CN107852702B - 空分复用处理方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种空分复用处理方法、装置及设备，该空分复用处理方法，应用于多天线***，所述方法包括：根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值；采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权，以实现小区间控制信道的空分复用。本发明的空分复用处理方法、装置及设备实现了控制信道的空分复用，改善了控制信道容量受限的问题。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种空分复用处理方法、装置及设备。
背景技术
多天线又叫阵列天线。它由在空间按照一定的几何形状排列的多个阵元组成。每个阵元都可以独立地接收和发射信号。多天线技术主要分为MIMO(Multi-Input&Multi-Output，多输入多输出)技术和智能天线技术两大类。如今，业内人士已经达成共识，多天线技术是未来移动通信***(3G、B3G、4G和LTE)以及宽带无线接入***中所要使用的主流技术。它的许多优点如***容量大、频谱利用率高、信号传输速率快等都是解决现有无线通信***存在问题的较好的替代方法。
在多天线***中，基于天线位置划分小区，每个小区覆盖一定的范围，位于小区覆盖范围内的终端设备接入到其自身所位于的小区内。终端设备可以解调所在小区的控制信道来获取数据信道的基本信息，例如可以获取调制编码方式、资源分配方式等控制信息，然后再根据这些控制信息来解调数据信道，从而可以在接入的小区内与对应天线通信。
发明内容
本发明实施例提供一种空分复用处理方法、装置及设备，以在多天线***中改善控制信道容量受限的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种空分复用处理方法，所述方法应用于多天线***，所述方法包括：
根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值；
采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权，以实现小区间控制信道的空分复用。
可选的，所述方法还包括：采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的数据信道进行加权，实现数据信道的空分复用；
或者，
采用所述小区间联合预编码权值对数据信道和用户级导频进行加权，实现数据信道的空分复用。
可选的，所述各小区中至多接入一个用户终端。
可选的，所述各小区中接入的用户终端数量大于一个；所述方法，还包括：对同一小区内的各个用户终端的控制信道进行频分或时分处理；
对同一小区内的各个用户终端的数据信道进行频分或时分处理。
可选的，采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权之前，还包括：
对发送给各用户终端的小区级导频进行与所述各终端设备对应的用户级加扰。
可选的，所述采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权，以实现小区间控制信道的空分复用，包括：
根据所述小区间联合预编码权值，确定与各小区对应的发射天线；
采用所述小区间联合预编码权值对待发送的所述小区级导频及控制信道进行加权；
在各小区对应的发射天线上，发送加权后的小区级导频及控制信道。
可选的，所述各小区中至少包含一个频分小区，所述频分小区中包含至少两个子小区，所述至少两个子小区的频段彼此不重叠，且每个子小区中至多接入一个用户终端；
对应的，所述根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值，包括：
根据接入所述子小区中及与所述子小区具有重叠频段的小区中的用户终端的信道状态信息，确定所述子小区及与所述子小区具有重叠频段的所述小区之间的小区间联合预编码；
所述采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权，包括：
采用所述小区间联合预编码权值，对所述子小区的小区级导频、控制信道以及所述小区的小区级导频、控制信道进行加权。
可选的，所述根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值之前，还包括：
根据接入小区中的用户终端的个数和/或用户终端的业务状态信息，将所述各小区中的至少一个小区按照频段划分成所述至少两个子小区，形成所述频分小区。
可选的，所述各小区中至少包含一个时分小区，所述时分小区中包含至少两个子小区，所述至少两个子小区的传输时隙彼此不重叠，且每个子小区中至多接入一个用户终端；
对应的，所述根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值，包括：
在一个子小区的传输时隙内，根据接入该子小区中及与所述小区中的用户终端的信道状态信息，确定该子小区及与所述小区之间的小区间联合预编码；
所述采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权，包括：
采用所述小区间联合预编码权值，对所述子小区的小区级导频、控制信道以及所述小区的小区级导频、控制信道进行加权。
可选的，所述根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值之前，还包括：
根据接入小区中的用户终端的个数和/或用户终端的业务状态信息，将所述各小区中的至少一个小区按照时隙的整数倍划分成所述至少两个子小区，形成所述时分小区。
可选的，所述时分小区中包含两个子小区，其中一个子小区与所述小区在奇数时隙上进行空分复用，另一个子小区与所述小区在偶数时隙上进行空分复用。
