小區間幹擾的抑制方法以及基站的製作方法

2023-08-07 06:48:26 2

專利名稱：小區間幹擾的抑制方法以及基站的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，特別地，涉及一種小區間幹擾的抑制方法以及基站。
背景技術：
無線和移動通信系統的幹擾主要有同頻幹擾、鄰頻幹擾、帶外幹擾、互調幹擾等。 其中系統的同頻幹擾是指網絡中部分或者全部小區由於使用相同的頻點進行數據傳輸，小 區之前會有相互的信號幹擾。同頻幹擾一般可以分為小區內幹擾、小區間幹擾、不同通信制 式之間的幹擾、不同運營商之間的幹擾、系統設備造成的幹擾等。目前，無線移動通信系統對頻譜效率的要求越來越高，期望可以進行小區間的同 頻組網來提高系統效率。根據美國《IEEETransaction on communication)) Vol. 49, NO. 8, AUGUST 2001, Page 1307-1311 (《國際電子與電氣工程師協會通信期刊》第49卷，第8期， 2001年8月，1307-1311頁)介紹，在多小區通信環境中，由於用戶受到來自相鄰小區同頻 信號的幹擾，系統容量與系統性能急劇下降，在某些幹擾嚴重的區域內，其容量甚至降低到 和單天線系統幾乎相同的水平，從而使得多天線帶來的高頻譜優勢受到嚴重削弱。可見，同 頻組網時，如果不能有效解決小區間的同頻幹擾問題，將會降低系統的頻譜效率、減小系統 覆蓋、損失系統流量。現有技術中給出了一種小區間通過調度進行幹擾抑制的方法。該方法中，各小區 基站和主控模塊進行幹擾抑制信息的交互，並且主控模塊獲取並匯總個小區的幹擾終端信 息，向對應小區基站推薦幹擾抑制調度方法，各小區根據推薦的幹擾抑制調度方法，結合本 小區的調度需求進行調度，達到抑制或者消除同頻幹擾的目的。但是該文獻中通過調度實 現小區間幹擾抑制，需要高層做較多的工作，實現比較複雜。現有技術中給出了一種基於信號功率測量來實現小區間幹擾抑制的方法。該方法 中，終端經由無線信道從相鄰小區的基站接收信號，通過所接收到的信號測量信道響應，確 定信號傳輸功率，然後根據每個頻帶的傳輸信號功率向歸屬小區基站傳輸數據。該文獻中 通過信號測量的結果，調整信號功率實現小區間幹擾抑制，這種方法僅能一定程度上降低 小區間的幹擾，並不能完全實現幹擾抑制。除以上現有之外，也有文獻提出用基站間的最優聯合編碼來抑制同頻幹擾。美國 《IEEE Transaction on communication》，AUGUST2006，Page56_61 (《國際電子與電氣工程 師協會無線通信期刊》2006年8月，第56-61頁)介紹，採用基站之間的協作通信機制，小 區中的用戶可以和多個基站同時進行通信，用戶的下行數據在各個基站之間共享並且通過 聯合編碼後發送，各移動用戶接收來自多個基站的數據信息並解碼。該方法中，雖然基站之 間的協作可以提高系統的頻譜效率，但是基站間的最優聯合編碼複雜度極高，收發之間的 同步十分困難；而且基站需要知道所有用戶的信道信息，當小區中的用戶數目較多時就需 要很多的反饋信息，這些都不利於系統的實際實現。針對相關技術中在進行小區幹擾抑制時，反饋信息量過大，導致系統難以實現，並 且可靠性不高的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容
針對相關技術中在進行小區幹擾抑制時，反饋信息量過大，導致系統難以實現，並 且可靠性不高的問題，本發明提供了一種改進的小區間幹擾的抑制方案。為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種小區間幹擾的抑制方法。根據本發明的小區間幹擾的抑制方法包括基站接收來自終端的量化信息；基站 根據量化信息進行權值重構；基站根據重構的權值對發射數據進行波束賦形來實現對小區 間幹擾的抑制。 優選地，在基站接收來自終端的量化信息之前，上述方法還包括終端獲取基站的 信道信息，並對信道信息進行量化得到量化信息；終端向基站發送量化信息。優選地，在終端向基站發送量化信息之後，上述方法還包括基站向基站的相鄰基 站發送量化信息。優選地，在終端對信道信息進行量化得到量化信息之後，上述方法還包括終端向 基站的相鄰基站發送量化信息。優選地，信道信息為終端到基站的方位信息。優選地，方位信息為終端到基站的到達角。優選地，量化信息為量化比特值或索引號。優選地，基站根據量化信息進行權值重構包括當量化信息為量化比特值時，基站 根據量化比特值對應的到達角恢復出量化到達角，並根據量化到達角進行權值重構。