专利名称：：抑制干扰的动态信道分配方法
技术领域：
：本发明涉及通信领域，更具体地，涉及一种抑制干扰的动态信道分配方法，用于在时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统中实现从空间上规避本小区和邻小区用户间的干扰。
背景技术：
：TD-SCDMA系统使用联合检测和智能天线来抵抗用户间干扰。联合检测能够同时检测多个用户信号，因此，消除了用户之间的干扰。一般来说，由于受实现时计算复杂度的限制，联合检测算法主要用来消除同一小区内的多用户之间的干^6。智能天线能够从空间上隔离用户，起到同时抑制小区内和小区间千扰的作用。具体地说，通过波束赋形，智能天线能够抑制波达角(DirectionOfArrival,以下简碎尔为DOA)不同的用户间的干4无，对小区内或小区间的用户干扰都起作用。但是，对于同一方向的用户之间的干扰，智能天线的抑制干扰作用会大大降低。智能天线从空间上抑制用户间干扰的性能发挥好坏，直接影响TD-SCDMA网络的性能。因此要采用动态信道分配(DynamicChannelAllocation,以下简称为DCA)来保证智能天线最大限度地发挥空间上抑制干扰的作用。DCA是指在用户接入和业务进行过程中，通过信道质量准则和业务量参数对信道资源进行优化配置，从而达到规避干扰，高效率利用无线资源的目的。利用DCA分配、页调整用户的资源配置，^吏得用户在智能天线的作用下，受到来自小区内和小区间的干扰最小化，从而提高了系统性能。专利CN1710979A介绍了在TD-SCDMA系纟充中利用DCA算法，将本小区内多个方向角相同的用户分配在不同的时隙中，从而充分利用智能天线的空间抑制干扰的作用，提高系统性能。然而此专利的不足之处在于在分配资源时，没有考虑邻小区的干扰用户的方向。因为在TD-SCDMA系统中，本小区用户之间的干扰可以通过联合检测加以消除，而邻小区用户的干扰对性能的影响更大。
发明内容为了同时考虑小区内和小区用户间相互干4尤，为用户分配干扰最小的时隙频点资源，本发明提出了一种抑制干扰的动态信道分配方法，实现了上述目的，从而达到了最大限度的规避干扰，进而提高了系统性能。本发明4是供了一种动态信道分配方法，用于规避本小区和邻小区的用户之间的干扰，其包括以下步骤步骤S202，4艮据信道估计，分别估计每个时隙的每个用户的上4亍^f言道冲击响应，然后将上4亍4言道冲击响应排列成上行信道沖击响应矩阵，并将每个天线上的噪声干扰排列成上行干扰噪声矩阵，其中，天线是阵列的智能天线；步骤S204，才艮据上4亍信道冲击响应矩阵，计算出每个用户的上行信号空间相关矩阵，并根据上行干扰噪声矩阵计算出上行干扰噪声的空间相关矩阵；步骤S206,目标用户测量并上才艮在每个下4亍时隙受到的下行干扰噪声功率；步骤S208，计算目标用户在每个上行时隙受到的上行干扰和在每个下行时隙受到的下行干扰；以及步骤S210，在所有上行时隙中选择干扰最小的时隙作为分配给目标用户的上行时隙，在所有下行时隙中选择千扰最小的时隙作为分配给目标用户的下行时隙。冲艮才居本发明，步骤S208是通过以下方法实i见的冲艮才居上4亍4言号空间相关矩阵和上行干扰噪声矩阵以及上行联合检测技术对干扰的抑止因子计算出目标用户在每个上行时隙搜到的上行干扰大小，以及才艮据上行信号空间相关矩阵和下行干扰噪声功率及下行联合检测技术对干扰的抑止因子计算出目标用户在每个下行时隙受到的下行干扰大小。根据本发明，衡量目标用户在一个时隙中受到的上行干扰程度的目才示函lt;可以表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中，""ceW表示矩阵x的对角线元素之和，仏表示目标用户的上行信道沖击响应矩阵，^表示上行信号空间相关矩阵，^表示干扰噪声的上行空间相关矩阵，％表示采用联合检测技术后本小区用户间干扰的剩余大小，&表示邻小区干扰和噪声的权重。另外，根据本发明的是一个取值范围在(0，l)之间的数，""p越小，表示本小区用户间干扰剩余的越少。根据本发明的&是一个取值范围在(0，l)之间的数，表示邻小区干扰和噪声的权重，当々"p取1时，表示在资源分配时，考虑100%邻小区干扰和噪声的影响，当&取0时，表示在资源分配时，不考虑任何邻小区干扰和噪声的影响。