CN102124664B - 基于多输入多输出的多基站协作通信的方法及装置 - Google Patents

基于多输入多输出的多基站协作通信的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种适用于时分双工和频分双工***的多基站协作通信的解决方案。具体地,服务基站和协同基站在一个或多个通信资源上发送具有特定多输入多输出特性的检测信号;移动站在该一个或多个通信资源上测量检测信号,并根据测量结果生成推荐协作通信模式的指示信息,优选地,将该推荐协作通信模式所对应的时频资源的序号报告给服务基站;然后,服务基站根据一个或多个移动站报告的指示信息,调度该一个或多个移动站中的至少一个移动站,并为该至少一个被调度的移动站提供多输入多输出的通信方式。通过本发明,提高了小区覆盖率,增加了小区边缘用户的吞吐量;减少与相邻基站之间的小区间干扰,优选地,还减少了上行反馈量,节省了上行带宽。

Description

基于多输入多输出的多基站协作通信的方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信网络,尤其涉及基于多输入多输出的多基站协作通信的方法及装置。
背景技术
为了提高单用户多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)和多用户MIMO的性能,阿尔卡特朗讯等公司发明了多基站协作MIMO的方式。其基本思想是,在相同的无线资源上多个基站与一个或多个移动站之间的联合MIMO传输与接收。该技术具有两方面的基本特点:
1)通过基站协调,多个基站可以在相同的时频资源上共同服务于相同的移动站。
2)各基站可以在相同的时频资源上服务一个或多个移动站。
在多基站协作MIMO方式下,各基站需要根据其服务的所有移动站的信道信息来建立最佳的协作关系和设计最优的MIMO发送方案,下行信道信息的获取可以不同方式实现:
i.对于时分双工(Time-Division Duplex,TDD)***,基站可以通过上行的探测信号(sounding)或上行业务信道(traffic channel)获取上行信道衰落响应,因为TDD***的上行信道与下行信道之间的互易性(reciprocity),只要上、下行传输的时间间隔小于信道的相干时间,就可以用上行信道估计来近似下行链路的信道状态信息;
ii.对于频分双工(Frequency-Division Duplex,FDD)***,因为上行信道和下行信道之间的频率间隔通常超过信道的相干带宽,因此下行信道衰落响应与上行信道衰落响应几乎不相关,因此,不能用上行信道响应来估计下行链路的信道状态信息。
因此,在FDD***中,信道状态信息可以通过每个移动站向基站反馈下行信道系数(channel coefficient)的方式来获取;或者通过每个移动站计算多个码本,并从中选出最佳的码本,将其序号和信道的信干噪比信息反馈给基站的方式获取下行信道信息。
上述方式i的缺点在于,仅适用于TDD***,而不适合于FDD***;
而上述方式ii的缺点在于,在反馈下行信道系数的方式中,终端的反馈量大,会占用有限的上行信道资源;而在计算码本的方式中,终端的计算复杂度较高。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提出了一种适用于时分双工TDD和频分双工FDD***的多基站协作通信的解决方案。具体地,服务基站(在移动站开机入网时,移动站所注册的基站,或者在移动站在小区间进行切换时,移动站新连入的目标基站)和协同基站(与服务基站协同为移动站服务的基站)在一个或多个通信资源上发送特定的用于检测的波束信号,也即具有特定多输入多输出特性的检测信号,移动站在该一个或多个通信资源上进行检测信号测量,并根据测量结果生成推荐协作通信模式的指示信息,优选地,将该推荐协作通信模式所对应的时频资源的序号报告给服务基站。然后,服务基站根据一个或多个移动站报告的指示信息,调度该一个或多个移动站中的至少一个移动站,并为所述至少一个被调度的移动站提供多输入多输出的通信方式。
根据本发明的第一方面,提供了一种在基于多输入多输出的无线通信网络的服务基站中用于为该基站所辖的一个或多个移动站提供通信方式的方法,其中,包括以下步骤:以一个或多个通信资源分别将一个或多个具有各自多输入多输出特性的第一检测信号发送给所述一个或多个移动站;获取来自所述一个或多个移动站的指示信息,所述指示信息用于指示与一个或多个所述移动站所推荐的推荐协作通信模式相对应的通信资源和/或多输入多输出特性相关的信息;根据所述指示信息,调度所述一个或多个移动站中的至少一个移动站,并为所述至少一个被调度的移动站提供多输入多输出的通信方式。
根据本发明的第二方面,提供了一种在基于多输入多输出的无线通信网络的协同基站中用于辅助服务基站为该协同基站所协同服务的移动站提供通信方式的方法,其中,包括以下步骤:以一个或多个通信资源将一个或多个具有多输入多输出特性的第二检测信号发送给所述一个或多个移动站。
根据本发明的第三方面,提供了一种在基于多输入多输出的无线通信网络的移动站中用于辅助服务基站为本移动站提供通信方式的方法,其中,包括以下步骤:获取来自一个或多个基站的以一个或多个通信资源发送的具有多输入多输出特性的至少一个检测信号,其中,所述一个或多个基站包括所述服务基站;分别测量所述一个或多个通信资源的至少一个通信资源上的一个或多个基站所发送的具有多输入多输出特性的至少一个检测信号的信号强度;根据所述测量的信号强度,生成一个或多个所推荐的推荐协作模式的指示信息,所述一个或多个指示信息用于指示与所述本移动站所推荐的一个或多个推荐协作通信模式相对应的通信资源和/或多输入多输出特性相关的信息。
根据本发明的第四方面,提供了一种在基于多输入多输出的无线通信网络的服务基站中用于为该服务基站所辖的一个或多个移动站提供通信方式的第一提供装置,其中,包括:第一信号发送装置,用于以一个或多个通信资源分别将一个或多个具有各自多输入多输出特性的第一检测信号发送给所述一个或多个移动站;指示信息获取装置,用于获取来自所述一个或多个移动站的指示信息,所述指示信息用于指示与一个或多个所述移动站所推荐的推荐协作通信模式相对应的通信资源和/或多输入多输出特性相关的信息;第二提供装置,用于根据所述指示信息,调度所述一个或多个移动站中的至少一个移动站,并为所述至少一个被调度的移动站提供多输入多输出的通信方式。
根据本发明的第五方面,提供了一种在基于多输入多输出的无线通信网络的协同基站中用于辅助服务基站为该协同基站所协同服务的移动站提供通信方式的第一辅助装置,其中,包括:第二信号发送装置,用于以一个或多个通信资源将一个或多个具有多输入多输出特性的第二检测信号发送给所述一个或多个移动站。
根据本发明的第六方面,提供了一种在基于多输入多输出的无线通信网络的移动站中用于辅助服务基站为所述本移动站提供通信方式的第二辅助装置,其中,包括:信号获取装置,用于获取来自一个或多个基站的以一个或多个通信资源发送的具有多输入多输出特性的至少一个检测信号,其中,所述一个或多个基站包括所述服务基站;测量装置,用于分别测量所述一个或多个通信资源的至少一个通信资源上的一个或多个基站所发送的具有多输入多输出特性的至少一个检测信号的信号强度;指示信息生成装置,用于根据所述测量的信号强度,生成一个或多个指示信息,所述一个或多个指示信息用于指示与所述本移动站所推荐的一个或多个推荐协作通信模式相对应的通信资源和/或多输入多输出特性相关的信息。
本发明的优点如下:
i)同时适用于时分双工***和频分双工***;
ii)优选地,在移动站发送的指示信息中,移动站仅需要向服务基站反馈适合多基站协同通信或多基站中至少一个协同基站干扰抑制的通信方式所对应的时频资源的序号(index),而不需要反馈分别与服务基站和协同基站之间的信道系数,因此,减少了上行反馈量,节省了上行带宽;
iii)提高了小区覆盖率,并增加了小区边缘用户的吞吐量;
iv)减少与相邻基站之间的小区间干扰。
附图说明
通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1示出了根据本发明的一个具体实施例的,无线通信网络的多基站协作多输入多输出的示意图;
图2示出了根据本发明的一个具体实施例的***方法流程图;
图3描述了多个基站协同发送多个机会波束成形检测信号的一个示例;
图4A示出了在第1号时频资源块上移动站4对来自多个基站的机会波束成形信号的检测的示意图;
图4B示出了在第2号时频资源块上移动站4对来自多个基站的机会波束成形信号的检测的示意图;
图5示出了根据本发明的一个具体实施例的,无线通信网络的服务基站1中的第一提供装置10,协同基站2、3中的第一辅助装置20和移动站4中的第二辅助装置30用于进行基于多输入多输出的多基站协作通信的装置框图。