優選地，基站根據量化信息進行權值重構包括當量化信息為索引號時，基站根據 索引號，恢復出量化到達角，並根據量化到達角進行權值重構。為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種基站。根據本發明的基站包括接收模塊，用於接收來自終端的量化信息；重構模塊，用 於根據接收模塊接收的量化信息進行權值重構；賦形模塊，用於根據重構模塊重構的權值 對發射數據進行波束賦形來實現對小區間幹擾的抑制。通過本發明，基站發射數據時，利用終端反饋的有限的量化信息進行權值重構，根 據重構後的權值對發射數據進行波束賦形，以達到抑制基站對相鄰小區的幹擾，解決了相 關技術中在進行小區幹擾抑制時，反饋信息量過大，導致系統難以實現，並且可靠性不高的 問題，提高了系統性能和增大了系統容量。


附圖用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明的實 施例一起用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。在附圖中圖1是用於實施本發明實施例的本小區和鄰小區的基站和終端的示意圖；圖2是根據本發明實施例的小區間幹擾的抑制方法的流程圖；圖3是根據本發明實施例一和二的小區間幹擾的抑制方法的流程圖；圖4是根據本發明實施例三和四的小區間幹擾的抑制方法的流程圖；圖5是根據本發明實施例的小區間幹擾抑制波束賦形的示意圖；圖6是根據本發明實施例的基站的結構框圖。
具體實施例方式功能概述考慮到相關技術中在進行小區幹擾抑制時，反饋信息量過大，導致系統難以實現， 並且可靠性不高的問題，本發明實施例提供了一種改進的小區間幹擾的抑制方案，基站發 射數據時，利用終端反饋的有限的量化信息進行權值重構，根據重構後的權值對發射數據 進行波束賦形，以達到抑制基站對相鄰小區的幹擾、提高系統性能和增大系統容量的目的。 同時，由於終端僅反饋有限的量化信息，節省了資源，有利於系統的實現。另外，由於終端反 饋本身的信息給基站，所以基站可以及時跟蹤終端的變化情況，在一定程度上提高了系統 的可靠性。以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實 施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。圖1是用於實施本發明實施例的本小區和鄰小區的基站和終端的示意圖，如圖1 所示，BSl和BS2分別代表相鄰的兩個小區的基站，MSl和MS2分別代表這兩個小區內有同 頻幹擾的兩個終端。對於BSl而言，MSl是本小區終端，MS2是鄰小區終端；對於BS2而言， MS2是本小區終端，MSl是鄰小區終端。類似地，對於MSl而言，BSl是本小區基站，BS2是 鄰小區基站；對於MS2而言，BS2是本小區基站，BSl是鄰小區基站。方法實施例根據本發明的實施例，提供了一種小區間幹擾的抑制方法，該方法基於有限反饋 來實現小區間幹擾抑制。圖2是根據本發明實施例的小區間幹擾的抑制方法的流程圖，如 圖2所示，該方法包括如下的步驟S202至步驟S206 步驟S202，終端獲取相對於基站的信道信息，並對信道信息進行量化得到量化信 息，終端向基站發送(反饋)量化信息，基站接收來自終端的量化信息。其中，終端可以獲取其本身相對於本小區基站和鄰小區基站的信道信息。上述的 信道信息為終端到基站(包括本小區基站和鄰小區基站)的方位信息。方位信息為終端 到基站的到達角(DirectionOfArrival，簡稱為D0A)。上述的DOA的計算方法包括以下兩種第一種是直接計算DOA的方法，其中包括MUSIC(多重信號分類)算法、 ESPRIT (藉助旋轉不變技術估計信號參數技術)算法和延遲相加法等DOA估計方法。第二種是權值估計方法，即，獲得權值之後，再根據權值的相位計算D0A。其中包 括最小均方(Least Mean Square，簡稱為LMS)和遞推最小二乘準則(Recursive Least Square，簡稱為RLS)的自適應迭代算法，基於最大信噪比準則、基於最大信幹噪比準則和 基於最小均方誤差準則(Minimus Mean Squared Error，簡稱為MMSE)等權值估計方法。上述的量化是指首先根據有限的量化比特數L和量化區間，確定量化電平數，然 後對真實值D0A，設為Φ，進行量化，得到量化後的DOA值0。如果用L位二進位比特來表示 一個角度P，這L位二進位比特可以表示M=力種不同的角度。