才艮据本发明，；街量目标用户在一个时隙中受到的下行干4尤程度的目标函彰:力，可以表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中，加"(x)表示矩阵X的对角线元素之和，^表示目标用户的上行信道冲击响应矩阵，A表示上行信号空间相关矩阵，^表示干扰噪声的上行空间相关矩阵，"^"表示采用联合检测技术后本小区用户间干扰的剩余大小，A,表示邻小区干扰和噪声的权重，并且，根据基站和用户设备的解调性能的差别，与"""，以及&与A。w"的取值可以有所差别。根据本发明，衡量目标用户在一个时隙中受到的上行干扰程度的目一示函lt;可以表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中，A(《)是每个时隙的每个用户的信号空间强度分布，^P)是干扰噪声信号的信号空间强度分布，""p表示采用联合检测技术后本d、区用户间干扰的剩余大小，&表示邻小区干扰和噪声的权重。根据本发明的信号空间强度分布A(。表示为=一,…，i20);，"i,2,…,/:其中，"(。是方向角e对应的方向向量。另外，4艮据本发明的干扰噪声信号的信号空间强度分布Aw表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage10</formula>才艮据本发明，对于线阵智能天线，"^可以表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage10</formula>其中，d是阵元间距，^是载波波长。因此，本发明的动态信道分配方法可以在考虑小区内和小区用户间相互干^t尤的同时，为用户分配干4尤最小的时隙频点资源，/^而达到了最大限度的规避干扰，进而提高了系统性能。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他J尤点可通过在所写的i兌明书、一又利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中图1是^4居本发明的实施例的线阵智能天线示意图2是根据本发明的动态信道分配方法的流程图；以及图3是才艮据本发明的动态信道分配装置的框图。具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。图1是根据本发明的实施例的线阵智能天线示意图。图2是根据本发明的动态信道分配方法的流程图。如图1所示，8阵元线阵智能天线各阵元间的阵元间距均为d，6表示方向角。以下将结合图1详细描述如图2所示的动态信道分配方法的具体步骤，参照图2，动态4言道分配方法的具体步骤如下。步骤S202，才艮据信道估计，分别估计每个时隙的每个用户的上行信道沖击响应，然后将上行信道冲击响应排列成上行信道沖击响应矩阵，并将每个天线上的噪声干扰排列成上行干扰噪声矩阵。即，才艮据本发明的实施例，基站首先接收到训练序列部分的信号<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(1)其中，kr^l，2，…，Kn表示基站的天线序号；M表示训练序列矩阵，维数是128x128，表示各种干扰和噪声，维数是128x1，&表示所有用户在4妄收天线kn上的信道冲击响应，维凄t是128x1。因此，得出信道冲击响应估计^"为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage11</formula>再对^进行处理可以得到本小区用户的信道冲击响应以及邻小区干扰和噪声的信道冲击响应^。不同用户的信道沖击响应用^"表示成如下<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中，^"表示第k个用户的天线kn的信道冲击响应，维数是Wxi，W是信道估计窗长。则用户k的所有天线的信道冲击响应矩阵A表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(4)其中，",表示矩阵x的转置,因此，干扰噪声的所有天线的信道沖击响应矩阵&可表示为从<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(5)步骤S204，才艮才居上^H言道沖击响应头巨阵，计算出每个用户的上行信号空间相关矩阵，并根据上行干扰噪声矩阵计算出上行干扰噪声的空间相关矩阵。