一种微蜂窝多天线系统之间干扰的抑制方法与流程

本发明涉及一种微蜂窝多天线系统之间干扰的抑制方法，属于通信技术领域。

背景技术：

微蜂窝技术的优势是要利用室内的固话线路和互联网与无线接入相结合，从而使微蜂窝的无线基站实现对室内用户的高速无线接入。目前对微蜂窝的研究方面主要集中在对微蜂窝和宏蜂窝之间的互联的协议、信令和高速包传输方面的研究，而对于微蜂窝基站本身的研究特别是在微蜂窝基站端利用多天线技术的研究却十分有限。

在对微蜂窝系统的理论研究方面，文献(An Overview of the femtocell concept，Bell LABS TECHNICAL JOURNAL，Article first published online：15 MAY 2008)中讨论了在微蜂窝条件下基于基站路由器的扁平型互联网协议及特征。Claussen，H.等(Claussen，H.；Pivit，F.；Bell Labs.，“Femtocell Coverage Optimization Using Switched Multi-Element Antennas”，ICC2009，Dresden，14-18 June 2009，pp1-6.)讨论了微蜂窝系统利用低功耗、低成本的基站可以为终端用户提供宏蜂窝覆盖范围不足的补充和高速率的通信。通过多天线和适当的天线模式的选择可以减少由于户外用户的移动而增加的信令开销。通过联合优化天线的模式和信令以及天线的发射功率使得微蜂窝的覆盖范围更好的与室内的空间形状相匹配并且减少了由移动事件而增加的网络信令开销。而Kim，R.Y.等(Kim，R.Y.；Jin Sam Kwak；Etemad，K.；“WiMAX femtocell：requirements，challenges，and solutions”，IEEE communication Magazine，Sept 2009，Vol 47(9)，pp：84-91)讨论了在室内环境下，使用微蜂窝系统可以降低骨干网的开销并提高用户在室内环境下的性能。并且对于WIMAX微蜂窝的要求，提出了可以使用的模型及近期和长期的解决方法。Nihtila，T.等(Nihtila，T.；Increasing Femto Cell Throughput with HSDPA Using Higher Order Modulation，ICNN 2008，Lahore，pp49-53，1-3 MAY 2008)评估了在微蜂窝条件下，如何有效地利用系统的高信噪比优势使用高阶调制时系统的误码率性能情况。Knisely，D.等(Knisely，D.；Yoshizawa，T.；Favichia，F.；Standardization of femtocells in 3GPP，IEEE communication Magazine，Sept 2009，VOL47(9)，pp68-75)介绍了微蜂窝系统结构在3GPP中的标准化情况。Morita，M.等(Morita，M.；Matsunaga，Y.；Hamabe，K.；Adaptive Power Level Setting of Femtocell Base Stations for Mitigating Interference with Macrocells，VTC 2010，6-9Sept，2010，Ottawa，pp1-5)通过自适应的调整微蜂窝基站单天线的发射功率消除了来自邻近宏蜂窝的干扰提高了系统的信干噪比，从而提高了微蜂窝系统的数据吞吐率。Simsek，M.等(Simsek，M.；Akbudak，T.；Bo Zhao；Czylwik，A.；An LTE-femtocell dynamic system level simulator，Smart Antennas(WSA)，2010International ITG Workshop on，23-24Feb.2010，Bremen，pp：66-71.)初步讨论了在微蜂窝系统中利用多天线技术通过利用预编码及自适应干扰对准来消除微蜂窝间的干扰，以及利用不同微蜂窝间的多天线形成分布式的多天线系统以提高系统误比特率性能的情况。

上述现有技术中，微蜂窝基站通常都是独立地用于对移动用户信号的收发，并没有将多个微蜂窝基站组合进行信号收发的方案。这样的设置会使得多个微蜂窝基站之间产生较多的干扰。

因此相应的，也没有就如何对分布式基站形成分簇后形成的多天线系统与多天线系统之间可能的信号干扰进行有效控制调整的相关研究。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是如何使不同的簇内的移动用户得到有效通信的同时，可以有效的降低多个微蜂窝基站之间的干扰。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种微蜂窝多天线系统之间干扰的抑制方法，其特征在于，该方法由以下3个步骤组成：

步骤1：利用集中控制端对多个具有单天线的微蜂窝基站进行统一的管理；

步骤2：在集中控制端的作用下，多个微蜂窝基站的多天线形成分布式的多天线系统；

步骤3：将分布式的多天线系统分成不同的簇，集中控制端对这些簇进行有效的管理；当移动用户移动到不同的簇时，由不同的簇的多天线共同为这些移动用户实现分布式的波束成形，从而减少不同簇间的干扰。

优选地，所述步骤1中，在一个特定的区域，利用一个集中控制端，对该区域内的多个具有单天线的微蜂窝基站进行集中控制；在集中控制端的作用下，对该区域内的微蜂窝基站的发射功率进行协调，该区域内的微蜂窝基站的天线就构成了分布在不同位置的分布式天线系统。

优选地，所述步骤2中，在集中控制端的作用下，可以对该区域的微蜂窝基站的发射功率进行协调，此时该区域内的多个微蜂窝基站就相当于是一个基站，而这些基站的天线就构成了分布在不同位置的分布式天线系统。

