[发明专利]一种基于多小区动态成簇的协作通信方法

说明书

技术领域

本发明属于无线蜂窝网通信领域，具体来说，涉及一种基于多小区动态成簇的协作通信方法。

背景技术

随着用户规模的急剧增长和无线业务的增多，蜂窝通信网络面临一个重大挑战——提高有限的频带资源的利用率。为满足需求，基站将被更密集地架设、频率复用率将提高，甚至占用整个分配的可用频带。但这将进一步导致更严重的小区间干扰（inter-cell interference，ICI），使用户服务质量（Quality of Service，QoS）将受到影响，特别是小区边缘用户。协作通信是一种致力于减轻小区间干扰的有效方式，3GPP已正式将协作通信技术纳入LTE-Advanced标准，使之成为提高未来无线网络系统性能的关键技术。

协作通信为充分开发系统空间自由度提供了可能，其基本思想是在下行链路中，多个小区对要发送的信号联合处理，从而使得本地小区抑制其他小区的干扰信号。在一个合作单元内的基站合作形成一个簇，这样通过协作，簇内小区间的干扰将得到有效抑制。理论上，同一簇内基站数目越多，对小区间干扰抑制越明显；但在实用中，更多的小区协作意味着更多的反馈开销、计算开销和骨干网络传输开销，这一情况使得同一簇内小区数量不能太多。

针对选取哪些基站成簇这一问题，一些卓有成效的算法被提出，大多考虑的是依据基站地理邻近位置成簇的静态策略，即选定成簇基站后不再变化，然而无线信道时变特性可能使这种方法对性能提高受限。对此，一些动态成簇方法——成簇的基站根据信道信息不断变化被提出，使得系统性能相对静态成簇方法有明显改善。然而，现有的动态成簇算法大多是在所有的成簇可能中穷搜并计算具有最大系统容量的簇作为结果，这一过程相当复杂；有学者对这类算法做了轻微改变，计算目标换为所有可能的簇的信道增益并选择总增益最大的成簇结果；但是这些方法都需要穷尽所有成簇的可能。当网络大小较大时，即使每一簇内基站数量较少，计算量也相当大，可能计算完成后，信道条件早已改变。因此，这种穷尽搜索方法在实际网络中时并不适用。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于多小区动态成簇的协作通信方法，该通信方法使得各基站能够根据与其他基站的关联度大小来决定是否与其成簇，极大地加快了动态成簇速度，从而提高了通信效率。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于多小区动态成簇的协作通信方法，该多小区包括至少三个小区，每个小区中设有移动台和基站，该通信方法包括以下步骤：

第一步：建立基站列表和测算小区间相互干扰的矩阵：

初始化候选基站列表Candidacy={1,2,…,B}，已选基站列表B表示多小区中基站的总数，设定各个簇中包含的基站最大数量均为B_c，B_c＜B，多小区中簇的数目为其中，符号表示向下取整；

根据多小区所有移动台反馈到各基站的信道信息矩阵H，按式（1）测算小区间相互干扰矩阵F：

fij=|hij|2+|hji|2,i≠j0,i=j]]>式(1)

其中，h_ij表示用户i与基站j的发射天线之间的信道增益，h_ji表示用户j与基站i的发射天线之间的信道增益，f_ij为相互干扰矩阵F的第i行第j列元素，f_ij表示基站i与基站j之间的相互干扰程度；