量化比特數L和量化區間 對基站和終端來說都是已知的。在一定的量化區間內，L越大，量化間隔越小，量化精度越 高，但同時需要的空口資源越多。在實際應用中，應均衡這兩方面因素來決定L的大小。其中，量化信息(即，量化後的相關信息)可以是兩種信息第一種是量化後的DOA值石對應的量化比特值；第二種是量化後的DOA值石對應的量化值在整個量化區間內的 索引號。需要說明的是，在終端向基站發送量化信息之後，該方法還可以包括如下操作之 一該基站向基站的相鄰基站發送量化信息；或終端向基站的相鄰基站發送量化信息。具體地，終端向基站反饋量化信息，可以是本小區終端同時將反饋信息通過專用 的反饋信道分別反饋給本小區基站和鄰小區基站，同樣地，鄰小區終端也將反饋信息通過 專用的反饋信道分別反饋給本小區基站和鄰小區基站；也可以是各小區終端僅將反饋信息 通過專用的反饋信道反饋給各小區基站，而各小區的鄰小區基站通過和各小區本小區基站 的交互獲得對方終端對本基站的反饋信息。步驟S204，基站根據量化信息進行權值重構。其中，權值重構是指基站根據終端反 饋的相對於本基站的量化信息，按照抑制小區間幹擾的目的，產生下行波束賦形的權值。其 中，權值重構的方法包括線性約束最小方差(Linearly Constrained Minimum Variance, 簡稱為LCMV)準則、零陷展寬技術等。其中，對於終端反饋的量化信息是第一種信息(即，量化後的DOA值φ對應的量化 比特值)，接收端(即，基站)接收到量化比特值後，根據該量化比特值對應的D0A，恢復出 終端反饋的量化D0A，再進行權值重構；對於終端反饋的是第二種信息(即，量化後的DOA 值盧對應的量化值在整個量化區間內的索引號)，接收端接收到的是量化後的DOA對應的索 引號，則根據該索引號在整個量化區間內所對應的D0A，恢復出對應的量化D0A，再進行權 值重構。需要說明的是，權值重構為了達到抑制小區間幹擾的目的，要求重構後的權值，波 束主瓣方向對準本小區終端，零陷對準鄰小區終端。步驟S206，基站根據重構的權值對發射數據進行波束賦形來實現對小區間幹擾的 抑制。實施例一圖3是根據本發明實施例一和二的小區間幹擾的抑制方法的流程圖，如圖3所示， 包括如下的步驟S301至步驟S304 步驟S301，終端獲取本身相對於本小區基站和鄰小區基站的信道信息。結合圖1， 即MS1獲取本身相對於BSl和BS2的D0A，設這兩個DOA分別為灼,ι和灼,2 ； MS2獲取本身相 對於BSl和BS2的D0A，設這兩個DOA分別為外,！和朽.2。步驟S302，終端對得到的信道信息進行量化，並把量化後的比特反饋給基站。結合 圖1，即MS1對代,和夠,2分別進行量化，得到量化後的DOA為色,,和色,2，設對應的量化比特為 [I1, I2,…，IJ a,D和l·，I2'…，IJ α,2) ；MS2對釣,〗和朽,2分別進行量化，得到量化後的DOA 為色,,和色,2，設對應的量化比特為[I1, I2,…，1L] (2a)和[I1, I2'…，IJ (2,2)°然後，MSl將[I1, I2,…，1L] (ia)和[I1, I2,…，Il] (1,2)通過專用的反饋通道分別 反饋給BSl和BS2 ;MS2將[I1, I2,…，IJai)和[I1, I2,…，1J (2,2)通過專用的反饋通道 分別反饋給BSl和BS2。步驟S303，基站根據終端反饋的量化比特，恢復量化後的D0A，進行權值重構。結 合圖1，BSl根據MSl和MS2相對於本基站的信道信息[I1, I2,…，1L] (ljl)和[I1, I2,…， IJ (2,d，重構權值；BS2根據MSl和MS2相對於本基站的信道信息[I1,12,…，IJ (1,2)和[I1,I2，…，IJ (2,2)，重構權值。步驟S304，基站根據重構的權值對發射數據進行波束賦形。結合圖1，BS1根據重 構後的權值對MSl的數據進行下行波束賦形，賦形的結果使得波束主瓣對準MS1，零陷對準 MS2 ；BS2根據重構後的權值對MS2的數據進行下行波束賦形，賦形的結果使得波束主瓣對 準MS2，零陷對準MS1，圖5是根據本發明實施例的小區間幹擾抑制的示意圖，如圖5所示， 該圖中僅給出了圖1中BSl和BS2所在的兩個小區對應的波束賦形。實施例二圖3是根據本發明實施例一和二的小區間幹擾的抑制方法的流程圖，如圖3所示， 包括如下的步驟S301至步驟S304 其中，該實施例中的步驟S301、步驟S303和步驟S304與實施例一中對應的步驟相 同，在此不再贅述。