一种波束分配方法以及基站组成比例

本发明专利技术提供了一种波束分配方法，用于提高通信系统的可靠性和传输效率。本发明专利技术提供的波束分配方法包括：在第一波束上接收第一用户发送的探测信号；根据探测信号，确定第一用户到第一波束的第一长时信道信息；从第二基站处获取第二长时信道信息；根据第一长时信道信息以及第二长时信道信息，分配第一波束。本发明专利技术实施例还提供了相关的装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种波束分配方法以及相关基站。
技术介绍
多入多出(MIMO，Multiple-InputMultiple-Output)技术是现代通信的基础技术之一。通过在发射端和接收端分别设置多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多根天线进行传送和接收，能够提高频谱利用率和功率效率，从而改善通信质量。空分复用是一种基于MIMO的通信技术，该技术通过不同的天线尽可能多的在空间信道上传输相互独立的数据，以充分利用空间传播中的多径分量，从而使得信道容量随着天线数量的增加而线性增加，进而提升整个系统的容量。在长期演进(LTE，LongTermEvolution)release10版本中，基站一般配有8根天线以实现MIMO。但是随着频谱资源的日益紧缺，基站的传输效率和可靠性已渐渐不能满足通信的需求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种波束分配方法，还提供了相关的基站。本专利技术的第一方面提供了一种波束分配方法，该方法应用于多小区无线通信系统中的第一基站。其中，该第一基站配置包括N条天线，该N条天线用于发射N个第一波束。其中N为不小于100的正整数，且由于N较大，因此该N个第一波束中任意两条波束可以看做近似正交。第一基站在其N个第一波束上接收通信系统中一个或多个第一用户到第一基站的长时信道信息，该长时信道信息用于表示该一个或多个第一用户在各第一波束上的能量衰减特性。第一基站还从第二基站处获取第二长时信道信息，与第一基站类似的，第二基站用于发射多个第二波束，第二长时信道信息用于表示一个或多个第二用户在第二基站的多个第二波束上的能量衰减特性。第一基站根据第一长时信道信息以及第二长时信道信息，将该N个第一波束分配给通信系统中的用户。其中，每个第一波束最多分配给一个用户，但是每个用户可以分配0个、1个或多个波束。本专利技术提供的波束分配方法中，第一基站的波束为102或更高数量级，因此第一基站有足够的波束以为不同的用户分配专用的波束。且由于第一基站任意两根天线所发射的波束近似正交，因此不同用户之间的干扰较小，第一基站无需为不同用户分配不同的时频资源来降低用户间干扰，用户可以使用整个波束的时频资源。这样就提高了通信系统的可靠性和传输效率。可选的，长时信道信息可以为能量耦合矩阵的形式。第一基站可以将各第一用户到第一基站的能量耦合矩阵确定为第一长时信道信息，第二长时信道信息也可以为各第二用户到第二基站的能量耦合矩阵。可选的，第一基站可以通过如下步骤分配各第一波束：确定通信系统中当前待分配波束的剩余用户的集合，并确定通信系统当前待分配给用户的剩余波束的集合。其中，剩余用户的集合中包括一个或多个剩余用户，剩余波束的集合中包括一个或多个剩余波束。可以理解的，该剩余波束的集合可以包括该N个第一波束中当前待分配给用户的波束。根据第一长时信道信息以及第二长时信道信息，在剩余波束的集合中分别确定每个剩余用户对应的最大增益波束，以及每个剩余用户在其对应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户与基站达到的增益最大的波束。确定对应的信道增益最大的最大增益用户，并判断在将最大增益用户对应的最大增益波束分配给该最大增益用户后，通信系统达到的和速率是否能够大于当前的和速率，若是，则将该最大增益用户对应的最大增益波束分配给该最大增益用户，并再次触发剩余用户的集合与剩余波束的集合的步骤。