[发明专利]一种基于SINR门限和令牌的CoMP下行动态协作簇选择方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及蜂窝协作通信系统下行传输时动态选择多小区协作簇的方法，尤其涉及一种基于信干噪比(SINR)门限和令牌的协作多点传输(Coordinated Multi-Point，CoMP)下行动态协作簇选择方法，属于移动通信、无线通信技术领域。 

(二)背景技术

随着通信业务的发展以及人们需求的增长，未来的无线通信系统需要支持高速率、大容量。目前的蜂窝通信系统存在若干问题，小区间的干扰是其中较为严重的一个。位于小区边缘的用户容易受到相邻小区的干扰，于是小区边缘用户的性能很差，成为制约系统整体性能的瓶颈。 

针对这一问题，近年出现了协作多点传输(CoMP)的方法。其基本思想是让不同小区的基站下行协作传输数据。协作多点传输能充分利用多基站、多用户和多天线资源，提高小区用户平均性能尤其是小区边缘用户的性能。 

在下行协作多点传输过程中，协作基站需将用户的信道信息传递给中心处理单元，中心处理单元实现用户调度和预编码，并将调度和预编码的结果传给协作基站。随着协作基站个数的增加，对协作基站与中心处理单元间的回传信道容量的要求大大增加，协作所需的信令和反馈开销迅速增加，资源分配和预编码的实现复杂度也急剧增长，但是协作带来的性能增益却在逐步减小。为了降低协作传输系统的复杂度，需要将网络中的大量基站划分为不同的协作簇，在各协作簇内进行基站协作传输。 

固定分簇是最简单的协作簇划分方法。对于由固定分簇事先设计的任意一种分簇结果，簇内的若干小区将构成一个“超级小区”进行协作下行传输，从而使簇内不再产生小区间干扰。但是，这种“超级小区”的边缘用户仍然受到较强的簇间干扰，因此其性能依然较差。 

本发明针对这一问题，提出了一种动态选择协作簇的方法，保证了边缘用户的性能。

本发明的提出基于“新一代宽带无线移动通信网科技重大专项：IMT-Advanced协作多点传输技术研发”(工信部20092X03003-003)的支持。 

(三)发明内容

1、发明目的： 

本发明的目的在于提供一种基于SINR门限和令牌的CoMP下行动态协作簇选择方法。通过基于SINR门限动态选择协作簇，且簇内多个基站进行协作下行多天线预编码传输，可以改善小区边缘用户的性能；通过传输和管理令牌，可以解决选簇时的冲突问题。 

2、技术方案： 

本发明的基本思想是：根据小区边缘用户来确定协作簇，这样可以保证边缘用户的性能；挑选干扰最大的小区来协作，这样可以使协作增益最大；以使小区边缘用户的信干噪比达到给定门限的准则来确定协作簇的大小，这样可以灵活调整门限从而在性能和复杂度之间折中；基于令牌来选择协作簇，避免了不同用户同时选择协作小区时的冲突问题。 

本发明的具体技术方案是：一种基于SINR门限和令牌的CoMP下行动态协作簇选择方法，它是由基于SINR门限的动态分簇方法和基于令牌的冲突避免方法两部分组成，其具体步骤如下： 

(1)基于SINR门限的动态分簇方法 

假设有Nc个小区，每个小区内的基站(BS)配有Nt个天线。在每个小区内散布有Nu个用户(UE)，每个用户配有Nr个天线。设C表示所有小区的集合，S表示尚未分簇的小区集合，U(S)表示S集合里的各个小区内所有用户的集合。初始状态时S＝C。 

步骤一：选出SINR最差的用户 

每一个用户均可以接收所有基站发送的导频信号，并测量其强度。用户将所在小区基站发送的信号看做有用信号，将其余Nc-1个基站发送的信号看做干扰，用有用信号的能量除以干扰信号和噪声的能量之和，就可以计算出自己的SINR。计算各个用户的SINR时，既可以使用瞬时导频信号能量，也可以使用对导频信号长时间统计所得的能量。 

在集合U(S)中选出SINR最差的用户，并基于它来选择协作簇。 

步骤二：选择一个协作簇 

假设步骤一挑出用户所在的小区为c₁，在S中按照对该用户干扰从大到小的顺序依次选出K个小区c₂，c₃，...，c_K+1与c₁协作。协作簇的大小为K+1，其中K由以下原则确定： 

1、当协作簇大小为K时，协作后用户的SINR达不到给定门限，即