专利名称：多天线传输方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种多天线传输方法及装置。
背景技术：
随着无线通信技术的快速发展，严重不足的频谱资源逐渐成为制约无线通信发展的主要因素，如何充分利用有限的频谱资源，提高频谱利用率是无线通信的重大难题。通过在发射/接收端配置多个天线构成多发射/接收系统的多输入多输出(Multiple InputMultiple Out，简称为ΜΙΜΟ)技术因其能在不增加带宽的情况下提高传输效率和频谱利用率而获得广泛青睐。然而，传统的MMO技术并不能有效的改善小区边缘速率。传统的单小区MMO技术可以在小区内部良好发挥作用，但在小区边缘，由于同频干扰作用导致信干比非常低，基本不能发挥MIMO作用。为了解决这个问题,协作多点传输(Coordinated Multiple PointTransmission/Reception,简称为 CoMP)技术被提出。目前CoMP的研究主要集中在两种类型:(I)联合传输(Joint Transmission,简称为JT):每个用户设备(User Equipment，简称为UE)的数据都由所有或部分协作点联合发射，以提高接收质量，消除干扰。(2)协作调度(Coordinated Scheduling,简称为CS) /协作波束形成(Coordinated Beamforming,简称为CB):数据仅从服务小区发射,但是UE的调度或波束形成的方式是由所有协作点共同完成的。正如前文所述，CS/CB技术不需要复杂的反馈信息，并且与JT技术相比较，它不需要所有协作点共享用户数据，从而对小区间通信接口的容量或延时要求相对较低，因此，在CoMP技术实施的初始阶段受到各厂商或研究组织的广泛关注。其中，CS/CB的本质在于:在考虑本小区的服务UE以及相应的发射权值时，同时考虑本小区服务UE的调度优先级以及对邻区边缘UE的干扰控制。仿真结果表明，CS/CB是能够提升小区边缘UE瞬时覆盖性能的，但通常也会导致小区非边缘UE瞬时覆盖性能的损失，即CS/CB技术最终是以小区非边缘UE瞬时覆盖性能的损失换取小区边缘UE瞬时覆盖性能的提升。然而，现有的CS/CB方案还存在以一个边缘UE瞬时覆盖性能的损失换取其它边缘UE瞬时覆盖性能的提升的现象，这对至少一个边缘UE瞬时覆盖性能的提升是没有帮助的。针对相关技术中存在以一个边缘UE瞬时覆盖性能的损失换取其它边缘UE瞬时覆盖性能的提升的现象较严重的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中存在以一个边缘UE瞬时覆盖性能的损失换取其它边缘UE瞬时覆盖性能的提升的现象较严重的问题，本发明提供了一种多天线传输方法及装置，以至少解决上述问题。根据本发明的一个方面，提供了一种多天线传输方法，该方法包括:获取当前小区的调度UE与预编码矩阵；判断当前小区是否满足以下条件:当前小区的调度UE为非边缘UE，当前小区作为其它小区调度的边缘UE的协作小区；如果是，则重新获取当前小区的调度UE和/或预编码矩阵，并按照重新获取的调度UE和/或预编码矩阵执行多天线传输。优选地，获取当前小区调度UE与预编码矩阵，包括:控制当前小区独立地获取当前小区的调度UE与预编码矩阵。优选地，获取或重新获取当前小区的调度UE，包括:根据比例公平准则获取或重新获取当前小区的调度UE。优选地，根据比例公平准则获取或重新获取当前小区的调度UE，包括:获取当前小区的调度UE分组；其中，对于获取当前小区的调度UE，上述调度UE分组包括:以当前小区为服务小区的边缘UE集合中的唯一一个边缘UE，或以当前小区为服务小区的非边缘UE集合中的至少一个非边缘UE ;而对于重新获取当前小区的调度UE，上述调度UE分组包括:以当前小区为服务小区的非边缘UE集合中的至少一个非边缘UE ;获取上述每个调度UE分组的和PF度量值；选择具有最大和PF度量值的调度UE分组，并将其包含的所有UE作为当前小区的调度UE，其中，上述和PF度量值为调度UE分组中包含的所有UE的PF度量值的和，PF度量值为UE当前瞬时吞吐量与历史平均吞吐量的比值。