第二方面，本发明实施例提供了一种空分复用处理装置，所述装置应用于多天线***，所述装置包括：
确定模块，用于根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值；
第一空分复用模块，用于采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权，以实现小区间控制信道的空分复用。
可选的，所述装置还包括：第二空分复用模块，用于采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的数据信道进行加权，实现数据信道的空分复用；或者，采用所述小区间联合预编码权值对数据信道和用户级导频进行加权，实现数据信道的空分复用。
可选的，所述各小区中至多接入一个用户终端。
可选的，所述各小区中接入的用户终端数量大于一个；所述装置还包括：
频分时分处理模块，用于对同一小区内的各个用户终端的控制信道进行频分或时分处理；对同一小区内的各个用户终端的数据信道进行频分或时分处理。
可选的，所述装置还包括：加扰模块，用于在所述第一空分复用模块采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权之前，对发送给各用户终端的小区级导频进行与所述各终端设备对应的用户级加扰。
可选的，所述第一空分复用模块，包括：
天线确定单元，用于根据所述小区间联合预编码权值，确定与各小区对应的发射天线；
加权处理单元，用于采用所述小区间联合预编码权值对待发送的所述小区级导频及控制信道进行加权；
发送单元，用于在各小区对应的发射天线上，发送加权后的小区级导频及控制信道。
可选的，所述各小区中至少包含一个频分小区，所述频分小区中包含至少两个子小区，所述至少两个子小区的频段彼此不重叠，且每个子小区中至多接入一个用户终端；
对应的，所述确定模块，用于根据接入所述子小区中及与所述子小区具有重叠频段的小区中的用户终端的信道状态信息，确定所述子小区及与所述子小区具有重叠频段的所述小区之间的小区间联合预编码；
所述空分复用模块，用于采用所述小区间联合预编码权值，对所述子小区的小区级导频、控制信道以及所述小区的小区级导频、控制信道进行加权。
可选的，所述装置还包括：频分小区划分模块，用于在所述确定模块根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值之前，根据接入小区中的用户终端的个数和/或用户终端的业务状态信息，将所述各小区中的至少一个小区按照频段划分成所述至少两个子小区，形成所述频分小区。
可选的，所述各小区中至少包含一个时分小区，所述时分小区中包含至少两个子小区，所述至少两个子小区的传输时隙彼此不重叠，且每个子小区中至多接入一个用户终端；
对应的，所述确定模块，用于在一个子小区的传输时隙内，根据接入该子小区中及与所述小区中的用户终端的信道状态信息，确定该子小区及与所述小区之间的小区间联合预编码；
所述空分复用模块，用于采用所述小区间联合预编码权值，对所述子小区的小区级导频、控制信道以及所述小区的小区级导频、控制信道进行加权。
可选的，所述装置还包括：时分小区划分模块，用于在所述确定模块根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值之前，根据接入小区中的用户终端的个数和/或用户终端的业务状态信息，将所述各小区中的至少一个小区按照时隙的整数倍划分成所述至少两个子小区，形成所述时分小区。
可选的，所述空分复用模块，还用于当所述时分小区中包含两个子小区时，其中一个子小区与所述小区在奇数时隙上进行空分复用，另一个子小区与所述小区在偶数时隙上进行空分复用。
第三方面，本发明实施例提供了一种接入设备，该设备应用于多天线***中，包括：
通信接口、存储器和处理器和通信总线，其中，所述通信接口、所述存储器和所述处理器通过所述通信总线通信；
所述存储器用于存放程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的程序；当所述空分复用处理装置运行时，所述处理器运行程序，所述程序包括：
根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值；
采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权，以实现小区间控制信道的空分复用。
可选的，所述设备为LTE***中的增强基站eNB、无线保真***中的WiFi无线访问接入点AP或全球微波互联接入WiMAX中的基站BS。
本发明实施例的空分复用处理方法、装置及设备中，将加权后的小区级导频及控制信道发送给各小区的UE，通过小区间联合预编码权值的控制，实现控制信道的空分复用，解决了控制信道容量受限的问题。
附图说明
图1为现有技术中多天线***的一种网络架构示意图；
图2为图1所示网络架构中数据信道空分复用的示意图；
图3为本发明实施例所应用的多天线***的一种可能的结构示意图；
图4为本发明实施例所应用的多天线***中小区类型转换示意图；
图5为本发明空分复用处理方法实施例一的流程图；
图6为本发明方法实施例一中数据加权的示意图；
图7为本发明方法实施例六中在空分复用基础上频分复用具体实现方案的示意图；
图8为本发明方法实施例七中在空分复用基础上时分复用具体实现方案的示意图；
图9为本发明空分复用处理装置实施例一的结构示意图；
图10为本发明接入设备实施例一的结构示意图。
具体实施方式
多天线技术由于具有***容量大、频谱利用率高、信号传输速率快等诸多优点，成为未来移动通信***以及宽带无线接入***发展的重要方向。例如，MIMO技术已经成为LTE(Long Term Evolution，长期演进)***中的关键技术，并显著增加了***的频谱效率和数据传输速率。
