CN102045778A - 一种基于QoS的多基站自适应协作传输方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于QoS的多基站自适应协作传输数据方法,该方法包括以下步骤:A、用户终端周期性地监测接收到的业务信号的信干噪比SINR,所述接收到的业务信号来自各服务基站;B、当用户终端的接收端接收到的业务信号的信干噪比SINR不能满足该业务QoS需求时,用户终端通过自身的发射端向服务基站提出协作请求;C、服务基站选择协作模式,并向协作基站发送协作指示;D、协作基站根据接收到的协作指示,与服务基站一道为用户终端发送业务信号。本发明能极大地消除或降低小区间干扰,同时还能有效地减少多基站协作产生的反馈开销,提升***的整体性能,是解决正确而有效地传输各种QoS要求的业务问题的一种简单实用方法。
Description
技术领域
本发明属于无线移动通信技术领域,尤其涉及蜂窝移动网络中多基站协作通信场合。应用于无线移动通信网络中,能满足用户不同业务的QoS要求。
背景技术
在蜂窝移动通信网络中,为了保证频谱效率,小区间往往采用同频组网模式,这导致小区间干扰大大增强,小区边缘用户的性能急剧恶化,网络的容量和吞吐量受到极大限制。基于用户公平性原则,各种抑制小区间干扰的方法被提出和使用,如应用在LTE中的IDMA技术、FFR技术等,但其所取得的性能改善往往是通过提高***复杂度或牺牲频谱效率换来的,有违***设计的初衷。
多基站协作技术突破了传统蜂窝移动网络中单基站协调干扰原理的约束,引入联合协调干扰的思想,通过基站间的有效协作,可为一个或多个用户同时传输信息,能有效地减少小区间的干扰,提高了***容量和频谱效率。但协作过程中产生的巨大协作反馈开销也成为制约协作增益进一步提高的主要因素。
另一方面,未来的无线通信***将面临着承担多种新业务的传输任务,如多媒体业务、移动信息业务、Internet接入业务等,这些不同业务的QoS要求间存在着很大的差异,如何正确而有效地传输各种QoS要求的业务数据,成为一个亟待解决的问题。
在无线通信环境中,各种业务的QoS与接收信号的信干噪比之间存在着重要的依赖关系。对于现有的蜂窝移动网络来说,小区间干扰大,因此对未来的蜂窝移动网络来说,消除或降低小区间干扰将是提升接收信号的信干噪比及小区整体性能、满足各种QoS要求的一种重要手段。与此同时,在低功率情况下,快速而有效地传输数据的需求目前也表现得越来越迫切。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于QoS的多基站自适应协作传输方法,该方法能极大地消除或降低小区间干扰,同时还能有效地减少多基站协作产生的反馈开销,提升***的整体性能,是解决正确而有效地传输各种QoS要求的业务问题的一种简单实用方法。
本发明实现上述目的的技术方案是,一种基于QoS的多基站自适应协作传输数据方法,其创新点在于:该方法包括以下步骤:
A、用户终端周期性地监测接收到的业务信号的信干噪比,所述接收到的业务信号来自各服务基站;
B、当用户终端的接收端接收到的业务信号的信干噪比不能满足该业务QoS需求时,用户终端通过自身的发射端向服务基站提出协作请求;
C、服务基站选择协作模式,并向协作基站发送协作指示;
D、协作基站根据接收到的协作指示,与服务基站一道为用户终端发送业务信号。
其中,
表示基站到用户终端间的信道矩阵,维数是,、分别代表信道的接收端和发射端的天线数目,在时分双工模式下,利用信道的互易性,通过上行信道的探测参考信号来估计值,在频分双工模式下,通过用户终端的反馈来得到值;
因此,用户终端的信干噪比通过下式计算得到:
其中i表示第i个基站。
在所述步骤B中,用户终端预置满足不同业务QoS需求所对应的信干噪比门限值列表,将周期性监测接收到的业务信号的信干噪比与预置的信干噪比门限值列表做比较,确定是否需要提出协作请求。
所述用户终端预置满足不同业务QoS需求的信干噪比门限值列表是在数据传输前在用户终端按业务类型分类预置。
所述用户终端将周期性监测接收到的业务信号的信干噪比与预置的信干噪比门限值列表做比较的步骤是,用户终端周期性地计算接收信号的信干噪比,并从所接收到的信号中解析出该信号的业务类型,从用户终端中预置的信干噪比门限值列表中选择所对应业务的信干噪比门限值进行对比。
