CN101841903A - 无线通信系统中减小基站间干扰的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种多基站通信系统的信号传送装置和方法，包括步骤：用户站通过接收本小区基站和邻小区基站发送的信号来测量的被干扰链路的信噪比和邻小区基站的泄露链路的信噪比；依据所测量的被干扰链路的信噪比和邻小区基站的泄露链路的信噪比来计算泄露功率的加权系数；基于所计算的加权系数确定是否需要以及在多大程度上需要抑制泄露功率。

Description

无线通信系统中减小基站间干扰的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种在无线通信系统中减小基站间干扰的装置和方法，特别是，在多基站通信系统中根据邻小区基站的泄露链路的信噪比与被干扰链路的信噪比来确定是否抑制邻小区基站的小区间干扰的装置和方法。

背景技术

在无线通信系统中，移动终端通过所在小区的基站与其它移动终端通信。在无线通信的环境下，移动终端除了接收所在小区的基站发射的信号之外，还会接收到相邻小区基站所发射的信号，而来自相邻小区基站的信号并不是该移动终端所希望接收的通信信号，这些信号成为了该移动终端的干扰信号。就是说，移动终端在通信过程中会受到小区间干扰。当移动终端处在小区边缘时，小区间干扰会较为强烈。这也成了限制信号吞吐量的主要原因。因此抑制小区间干扰是无线通信系统的一个重要问题。

为了消除小区间干扰，现有技术中采用多基站协作的方式进行通信以便有效地抑制小区间干扰。在多基站协作方式中，基站配置有多个天线，天线的方向性可由天线阵列的预编码矢量改变。在多基站协作的情况下，移动终端的信道信息可通过后台干线传达给干扰此用户的基站。这种情况下，基站可以设计预编码矢量以避免对此移动终端的干扰，同时增强与其所属移动终端的链接。

图1示出了现有技术中采用的多基站多天线消除小区间干扰的示意图。如图1所示，在该多基站多天线系统中，基站1(eNB1)通过关联链路与移动终端1(UE1)通信，基站2(eNB2)通过关联链路与移动终端2(UE2)通信。当移动终端1和移动终端2在小区边缘时，在从基站到移动终端的下行方向，基站1发送到本小区的移动终端1的信号会通过干扰信道对邻小区的移动终端2造成干扰。同样，基站2发送到本小区的移动终端2的信号也会通过干扰信道对邻小区的移动终端1造成干扰。为了消除小区间干扰，基站1和2的后台可以通过光纤和线路等有线方式或无线方式进行连接，从而在基站1和2的后台之间交换信息。通过基站间的信息交换，可以通过预编码安排各自基站中的多天线，使基站1的天线不指向邻小区的移动终端2，基站2的天线不指向邻小区的移动终端1，从而避开小区间干扰。

传统的预编码矢量设计方法是基于对信干噪比的优化。图2示出了计算小区间干扰的示意图。在图2中，基站1(eNB1)通过通信链路Link11与移动终端1(UE1)通信，基站2(eNB2)通过通信链路Link22与移动终端2(UE2)通信。同时，基站1发送到本小区的移动终端1的信号会通过干扰链路Link12对邻小区的移动终端2造成干扰。同样，基站2发送到本小区的移动终端2的信号也会通过干扰链路Link21对邻小区的移动终端1造成干扰。为了减小小区间干扰，希望增强Link11和Link22方向的预编码矢量，并降低Link12和Link21方向的预编码矢量。

为了设计这样的预编码矢量，现有技术采用对信干噪比(SINR)进行优化来设计能够减小小区干扰的预编码矢量。可以假设基站端有多个天线，用户端有一个天线，可以用下面的表达式(1)来表示信干噪比。

${\mathrm{SINR}}_1=\frac{\mathrm{link}11}{\mathrm{noise}+\mathrm{link}21}=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+{|{\stackrel{\→}{h}}_{21}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_2|}^2\·P_2},$

和

${\mathrm{SINR}}_2=\frac{\mathrm{link}22}{\mathrm{noise}+\mathrm{link}12}=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{22}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_2|}^2\·P_2}{{\mathrm{\σ}}^2+{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}---\left(1\right)$

其中SINR₁和SINR₂分别代表用户1和用户2的信干噪比，P₁和P₂分别代表基站1和基站2的发射功率，σ²代表用户的噪声功率，

和

分别代表基站1和基站2的预编码矢量，代表从基站m到用户n的信道矢量(m＝1，2和n＝1，2)。

通过优化上面给出的表达式(1)，可以利用下面的表达式(2)找到使两个用户站的和速率最大的预编码量。

$\underset{{\stackrel{\→}{w}}_1,{\stackrel{\→}{w}}_2}{\arg \max }\log (1+{\mathrm{SINR}}_1)+\log (1+{\mathrm{SINR}}_2)---\left(2\right)$

找到使两个用户站的和速率最大的预编码量，可以有效提升系统的吞吐量。

但是，上面基于信干噪比的方法有下列缺陷。首先，此类方法必须联合优化基站1和基站2的预编码矢量，也就是说，优化目标中必须同时包括和

这会提升系统的复杂度。其次，此类方法要求基站1和基站2都知道所有用户的信道信息，这会给后台干线带来大量的信息交互。在某些情况下，系统后台不一定有足够容量来进行信息交互。

