专利名称：一种协作多点通信系统的无线资源复用方法
技术领域：
本发明属于通信技术领域，涉及一种在第三代合作伙伴项目3GPP中，用于CoMP (Coordinative Multiple Point,协作多点)的无线资源复用方法。其多址接入技术可以 ^^tit (Frequency Division Multiple Access :FDMA)> iE^iS^^tlt (Orthogonal Frequency Division Multiple Access OFDMA)等多址技术。
背景技术：
随着LTE-A需求的提出，人们对小区平均频谱效率和小区边缘频谱效率越来越重视，相比较而言，小区边缘用户所处的通信环境更加恶劣。因此，如何减少小区间干扰提高小区边缘用户性能，成为LTE及LTE-A的一个主要问题。目前，大量研究表明，CoMP是一项有发展潜力的技术，它利用多个小区的发射天线协作传输来实现小区边缘处无线链路的较高容量和可靠传输，可以有效解决小区边缘干扰问题。事实上，从功率效率以及容量分析看，如果让用户无论处于何时何地都进行 CoMP，虽然单个用户利用所有网络资源获得较高容量，但是从多用户和整个网络的效益看并不见的最佳。如果某个用户离一个小区中心很近而离其它小区都较远时候就没有强制使用CoMP，因为此时其它小区为了达到CoMP的宏分集增益下行链路需要较大功率发射，这造成了干扰，若把这部分功率、频率资源为其它用户服务，可以换取整个网络性能而不是某用户性能。
发明内容
本发明的目的在于提出一种协作多点(CoMP)通信系统的无线资源复用方法，其中无线资源包括频率、时隙、空间等一维或多维无线资源。本发明的协作多点(CoMP)通信系统的无线资源复用方法的具体步骤是
步骤(1).根据用户信干噪比(SINR)门限将小区中的用户分为两组，SINR大于门限值的为小区中心用户，SINR小于或等于门限值的为小区边缘用户；
步骤O).将小区边缘用户根据系统实际情况划分为两类，一类为CoMP边缘用户，一类为非CoMP边缘用户；
步骤(3).将整个可用无线资源集合
分为三个子集合^、S2和瑪，即s = S1U^ U^3 ,且闾丨=1 ! = 1- ! ； S1、S2和S3分别为
小区1、小区2和小区3的小区边缘用户的可用无线资源，其中小区1、小区2、小区3两两相邻；
步骤劣、禺和坞的分配方法为(a)小区中心用户的可用无线资源为整个无线资源集合S ； (b)对于CoMP边缘用户，协作传输集合为小区1和小区2时，其可用无线资源集合为(S1C)S抓；协作传输集合为小区1和小区3时，其可用无线资源集合为(Aiisi3)VS；协作传输集合为小区2和小区3时，其可用无线资源集合为；协作传输集合为小区1、小区2和小区3时，其可用无线资源集合为^riS2 Π5'3 ; (c)对于小区1中的非COMP 边缘用户，其可用无线资源集合为^； (d)对小区2中的非CoMP边缘用户，其可
用无线资源集合为^ U^UA) ； (e)对小区3中的非CoMP边缘用户，其可用无线资源集合为SiX(S1I) S2) ;“\”表示集合的差集，如A\B表示所有属于A且不属于B的元素。步骤O)中所述的小区边缘用户的划分方法是若用户为小区边缘用户，则用户测量当前接收到的三个相邻小区的导频信号强度，按降序排列为CSIl、CSD、CSI3 , 门限值记为C ；如果CSI1—CSI2么C或csn-CSBSe ,则该用户为CoMP边缘用户；如果 CSIl- CSI2 > C ,且csn- CSB > C ,则该用户为非CoMP边缘用户；
步骤(3)中所述的无线资源的集合由频率、时隙、和空间三维资源组成，即{(频率，时隙，空间)}。步骤⑴和(4)中所述的小区中心用户使用无线资源集合的先后顺序为名的补集茗、冯，其中3为小区编号， = 1,2,3。门限值C可以根据系统实际需求决定，每个小区的门限值相同或不同。步骤(1)中所述的小区可以是任何形状的覆盖区，包括蜂窝小区。本发明方法只对部分小区边缘用户采用协作多点的传输方式，这样可以有效的节约系统资源，降低系统负载。根据该方法中用户类别的划分，小区中心用户和另外一部分边缘用户仍然由一个小区为其提供服务，这样不仅可以减小多小区协调传送信号带来的信令开销，减小系统复杂度，而且可减小多个基站发送信号对小区其他用户带来的额外干扰。同时，本发明方法可以有效的提高系统的无线资源利用率，降低小区间干扰。