为了实现***资源的合理分配以及用户业务的合理调度，多天线***中采用小区划分方式使UE接入到多天线***中。
多天线***中，小区划分的一种方式为，基于天线设置位置划分小区，每个小区均具有一定的信号覆盖范围，位于同一小区覆盖范围内的UE都会接入其自身所位于的同一小区内。
UE接入至其所在小区后，可以解调其所在小区的控制信道来获取数据信道的控制信息，例如可以获取调制编码方式及资源分配方式等控制信息，然后根据这些控制信息来解调数据信道，从而可以在接入的小区内与对应的天线进行通信。
如图1示出了现有技术中多天线***的一种网络架构示意图。以图1中用户0和用户5为例，用户0和用户5分别位于小区0和小区2的信号覆盖范围内，用户0和用户5分别接入到小区0和小区2中。通信时，用户0和用户5分别从各自所位于的小区接收控制信道和数据信道。
为了提高***用户容量，多天线***中可以采用小区间联合预编码进行多用户数据信道的空分复用，其中小区间联合预编码所用权值可以根据参与空分复用的用户信道状态信息产生。
具体的，如图2示出了图1所示网络架构中数据信道空分复用的示意图。
图2中，仍以用户0和用户5为例，用户0和用户5分别是小区0和小区2中的一个用户终端，用户0和用户5分别从各自所在的小区接收控制信道，数据信道则来自于小区0～小区2，实现了数据信道的空分复用。
因此，上述小区划分，可以采用小区间联合预编码方式实现数据信道的空分复用，控制信道则仍需要以小区间空间隔离的方式进行天然的空分复用。
不同小区的小区级导频均不同，不同UE的用户级导频均不同。控制信道的解调一般是基于小区级导频，例如LTE R8/9/10中PDCCH(Physical Downlink Control Channel，物理下行控制信道)基于CRS(Cell Reference Signal，小区公共导频信号)解调。数据信道解调既可以基于小区级导频，例如LTE R8/9/10中TM4下的PDSCH(Physical DownlinkShared Channel，物理下行共享信道)，也可以基于用户级导频，例如LTE R8/9/10中TM7下的PDSCH。
由于每个小区控制信道的容量都是有限的(例如LTE R8/9/10中PDCCH最多只能只用3个符号)，如果控制信道也想通过小区间做联合预编码，为了解调控制信道就必须对小区级导频也做同样的联合预编码，此时如果一个小区里多个UE都参与了空分复用，因为小区内的UE使用的是相同的小区级导频，因此无法通过预编码权值进行区分，导频的信道估计就会存在干扰，影响信道估计的准确性，最后导致控制信道解调性能下降甚至无法解调，所以控制信道无法通过小区间做联合预编码进行空分复用，即无法通过预编码加权提升控制信道容量。
如前所述，数据信道可以基于用户级导频进行解调，由于每个UE的用户级导频都是不一样的，所以不存在小区级导频信道估计的问题，而且随着天线数的不断增加，通过联合预编码能复用的UE数也会不断增加，但由于控制信道不能做类似的复用，所以控制信道的容量就会限制复用的UE数。
由于数据信道使用了用户级导频，导致***里既存在用户级导频也存在小区级导频，所以增加了这个***的导频开销。
为了解决控制信道难以实现空分复用的问题，多天线***中可以一种新的小区划分方式。不同于上述划分方式，在这种新的划分方式中，不再把天线按小区进行固定分组，每个小区使用的天线由联合预编码权值决定，其中联合预编码的权值根据参与空分复用的用户信道状态信息产生，小区会随着UE的移动而移动，除此之外，还进一步限定小区允许接入的UE数量。
如图3示出了本发明实施例所应用的多天线***的一种可能的结构示意图。
从图3可以看出，当限定每个小区中最多只有一个UE时，即小区0、小区1及小区2中分别只有用户0、用户1及用户2一个UE时，等效于缩小了每个小区的覆盖范围，做到了用户级的精准覆盖，此时由于每个小区都只有一个UE，小区级导频可以通过小区间做联合预编码进行全频带空分复用，不会存在原来***小区级导频的信道估计问题，所以控制信道和数据信道可以同时基于小区级导频通过小区间做联合预编码进行空分复用，既解决了控制信道容量受限的问题，也解决了用户级导频开销的问题。
本发明实施例中，根据小区里接入的UE个数可以将小区分为两种小区，没有UE接入的小区称为空闲小区，有UE接入的小区称为非空闲小区。如图4示出了本发明实施例所应用的多天线***中小区类型转换示意图，从图4中可以看出，空闲小区可以用于接入新UE，当空闲小区中新的UE后就变成非空闲小区；同理当非空闲小区中断开所有UE的接入时则变称为空闲小区。
基于上述多天线***的小区架构说明，本发明实施例提供了一种空分复用的处理方法，该方法中根据接入各小区的UE的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值，并且根据小区间联合预编码权值可以对待发送的数据进行加权，例如对各小区的小区级导频及控制信道进行加权，并将加权后的小区级导频及控制信道发送给对应的小区，从而实现控制信道的空分复用，解决了现有技术中控制信道难以进行空分复用的问题。
具体地，本发明实施例提供了如下空分复用处理方法的实施方案。
本发明实施例可以应用于蜂窝***、wifi、wimax等通信***，相应的，本发明实施例所涉及的网元为长期演进型基站LTE eNB、WiFi AP(WiFi WirelessAccessPoint，无线保真***中的无线访问接入点)、WiMAX BS(Base Station of Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access全球微波互联接入***中的基站)等。为方便起见，下述实施例均以LTE eNB为例进行说明。
实施例一
如图5所示，本实施例方法的执行主体可以是LTE eNB，主要处理步骤包括：
步骤S11：根据接入各小区的UE的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值。
