CN101990301A - 一种多载波组网下的分集接收***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多载波组网下的分集接收***及方法，该方法包括：用户的服务基站及协作基站均对所述用户发射的信号进行接收，所述协作基站将接收的信号发送至服务基站，所述服务基站将接收的各路信号合并后进行解调。采用本发明，通过不同小区的协作分集接收，并避免小区间干扰，提高***的频谱利用效率和边缘频谱利用效率的有益特性，因此可以在异频组网的情况下有效的提高信号接收质量；且本方案无需加载新信令和控制信号，无需对空中传输协议进行任何修改，另外，本方案仅需要一种接收机结构，不同接收机采用调度的方式实现频率复用，可根据要求实施软配置，具备实现简单易行等特点。

Description

一种多载波组网下的分集接收***及方法
技术领域
本发明涉及通信领域，具体涉及一种多载波组网下的分集接收***及方法。
背景技术
现有的蜂窝移动通信***(如3G***)提供的数据率在小区中心和小区边缘有很大的差异，不仅影响整个***的容量，而且使用户在不同位置得到的服务质量有很大波动。因此，目前正在研究的新一代宽带无线通信***，都不约而同地将提高小区边缘性能作为主要的需求指标之一。
小区间干扰(Inter-Cell Interference，ICI)是蜂窝移动通信***的一个固有问题，传统的解决办法是采用频率复用，复用系数有几个特定的选择，如1、3、7等。复用系数为1时，相邻小区都使用相同的频率资源，这时在小区边缘的干扰很严重。较低的复用系数(3或7)可以有效抑制ICI，但频谱效率降低到1/3或1/7。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多载波组网下的分集接收***及方法，可抑制小区间干扰，提高了***的频谱利用效率和边缘频谱利用效率。
为了解决上述问题，本发明提供了一种多载波组网下的分集接收方法，包括：用户的服务基站及协作基站均对所述用户发射的信号进行接收，所述协作基站将接收的信号发送至服务基站，所述服务基站将接收的各路信号合并后进行解调。
进一步地，所述服务基站检测在其工作频段上的干扰情况及所述用户在其工作频段上的信道响应，并根据所述干扰情况及信道响应进行速率预测和资源分配。
进一步地，所述协作基站检测在服务基站的工作频段上的干扰情况及所述用户在服务基站的工作频段上的信道响应，并将所述干扰情况及信道响应反馈至服务基站，所述服务基站根据服务基站和协作基站检测的信道响应和干扰情况，进行速率预测和资源分配。
进一步地，所述对各路信号进行合并是指，所述服务基站将服务基站接收的所述用户发射的信号及各协作基站接收的所述用户发射的信号按最大比值进行合并。
进一步地，所述用户根据各基站发射的导频信号测量到各基站的路径损耗，并将路径损耗最小的基站作为其服务基站；
所述服务基站选择路径损耗小于或等于路径损耗门限值的基站作为该用户的协作基站。
本发明还提供一种多载波组网下的分集接收***，所述***包括用户、服务基站及协作基站；
所述协作基站用于接收所述用户发射的信号，并将接收的信号发送至所述服务基站；
所述服务基站用于接收所述用户发射的信号，以及收到协作基站发来的信号后对各路信号合并后进行解调。
进一步地，所述服务基站还用于检测在其工作频段上的干扰情况及所述用户在其工作频段上的信道响应，以及根据检测的信道响应和干扰情况，进行速率预测和资源分配。
进一步地，所述协作基站还用于检测在服务基站的工作频段上的干扰情况及所述用户在服务基站的工作频段上的信道响应，并将所述干扰情况及信道响应反馈至服务基站；
所述服务基站还用于检测在其工作频段上的干扰情况及所述用户在其工作频段上的信道响应，以及根据所述服务基站根据服务基站和协作基站检测的信道响应和干扰情况，进行速率预测和资源分配。
进一步地，所述服务基站对各路信号进行合并是指，服务基站将服务基站接收的所述用户发射的信号及各协作基站接收的所述用户发射的信号按最大比值进行合并。
进一步地，所述用户还用于根据各基站发射的导频信号测量到各基站的路径损耗，并将路径损耗最小的基站作为其服务基站；
所述服务基站还用于选择路径损耗小于或等于路径损耗门限值的基站作为所述用户的协作基站。
