减少无线通信系统中小区间干扰的设备和方法

专利名称：减少无线通信系统中小区间干扰的设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于减少无线通信系统中小区间干扰的设备和方法。更具体地，本发 明涉及用于解决在使用基站协作方案的多天线系统中在生成波束形成权值(beamforming weight)时引起的回程延迟(backhaul)的设备和方法。
背景技术：
多天线系统可采用基站协作方案以减少小区间干扰。多天线系统可使用基站协作 系统减轻小区间干扰，基站协作系统是将单个小区中使用的各种多天线系统扩展到几个基 站的多天线系统。使用基站协作系统，协作的基站必须将所服务的终端的信道信息与其他基站共 享。例如，基站使用新定义的接口，如X2接口，与其他基站交换信道信息。当协作基站如上所述交换信道信息时，出现处理延迟和回程(backhaul)延迟。例 如，当使用X2接口作为基站之间的回程时，在基站交换信道信息时可能出现最大20毫秒、 平均10毫秒的回程延迟。在基站交换信道信息时，基站和终端之间的信道改变。由此，用于基站确定波束形 成权值的信道不匹配实际信道，并且小区间干扰消除性能降低。

发明内容
本发明的一个方面至少针对上述问题和/或不足并提供至少下述优点。因此，本 发明的一个方面提供用于在使用基站协作方案的无线通信系统中减少小区间干扰的设备 和方法。本发明的另一方面提供用于通过考虑在使用基站协作方案的多天线系统的基站 处交换的信道信息的信道变化来生成波束形成权值的设备和方法。本发明的再一方面提供用于通过考虑在使用基站协作方案的多天线系统的基站 处交换的信道信息引起的信道变化来更新从控制服务器提供的波束形成权值的设备和方 法。本发明的再一方面提供用于反馈终端的信道状态信息，以用来通过考虑由在使用 基站协作方案的多天线系统的基站处交换的信道信息引起的信道变化，来生成并更新波束 形成权值的设备和方法。根据本发明的一个方面，提供了用于在使用基站(BS)协作方案的无线通信系统 中的BS处的波束形成的方法。该方法包括与提供BS协作服务的至少一个协作BS交换信 道状态信息；基于信道状态信息生成波束形成权值；确定由于协作BS之间的信道状态信息 交换中的时间延迟引起的信道变化；基于信道变化更新所生成的波束形成权值；以及基于 更新的波束形成权值对发射信号进行预编码。根据本发明的另一方面，提供了用于在使用BS协作方案的无线通信系统中的BS 处的波束形成的方法。该方法包括向控制服务器传送至少一个所服务的移动台(MS)的信
4道状态信息，该控制服务器生成用于提供BS协作服务的至少两个BS的波束形成权值；当从 控制服务器接收到波束形成权值时，确定由在向控制服务器传送信道状态信息中的时间延 迟所引起的信道变化；基于信道变化更新从控制服务器提供的波束形成权值；以及基于更 新的波束形成权值对发射信号进行预编码。根据本发明的再一方面，提供了于在使用基站BS协作方案的无线通信系统中的 BS处的波束形成的设备。该设备包括至少两个天线；权值生成器，用于基于与提供BS协 作服务的至少一个其他BS交换的信道状态信息生成波束形成权值；权值更新器，用于基于 由与其他BS之间的信道状态信息交换中的时间延迟所引起的信道变化，更新由权值生成 器生成的波束形成权值；以及预编码器，用于基于从权值更新器馈送的波束形成权值，对发 射信号进行预编码。根据本发明的再一方面，提供了用于在使用BS协作方案的无线通信系统中的BS 处的波束形成的设备。该设备包括至少两个天线；有线接口，用于向控制服务器传送信道 状态信息，该控制服务器生成用于提供BS协作服务的至少两个BS的波束形成权值；权值控 制器，用于在从控制服务器接收到波束形成权值时，基于由在向控制服务器传送信道状态 信息中的时间延迟所引起的信道变化，更新从控制服务器接收的波束形成权值；以及预编 码器，用于基于从权值控制器提供的波束形成权值，对发射信号进行预编码。根据以下结合附图公开的本发明示例实施例的具体描述，本领域技术人员将清楚 本发明的其他方面、优点和显著特征。


