一種波束分配方法以及基站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種波束分配方法以及相關(guān)基站。
【背景技術(shù)】
[0002] 多入多出（MIMO，Multiple_Input Multiple-Output)技術(shù)是現(xiàn)代通信的基礎(chǔ)技術(shù) 之一。通過在發(fā)射端和接收端分別設(shè)置多個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接 收端的多根天線進(jìn)行傳送和接收，能夠提高頻譜利用率和功率效率，從而改善通信質(zhì)量。
[0003] 空分復(fù)用是一種基于Μπω的通信技術(shù)，該技術(shù)通過不同的天線盡可能多的在空間 信道上傳輸相互獨立的數(shù)據(jù)，以充分利用空間傳播中的多徑分量，從而使得信道容量隨著 天線數(shù)量的增加而線性增加，進(jìn)而提升整個系統(tǒng)的容量。
[0004] 在長期演進(jìn)(LTE，Long Term Evolution)release 10版本中，基站一般配有8根天 線以實現(xiàn)ΜΜ0。但是隨著頻譜資源的日益緊缺，基站的傳輸效率和可靠性已漸漸不能滿足 通信的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種波束分配方法，還提供了相關(guān)的基站。
[0006] 本發(fā)明的第一方面提供了一種波束分配方法，該方法應(yīng)用于多小區(qū)無線通信系統(tǒng) 中的第一基站。其中，該第一基站配置包括N條天線，該N條天線用于發(fā)射N個第一波束。其中 N為不小于100的正整數(shù)，且由于N較大，因此該N個第一波束中任意兩條波束可以看做近似 正交。第一基站在其N個第一波束上接收通信系統(tǒng)中一個或多個第一用戶到第一基站的長 時信道信息，該長時信道信息用于表示該一個或多個第一用戶在各第一波束上的能量衰減 特性。第一基站還從第二基站處獲取第二長時信道信息，與第一基站類似的，第二基站用于 發(fā)射多個第二波束，第二長時信道信息用于表示一個或多個第二用戶在第二基站的多個第 二波束上的能量衰減特性。第一基站根據(jù)第一長時信道信息以及第二長時信道信息，將該N 個第一波束分配給通信系統(tǒng)中的用戶。其中，每個第一波束最多分配給一個用戶，但是每個 用戶可以分配〇個、1個或多個波束。本發(fā)明提供的波束分配方法中，第一基站的波束為1〇 2 或更高數(shù)量級，因此第一基站有足夠的波束以為不同的用戶分配專用的波束。且由于第一 基站任意兩根天線所發(fā)射的波束近似正交，因此不同用戶之間的干擾較小，第一基站無需 為不同用戶分配不同的時頻資源來降低用戶間干擾，用戶可以使用整個波束的時頻資源。 這樣就提高了通信系統(tǒng)的可靠性和傳輸效率。
[0007]可選的，長時信道信息可以為能量耦合矩陣的形式。第一基站可以將各第一用戶 到第一基站的能量耦合矩陣確定為第一長時信道信息，第二長時信道信息也可以為各第二 用戶到第二基站的能量耦合矩陣。
[0008]可選的，第一基站可以通過如下步驟分配各第一波束：確定通信系統(tǒng)中當(dāng)前待分 配波束的剩余用戶的集合，并確定通信系統(tǒng)當(dāng)前待分配給用戶的剩余波束的集合。其中，剩 余用戶的集合中包括一個或多個剩余用戶，剩余波束的集合中包括一個或多個剩余波束。 可以理解的，該剩余波束的集合可以包括該N個第一波束中當(dāng)前待分配給用戶的波束。根據(jù) 第一長時信道信息以及第二長時信道信息，在剩余波束的集合中分別確定每個剩余用戶對 應(yīng)的最大增益波束，以及每個剩余用戶在其對應(yīng)的最大增益波束上的信道增益，其中，最大 增益波束用于表示使得剩余用戶與基站達(dá)到的增益最大的波束。確定對應(yīng)的信道增益最大 的最大增益用戶，并判斷在將最大增益用戶對應(yīng)的最大增益波束分配給該最大增益用戶 后，通信系統(tǒng)達(dá)到的和速率是否能夠大于當(dāng)前的和速率，若是，則將該最大增益用戶對應(yīng)的 最大增益波束分配給該最大增益用戶，并再次觸發(fā)剩余用戶的集合與剩余波束的集合的步 驟。
[0009]可選的，剩余用戶的集合可以包括第一用戶和第二用戶中待分配波束的用戶，且 還可以包括通信系統(tǒng)中除了第一用戶和第二用戶之外的其它用戶。余波束的集合應(yīng)包括該 N個第一波束以及第二波束，且還可以包括除第一基站與第二基站外其它基站的波束。 [0010]可選的，剩余用戶的集合為當(dāng)前待分配波束的用戶中，到第一基站的信道增益大 于到其它基站的信道增益的用戶的集合，剩余波束的集合為第一波束中當(dāng)前待分配給用戶 的波束的集合。
[0011]可選的，第一基站可以在各第一波束上接收對應(yīng)用戶發(fā)送的導(dǎo)頻信號，并根據(jù)該 導(dǎo)頻信號對各第一波束進(jìn)行上行的瞬時信道估計。瞬時信道估計的結(jié)果可以包括瞬時信道 信息和干擾相關(guān)矩陣。第一基站在完成了對第一波束的瞬時信道估計后，若后續(xù)在第一波 束上接收到由對應(yīng)用戶發(fā)送的上行數(shù)據(jù)信號，則可以根據(jù)瞬時信道估計的結(jié)果對該數(shù)據(jù)信 號進(jìn)行相干檢測。
