应用于下行CoMP OFDMA场景下使吞吐量最大的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提出应用于下行CoMP?OFDMA场景下使吞吐量最大的方法和装置。中央控制单元获取网络中所有信道的状态信息，在所有子载波和所有用户集上求和，得到系统的总吞吐量，所述用户集包括边缘用户和中心用户；初始化循环次数、在各子载波上分配的功率以及用户集；在用户集确定的情况下，计算出使吞吐量最大所需要在各子载波上分配的功率；根据已计算出的功率更新用户集；反复执行上述计算功率以及更新用户集的操作，直到达到已设定的最大循环次数，或者所分配的功率和用户集收敛，即总吞吐量最大。本发明能使系统全部用户吞吐量最大。
【专利说明】应用于下行CoMP OFDMA场景下使吞吐量最大的方法和装
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动通信领域，尤其涉及应用于下行CoMP OFDMA场景下使吞吐量最大的方法和装置。
【背景技术】
[0002]在一个蜂窝无线通信系统中有很多基站，每个基站的覆盖区域是一个小区。每个基站都与多个用户进行通信，所用的频谱资源是可复用的。ITU组织已经将LTE-Advanced采纳为国际标准，在此标准中，每个小区内部采用0FDMA(Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access，正交频分多址)作为其多址接入技术。OFDMA是OFDM技术的演进。在利用OFDM对信道进行子载波化后，在部分子载波上加载传输数据的传输技术。OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用技术)把宽带信号转为窄带子载波信号，通过正交的子载波区分不同用户，基本不存在小区内的干扰，但是小区间的干扰(Inter-cell Interference, ICI)成为影响系统性能的主要因素。
[0003]在一个小区中，中心用户采用较低的功率发射和接收，不同小区的用户即使占用相同的频率也不会造成较强的ICI，而在小区边缘的用户需要采用较高的功率发送和接收，有可能造成较强的ICI。根据路径损耗来判定，当路径损耗大于所设定的路损门限则认为是边缘用户，否则为中心用户。为了解决边缘用户的小区间干扰问题，协同多点传输/接收(Coordinated Multiple Points, CoMP)技术被提出来。
[0004]CoMP技术的原理是不同基站之间通过协同处理干扰，或者避免干扰，或者将干扰转化为有用信号。本质上来说，CoMP是多输入多输出(Multi Input Multi Output, ΜΙΜΟ)技术在多小区下的应用，其基本思想是利用空间信道上的差异来进行信号传输。通过多小区之间的干扰处理来实现同频组网和小区间干扰的抑制或消除。
[0005]CoMP通过将其他小区的干扰信号转化为本小区用户的有用信号，通过提升用户的信噪比来保证解调性能，这种技术称为联合处理(Joint Processing, JP)。在联合处理方案中，协作小区集合内的全部小区在相同的无线子载波中发送相同的数据到终端，即多个协作小区在同一时刻发送数据到同一个用户。通过联合传输方式，将原来LTE系统中不同小区间的干扰信号变成有用信号，从而减少小区间干扰，提升用户的接收信号质量，最终达到提升系统性能的目的。这些信号采用同样的编码方式，传递同样的信息，因此之间不会产生干扰。但是这些边缘用户仍会受到来自其它小区(非协作小区)基站同频发射功率的干扰，而小区中心用户也会受到其它小区的同频干扰，因此系统内的小区间干扰需要尽可能的减小以提高信噪比，进而提高系统总吞吐量。
[0006]已有文献表明下行OFDMA网络中的下行功率分配可由次优解来逼近或者预编码或者预调制方法来实现系统吞吐量最大化，但是这些算法不支持CoMP场景，即一个用户在同一时隙一个子载波上只能和一个基站进行通信。为了实现CoMP场景OFDMA网络中的下行吞吐量的最大化，有研究提出了二分功率控制算法。二分功率控制算法是基站以零功率或者全功率(即最大功率)进行信号发射。