根据以下结合附图的详细描述，本发明的以上和其他方面、特征和优点将变得更 清楚，附图中图1例示了根据本发明示例实施例提供基站协作服务的无线通信系统的结构；图2例示了根据本发明示例实施例用于提供基站协作服务的过程；图3例示了根据本发明示例实施例用于提供基站协作服务的过程；图4例示了根据本发明示例实施例用于基站协作服务的基站的结构；图5例示了根据本发明示例实施例使用控制服务器提供基站协作服务的无线通 信系统的结构；图6例示了根据本发明示例实施例使用控制服务器提供基站协作服务的过程；图7例示了根据本发明示例实施例使用控制服务器提供基站协作服务的过程；图8例示了根据本发明示例实施例用于使用控制服务器的基站协作服务的基站 的结构；图9例示了根据本发明示例实施例用于生成波束形成权值的控制服务器的结构； 以及图10例示了根据本发明示例实施例的性能变化的图。贯穿附图，相同的附图标记将被理解为指代相同的部分、组件和结构。
具体实施例方式提供以下参照附图的描述，以帮助对权利要求极其等价物限定的本发明示例实施例的全面理解。其包括帮助理解的各种具体细节，但这些具体细节仅仅应被看作示例性的。 因此，本领域技术人员将意识到，在不脱离本发明的范围和精神的条件下可对这里描述的 实施例进行各种变化和修改。而且，为了清楚简洁，省略了公知功能和构造的描述。以下描述和权利要求中使用的术语和词语不限于书面含义，而仅仅由发明人用来 使得能够清楚一致地理解本发明。因此，本领域技术人员应清楚，仅仅为了例示的目的提供 本发明示例实施例的以下描述，而不是为了限制由所附权利要求及其等价物所限定的本发 明。应理解，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代，除非上下文明确规定不是 这样。因此，例如，对“组成表面”的引用包括对一个或多个这样的表面的引用。通过术语“基本上”，它意味着所陈述的特性、参数或值无需准确实现，而在不排除 想要提供的效果和特性的量中可出现包括例如公差、测量误差、测量准确度局限和本领域 技术人员已知的其他因素的偏差或变化。本发明示例实施例提供了用于在使用基站(BS)协作方案的无线通信系统中通过 考虑信道变化生成波束形成权值的技术。下文中，假设包括NT-ary天线的多个BS通过协作向包括NR_ary天线的移动台 (MS)传送下行链路信号。例如，当包括NT-ary天线的两个BS彼此协作时，如图1所示构成 无线通信系统。应注意，这也可应用于上行链路信号的传送。图1例示了根据本发明示例实施例提供基站协作服务的无线通信系统的结构。参照图1，在BSl 100的服务覆盖区域中行进的MS 1102由BSl 100服务，或由BSl 100和BS2 110同时服务。BSl 100是MSl 102的服务BS。在BS2 110的服务覆盖区域中 行进的MS2 112由BS2 110服务，或由BSl 100和BS2 110同时服务。BS2 110是MS2 112 的服务BS。假设MSl 102和MS2112不仅能够获取服务BS的信道，还能获取相邻BS的信 道。当使用BS协作方案时，BSl 100和BS2 110共享从在它们的服务覆盖区域中行进 的MS 102和112获取的信道状态信息。例如，BS 100和110交换从MS 102和112接收的 声探信号(sounding signal)中获取的信道状态信息。BSl 100通过回程向BS2 110传送 从MSl 102的声探信号中获取的H11信息和从MS2 112的声探信号获取的H21信息。BS2 110 通过回程向BSl 100传送从MSl 102的声探信号中获取的H12信息和从MS2 112的声探信 号获取的H22信息。BS 100和110还可交换从MS 102和112提供的信道状态信息。BSl 100通过回 程向BS2 110传送从MSl 102提供的H11信息和H12信息。BS2 110通过回程向BSl 100传 送从MS2 112提供的H21信息和H22信息。H11表示BSl 100和MSl 102之间的下行链路信 道，H21表示BSl 100和MS2 112之间的下行链路信道，H12表示BS2 110和MSl 102之间的 下行链路信道，H22表示BS2 110和MS2 112之间的下行链路信道。当BS 100和110共享信道状态信息时，BSl 100和BS2 110通过考虑所共享的信 道状态信息和在它们交换信道状态信息时生成的信道变化，生成波束形成权值。BSl 100和 BS2 110可按相同的方式生成波束形成权值。MS1102和MS2 112按相同的方式根据它们的 服务BS的方向反馈信道状态信息。因此，下面对于BSl 100和MSl 102提供的描述也可应 用于 BS2 110 和 MS2112。
