[发明专利]一种基于用户配对的多基站协作下的通信方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种基于用户配对的多基站协作下的通信方法。

背景技术

在同频组网的LTE-A系统中，相邻小区间的干扰限制了小区边缘用户的服务质量和吞吐量。为了进一步提高系统的频谱利用率，提高小区边缘用户的服务质量和吞吐量，必须采用相关技术有效地降低小区间的干扰。无线通信领域中的协作多点(CoMP)传输技术是目前LTE-A具有广阔前景的技术，它在尽可能保持系统高频谱利用率的基础上，可以有效地避免或降低小区间干扰。CoMP模型最常用的是基于基带单元加无线远端单元(BBU+RRU)的组网模式，类似于传统上熟知的分布式天线技术，1个基站通过射频光纤(RoF)连接多个天线站点，天线站点类似1个无线远端单元(RRU)，而所有的基带处理仍集中在基站，形成集中的基带单元(BBU)。

多输入多输出(MIMO)技术是未来无线通信系统空中接口的重要传输技术，通过在发射端和接收端同时配置多个接收天线，可以大幅度地提高信道容量。在CoMP系统上行链路中将采用一种特殊的MIMO技术，即上行的虚拟MIMO(VMIMO)技术，用户配对是VMIMO系统中的一个重要而独特的环节，即基站选取两个或者多个单天线用户组成虚拟多输入多输出(VMIMO)传输。由于信号来自不同的用户，经过不同的信道，用户间互相干扰的程度不同，因此，只有通过有效的用户配对过程，才能更好地获得VMIMO系统的多用户分集增益，并使配对用户间的相互干扰最小，保证合作后无线链路传输的可靠性以及鲁棒性。

目前国内外关于用户配对的研究很有限，大部分属于随机配对算法和正交配对算法。常用的用户配对方式有以下几种：

正交配对：选择两个信道正交性最大的用户进行配对。这种方法的优点是计算复杂度较低；缺点是基站需要知道所有将被配对用户的信道信息，而且只考虑了MIMO信道矩阵自身的正交性，没有考虑配对用户各自的信噪比，即没有考虑到由于干扰、网络规划不当、或某些地区深度衰落等问题。

随机配对：配对用户的选择随机生成，这种配对方法目前使用比较普遍。优点是配对方式简单，复杂度低，计算量小；缺点是无法合理利用信道矩阵特性，无法达到最大的信道容量，无法取得多用户分集增益。

行列式配对：通过调度算法，选择任意用户，计算所有其他用户与该用户配对后的行列式因子，选择行列式因子最大的，与该用户完成配对。此算法的优点是考虑了信道容量，计算复杂度较低，缺点是对低适应性不强，对信道容量表达也没有完全到位。

基于信号噪声比(SNR)配对：提出一种将用户按照其SNR分组，在不同组内采取相应配对准则的算法。同时，为了避免某一组内用户数过少，多用户分集增益偏低的情况，引入边际效用函数，允许部分满足要求的用户,进行跨组配对。

基于路径损耗和慢衰落排序的配对：将用户路径损耗加慢衰落值的和进行排序，对排序后相邻的用户进行配对。这种配对方法简单，复杂度低，在用户移动缓慢、路径损耗和慢衰落缓慢的情况下，用户的重新配对频率也会降低，而且由于配对用户路径损耗加慢衰落值相近，也降低了用户产生“远近”效应的可能性。缺点是配对用户信道相关性可能较大，配对用户之间的干扰比较大。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出了一种基于用户配对的多基站协作下的通信方法，以改善多基站协作系统的性能，进一步提高通信质量。

本发明提出的一种基于用户配对的多基站协作下的通信方法，其特征在于，所述方法包括：

根据用户到基站的上行导频信号或者用户向基站反馈的信道信息，基站获得各基站与各用户之间的信道信息；

基站根据所得到的信道信息对基站天线与用户天线进行配对，确定进行联合信号处理的天线集合；

对各个基站集合中的用户进行分组，组成虚拟MIMO进行信息传递。

上述方法的具体步骤包括：

(1)确定多基站协作的基站数、基站天线数，用户数、用户天线数；

(2)根据用户到基站的上行导频信号或者用户向基站反馈的信道信息，基站获得各基站到各用户之间的信道信息；

(3)基站根据所得到的信道信息对基站天线与用户天线进行配对，确定进行联合信号处理的天线集合；

(4)对各个基站集合中的用户进行分组，组成虚拟多输入多输出MIMO进行信息传递。

本发明的特点及有益效果：