對於步驟S302，該實施例中終端對得到的信道信息進行量化的方法與實施例一相 同，S卩，MSl和MS2得到DOA對應的量化比特的方法與實施例一相同。該實施例與實施例一的 區別在於終端將量化後的比特反饋給基站的方法不同，在該實施例中，MSl將[I1,12，…， IJ (U)和l·，I2'…，1J(1,2)通過專用的反饋通道都反饋給BS1，MS2將[1」 I2,…，IJ (2， D和[I1,12，…，1J(2,2)通過專用的反饋通道都反饋給BS2，然後，BSl和BS2通過交互使得 BSl 獲得[1」12，…，1J(2,d，BS2 獲得[I1, 12，...，1J(1,2)。實施例三圖4是根據本發明實施例三和四的小區間幹擾的抑制方法的流程圖，如圖4所示， 包括如下的步驟S401至步驟S404 步驟S401，終端獲取其本身相對於本小區基站和鄰小區基站的信道信息。結合圖 LMSl獲取本身相對於BSl和BS2的D0A，設這兩個DOA分別為孔,和仍.2 ； MS2獲取本身相對 於BSl和BS2的D0A，設這兩個DOA分別為朽,,和朽,2。步驟S402，終端對得到的信道信息進行量化，並把量化後的索引號反饋給基站。結 合圖1，MS1對灼,i和灼,2分別進行量化，得到量化後的DOA為氕湘『，設對應的索引號分別為 Hilil和Hi1,2 ；MS2對夠,,和朽,2分別進行量化，得到量化後的DOA為知和色,2，設對應的索引號分 另lJ為 m2a 禾口 m2,2。然後，MSl將Hiia和Hi1,2通過專用的反饋通道分別反饋給BSl和BS2 ；MS2將Hi2il和 m2,2通過專用的反饋通道分別反饋給BSl和BS2。步驟S403，基站根據終端反饋的索引號，恢復量化後的D0A，進行權值重構。結合 圖1，BSl根據MSl和MS2相對於本基站的信道信息Hiia和Hi2il，及量化比特數L和量化區 間，重構權值；BS2根據MSl和MS2相對於本基站的信道信息I^2和m2,2，及量化比特數L和 量化區間，重構權值。步驟S404，基站根據重構的權值對發射數據進行波束賦形。結合圖1，BS1根據重 構後的權值對MSl的數據進行下行波束賦形，賦形的結果使得波束主瓣對準MS1，零陷對準 MS2 ；BS2根據重構後的權值對MS2的數據進行下行波束賦形，賦形的結果使得波束主瓣對 準MS2，零陷對準MS1，圖5是根據本發明實施例的小區間幹擾抑制波束賦形的示意圖，如圖 5所示，該圖中僅給出了圖1中BSl和BS2所在的兩個小區對應的波束賦形。實施例四
圖4是根據本發明實施例三和四的小區間幹擾的抑制方法的流程圖，如圖4所示， 包括如下的步驟S401至步驟S404 步驟S401，步驟S403和步驟S404與實施例三中對應的步驟相同，在此不再贅述。對於步驟S402，該實施例中終端對得到的信道信息進行量化的方法與實施例三相 同，S卩，MSl和MS2將DOA進行量化，並獲得對應索引號的方法與實施例三相同。該實施例與 實施例三的區別在於終端將量化後的索引號反饋給基站的方法，在本實施例中，MSl將I1 和mu通過專用的反饋通道都反饋給BSl，MS2將Hi2il和m2,2通過專用的反饋通道都反饋給 BS2，然後BSl和BS2通過交互使得BSl獲得m2jl, BS2獲得Hi1,2。裝置實施例根據本發明的實施例，提供了一種基站。圖6是根據本發明實施例的基站的結構 框圖，如圖6所示，該基站62包括接收模塊4、重構模塊6、賦形模塊8，下面對上述結構進 行描述。接收模塊4，用於接收來自終端64的量化信息；重構模塊6，連接至接收模塊4，用 於根據接收模塊4接收的量化信息進行權值重構；賦形模塊8，連接至重構模塊6，用於根據 重構模塊6重構的權值對發射數據進行波束賦形來實現對小區間幹擾的抑制。在接收模塊4接收來自終端64的量化信息之前，終端64獲取基站的信道信息，並 對信道信息進行量化得到量化信息，並向基站發送量化信息。其中，量化信息可以是兩種信息第一種是量化後的DOA值石對應的量化比特值； 第二種是量化後的DOA值^對應的量化值在整個量化區間內的索引號。需要說明的是，在終端向基站發送量化信息之後，該方法還可以包括如下操作之 一該基站向基站的相鄰基站發送量化信息；或終端向基站的相鄰基站發送量化信息。具體地，終端向基站反饋量化信息，可以是本小區終端同時將反饋信息通過專用 的反饋信道分別反饋給本小區基站和鄰小區基站，同樣地，鄰小區終端也將反饋信息通過 專用的反饋信道分別反饋給本小區基站和鄰小區基站；也可以是各小區終端僅將反饋信息 通過專用的反饋信道反饋給各小區基站，而各小區的鄰小區基站通過和各小區本小區基站 的交互獲得對方終端對本基站的反饋信息。