优选地，获取或重新获取当前小区的预编码矩阵包括:根据奇异值分解准则、迫零准则或信漏噪比准则获取当前小区的预编码矩阵；根据迫零准则或信漏噪比准则重新获取当前小区的预编码矩阵。优选地，根据迫零准则或信漏噪比准则获取当前小区的预编码矩阵，包括:以当前小区与其至少两个调度UE间的至少两个信道系数矩阵作为输入，根据迫零准则或信漏噪比准则获取当前小区的预编码矩阵。优选地，根据迫零准则或信漏噪比准则重新获取当前小区的预编码矩阵，包括:以当前小区与其至少一个调度UE间的至少一个信道系数矩阵以及当前小区与以当前小区作为协作小区的至少一个其它小区调度的边缘UE间的至少一个信道系数矩阵作为输入，根据迫零准则或信漏噪比准则重新获取当前小区的预编码矩阵。优选地，上述边缘UE包括:除服务小区以外，还存在其它协作小区的UE ;上述非边缘UE包括:除服务小区以外，不存在其它协作小区的UE ;其中，服务小区包含于协作小区集
八
口 ο优选地，判断当前小区是否满足上述条件之后，上述方法还包括:如果判断的结果为否，按照获取的当前小区的调度UE与预编码矩阵执行多天线传输。根据本发明的另一方面，还提供了一种多天线传输装置，该装置包括:获取模块，用于获取当前小区的调度UE与预编码矩阵；判断模块，用于判断当前小区是否满足以下条件:当前小区的调度UE为非边缘UE，当前小区作为其它小区调度的边缘UE的协作小区；重新获取模块，用于在判断模块的判断结果为是时，重新获取当前小区的调度UE和/或预编码矩阵，并按照重新获取的调度UE和/或预编码矩阵执行多天线传输。通过本发明，在满足当前小区的调度UE为非边缘UE，且当前小区作为其它小区调度的边缘UE的协作小区的情况下，重新获取当前小区的调度UE和/或预编码矩阵，避免了发生以一个边缘UE瞬时覆盖性能的损失换取其它边缘UE覆盖性能的提升的现象的可能性，进而解决了相关技术中存在以一个边缘UE瞬时覆盖性能的损失换取其它边缘UE瞬时覆盖性能的提升的现象较严重的问题，并且这种方式实现简单且性能较优，最终简化了不必要的操作。
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的多天线传输方法的流程图；图2是根据本发明实施例的多天线传输装置的结构框图；图3是根据本发明实施例一的当前小区初始与实际调度同样一个非边缘UE的网络不意图；图4是根据本发明实施例二的当前小区初始与实际调度同样两个非边缘UE的网络不意图；图5是根据本发明实施例三的当前小区初始调度的一个非边缘UE与实际调度的一个非边缘UE不同的初始网络示意图；图6是根据本发明实施例三的当前小区初始调度的一个非边缘UE与实际调度的一个非边缘UE不同的实际网络示意图；图7是根据本发明实施例四的当前小区初始调度的两个非边缘UE与实际调度的两个非边缘UE不同的初始网络示意图；图8是根据本发明实施例四的当前小区初始调度的两个非边缘UE与实际调度的两个非边缘UE不同的实际网络示意图；图9是根据本发明实施例五的当前小区初始与实际调度为同样一个边缘UE的网络示意图。
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。考虑到相关技术中存在以一个边缘UE瞬时覆盖性能的损失换取其它边缘UE瞬时覆盖性能的提升的现象较严重的问题，本实施例提供了一种多天线传输方法及装置。图1是根据本发明实施例的多天线传输方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤:步骤S102，获取当前小区的调度UE与预编码矩阵；步骤S104，判断当前小区是否满足以下条件:当前小区的调度UE为非边缘UE，当前小区作为其它小区调度的边缘UE的协作小区；步骤S106，如果是，则重新获取当前小区的调度UE和/或预编码矩阵，并按照重新获取的调度UE和/或预编码矩阵执行多天线传输。