其中,相同或相似的附图标记代表相同或相似的装置(模块)或步骤。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一个具体实施例的,无线通信网络的多基站协作多输入多输出的示意图。图1中,移动站4由基站1、基站2和基站3进行协同服务,因为移动站4向基站1进行注册,例如移动站4在开机入网时向基站1进行注册,或者在移动站4在小区间切换时,新连入的目标基站是基站1,因此,基站1是移动站4的服务基站。当移动站4处于邻近基站2与基站3的小区的边缘位置时,服务基站1与基站2、基站3交互控制指令,基站1指示基站2和基站3与基站1进行协作,完成与移动站4之间的通信,因此,基站2和基站3是移动站4的协同基站。同时,基站1也为移动站5服务。基站1采用多用户多输入多输出(Multi-UserMultiple Input Multiple Output,MU-MIMO)方式为移动站4和移动站5进行服务,以避免或最小化移动站4和移动站5之间的多用户干扰。基站2和基站3采用单用户多输入多输出(Single-User Multiple Input Multiple Output,SU-MIMO)为移动站4提供服务。
参照图2,并结合图1,对本发明的***方法流程图进行具体描述。图2示出了根据本发明的一个具体实施例的***方法流程图。以下,先以基站1、基站2、基站3和移动站4、移动站5之间的通信为例,对本发明的一个具体的实施例进行描述如下。
首先,在步骤S100中,移动站4确定其服务基站为基站1。在开机入网时,移动站4向基站1注册了相关信息,因此,基站1是移动站4的服务基站;或者,在另外一种情形下,移动站4在进行小区间切换(handover)时,移动站4从其归属小区移动到相邻小区,并与相邻小区的目标基站1建立通信,因此,基站1为移动站4的服务基站。同样的,移动站5也确定基站1为其服务基站。可以理解,在实际的网络配置中,一个基站辖有一个或多个移动站,在本实施例中,为了便于说明,仅示出基站1所辖的两个移动站4和移动站5。当然,本发明对于基站1辖有多个移动站的情形同样适用。
然后,在步骤S101中,基站1分别指示其所辖的移动站4和移动站5进行信道相关信息的测量和报告。具体的,基站1分别为移动站4和移动站5分配上行控制信道和设置报告信道相关报告信息的条件,以便于移动站4和移动站5在该控制信道上报告其信道相关信息测量的结果。
在步骤S102中,移动站4,5分别对信道相关信息进行测量,以生成信道相关报告信息。具体地,该信道相关报告信息可以包括信道质量相关信息,例如:接收信号强度指示(Receive Signal Strength Indicator,RSSI),载波与干扰噪声比(CarrierInterference to Noise Ratio,CINR),或者信道质量指示(Channel Quality Indicator,CQI),或者还可以包括移动站的位置相关信息,例如:移动站的波达方向(Direction ofArrival,DoA)或者到达方向角(Angle of Arrival,AoA)。
其中,RSSI估计比较简单,计算不太复杂,因为它不需要对接收到的采样信号进行处理和解调。不过,接收到的信号同时也包含了噪声、干扰以及其它信道损失,所以接收到的信号很强并不意味着信道和信号质量良好,而只表明信道中存在很强的信号。
CINR(或SNR或SINR)提供了所需信号与干扰(或噪声或干扰加噪声)相比强度如何的信息。大多数无线通信***都是干扰受限***,因此更常采用CIR和CINR。相比RSSI,这些测量结果提供了更准确、更可靠的估计,但代价是计算更复杂并有额外的延迟。通过分别估计信号功率和干扰功率,然后再取二者的比值来估计CINR。这个信道参数估计可用来计算信号功率。
移动站测量RSSI、CINR、CQI和DoA的具体实现是本领域一般技术人员所熟知的,本发明不予赘述。
移动站4、5既可以测量与服务基站,也即基站1之间的信道相关信息,也可以测量与其他基站,例如基站2、3之间的信道相关信息,以生成信道相关报告信息。
然后,在步骤S103中,移动站4、5分别将各自的信道相关报告信息提供给基站1或者将符合服务基站1设置的信道相关报告信息条件的信道相关报告信息提供给基站1。
在一个变化的实施例中,移动站4、5已经预先获取了来自基站1的指示信息,也即,移动站4、5知晓应该在哪个控制信道上以及在何种条件下将信道相关报告信息报告给基站1,因此,步骤S100-步骤S102可以省略,例如,移动站4、5周期性地向基站1报告其信道相关报告信息。
然后,在步骤S104中,基站1根据其所辖的一个或多个移动站的信道相关报告信息的报告结果向一个或多个相邻基站发出发送具有特定多输入多输出特性的检测信号的请求。在本实施例中,先以该具有特定多输入多输出特性的检测信号为机会波束成形检测信号为例进行说明。
具体的,在步骤S104中,基站1根据获取的多个移动站的信道相关报告信息,包括在步骤S103中获取的分别来自移动站4和移动站5的信道相关报告信息,确定是否需要以多基站协作MIMO方式以及与哪些基站构造协作MIMO方式来服务某个移动站。一旦选择多基站协作MIMO方式,则服务基站1需要向特定的相邻基站发出发送机会波束成形的检测信号的请求。在本实施例中,服务基站1确定与基站2和基站3构造协作MIMO方式服务移动站4,同时以非协作MIMO方式服务移动站5。在本实施例中,服务基站1选择在相同的时频资源上同时服务移动站4和移动站5,因此,基站1与移动站4和移动站5之间形成了传统的单基站多用户MIMO方式(Multi-User MIMO,MU-MIMO)。下面,以移动站4为例阐述本发明的多基站协作MIMO的工作原理。对于移动站5,不再赘述。
然后,在步骤S105中,各个所述被请求的基站根据自己的资源占用情况等信息,确定是否接受基站1发起的与基站1一起发送机会波束成形的检测信号的请求。在本实施例中,基站2和基站3向基站1发送确认信息,用于确认与基站1协作发送机会波束成形的检测信号。
当基站1获得一个或者多个相邻基站,如基站2和基站3的接受发送波束成形检测信号的请求后,在步骤S106中,基站1指示协同基站2和基站3发送机会波束成形的检测信号。
优选地,在步骤S106中,基站1还可以进一步地指示协同基站2、3在特定的时频资源上发送何种特定的波束,以对准或不对准特定的移动站或发送随机波束。因此,协同基站2、3获取了来自基站1的应以何种时频资源发送何种方向的波束的指示信息。例如,基站1分别指示基站2和3在第1号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号2B和3A,并分别指示基站2、3在第2号时频资源块上分别发送机会波束成形的检测信号2A和3C,以希望对准或不对准目标移动站4。
然后,在步骤107中,服务基站1和协同基站2、3以特定的时频资源同时发送机会波束成形的检测信号。
以下对基站1、2、3的波束信号的发送过程进行详细说明。图3描述了多个基站协同发送多个机会波束成形检测信号的一个示例。所谓机会波束成形,其基本思想是通过把信道优先分配给那些最有可能完成连续传输的用户,这样可以使***的吞吐量最大化。对于反射空间信道,机会波束成形方法会指向具有最高SINR的用户;另一方面,在充分散射情况下,机会机制会把信道分配给那些具有最高瞬时容量的用户。
在本实施例中,将每个小区按照图3示意的方式,划分为3个扇区,每个扇区为120度。其中,基站1位于小区的中心,其对应了该小区中的一个120度的扇区,该基站1可以发送6种方向的波束,按照顺时针方向,6个波束分别记为1A-1F,鉴于篇幅有限,图中未示出所有波束的附图标记。可以理解,一个扇区也可以对应8个波束或者其他若干个波束,完全可以由管辖该扇区的基站进行配置。同理,示例性地,基站2在其所辖的扇区内也发送6种方向的波束,按照顺时针方向排列,分为记为2A-2F,基站3在其所辖的扇区内也发送6种方向的波束,按照顺时针方向排列,分别记为3A-3F。
在本实施例中,将所有扇区划分为3个子集,分别为子集A、子集B和子集C,每个子集包括若干个不相邻的扇区。基站1所辖的扇区位于子集A,基站2所辖的扇区位于子集B,基站3所辖的扇区位于子集C。属于不同子集的基站可以在相同时频资源块的不同子载波上发送波束检测信号,因为来自不同子集的波束均使用不同的子载波进行发送,因此,移动站可以根据接收到的波束所使用的子载波判断该波束来自哪个基站,并与来自其他基站的波束相区分。
服务基站1可以根据移动站的信道相关报告信息来确定在特定的时频资源上发送特定的波束。例如,当移动站4报告的信道相关报告信息包括移动站4与基站1之的DoA或AoA时,基站1可以根据移动站4报告的与本基站1之间的DoA或AoA信息,将波束检测信号对准该目标移动站4。举例而言,基站1在第1号时频资源块上发送机会波束成形检测信号1C,在第2号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号1C,以希望对准目标移动站4。此外,基站1还在第3-第10号时频资源上发送机会波束成形的检测信号。本文以第1号-第10号时频资源为例说明,可以理解,在实际的应用场景中,时频资源的序号可能会发生变化,且也并不仅限于上述的10个时频资源块,而可以包括多个时频资源块。