可选的，剩余用户的集合可以包括第一用户和第二用户中待分配波束的用户，且还可以包括通信系统中除了第一用户和第二用户之外的其它用户。余波束的集合应包括该N个第一波束以及第二波束，且还可以包括除第一基站与第二基站外其它基站的波束。可选的，剩余用户的集合为当前待分配波束的用户中，到第一基站的信道增益大于到其它基站的信道增益的用户的集合，剩余波束的集合为第一波束中当前待分配给用户的波束的集合。可选的，第一基站可以在各第一波束上接收对应用户发送的导频信号，并根据该导频信号对各第一波束进行上行的瞬时信道估计。瞬时信道估计的结果可以包括瞬时信道信息和干扰相关矩阵。第一基站在完成了对第一波束的瞬时信道估计后，若后续在第一波束上接收到由对应用户发送的上行数据信号，则可以根据瞬时信道估计的结果对该数据信号进行相干检测。可选的，此外，第一基站还可以在第一波束上向对应用户发送导频信号，使得该对应用户在接收到该导频信号后，可以根据该导频信号完成下行的瞬时信道估计。第一基站在发送导频信号后，在第一波束上发送对应用户的数据信号。对应用户可以根据下行的瞬时信道估计结果，对接收到的数据信号进行相干检测。本专利技术的第二方面提供了一种基站，用于在多小区无线通信系统中作为第一基站。该第一基站配置包括N条天线，该N条天线用于发射N个第一波束。其中N为不小于100的正整数，且由于N较大，因此该N个第一波束中任意两条波束可以看做近似正交。该第一基站包括：信号接收模块，用于在该N个第一波束上接收一个或多个第一用户发送的探测信号。信息计算模块，用于根据信号接收模块接收的探测信号，确定该一个或多个第一用户到第一基站的第一长时信道信息。其中，第一长时信道信息用于表示该一个或多个第一用户在该N个第一波束上的能量衰减特性；信息获取模块，用于从第二基站处获取第二长时信道信息。其中，第二基站用于发射多个第二波束，第二长时信道信息用于表示：一个或多个第二用户在第二基站的多个第二波束上的能量衰减特性。波束分配模块，用于根据第一长时信道信息以及第二长时信道信息，在通信系统的用户中分配该N个第一波束。其中，每个第一波束至多被分配给一个用户。本专利技术提供的第一基站的波束为102或103甚至更高数量级，因此第一基站能够为不同的用户分配专用的波束。且由于第一基站任意两根天线所发射的波束近似正交，因此不同用户之间的干扰较小，第一基站无需为不同用户分配不同的时频资源来降低用户间干扰，用户可以使用整个波束的时频资源。这样就提高了通信系统的可靠性和传输效率。可选的，信息计算模块具体用于：将发送探测信号的该一个或多个第一用户到第一基站的特征模式能量耦合矩阵，确定为该一个或多个第一用户到第一基站的第一长时信道信息。可选的，波束分配模块具体用于：确定通信系统当前待被分配波束的剩余用户的集合，并确定通信系统当前待分配给用户的剩余波束的集合。其中，剩余波束的集合包括该N个第一波束中当前待分配给用户的波束，剩余用户<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波束分配方法，应用于多小区无线通信系统中的第一基站，所述第一基站配置包括N条天线，所述N条天线用于发射N个第一波束，所述N为不小于100的正整数，所述方法包括：在所述N个第一波束上接收一个或多个第一用户发送的探测信号；根据所述探测信号，确定所述一个或多个第一用户到所述第一基站的第一长时信道信息，所述第一长时信道信息用于表示所述一个或多个第一用户在所述N个第一波束上的能量衰减特性；从第二基站处获取第二长时信道信息，所述第二基站用于发射多个第二波束，所述第二长时信道信息用于表示：一个或多个第二用户在所述第二基站的多个第二波束上的能量衰减特性。根据所述第一长时信道信息以及所述第二长时信道信息，在所述通信系统的用户中分配所述N个第一波束，其中，每个所述第一波束至多被分配给一个用户。

【技术特征摘要】
1.一种波束分配方法，应用于多小区无线通信系统中的第一基站，所述
第一基站配置包括N条天线，所述N条天线用于发射N个第一波束，所述N