本实施例通过上述步骤，在满足当前小区的调度UE为非边缘UE，且当前小区作为其它小区调度的边缘UE的协作小区的情况下，重新获取当前小区的调度UE和/或预编码矩阵，避免了发生以一个边缘UE瞬时覆盖性能的损失换取其它边缘UE瞬时覆盖性能的提升的现象的可能性，进而解决了相关技术中存在以一个边缘UE瞬时覆盖性能的损失换取其它边缘UE瞬时覆盖性能的提升的现象较严重的问题，并且这种方式实现简单且性能较优，最终简化了不必要的操作。
为便于实现，可以控制当前小区独立地获取当前小区的调度UE与预编码矩阵，其中，上述独立地获取是指:在获取当前小区的调度UE与预编码矩阵过程中，不考虑来自其它小区的调度UE、预编码矩阵与发射功率的影响，以及上述当前小区对其它小区的调度UE与预编码矩阵的影响。例如，可以控制当前小区独立执行初始化调度与预编码矩阵设计，其中，初始化调度的UE可以为以下情况之一:以当前小区为服务小区的边缘UE集合中的唯一一个边缘UE，或以当前小区为服务小区的非边缘UE集合中的至少一个非边缘UE。在获取和重新获取当前小区的调度UE时，均可以根据比例公平(ProportionalFair，简称为PF)准则。通过这种方式获取和重新获取到的当前小区的调度UE兼顾瞬时吞吐量与公平性，性能更佳。其中，上述的PF准则可以按照如下步骤进行:步骤一，获取当前小区的调度UE分组，其中，对于获取当前小区的调度UE，上述调度UE分组可以包括:以当前小区为服务小区
的边缘UE集合中的唯--个边缘UE， 或以当前小区为服务小区的非边缘UE集合中的至少
一个非边缘UE ;而对于重新获取当前小区的调度UE，上述调度UE分组可以包括:以当前小区为服务小区的非边缘UE集合中的至少一个非边缘UE ;步骤二，获取每个调度UE分组的和PF度量值，可以选择具有最大和PF度量值的调度UE分组，并将其包含的所有UE作为当前小区的调度UE，其中，该和PF度量值为调度UE分组中包含的所有UE的PF度量值的和，上述PF度量值为UE当前瞬时吞吐量与历史平均吞吐量的比值。在获取或重新获取当前小区的预编码矩阵时，可以采用以下方式之一确定:根据奇异值分解(Singular Value Decomposition,简称为 SVD)准则、迫零(Zero Forcing,简称为ZF)准则、或信漏噪比(Signal to Leakage and Noise Ratio,简称为SLNR)准则获取当前小区的预编码矩阵；根据ZF准则或SLNR准则重新获取当前小区的预编码矩阵。其中，根据ZF准则或SLNR准则获取当前小区的预编码矩阵的方式可以为:以当前小区与其至少两个调度UE间的至少两个信道系数矩阵作为输入，根据ZF准则或SLNR准则获取当前小区的预编码矩阵；根据ZF准则或SLNR准则重新获取当前小区的预编码矩阵的方式可以为:以当前小区与其至少一个调度UE间的至少一个信道系数矩阵以及当前小区与以该当前小区作为协作小区的至少一个其它小区调度的边缘UE间的至少一个信道系数矩阵作为输入，根据ZF准则或SLNR准则重新获取当前小区的预编码矩阵。其中，上述的边缘UE具有以下特征:除服务小区以外，还存在其它协作小区的UE ；上述的非边缘UE具有以下特征:除服务小区以外，不存在其它协作小区的UE ;其中，上述的服务小区包含于协作小区集合。此外，在步骤S104判断当前小区是否满足以下条件之后，如果判断结果为否时，可以按照当前小区的初始化的调度UE与当前小区的初始化的预编码矩阵执行多天线传输。这种方式简单实用，且避免了当前小区的性能损失。本实施例中通过在满足当前小区的调度UE为非边缘UE,且当前小区作为其它小区调度的边缘UE的协作小区的情况下，重新获取当前小区的调度UE和/或预编码矩阵，避免了发生以一个边缘UE瞬时覆盖性能的损失换取其它边缘UE瞬时覆盖性能的提升的现象的可能性，最终简化了不必要的实现。