如果在步骤S106中,基站1发送给基站2和基站3的检测指令信息中,包括指示协同基站2在第1号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号2B,在第2号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号2A;并指示基站3在第1号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号3A,并在第2号时频资源块上发送3C,则在步骤S 107中,基站1在第1号时频资源块上发送机会波束成形检测信号1C,在第2号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号1C;基站2根据基站1的检测指令信息,在第1号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号2B,在第2号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号2A;相应地,在步骤S107中,基站3也根据基站1的检测指令信息,在第1号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号3A,在第2号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号3C。
在步骤S107中,基站2和基站3还可以在第3号-第10号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号。
然后,在步骤S108中,基站1进一步指示移动站4在第1号-第10号的全部或部分时频资源块上对来自各个基站的机会波束成形的检测信号进行测量。
可选地,在步骤S108中,基站1进一步指示移动站4以何种方式、在何种条件下向其报告根据对波束成形检测信号的测量所生成的推荐协作模式的指示信息。
然后,在步骤S109中,移动站4根据基站1的指示,在所指示的时频资源块上分别测量机会波束成形的检测信号强度。以下,参照图4,对步骤S109和步骤S110进行具体描述。
图4A示出了在第1号时频资源块上移动站4对来自多个基站的机会波束成形信号的进行检测的示意图,图4B示出了在第2号时频资源块上移动站4对来自多个基站的机会波束成形信号的进行检测的示意图。
如图4A所示,在第1号时频资源块上,移动站4可以检测到来自3个基站的波束信号,因为不同的基站以不同的子载波发送波束信号,因此,移动站4可以区分出其接收到的信号分别来自哪个基站。
在本实施例中,移动站4分别测量来自服务基站1、协同基站2和3的机会波束成形的检测信号。例如,移动站4检测到的来自服务基站1的信号强度高于第一预定阈值,例如-85dBm,例如,移动站4检测到的来自服务基站1的信号强度为-80dBm,且来自至少一个协同基站的信号强度高于第二预定阈值,例如-90dBm时,例如,移动站4检测到的来自协同基站2和3的信号强度分别为-84dBm和-85dBm,均高于第二预定阈值时,根据基站1的指示,移动站4可以将该种协作通信模式,也即,基站1与基站2、3以这种情况下各自的波束或者这些波束对应的第1号时频资源块,向移动站提供数据业务的方式作为移动站推荐的协作通信模式提供给服务基站(以下为了便于说明,简称为第一推荐协作通信模式)。
当移动站4在多个时频资源上检测的来自服务基站1高于第一预定阈值,且至少一个来自协同基站的信号强度高于第二预定阈值时,根据基站1的指示,移动站4可以将所有满足上述条件的多个协作通信模式均作为推荐协作通信模式报告给服务基站1。除此之外,根据基站1的指示,移动站4还可以选出其中一个增益最大的模式,作为推荐协作通信模式。
在步骤S110中,根据基站1的报告指令信息,移动站4将该指示一个或多个第一推荐协作通信模式的指示信息报告给基站1。
在另一种情况下,在第2号时频资源上,如图4B所示,移动站4检测到的来自基站1的信号强度高于第三阈值,例如-60dBm,例如,移动站4检测到的来自基站1的信号强度为-55dBm,且来自协同基站2、3的信号强度均低于第四阈值,例如,-100dBm时,例如,移动站4检测到的来自协同基站2、3的信号强度分别为-105dBm和-120dBm,均低于-100dBm时,根据基站1的指示,移动站4可以将该种协作通信模式,也即,基站1以该波束或者该波束对应的第2号时频资源向移动站4提供数据业务,而至少一个协同基站抑制对本移动站产生干扰的方式,作为向基站1的推荐协作通信模式,以下简称为第二推荐协作通信模式。换言之,第二推荐协作通信模式指示仅由基站1以该波束或者该波束对应的时频资源为移动站4提供数据业务,而至少一个协同基站,优选的,为在该通信资源上对移动站4干扰最强的基站2(其信号强度最大,为-105dBm),以抑制对本移动站产生干扰的方式与基站1进行协作,也即,其发送的波束方向避开移动站4的方向。在实际***中,在干扰抑制的情况中,所有协同基站均采用抑制对本移动站产生干扰的方式的效率不高,因此,一般性地,在***容错率允许的情况下,只要保证对移动站干扰最强的基站的信号避开该移动站的方向即可。
则在步骤S110中,根据基站1的指示,移动站4也可以将第二推荐协作通信模式的相关指示信息报告给基站1。
当然,当移动站4在多个时频资源上检测的来自服务基站1高于第三预定阈值,且来自各个协同基站的信号强度均低于第四预定阈值时,根据基站1的指示,移动站可以将所有满足上述条件的协作通信模式均作为推荐协作通信模式报告给服务基站1。优选地,移动站4选出其中一个来自服务基站1的信号强度最大的模式,作为推荐协作通信模式,以第二推荐协作通信模式为例,并在步骤S110中,将第二推荐协作通信模式的相关指示信息报告给基站1,以节省上行反馈带宽。
当然,移动站4可以根据基站1的指示同时将第一推荐协作通信模式和第二推荐协作通信模式均报告给基站1,也可以在两者之间进一步选择出一个增益最大的模式报告给基站1。例如,如果采用第一推荐协作通信模式获得的***容量高于采用第二推荐协作通信模式获得的***容量时,则移动站4仅报告第一推荐协作通信模式对应的指示信息,反之,则移动站4仅报告第二推荐协作通信模式对应的指示信息。
应注意,前述第一预定阈值、第二预定阈值、第三预定阈值和第四预定阈值的取值仅作示例,本领域技术人员应可根据实际情况选择其他阈值。
当然,如果一个移动站在遍历了一个帧中的各个时频资源块后,例如第1号时频资源至第10号时频资源后,仅找到了在一个时频资源块上,检测到的来自服务基站的检测信号的强度高于第三阈值,且所有检测到的来自协同基站的检测信号的强度均低于第四阈值时,也即对应了仅由服务基站1向该移动站提供数据业务,而其他协同基站中的至少一个协同基站,例如基站3以抑制对本移动站产生干扰的通信方式时,该移动站将这种通信方式作为推荐协作通信模式,并将及其对应的时频资源块的序号,例如第3号时频资源,报告给基站1。
因此,在步骤S110中,根据基站1的报告指令信息,移动站4向服务基站1报告其推荐的推荐协作通信模式相对应的通信资源和/或多输入多输出特性。
例如,根据基站1的指示,移动站4向基站1报告对应于图4A的移动站4所推荐的基站1与基站2、3以第1号时频资源块同时向移动站提供数据业务的方式和/或该方式所对应的如图所示的波束,还可以报告对应于图4B的由基站1在第2号时频资源块上为移动站4提供数据业务,基站2在第2号时频资源块上以抑制对本移动站产生干扰的方式与基站1进行协作的方式和/或该方式所对应的如图所示的波束。具体地,根据基站1的指示,移动站4向基站1报告适合多基站同时为移动站4提供数据业务的时频资源块的序号为1,而适合仅有服务基站为移动站4提供数据业务,而至少一个协同基站抑制对移动站4的干扰的时频资源块的序号为2。
可选地,在步骤S110中,移动站4可以根据基站1的指示从上述两种协作通信模式中选择一个增益最大的模式报告给基站1。例如,移动站在第1号时频资源块上采用服务基站和协同基站同时提供数据业务的协作模式对应的***容量高于在第2号时频资源块上仅由服务基站提供数据业务而至少一个协同基站抑制对本移动站4的干扰的协作模式所对应的***容量时,则移动站4仅报告第一推荐协作通信模式及其对应的第1号时频资源块给基站1;反之,则移动站4仅报告第二推荐协作通信模式及其对应的第2号时频资源块给基站1。
可选地,在步骤S110中,移动站4还可以将其向基站1所推荐的推荐协作通信模式所对应的检测到的各个信号的强度或者所推荐的推荐协作通信模式所对应的容量报告给基站1。例如,移动站4向基站1报告在第1号时频资源块上,其检测到的来自服务基站1的信号强度为-80dBm,其检测到的来自协同基站2和3的信号强度分别为-84dBm和-85dBm;在第2号时频资源块上,其检测到的来自服务基站1的信号强度为-55dBm,其检测到的来自协同基站2、3的信号强度分别为-105dBm和-120dBm。