其中，對於終端反饋的量化信息是第一種信息(即，量化後的DOA值資對應的量化 比特值)，接收模塊4接收到量化比特值後，重構模塊6根據該量化比特值對應的D0A，恢復 出終端反饋的量化D0A，再進行權值重構；對於終端反饋的是第二種信息(即，量化後的DOA 值盧對應的量化值在整個量化區間內的索引號)，接收模塊4接收到的是量化後的DOA對應 的索引號，則重構模塊6根據該索引號在整個量化區間內所對應的D0A，恢復出對應的量化 D0A，再進行權值重構。需要說明的是，權值重構為了達到抑制小區間幹擾的目的，要求重構後的權值，波 束主瓣方向對準本小區終端，零陷對準鄰小區終端。綜上所述，通過本發明的上述實施例，給出了一種基於有限反饋的小區間幹擾抑 制方法。在該方法中，基站利用終端反饋的有限的量化信息進行權值重構，再根據重構後的 權值對發射數據進行波束賦形，以達到抑制基站對相鄰小區的幹擾、提高系統性能和增大 系統容量的目的。同時，由於終端僅反饋有限的量化信息，節省了資源，有利於系統的實現。 另外，由於終端反饋本身的信息給基站，所以基站可以及時跟蹤終端的變化情況，在一定程
8度上提高了系統的可靠性。 以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技 術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種小區間幹擾的抑制方法，其特徵在於，包括基站接收來自終端的量化信息；所述基站根據所述量化信息進行權值重構；所述基站根據重構的權值對發射數據進行波束賦形來實現對小區間幹擾的抑制。
2.根據權利要求1所述的方法，在所述基站接收來自所述終端的所述量化信息之前， 所述方法還包括所述終端獲取所述基站的信道信息，並對所述信道信息進行量化得到所述量化信息；所述終端向所述基站發送所述量化信息。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在所述終端向所述基站發送所述量化信 息之後，所述方法還包括所述基站向所述基站的相鄰基站發送所述量化信息。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在所述終端對所述信道信息進行量化得 到所述量化信息之後，所述方法還包括所述終端向所述基站的相鄰基站發送所述量化信息。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特徵在於，所述信道信息為所述終端到 所述基站的方位信息。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述方位信息為所述終端到所述基站的 到達角。
7.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特徵在於，所述量化信息為量化比特值 或索引號。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述基站根據所述量化信息進行權值重 構包括當所述量化信息為所述量化比特值時，所述基站根據所述量化比特值對應的到達角恢 復出量化到達角，並根據所述量化到達角進行權值重構。
9.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述基站根據所述量化信息進行權值重 構包括當所述量化信息為所述索引號時，所述基站根據所述索引號，恢復出量化到達角，並根 據所述量化到達角進行權值重構。
10.一種基站，其特徵在於，包括接收模塊，用於接收來自終端的量化信息；重構模塊，用於根據所述接收模塊接收的所述量化信息進行權值重構；賦形模塊，用於根據所述重構模塊重構的權值對發射數據進行波束賦形來實現對小區 間幹擾的抑制。
全文摘要
本發明公開了一種小區間幹擾的抑制方法以及基站，該方法包括基站接收來自終端的量化信息；基站根據量化信息進行權值重構；基站根據重構的權值對發射數據進行波束賦形來實現對小區間幹擾的抑制。通過本發明提高了系統性能和增大了系統容量。
文檔編號H04B7/06GK101931446SQ200910150280
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月25日 優先權日2009年6月25日
發明者劉巧豔, 李遠英, 王雯芳 申請人:中興通訊股份有限公司