针对信干噪比方法的上述缺陷，人们提出信泄噪比的概念。图3示出了基于信泄噪比计算小区间干扰的示意图。信干噪比是接收端的概念，它将接收信号分为有用信号与干扰信号两部分，并计算其比值(加上噪声)。与此对应，信泄噪比是发送端的概念。它将发送信号分为信号和泄露两部分。这样，对于基站1，只有

的信号和泄露两部分；对于基站2，只有

的信号和泄露两部分。通过计算其比值(加上噪声)可以得到基站1和2的信泄噪比。信泄噪比可以用下面的表达式(3)表示。

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{\mathrm{link}11}{\mathrm{noise}+\mathrm{link}12}=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1},$

和

${\mathrm{SLNR}}_2=\frac{\mathrm{link}22}{\mathrm{noise}+\mathrm{link}21}=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{22}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_2|}^2\·P_2}{{\mathrm{\σ}}^2+{|{\stackrel{\→}{h}}_{21}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_2|}^2\·P_2}---\left(3\right)$

这里，SLNR₁和SLNR₂分别代表用户1和用户2的信泄噪比。其他数学符号与前面表达式(1)中表示的含义相同。

计算出基站1和2的信泄噪比SLNR₁和SLNR₂后，可以用下面的表达式(4)优化信泄噪比。

$\underset{{\stackrel{\→}{w}}_1}{\arg \max }{\mathrm{SLNR}}_1,$ 和 $\underset{{\stackrel{\→}{w}}_2}{\arg \max }{\mathrm{SLNR}}_2---\left(4\right)$

由此可见，信泄噪比的引入使得分别优化和

成为可能。因此，系统复杂度由此降低，而所需的信道信息交互数量也相应减少，并且仍然能够有效地抑制小区间干扰和增强信号强度。

虽然信泄噪比有上述优点，但在某些情况下，基于信泄噪比的优化有可能会影响其性能。

图4示出了基于信泄噪比进行优化而影响优化效果的示意图。在图4中，用户站(UE)1位于小区1和小区2的边界处，因此基站2(eNB2)对用户站1有较强的干扰。但是，用户站(UE)2位于小区2中远离小区1的边界，而不是在小区2和小区2之间的边界。因此，基站1(eNB1)对用户站2的干扰较小。在如图4所示基站1对用户站2的干扰远远小于基站2发送到用户站2的信号的情况下，基站1不需要抑制对用户2的泄露。但是，在现有的信泄噪比设计当中，在此情况下，基站1仍然需要抑制对用户2的泄露。

如果不需要抑制基站1对用户2的泄露，对基站1预编码矢量设计则只需找到一个预编码矢量能够最大化

即可。但是，如果需要抑制泄露，则最优的(最大化信泄噪比)的预编码矢量不但要增大

还需要降低

最终的结果是这两项目标的折衷。因此，如果在不需要抑制泄露的时候仍去抑制泄露，所得到的

会比最优情况下的要小，会造成通信链路的质量降低，由此造成性能下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于多基站多天线通信系统的信号传送装置和方法。本发明的装置和方法通过引入信噪比比值作为泄露功率的加权值，对传统的基于信干噪比和信泄噪比的方案进行了改进。可依据泄露功率的加权系数来自动调整是否需要抑制泄露。

根据本发明的一个方面，提供一种多基站通信系统中减小基站间干扰的方法，包括步骤：用户站通过接收本小区基站和邻小区基站发送的信号来测量被干扰链路的信噪比和邻小区基站的泄露链路的信噪比；依据所测量的被干扰链路的信噪比和邻小区基站的泄露链路的信噪比来计算泄露功率的加权系数；基于所计算的加权系数确定是否需要抑制泄露功率。

根据本发明的另一个方面，提供一种多基站通信系统中减小基站间干扰的设备，包括：信息提取装置，用于从接收的用户信号提取本小区信道信息和邻小区信道信息，以及本小区的用户信噪比比值和邻小区的用户信噪比比值；数据发射参数计算装置，根据收到的本小区信道信息，本小区对邻小区干扰信道信息，与邻小区用户信噪比比值信息来计算用于数据发射的预编码矩阵或预编码矢量；参考信号参数设置装置，用于设置参考信号参数，以估计本小区下行链路信息，或本小区对邻小区的干扰信道信息；基站信息交互装置，用于在基站之间交互信息；和基站信号发射装置，用于根据所设置的参考信号参数和所计算的预编码矩阵或预编码矢量从基站发送数据。

根据本发明的再一个方面，提供一种多基站通信系统中减小基站间干扰的设备，包括：信息提取和估计装置，用于从基站发送的信号中提取数据信道信息和干扰信道信息，并估计本小区信噪比和邻小区信噪比；信噪比比值计算装置，用于计算所估计的本小区信噪比和邻小区信噪比的比值，并将所计算的比值提供给用户信号发送装置；和用户信号发送装置，用于发送所计算的比值和用户的上行数据。

与基于信干噪比的方法相比，本发明的方法不需联合优化各个基站的预编码矢量，并且能够大大降低后台干线的信息交换量。

另外，与基于信泄噪比的方法相比，本发明的方法引入了信噪比比值作为泄露功率的加权值。因此，本发明相对于传统信泄噪比的优点在于对于泄露链路弱于被干扰链路的情况仍能工作。