本步骤中，eNB根据各小区中接入的UE的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值。
步骤S12：采用小区间联合预编码权值，对各小区的小区级导频及控制信道进行加权，以实现小区间控制信道的空分复用。
本步骤中，eNB将加权后的小区级导频及控制信道发送给各小区的UE，通过小区间联合预编码权值的控制，实现控制信道的空分复用，解决了控制信道容量受限的问题。
本实施例中，优选的，eNB不再把天线按小区进行固定分组，每个小区所使用的天线由小区间联合预编码权值决定，权值根据参与空分复用的UE的信道状态信息产生，小区会随着用户的移动而移动。
如图6示出了采用小区间联合编码权值对控制信道进行空分复用的一个具体示例，其中，该示例中，包括用户0及用户1，用户0属于小区0，用户1属于小区1，该两个用户通过n根天线进行联合预编码；eNB在将数据通过天线发送给每个用户之前，都会根据联合预编码的权值将发送的数据乘以一个对应的系数，如天线0发送给用户0的数据乘以权值W0,0，与所有天线相对应的系数就组成了联合预编码权值，只要某根天线上的系数不为0，就表明这个用户所在的小区使用了该天线，该用户接收系数不为0的天线所发送的数据过程中实现了空分复用的过程，尤其当进行加权的数据为小区级导频及控制信道时，可以实现控制信道的空分复用。
另外，UE接入基于天线位置划分的小区之后，若进行移动可能会面临由于小区切换引起的通信阻塞、中断的技术问题，而本实施例中确定预编码权利的过程就是UE选择天线的过程，对于UE来说此过程是eNB执行，也就是说虽然一个小区使用的天线可能一直在变，但在UE看来还是同一个小区，所以就没有小区切换之说，解决了现有技术中UE移动小区切换所带来的通信阻塞、中断等问题。
实施例二
根据发送数据类型，将UE信道分为数据信道及控制信道，其中控制信道用于发送UE的控制信息，数据信道用于发送UE的业务数据。本实施例中在控制信道实现空分复用的过程中，数据信道也可以基于小区间联合预编码权值进行空分复用。在UE端，UE通过解调控制信道来获取数据信道的基本信息(比如调制编码方式、资源分配方式等)，并根据这些信息来解调数据信道。
本实施例方法的执行主体可以为eNB，其中小区间控制信道空分复用的方法与实施例一实现方法相同，不再赘述。本实施例中数据信道基于小区间联合预编码权值进行空分复用的方法包括：
eNB在对数据信道进行空分复用时，发送给UE的数据中包括用户级导频，则利用小区间联合预编码权值对各UE的用户级导频及数据信道进行加权，并将加权后的数据发送给各UE，从而数据信道实现基于用户级导频的空分复用。UE在进行解调时，基于用户级导频进行数据信道解调。
发送给UE的数据中不存用户级导频，则采用小区间联合预编码权值，对各小区的数据信道进行加权，实现数据信道的空分复用。UE在进行解调时，基于小区级导频进行数据信道的解调。
本实施例中，同时对控制信道和数据信道进行解调，能够有效解决多天线***中用户容量受限的问题。
实施例三
为了在解决控制信道容量受限的问题之外，进一步解决用户级导频开销的问题，本实施例采用了如图3所示的小区网络架构，限定各个小区中至多接入一个UE，即eNB不再把天线按小区进行固定分组，每个小区使用的天线由小区间联合预编码权值决定，其中小区间联合预编码权值根据参与空分复用的UE信道状态信息产生，小区会随着UE的移动而移动，一个小区内至多接入一个用户。在任何传输模式下，每个小区里物理信道和物理信号都可以通过小区间联合预编码加权进行空分复用，其中物理信道可以包括：PBCH(PhysicalBroadcast Channel，物理广播信道)、PCFICH(Physical Control FormatIndicatorChannel，物理层格式指示信道)、PHICH(Physical Hybrid Indicator Channel，物理混合指示信道)、PDCCH(Physical Downlink Control Channel，物理下行控制信道)、PDSCH(Physical Downlink Shared Channel，物理层下行共享信道)；物理信号可以包括：PSS(Primary Synchronization Signal，主同步信号)、SSS(Secondary SynchronizationSignal，辅同步信号)、CRS(Cell Reference Signal，小区公共导频信号)、DMRS(DeModulation Reference Signal，调制参考信号)。
另外，由于LTE小区的CRS由PCI(Physical-layer Cell Identity，物理层小区标识)决定，所以参与空分复用的所有UE所在小区的PCI需各不相同。
本实施例中小区间控制信道空分复用的具体方式如实施例一所述，不再赘述。
本实施例中，除对各小区控制信道空分复用外，还可对各小区数据信道空分复用，其中同时对各小区控制信道和数据信道空分复用的方法如实施例二所述，不再赘述。
实施例四
本实施例中，eNB不再把天线按小区进行固定分组，每个小区使用的天线由小区间联合预编码权值决定，其中小区间联合预编码权值根据参与空分复用的UE信道状态信息产生，但与图3所示的小区网络架构所不同，各小区中接入的UE的数量大于一个。
各小区中接入的UE的数量大于一个时，为了实现小区间控制控制信道的空分复用，eNB除采用小区间联合预编码权值，对各小区的小区级导频及控制信道进行加权实现小区间控制信道的空分复用外，还进一步对同一小区内的各个UE的控制信道进行频分或时分处理，从而可以使每个UE接收到与自身业务所对应的数据；并且对同一小区内的各个UE的数据信道进行频分或时分处理，从而基于小区级导频实现数据信道的空分复用。
实施例五