所述用户终端确定是否需要提出协作请求的步骤为,当用户终端检测出的接收到的业务信号的信干噪比小于或等于预置的信干噪比门限值列表中所对应业务的信干噪比门限值时,则需要协作,发送协作请求,否则用户终端不发送协作请求,继续监测接收信号的信干噪比。
在步骤C中,所述协作模式包括部分协作模式和全协作模式。
对于所述部分协作模式,选择服务基站和协作基站的预编码矩阵应遵循以下准则:
对于所述全协作模式,则选择服务基站和协作基站的预编码矩阵应遵循以下准则:
其中i表示第i个服务基站,j表示第j个协作基站,为码本集合。
所述服务基站和协作基站指地理位置相邻的基站。
附图说明
图1是两基站协作处理模型图;
图2是上行多基站协作处理流程图;
图3是本发明中多基站协作传输流程图;
图4是本发明与其他传输方案的性能对比图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细描述。
一种基于QoS的多基站自适应协作传输数据方法,该方法包括以下步骤:
A、用户终端周期性地监测接收到的业务信号的信干噪比SINR,所述接收到的业务信号来自各服务基站;
B、当用户终端的接收端接收到的业务信号的信干噪比SINR不能满足该业务QoS需求时,用户终端通过自身的发射端向服务基站提出协作请求;
C、服务基站选择协作模式,并向协作基站发送协作指示;
D、协作基站根据接收到的协作指示,与服务基站一道为用户终端发送业务信号。
其中,
表示基站到用户终端间的信道矩阵,维数是,、分别代表信道的接收端和发射端的天线数目,在时分双工模式下,利用信道的互易性,通过上行信道的探测参考信号来估计值,在频分双工模式下,通过用户终端的反馈来得到值;
因此,用户终端的信干噪比SINR通过下式计算得到:
其中i表示第i个基站。
在所述步骤B中,用户终端预置满足不同业务QoS需求所对应的信干噪比门限值列表,将周期性监测接收到的业务信号的信干噪比SINR与预置的信干噪比门限值列表做比较,确定是否需要提出协作请求。用户终端向服务基站发送的相关信息包括用户终端()计算出的信道状态信息()、预编码矩阵指示()和信道矩阵的秩信息等。
所述用户终端预置满足不同业务QoS需求的信干噪比门限值列表是在数据传输前在用户终端按业务类型分类预置。
所述用户终端将周期性监测接收到的业务信号的信干噪比SINR与预置的信干噪比门限值列表做比较的步骤是,用户终端周期性地计算接收信号的信干噪比SINR,并从所接收到的信号中解析出该信号的业务类型,从用户终端中预置的信干噪比门限值列表中选择所对应业务的信干噪比门限值进行对比。预置的信干噪比门限值与信号传输时的调制方式及业务所需的最低要求等有关,且随调制阶数的提高而增大。
所述用户终端确定是否需要提出协作请求的步骤为,当用户终端检测出的接收到的业务信号的信干噪比SINR小于或等于预置的信干噪比门限值列表中所对应业务的信干噪比门限值时,则需要协作,发送协作请求,否则用户终端不发送协作请求,继续监测信号的信干噪比SINR。
在步骤C中,所述协作模式包括部分协作模式和全协作模式。部分协作指基站之间仅交换信息和相关的控制信息;全协作指基站之间共享彼此之间的信息、控制信息及数据信息,多个基站共同为一个或多个用户传输数据;其中,服务基站向协作基站发送的指示信息包括协作模式及相关的信息等。
对于所述部分协作模式,选择服务基站和协作基站的预编码矩阵应遵循以下准则:
对于所述全协作模式,则选择服务基站和协作基站的预编码矩阵应遵循以下准则:
,
所述服务基站和协作基站是指地理位置相邻的基站。
在步骤D中,协作基站根据服务基站的指示,在相同的时频资源块内为一个或多个用户终端传输数据;
其中,协作基站发送的数据内容依靠服务基站分配,服务基站根据用户终端的反馈信息进行灵活调度;
其中,协作基站传输的数据可以是与服务基站相同的数据,从而产生分集增益;也可以是不同的数据,这时可产生多路复用增益。
本发明应用于频率复用因子为1的无线通信场景,仅以两基站协作为一个用户服务为实施例,可很容易地推广到多基站协作模型。
图2示出了上行多基站协作处理流程,开始时刻产生的反馈信息包括、及信道矩阵的秩信息等(步骤201);初始状态仅发送反馈信息至服务基站(步骤202);服务基站根据反馈信息结合基站端的状态调整反馈信息,计算并选择新的预编码向量(步骤203、205)。