为不小于100的正整数，所述方法包括：
在所述N个第一波束上接收一个或多个第一用户发送的探测信号；
根据所述探测信号，确定所述一个或多个第一用户到所述第一基站的第
一长时信道信息，所述第一长时信道信息用于表示所述一个或多个第一用户
在所述N个第一波束上的能量衰减特性；
从第二基站处获取第二长时信道信息，所述第二基站用于发射多个第二
波束，所述第二长时信道信息用于表示：一个或多个第二用户在所述第二基
站的多个第二波束上的能量衰减特性。
根据所述第一长时信道信息以及所述第二长时信道信息，在所述通信系
统的用户中分配所述N个第一波束，其中，每个所述第一波束至多被分配给
一个用户。
2.根据权利要求1所述的波束分配方法，其特征在于，所述根据所述探
测信号，确定所述一个或多个第一用户到所述第一基站的第一长时信道信息
包括：
将所述一个或多个第一用户到所述第一基站的特征模式能量耦合矩阵，
确定为所述一个或多个第一用户到所述第一基站的第一长时信道信息。
3.根据权利要求1或2所述的波束分配方法，其特征在于，所述根据所
述第一长时信道信息以及所述第二长时信道信息，在所述一个或多个第一用
户中分配所述N个第一波束包括：
确定所述通信系统当前待分配波束的剩余用户的集合，以及确定所述通
信系统当前待分配给用户的剩余波束的集合，所述剩余波束的集合包括所述N
个第一波束中当前待分配给用户的波束，所述剩余用户的集合中包括一个或
多个剩余用户；
根据所述第一长时信道信息以及所述第二长时信道信息，在所述剩余波
束的集合中分别确定每个所述剩余用户对应的最大增益波束，以及每个所述
剩余用户在对应的最大增益波束上的信道增益，其中，所述剩余用户在对应
的最大增益波束上得到的信道增益最大；
在所述剩余用户的集合中，确定对应的信道增益最大的最大增益用户；
判断在将所述最大增益用户对应的最大增益波束分配给所述最大增益用
户时，所述通信系统的和速率是否增加，若是，则将所述最大增益用户对应
的最大增益波束分配给所述最大增益用户，并再次触发所述确定所述通信系
统当前待分配波束的剩余用户的集合，以及确定所述通信系统当前待分配给
用户的剩余波束的集合的步骤。
4.根据权利要求3所述的波束分配方法，其特征在于：
所述剩余用户的集合包括所述第一用户以及所述第二用户中待分配波束
的用户；
所述剩余波束的集合还包括所述多个第二波束中当前未被分配给用户的
波束。
5.根据权利要求3所述的波束分配方法，其特征在于，所述确定所述通
信系统当前待分配波束的剩余用户的集合包括：
对于待分配波束的目标用户，根据所述第一长时信道信息以及所述第二
长时信道信息分别计算所述目标用户到所述通信系统中不少于一个基站的信
道增益，所述不少于一个基站包括所述第一基站以及所述第二基站；
若在所述不少于一个基站中，所述目标用户到所述第一基站的信道增益
最大，则确定所述剩余用户的集合包括所述目标用户。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的波束分配方法，其特征在于，所
述方法还包括：
在所述第一波束上接收对应用户发送的导频信号；
根据接收到的导频信号，对所述第一波束进行瞬时信道估计，所述瞬时
信道估计的结果包括瞬时信道信息和干扰相关矩阵；
在所述第一波束上接收第一波束的对应用户发送的数据信号，并根据所
述瞬时信道估计的结果，对接收到的所述数据信号进行相干检测。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的波束分配方法，其特征在于，所
述方法还包括：
在所述第一波束上向所述第一波束的对应用户发送导频信号；
在发送所述导频信号后，在所述第一波束上发送所述第一波束的对应用

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【专利技术属性】
技术研发人员：高西奇，孙晨，赵锦程，江彬，彭炎，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44