LTE***里PCI的数量只有504个，在天线数不受限的情况下，若采用实施例三的方案，多天线***中能复用的UE数量不超过504个，在不增加PCI个数的前提下，可以通过对物理信道和物理信号进行用户级加扰，其中物理信道可以包括：PBCH、PCFICH、PHICH、PDCCH、PDSCH；物理信号可以包括：PSS、SSS、CRS、DMRS，这样即使两个小区的PCI相同，其CRS也是不一样的，由此可以基于CRS进行空分复用，来达到增加复用用户数的目的。
本实施例中，对物理信道和物理信号进行用户级加扰的方式可以为：在采用小区间联合预编码权值，对各小区的小区级导频及控制信道加权之前，对发送给各UE的小区级导频进行与各终端设备对应的用户级加扰，其中用户级加扰需要保证对每个UE的加扰序列不一样，加扰序列可以事先确定好，比如根据UE的C-RNTI来生成，也可以通过eNB发送RRC信令方式告知UE，加扰生效时间可以通过eNB发送信令方式告知UE，两个信令可以是独立的，也可以合在一起。
当数据信道基于小区级导频进行空分复用时，也可以采用上述相同的方法对数据信道进行用户级加扰。
本实施例中不限定小区内接入的UE数量，尤其当各小区内接入的UE数量大于一时，采用本实施例方法对发送给同一小区内的各UE的物理信道和物理信号进行用户级的加扰。
实施例六
本实施例采用了如图3所示的小区网络架构，限定各个小区中至多接入一个UE，即eNB不再把天线按小区进行固定分组，每个小区使用的天线由小区间联合预编码权值决定，其中小区间联合预编码权值根据参与空分复用的UE信道状态信息产生，小区会随着UE的移动而移动，一个小区内至多接入一个用户。
基于上述实施例三，由于天线数或PCI个数受限，导致全频带空分复用下的小区个数会受限，即最后复用的用户数会受限，为了复用更多的用户数，在空分的基础上可以同时采用频分，具体频分方案如下：
各小区中至少包含一个频分小区，频分小区中包含至少两个子小区，至少两个子小区的频段彼此不重叠，且每个子小区中至多接入一个UE。
对应的，根据接入各小区的UE的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值，包括：根据接入子小区中及与子小区具有重叠频段的小区中的UE的信道状态信息，确定子小区及与子小区具有重叠频段的小区之间的小区间联合预编码。
eNB确定子小区及与子小区具有重叠频段的小区之间的小区间联合预编码之后，利用小区间联合预编码权值，对子小区的小区级导频、控制信道以及小区的小区级导频、控制信道进行加权，从而在子小区与对应小区的重叠频段上实现控制信道的空分复用。
上述各频分小区中中的子小区的产生方式包括：eNB在根据接入各小区的UE的信道状态信息确定小区间联合预编码权值之前，根据接入小区中的UE的个数和/或UE的业务状态信息，将各小区中的至少一个小区按照频段划分成至少两个子小区，形成频分小区。
其中，如果原先空分复用小区带宽不是1.25M或1.4M的基础带宽，eNB就可以根据UE个数及UE业务情况，将其中一个或多个原小区变成多个带宽小于原小区的新小区。原小区变成多个新小区后，这几个新小区使用的频带是没有重叠的，这几个新小区都可以沿用原小区的PCI，或者如果PCI没受限的话，每个新小区都可以使用未分配的PCI，每个小区最多还只会对应一个用户。
本实施例中还提供了一种频分小区进行空分复用的的具体示例，如图7所示，小区0和小区1分别为带宽为20M的小区，频分后其中一个20M小区可以变成2个10M小区，例如将小区1频分为子小区1和子小区2。小区0和子小区1在重叠的频段上可以做联合预编码的空分复用，预编码权值根据小区0和子小区1里的两个UE的信道状态信息产生；小区0和子小区2在重叠的频段上可以做联合预编码的空分复用，预编码权值根据小区0和子小区2里的两个UE的信道状态信息产生。
实施例七
本实施例采用了如图3所示的小区网络架构，限定各个小区中至多接入一个UE，即eNB不再把天线按小区进行固定分组，每个小区使用的天线由小区间联合预编码权值决定，其中小区间联合预编码权值根据参与空分复用的UE信道状态信息产生，小区会随着UE的移动而移动，一个小区内至多接入一个用户。
基于实施例三，由于天线数或PCI个数受限，导致空分复用下的小区个数会受限，即最后复用的用户数会受限，为了复用更多的用户数，在空分的基础上可以同时采用时分，具体频分方案如下：
各小区中至少包含一个时分小区，时分小区中包含至少两个子小区，至少两个子小区的传输时隙彼此不重叠，且每个子小区中至多接入一个UE；对应的，根据接入各小区的UE的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值，包括：在一个子小区的传输时隙内，根据接入该子小区中及与小区中的UE的信道状态信息，确定该子小区及与小区之间的小区间联合预编码；采用小区间联合预编码权值，对各小区的小区级导频及控制信道进行加权，包括：采用小区间联合预编码权值，对子小区的小区级导频、控制信道以及小区的小区级导频、控制信道进行加权。
根据接入各小区的UE的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值之前，还包括：根据接入小区中的UE的个数和/或UE的业务状态信息，将各小区中的至少一个小区按照时隙的整数倍划分成至少两个子小区，形成时分小区。
时分小区中包含两个子小区，其中一个子小区与小区在奇数时隙上进行空分复用，另一个子小区与小区在偶数时隙上进行空分复用。
本实施例中还提供了一种时分小区进行空分复用的的具体示例，如图8所示，原小区0和原小区1可以在每个时隙中做联合预编码的空分复用，其中预编码权值根据小区0和小区1中的两个UE信道状态信息产生。本示例中，对其中一个小区进行时分，如对小区1时分得到子小区1和子小区2，时分后小区0和子小区1，小区0和子小区2可以分别在不同的时隙中做空分复用，例如，小区0和子小区1在偶数时隙做联合预编码的空分复用，预编码权值根据小区0和子小区中的两个UE的信道状态信息产生，小区0和子小区2可以在奇数时隙做联合预编码的空分复用，预编码权值根据小区0和子小区2中的两个UE的信道状态信息产生。
