专利名称：基于簇的合作通信的系统和方法
技术领域：
本发明涉及无线通信。更具体地，本发明涉及一种用于有效地减轻小区间干扰的基于簇的合作通信的系统和方法。
背景技术：
小区间干扰是在多输入多输出(MIMO)通信系统中要解决的重要问题。最近，已经对用于更主动地减轻小区间干扰的合作基站系统开展研究。预编码矩阵索引(PMI)约束 (或PMI推荐)是已知用于压缩在合作基站系统中引起的开销量的有效技术。图1是说明传统的合作基站系统的示意图。在图1中，合作基站系统包括定义小区121的第一基站111、定义小区221的第二基站211、第一移动台101和第二移动台201。第一移动台101位于小区边界区域，在所述小区边界区域中，来自第一基站111和第二基站211的每个的信号强度微弱，而第二移动台 201位于第二基站211的小区221中。在这种情况下，从第二基站211向第二移动台201发送的信号很可能强烈地影响第一移动台101。更具体地，当第一移动台101和第二移动台201被分配相同的时间频率资源时，从第二基站211到第二移动台201的信号必定是对第一移动台101的显著干扰 (dominant interference) 0因此，在其频率重新使用系数是1的无线通信系统中，移动台的性能在小区边缘处明显地恶化。PMI约束是解决在MIMO通信系统中的上述问题的方法。第一移动台101估计第一基站111和第二基站211的下行链路信道，计算潜在地干扰第一移动台101的第二基站 211的预编码矩阵(或矢量)，并且向第一基站111报告预编码矩阵索引(PMI)。第一基站 111向第二基站211发送PMI从而第二基站211约束由第一基站111通知的PMI的使用。PMI约束过程有利于减轻对小区边缘的移动台的小区间干扰。然而，其性能被限制从而控制来自单个小区的干扰。虽然可以考虑提出扩展的PMI约束技术，但是扩展的PMI 约束技术也在性能上限制于小区的预设数量。由于在蜂窝系统中的各个小区无法完全地彼此隔离而必须共存，所以它们自然会相互干扰。另外，每个小区能够被划分成多个扇区从而对于移动台来说将很少被置于其中它必须仅考虑一个或两个小区(或扇区)的情况中，由此，很难预期受限于相邻小区的数量的PMI约束技术的充分的小区间干扰减轻性能。这意味着如果基站不能与作为潜在的显著小区间干扰源的相邻基站合作，则可以预见到最小的小区间干扰减轻效果。在其中预先设置合作基站组的蜂窝系统中，存在在基站组之间的重叠区域，因此位于重叠区域的移动台不能受益于所述合作基站系统。
发明内容
技术问题本发明的一方面是解决至少以上所述的问题和/或不足并且提供至少以下所述的优点。因此，本发明的一方面提供一种基于簇的合作通信系统和方法，其能够通过准确地估计显著干扰相邻小区或扇区而最大化小区间干扰减轻效果。解决方案依据本发明的一方面，提供一种移动台的基于簇的合作通信的方法。所述方法包括接收映射到预设合作基站簇的其中一个的加权子带(SiAband)的资源分配，选择的合作基站簇具有包括所述移动台的服务基站和通过信道估计找到的显著干扰基站的组；以及与所述显著干扰基站合作地与所述服务基站通信。在示范实施例中，接收分配包括在所述服务基站中选择具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇，以及通过对映射到选择的合作基站簇的子带加权来分配资源。在示范实施例中，接收分配包括从所述移动台向所述服务基站报告具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇，以及在所述服务基站中通过对映射到选择的合作基站簇的子带加权来向所述移动台分配资源。依据本发明的另一方面，提供一种基站的基于簇的合作通信的方法。所述方法包括向移动台分配映射到预设合作基站簇的其中一个的加权子带的资源，选择的合作基站簇具有包括所述移动台的服务基站和通过信道估计找到的显著干扰基站的组，以及与所述显著干扰基站合作地与所述移动台通信。在示范实施例中，分配资源包括选择具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇，以及通过对映射到选择的合作基站簇的子带加权来分配资源。在示范实施例中，分配资源包括从所述移动台向所述服务基站报告具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇，以及通过对映射到选择的合作基站簇的子带加权来向所述移动台分配资源。依据本发明的再一方面，提供一种基于簇的合作通信的系统。