综上所述，本发明提供一种多载波组网下的分集接收***及方法，通过不同小区的协作分集接收，并避免小区间干扰，提高***的频谱利用效率和边缘频谱利用效率的有益特性，因此可以在异频组网的情况下有效的提高信号接收质量；且本方案无需加载新信令和控制信号，无需对空中传输协议进行任何修改，另外，本方案仅需要一种接收机结构，不同接收机采用调度的方式实现频率复用，可根据要求实施软配置，具备实现简单易行等特点。
附图说明
图1是一种典型的频率复用为3的小区规划示意图；
图2是多载波***在频率复用为3时的子载波分配图；
图3是本发明***结构示意图；
图4是本发明方法流程图；
图5是现有复用方式和本发明方案的调度SINR对比图；
图6是现有复用方式和本发明方案的UE平均吞吐率对比图。
具体实施方式
本发明提供一种多载波组网下的分集接收***及方法，用户的服务基站及协作基站均对该用户发射的信号进行接收，协作基站将接收的信号发送至服务基站，服务基站将接收的各路信号合并后进行解调。
本实施例提供一种多载波组网下的分集接收***，如图3所示，包括服务基站、一个或多个协作基站及用户；
协作基站用于接收用户发射的信号，并将接收的信号发送至服务基站；
服务基站用于接收用户发射的信号，以及收到协作基站发来的信号后对各路信号合并后进行解调。
协作基站还用于检测在服务基站的工作频段上的干扰情况及用户在服务基站的工作频段上的信道响应，并将干扰情况及信道响应反馈至服务基站；
服务基站还用于检测在其工作频段上的干扰情况及所述用户在其工作频段上的信道响应，以及根据检测的信道响应和干扰情况，进行速率预测和资源分配，或者，根据服务基站根据服务基站和协作基站检测的信道响应和干扰情况，进行速率预测和资源分配。
服务基站还用于选择路径损耗小于或等于路径损耗门限值的基站作为该用户的协作基站，以及选择了用户的协作基站后通知被选择作为协作基站的各基站，并携带用户标识。
服务基站对各路信号进行合并是指，服务基站将服务基站接收的用户发射的信号及各协作基站接收的用户发射的信号按最大比值进行合并。
用户用于根据服务基站下发的调度信息发射数据，还用于根据各基站发射的导频信号测量到各基站的路径损耗，并将路径损耗最小的基站作为其服务基站。
所有的基站的接收机都具有相同的接收机结构和工作频段，实现简单易行；且***为同步***，所有基站实现同步收发信息。
本实施例提供一种多载波组网下的分集接收方法，如图4所示，包括以下步骤：
在调度时，按照频率规划时采用的频率复用因子N，将多载波***频段拆分为N个异频部分，服务基站仅在其被分配到的频段实施调度；可以但不限于将多载波***频段分为N等分；
步骤401：确定小区内某个UE的服务基站及协作基站；
确定UE的服务基站是指，UE根据各基站发射的导频信号测量到各基站的路径损耗，并将路径损耗最小的基站作为其服务基站；确定UE的协作基站是指，服务基站根据UE到各基站的路径损耗选择一个或多个基站作为该UE的协作基站，可以是设置一路径损耗的门限值，服务基站选择路径损耗小于或等于该门限值的基站作为该UE的协作基站；
服务基站获知UE到各基站的路径损耗的方式可以是，对于能接收到该UE发射信号的基站，根据UE发送的Sounding信号测试该UE到其天线端口路径损耗，并将测试的路径损耗发送至该UE的服务基站，或者，UE根据各基站发射的导频信号测量到各基站的路径损耗，并将测量的路径损耗发送至服务基站；
服务基站在选择了UE的协作基站后通知被选择作为协作基站的各基站，并携带用户标识。
步骤402：服务基站检测在其工作频段上的干扰情况及UE在该服务基站在工作频段上的信道响应，并根据检测的干扰情况及信道响应进行速率预测及资源分配，并对UE实施调度，资源分配时可采用PF公平调度方式；
该步骤中，各协作基站也检测在服务基站的工作频段上的干扰情况及UE在该服务基站在工作频段上的信道响应，并将检测的干扰情况及信道响应反馈至服务基站，服务基站则根据各协作基站检测的干扰情况、信道响应及服务基站检测的干扰情况、信道响应进行速率预测及资源分配；
具体实施时各协作基站可采用多种方式实现将检测的干扰情况及信道响应反馈至服务基站，例如线缆传输、NodeB共用等方式；
步骤403：UE根据服务基站下发的调度信息发射数据；
步骤404：服务基站及协作基站对UE发射的信号进行接收，协作基站传输接收信号到服务基站，协助服务基站实施解调。具体实施时各协作基站可采用多种方式实现将接收的信号传输至服务基站，例如线缆传输、NodeB共用等方式。