LTE***里PSS/SSS/PBCH都是在一些固定TTI周期性发送的，如果此时采用上述时分方案，会导致有些UE在某些TTI收不到PSS/SSS/PBCH，影响性能；此时可以采用修改PSS/SSS/PBCH的发送周期，比如每个TTI都发送PSS/SSS/PBCH的方式，尽量降低收不到PSS/SSS/PBCH的概率。
上述实施例一至实施例七中，采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权，以实现小区间控制信道的空分复用，包括：根据所述小区间联合预编码权值，确定与各小区对应的发射天线；采用所述小区间联合预编码权值对待发送的所述小区级导频及控制信道进行加权；在各小区对应的发射天线上，发送加权后的小区级导频及控制信道。
另外，在数据信道、用户级导频加权时也可以采用相同的方法，不再赘述。
另外，在LTE***里由于PCI只有504个，这样在天线数不受限的情况下，在实施例三的基础上复用的用户不超过504个用户，为了解决PCI受限的问题，除了可以采用如实施例五、六及七中所述的用户级加扰、频分、时分方法外，还可以采用增加PCI个数的方式，这样在天线数不受限的情况下，就能复用更多的用户。
在LTE***里PCI由PSS和SSS决定，
其中
即PCI，
和
分别对应SSS和PSS，
由此可以通过同时增加
和
或其中一个参数取值范围来达到增加PCI个数的目的。
图9为本发明空分复用处理装置实施例一的结构示意图，本实施例的装置可以部署在eNB中，本实施例装置应用于多天线***中，包括：确定模块1301以及第一空分复用模块1302，其中，确定模块1301，用于根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值；第一空分复用模块1302，用于采用小区间联合预编码权值，对各小区的小区级导频及控制信道进行加权，以实现小区间控制信道的空分复用。
上述实施例中，在空分复用处理装置中还包括第二空分复用模块，用于采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的数据信道进行加权，实现数据信道的空分复用；或者，采用所述小区间联合预编码权值对数据信道和用户级导频进行加权，实现数据信道的空分复用。
在上述实施例中，各小区中至多接入一个用户终端，从而形成如图3所示的网络架构，进行小区间空分复用时，不仅可以解决控制信道容量受限的问题，还可以解决用户级导频开销的问题。
上述实施例中，各小区中接入的用户终端数量大于一个；上述装置还包括：频分时分处理模块，用于对同一小区内的各个用户终端的控制信道进行频分或时分处理；对同一小区内的各个用户终端的数据信道进行频分或时分处理。
在上述实施例中，上述装置还包括加扰模块，用于在第一空分复用模块1302采用小区间联合预编码权值，对各小区的小区级导频及控制信道进行加权之前，对发送给各用户终端的小区级导频进行与各终端设备对应的用户级加扰。
在上述实施例中，第一空分复用模块1302，包括：天线确定单元，用于根据小区间联合预编码权值，确定与各小区对应的发射天线；加权处理单元，用于采用小区间联合预编码权值对待发送的小区级导频及控制信道进行加权；发送单元，用于在各小区对应的发射天线上，发送加权后的小区级导频及控制信道。
上述实施例中，各小区中至少包含一个频分小区，频分小区中包含至少两个子小区，至少两个子小区的频段彼此不重叠，且每个子小区中至多接入一个用户终端；对应的，确定模块1301，用于根据接入子小区中及与子小区具有重叠频段的小区中的用户终端的信道状态信息，确定子小区及与子小区具有重叠频段的小区之间的小区间联合预编码；空分复用模块1302，用于采用小区间联合预编码权值，对子小区的小区级导频、控制信道以及小区的小区级导频、控制信道进行加权。
上述实施例中，在空分复用处理装置中还包括：频分小区划分模块；频分小区划分模块用于在确定模块1301根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值之前，根据接入小区中的用户终端的个数和/或用户终端的业务状态信息，将各小区中的至少一个小区按照频段划分成至少两个子小区，形成频分小区。
上述实施例中，各小区中至少包含一个时分小区，时分小区中包含至少两个子小区，至少两个子小区的传输时隙彼此不重叠，且每个子小区中至多接入一个用户终端；对应的，确定模块1301，用于在一个子小区的传输时隙内，根据接入该子小区中及与小区中的用户终端的信道状态信息，确定该子小区及与小区之间的小区间联合预编码；空分复用模块1302，用于采用小区间联合预编码权值，对子小区的小区级导频、控制信道以及小区的小区级导频、控制信道进行加权。
上述实施例中，在空分复用处理装置中还包括：时分小区划分模块；其中时分小区划分模块用于在确定模块1301根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值之前，根据接入小区中的用户终端的个数和/或用户终端的业务状态信息，将各小区中的至少一个小区按照时隙的整数倍划分成至少两个子小区，形成时分小区。
上述实施例中，空分复用模块1302，还用于当时分小区中包含两个子小区时，其中一个子小区与小区在奇数时隙上进行空分复用，另一个子小区与小区在偶数时隙上进行空分复用。
图10为本发明接入设备实施例一的结构示意图，该接入设备应用于多天线***中，具体的，接入设备1400包括通信接口1401、存储器1403和处理器1402，其中，通信接口1401、处理器1402、存储器1403、通过总线1404相互连接；总线1404可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extendedindustry standard architecture，简称EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口1401用于与发送端通信。存储器1403，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令。存储器1403可能包含随机存取存储器(random access memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。