然后,在步骤S111中,服务基站1根据其获取的来自基站1所辖的各个移动站的推荐协作通信模式的指示信息,综合地对各个移动站中的至少一个移动站进行调度,并为被该被调度的移动站提供与由该移动站所推荐的推荐协作通信模式相对应的通信方式。具体地,例如,基站1获取来自移动站4的指示信息,用于指示移动站4所推荐的两种通信方式,即,在第1号时频资源块上,基站1、基站2和基站3协同为移动站4提供数据业务的通信方式,而在第2号时频资源上,基站1单独为移动站4提供数据业务,而基站2抑制对移动站4产生干扰的协作通信方式。
可选的,若某一个协同基站,例如基站2有优先级更高的业务需要处理,或者基站2的自由度受到限制,不允许其与基站1进行同步时,或者其他原因,则基站1可以确定一个与该移动站所推荐的推荐协作通信模式不同的通信方式,比如选择单独为移动台4提供服务而不需要其他基站的协作;或者,调度基站1和基站3在第1号时频资源上,协同为移动站4提供数据业务,而基站2在第1号时频资源上,以抑制对移动站4产生干扰的方式与基站1和基站3进行协作;或者,基站1为移动站4调度在第2号时频资源块上,仅由基站1为移动站4提供数据业务,而在第2号时频资源块上,基站3抑制对移动站4产生干扰的方式与基站1进行协作。
当然,如果基站1收到的来自移动站4的指示信息仅包括一种推荐协作通信模式,基站1也需要综合来自其所辖的各个移动站所反馈的指示信息和相关的协同基站的资源占用情况进行调度。基站1的具体调度方式与上述移动站4向基站1报告的指示信息包括多种协作通信模式时基站1的调度方式类似,在此不予赘述。
然后,在步骤S112中,基站1通知基站2、3根据调度的结果,以特定的时频资源和波束为移动站4提供数据通信业务,并通知被调度的移动站4在特定的时频资源上进行相应的多输入多输出通信。
例如,基站1通知基站2在第1号时频资源上以避开移动站4的方向进行数据业务的传输,通知基站3在第1号时频资源上按照之前发送机会波束成形检测信号的方向和加权相关信息,发送波束成形的数据;或者通知基站2在第2号时频资源上以避开移动站4的方向进行数据业务的传输。
此外,基站1通知移动站4在特定的时频资源上,进行相应的多输入多输出通信。具体的,基站1通知移动站4在第1号时频资源上,使用2根天线,同时接收来自基站1和基站2的MIMO数据信号,或在第2号时频资源上接收来自基站1的数据信号。
然后在步骤S113中,基站1、基站2和基站3分别按照在步骤S112中的指示,以特定的时频资源和波束,与被调度的移动站4进行多输入多输出通信。
在步骤S114中,移动站4获取等效的信道响应并依据等效的信道响应检测信号。
在一个变化的实施例中,前述的各个经机会波束成形的检测信号也可以由经过码本中的某个码字进行预编码处理的检测信号来代替而不影响本发明的实质。
在一个变化的实施例中,步骤S100-S103是可省略的。也即,服务基站1随机在一个或多个时频资源上发送一个或多个不同机会波束成形的检测信号,而不需要根据来自移动站的信道相关报告信息。
在一个变化的实施例中,步骤S104-S106也是可以省略的,各个协同基站可以在网络配置的初期与服务基站约定要在哪些通信资源上发送何种方向的机会成形的波束检测信号。因此,步骤S107可以由步骤S107’所替代,即在步骤S107’中,服务基站和协同基站分别按照约定,周期性地在特定的通信资源上发送约定的波束检测信号。
在一个变化的实施例中,步骤S108也是可以省略的。移动站4与协同基站在网络配置时已约定好,移动站应该在哪个/哪多个时隙的哪个/哪多个帧对机会波束成形的信号进行检测,则步骤S10可由步骤S109’所替代,在步骤S109’中,移动站4依次在约定好的一个或多个帧的一个或多个时隙对接收到的机会波束成形的信号进行检测。
此外,移动站与服务基站在网络配置时可以约定好,移动站应该以何种方式、在何种条件下向服务基站报告与推荐协作通信模式相对应的指示信息,因此,步骤S110可由步骤S110’代替,即移动站可以按照与服务基站的约定,在满足条件时,以特定的方式向服务基站报告与推荐协作通信模式相对应的指示信息,而不需要实时获取来自服务基站的报告指令信息。
在一个变化的实施例中,步骤S110也是可以省略的,即在某些场景下,移动站可以与服务基站约定不报告指示信息,这些场景包括但不限于,当移动站检测到的来自服务基站的信号低于第五预定阈值,或者移动站检测到的来自服务基站的波束信号和来自协同基站的波束信号既不适合多基站协作,也不适合干扰抑制的通信方式等。因此,在该帧中,没有基站为未报告指示信息的移动站提供服务,但是,基站会在后续的帧中向该用户提供服务。
在一个变化的实施例中,一个基站可以在同一个时频资源中通过不同的天线发送不同的机会波束成形的检测信号,以取空间分集或增益。
此外,步骤S106和步骤S108没有严格的先后顺序,基站1既可以同时执行步骤S106和步骤S108,又可以先执行步骤S106再执行步骤S108或者先执行步骤S108再执行步骤S106。
图5是根据本发明一个具体实施例,无线通信网络的服务基站1中的第一提供装置10,协同基站2、3中的第一辅助装置20和移动站4中的第二辅助装置30用于进行基于多输入多输出的多基站协作通信的装置框图。
其中,第一提供装置10位于以图1所示的基站1中。第一提供装置10包括报告获取装置100,确定装置101,第一信号发送装置102,指令生成装置103,指令发送装置104,指示信息获取装置105和第二提供装置106。
其中,第一辅助装置20包括第一指令获取装置200和第二信号发送装置201。
其中,第二辅助装置30包括第二指令获取装置301,信号获取装置302,测量装置303,指示信息生成装置304和指示信息报告装置305。
参照图2,并结合图1,对本发明的装置图进行具体描述。以下,先以基站1、基站2、基站3和移动站4、移动站5之间的通信为例,对本发明的一个具体的实施例进行描述如下。
首先,移动站4确定其服务基站为基站1。在开机入网时,移动站4向基站1注册了相关信息,因此,基站1是移动站4的服务基站;或者,在另外一种情形下,移动站4在进行小区间切换(handover)时,移动站4从其归属小区移动到相邻小区,并与相邻小区的目标基站1建立通信,因此,基站1为移动站4的服务基站。同样的,移动站5也确定基站1为其服务基站。可以理解,在实际的网络配置中,一个基站辖有一个或多个移动站,在本实施例中,为了便于说明,仅示出基站1所辖的两个移动站4和移动站5。当然,本发明对于基站1辖有多个移动站的情形同样适用。
然后,基站1分别指示其所辖的移动站4和移动站5进行信道相关信息的测量和报告。具体的,基站1分别为移动站4和移动站5分配上行控制信道和设置报告信道相关报告信息的条件,以便于移动站4和移动站5在该控制信道上报告其信道相关信息测量的结果。
然后,移动站4,5分别对信道相关信息进行测量,以生成信道相关报告信息。具体地,该信道相关报告信息可以包括信道质量相关信息,例如:接收信号强度指示(ReceiveSignal Strength Indicator,RSSI),载波与干扰噪声比(Carrier Interference toNoise Ratio,CINR),或者信道质量指示(Channel Quality Indicator,CQI),或者还可以包括移动站的位置相关信息,例如:移动站的波达方向(Direction of Arrival,DoA)或者到达方向角(Angle of Arrival,AoA)。
其中,RSSI估计比较简单,计算不太复杂,因为它不需要对接收到的采样信号进行处理和解调。不过,接收到的信号同时也包含了噪声、干扰以及其它信道损失,所以接收到的信号很强并不意味着信道和信号质量良好,而只表明信道中存在很强的信号。
CINR(或SNR或SINR)提供了所需信号与干扰(或噪声或干扰加噪声)相比强度如何的信息。大多数无线通信***都是干扰受限***,因此更常采用CIR和CINR。相比RSSI,这些测量结果提供了更准确、更可靠的估计,但代价是计算更复杂并有额外的延迟。通过分别估计信号功率和干扰功率,然后再取二者的比值来估计CINR。这个信道参数估计可用来计算信号功率。
移动站测量RSSI、CINR、CQI和DoA的具体实现是本领域一般技术人员所熟知的,本发明不予赘述。
移动站4、5既可以测量与服务基站,也即基站1之间的信道相关信息,也可以测量与其他基站,例如基站2、3之间的信道相关信息,以生成信道相关报告信息。
进行了上述操作后,移动站4、5的报告装置300分别将各自的信道相关报告信息提供给基站1或者将符合服务基站1设置的信道相关报告信息条件的信道相关报告信息提供给基站1。
在一个变化的实施例中,移动站4、5已经预先获取了来自基站1的指示信息,也即,移动站4、5知晓应该在哪个控制信道上以及在何种条件下将信道相关报告信息报告给基站1,因此,报告装置300可以周期性地向基站1报告其信道相关报告信息,而不需要依赖于之前移动站4、5以及基站1的操作。