即，根据(4)式，将用户k的信号空间相关矩阵^表示为^A.(Af(6)其中，")"表示矩阵x的共轭转置。根据(5)式，将干扰噪声的上行空间相关矩阵&表示为^^^V("w广(7)步骤S206，目标用户测量并上才艮在每个下4亍时隙受到的下4亍干扰噪声功率(ISCP)^步骤S208，计算目标用户在每个上行时隙受到的上行干扰和在每个下4于时隙受到的下4于干4尤。步驶《S208的具体实3见方式如下(a)将衡量目标用户在一个时隙中受到的上行干扰程度的目才示函lt^"p表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(8)其中，加"(x)表示矩阵x的对角线元素之和，//。表示目标用户的信道冲击响应矩阵。是一个取值范围在(0,l)之间的数，表示采用联合检测技术后本小区用户间干扰的剩余大小，""p越小，表示本小区用户间干扰剩余的越少；同时，Ap也是一个取值范围在(O,l)之间的数，表示邻小区干扰和噪声的权重，当&取1时，表示在资源分配时，考虑100%邻小区千4尤和噪声的影响，当l取o时，表示在资源分配时，不考虑任何邻小区干扰和噪声的影响。其中，(8)式的物理意义是计算时隙中所有用户和干扰噪声的每条径对目标用户的干4尤功率之和。(b)将衡量目标用户在一个时隙中受到的下行干扰程度的目标函数力画表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage14</formula>(9)考虑到基站和用户设备的解调性能有所差别，""p与""，以及与A,的取4直可以有戶斤差别。可选地，目标用户在一个时隙中受到的上行干扰可以按照另一种方式来计算，如下以线阵智能天线为例，首先计算每个时隙的每个用户的信号空间强度分布A(^:<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage14</formula>(10)其中，"("是方向角0对应的方向向量，对于线阵智能天线，"。可以表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中，d是如图1所示的阵元间距，义是载波波长￡其次，干扰噪声信号的信号空间强度分布&W如下:<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage15</formula>(12)则，衡量目标用户在一个时隙中受到的上行干扰程度的目标函<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage15</formula>可以表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage15</formula>(13)衡量目标用户在一个时隙中受到的下行干扰程度的目标函数"^麵可以表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage15</formula>(14)步骤S210,在所有上行时隙中选择干4尤最小的时隙作为分配给目标用户的上4亍时隙，在所有下^f亍时隙中选择干4尤最小的时隙作为分配给目标用户的下4亍时隙。至此，完成了本发明的整个动态信道分配,图3是冲艮据本发明的动态信道分配装置300的框图。如图3所示，动态信道分配装置300包括矩阵排列模块302,用于根据信道估计，分别估计每个时隙的每个用户的上行信道冲击响应，然后将上行信道冲击响应排列成上行信道沖击响应矩阵，并将每个天线上的噪声干扰排列成上行干扰噪声矩阵；矩阵计算模块304,用于根据上行信道沖击响应矩阵，计算出每个用户的上行信号空间相关矩阵，并根据上行干扰噪声矩阵计算出上行干扰噪声的空间相关矩阵；功率测量模块306,用于测量并上报在每个下行时隙受到的下行干扰噪声功率；干扰计算模块308,用于计算目标用户在每个上行时隙受到的上行干扰和在每个下行时隙受到的下行干扰；以及时隙选择模块310，用于在所有上行时隙中选择干扰最小的时隙作为分配给目标用户的上行时隙，在所有下行时隙中选择干扰最小的时隙作为分配给目标用户的下4亍时隙。