处理器1402执行存储器1403所存放的程序，实现本发明前述方法实施例的方法：
根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值；
采用小区间联合预编码权值，对各小区的小区级导频及控制信道进行加权，以实现小区间控制信道的空分复用。
上述的处理器1402可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在上述实施例中，设备可以为LTE***中的增强基站eNB、无线保真***中的WiFi无线访问接入点AP或全球微波互联接入WiMAX中的基站BS。
本发明实施例的空分复用处理装置及接入设备所实现的功能与上述方法相同，不再一一赘述。
本发明实施例的空分复用处理方法、装置及设备中，将加权后的小区级导频及控制信道发送给各小区的UE，通过小区间联合预编码权值的控制，实现控制信道的空分复用，解决了控制信道容量受限的问题。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (24)
1.一种空分复用处理方法，其特征在于，所述方法应用于多天线***，所述方法包括：
根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值；
采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权，以实现小区间控制信道的空分复用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的数据信道进行加权，实现数据信道的空分复用；
或者，
采用所述小区间联合预编码权值对数据信道和用户级导频进行加权，实现数据信道的空分复用。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述各小区中至多接入一个用户终端。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述各小区中接入的用户终端数量大于一个；
所述方法，还包括：
对同一小区内的各个用户终端的控制信道进行频分或时分处理；
对同一小区内的各个用户终端的数据信道进行频分或时分处理。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权之前，还包括：
对发送给各用户终端的小区级导频进行与各终端设备对应的用户级加扰。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权，以实现小区间控制信道的空分复用，包括：
根据所述小区间联合预编码权值，确定与各小区对应的发射天线；
采用所述小区间联合预编码权值对待发送的所述小区级导频及控制信道进行加权；
在各小区对应的发射天线上，发送加权后的小区级导频及控制信道。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述各小区中至少包含一个频分小区，所述频分小区中包含至少两个子小区，所述至少两个子小区的频段彼此不重叠，且每个子小区中至多接入一个用户终端；
对应的，所述根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值，包括：
根据接入所述子小区中及与所述子小区具有重叠频段的小区中的用户终端的信道状态信息，确定所述子小区及与所述子小区具有重叠频段的所述小区之间的小区间联合预编码；
所述采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权，包括：
采用所述小区间联合预编码权值，对所述子小区的小区级导频、控制信道以及所述小区的小区级导频、控制信道进行加权。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值之前，还包括：
根据接入小区中的用户终端的个数和/或用户终端的业务状态信息，将所述各小区中的至少一个小区按照频段划分成所述至少两个子小区，形成所述频分小区。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述各小区中至少包含一个时分小区，所述时分小区中包含至少两个子小区，所述至少两个子小区的传输时隙彼此不重叠，且每个子小区中至多接入一个用户终端；
对应的，所述根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值，包括：
在一个子小区的传输时隙内，根据接入该子小区中及与所述小区中的用户终端的信道状态信息，确定该子小区及与所述小区之间的小区间联合预编码；
所述采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权，包括：
采用所述小区间联合预编码权值，对所述子小区的小区级导频、控制信道以及所述小区的小区级导频、控制信道进行加权。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值之前，还包括：
根据接入小区中的用户终端的个数和/或用户终端的业务状态信息，将所述各小区中的至少一个小区按照时隙的整数倍划分成所述至少两个子小区，形成所述时分小区。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述时分小区中包含两个子小区，其中一个子小区与所述小区在奇数时隙上进行空分复用，另一个子小区与所述小区在偶数时隙上进行空分复用。