当单基站传输不能满足***性能要求时,服务基站可以请求邻基站协作,通过基站之间的接***换、小区等信息(步骤207),当协作请求获准后,便向协作基站发送反馈信息,协作基站依次完成调整反馈信息和选择预编码向量过程(步骤204、206)。
图3示出了本发明多基站协作传输的流程。开始时刻处于未协作状态,监测传输业务类型并计算接收数据的(步骤301);查找该业务所对应的门限值并与其做比较,当接收信号的时(步骤302),向服务基站发出协作请求(步骤304),否则继续监测(步骤303);当初次请求协作时,***采用部分协作模式(步骤304)。
结合实施例,基站预编码矩阵的选择分别遵循以下准则
此时的上、下界满足下列不等式:
继续监测传输业务类型并计算接收数据的(步骤306),并与对应的作比较,当接收信号的还是达不到用户要求的时(步骤307),便向服务基站发出第二次协作请求(步骤309),否则继续监测(步骤308),服务基站结合第一次部分协作信息,向协作基站发出全协作指示(步骤310)。
结合实施例,基站预编码矩阵的选择分别遵循以下准则
不同业务的选择,与用户对该业务的的要求有关。下面以***的误码率()指标为例来说明,由于实际应用中不同的通信***,对于不同业务的要求也不尽相同。以第三代移动通信***为例,对于移动语音和视频图像业务,要求无线接入***的;对于数据业务,要求。
Claims (10)
1. 一种基于QoS的多基站自适应协作传输数据方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
A、用户终端周期性地监测接收到的业务信号的信干噪比(SINR),所述接收到的业务信号来自各服务基站;
B、当用户终端的接收端接收到的业务信号的信干噪比(SINR)不能满足该业务QoS需求时,用户终端通过自身的发射端向服务基站提出协作请求;
C、服务基站选择协作模式,并向协作基站发送协作指示;
D、协作基站根据接收到的协作指示,与服务基站一道为用户终端发送业务信号。
其中,
表示基站到用户终端间的信道矩阵,维数是,、分别代表信道的接收端和发射端的天线数目,在时分双工模式下,利用信道的互易性,通过上行信道的探测参考信号来估计值,在频分双工模式下,通过用户终端的反馈来得到值;
因此,用户终端的信干噪比(SINR)通过下式计算得到:
,
其中i表示第i个基站。
3. 根据权利要求1所述的基于QoS的多基站自适应协作传输数据方法,其特征在于:在所述步骤B中,用户终端预置满足不同业务QoS需求所对应的信干噪比门限值列表,将周期性监测接收到的业务信号的信干噪比(SINR)与预置的信干噪比门限值列表做比较,确定是否需要提出协作请求。
4.根据权利要求3所述的基于QoS的多基站自适应协作传输数据方法,其特征在于:所述用户终端预置满足不同业务QoS需求的信干噪比门限值列表是在数据传输前在用户终端按业务类型分类预置。
5.根据权利要求3所述的一种基于QoS的多基站自适应协作传输数据方法,
其特征在于:所述用户终端将周期性监测接收到的业务信号的信干噪比(SINR)与预置的信干噪比门限值列表做比较的步骤是,用户终端周期性地计算接收信号的信干噪比(SINR),并从所接收到的信号中解析出该信号的业务类型,从用户终端中预置的信干噪比门限值列表中选择所对应业务的信干噪比门限值进行对比。
6.根据权利要求3所述的基于QoS的多基站自适应协作传输数据方法,其特征在于:所述用户终端确定是否需要提出协作请求的步骤为,当用户终端检测出的接收到的业务信号的信干噪比(SINR)小于或等于预置的信干噪比门限值列表中所对应业务的信干噪比门限值时,则需要协作,发送协作请求,否则用户终端不发送协作请求,继续监测接收信号的信干噪比(SINR)。
7.根据权利要求1所述的基于QoS的多基站自适应协作传输数据方法,其特征在于,在步骤C中,所述协作模式包括部分协作模式和全协作模式。
10.根据权利要求1所述的基于QoS的多基站自适应协作传输数据方法,其特征在于:所述服务基站和协作基站是指地理位置相邻的基站。
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