附图说明

通过下面结合附图说明本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：

图1示出了现有技术中采用的多基站多天线消除小区间干扰的示意图；

图2示出了现有技术中基于信干噪比计算减小小区间干扰的基站预编码量的示意图；

图3示出了现有技术中基于信泄噪比计算减小小区间干扰的基站预编码量的示意图；

图4示出了现有技术中基于信泄噪比进行优化而影响优化效果的示意图；

图5示出了根据本发明引入了信噪比比值作为泄露功率的加权值的示意图；

图6示出了实施本发明的信令流程的第一实施例的流程图；

图7示出了实施本发明的信令流程的第二实施例的流程图；

图8示出了实施本发明的信令流程的第三实施例的流程图；

图9是表示多个基站和用户站参与通信的示意图；

图10示出了实施本发明减小基站间干扰的基站侧装置的一个实施例的结构示意图；和

图11示出了实施本发明减小基站间干扰的用户站侧装置的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。

在下面的描述中，相同的装置或设备在不同的附图中使用相同的参考标号。

图5示出了根据本发明引入了信噪比比值作为泄露功率的加权值的示意图。

下面参考图5描述根据本发明引入了信噪比比值作为泄露功率的加权值的实例。应该指出，图5描述的情况仅是为了说明本发明而给出的一个实例。可以理解，本发明不限于该具体实例，其基本思想和构思可以应用于其它情况。

如图5所示，基站1(eNB1)通过通信链路Link11与用户站1(UE1)通信，基站2(eNB2)通过通信链路Link22与用户站2(UE2)通信。同时，基站1发送到本小区的用户站1的信号会通过干扰链路Link12对邻小区的用户站2造成干扰。在此，可以假设用户站(UE)1位于小区1中远离小区2的边界，使得基站2(eNB2)对用户站1的干扰远远小于基站1发送到用户站1的信号。基站2不需要抑制对用户1的泄露，而是基站1需要抑制对用户站2的干扰。

为了解决在泄露链路的信噪比很小时仍抑制相应基站的泄露，从而造成通信链路质量降低，性能下降的问题，本发明提出了基于信噪比比值加权的信泄噪比的信号传输方法。

根据本发明，可以向泄露功率附加一个加权系数。此加权系数能够反映泄露链路和被干扰链路的相对强弱，从而通过加权系数来控制是否抑制邻小区的基站对本小区中相应用户站的小区间干扰。具体地讲，当泄露链路远远弱于被干扰链路时，此加权系数应当较小，则相对应的信泄噪比的优化不再试图抑制泄露。而当泄露链路相对被干扰链路较强时，此加权系数应当较大，则相对应的信泄噪比的优化会尽力试图抑制泄露。

为此，作为一个实例，可以选择泄露链路的信噪比与被干扰链路的信噪比的比值作为可能的加权系数，从而可以得到修整后的信泄噪比表达式(5)

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}---\left(5\right)$

在表达式(5)中，SNR₁₂表示泄露链路的信噪比，SNR₂₂表示被干扰链路的信噪比，其它与前面表达式(1)至(4)中相同的符号表示相同的参数。应用此加权系数后，基于此改进的信泄噪比的优化能够根据泄露链路和被干扰链路的链路质量来决定是否需要抑制相对应的泄露功率，从而改正原有的信泄噪比的问题。具体地讲，如前面的表达式(1)中所示，表达式(5)中的

项是基站1对用户站2造成干扰的泄露功率。SNR₁₂/SNR₂₂成为该泄露干扰的加权系数，反映泄露链路和被干扰链路的相对强弱。当泄露链路远远弱于被干扰链路时，SNR₁₂/SNR₂₂之比的值较小，可以忽略泄露链路，不再试图抑制泄露，从而避免了在考虑泄露时为优化信泄噪比的预编码矢量而降低通信链路的质量的问题。另一方面，当泄露链路相对于被干扰链路较强时，SNR₁₂/SNR₂₂之比的值不容忽略。这种情况下，需要考虑基站1对用户站2的泄露干扰

优化信泄噪比的预编码矢量，以减小小区间的泄露干扰。

上面以基站1的信泄噪比为例，给出了对泄露链路加入加权系数的表达式。同样，对于基站2的信泄噪比，可以用下面的表达式(6)表示。

${\mathrm{SLNR}}_2=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{22}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_2|}^2\·P_2}{{\mathrm{\σ}}^2+\frac{{\mathrm{SNR}}_{21}}{{\mathrm{SNR}}_{11}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{21}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_2|}^2\·P_2}---\left(6\right)$

可以采用下面实施例中所描述的方法来获得泄露干扰的加权系数SNR₁₂/SNR₂₂和SNR₂₁/SNR₁₁。

实施例1

图6示出了实施本发明的信令流程的第一实施例的流程图。为了简化起见，在此，以相邻的两个基站和分别由两个基站服务的两个用户站为例来描述基站和用户站执行的信令过程。

如图6所示，在步骤S601，基站1(eNB1，可以称之为第一基站)向用户站1(UE1，可以称之为第一用户站)和用户站2(UE2，可以称之为第二用户站)发送信号。用户站1和用户站2接收从基站1发送的信号，例如，用户站1和用户站2可以从基站发送的前导信号(preamble)来测量基站1到用户站1的数据链路的信噪比SNR₁₁和到用户站2的泄露链路的信噪比SNR₁₂。同样，基站2(eNB2，可以称之为第二基站)向用户站2(UE2)和用户站1(UE1)发送信号。用户站2和用户站1接收从基站2发送的信号，例如，用户站2和用户站1可以从基站2发送的前导信号来测量基站2到用户站2的数据链路的信噪比SNR₂₂和到用户站1的泄露链路的信噪比SNR₂₁。用户站1和用户站2根据从基站接收的信号来得到参数w，P，和σ。参数σ表示用户站的噪声均方差，可以通过如下两种方法中的一种得到：

