專利名稱：基站協作中的分簇方法、資源分配方法及相關設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域，具體涉及基站協作中的分簇方法、資源分配方法以及相關設備。
背景技術：
基站協作是指在協作的多輸入多輸出(Co-MIMO，Co-Multi Input MultiOutput) 系統中，多個基站通過共享基站之間的數據，同時協作地為多個移動終端提供通信服務。通過基站協作，空分多址(SDMA，Space Division MultipleAddress)技術不僅能夠有效地克服蜂窩邊緣的干擾問題，還能將干擾變成有用信號，進一步提高頻譜利用率。然而，基站協作在帶來上述巨大效益的同時，也將更多的開銷下放至網絡端。如此一來，就會出現復雜度隨著用戶數增長而呈指數級加大、網絡及用戶資源調度的信令開銷太高的問題，而且，基站協作始終存在邊緣效應，以至于系統的擴展很不方便。 比較有效地解決協作基站產生的問題的一種方法是將參與協作的協作基站群劃分為若干個簇(Cluster)，這樣，系統中的基站便可以以簇為單位參與共享數據和聯合計笪弁。基站協作中現有的分簇方法包括靜態分簇方法和動態分簇方法兩類，靜態分簇方法簡單、易實現，但處于簇邊緣的用戶的體驗長期不好，網絡整體性能的損失大于基站協作帶來的效益，而動態分簇方法雖然單個用戶新能最好，但由此帶來巨大的信令開銷，也難以從網絡的角度進行優化。例如，現有技術的一種分簇方法是構建一種用于反映網絡中基站與用戶的連接關系的調度圖，然后，各基站獲知自身用戶所有的信道信息以及其他基站用戶到該基站的統計信道信息，根據這些信道信息的變化逐次更新調度圖。然而，這種方法是在網絡整體性能未知的前提下實施的，并且，假設的條件過強，例如，基于一個基站只能與一個用戶聯系的假設，這顯然與網絡的真實應用場景不符；而各個基站根據信道信息的變化頻繁更新調度圖也將帶來較長的時延滯后效應。
發明內容
本發明實施例提供基站協作中的分簇方法、資源分配方法以及相關設備，可以從網絡整體性能的角度，按照網絡的實際應用場景對參與協作的基站動態地進行分簇以及在簇內靈活地分配資源。本發明實施例提供一種基站協作中的分簇方法，所述方法包括中心控制器以Tp 為周期周期性地獲取對其所轄用戶的統計平均時延產生影響的參量之和；取所述參量之和最小時的分簇策略對所述中心控制器所轄基站進行分簇；將進行分簇后得到的基站分簇結構信息下發至所述中心控制器所轄的基站。本發明實施例提供一種基站協作中的資源分配方法，所述方法包括基站以Ts為周期周期性地根據接收的基站分簇結構信息在下行方向與簇內所有基站為簇內的用戶聯合分配功率，在上行方向與簇內所有基站聯合檢測；更新對用戶的統計平均時延產生影響的參量。本發明實施例提供一種中心控制器，包括參量獲取模塊，用于以Tp為周期周期 性地獲取對其所轄用戶的統計平均時延產生影響的參量之和；分簇模塊，用于根據所述參量獲取模塊獲取的參量，取所述參量之和最小時的分簇策略對所述中心控制器所轄基站進行分簇；分簇信息下發模塊，用于將所述分簇模塊分簇后得到的基站分簇結構信息下發至所述中心控制器所轄的基站。本發明實施例提供一種基站，包括聯合處理模塊，用于以Ts為周期周期性地根據接收的基站分簇結構信息在下行方向與簇內所有基站為簇內的用戶聯合分配功率，在上行方向與簇內所有基站聯合檢測；參量更新模塊，用于更新對用戶的統計平均時延產生影響的參量。本發明實施例中心控制器通過周期性地獲取對其所轄用戶的統計平均時延產生影響的參量之和，在參量之和最小時選取分簇策略對中心控制器所轄基站進行分簇，這種對基站進行分簇的方法能夠在給簇邊緣的用戶提升傳輸速率和用戶體驗提高系統用戶的公平性的同時，又能降低系統信令開銷，將運算任務分開，大大降低了整個系統的實現難度。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發明實施例一提供的一種基站協作中的分簇方法基本流程示意圖；圖2是本發明實施例二提供的基站協作中的資源分配方法基本流程示意圖；圖3示出了中心控制器根據用戶隊列狀態的相關信息對基站進行動態分簇的流程；圖4是本發明實施例三提供的中心控制器基本邏輯結構示意圖；圖5是本發明實施例四提供的中心控制器基本邏輯結構示意圖；圖6是本發明實施例五提供的中心控制器基本邏輯結構示意圖；圖7是本發明實施例六提供的基站基本邏輯結構示意圖；圖8是本發明實施例七提供的基站基本邏輯結構示意圖；圖9是本發明實施例八提供的基站基本邏輯結構示意圖；圖10是本發明實施例九提供的基站基本邏輯結構示意圖；圖11是本發明實施例十提供的基站基本邏輯結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。以下分別進行詳細說明。