其中，干扰计算才莫块308通过以下方法实现对上行干扰和下行干扰的计算根据上行信号空间相关矩阵和上行干扰噪声矩阵以及上行联合才全测技术对干扰的抑止因子计算出目标用户在每个上行时隙搜到的上行干扰大小；以及根据上行信号空间相关矩阵和下行干扰噪声功率及下行联合检测技术对干扰的抑止因子计算出目标用户在每个下行时隙受到的下行干扰大小。才艮据本发明，天线是智能天线，并且智能天线是阵列天线。在干扰计算才莫块308中，用于衡量目标用户在一个时隙中受到的上行干扰程度的目标函lt、可以表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage16</formula>其中，""ce(x)表示矩阵x的对角线元素之和，仏表示目标用户的上行信道沖击响应矩阵，A表示上行信号空间相关矩阵，^表示干扰噪声的上行空间相关矩阵，表示采用联合检测技术后本小区用户间干扰的剩余大小，&表示邻小区干扰和噪声的权重。其中，是一个取值范围在(0,l)之间的数，"叫越小，表示本小区用户间干扰剩余的越少。""p是一个取值范围在(0，l)之间的数，表示邻小区干扰和噪声的权重，当""p取1时，表示在资源分配时，考虑100%邻小区干扰和噪声的影响，当""p取0时，表示在资源分配时，不考虑任何邻小区干扰和噪声的影响。另外，在干扰计算;f莫块308中，用于衡量目标用户在一个时隙中受到的下行干扰程度的目标函数力。w"可以表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage17</formula>其中，加ce(x)表示矩阵x的对角线元素之和，仏表示目标用户的上行信道冲击响应矩阵，^表示上行信号空间相关矩阵，^表示干扰噪声的上行空间相关矩阵，"""表示釆用联合检测技术后本小区用户间干扰的剩余大小，表示邻小区干扰和噪声的权重。根据本发明，根据基站和用户设备的解调性能的差别，""p与■，以及&与A。w"的取值可以有所差别。在干扰计算模块308中，用于衡量目标用户在一个时隙中受到的上行千扰程度的目标函凄t、可以表示为<table>complextableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>其中，A(。是每个时隙的每个用户的信号空间强度分布，&(。是干扰噪声信号的信号空间强度分布，""p表示采用联合检测技术后本小区用户间干扰的剩余大小，&表示邻小区干扰和噪声的权重。另外，信号空间强度分布^。表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage18</formula>其中，"(。是方向角0对应的方向向量。同样，干扰噪声信号的信号空间强度分布&(。表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage18</formula>根据本发明，对于线阵智能天线，"(W可以表示为朴其中，J是阵元间距，义是载波波长<可以看到，本发明的动态信道分配方法和装置通过量化计算目标用户在各上行、下行时隙中受到的本小区用户和邻小区用户的干扰大小，选择对目标用户干4尤最小的时隙资源分配给目标用户，乂人而达到系统内相互干4尤最小、容量最大化的目的。以上^又为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。权利要求1.一种用于规避本小区和邻小区的用户之间的干扰的动态信道分配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤步骤S202，根据信道估计，分别估计每个时隙的每个用户的上行信道冲击响应，然后将所述上行信道冲击响应排列成上行信道冲击响应矩阵，并将每个天线上的噪声干扰排列成上行干扰噪声矩阵，其中，所述天线是阵列的智能天线；步骤S204，根据所述上行信道冲击响应矩阵，计算出所述每个用户的上行信号空间相关矩阵，并根据所述上行干扰噪声矩阵计算出上行干扰噪声的空间相关矩阵；步骤S206，目标用户测量并上报在每个下行时隙受到的下行干扰噪声功率；步骤S208，计算所述目标用户在每个上行时隙受到的上行干扰和在每个下行时隙受到的下行干扰；以及步骤S210，在所有上行时隙中选择干扰最小的时隙作为分配给所述目标用户的上行时隙，在所有下行时隙中选择干扰最小的时隙作为分配给所述目标用户的下行时隙。2.