方法一：鉴于噪声均方差为用户站的特性，如果认为此特性在设备出厂后基本保持不变的话，可认为用户站已经知道此信息。当用户站入网(与基站建立连接时)，可将此信息通报给基站；

方法二：如果认为噪声均方差有可能变化的话，用户站可在基站不发射信号时测量收到的功率，则此功率即为噪声均方差的平方。

P表示基站的发射功率。最大发射功率在基站是已知的。实际发射功率一般等同于最大发射功率。在某些情况下，实际发射功率也可由基站的调度器(scheduler)来决定。

w表示需要优化的预编码矢量。此矢量由基站的数据发射参数计算装置来确定。

此后，在步骤S602，用户站1分别通过例如从基站1和基站2接收的导频(pilot)信号测量基站1到用户站1的数据信道的数据信道系数

和基站2到用户站1的泄露信道的泄露信道系数

用户站2分别通过例如从基站2和基站1接收的导频信号测量基站2到用户站2的数据信道的数据信道系数

和基站1到用户站2的泄露信道的泄露信道系数

在步骤S603，用户站1将所得到的泄露信道系数和数据信道系数

以及基站2对用户站1的泄露功率的加权系数SNR₂₁/SNR₁₁反馈给基站1。同样，用户站2将所得到的泄露信道系数将

和数据信道系数

以及基站1对用户站2的泄露功率的加权系数SNR₁₂/SNR₂₂反馈给基站2。

在步骤S604，基站1通过后台干线将

和比值SNR₂₁/SNR₁₁通报给基站2。同样，基站2通过后台干线将

和比值SNR₁₂/SNR₂₂通报给基站1。

在步骤S605，基站1与基站2分别基于表达式(5)和(6)给出的最优化信泄噪比的原则计算出各自的预编码矢量，并根据计算的预编码矢量向各自的用户站1和2发送数据。

以上给出的实施例中的信令流程是由基站计算其发送预编码矢量，因此由基站收集所需信息。但是，本发明不限于此，也可以由用户站计算预编码矢量，然后将预编码矢量反馈回基站端。

实施例2

实施例2描述了由用户站计算预编码矢量，然后将用户站所计算的预编码矢量反馈给基站端的信令过程。

图7示出了实施本发明的信令流程的第二实施例的流程图。在第二实施例中，用户站1决定基站1的预编码矢量并将其反馈回基站1；用户站2决定基站2的预编码矢量并将其反馈回基站2。如图7所示，在第二实施例中，步骤S701和S702的过程与第一实施例中的步骤S601和S602的过程相同，在此省略对它们的描述。

此后，在步骤S703，用户1将所测量的基站2对用户站1的泄露信道系数

报告给基站1。同样，用户站2将所测量的基站1对用户站2的泄露信道系数

通报给基站2。

在步骤S704，基站1通过后台干线将

报告给基站2，同样，基站2通过后台干线将

报告给基站1。

在步骤S705，基站1将基站2报告的基站1对用户站2的泄露信道系数

报告给用户站1，基站2将基站1报告的基站2对用户站1的泄露信道系数

报告给用户站2。

在步骤S706，用户站1基于在步骤S701得到的信噪比SNR₁₁，SNR₂₁，以及基站1传送的基站1对用户站2的泄露信道系数

根据最大化信泄噪比的原则(表达式(5))计算出基站1的预编码矢量。同样，用户站2基于在步骤S701得到的信噪比SNR₁₂，SNR₂₂，以及基站2传送的基站2对用户站1的泄露信道系数

根据最大化信泄噪比的原则(表达式(6))计算出基站2的预编码矢量。然后，用户站1向基站1通报所计算的基站1的预编码矢量，用户2向基站2通报所计算的基站2的预编码矢量。

在步骤S707，基站1与基站2分别根据用户站1和用户站2所报告的预编码矢量向各自的用户站发送数据。

在第一实施例中，原始的流程需要将所有信道信息在上行信道中报告。而在第二实施例中，信令流程需要将一半的信道信息在下行信道中报告，一半的信道信息在上行信道中报告。考虑到在大多数通信系统中下行信道容量大于上行信道容量，第二实施例能够更容易实行。

第三实施例

第二实施例给出了由用户站计算预编码矢量，然后将预编码矢量反馈回基站端的情况。在第二实施例中，用户站1和2分别计算本小区基站的预编码矢量。在下面的第三实施例中，用户站1和2分别计算相邻小区基站的预编码矢量。

图8示出了实施本发明的信令流程的第三实施例的流程图。在第三实施例中，用户站1决定基站2的预编码矢量并将其反馈回基站1；用户站2决定基站1的预编码矢量并将其反馈回基站2。如图8所示，在第三实施例中，步骤S801和S802的过程与第二实施例中的步骤S701和S702(即第一实施例中的步骤S601和S602)的过程相同，在此省略对它们的描述。