图1为本发明三小区模型的小区边缘所划分的区域图； 图2为可用频率集合与用户集合之间的对应关系示意图。
具体实施例方式根据本发明的基本构思，在设计实现整个网络的无线资源复用方案时，将网络中的3个两两相邻的小区作为一个区群，可以根据本发明提出的方法设计其中任一区群的复用方案，然后将相同的设计方案应用到网络中的其他区群；或者，根据网络中各个区群的用户的分布及其业务分布情况采用本发明提出的方法分别设计各个区群的复用方案，其中每个区群用于复用的频段划分可以根据各个区群中用户的分布及其业务分布情况进行调整。根据本发明的一种协作多点(CoMP)通信系统的无线资源复用方法，具体步骤如下
步骤1 根据用户信干噪比SINR门限将小区中的用户分为两组，SINR大于门限值的为小区中心用户，SINR小于或等于门限值的为小区边缘用户；
步骤2:将小区边缘用户根据系统实际情况划分为两类，一类为CoMP边缘用户，一类为非CoMP边缘用户；小区边缘用户的划分方法可以是若用户为小区边缘用户，则用户测量当前接收到的三个相邻小区的导频信号强度，按降序排列为CSIl、CSI2、CSI3 , 门限值记为 。如果csn-CSI2Se或csn-CSI3&，则该用户为CoMP边缘用户；如果 CSIl- CSI2 > C ,且csn— CSI3 > C ,则该用户为非CoMP边缘用户；
步骤3 将整个可用无线资源集合「分为3个子集合禺、S2和禺，即SUS2US3且 I^l = I^2I = 1 !。这里，S1、S2和S1分别为小区1、小区2和小区3的小区边缘用户的可用无线资源，其中小区1、小区2、小区3两两相邻；
步骤4 各、^和S3的分配为(a)小区中心用户的可用无线资源为整个无线资源集合S ;(b)对于CoMP边缘用户，协作传输集合为小区1和小区2时，其可用无线资源集合为钱姆呢；协作传输集合为小区1和小区3时，其可用无线资源集合为GSf1IWW3 ；协作传输集合为小区2和小区3时，其可用无线资源集合为(&门禺)\5\ ；协作传输集合为小区1、小区2和小区3时，其可用无线资源集合为孓门高门禺；(c)对于小区1中的非CoMP 边缘用户，其可用无线资源集合为^ KS2U^) ； (d)对小区2中的非CoMP边缘用户，其可用无线资源集合为^U^iUA) ； (e)对小区3中的非CoMP边缘用户，其可用无线资源集合为 S3HSiD S2)。步骤5 小区中心用户，如小区 的小区中心用户，使用无线资源集合的先后顺序为瑪的补集瓦、马，其中！ = 1,2,3。需要说明的是，当只需要对频率资源进行复用规划时，本发明就是一种频率复用方案，S、民、S2和禺简化为频率集合。当只需要对时隙进行复用规划时，本发明就是一种
时分复用方案，S、S1、S2和坞简化为时隙集合。其它情况类似。另外，可以根据用户的分布及其业务分布情况，通过动态的划分小区边缘用户和小区中心用户，对小区进行无线资源复用。本发明中的小区可以是任何形状的覆盖区，包括蜂窝小区。并且，门限值可以根据系统实际需求决定，每个小区的门限值可以相同也可以不同。下面参照附图并结合本发明的优选实施例来描述本发明的一种协作多点(CoMP) 通信系统的无线资源复用方法。本实施例中仅对频率资源进行复用规划，此时S、S1、S2和禺简化为频率集合，J 为整个系统的可用频率集合。参见图1，图中由多个小区同时为其提供服务的，如用户1，为CoMP边缘用户；图中处于小区边缘且只由一个小区为其提供服务的，如用户2，为非CoMP边缘用户；其它为小区中心用户。本发明将无线蜂窝网络中的3个两两相邻的小区作为一个区群。首先根据本发明提出的方法设计其中任一区群的频率复用方案，然后将相同的设计方案应用到网络中的其他区群，从而解决整个网络的频率复用问题。
步骤1 参见图1，将一个区群中的三个两两相邻的小区分别记为小区1、小区2、小区3。根据用户信干噪比SINR门限将小区中的用户分为两组，SINR大于门限值的为小区中心用户，其所处区域为图中圆形所示区域。SINR小于或等于门限值的为小区边缘用户；
步骤2:若用户为小区边缘用户，则用户测量当前接收到的三个相邻小区的导频信号强度，按降序排列为CSIl、CSI2、CSI3 ,门限值记为c。如果CSI1—CSI2Sc或 CSIl- CSI3 <C ,则该用户为CoMP边缘用户；如果CSI1— CSI2 > c，且CSD— CSI3 > c ,则该用户为非CoMP边缘用户；
步骤3 将整个可用频率集合S分为3个子集合，即s = S1UiSr2 US3 ,且昧丨==