[0012] 可選的，此外，第一基站還可以在第一波束上向?qū)?yīng)用戶發(fā)送導(dǎo)頻信號，使得該對 應(yīng)用戶在接收到該導(dǎo)頻信號后，可以根據(jù)該導(dǎo)頻信號完成下行的瞬時信道估計。第一基站 在發(fā)送導(dǎo)頻信號后，在第一波束上發(fā)送對應(yīng)用戶的數(shù)據(jù)信號。對應(yīng)用戶可以根據(jù)下行的瞬 時信道估計結(jié)果，對接收到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行相干檢測。
[0013] 本發(fā)明的第二方面提供了一種基站，用于在多小區(qū)無線通信系統(tǒng)中作為第一基 站。該第一基站配置包括N條天線，該N條天線用于發(fā)射N個第一波束。其中N為不小于100的 正整數(shù)，且由于N較大，因此該N個第一波束中任意兩條波束可以看做近似正交。該第一基站 包括:信號接收模塊，用于在該N個第一波束上接收一個或多個第一用戶發(fā)送的探測信號。 信息計算模塊，用于根據(jù)信號接收模塊接收的探測信號，確定該一個或多個第一用戶到第 一基站的第一長時信道信息。其中，第一長時信道信息用于表示該一個或多個第一用戶在 該N個第一波束上的能量衰減特性;信息獲取模塊，用于從第二基站處獲取第二長時信道信 息。其中，第二基站用于發(fā)射多個第二波束，第二長時信道信息用于表示:一個或多個第二 用戶在第二基站的多個第二波束上的能量衰減特性。波束分配模塊，用于根據(jù)第一長時信 道信息以及第二長時信道信息，在通信系統(tǒng)的用戶中分配該N個第一波束。其中，每個第一 波束至多被分配給一個用戶。本發(fā)明提供的第一基站的波束為1〇 2或1〇3甚至更高數(shù)量級，因 此第一基站能夠為不同的用戶分配專用的波束。且由于第一基站任意兩根天線所發(fā)射的波 束近似正交，因此不同用戶之間的干擾較小，第一基站無需為不同用戶分配不同的時頻資 源來降低用戶間干擾，用戶可以使用整個波束的時頻資源。這樣就提高了通信系統(tǒng)的可靠 性和傳輸效率。
[0014] 可選的，信息計算模塊具體用于:將發(fā)送探測信號的該一個或多個第一用戶到第 一基站的特征模式能量耦合矩陣，確定為該一個或多個第一用戶到第一基站的第一長時信 道信息。
[0015] 可選的，波束分配模塊具體用于:確定通信系統(tǒng)當(dāng)前待被分配波束的剩余用戶的 集合，并確定通信系統(tǒng)當(dāng)前待分配給用戶的剩余波束的集合。其中，剩余波束的集合包括該 N個第一波束中當(dāng)前待分配給用戶的波束，剩余用戶的集合中包括多個剩余用戶;根據(jù)第一 長時信道信息以及第二長時信道信息，在剩余波束的集合中分別確定每個剩余用戶對應(yīng)的 最大增益波束，以及每個剩余用戶在對應(yīng)的最大增益波束上的信道增益，其中，剩余用戶在 對應(yīng)的最大增益波束上得到的信道增益最大;在剩余用戶的集合中，確定對應(yīng)的信道增益 最大的最大增益用戶;判斷在將最大增益用戶對應(yīng)的最大增益波束分配給該最大增益用戶 后，通信系統(tǒng)的和速率是否增加，若是，則將該最大增益用戶對應(yīng)的最大增益波束分配給該 最大增益用戶，并再次觸發(fā)確定通信系統(tǒng)當(dāng)前待分配波束的剩余用戶的集合，以及確定通 信系統(tǒng)當(dāng)前待分配給用戶的剩余波束的集合的步驟。
[0016] 可選的，剩余用戶的集合可以包括第一用戶以及第二用戶中待分配波束的用戶； 剩余波束的集合還包括該多個第二波束中當(dāng)前未被分配給用戶的波束。
[0017] 可選的，波束分配模塊還用于:對于待分配波束的目標(biāo)用戶，根據(jù)第一長時信道信 息以及第二長時信道信息分別計算該目標(biāo)用戶到通信系統(tǒng)中不少于一個基站的信道增益， 其中，該不少于一個基站包括第一基站和第二基站;若在該不少于一個基站中，目標(biāo)用戶到 第一基站的信道增益最大，則確定剩余用戶的集合包括該目標(biāo)用戶。
[0018] 可選的，信號接收模塊還用于:在第一波束上接收該第一波束被分配給的對應(yīng)用 戶發(fā)送的導(dǎo)頻信號;信息計算模塊還用于:根據(jù)接收到的導(dǎo)頻信號，對第一波束進(jìn)行瞬時信 道估計，得到的瞬時信道估計的結(jié)果包括第一波束的瞬時信道信息和干擾相關(guān)矩陣;信號 接收模塊還用于:在第一波束上接收第一波束被分配給的對應(yīng)用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)信號;信息 計算模塊還用于:根據(jù)瞬時信道估計的結(jié)果，對接收到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行相干檢測。
[0019]可選的，本發(fā)明提供的基站還包括可選模塊:信號發(fā)送模塊，用于在第一波束上向 第一波束被分配給的對應(yīng)用戶發(fā)送導(dǎo)頻信號，并在發(fā)送了該導(dǎo)頻信號后，在第一波束上向 該對應(yīng)用戶發(fā)送該對應(yīng)用戶的數(shù)據(jù)信號。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例中大規(guī)模多小區(qū)無線通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2為本發(fā)明實施例波束分配方法一個實施例流程圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明實施例提供的基站的一個實施例結(jié)構(gòu)圖；
[0023] 圖4為本