然后,第一提供装置10中的发送请求装置(图中未示出)根据其所辖的一个或多个移动站的信道相关报告信息的报告结果向一个或多个相邻基站发出发送具有特定多输入多输出特性的检测信号的请求。在本实施例中,先以该具有特定多输入多输出特性的检测信号为机会波束成形检测信号为例进行说明。
具体的,基站1根据获取的多个移动站的信道相关报告信息,包括由报告获取装置100获取的分别来自移动站4和移动站5的信道相关报告信息,确定是否需要以多基站协作MIMO方式以及与哪些基站构造协作MIMO方式来服务某个移动站。一旦选择多基站协作MIMO方式,则发送请求装置需要向特定的相邻的基站发出发送机会波束成形的检测信号的请求。在本实施例中,服务基站1确定与基站2和基站3构造协作MIMO方式服务移动站4,同时以非协作MIMO方式服务移动站5。在本实施例中,服务基站1选择在相同的时频资源上同时服务移动站4和移动站5,因此,基站1与移动站4和移动站5之间形成了传统的单基站多用户MIMO方式(Multi-User MIMO,MU-MIMO)。下面,以移动站4为例阐述本发明的多基站协作MIMO的工作原理。对于移动站5,不再赘述。
然后,各个所述被请求的基站的第一辅助装置20中的请求确认装置(图中未示出),根据自己的资源占用情况等信息,确定是否接受基站1发起的与基站1一起发送机会波束成形的检测信号的请求。在本实施例中,基站2和基站3中的请求确认装置向基站1发送确认信息,用于确认与基站1协作发送机会波束成形的检测信号。
当基站1获得一个或者多个相邻基站,如基站2和基站3的接受发送波束成形检测信号的请求后,指令生成装置103指示协同基站2和基站3发送机会波束成形的检测信号。
优选地,指令生成装置103还可以进一步地指示协同基站2、3在特定的时频资源上发送何种特定的波束,以对准或不对准特定的移动站或发送随机波束。因此,协同基站2、3获取了来自基站1的应以何种时频资源发送何种方向的波束的指示信息。例如,基站1分别指示基站2和3在第1号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号2B和3A,并分别指示基站2、3在第2号时频资源块上分别发送机会波束成形的检测信号2A和3C,以希望对准或不对准目标移动站4。
然后指令发送装置104将上述指令发送至基站2和基站3。
服务基站1的第一信号发送装置102和协同基站2、3的第二信号发送装置201以特定的时频资源同时发送机会波束成形的检测信号。
以下对基站1、2、3的波束信号的发送过程进行详细说明。图3描述了多个基站协同发送多个机会波束成形检测信号的一个示例。所谓机会波束成形,其基本思想是通过把信道优先分配给那些最有可能完成连续传输的用户,这样可以使***的吞吐量最大化。对于反射空间信道,机会波束成形方法会指向具有最高SINR的用户;另一方面,在充分散射情况下,机会机制会把信道分配给那些具有最高瞬时容量的用户。
在本实施例中,将每个小区按照图3示意的方式,划分为3个扇区,每个扇区为120度。其中,基站1位于小区的中心,其对应了该小区中的一个120度的扇区,该基站1可以发送6种方向的波束,按照顺时针方向,6个波束分别记为1A-1F,鉴于篇幅有限,图中未示出所有波束的附图标记。可以理解,一个扇区也可以对应8个波束或者其他若干个波束,完全可以由管辖该扇区的基站进行配置。同理,示例性地,基站2在其所辖的扇区内也发送6种方向的波束,按照顺时针方向排列,分为记为2A-2F,基站3在其所辖的扇区内也发送6种方向的波束,按照顺时针方向排列,分别记为3A-3F。
在本实施例中,将所有扇区划分为3个子集,分别为子集A、子集B和子集C,每个子集包括若干个不相邻的扇区。基站1所辖的扇区位于子集A,基站2所辖的扇区位于子集B,基站3所辖的扇区位于子集C。属于不同子集的基站可以在相同时频资源块的不同子载波上发送波束检测信号,因为来自不同子集的波束均使用不同的子载波进行发送,因此,移动站可以根据接收到的波束所使用的子载波判断该波束来自哪个基站,并与来自其他基站的波束相区分。
具体地,服务基站1的确定装置101可以根据移动站的信道相关报告信息来确定在特定的时频资源上发送特定的波束。例如,当移动站4报告的信道相关报告信息包括移动站4与基站1之的DoA或AoA时,确定装置101可以根据移动站4报告的与本基站1之间的DoA或AoA信息,将波束检测信号对准该目标移动站4。举例而言,确定装置101确定在第1号时频资源块上发送机会波束成形检测信号1C,在第2号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号1C,以希望对准目标移动站4。此外,基站1还在第3-第10号时频资源上发送机会波束成形的检测信号。本文以第1号-第10号时频资源为例说明,可以理解,在实际的应用场景中,时频资源的序号可能会发生变化,且也并不仅限于上述的10个时频资源块,而可以包括多个时频资源块。
如果指令发送装置104发送给基站2和基站3的检测指令信息中,包括指示协同基站2在第1号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号2B,在第2号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号2A;并指示基站3在第1号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号3A,并在第2号时频资源块上发送3C,则第一信号发送装置102在第1号时频资源块上发送机会波束成形检测信号1C,在第2号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号1C;基站2中的第二信号发送装置201根据指令发送装置104的检测指令信息,在第1号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号2B,在第2号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号2A;相应地,基站3中的第二信号发送装置201也根据指令发送装置104的检测指令信息,在第1号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号3A,在第2号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号3C。
此外,基站2和基站3的第二信号发送装置还可以分别在第3号-第10号时频资源块上发送机会波束成形的检测信号。
基站1的指令发送装置104还可以进一步指示移动站4在第1号-第10号的全部或部分时频资源块上对来自各个基站的机会波束成形的检测信号进行测量。
可选地,指令发送装置104进一步指示移动站4以何种方式、在何种条件下向其报告根据对波束成形检测信号的测量所生成的推荐协作模式的指示信息,也即指令发送装置104将指示信息发送至第二指令获取装置301。
然后,移动站4的信号获取装置302、测量装置303根据第二指令获取装置301获取的来自指令发送装置104的指示,在所指示的时频资源块上分别测量机会波束成形的检测信号强度。以下,参照图4,对信号获取装置302与测量装置303所执行的操作进行具体描述。
测量装置303可以根据第二指令获取装置301所获取的指示,在第1和2号时频资源块或其他时频资源块上对机会波束成形信号的进行检测。
图4A示出了在第1号时频资源块上移动站4对来自多个基站的机会波束成形信号的进行检测的示意图,图4B示出了在第2号时频资源块上移动站4对来自多个基站的机会波束成形信号的进行检测的示意图。
如图4A所示,在第1号时频资源块上,移动站4的测量装置303可以检测到来自3个基站的波束信号,因为不同的基站以不同的子载波发送波束信号,因此,测量装置303可以区分出其接收到的信号分别来自哪个基站。
在本实施例中,测量装置303分别测量来自服务基站1、协同基站2和3的机会波束成形的检测信号。例如,测量装置303检测到的来自服务基站1的信号强度高于第一预定阈值,例如-85dBm,例如,测量装置303检测到的来自服务基站1的信号强度为-80dBm,且来自至少一个协同基站的信号强度高于第二预定阈值,例如-90dBm时,例如,测量装置303检测到的来自协同基站2和3的信号强度分别为-84dBm和-85dBm,均高于第二预定阈值时,根据第二指令获取装置301所获取的指示,指示信息生成装置304可以将该种协作通信模式,也即,基站1与基站2、3以这种情况下各自的波束或者这些波束对应的第1号时频资源块,向移动站提供数据业务的方式作为移动站推荐的协作通信模式(以下为了便于说明,简称为第一推荐通信模式)。以生成指示信息,指示信息报告装置305将该指示信息提供给服务基站1。