此后，在步骤S803，用户1将所测量的基站1对用户站1的数据信道系数

报告给基站1。同样，用户站2将所测量的基站2对用户站2的数据信道系数通报给基站2。

在步骤S804，基站1和基站2通过后台干线交换信道信息

和

即基站1通过后台干线将

报告给基站2，同样，基站2通过后台干线将

报告给基站1。

在步骤S805，基站1将基站2报告的

提供给用户站1，基站2将基站1报告的提供给用户站2。

在步骤S806，用户站1基于在步骤S701得到的信噪比SNR₁₁，SNR₂₁，以及基站1传送的根据最大化信泄噪比的原则(表达式(6))计算出基站2的预编码矢量。同样，用户站2基于在步骤S701得到的信噪比SNR₁₂，SNR₂₂，以及基站2传送的

根据最大化信泄噪比的原则(表达式(5))计算出基站2的预编码矢量。然后，用户站1向基站1通报所计算的基站2的预编码矢量，用户2向基站2通报所计算的基站1的预编码矢量。

在步骤S807，基站1通过后台干线将用户站1计算的基站2的预编码矢量通知基站2，基站2通过后台干线将用户站2计算的基站1的预编码矢量通知基站1。

此后，在步骤S808，基站1和基站2分别根据用户站2和用户站1所计算的预编码矢量向各自的用户站发送数据。

第三实施例的信令流程需要两次后台数据交换才能开始数据传输，因此延时较其他两种方法较长。

在第一至第三实施例的信令流程中，各个步骤可以有不同的实施方案，例如：在第一实施例中，用户站需要向基站通报比值SNR₁₂/SNR₂₂。由于链路带宽有限，此比值可以被量化。如果用1个比特表示此比值，值为0则代表不需抑制泄露，值为1则代表需要抑制泄露。如果用2个比特代表此比值的话，值为00则代表不需要抑制泄露，值为01则代表需少量抑制泄露，值为10则代表需要考虑泄露，值为11则代表泄露链路很强，必须全力抑制泄露。假定信噪比变化速率很低的情况下，也有可能用更多的比特来代表此比值。例如，如果用一个比特表示此比值，当比值小于0.5时可设置此比特为0，否则可设置此比特为1。如果用两个比特表示此比值，举例来说，当比值小于0.25时，可设置反馈信息为00，当比值在0.25到0.5时，可设置反馈信息为01，当比值在0.5到1时，可设置反馈信息为10，当比值大于1时，可设置反馈信息为11。应该理解，上面给出的数字仅是为了说明而给出的实例。本发明不限于此，而是可以根据具体情况设置其它数值，而不超过本发明的范围。

在某些情况下，SNR₂₂可能已经能够通过其他途径获得(比如移动性检测)。在这种情况下，用户2可能更应当向基站2传送量化的信噪比SNR₁₂，而不是信噪比比值SNR₁₂/SNR₂₂。其原因在于传送比值的话，以1个比特为例，则信噪比比值则可能有两种值：0或1。但是如果传送信噪比本身的话，则信噪比值可能有三种值：0/1(不需抑制泄露)，0/0或1/1(需抑制泄露)，以及1/0(需全力抑制泄露)。因此，后一种情况可能更能优化预编码矢量的性能。

另外，交换的信道信息，不一定是瞬时的信道信息(比如

)，也有可能是信道信息的统计特性(比如)。由于信道统计特性变化远远慢于其瞬时信道特性，此举能够有效地降低后台干线交换的数据量。当信道相关性较高时，统计特性也能够有效地表征出用户的方向性，从而抑制小区间干扰并增强所需信道。考虑到此时信泄噪比表达式中的某些信道系数成为统计变量，此时最优化信泄噪比的方法应当改为最优化信泄噪比的数学期望。

此外，前面给出基站具有多根天线，而用户站具有单根天线的情况。需要说明的是，本发明不限于此，也可以应用于用户站具有多根天线的情况。这种情况下，可以用下面的表达式(7)表示扩展的信泄噪比。

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{\mathrm{trace}\left(T_1^H{H}_{11}^H{H}_{11}{T}_1\right)\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}\·\mathrm{trace}\left(T_1^H{H}_{12}^H{H}_{12}{T}_1\right)\·P_1}---\left(7\right)$

在表达式(7)中，预编码矢量与信道矢量分别变为预编码矩阵(T₁)和信道矩阵(H₁₁与H₁₂)。其他变量的定义如前。

另外，前面以两个基站和两个用户站的小区间干扰为例说明了基于信泄噪比确定相应基站的预编码矢量的情况。应该指出，本发明不限于此，而是可以应用于多个基站与多个用户的情况。图9示出了三个基站和三个用户的情况。在图9中，基站2和3对用户站1产生泄露干扰，基站1对用户站2和3产生了泄露干扰。这种情况下，可以加入相应的加权系数来表示相应基站的优化预编码矢量。其表达式如下面的公式(8)所示。

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1+\frac{{\mathrm{SNR}}_{13}}{{\mathrm{SNR}}_{33}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{13}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}---\left(8\right)$

表达式(8)中各变量的含义与前述给出的表达式信泄噪比公式中的变量的含义一致。

另外，在前面的实施例中，以泄露链路和被干扰链路的信噪比的比值作为加权系数。然而，本发明不限于此，也可以泄露链路的信噪比作为加权系数。例如，如下面的表达式(9)所示，以泄露链路的信噪比作为加权系数。