所述系统包括移动台，用于接收映射到预设合作基站簇的其中一个的加权子带的资源分配，选择的合作基站簇具有包括所述移动台的服务基站和通过信道估计找到的显著干扰基站的组，以及用于与所述显著干扰基站合作地与所述服务基站通信。在示范实施例中，所述服务基站选择具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇，以及通过对映射到选择的合作基站簇的子带加权来分配资源。在示范实施例中，所述移动台从所述移动台向所述服务基站报告具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇，以及所述服务基站通过对映射到选择的合作基站簇的子带加权来向所述移动台分配资源。依据本发明的再一方面，提供一种基于簇的合作通信的系统。所述系统包括服务基站，用于向移动台分配映射到预设合作基站簇的其中一个的加权子带的资源，选择的合作基站簇具有包括所述移动台的服务基站和通过信道估计找到的显著干扰基站的组，以及用于与所述显著干扰基站合作地与所述移动台通信。在示范实施例中，所述服务基站选择具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇，以及通过对映射到选择的合作基站簇的子带加权来分配资源。在示范实施例中，所述移动台从所述移动台向所述服务基站报告具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇，以及通过对映射到选择的合作基站簇的子带加权来向所述移动台分配资源。从下面结合附图进行的公开了本发明的示范实施例的详细描述，本发明的其它方面、优点和显著特征对本领域技术人员来说将变得明了。有益效果如上所述，本发明的基于簇的合作通信的系统和方法选择具有包括干扰最大的基站(most interfering base station)和服务基站的组的多个合作基站簇中的一个并且利用添加权重来分配映射到选择的合作基站簇的子带的资源，由此有效地减轻干扰。
从下面结合附图进行的描述，本发明的某些示范实施例的以上和其它方面、特征和优点将更明了，在附图中图1是说明传统的合作基站的示意图；图2是说明根据本发明的示范实施例的基于簇的合作通信系统的示意图；图3是说明根据本发明的示范实施例的合作通信系统的原理的图；图4是说明根据本发明的示范实施例的具有用于定义基于簇的合作通信系统的移动台的位置的边缘区域的扇区的图；图5是说明根据本发明的示范实施例的关于使用扇区的基于簇的合作通信系统的合作基站簇的配置的图；图6是说明根据本发明的示范实施例的关于使用扇区的基于簇的合作通信系统的合作基站簇的配置的图；图7是说明根据本发明的示范实施例的关于使用扇区的基于簇的合作通信系统的合作基站簇的配置的图；图8是说明根据本发明的示范实施例的关于使用扇区的基于簇的合作通信系统的合作基站簇的配置的图；图9是说明根据本发明的示范实施例的关于使用扇区的基于簇的合作通信系统的合作基站簇的配置的图；图10是说明根据本发明的示范实施例的关于使用扇区的基于簇的合作通信系统的合作基站簇的配置的图；图11是说明根据本发明的示范实施例的关于基于簇的合作通信系统的合作基站簇的配置的图；图12是说明根据本发明的示范实施例的具有用于定义基于簇的合作通信系统的移动台的位置的边缘区域的小区的图；图13是说明根据本发明的示范实施例的关于使用小区的基于簇的合作通信系统的合作基站簇的配置的图；图14是说明根据本发明的示范实施例的关于使用小区的基于簇的合作通信系统的合作基站簇的配置的图；图15是说明根据本发明的示范实施例的关于使用小区的基于簇的合作通信系统的合作基站簇的配置的图；图16是说明根据本发明的示范实施例的关于使用小区的基于簇的合作通信系统的合作基站簇的配置的图；图17是说明根据本发明的示范实施例的在基于簇的合作通信系统中的移动终端与服务和合作基站的操作的序列图；图18是说明根据本发明的示范实施例的在基于簇的合作通信系统中的移动终端与服务和合作基站的操作的序列图；以及图19是说明根据本发明的示范实施例的在基于簇的合作通信系统中的移动终端与服务和合作基站的操作的序列图。贯穿附图，应注意相同参考数字用于描述相同或相似的部件、特征和结构。