当测量装置303在多个时频资源上检测的来自服务基站1高于第一预定阈值,且至少一个来自协同基站的信号强度高于第二预定阈值时,根据第二指令获取装置301所获取的指示,指示信息生成装置304可以将所有满足上述条件的多个协作通信模式均作为推荐协作通信模式,并由指示信息报告装置305报告给服务基站1。除此之外,根据第二指令获取装置301所获取的指示,指示信息生成装置304还可以选出其中一个增益最大的模式,作为推荐协作通信模式,例如,第一推荐协作通信模式,并由指示信息报告装置305将指示一个或多个第一推荐协作通信模式的指示信息报告给基站1。
在另一种情况下,在第2号时频资源上,如图4B所示,测量装置303检测到的来自基站1的信号强度高于第三阈值,例如-60dBm,例如,测量装置303检测到的来自基站1的信号强度为-55dBm,且来自协同基站2、3的信号强度均低于第四阈值,例如,-100dBm时,例如,测量装置303检测到的来自协同基站2、3的信号强度分别为-105dBm和-120dBm,均低于-100dBm时,根据第二指令获取装置301所获取的指示,指示信息生成装置304可以将该种协作通信模式,也即,基站1以该波束或者该波束对应的第2号时频资源向移动站4提供数据业务,而至少一个协同基站抑制对本移动站产生干扰的方式,作为向基站1的推荐协作通信模式,以下简称为第二推荐协作通信模式。换言之,第二推荐协作通信模式指示仅由基站1以该波束或者该波束对应的时频资源为移动站4提供数据业务,而至少一个协同基站,优选的,为在该通信资源上对移动站4干扰最强的基站2(其信号强度最大,为-105dBm),以抑制对本移动站产生干扰的方式与基站1进行协作,也即,其发送的波束方向避开移动站4的方向。在实际***中,在干扰抑制的情况中,所有协同基站均采用抑制对本移动站产生干扰的方式的效率不高,因此,一般性地,在***容错率允许的情况下,只要保证对移动站干扰最强的基站的信号避开该移动站的方向即可。
则根据第二指令获取装置301所获取的指示,指示信息报告装置305也可以将第二推荐协作通信模式的相关指示信息报告给基站1。
当然,当测量装置303在多个时频资源上检测的来自服务基站1高于第三预定阈值,且来自各个协同基站的信号强度均低于第四预定阈值时,根据第二指令获取装置301所获取的指示,指示信息生成装置304可以将所有满足上述条件的协作通信模式均作为推荐协作通信模式报告给服务基站1。优选地,指示信息生成装置304选出其中一个来自服务基站1的信号强度最大的模式,作为推荐协作通信模式,以第二推荐协作通信模式为例,并由指示信息生成装置305将第二推荐协作通信模式的相关指示信息报告给基站1,以节省上行反馈带宽。
当然,指示信息报告装置305可以根据第二指令获取装置301所获取的指示,同时将第一推荐协作通信模式和第二推荐协作通信模式均报告给基站1,也可以在两者之间进一步选择出一个增益最大的模式报告给基站1。例如,如果采用第一推荐协作通信模式获得的***容量高于采用第二推荐协作通信模式获得的***容量时,则指示信息报告装置305仅报告第一推荐协作通信模式对应的指示信息,反之,则指示信息报告装置305仅报告第二推荐协作通信模式对应的指示信息。
应注意,前述第一预定阈值、第二预定阈值、第三预定阈值和第四预定阈值的取值仅作示例,本领域技术人员应可根据实际情况选择其他阈值。
当然,如果一个移动站的测量装置303在遍历了一个帧中的各个时频资源块后,例如第1号时频资源至第10号时频资源后,仅找到了在一个时频资源块上,检测到的来自服务基站的检测信号的强度高于第三阈值,且所有检测到的来自协同基站的检测信号的强度均低于第四阈值时,也即对应了仅由服务基站1向该移动站提供数据业务,而其他协同基站中的至少一个协同基站,例如基站3以抑制对本移动站产生干扰的通信方式时,该移动站的指示信息生成装置304将这种通信方式作为推荐协作通信模式,并且,指示信息报告装置305将及其对应的时频资源块的序号,例如第3号时频资源,报告给基站1。
根据第二指令获取装置301所获取的报告指令信息,指示信息报告装置305向服务基站1报告其推荐的推荐协作通信模式相对应的通信资源和/或多输入多输出特性。
例如,根据第二指令获取装置301所获取的报告指令信息,指示信息报告装置305向基站1报告对应于图4A的移动站4所推荐的基站1与基站2、3以第1号时频资源块同时向移动站提供数据业务的方式和/或该方式所对应的如图所示的波束,还可以报告对应于图4B的由基站1在第2号时频资源块上为移动站4提供数据业务,基站2在第2号时频资源块上以抑制对本移动站产生干扰的方式与基站1进行协作的方式和/或该方式所对应的如图所示的波束。具体地,根据基站1的指示,指示信息报告装置305向基站1报告适合多基站同时为移动站4提供数据业务的时频资源块的序号为1,而适合仅有服务基站为移动站4提供数据业务,而至少一个协同基站抑制对移动站4的干扰的时频资源块的序号为2。
可选地,指示信息报告装置305可以根据基站1的指示从上述两种协作通信模式中选择一个增益最大的模式报告给基站1。例如,移动站在第1号时频资源块上采用服务基站和协同基站同时提供数据业务的协作模式对应的***容量高于在第2号时频资源块上仅由服务基站提供数据业务而至少一个协同基站抑制对本移动站4的干扰的协作模式所对应的***容量时,则指示信息报告装置305仅报告第一种协作通信模式及其对应的第1号时频资源块给基站1;反之,则指示信息报告装置305仅报告第二种协作通信模式及其对应的第2号时频资源块给基站1。
可选地,指示信息报告装置305还可以将其向基站1所推荐的推荐协作通信模式所对应的检测到的各个信号的强度或者所推荐的推荐协作通信模式所对应的容量报告给基站1。例如,移动站4向基站1报告在第1号时频资源块上,其检测到的来自服务基站1的信号强度为-80dBm,其检测到的来自协同基站2和3的信号强度分别为-84dBm和-85dBm;在第2号时频资源块上,其检测到的来自服务基站1的信号强度为-55dBm,其检测到的来自协同基站2、3的信号强度分别为-105dBm和-120dBm。
然后,第二提供装置106根据指示信息获取装置105获取的来自基站1所辖的各个移动站的推荐协作通信模式的指示信息,综合地对各个移动站中的至少一个移动站进行调度,并为被该被调度的移动站提供与由该移动站所推荐的推荐协作通信模式相对应的通信方式。具体地,例如,指示信息获取装置105获取来自移动站4的指示信息,用于指示移动站4所推荐的两种通信方式,即,在第1号时频资源块上,基站1、基站2和基站3协同为移动站4提供数据业务的通信方式,而在第2号时频资源上,基站1单独为移动站4提供数据业务,而基站2抑制对移动站4产生干扰的协作通信方式。
可选地,若某一个协同基站,例如基站2有优先级更高的业务需要处理,或者基站2的自由度受到限制,不允许其与基站1进行同步时,或者其他原因,第二提供装置106可以确定一个与该移动站所推荐的推荐协作通信模式不同的通信方式,比如选择单独为移动台4提供服务而不需要其他基站的协作;或者,调度基站1和基站3在第1号时频资源上,协同为移动站4提供数据业务,而基站2在第1号时频资源上,以抑制对移动站4产生干扰的方式与基站1和基站3进行协作;或者,基站1为移动站4调度在第2号时频资源块上,仅由基站1为移动站4提供数据业务,而在第2号时频资源块上,基站3抑制对移动站4产生干扰的方式与基站1进行协作。
当然,如果指示信息获取装置105收到的来自移动站4的指示信息仅包括一种推荐协作通信模式,基站1也需要综合来自其所辖的各个移动站所反馈的指示信息和相关的协同基站的资源占用情况进行调度。基站1的具体调度方式与上述移动站4向基站1报告的指示信息包括多种协作通信模式时基站1的调度方式类似,在此不予赘述。
然后,基站1通知基站2、3根据调度的结果,以特定的时频资源和波束为移动站4提供数据通信业务,并通知被调度的移动站4在特定的时频资源上进行相应的多输入多输出通信。
例如,基站1通知基站2在第1号时频资源上以避开移动站4的方向进行数据业务的传输,通知基站3在第1号时频资源上按照之前发送机会波束成形检测信号的方向和加权相关信息,发送波束成形的数据;或者通知基站2在第2号时频资源上以避开移动站4的方向进行数据业务的传输。
此外,基站1通知移动站4在特定的时频资源上,进行相应的多输入多输出通信。具体的,基站1通知移动站4在第1号时频资源上,使用2根天线,同时接收来自基站1和基站2的MIMO数据信号,或在第2号时频资源上接收来自基站1的数据信号。
然后,基站1、基站2和基站3分别按照第一提供装置的调度结果,以特定的时频资源和波束,与被调度的移动站4进行多输入多输出通信。
然后,移动站4获取等效的信道响应并依据等效的信道响应检测信号。
在一个变化的实施例中,前述的各个经机会波束成形的检测信号也可以由经过码本中的某个码字进行预编码处理的检测信号来代替而不影响本发明的实质。