对应于上述方法，本实施例中还提供了一种多天线传输装置，图2是根据本发明实施例的多天线传输装置的结构框图，如图2所示，该装置包括:获取模块22、判断模块24、以及重新获取模块26，下面对该装置的具体结构进行更为详细说明。获取模块22，用于获取当前小区的调度UE与预编码矩阵；判断模块24，与获取模块22相连，用于判断当前小区是否满足以下条件:当前小区的调度UE为非边缘UE,当前小区作为其它小区调度的边缘UE的协作小区；重新获取模块26，与判断模块24相连，用于在判断模块24的判断结果为是时，重新获取当前小区的调度UE和/或预编码矩阵，并按照重新获取的调度UE和/或预编码矩阵执行多天线传输。本实施例通过上述装置，在判断模块24的判断结果满足当前小区的初始调度UE为非边缘UE，并且当前小区作为其它小区调度的边缘UE的协作小区的情况下，重新获取模块26对当前小区的调度UE和/或预编码矩阵进行重新获取，避免了发生以一个边缘UE瞬时覆盖性能的损失换取其它边缘UE瞬时覆盖性能的提升的现象的可能性，进而解决了相关技术中存在以一个边缘UE瞬时覆盖性能的损失换取其它边缘UE瞬时覆盖性能的提升的现象较严重的问题，并且这种方式实现简单且性能较优，最终简化了不必要的操作。下面结合优选实施例进行说明，以下优选实施例涉及无线通信领域，结合了上述实施例及优选实施方式。实施例一在本优选实施例中提供了一种多天线传输方法，以包含至少3个小区的网络局部拓扑结构中，当前小区调度了一个非边缘UE，且当前小区不作为其它小区调度的边缘UE的协作小区为例进行说明。图3是根据本发明实施例一的当前小区初始与实际调度为同样一个非边缘UE的网络示意图，如图3所示，网络局部拓扑结构包括小区1、小区2与小区3。本实施例暂且以小区3作为上述的当前小区为例进行说明。获取小区3初始的调度UE与预编码矩阵，优选地，使小区3独立执行初始化调度以及预编码矩阵设计。具体地，小区3的初始化调度UE为非边缘UE，表示为UE31,预编码矩阵表示为w3。类似地,小区I的初始化调度UE为非边缘UE,表示为UE11,预编码矩阵表示为W1 ;小区2的初始化调度UE为非边缘UE，表示为UE21，预编码矩阵表示为W2。注:如无特别说明，除以上三个小区以外的其它小区全部初始化调度，以其它小区为服务小区的非边缘UE集合中的至少一个非边缘UE。优选地，根据PF准则获取小区3调度的用户UE31。具体地:(1)获取小区3的调度UE分组，其中，上述调度UE分组可以包括:以小区3为服务小区的边缘UE集合中的唯一一个边缘UE，或以小区3为服务小区的非边缘UE集合中的至少一个非边缘UE ；⑵获取上述每调度UE分组的和PF度量值，其中，上述和PF度量值为调度UE分组中包含的所有UE的PF度量值的和，上述PF度量值为UE当前瞬时吞吐量与历史平均吞吐量的比值；(3)选择和PF度量值最大的调度UE分组包含的所有UE作为小区3当前的调度UE。其中，限制边缘UE独自构成调度UE分组的目的是为保证边缘UE的接收功率，以避免其与其它UE平分发射功率，最终保证边缘UE的瞬时覆盖。在本实施例中是假设包含UE31的调度UE分组当前对应于最大的和PF度量值。优选地，根据SVD方法获取小区3预编码矩阵W3。具体地:⑴获取小区3与UE31间信道系数矩阵H3,31 ；⑵对上述信道系数矩阵H3,31执行SVD分解，并获取上述矩阵H3,31的右奇异矩阵；(3)将上述右奇异矩阵的前L3,31列作为小区3当前预编码矩阵W3，其中，L3,31表不小区3与UE31间的传输层数。判断小区3是否满足以下条件:小区3的初始调度UE为非边缘UE，且作为其它小区调度的边缘UE的协作小区，如果是，则重新获取小区3的调度UE和/或预编码矩阵，并按照重新获取的调度UE和/或预编码矩阵执行多天线传输。