請參考圖1，本發明實施例一提供的一種基站協作中的分簇方法，主要包括步驟S11，中心控制器以Tp為周期周期性地獲取對其所轄用戶的統計平均時延產生影響的參量之和。中心控制器是整個網絡的管理單元，可以直接管理基站系統(包括基站和基站控制器)，也可以通過基站系統與用戶(即移動終端)連接而對用戶進行管理。用戶的統計平均時延與基站系統的緩存中用戶數據的大小相關。由于緩存中用戶數據是以隊列的形式存取，因此，用戶的統計平均時延視為與緩存中用戶隊列的統計長度相關，例如，緩存中用戶數據出列的速率越大，某個時刻用戶隊列的統計長度越小，用戶的統計平均時延越小。本領域技術人員可以理解，減小網絡中用戶的統計平均時延是在網絡吞吐量和用戶服務公平性進行折中的最好方案，用戶的統計平均時延的減小能夠為用戶提供很好的用戶體驗。在本發明實施例中，可以采用用戶平均隊列的勢函數(potential function)作為對用戶的統計平均時延產生影響的參量。如此，中心控制器可以通過以下方式獲取對用戶的統計平均時延產生影響的參量S111，以Tp為周期，周期性地接收中心控制器所轄用戶的隊列狀態的相關信息；為了描述方便，t時刻用戶的隊列狀態用Q(t)表示。由于基站協作中，基站不僅可以交互用戶數據，還可以對所有基站與所有用戶之間的信道信息(用H(t)表示)進行共享。在本發明實施例中，可以使用狀態函數(state function) χ (t) = {Q(t)，H(t)}來說明Q(t)和H(t)對基站分簇或用戶功率分配的影響；進一步地，緩存中用戶的隊列狀態可以采用馬爾科夫離散過程進行描述，其動態特征可以表示為
權利要求
1.一種基站協作中的分簇方法，其特征在于，包括中心控制器以Tp為周期周期性地獲取對其所轄用戶的統計平均時延產生影響的參量之和；取所述參量之和最小時的分簇策略對所述中心控制器所轄基站進行分簇；將進行分簇后得到的基站分簇結構信息下發至所述中心控制器所轄的基站。
2.如權利要求1所述基站協作中的分簇方法，其特征在于，所述參量為所述所轄用戶平均隊列的勢函數。
3.如權利要求2所述基站協作中的分簇方法，其特征在于，所述中心控制器以Tp為周期周期性地獲取對其所轄用戶的統計平均時延產生影響的參量之和包括以Tp為周期周期性地接收所述所轄用戶的隊列狀態的相關信息；根據所述隊列狀態的相關信息計算所述所轄用戶平均隊列的勢函數；對所述所轄用戶平均隊列的勢函數進行加權求和。
4.如權利要求3所述基站協作中的分簇方法，其特征在于，所述隊列狀態的相關信息為以所述隊列狀態為變量的單調遞增函數。
5.如權利要求2所述基站協作中的分簇方法，其特征在于，所述中心控制器以Tp為周期周期性地獲取對其所轄用戶的統計平均時延產生影響的參量之和包括以Tp為周期周期性地接收所述所轄用戶的平均隊列的勢函數；對所述所轄用戶平均隊列的勢函數進行加權求和。
6.一種基站協作中的資源分配方法，其特征在于，包括基站以Ts為周期周期性地根據接收的基站分簇結構信息在下行方向與簇內所有基站為簇內的用戶聯合分配功率，在上行方向與簇內所有基站聯合檢測；更新對用戶的統計平均時延產生影響的參量。
7.如權利要求6所述基站協作中的資源分配方法，其特征在于，所述參量為用戶平均隊列的勢函數。
8.如權利要求7所述基站協作中的資源分配方法，其特征在于，所述更新對用戶的統計平均時延產生影響的參量包括根據用戶隊列狀態的相關信息，以所述Ts為周期周期性地更新用戶平均隊列的勢函數。
9.如權利要求7所述基站協作中的資源分配方法，其特征在于，所述更新對用戶的統計平均時延產生影響的參量包括量化所述用戶平均隊列的隊列狀態；根據所述量化后的隊列狀態，以所述Ts為周期周期性地更新用戶平均隊列的勢函數。