在一个变化的实施例中,报告获取装置100和确定装置101是可以省略的。即第一信号发送装置102随机在一个或多个时频资源上发送一个或多个不同机会波束成形的检测信号,而不需要根据来自移动站的信道相关报告信息。
在一个变化的实施例中,指令生成装置103、指令发送装置104、第一指令获取装置200,第二指令装置获取装置301也是可以省略的,各个协同基站可以在网络配置的初期与服务基站约定要在哪些通信资源上发送何种方向的机会成形的波束检测信号。因此,第一信号发送装置102和第二信号发送装置201分别按照约定,周期性地在特定的通信资源上发送约定的波束检测信号。
此外,移动站4与服务基站在网络配置时已约定好,移动站应该在哪个/哪多个时隙的哪个/哪多个帧对机会波束成形的信号进行检测,因此,第二指令获取装置301也可以省略,信号获取装置302依次在约定好的一个或多个帧的一个或多个时隙对接收到的机会波束成形的信号进行检测;
此外,移动站与服务基站在网络配置时可以约定好,移动站应该以何种方式、在何种条件下向服务基站报告与推荐协作通信模式相对应的指示信息,因此,指示信息报告装置305可以按照与服务基站的约定,在满足条件时,以特定的方式向服务基站报告与推荐协作通信模式相对应的指示信息。
在一个变化的实施例中,指示信息报告装置305也是可以省略的,即在某些场景下,移动站可以与服务基站约定不报告指示信息,这些场景包括但不限于,当移动站检测到的来自服务基站的信号低于第五预定阈值,或者移动站检测到的来自服务基站的波束信号和来自协同基站的波束信号既不适合多基站协作,也不适合干扰抑制的通信方式等。因此,在该帧中,没有基站为未报告指示信息的移动站提供服务,但是,基站会在后续的帧中向该用户提供服务。
在一个变化的实施例中,一个基站可以在同一个时频资源中通过不同的天线发送不同的机会波束成形的检测信号,以取空间分集或增益。
以上对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于特定的***、设备和具体协议,本领域内技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (44)

1.一种在基于多输入多输出的无线通信网络的服务基站中用于为该服务基站辖的一个或多个移动站提供通信方式的方法,其中,包括以下步骤:
a.向一个或多个协同基站发送各自的检测指令信息,所述检测指令信息用于指示一个或多个所述协同基站以一个或多个通信资源将一个或多个具有各自多输入多输出特性的第二检测信号发送给所述一个或多个移动站;
b.以一个或多个通信资源分别将一个或多个具有各自多输入多输出特性的第一检测信号发送给所述一个或多个移动站;
c.获取来自所述一个或多个移动站的指示信息,所述指示信息用于指示与一个或多个所述移动站所推荐的推荐协作通信模式相对应的通信资源和/或多输入多输出特性相关的信息;
d.根据所述指示信息,调度所述一个或多个移动站中的至少一个移动站,并为所述至少一个被调度的移动站提供多输入多输出的通信方式。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤a之前还包括以下步骤:
-获取来自所述一个或多个移动站的信道相关信息;
-根据所述信道相关信息,确定与所述一个或多个第一检测信号对应的所述通信资源和/或所述多输入多输出特性。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤a之前还包括:
-根据所述信道相关信息,确定与所述一个或多个第二检测信号对应的所述通信资源和/或所述多输入多输出特性,以分别生成一个或多个检测指令信息,其中,所述各个检测指令信息包括与所述各个第二检测信号对应的各个通信资源和/或所述各个多输入多输出特性。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述一个或多个移动站报告的所述一个或多个移动站的信道相关信息包括以下各项中的至少一项:信道质量指示、载波与干扰噪声比、接收信号强度指示和所述一个或多个移动站的位置信息。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤a之前还包括以下步骤:
-向所述一个或多个移动站发送测量指令信息,以通知所述一个或多个移动站根据所述一个或多个通信资源,测量所述一个或多个协同基站和所述服务基站发送的一个或多个具有各自多输入多输出特性的检测信号;
-向所述一个或多个移动站发送报告指令信息,以指示所述一个或多个移动站以何种方式、在何种条件下向所述服务基站报告所述指示信息。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述一个或多个推荐协作通信模式采用所述服务基站和至少一个所述协同基站同时向所述至少一个被调度的移动站提供数据业务时,所述步骤d还包括:
-根据所述指示信息,为所述至少一个被调度的移动站提供与所述一个或多个推荐协作通信模式相对应的通信资源和多输入多输出特性的协作的通信方式。
7.根据利要求1所述的方法,其特征在于,当所述一个或多个推荐协作通信模式采用仅由所述服务基站向所述至少一个被调度的移动站提供数据业务而至少一个所述协同基站抑制对所述被调度的移动站产生干扰时,所述步骤d还包括:
-根据所述指示信息,为所述至少一个被调度的移动站提供与所述推荐协作通信模式相对应的通信资源和多输入多输出特性的干扰抑制的通信方式。
8.根据权利要求1所述的法,其特征在于,所述多输入多输出特性包括经过波束成形处理和/或经过码字加权处理。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通信资源包括时间资源和/或频率资源和/或编码方式。
10.一种在基于多输入多输出的无线通信网络的协同基站中用于辅助服务基站为该协同基站所协同服务的移动站提供通信方式的方法,其中,包括以下步骤:
I.以一个或多个通信资源将一个或多个具有多输入多输出特性的第二检测信号发送给一个或多个移动站,
其特征在于,所述步骤I之前还包括以下步骤:
-获取来自所述服务基站的检测指令信息,所述检测指令信息用于指示所述协同基站以相应的一个或多个通信资源将一个或多个具有各自多输入多输出特性的第二检测信号发送给所述一个或多个移动站。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述具有多输入多输出特性的检测信号包括经过波束成形处理和/或经过码字加权处理。
12.根据权利要求10或11所述的方法,其特征在于,所述通信资源包括时间资源和/或频率资源和/或编码方式。
13.一种在基于多输入多输出的无线通信网络的移动站中用于辅助服务基站为所述移动站提供通信方式的方法,其中,包括以下步骤:
A.获取来自多个基站的以一个或多个通信资源发送的具有多输入多输出特性的至少一个检测信号,其中,所述多个基站包括所述服务基站和与所述服务基站协同为所述移动站进行服务的协同基站;
B.分别测量所述一个或多个通信资源的至少一个通信资源上的多个基站所发送的具有多输入多输出特性的至少一个检测信号的信号强度;
C.根据所测量的信号强度,生成一个或多个指示信息,所述一个或多个指示信息用于指示与所述移动站所推荐的一个或多个推荐协作通信模式相对应的通信资源和/或多输入多输出特性相关的信息。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述步骤C之后还包括以下步骤:
D.将所述指示信息报告给所述服务基站。
15.根据权利要求13或14所述的方法,其特征在于,当所述移动站检测到的所述服务基站在一个通信资源所发送的第一检测信号的信号强度高于第一预定阈值,且所述移动站检测到的至少一个协同基站在相应通信资源所发送的第二检测信号的信号强度高于第二预定阈值时,所述一个或多个推荐协作通信模式采用所述服务基站和至少一个所述协同基站同时向所述移动站提供数据业务,且所述指示信息包括所述相应的通信资源。
16.根据权利要求13或14所述的方法,其特征在于,当所述移动站检测到的所述服务基站在一个通信资源所发送的第一检测信号的信号强度高于第三阈值,且各个协同基站在相应的通信资源上发送的第二检测信号的信号强度低于第四预定阈值时,所述一个或多个推荐协作通信模式采用仅由所述服务基站向所述移动站提供数据业务而至少一个所述协同基站抑制对所述移动站产生干扰,且所述指示信息包括所述相应的通信资源。
17.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述指示信息还包括:
-在所述相应的通信资源上的第一检测信号和/或第二检测信号的信号强度。
18.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述步骤A之前还包括以下步骤:
-接收来自所述服务基站的测量指令信息,用于指示所述移动站用于测量检测信号所使用的一个或多个通信资源;