12.一种空分复用处理装置，其特征在于，所述装置应用于多天线***，所述装置包括：
确定模块，用于根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值；
第一空分复用模块，用于采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权，以实现小区间控制信道的空分复用。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二空分复用模块，用于采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的数据信道进行加权，实现数据信道的空分复用；或者，采用所述小区间联合预编码权值对数据信道和用户级导频进行加权，实现数据信道的空分复用。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述各小区中至多接入一个用户终端。
15.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述各小区中接入的用户终端数量大于一个；
所述装置还包括：
频分时分处理模块，用于对同一小区内的各个用户终端的控制信道进行频分或时分处理；对同一小区内的各个用户终端的数据信道进行频分或时分处理。
16.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
加扰模块，用于在所述第一空分复用模块采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权之前，对发送给各用户终端的小区级导频进行与各终端设备对应的用户级加扰。
17.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述第一空分复用模块，包括：
天线确定单元，用于根据所述小区间联合预编码权值，确定与各小区对应的发射天线；
加权处理单元，用于采用所述小区间联合预编码权值对待发送的所述小区级导频及控制信道进行加权；
发送单元，用于在各小区对应的发射天线上，发送加权后的小区级导频及控制信道。
18.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述各小区中至少包含一个频分小区，所述频分小区中包含至少两个子小区，所述至少两个子小区的频段彼此不重叠，且每个子小区中至多接入一个用户终端；
对应的，所述确定模块，用于根据接入所述子小区中及与所述子小区具有重叠频段的小区中的用户终端的信道状态信息，确定所述子小区及与所述子小区具有重叠频段的所述小区之间的小区间联合预编码；
所述空分复用模块，用于采用所述小区间联合预编码权值，对所述子小区的小区级导频、控制信道以及所述小区的小区级导频、控制信道进行加权。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，还包括：频分小区划分模块，用于在所述确定模块根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值之前，根据接入小区中的用户终端的个数和/或用户终端的业务状态信息，将所述各小区中的至少一个小区按照频段划分成所述至少两个子小区，形成所述频分小区。
20.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述各小区中至少包含一个时分小区，所述时分小区中包含至少两个子小区，所述至少两个子小区的传输时隙彼此不重叠，且每个子小区中至多接入一个用户终端；
对应的，所述确定模块，用于在一个子小区的传输时隙内，根据接入该子小区中及与所述小区中的用户终端的信道状态信息，确定该子小区及与所述小区之间的小区间联合预编码；
所述空分复用模块，用于采用所述小区间联合预编码权值，对所述子小区的小区级导频、控制信道以及所述小区的小区级导频、控制信道进行加权。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：时分小区划分模块，用于在所述确定模块根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值之前，根据接入小区中的用户终端的个数和/或用户终端的业务状态信息，将所述各小区中的至少一个小区按照时隙的整数倍划分成所述至少两个子小区，形成所述时分小区。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述空分复用模块，还用于当所述时分小区中包含两个子小区时，其中一个子小区与所述小区在奇数时隙上进行空分复用，另一个子小区与所述小区在偶数时隙上进行空分复用。
23.一种接入设备，其特征在于，该设备应用于多天线***中，包括：
通信接口、存储器和处理器和通信总线，其中，所述通信接口、所述存储器和所述处理器通过所述通信总线通信；
所述存储器用于存放程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的程序；当空分复用处理装置运行时，所述处理器运行程序，所述程序包括：
根据接入各小区的用户终端的信道状态信息，确定小区间联合预编码权值；
采用所述小区间联合预编码权值，对所述各小区的小区级导频及控制信道进行加权，以实现小区间控制信道的空分复用。
24.根据权利要求23所述的接入设备，其特征在于，所述设备为LTE***中的增强基站eNB、无线保真***中的WiFi无线访问接入点AP或全球微波互联接入WiMAX中的基站BS。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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