提供的基站的结构示意图5为本发明另一实施例提供的基站的结构示意图；图6为本发明实施例提供的通信系统的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供的频率资源共享的方法，如图1所示，包括S101、第二基站在第一基站的上行时隙接收第一基站用户发射的第一基站用户信号。S102、根据第一基站用户信号确定第二基站空域上是否存在对第一基站用户无干扰的零空间。具体的，首先对第二基站接收的第一基站用户信号进行协方差计算，得到协方差
计算结果。然后，对所述协方差计算结果进行奇异值分解，得到分解结果。最后利用最大似然估计对所述分解结果进行处理，得到第二基站信道上各个子空间的信息，并根据信道上各个子空间的信息确定第二基站是否存在零空间。S103、若第二基站根据第一基站用户信号确定第二基站空域上存在对第一基站用户无干扰的零空间，则选择零空间作为第二基站的信号发射子空间，并以小于等于第二基站最大发射功率的任意发射功率发射第二基站信号。S104、若根据第一基站用户信号确定第二基站空域上不存在零空间，则在对第一基站用户干扰限制的前提下，选择使得第二基站吞吐量最大的信道子空间和发射功率，并在所选信道子空间，以所选发射功率发射第二基站信号。具体的，若确定不存在零空间，则首先根据第二基站信道上各个子空间的信息确定不同大小的子空间的标准正交基，并且计算不同大小信道子空间下的发射功率。其次，根据不同大小信道子空间下的发射功率，计算子空间下以该发射功率可以获得的吞吐量。最后，在所有子空间中，选择吞吐量最大的信道子空间和其对应的发射功率，并在所选信道子空间，以所选发射功率发射第二基站信号。本发明实施例提供的频率资源共享的方法，第二基站在上行时隙接收第一基站用户发射的第一基站用户信号，根据接收到的第一基站用户信息确定第二基站信道信息，并根据第二基站信道信息选择第二基站空域上的零空间或对第一基站用户干扰限制下的信道子空间和发射功率。这样一来，相比现有技术中第二基站使用感知的第一基站不用的时频资源块而言，第二基站可以和第一基站使用相同的时频资源块在空域上避免干扰，使得第二基站可以完全使用第一基站的全部资源，可用资源增多，设备间的频率共享效率提高。本发明另一实施例提供的频率资源共享方法，以第一基站为宏蜂窝基站，第二基站为家庭基站为例进行说明，如图2所示，包括S201、家庭基站在宏蜂窝系统的上行时隙接收其周围的宏蜂窝基站用户向宏蜂窝基站发射的信号y。该信号的形式为
权利要求
1.一种频率资源共享的方法，其特征在于，包括第二基站接收第一基站用户发射的第一基站用户信号；根据所述第一基站用户信号确定所述第二基站空域上是否存在对所述第一基站用户无干扰的零空间；若确定所述第二基站空域上存在对所述第一基站用户无干扰的零空间，则选择所述零空间作为第二基站的信号发射子空间，并以小于等于第二基站最大发射功率的任意发射功率发射第二基站信号；若确定所述第二基站空域上不存在所述零空间，则在对第一基站用户干扰限制的前提下的，选择使第二基站吞吐量最大的信道子空间和发射功率，并在所选信道子空间，以所选发射功率发射第二基站信号。
2.根据权利要求1所述的频率资源共享的方法，其特征在于，根据所述第一基站用户信号确定所述第二基站空域上是否存在对所述第一基站用户无干扰的零空间包括对所述第二基站接收的第一基站用户信号进行协方差计算，得到协方差计算结果；对所述协方差计算结果进行奇异值分解，得到分解结果；利用最大似然估计对所述分解结果进行处理，得到第二基站信道上各个子空间的信息，根据所述信道上各个子空间的信息确定第二基站是否存在零空间。
3.根据权利要求2所述的频率资源共享的方法，其特征在于，根据所述信道上各个子空间的信息确定第二基站是否存在零空间包括若第一基站用户到第二基站信道各子空间中至少一个子空间的信道增益为零，则存在零空间；否则不存在零空间。
4.根据权利要求1或2所述的频率资源共享的方法，其特征在于，若确定所述第二基站空域上不存在所述零空间，则在对第一基站用户干扰限制的前提下的，选择使第二基站吞吐量最大的信道子空间和发射功率，并在所选信道子空间，以所选发射功率发射第二基站信号包括若确定不存在零空间，则根据第二基站信道上各个子空间的信息确定不同大小的子空间的标准正交基，计算所述不同大小信道子空间下的发射功率；根据所述不同大小信道子空间下的发射功率，计算所述子空间下以所述发射功率可以获得的吞吐量；在所有子空间中，选择吞吐量最大的信道子空间和其对应的发射功率，并在所选信道子空间，以所选发射功率发射第二基站信号。
5.根据权利要求2所述的频率资源共享方法，其特征在于，对所述第二基站接收的第一基站用户信号进行协方差计算，得到协方差计算结果包括对所述第二基站接收的第一基站用户信号y进行协方差计算，Q y = -^tT w “得到协方差计算结果％ ；其中，Nl为第二基站接收第一基站用户信号的采样点数；y为第二基站接收的第一基站用户信号。