10.如權利要求7所述基站協作中的資源分配方法，其特征在于，所述更新對用戶的統計平均時延產生影響的參量包括根據用戶隊列狀態的相關信息，以Tp為周期周期性地更新用戶平均隊列的勢函數，所述周期Tp與所述周期Ts的關系為Tp = NpTs，Np大于1，為預設的整數值。
11.如權利要求8至10任意一項所述基站協作中的資源分配方法，其特征在于，所述用戶隊列狀態的相關信息為以所述隊列狀態為變量的單調遞增函數。
12.如權利要求7所述基站協作中的資源分配方法，其特征在于，所述基站以Ts為周期周期性地根據接收的基站分簇結構信息在下行方向與簇內所有基站為簇內的用戶聯合分配功率包括根據接收的基站分簇結構信息，在下行方向與簇內所有基站進行聯合預編碼，所述聯合預編碼為線性預編碼或非線性預編碼；以所述用戶平均隊列的勢函數為參量，采用聯合預編碼的預編碼矩陣并根據注水原理為簇內的用戶聯合分配功率。
13.如權利要求12所述基站協作中的資源分配方法，其特征在于，若所述聯合預編碼為線性預編碼，則采用聯合預編碼的預編碼矩陣并根據注水原理為簇內的用戶聯合分配的功率為 τ,- 、+ / Γ 、+乂 ν A /,Σ ^h Wb\(b,k)h、ea>n2或 .__(ιLu ' Wh\(h,k)h 'ε ω 其中，τ為空口的時隙大小，AVn,(b,k)(Q)為勢函數義，&^⑶與勢函(Q-I)的差值，Yb'為第bf個蜂窩的功率分配對延時的影響權值，I |ffb, ,(b,k)|是第b'個蜂窩對第 b個蜂窩內第k個用戶的預編碼的模值，為第b個蜂窩內第k個用戶平均隊列的長度。
14.一種中心控制器，其特征在于，包括參量獲取模塊，用于以Tp為周期周期性地獲取對其所轄用戶的統計平均時延產生影響的參量之和；分簇模塊，用于根據所述參量獲取模塊獲取的參量，取所述參量之和最小時的分簇策略對所述中心控制器所轄基站進行分簇；分簇信息下發模塊，用于將所述分簇模塊分簇后得到的基站分簇結構信息下發至所述中心控制器所轄的基站。
15.如權利要求14所述的中心控制器，其特征在于，所述參量獲取模塊包括勢函數接收單元，用于以Tp為周期周期性地接收所轄用戶的平均隊列的勢函數；加權求和單元，用于對所述勢函數接收單元接收的勢函數進行加權求和。
16.一種基站，其特征在于，包括聯合處理模塊，用于以Ts為周期周期性地根據接收的基站分簇結構信息在下行方向與簇內所有基站為簇內的用戶聯合分配功率，在上行方向與簇內所有基站聯合檢測；參量更新模塊，用于更新對用戶的統計平均時延產生影響的參量。
17.如權利要求16所述基站，其特征在于，所述參量更新模塊包括量化單元，用于量化用戶平均隊列的隊列狀態；量化后更新單元，用于根據所述量化單元量化后的隊列狀態，以Ts為周期周期性地更新用戶平均隊列的勢函數。
18.如權利要求16所述基站，其特征在于，所述聯合處理模塊包括聯合預編碼單元，用于根據接收的基站分簇結構信息，在下行方向與簇內所有基站進行聯合預編碼，所述聯合預編碼為線性預編碼或非線性預編碼；功率分配單元，用于以用戶平均隊列的勢函數為參量，采用所述聯合預編碼單元所使用的預編碼矩陣并根據注水原理為簇內的用戶聯合分配功率。
19. 一種協作資源調度系統，其特征在于，包括如權利要求14至15任意一項權利要求所述的中心控制器和多個如權利要求16至18任意一項權利要求所述的基站。
全文摘要
本發明實施例提供一種基站協作中的分簇方法，所述方法包括中心控制器以Tp為周期周期性地獲取對其所轄用戶的統計平均時延產生影響的參量之和；取所述參量之和最小時的分簇策略對所述中心控制器所轄基站進行分簇；將進行分簇后得到的基站分簇結構信息下發至所述中心控制器所轄的基站。本發明這種對基站進行分簇的方法能夠在給簇邊緣的用戶提升傳輸速率和用戶體驗提高系統用戶的公平性的同時，又能降低系統信令開銷，將運算任務分開，大大降低了整個系統的實現難度。
文檔編號H04W88/08GK102158962SQ20101011155
公開日2011年8月17日 申請日期2010年2月11日 優先權日2010年2月11日
發明者劉堅能, 崔穎, 張弓, 楊訊, 黃青青 申請人:華為技術有限公司