优选地，所述步骤3中，每个簇是由相邻的多个微蜂窝基站构成的。

优选地，所述步骤3中，对同一区域的分布式的多天线系统实现分簇管理后，可以根据不同簇内的移动用户的数量对不同簇的多天线系统进行功率的调配，移动用户多的簇内可以适当的增加发射功率，而移动用户较少的簇内可以分配较少的功率。

优选地，所述步骤3中，波束成形时，单个微蜂窝基站天线的发射功率不变，多个天线波束成形后就可以使被覆盖区域的信号质量成倍地得到提高，而簇间的干扰并不会增加。

对于微蜂窝系统，为了克服多个微蜂窝系统间的干扰，对同一区域的微蜂窝基站实现集中的控制，在集中控制端的作用下构成分布式的多天线系统。由于集中控制端的作用，这时的多天线相当于一个基站的天线，使该区域的干扰问题得到了消除。

为了进一步的提高该区域的信号质量，对该区域的分布式多天线采用分簇的管理。在分簇后，可以应对区域内移动用户由于移动所产生的分布不均匀问题，对每个簇可以实现波束成形，在提高每个簇内的通信质量的同时可以使干扰得到有效的降低。

相比现有技术，本发明提供的方法具有如下有益效果：

1、利用集中控制端的分布式多天线系统，可以有效的提高移动用户的通信质量；

2、可以根据不同簇内的移动用户的数量进行有效的资源分配，在满足通信质量的同时可以降低发射功率和减少微蜂窝系统的干扰。

附图说明

图1为分布式的多天线控制及分簇过程；

图2为通信区域分布式多天线的分簇情况。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明把属于不同基站的单天线在集中控制端的作用下形成分布式的多天线系统，同时根据用户的分布情况把分布式的多天线系统分成不同的簇，每个簇内的多个基站及其多天线为这些簇内的用户进行通信的服务。这样就可以使不同的簇内的移动用户得到有效通信的同时，可以有效的降低多个微蜂窝基站之间的干扰。

结合图1，本实施例提供的微蜂窝多天线系统之间干扰的抑制方法的具体步骤如下：

I、对微蜂窝基站的集中控制

由于在利用微蜂窝基站实现的移动通信中，为了使得移动信号无盲区的全覆盖，因此在一些特定的区域如大型的办公室、商场、会议厅等场所需要更多的微蜂窝基站。如果这些微蜂窝基站都是独立工作的，那么会在相邻的基站间形成较多的干扰。而如果对这些基站通过中心控制端进行集中的控制，就可以对相邻的基站进行协调和控制，使得在同一个区域的不同基站形成分布式的多天线系统，在中心控制端的控制下可以有效的降低微蜂窝基站间的干扰。

在一个特定的区域，如一个大型的办公区域，假设有N个具有单天线的微蜂窝基站，这些基站现在是通过有线连接进行集中控制，有一个集中控制端的统一管理和协调这些基站为该区域的移动用户服务。在集中控制端的作用下，可以对该区域的这N个基站的发射功率进行协调，此时这N个基站就相当于是一个基站，而这些基站的天线就构成了分布在不同位置的分布式天线系统。分布式天线的优点是可以布设在不同的位置，对整个区域实现无盲区的覆盖。

当分布于不同位置的单天线基站在集中控制端的作用下形成分布式的多天线后，对于移动用户可以实现波束成形，使多个天线联合工作对提高覆盖区域的通信质量会有很大的提升。

II、分布式天线的分簇管理

在集中控制端的作用下形成分布式的天线以后，同一个区域的单天线基站构成了分布式的多天线系统，如果区域内的移动用户分布情况变化不大，那么对于这些分布式的天线的控制是很简单的。但是当区域内的移动用户分布情况经常会发生变化时，再对分布式的多天线系统进行功率的分配和控制就相对要复杂了。这时，可以把N个分布式的多天线分成M个不同的簇，每个簇是由相邻的多个分布式基站构成的，如图2所示。此时，集中控制端对这M个簇进行有效的管理，当移动用户移动到不同的簇时，有不同的簇的多天线共同为这些移动用户实现分布式的波束成形，这种分簇的多天线系统可以降低集中控制端控制的复杂程度，并有效的提高每个簇内的移动通信质量。

III、对多天线系统间干扰的抑制

对同一区域的分布式多天线系统实现分簇管理后，可以根据不同簇内的移动用户的数量对不同簇的多天线系统进行功率的调配，移动用户多的簇内可以适当的增加发射功率，而移动用户较少的簇内可以分配较少的功率。同时，因为对各个簇内的移动用户均可以实现分布式的波束成形，因此可以相对的减少不同簇间的干扰。波束成形的优势就在于每个天线发射较小的功率，多个天线波束成形后可以使被覆盖区域的信号质量成倍的得到提高，而在非定向的覆盖区域是没有这种效果的。因此，在提高了每个簇内的通信质量的同时，单个基站天线的发射功率并没有太多增加，簇间的干扰并不会增加。一种简单的分簇的策略可以对整个区域均匀的分成M个簇，每个簇内的多个单天线基站构成一个分布式的多天线系统，在集中控制端的作用下多个簇共同为该区域的移动用户服务。