6.根据权利要求5所述的频率资源共享方法，其特征在于，对所述协方差计算结果进行奇异值分解，得到分解结果包括对所述协方差计算结果％进行公式[？; STyH] =的奇异值分解，得到分解结果S，其中 S = DiagU1,入2，···，XAt)，[e04x4, λη，η= 1，2，· · ·，At 按降序排列。
7.根据权利要求6所述的频率资源共享方法，其特征在于，利用最大似然估计对所述分解结果进行处理，得到第二基站信道上各个子空间的信息，根据所述信道上各个子空间的信息确定第二基站是否存在零空间包括利用最大似然估计对所述分解结果S进行公式 SiMgKA-σ2)+)处理，得到子空间的信息；其中S中的各个元素大小表示第一基站用户到第二基站信道各子空间的信道增益，σ 2为噪声功率，At是第二基站上的天线数。
8.根据权利要求7所述的频率资源共享方法，其特征在于，根据所述信道子空间的信息确定第二基站是否存在零空间包括若y中的元素存在Ai,所对应的)+=0则确定&对应的子空间为零空间。
9.一种基站，其特征在于，包括获取单元，用于第二基站在第一基站的上行时隙接收第一基站用户发射的第一基站用户信号；判断单元，用于根据所述第一基站用户信号确定所述第二基站空域上是否存在对所述第一基站用户无干扰的零空间；第一信道选择发送单元，用于若确定所述第二基站空域上存在对所述第一基站用户无干扰的零空间，则选择所述零空间作为第二基站的信号发射子空间，并以小于等于第二基站最大发射功率的任意发射功率发射第二基站信号；第二信道选择发送单元，用于若确定所述第二基站空域上不存在所述零空间，则在对第一基站用户干扰限制的前提下的，选择使第二基站吞吐量最大的信道子空间和发射功率，并在所选信道子空间，以所选发射功率发射第二基站信号。
10.根据权利要求9所述的基站，其特征在于，所述判断单元包括协方差计算模块，用于对所述第二基站接收的第一基站用户信号进行协方差计算，得到协方差计算结果；奇异值分解模块，用于对所述协方差计算结果进行奇异值分解，得到分解结果； 最大似然估计模块，用于利用最大似然估计对所述分解结果进行处理，得到第二基站信道上各个子空间的信息，根据所述信道上各个子空间的信息确定第二基站是否存在零空间。
11.根据权利要求10所述的基站，其特征在于，所述最大似然估计模块还用于根据所述信道上各个子空间的信息确定第一基站用户到第二基站信道各子空间中至少一个子空间的信道增益为零，则存在零空间；否则不存在零空间。
12.根据权利要求9或10所述的基站，其特征在于，第二信道选择发送单元包括功率计算模块，用于根据各个信道子空间的信息确定不同大小的信道子空间的标准正交基，计算所述不同大小信道子空间下的发射功率；吞吐量计算模块，用于根据所述不同大小信道子空间下的发射功率，计算所述子空间下以所述发射功率可以获得的吞吐量；选择发送模块，用于在所有子空间中，选择吞吐量最大的信道子空间和其对应的发射功率，并在所选信道子空间，以所选发射功率发射第二基站信号。
13.—种通信系统，包括第一基站、第一基站用户，以及第二基站、第二基站用户，其特征在于，所述第一基站用户，用于发射第一基站用户信号；所述第二基站，用于在第一基站的上行时隙接收第一基站用户发射的第一基站用户信号；若根据所述第一基站用户信号确定所述第二基站空域上存在对所述第一基站用户无干扰的零空间，则选择所述零空间作为第二基站的信号发射子空间，并以小于等于第二基站最大发射功率的任意发射功率发射第二基站信号；若根据所述第一基站用户信号确定所述第二基站空域上不存在所述零空间，则在对第一基站用户干扰限制的前提下，选择使得第二基站吞吐量最大的信道子空间和发射功率，并在所选信道子空间，以所选发射功率发射第二基站信号。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述第一基站包括宏蜂窝基站，所述第二基站包括家庭基站。
全文摘要
本发明实施例提供一种频率资源共享的方法，装置及系统，涉及通信领域，用以提高设备间的频率共享效率。第二基站接收第一基站用户发射的第一基站用户信号；根据所述第一基站用户信号确定所述第二基站空域上是否存在对所述第一基站用户无干扰的零空间；若确定所述第二基站空域上存在对所述第一基站用户无干扰的零空间，则选择所述零空间作为第二基站的信号发射子空间，并以小于等于第二基站最大发射功率的任意发射功率发射第二基站信号；若确定所述第二基站空域上不存在所述零空间，则在对第一基站用户干扰限制的前提下的，选择使第二基站吞吐量最大的信道子空间和发射功率，并在所选信道子空间，以所选发射功率发射第二基站信号。
文档编号H04W72/08GK102404750SQ201110378829
公开日2012年4月4日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者冯春燕, 冯淑兰, 王圣森, 郭彩丽, 雷娜 申请人:华为技术有限公司