O步骤4 如图2，爲、^和S3的分配为(a)小区中心用户的可用频率为整个频率集合S ;(b)对于CoMP边缘用户，协作传输集合为小区1和小区2时，其可用频率集合为 (S1HS2)XS3 ;协作传输集合为小区1和小区3时，其可用频率集合为(為门&)\尚；协作传输集合为小区2和小区3时，其可用频率集合为；协作传输集合为小区1、小区2和小区3时，其可用频率集合为苟(14门禺；(c)对于小区1中的非CoMP边缘用户， 其可用频率集合为Sf1KS2 US3) ； (d)对小区2中的非CoMP边缘用户，其可用频率集合为 S2HSlUSs) ； (e)对小区3中的非CoMP边缘用户，其可用频率集合为冯冲叫幻。步骤5 小区中心用户，如小区 的小区中心用户，使用频率集合的先后顺序为 马的补集瓦、马，其中i = U,3。本发明中的小区可以是任何形状的覆盖区，包括蜂窝小区。并且，门限值c可以根据系统实际需求决定，每个小区的门限值可以相同也可以不同。
权利要求
1.一种协作多点通信系统的无线资源复用方法，其特征在于该方法的具体步骤是 步骤(1).根据用户信干噪比门限将小区中的用户分为两组，信干噪比大于门限值C的为小区中心用户，信干噪比小于或等于门限值 的为小区边缘用户；所述的小区中心用户使用无线资源集合的先后顺序为名的补集运、名，其中i为小区编号， = 1,2,3 ；步骤O).将小区边缘用户根据系统实际情况划分为两类，一类为CoMP边缘用户，一类为非CoMP边缘用户；所述的小区边缘用户的划分方法是若用户为小区边缘用户，则用户测量当前接收到的三个相邻小区的导频信号强度，按降序排列为CSIl、CSI2、CSB , 门限值记为C ；如果csn—CSI2众或CSI1-CSBk ,则该用户为CoMP边缘用户；如果 CSIl- CSI2 > C，且csn— CSI3 > C ,则该用户为非CoMP边缘用户；步骤(3).将整个可用无线资源集合S分为三个子集合场、爲和坞，即S = S1UAU^，且=1 丨=I^l .,Si、S2和坞分别为小区1、小区2和小区3的小区边缘用户的可用无线资源，其中小区1、小区2、小区3两两相邻；步骤(4).劣、爲和瑪的分配方法为(a)小区中心用户的可用无线资源为整个无线资源集合S ； (b)对于CoMP边缘用户，协作传输集合为小区1和小区2时，其可用无线资源集合为(SlClS2)XSi ；协作传输集合为小区1和小区3时，其可用无线资源集合为(Ar^3)NSi2 ；协作传输集合为小区2和小区3时，其可用无线资源集合为0 2(1禺)\& ；协作传输集合为小区1、小区2和小区3时，其可用无线资源集合为^rW2 A^ ; (c)对于小区1中的非CoMP 边缘用户，其可用无线资源集合为S1 \ (S2 US,) ； (d)对小区2中的非CoMP边缘用户，其可用无线资源集合为场\(劣1^3) ； (e)对小区3中的非CoMP边缘用户，其可用无线资源集合为 '、', (β U S2 )。
2.如权利要求1所述的一种协作多点通信系统的无线资源复用方法，其特征在于步骤(3)中所述的无线资源的集合由频率、时隙、和空间三维资源组成，即{(频率，时隙，空间)}。
3.如权利要求1所述的一种协作多点通信系统的无线资源复用方法，其特征在于门限值e根据系统实际需求决定，每个小区的门限值相同或不同。
4.如权利要求1所述的一种协作多点通信系统的无线资源复用方法，其特征在于所述的小区可以是任何形状的覆盖区，包括蜂窝小区。
全文摘要
本发明公开了一种协作多点通信系统的无线资源复用方法。本发明将每个小区的用户分为小区中心用户和小区边缘用户，其中将小区边缘用户划分为CoMP边缘用户和非CoMP边缘用户，只有CoMP能给系统提供较高效益时才用多个小区协作传输，其它用户由一个小区为其提供服务。无线资源分配方面，对于小区边缘用户，按照一定原则给一个区群内的三个小区的边缘区域分配可用无线资源；对于小区中心用户，可以为其分配整个无线资源集合。该方法在满足用户一定QoS前提下有效提高系统频谱效率和数据速率。本发明方法可以有效节约系统资源，降低系统负载，减小多小区协调传送信号带来的信令开销，减小系统复杂度，且可减小多个基站带来的额外干扰。
文档编号H04W16/18GK102572853SQ20121005292
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者章坚武, 许方敏 申请人:杭州电子科技大学