步骤405：服务基站将各路信号(包括服务基站接收的信号及各协作基站接收的信号)合并后实施对信号的解调。
合并时可以但不限于采用最大比值合并的方式，即信号最好的所占比重越大。
以下通过应用实例进一步说明本发明方案
下面给出了在标准的7站点3扇区组网下的具体实施方案；实际组网情况较为复杂，但只要存在多载波***的异频组网，该方案就可以适用，所以本方案包括但不限于下面给出的实施方案。
应用实例一，不同小区在组网时，进行协作速率预测、资源调度和分集接收，实施步骤为：
(1)小区按照标准的7站点3扇区21个小区方式组网，多载波***采用异频同步组网的方式进行，频率复用为3，所有基站实现同步收发信息；其组网参数如表1所示：
表1：本应用实例中各参数配置
Figure B2009101615322D0000061
Figure B2009101615322D0000071
(2)为小区A中的UE1确定服务基站及协作基站，其服务基站为服务基站A，设选择的协作基站为协作基站B、协作基站C、协作基站D；
(3)假定服务基站A工作在频段1，服务基站A检测其在服务基站A的工作在频段1上的干扰情况及待UE1的在频段1上的信道响应，各协作基站(即协作基站B、协作基站C及协作基站D)也检测其在服务基站A的工作在频段1上的干扰情况及待UE1的在频段1上的信道响应，并将干扰情况和信道响应反馈到服务基站A；
(4)服务基站根据各基站(包括服务基站及各协作基站)检测的在工作频段1的干扰情况及UE1在该频段1上的信道响应，进行速率预测及资源分配，并对UE实施调度；
(5)协作基站B、协作基站C、协作基站D对UE1的信号实施接收，并传输接收信号到服务基站A，协助服务基站实施解调。由于协作基站B、协作基站C、协作基站D和服务小区A为异频组网，所以相互之间并不会产生影响；
(6)服务基站A将服务基站A、协作基站B、协作基站C及协作基站D检测的信号进行合并，之后实施对信号的解调。
合并时可采用最大比值合并的方式，即信号最好的所占比重越大。
图5给出了采用现有复用方式和本应用实例的复用方式下调度SINR(Signal-to-Interference and Noise Ratio，信号干扰和噪声比)的对比图，其中虚线所示的是现有复用方式下的调度SINR分布图，实线所示的是本应用实例的复用方式下的调度SINR分布图，从该图中可以看出，采用本方案可以很大程度提高调度SINR的性能，因此能很大程度地提高频谱利用率；
图6给出了采用现有复用方式和本应用实例的复用方式下的UE平均吞吐率对比图，其中虚线所示的是现有复用方式下的UE平均吞吐率分布图，实线所示的是本应用实例的复用方式下的UE平均吞吐率分布图，从图中可以看出采用本方案的复用方式，很大程度地提高了UE平均吞吐率。
表2则给出了不同的站间距下，本应用实例相对现有复用方式在频谱利用率及小区边缘频谱利用率上的提升效果，可以看出，不论站间距如何，应用实例一的方案在频谱利用率及小区边缘频谱利用率上相对现有方案均有很大提升。
表2：现有复用方式和应用实例一的主要仿真结果：
Figure B2009101615322D0000081
应用实例二，考虑到不同基站之间若通过线缆传输消息，传输延迟可能导致不能及时实施速率预测，本方案可以仅按照服务基站的信道响应和干扰情况进行分集资源调度，具体实施步骤为：
(1)小区按照标准的7站点3扇区21个小区方式组网，多载波***采用异频同步组网的方式进行，频率复用为3，所有基站实现同步收发信息；其组网参数如应用实例一；
(2)为小区A中的UE1确定服务基站及协作基站，其服务基站为服务基站A，设选择的协作基站为协作基站B、协作基站C、协作基站D；
(3)服务基站A检测其在工作频段1上的干扰情况及UE1在该服务基站在工作频段上的信道响应，并根据检测的干扰情况及信道响应进行速率预测及资源分配，并对UE实施调度，资源分配时可采用PF公平调度方式；
(4)协作基站B、协作基站C、协作基站D对服务小区A的UE信号实施接收，并传输接收信号到服务基站A，协助服务基站A实施解调。由于协作基站B、协作基站C、协作基站D和服务小区A为异频组网，所以相互之间并不会产生影响；
(5)服务基站A将服务基站A、协作基站B、协作基站C及协作基站D检测的信号进行合并，之后实施对信号的解调。
合并时可采用最大比值合并的方式。