在本优选实施例中，小区3初始调度的UE31虽然为非边缘UE，但是，小区3当前没有作为其它边缘UE的协作小区，因此，小区3不满足上述条件，不需要重新获取调度UE与预编码矩阵，最终，仍然如图3所示，小区3根据初始调度的非边缘用户UE31与预编码矩阵W3执行多天线传输。实施例二在本优选实施例中，提供了一种多天线传输方法，以包含至少3个小区的网络局部拓扑结构中，当前小区调度了两个非边缘UE且当前小区不作为其它小区调度的边缘UE的协作小区为例进行说明。图4是根据本发明实施例二的当前小区初始与实际调度为同样两个非边缘UE的网络示意图，如图4所示，网络局部拓扑结构包括小区1、小区2与小区3。本实施例暂且以小区3作为上述的当前小区为例进行说明。获取小区3初始的调度UE与预编码矩阵，优选地，使小区3独立执行初始化调度以及预编码矩阵设计。具体地，小区3的初始化调度UE为两个非边缘UE，表示为UE31与UE32,预编码矩阵表示为W3。类似地，小区I的初始化调度UE为非边缘UE,表示为UE11,预编码矩阵表示为W1 ;小区2的初始化调度UE为非边缘UE,表示为UE21,预编码矩阵表示为W2。注:如无特别说明，除以上三个小区以外的其它小区全部初始化调度，以其它小区为服务小区的非边缘UE集合中的至少一个非边缘UE。优选地，根据PF准则获取小区3调度的用户UE31与UE32。具体地:⑴获取小区3的调度UE分组，其中，上述调度UE分组可以包括:以小区3为服务小区的边缘UE集合中的唯一一个边缘UE，或以小区3为服务小区的非边缘UE集合中的至少一个非边缘UE ; (2)获取上述每调度UE分组的和PF度量值，其中，上述和PF度量值为调度UE分组中包含的所有UE的PF度量值的和，上述PF度量值为UE当前瞬时吞吐量与历史平均吞吐量的比值；(3)选择和PF度量值最大的调度UE分组包含的所有UE作为小区3当前的调度UE。其中，限制边缘UE独自构成调度UE分组的目的是为保证边缘UE的接收功率，以避免其与其它UE平分发射功率，最终保证边缘UE的瞬时覆盖。在本实施例中是假设包含UE31与UE32的调度UE分组当前对应于最大的和PF度量值。优选地，根据ZF方法获取小区3预编码矩阵W3。具体地:⑴获取小区3与UE31和UE32间的信道系数矩阵H3,31和H3,32 ；⑵分别获取矩阵H3,32和H3,31的零空间，表示为R3,31和R3,32 ;⑶从R3,31和R3,32中分别选择L3,31和L3,32个列向量并直接组合，作为预编码矩阵W3,其中，L3j31和L3,32分别表示小区3与UE31和UE32间的传输层数。优选地，根据SLNR方法获取小区3预编码矩阵W3。具体地:⑴获取小区3与UE31和UE32间的信道系数矩阵H3,31和H3,32以及相应的与噪声功率等有关的因子a 3j31和α 3,32 ;
(2)根据以下公式获取预编码矩阵W3:
权利要求
1.一种多天线传输方法，其特征在于，包括: 获取当前小区的调度UE与预编码矩阵； 判断所述当前小区是否满足以下条件:所述当前小区的调度UE为非边缘UE，所述当前小区作为其它小区调度的边缘UE的协作小区； 如果是，则重新获取当前小区的调度UE和/或预编码矩阵，并按照重新获取的调度UE和/或预编码矩阵执行多天线传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取当前小区调度UE与预编码矩阵，包括: 控制所述当前小区独立地获取所述当前小区的调度UE与预编码矩阵。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取或重新获取当前小区的调度UE，包括: 根据比例公平PF准则获取或重新获取所述当前小区的调度UE。