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+{\mathrm{SNR}}_{12}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}---\left(9\right)$

或者，以泄露链路的信噪比与被干扰链路的信噪比比值的平方根作为加权系数，如下面的表达式(10)所示。

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\sqrt{\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}---\left(10\right)$

下面结合图10和11描述根据本发明的基站和用户站的结构和操作。

图10示出了实施本发明的基站的结构示意图。如图10所示，基站侧包括用户信号接收装置1001，自小区信道反馈信息提取装置1002，邻小区信道反馈信息提取装置1003，自小区用户信噪比比值提取装置1004，上行数据提取基站装置1005，后台干线1006，基站信号接收装置1007，自小区对邻小区干扰信道反馈信息提取装置1008，邻小区用户信噪比比值提取装置1009，后台干线1010，参考信号参数设置装置1011，数据发射参数计算装置1012，和基站信号发射装置1013。

下面结合图10描述实施本发明减小基站间干扰的基站侧装置的操作。用户信号接收装置1001接收从本小区的用户发送来的信号，根据所接收的信号进行信道同步，信道均衡，并对接收的信号进行解调和采样。用户信号接收装置1001的输出分别提供给自小区信道反馈信息提取装置1002，邻小区信道反馈信息提取装置1003，自小区用户信噪比比值提取装置1004，上行数据提取基站装置1005。

自小区信道反馈信息提取装置1002从接收到的用户信号中提取(由用户反馈至基站的)本小区的下行信道信息，并提供给数据发射参数计算装置1012。邻小区信道反馈信息提取装置1003从接收到的用户信号中提取(由用户反馈至基站的)邻小区的下行信道信息，并提供给后台干线1006。自小区用户信噪比比值提取装置1004从接收到的用户信号中提取(由用户反馈至基站的)自小区用户的信噪比比值，并提供给后台干线1006。上行数据基站提取装置1005从接受到的用户信号中提取由用户传送至基站的上行数据。后台干线1006将其接收到的本小区用户信息送至其他小区的基站。基站信号接收装置1007用于接收来自后台干线的信息，即，接收从其他小区基站送来的其他小区用户信息，并提供给自小区对邻小区干扰信道反馈信息提取装置1008和邻小区用户信噪比比值提取装置1009。

自小区对邻小区干扰信道反馈信息提取装置1008从接收到的其他小区用户信息中提取出自小区对邻小区的干扰信道信息，并将该干扰信息提供给数据发射参数计算装置1012。邻小区用户信噪比比值提取装置1009接收来自基站信号接收装置1007的其他小区用户信息，从所接收到的其他小区用户信息中提取出邻小区用户的信噪比比值，并将该干扰信息提供给数据发射参数计算装置1012。

后台干线1010接收基站需要发射的用户信息，并将要发射的用户信息提供给基站信号发射装置1013。参考信号参数设置装置1011设置参考信号参数。参考信号可用来估计本小区下行链路信息，或本小区对邻小区的干扰信道信息。数据发射参数计算装置1012根据接收到的本小区信道信息，本小区对邻小区干扰信道信息，与邻小区用户信噪比比值信息来计算用于数据发射的预编码矩阵或预编码矢量，并将所计算的预编码矩阵或预编码矢量提供给基站信号发射装置1013。基站信号发射装置1013根据所收到的参考信号参数，数据发射参数，和所需发射的用户数据将下行用户数据，参考信号和诸如调制阶数，码速率，是否重传等之类的其他控制信号从基站发送出去。

在图10所示的装置中，自小区信道反馈信息提取装置1002，邻小区信道反馈信息提取装置1003，自小区用户信噪比比值提取装置1004，上行数据提取基站装置1005，自小区对邻小区干扰信道反馈信息提取装置1008和邻小区用户信噪比比值提取装置1009可以构成信息提取装置，用于从接收的用户信号，以及基站之间传递的信号中提取用于进行信泄噪比，预编码矩阵或预编码矢量计算等所需的参数。例如，数据信道系数和泄露信道系数等。后台干线1006和后台干线1010可以构成基站信息交互装置，用于在基站之间交互信息。

图11示出了实施本发明减小基站间干扰的用户站侧装置的结构示意图。如图11所示，用户站侧包括基站信号接收装置1101，自小区信道信息估计装置1102，邻小区信道信息估计装置1103，自小区信噪比估计装置1104，邻小区信噪比估计装置1105，信噪比比值计算装置1106，下行数据提取用户装置1107，用户下行终端1108，用户上行终端1109，上行数据采集用户装置1110，和用户信号发送装置1111。

下面结合图11描述实施本发明减小基站间干扰的用户站侧装置的操作。基站信号接收装置1101接收从本小区基站与/或邻小区基站传送来的信号，根据所接收的信号进行信道同步，信道均衡，并对接收的信号进行解调和采样。从基站传送来的信号可包括下行用户数据，参考信号，与其他控制信号等。基站信号接收装置1101将所接收的信号分别提供给自小区信道信息估计装置1102，邻小区信道信息估计装置1103，自小区信噪比估计装置1104，邻小区信噪比估计装置1105，和下行数据提取用户装置1107。