[0007]假设一个多小区网络中有M个基站，这些基站都连接到一个中央控制单元(⑶)，以便获取网络中所有信道的状态信息(CSI)。基站m在子载波η上的发射功率为？^]，基站m的取值为1，2，3，4……M，且每个基站都以Pmax或者零功率发射，即pm[n]=Pmax或者pm[n]=0。假设系统中有D个边缘用户，例如可以设定位于2/3小区半径之外的为边缘用户。hm,d[n]是选择因子，表明基站m与用户d的通信关系，其中
[0008]
【权利要求】
1.应用于下行CoMP OFDMA场景下使吞吐量最大的方法，其特征在于: 中央控制单元获取网络中所有信道的状态信息，在所有子载波和所有用户集上求和，得到系统的总吞吐量，所述用户集包括边缘用户和中心用户； 初始化循环次数、在各子载波上分配的功率以及用户集； 在用户集确定的情况下，计算出使吞吐量最大所需要在各子载波上分配的功率； 根据已计算出的功率更新用户集； 反复执行上述计算功率以及更新用户集的操作，直到达到已设定的最大循环次数，或者所分配的功率和用户集收敛，即总吞吐量最大。
2.根据权利要求1所述应用于下行CoMPOFDMA场景下使吞吐量最大的方法，其特征在于: 更新用户集的操作为: 从第一子载波开始依次选择用户集，在后的子载波选择的用户集不能与在前的子载波选择的用户集有交叠，除非已全部轮询完所有的用户。
3.根据权利要求1或2所述应用于下行CoMPOFDMA场景下使吞吐量最大的方法，其特征在于: 初始化在各子载波上分配的功率以及用户集的操作为: 所述中央控制单元搜寻所有的用户集、以及每个基站在各自每个子载波上的分配功率，选择使吞吐量达到最大的用户集和对应的功率。
4.根据权利要求1或2所述应用于下行CoMPOFDMA场景下使吞吐量最大的方法，其特征在于: 计算出使吞吐量最大所需要在各子载波上分配的功率的操作为:
5.根据权利要求4所述应用于下行CoMPOFDMA场景下使吞吐量最大的方法，其特征在于: 根据以下公式更新用户集:
6.应用于下行CoMPOFDMA场景下使吞吐量最大的装置，其特征在于，包括中央控制单元、初始化单元、功率计算单元、更新单元以及判断单元: 中央控制单元，获取网络中所有信道的状态信息，在所有子载波和所有用户集上求和，得到系统的总吞吐量，所述用户集包括边缘用户和中心用户； 初始化单元，初始化循环次数、在各子载波上分配的功率以及用户集； 功率计算单元，在用户集确定的情况下，计算出使吞吐量最大所需要在各子载波上分配的功率； 更新单元，根据已计算出的功率更新用户集； 判断单元，判断是否达到已设定的最大循环次数，或者所分配的功率和用户集收敛，即吞吐量最大，如果是，结束计算过程，否则，通知所述功率计算单元以及所述更新单元继续执行上述计算功率以及更新用户集的操作。
7.根据权利要求6所述应用于下行CoMPOFDMA场景下使吞吐量最大的装置，其特征在于: 所述更新单元从第一子载波开始依次选择用户集，在后的子载波选择的用户集不能与在前的子载波选择的用户集有交叠，除非已全部轮询完所有的用户。
8.根据权利要求6或7所述应用于下行CoMPOFDMA场景下使吞吐量最大的装置，其特征在于: 所述初始化单元根据所述中央控制单元的搜索结果进行更新，其中，所述中央控制单元搜寻所有的用户集、以及每个基站在各自每个子载波上的分配功率，选择使吞吐量达到最大的用户集和对应的功率。
9.根据权利要求6或7所述应用于下行CoMPOFDMA场景下使吞吐量最大的装置，其特征在于: 所述功率计算单元计算出使吞吐量最大所需要在各子载波上分配的功率的操作为:
10.根据权利要求9所述应用于下行CoMP OFDMA场景下使吞吐量最大的装置，其特征在于: 所述更新单元根据以下公式更新用户集:
【文档编号】H04W72/04GK103458421SQ201210180869
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年6月4日 优先权日:2012年6月4日
【发明者】王卫东, 常馨月, 张英海, 李秀华, 王犇 申请人:北京邮电大学