根据权利要求1所述的动态信道分配方法，其特征在于，所述步骤S208是通过以下方法实现的根据所述上行信号空间相关矩阵和所述上行干扰噪声矩阵以及上行联合检测技术对干扰的抑止因子计算出所述目标用户在每个上行时隙搜到的上行干扰大小，以及才艮据所述上行信号空间相关矩阵和所述下行干扰噪声功率及下行联合检测技术对干扰的抑止因子计算出所述目标用户在每个下行时隙受到的下4于干4尤大小。3.冲艮据权利要求1或2中任一项所述的动态信道分配方法，其特征在于，衡量所述目标用户在一个时隙中受到的上行干扰程度的目标函凄t々可以表示为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中，的"("表示矩阵x的对角线元素之和，/7。表示所述目标用户的上行信道冲击响应矩阵，&表示所述上行信号空间相关矩阵，^表示所述干扰噪声的上行空间相关矩阵，表示采用所述联合检测技术后本小区用户间干扰的剩余大小，^表示邻小区干4尤和所述噪声的4又重。4.根据权利要求3所述的动态信道分配方法，其特征在于，所述""p是一个取值范围在(0,l)之间的数，""p越小，表示本小区用户间干"l尤剩余的越少。5.根据权利要求3所述的动态信道分配方法，其特征在于，所述^是一个取值范围在(0,i)之间的数，表示所述邻小区干扰和所述噪声的权重，当&取1时，表示在资源分配时，考虑100%所述邻小区干扰和所述噪声的影响，当Ap取0时，表示在资源分配时，不考虑任何所述邻小区干扰和所述噪声的影响。6.根据权利要求1或2中任一项所述的动态信道分配方法，其特征在于，衡量所述目标用户在一个时隙中受到的下行干扰程度的目标函数力誦可以表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中，"""W表示矩阵X的对角线元素之和，"。表示所述目标用户的上行信道冲击响应矩阵，&表示所述上行信号空间相关矩阵，&表示所述干拔/桑声的上^亍空间相关矩阵，"""表示采用所述联合检测技术后所述本小区用户间干扰的剩余大小，A,表示所述邻小区干扰和所述噪声的权重，其中，根据基站和用户i殳备的解调性能的差别，""p与"""，以及&与的取^f直可以有所差别。7.根据权利要求1或2中任一项所述的动态信道分配方法，其特^E在于，#f量所述目标用户在一个时隙中受到的上行干扰程度的目标函凄t;可以表示为Z，)<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中，A是每个时隙的每个用户的信号空间强度分布，&(。是干扰噪声信号的信号空间强度分布，表示采用所述联合检测技术后所述本小区用户间干扰的剩余大小，~表示所述邻小区干扰和所述噪声的权重。8.根据权利要求7所述的动态信道分配方法，其特征在于，所述信号空间强度分布&^表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中，"(。是方向角^对应的方向向量。9.才艮据4又利要求7所述的动态信道分配方法，其特征在于，所述干扰噪声信号的信号空间强度分布&(。表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage5</formula>10.才艮据4又利要求8所述的动态信道分配方法，其特征在于，对于线阵智能天线，所述"(。可以表示为<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中，d是阵元间距，^是载波波长'全文摘要本发明提供了一种抑制干扰的动态信道分配方法和装置，其包括以下步骤步骤S202，根据信道估计，得出用户的上行信道冲击响应矩阵和干扰噪声的上行信道冲击响应矩阵；步骤S204，计算上行信号和干扰噪声的空间相关矩阵；步骤S206，目标用户测量并上报在每个下行时隙受到的下行干扰噪声功率；步骤S208，计算目标用户在每个上行时隙受到的上行干扰和在每个下行时隙受到的下行干扰；以及步骤S210，选择干扰最小的上下行时隙作为目标用户的最优分配时隙。因此，最大限度地规避了本小区和邻小区的用户之间的干扰。文档编号H04B7/04GK101197604SQ20061016185公开日2008年6月11日申请日期2006年12月5日优先权日2006年12月5日发明者海江申请人:中兴通讯股份有限公司