自小区信道信息估计装置1102从基站信号接收装置1101提供的本小区参考信号中估计本小区的诸如数据信道系数和泄露信道系数之类的下行信道信息，并将估计的本小区的下行信道信息传送到用户信号发送装置1111。邻小区信道信息估计装置1103从基站信号接收装置1101提供的邻小区参考信号中聚集邻小区的下行信道信息，并将估计的邻小区的下行信道信息传送到用户信号发送装置1111。自小区信噪比估计装置1104从基站信号接收装置1101提供的本小区基站发来的信号中估计本小区信号的信噪比，并将估计的本小区信号的信噪比提供给信噪比比值计算装置1106。邻小区信噪比估计装置1105从基站信号接收装置1101提供的邻小区基站发来的信号中估计邻小区信号的信噪比，并将估计的邻小区信号的信噪比提供给信噪比比值计算装置1106。信噪比比值计算装置1106从接收到的本小区信号的信噪比和邻小区信号的信噪比来计算其比值，并将所计算的比值提供给用户信号发送装置1111。

下行数据提取用户装置1107从基站信号接收装置1101提供的基站信号中提取用户所需的下行数据，并将下行数据传送到用户下行终端1108。用户下行终端1108将下行数据送给用户，例如，音箱或屏幕等。用户上行终端1109采集用户要发送的上行数据，例如，从麦克风输入的话音，或从键盘输入的数据等，并将采集的上行数据传送到上行数据采集用户装置1110。上行数据采集用户装置1110对用户的上行数据进行诸如模数转换，信源编码，数据压缩等之类的数字化，并通过用户信号发送装置1111发送。

在图11所示的用户站侧的装置中，自小区信道信息估计装置1102，邻小区信道信息估计装置1103，自小区信噪比估计装置1104，邻小区信噪比估计装置1105，下行数据提取用户装置1107可以构成信息提取和估计装置，用于从基站发送的信号中提取诸如数据信道系数和泄露信道系数之类的数据信道和干扰信道的信息，并估计本小区信噪比和邻小区信噪比，以及提取下行数据。作为替换，信噪比比值计算装置可以根据所计算的比值来计算本小区基站的预编码矢量，或根据所计算的比值来计算邻小区基站的预编码矢量，并通过用户信号发送装置1111将所计算的预编码矢量发送到本小区基站。

需要说明的是，本发明不仅可以应用于多基站协作的情况，而且可以应用于下列情况：

1.多基站协作联合处理(joint processing)，而不仅限于多基站协作干扰抑制(coordinated beamforming)；

2.异构网络(Heterogeneous Network)中的多基站协作，而不仅限于同构网络(homogeneous network)中的多基站协作。在同构网络中，不同基站具有同样的类型。在异构网络中，不同基站不一定具有同样的类型，而可能是不同类型的基站。基站类型可包括，单不仅限于下列类型：1)一般的基站(eNodeB)，2)中继站(relay)，3)远程射频头(remote radio head)，4)Femto(Home eNodeB)。

3.单基站多用户，而不仅限于多基站协作。

至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。

Claims (26)

1.一种多基站通信系统中减小基站间干扰的方法，包括步骤：

用户站通过接收本小区基站和邻小区基站发送的信号来测量被干扰链路的信噪比和邻小区基站的泄露链路的信噪比；

依据所测量的被干扰链路的信噪比和邻小区基站的泄露链路的信噪比来计算泄露功率的加权系数；

基于所计算的加权系数确定是否需要抑制泄露功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述加权系数是所述泄露链路的信噪比与所述被干扰链路的信噪比的比值。

3.根据权利要求1或2中所述的方法，进一步包括根据所计算的加权系数确定基站的信泄噪比的步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其中按照下面的表达式确定所述信泄噪比

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}$

其中SNR₁₂表示泄露链路的信噪比，SNR₂₂表示被干扰链路的信噪比，P₁代表本小区的发射功率，σ²代表用户站的噪声功率，

代表本小区基站的预编码矢量，

代表从基站m到用户n的信道矢量，其中m和n是整数。

5.根据权利要求3所述的方法，进一步包括基站根据计算的所述信泄噪比计算出所述自身的预编码矢量，并根据计算的预编码矢量向各自的用户站发送数据的步骤。

6.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括用户站测量泄露链路的信道系数和数据链路的信道系数的步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括用户站向基站返回所测量的泄露链路的信道系数和数据链路的信道系数的步骤。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括本小区基站和邻小区基站交换用户站返回的泄露链路的信道系数和数据链路的信道系数的步骤。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括本小区基站向用户站传送从邻小区基站交换的泄露链路的信道系数和数据链路的信道系数的步骤。

10.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括在用户站处计算所述加权系数的步骤。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括向本小区基站返回所述计算的加权系数的步骤。

12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括本小区基站和邻小区基站交换所计算的加权系数的步骤。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述加权系数是所述泄露链路的信噪比。

14.根据权利要求13所述的方法，其中按照下面的表达式确定所述信泄噪比

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+{\mathrm{SNR}}_{12}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}$

其中SNR₁₂表示泄露链路的信噪比，P₁代表本小区基站的发射功率，σ²代表用户站的噪声功率，代表本小区基站的预编码矢量，

代表从基站m到用户n的信道矢量，其中m和n是整数。

15.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述加权系数是泄露链路的信噪比与被干扰链路的信噪比比值的平方根。

16.根据权利要求15所述的方法，其中按照下面的表达式确定所述信泄噪比

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\sqrt{\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}$