表3给出了不同的站间距下，应用实例二相对现有复用方式在频谱利用率及小区边缘频谱利用率上的提升效果，可以看出，不论站间距如何，应用实例二的方案在频谱利用率及小区边缘频谱利用率上相对现有方案均有很大提升。
表3：现有复用方式和应用实例二的主要仿真结果：
Figure B2009101615322D0000091
图1给出了一种典型的频率复用为3的小区规划示意图。图2给出了多载波***在频率复用为3时可调用的子载波分配图。从图1和图2可以看出，UE1发送的信号，会被小区A的服务天线接收到，同时，相邻小区B和C，同样会接收到UE1发送的信号，且这个信号能被正常接收，不会对小区B和C的服务UE形成干扰。同理，UE2发送的信号，不但会被小区A的服务天线接收到，同时，相邻小区D和E，同样会接收到UE2发送的信号，不会对小区D和E的服务UE形成干扰。此时，小区B、C、D、E可以成为小区A的协作小区，可以提高接收信号的质量。
从仿真结果中可以看出，用协作复用方式，可以在不明显增加小区间干扰的情况下，提高***的频谱利用效率和边缘频谱利用效率的有益特性。该协作方式尤其适用于站间距较近、干扰较大的人口密集地区。同时，本方案还具有空中无需加载新信令和控制信号，无需对空中传输协议进行任何修改，实现简单易行等特点。本方案仅需要一种接收机结构，不同接收机采用调度的方式实现频率复用，可根据要求实施软配置，具备实现简单易行等特点。

Claims (10)

1.一种多载波组网下的分集接收方法，包括：用户的服务基站及协作基站均对所述用户发射的信号进行接收，所述协作基站将接收的信号发送至服务基站，所述服务基站将接收的各路信号合并后进行解调。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述服务基站检测在其工作频段上的干扰情况及所述用户在其工作频段上的信道响应，并根据所述干扰情况及信道响应进行速率预测和资源分配。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述协作基站检测在服务基站的工作频段上的干扰情况及所述用户在服务基站的工作频段上的信道响应，并将所述干扰情况及信道响应反馈至服务基站，所述服务基站根据服务基站和协作基站检测的信道响应和干扰情况，进行速率预测和资源分配。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述对各路信号进行合并是指，所述服务基站将服务基站接收的所述用户发射的信号及各协作基站接收的所述用户发射的信号按最大比值进行合并。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述用户根据各基站发射的导频信号测量到各基站的路径损耗，并将路径损耗最小的基站作为其服务基站；
所述服务基站选择路径损耗小于或等于路径损耗门限值的基站作为该用户的协作基站。
6.一种多载波组网下的分集接收***，其特征在于：所述***包括用户、服务基站及协作基站；
所述协作基站用于接收所述用户发射的信号，并将接收的信号发送至所述服务基站；
所述服务基站用于接收所述用户发射的信号，以及收到协作基站发来的信号后对各路信号合并后进行解调。
7.如权利要求6所述的***，其特征在于：
所述服务基站还用于检测在其工作频段上的干扰情况及所述用户在其工作频段上的信道响应，以及根据检测的信道响应和干扰情况，进行速率预测和资源分配。
8.如权利要求6所述的***，其特征在于：
所述协作基站还用于检测在服务基站的工作频段上的干扰情况及所述用户在服务基站的工作频段上的信道响应，并将所述干扰情况及信道响应反馈至服务基站；
所述服务基站还用于检测在其工作频段上的干扰情况及所述用户在其工作频段上的信道响应，以及根据所述服务基站根据服务基站和协作基站检测的信道响应和干扰情况，进行速率预测和资源分配。
9.如权利要求6所述的***，其特征在于：
所述服务基站对各路信号进行合并是指，服务基站将服务基站接收的所述用户发射的信号及各协作基站接收的所述用户发射的信号按最大比值进行合并。
10.如权利要求6所述的***，其特征在于：
所述用户还用于根据各基站发射的导频信号测量到各基站的路径损耗，并将路径损耗最小的基站作为其服务基站；
所述服务基站还用于选择路径损耗小于或等于路径损耗门限值的基站作为所述用户的协作基站。
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