具体实施例方式提供下面的参考附图的描述以帮助对由权利要求及其等价物定义的本发明的示范实施例的完整理解。它包括了各种特定细节以有助于该理解，但是这些被看作仅仅是示范性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到在不背离本发明的范围和精神的情况下， 可以对在此描述的实施例进行各种改变和修改。而且，出于清楚和简洁的原因，省略了对公知功能和结构的描述。在下面的描述和权利要求中使用的术语和词汇不限于字面含义，而是仅由发明人用来使得能够清楚和一致地理解本发明。因此，对本领域的技术人员来说，显然的是，下面的对本发明示范实施例的说明仅仅是出于说明的目的而不是出于限制由所附权利要求及其等价物定义的本发明的目的而提供的。应该理解，单数形式“一”、“一个”以及“所述”也包含复数指代，除非上下文清楚地指出除外。因此，例如，指代“一个元件表面”包括对一个或多个这样的表面的指代。首先，描述用于解释根据本发明的示范实施例的基于簇的合作通信系统的原理的小区的布置。图2是说明根据本发明的示范实施例的基于簇的合作通信系统的示意图。参考图2，根据本发明示范实施例的基于簇的合作通信系统包括移动台100、移动台100的服务基站200和与服务基站200合作的合作基站300。合作基站300的数量可以变化。合作基站300的其中一个可以是显著干扰基站。在本发明的示范实施例中，服务基站200和合作基站300被分组到合作基站组(或只是〈group (组)>)以有效地减轻干扰。为了指定作为合作基站的显著干扰基站，多个合作基站被形成为合作基站簇(或只是〈cluster (簇)>)。每个合作基站簇是潜在的显著干扰基站的集合。在本发明的示范实施例中，移动台100或服务基站200选择包括移动台100的显著干扰基站和服务基站200 的合作基站簇从而有效地最大化干扰减轻效果。下文详细地描述根据本发明的示范实施例的基于簇的合作通信系统。图3是说明根据本发明的示范实施例的合作通信系统的原理的图。参考图3，参考数字10表示下行链路信道。在本发明的示范实施例中，下行链路信道划分为多个子带。该多个子带被映射到对应的合作基站簇。信道包括第一子带11和第二子带12。第一子带被映射到第一合作基站簇21，而第二子带被映射到第二合作基站簇22。合作基站簇包括每个包括两个或多个小区(扇区)的多个合作基站组。每个合作基站组以合作基站传输方案操作。第一合作基站簇21和第二合作基站簇22的每个以不同的合作基站组构成。例如，第一合作基站簇21包括第一扇区1、第二扇区2和从第一扇区1的参考点来看的第三扇区3 ；而第二合作基站簇22包括第一扇区1、第四扇区4和从第一扇区1的参考点来看的第五扇区5。以此方式，合作基站簇被映射到不同的子带，所述不同的子带将各下行链路帧彼此区分。每个合作基站簇包括多个组，并且每个组包括多个成员(小区和/或扇区)。从作为服务基站的成员的参考点看，组由对由该服务基站服务的移动台起显著干扰的各成员构成。不同的合作基站簇共享成员，并且合作基站组的成员可以根据从共享成员的参考点看的移动台的位置而改变。这是因为对移动台的显著干扰扇区(或小区)能够根据在服务扇区(或小区)内的移动台的运动而改变。在本发明的示范实施例中，包括移动台的干扰最显著的(most dominant interfering)基站和服务基站的合作簇从具有不同合作基站组的合作基站簇中选择，并且分配对应的子带的资源，从而提高合作基站发送方案的干扰减轻效率。下文中将详细地描述根据本发明的示范实施例的配置合作基站簇的原理。在本发明的示范实施例中，合作基站簇可以包括小区和扇区作为其成员，而合作基站组包括至少两个成员。能够以各种方式配置合作基站簇。图4到9是说明根据本发明的示范实施例的关于基于簇的合作通信系统的合作基站簇的可用配置的图。在图4到9中，每个小区被划分成三个扇区，每个扇区被分配唯一的物理小区 ID (PCID)，并且基站使用定向天线向对应扇区发送不同的信号。然而，该配置仅用于方便说明而不被认为是限制。例如，小区可以被划分成更多数量的扇区。参考图4到9，每个合作基站簇包括多个合作基站组。这里，合作基站组的成员是扇区，且三个扇区构成一个合作基站组。这里存在五个合作基站簇，并且这五个合作基站簇被映射到下行链路信道的对应子带。这里，根据扇区1-1的参考点来配置合作BS簇。在图5中，簇A包括由扇区1-1、扇区3-2和扇区4-3形成的组。在图6中，簇B包括由扇区1-1、扇区2-2和扇区3-3形成的组。在图7，簇C包括由扇区1-1、扇区3_2和扇区3-3形成的组。在图8，簇D包括由扇区1-1、扇区1-2和扇区4-3形成的组。在图9，簇 F包括由扇区1-1、扇区1-3和扇区2-2形成的组。参考图5，如果移动台位于扇区1-1的区域A(见图4)中，则扇区3_2和扇区4_3 变为干扰最显著的扇区。在这种情况下，优选地选择簇A从而使用映射到簇A的子带与扇区1-1、扇区3-2和扇区4-3合作地执行通信，由此有效地减轻对移动台的干扰。参考图6，如果移动台位于扇区1-1的区域B(见图4)中，则扇区2_2和扇区3_3 变为干扰最显著的扇区。在这种情况下，优选地选择簇B从而使用映射到簇B的子带与扇区1-1、扇区2-2和扇区3-3合作地执行通信，由此有效地减轻对移动台的干扰。参考图7，如果移动台位于扇区1-1的区域C(见图4)中，则扇区3-2和扇区3-3 变为干扰最显著的扇区。在这种情况下，优选地选择簇C从而使用映射到簇C的子带与扇区1-1、扇区3-2和扇区3-3合作地执行通信，由此有效地减轻对移动台的干扰。