其中SNR₁₂表示泄露链路的信噪比，SNR₂₂表示被干扰链路的信噪比，P₁代表本小区的发射功率，σ²代表用户站的噪声功率，

代表本小区基站的预编码矢量，

代表从基站m到用户n的信道矢量，其中m和n是整数。

17.根据权利要求3所述的方法，其中按照下面的表达式确定所述信泄噪比

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{{|{\stackrel{\→}{h}}_{11}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{12}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1+\frac{{\mathrm{SNR}}_{13}}{{\mathrm{SNR}}_{33}}\·{|{\stackrel{\→}{h}}_{13}^H\·{\stackrel{\→}{w}}_1|}^2\·P_1}$

其中SNR₁₂，SNR₁₃分别表示泄露链路的信噪比，SNR₂₂ NR₃₃分别表示被干扰链路的信噪比，P₁代表本小区基站的发射功率，σ²代表用户站的噪声功率，

代表本小区基站的预编码矢量，

代表从基站m到用户n的信道矢量，其中m和n是整数。

18.根据权利要求3所述的方法，其中按照下面的表达式确定所述信泄噪比

${\mathrm{SLNR}}_1=\frac{\mathrm{trace}\left(T_1^H{H}_{11}^H{H}_{11}{T}_1\right)\·P_1}{{\mathrm{\σ}}^2+\frac{{\mathrm{SNR}}_{12}}{{\mathrm{SNR}}_{22}}\·\mathrm{trace}\left(T_1^H{H}_{12}^H{H}_{12}{T}_1\right)\·P_1}$

其中SNR₁₂表示泄露链路的信噪比，SNR₂₂表示被干扰链路的信噪比，P₁代表本小区和邻小区基站的发射功率，σ²代表用户站的噪声功率，

代表本小区基站的预编码矢量，

代表从基站m到用户n的信道矢量，其中m和n是整数，预编码矢量与信道矢量分别变T1表示预编码矩阵，H₁₁与H₁₂表示信道矩阵。

19.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所计算的加权系数确定需要抑制泄露功率的程度的步骤。

20.一种多基站通信系统中减小基站间干扰的设备，包括：

信息提取装置，用于从接收的用户信号提取本小区信道信息和邻小区信道信息，以及本小区的用户信噪比比值和邻小区的用户信噪比比值；

数据发射参数计算装置，根据收到的本小区信道信息，本小区对邻小区干扰信道信息，与邻小区用户信噪比比值信息来计算用于数据发射的预编码矩阵或预编码矢量；

参考信号参数设置装置，用于设置参考信号参数，以估计本小区下行链路信息，或本小区对邻小区的干扰信道信息；

基站信息交互装置，用于在基站之间交互信息；和

基站信号发射装置，用于根据所设置的参考信号参数和所计算的预编码矩阵或预编码矢量从基站发送数据。

21.根据权利要求20所述的设备，其中所述本小区信道信息和邻小区信道信息包括数据信道系数和泄露信道系数。

22.根据权利要求20所述的设备，其中所述信息提取装置包括：

自小区信道反馈信息提取装置，用于从接收到的用户信号中提取本小区的下行信道信息，并提供给所述数据发射参数计算装置；

邻小区信道反馈信息提取装置，用于从接收到的用户信号中提取邻小区的下行信道信息，并提供给所述后台干线；

自小区用户信噪比比值提取装置，用于从接收到的用户信号中提取本小区用户的信噪比比值，并提供给所述后台干线；

上行数据提取基站装置，用于从接收到的用户信号中提取由用户传送至基站的上行数据；

自小区对邻小区干扰信道反馈信息提取装置，用于从接收到的其他小区用户信息中提取出自小区对邻小区的干扰信道信息，并将该干扰信息提供给所述数据发射参数计算装置；和

邻小区用户信噪比比值提取装置，用于接收其他小区用户信息，从中提取出邻小区用户的信噪比比值，并将所述比值提供给数据发射参数计算装置。

23.一种多基站通信系统中减小基站间干扰的设备，包括：

信息提取和估计装置，用于从基站发送的信号中提取数据信道信息和干扰信道信息，并估计本小区信噪比和邻小区信噪比；

信噪比比值计算装置，用于计算所估计的本小区信噪比和邻小区信噪比的比值，并将所计算的比值提供给用户信号发送装置；和

用户信号发送装置，用于发送所计算的比值和用户的上行数据。

24.根据权利要求23所述的设备，其中所述信噪比比值计算装置根据所计算的比值来计算本小区基站的预编码矢量。

25.根据权利要求24所述的设备，其中所述信噪比比值计算装置根据所计算的比值来计算邻小区基站的预编码矢量。

26.根据权利要求24所述的设备，其中所述信息提取和估计装置包括：

自小区信道信息估计装置，用于估计本小区的下行信道信息，并将估计的下行信道信息传送到用户信号发送装置；

邻小区信道信息估计装置，从邻小区参考信号中聚集邻小区的下行信道信息，并将估计的邻小区的下行信道信息传送到用户信号发送装置；

自小区信噪比估计装置，用于从本小区基站发来的信号中估计本小区信号的信噪比，并将估计的本小区信号的信噪比提供给所述信噪比比值计算装置；

邻小区信噪比估计装置，从邻小区基站发来的信号中估计邻小区信号的信噪比，并将估计的邻小区信号的信噪比提供给所述信噪比比值计算装置。

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