所述步骤A还包括:根据所述测量指示信息所指示的所述一个或多个通信资源,获取来自多个基站的以所述一个或多个通信资源发送的具有多输入多输出特性的多个检测信号;
所述步骤D之前还包括以下步骤:
-接收来自所述服务基站的报告指令信息,用于指示所述移动站以何种方式、在何种条件下向所述服务基站报告所述指示信息;
所述步骤D还包括:当满足所述条件时,根据所述报告指令信息所指示的方式,将所述指示信息报告给所述服务基站。
19.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述步骤A之前还包括以下步骤:
-向所述服务基站报告信道相关信息。
20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述信道相关信息包括以下各项中的至少一项:信道质量指示、载波与干扰噪声比、接收信号强度指示和移动站的位置信息。
21.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述多输入多输出特性包括经过波束成形处理和/或经过码字加权处理。
22.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述通信资源包括时间资源和/或频率资源和/或编码方式。
23.一种在基于多输入多输出的无线通信网络的服务基站中用于为该服务基站所辖的一个或多个移动站提供通信方式的第一提供装置,其中,包括:
指令发送装置,用于向一个或多个协同基站发送各自的检测指令信息,所述检测指令信息用于指示一个或多个所述协同基站以一个或多个通信资源将一个或多个具有各自多输入多输出特性的第二检测信号发送给所述一个或多个移动站;
第一信号发送装置,用于以一个或多个通信资源分别将一个或多个具有各自多输入多输出特性的第一检测信号发送给所述一个或多个移动站;
指示信息获取装置,用于获取来自所述一个或多个移动站的指示信息,所述指示信息用于指示与一个或多个所述移动站所推荐的推荐协作通信模式相对应的通信资源和/或多输入多输出特性相关的信息;
第二提供装置,用于根据所述指示信息,调度所述一个或多个移动站中的至少一个移动站,并为所述至少一个被调度的移动站提供多输入多输出的通信方式。
24.根据权利要求23所述的第一提供装置,其特征在于,还包括:
报告获取装置,用于获取来自所述一个或多个移动站的信道相关信息;
确定装置,用于根据所述信道相关信息,确定与所述一个或多个第一检测信号对应的所述通信资源和/或所述多输入多输出特性。
25.根据权利要求24所述的第一提供装置,其特征在于,还包括指令生成装置,用于根据所述信道相关信息,确定与所述一个或多个第二检测信号对应的所述通信资源和/或所述多输入多输出特性,以分别生成一个或多个检测指令信息,其中,所述各个检测指令信息包括与所述各个第二检测信号对应的各个通信资源和/或所述各个多输入多输出特性。
26.根据权利要求24或25所述的第一提供装置,其特征在于,所述一个或多个移动站报告的所述信道相关信息包括以下各项中的至少一项:所述一个或多个移动站的信道质量指示、载波与干扰噪声比、接收信号强度指示和所述一个或多个移动站的位置信息。
27.根据权利要求23所述的第一提供装置,其特征在于,所述指令发送装置还用于,
-向所述一个或多个移动站发送测量指令信息,以通知所述一个或多个移动站根据所述一个或多个通信资源,测量所述一个或多个协同基站和所述服务基站发送的一个或多个具有各自多输入多输出特性的检测信号;
-向所述一个或多个移动站发送报告指令信息,以指示所述一个或多个移动站以何种方式、在何种条件下向所述服务基站报告所述指示信息。
28.根据权利要求23所述的第一提供装置,其特征在于,当所述一个或多个推荐协作通信模式采用所述服务基站和至少一个所述协同基站同时向所述至少一个被调度的移动站提供数据业务时,所述第二提供装置还用于:
-根据所述指示信息,为所述至少一个被调度的移动站提供与所述一个或多个推荐协作通信模式相对应的通信资源和多输入多输出特性的协作的通信方式。
29.根据权利要求23所述的第一提供装置,其特征在于,当所述一个或多个推荐协作通信模式采用仅由所述服务基站向所述至少一个被调度的移动站提供数据业务而至少一个所述协同基站抑制对所述被调度的移动站产生干扰时,所述第二提供装置还用于:
-根据所述指示信息,为所述至少一个被调度的移动站提供与所述推荐协作通信模式相对应的通信资源和多输入多输出特性的干扰抑制的通信方式。
30.根据权利要求23所述的第一提供装置,其特征在于,所述多输入多输出特性包括经过波束成形处理和/或经过码字加权处理。
31.根据权利要求23所述的第一提供装置,其特征在于,所述通信资源包括时间资源和/或频率资源和/或编码方式。
32.一种在基于多输入多输出的无线通信网络的协同基站中用于辅助服务基站为该协同基站所协同服务的移动站提供通信方式的第一辅助装置,其中,包括:
第二信号发送装置,用于以一个或多个通信资源将一个或多个具有多输入多输出特性的第二检测信号发送给一个或多个移动站,
其中所述第一辅助装置还包括:
第一指令获取装置,用于获取来自所述服务基站的检测指令信息,所述检测指令信息用于指示所述协同基站以相应的一个或多个通信资源将一个或多个具有各自多输入多输出特性的第二检测信号发送给所述一个或多个移动站。
33.根据权利要求32所述的第一辅助装置,其特征在于,所述具有多输入多输出特性的检测信号包括经过波束成形处理和/或经过码字加权处理。
34.根据权利要求32或33所述的第一辅助装置,其特征在于,所述通信资源包括时间资源和/或频率资源和/或编码方式。
35.一种在基于多输入多输出的无线通信网络的移动站中用于辅助服务基站为所述移动站提供通信方式的第二辅助装置,其中,包括:
信号获取装置,用于获取来自多个基站的以一个或多个通信资源发送的具有多输入多输出特性的至少一个检测信号,其中,所述多个基站包括所述服务基站和与所述服务基站协同为所述移动站进行服务的协同基站;
测量装置,用于分别测量所述一个或多个通信资源的至少一个通信资源上的多个基站所发送的具有多输入多输出特性的至少一个检测信号的信号强度;
指示信息生成装置,用于根据所述测量的信号强度,生成一个或多个指示信息,所述一个或多个指示信息用于指示与所述移动站所推荐的一个或多个推荐协作通信模式相对应的通信资源和/或多输入多输出特性相关的信息。
36.根据权利要求35所述的第二辅助装置,其特征在于,还包括:
指示信息报告装置,用于将所述指示信息报告给所述服务基站。
37.根据权利要求35或36所述的第二辅助装置,其特征在于,当所述移动站检测到的所述服务基站在一个通信资源所发送的第一检测信号的信号强度高于第一预定阈值,且所述移动站检测到的至少一个协同基站在相应通信资源所发送的第二检测信号的信号强度高于第二预定阈值时,所述一个或多个推荐协作通信模式采用所述服务基站和至少一个所述协同基站同时向所述移动站提供数据业务,且所述指示信息包括所述相应的通信资源。
38.根据权利要求35或36所述的第二辅助装置,其特征在于,当所述移动站检测到的所述服务基站在一个通信资源所发送的第一检测信号的信号强度高于第三阈值,且各个协同基站在相应的通信资源上发送的第二检测信号的信号强度低于第四预定阈值时,所述一个或多个推荐协作通信模式采用仅由所述服务基站向所述移动站提供数据业务而至少一个所述协同基站抑制对所述移动站产生干扰,且所述指示信息包括所述相应的通信资源。
39.根据权利要求37所述的第二辅助装置,其特征在于,所述指示信息还包括:
-在所述相应的通信资源上的第一检测信号和/或第二检测信号的信号强度。
40.根据权利要求35所述的第二辅助装置,其特征在于,还包括:
第二指令获取装置,用于接收来自所述服务基站的测量指令信息,用于指示所述移动站用于测量检测信号所使用的一个或多个通信资源;
所述信号获取装置还用于,根据所述测量指令信息所指示的所述一个或多个通信资源,获取来自多个基站的以所述一个或多个通信资源发送的具有多输入多输出特性的多个检测信号;
所述第二指令获取装置还用于,接收来自所述服务基站的报告指令信息,用于指示所述移动站以何种方式、在何种条件下向所述服务基站报告所述指示信息;
所述指示信息报告装置还用于,当满足所述条件时,根据所述报告指令信息所指示的方式,将所述指示信息报告给所述服务基站。
41.根据权利要求35所述的第二辅助装置,其特征在于,还包括:
报告装置,用于向所述服务基站报告信道相关信息。
42.根据权利要求41所述的第二辅助装置,其特征在于,所述信道相关信息包括以下各项中的至少一项:信道质量指示、载波与干扰噪声比、接收信号强度指示和移动站的位置信息。
43.根据权利要求35所述的第二辅助装置,其特征在于,所述多输入多输出特性包括经过波束成形处理和/或经过码字加权处理。
44.根据权利要求35所述的第二辅助装置,其特征在于,所述通信资源包括时间资源和/或频率资源和/或编码方式。
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