参考图8，如果移动台位于扇区1-1的区域D(见图4)中，则扇区1_2和扇区4_3 变为干扰最显著的扇区。在这种情况下，优选地选择簇D从而使用映射到簇D的子带与扇区1-1、扇区1-2和扇区4-3合作地执行通信，由此有效地减轻对移动台的干扰。参考图9，如果移动台位于扇区1-1的区域E(见图4)中，则扇区1_3和扇区2_2 变为干扰最显著的扇区。在这种情况下，优选地选择簇E从而使用映射到簇E的子带与扇区1-1、扇区1-3和扇区2-2合作地执行通信，由此有效地减轻对移动台的干扰。下文中详细地描述根据本发明的示范实施例的基于簇的合作通信系统。图10和11是说明根据本发明的示范实施例的关于基于簇的合作通信系统的合作基站簇的设计原理的图。参考图10和11，每个小区被划分成三个扇区，并且基站使用定向天线向对应扇区发送不同的信号。更具体地，在图10和11的示范实施例中，每个合作基站簇包括多个合作基站组，并且一个合作基站组由6个扇区构成。在图10中，第一簇包括由扇区1-1、1-2、3-2、3-3、4_3和5-1形成的组。在图11 中，第二簇包括由扇区1-1、1_3、2-2、3-3、7-1和7-1形成的组。在本发明的示范实施例中， 一个组可以由两个或多个成员构成，而一个簇可以由多个组构成。可以按各种方式配置合作基站簇。图12到16是说明根据本发明的示范实施例的关于基于簇的合作通信系统的合作基站簇的可用配置的图。参考图12到16，一个合作基站簇包括多个小区组，并且每个组由四个小区构成。 这里可以存在四个簇A、B、C和D，它们被映射到下行链路信道的四个不同的子带。这里，根据小区1的参考点来配置合作基站簇。如图13所示簇A包括由小区1、2、3和4形成的组。如图14所示簇B包括由小区 1、4、5和6形成的组。如图15所示簇C包括由小区1、6、7和8形成的组。如图16所示簇 D包括由小区1、2、8和9形成的组。参考图12和13，如果移动台位于小区1的区域A中，则小区2和4变为干扰最显著的小区。在这种情况下，优选地选择具有包括小区1、2、3和4的合作基站组的簇A从而使用映射到簇A的子带与小区1、2、3和4合作地执行通信，由此有效地减轻对移动台的干扰。参考图12和14，如果移动台位于小区1的区域B中，则小区5和6变为干扰最显著的小区。在这种情况下，优选地选择具有包括小区1、4、5和6的合作基站组的簇B从而使用映射到簇B的子带与小区1、4、5和6合作地执行通信，由此有效地减轻对移动台的干扰。参考图12和15，如果移动台位于小区1的区域C中，则小区6和8变为干扰最显著的小区。在这种情况下，优选地选择具有包括小区1、6、7和8的合作基站组的簇C从而使用映射到簇C的子带与小区1、6、7和8合作地执行通信，由此有效地减轻对移动台的干扰。参考图12和16，如果移动台位于小区1的区域D中，则小区2、8和9变为干扰最显著的小区。在这种情况下，优选地选择具有包括小区1、2、8和9的合作基站组的簇D从而使用映射到簇D的子带与小区1、2、8和9合作地执行通信，由此有效地减轻对移动台的干扰。如果移动台位于区域E中，则小区4和5变为干扰最显著的小区。因此，优选地选择具有包括小区1、4、5和6的合作基站组的簇B从而使用映射到簇B的子带与小区1、4、5 和6合作地执行通信，由此有效地减轻对移动台的干扰。如上所述，能够按各种方式配置合作基站簇，并且不同的合作基站簇被映射到区分各下行链路帧的对应的子带。在本发明的示范实施例中，系统选择包括具有对该移动台为干扰最显著的成员的组的合作基站簇并且向该移动台分配映射到选择的合作基站簇的资源，由此最大化干扰减轻效率。下文详细描述根据本发明的示范实施例的基于簇的合作通信方法。在根据本发明的示范实施例的基于簇的合作通信方法中，系统选择映射到子带的合作基站簇从而属于选择的合作基站簇的组的小区彼此合作以用于对移动台的传输。能够通过服务基站或移动台来执行合作基站簇的选择。图17是说明根据本发明的示范实施例的在基于簇的合作通信系统中的移动终端与服务和合作基站的操作的序列图。在图17中，假设下行链路信道被划分为多个子带，并且子带被映射到对应的合作基站簇。同样，假设基站共享关于映射到各个子带的合作基站簇的信息。参考图17，在步骤703中移动台100测量相邻基站的下行链路信道。接下来，在步骤705中移动台100将作为测量的结果的信道状况信息和干扰信息发送到服务基站200。 这里，干扰信息可以是按照干扰等级的顺序排序的小区(或扇区)的列表。可以一起发送干扰信息与对其映射的合作通信信息。合作通信信息是关于服务和相邻基站协调小区间干扰的信息并且取决于干扰减轻方案而按照不同的格式产生。表1示出由移动台发送的干扰信息的示范格式。表 权利要求