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据PF准则获取或重新获取所述当前小区的调度UE，包括: 获取所述当前小区的调度UE分组 ；其中，对于获取当前小区的调度UE，所述调度UE分组包括:以所述当前小区为服务小区的边缘UE集合中的唯一一个边缘UE，或以所述当前小区为服务小区的非边缘UE集合中的至少一个非边缘UE ;而对于重新获取当前小区的调度UE，所述调度UE分组包括:以所述当前小区为服务小区的非边缘UE集合中的至少一个非边缘UE ； 获取每个所述调度UE分组的和PF度量值；选择具有最大和PF度量值的调度UE分组，并将其包含的所有UE作为所述当前小区的调度UE，其中，所述和PF度量值为所述调度UE分组中包含的所有UE的PF度量值的和，所述PF度量值为UE当前瞬时吞吐量与历史平均吞吐量的比值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取或重新获取所述当前小区的预编码矩阵包括: 根据奇异值分解SVD准则、迫零ZF准则或信漏噪比SLNR准则获取所述当前小区预编码矩阵；根据所述ZF准则或所述SLNR准则重新获取所述当前小区预编码矩阵。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述ZF准则或所述SLNR准则获取所述当前小区的预编码矩阵，包括: 以所述当前小区与其至少两个调度UE间的至少两个信道系数矩阵作为输入，根据所述ZF准则或所述SLNR准则获取所述当前小区的预编码矩阵。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述ZF准则或所述SLNR准则重新获取所述当前小区的预编码矩阵，包括: 以所述当前小区与其至少一个调度UE间的至少一个信道系数矩阵以及所述当前小区与以所述当前小区作为协作小区的至少一个其它小区调度的边缘UE间的至少一个信道系数矩阵作为输入，根据所述ZF准则或所述SLNR准则重新获取所述当前小区的预编码矩阵。
8.根据权利要求1至7所述的方法，其特征在于，所述边缘UE包括:除服务小区以外，还存在其它协作小区的UE ;所述非边缘UE包括:除服务小区以外，不存在其它协作小区的UE ;其中，所述服务小区包含于协作小区集合。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，判断所述当前小区是否满足所述条件之后，所述方法还包括: 如果判断的结果为否，按照获取的所述当前小区的调度UE与预编码矩阵执行多天线传输。
10.一种多天线传输装置，其特征在于包括: 获取模块，用于获取当前小区的调度UE与预编码矩阵； 判断模块，用于判断所述当前小区是否满足以下条件:所述当前小区的调度UE为非边缘UE，所述当前小区作为其它小区调度的边缘UE的协作小区； 重新获取模块，用于在所述判断模块的判断结果为是时，重新获取当前小区的调度UE和/或预编码矩阵，并按 照重新获取的调度UE和/或预编码矩阵执行多天线传输。
全文摘要
本发明公开了一种多天线传输方法及装置，其中，该方法包括获取当前小区的调度UE与预编码矩阵；判断当前小区是否满足以下条件当前小区的调度UE为非边缘UE，当前小区作为其它小区调度的边缘UE的协作小区；如果是，则重新获取当前小区的调度UE和/或预编码矩阵，并按照重新获取的调度UE和/或预编码矩阵执行多天线传输。本发明避免了发生以一个边缘UE瞬时覆盖性能的损失换取其它边缘UE瞬时覆盖性能的提升的现象的可能性，进而解决了相关技术中存在以一个边缘UE瞬时覆盖性能的损失换取其它边缘UE瞬时覆盖性能的提升的现象较严重的问题，实现简单且性能较优，最终简化了不必要的操作。
文档编号H04W72/12GK103166689SQ20111041997
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者陈宪明, 关艳峰, 鲁照华 申请人:中兴通讯股份有限公司