1.一种移动台的基于簇的合作通信的方法，所述方法包括接收映射到预设合作基站簇的其中一个的加权子带的资源分配，选择的合作基站簇具有包括所述移动台的服务基站和通过信道估计找到的显著干扰基站的组；以及与所述显著干扰基站合作地与所述服务基站通信。
2.如权利要求1所述的方法，其中资源分配的接收步骤包括在所述服务基站中选择具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇；以及通过对映射到选择的合作基站簇的子带加权来分配资源。
3.如权利要求1所述的方法，其中资源分配的接收步骤包括从所述移动台向所述服务基站报告具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇；以及在所述服务基站中通过对映射到所选择的合作基站簇的子带加权来向所述移动台分配资源。
4.一种基站的基于簇的合作通信的方法，该方法包括向移动台分配映射到预设合作基站簇的其中一个的加权子带的资源，选择的合作基站簇具有包括所述移动台的服务基站和通过信道估计找到的显著干扰基站的组；以及与所述显著干扰基站合作地与所述移动台通信。
5.如权利要求4所述的方法，其中加权子带的资源分配步骤包括选择具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇；以及通过对映射到所选择的合作基站簇的子带加权来分配资源。
6.如权利要求4所述的方法，其中加权子带的资源分配步骤包括从所述移动台向所述服务基站报告具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇；以及通过对映射到所选择的合作基站簇的子带加权来向所述移动台分配资源。
7.一种基于簇的合作通信的系统，所述系统包括移动台，用于接收映射到预设合作基站簇的其中一个的加权子带的资源分配，选择的合作基站簇具有包括所述移动台的服务基站和通过信道估计找到的显著干扰基站的组，以及用于与所述显著干扰基站合作地与所述服务基站通信。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述服务基站选择具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇，以及通过对映射到所选择的合作基站簇的子带加权来分配资源。
9.如权利要求7所述的系统，其中，所述移动台从所述移动台向所述服务基站报告具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇；以及所述服务基站通过对映射到所选择的合作基站簇的子带加权来向所述移动台分配资源。
10.一种基于簇的合作通信的系统，所述系统包括服务基站，用于向移动台分配映射到预设合作基站簇的其中一个的加权子带的资源， 选择的合作基站簇具有包括所述移动台的服务基站和通过信道估计找到的显著干扰基站的组，以及用于与所述显著干扰基站合作地与所述移动台通信。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述服务基站选择具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇，以及通过对映射到所选择的合作基站簇的子带加权来分配资源。
12.如权利要求10所述的系统，其中，所述移动台从所述移动台向所述服务基站报告具有包括所述服务基站和所述显著干扰基站的组的合作基站簇，以及所述服务基站通过对映射到所选择的合作基站簇的子带加权来向所述移动台分配资源。
全文摘要
提供一种用于有效地减轻小区间干扰的基于簇的合作通信系统和方法。一种移动台的基于簇的合作通信方法包括接收映射到预设合作基站簇的其中一个的加权子带的资源分配，选择的合作基站簇具有包括所述移动台的服务基站和通过信道估计找到的显著干扰基站的组，以及与所述显著干扰基站合作地与所述服务基站通信。
文档编号H04B7/26GK102239650SQ200980148428
公开日2011年11月9日 申请日期2009年12月2日 优先权日2008年12月2日
发明者金暎秀, 金殷庸, 金裕锡, 高恩锡 申请人:三星电子株式会社