在图2中，假设MS向BS发送声探信道，并且BS通过考虑从声探信道中获取的信 道状态信息生成波束形成权值。当MS向BS传送信道状态信息时，BS可按相同的方式生成 波束形成权值。图2例示了根据本发明示例实施例用于提供BS协作服务的过程。参照图2，BS1 210和BS2 220使用BS协作方案服务MS。在步骤231中，BSl 210 向所服务的MS 200请求信道状态信息反馈。在这样做时，BS1210也可以发送用于MS 200 的时间信息以反馈信道状态信息。在步骤233中，根据BSl 210的信道状态信息反馈请求，MS 200向BS1210和BS2 220发送声探信道。例如，MS 200向BSl 210和BS2 220发送相同的声探信号。可替换地， MS 200可向BSl 210和BS2 220发送不同的声探信号。这里，MS 200根据从BSl 210提供 的反馈时间信息发送声探信号。MS 200也可在从BSl 210请求了信道状态信息反馈并经过 预设时间之后发送声探信号。BSl 210和BS2 220从自MS 200接收的声探信号中获取MS 200的信道状态信息。 例如，返回参照图1，BSl 100从MSl 102的声探信号中获取H11信息，并从MS2 112的声探 信号中获取H21信息。BS2 110从MSl 102的声探信号中获取H12信息，并从MS2 112的声
探信号中获取H22信息。在步骤235中，BSl 210通过回程将其获取的信道状态信息传送给BS2220。为了 在与BS2 220之间的信道状态信息交换期间检测信道变化，在步骤237中，BSl 210对MS 200请求信道状态信息反馈。BSl 210也可传送用于MS 200的信道状态信息的反馈时间信
肩、ο在步骤239中，BS2 220将其获取的信道状态信息传送给BSl 210。BS1210和BS2 220可同时或在不同的时间交换信道状态信息。当从BS2 220接收到信道状态信息时，在步骤241中，BSl 210使用MS 200的信 道状态信息和从BS2 220接收的信道状态信息，生成波束形成权值。例如，当从BS2 220接 收到信道状态信息时，BSl 210获取如公式1的信道矩阵中所示的信道状态信息。BS2 220 可获取与BSl 210相同的信道矩阵。
Hlk表示BS K和MS L之间的信道。使用公式1的信道矩阵，BSl 210可基于公式2以迫零(ZF)方式确定波束形成权 值矢量。公式2表示以没有功率控制过程条件下的波束形成权值矢量。
NtX 1矢量的Wui表示由BS K对MS L生成的波束形成权值矢量。Hui表示BS K和 MS L之间的信道，并且[· ]#表示伪逆。根据BSl 210的信道状态信息反馈请求，在步骤243中，MS 200向BS1210和BS2 220发送声探信道。例如，MS 200根据从BSl 210提供的反馈时间信息发送声探信号。可 替换地，MS 200可在从BSl 210请求信道状态信息反馈并且经过预设时间之后发送声探信号。 当从MS 200接收到声探信道时，BSl 210通过声探信道确认MS 200的信道状态 信息。在步骤245中，BSl 210通过比较用来生成波束形成权值的信道状态信息和所确认 的信道状态信息，确定信道变化。例如，为了通过从MS 200提供的声探信道确认信道状态 信息，BSl 210获取公式3的信道状态信息。 BS1 = Hui表示BS K和用来生成波束形成权值的MS L之间的信道，示生成和确认 波束形成权值的BS K和MS L之间的信道。BSl 210使用协作BS的信道状态信息生成波束形成权值。然而，BSl 210不需要 协作BS的信道状态信息来根据信道变化更新波束形成权值。因为BS2 220不能控制BSl 210和MS之间的信道H11和H21，所以BSl 210仅仅使用它自己测量的信道状态信息，基于公 式4确定信道变化。BSl 210可仅仅通过满足条件NkXM彡Nt来确定信道变化。Nk表示MS 的天线数，M表示MS的数目，Nt表示BS的天线数。 在公式4中，tK表示反映由BS K测量的信道变化信息的矢量，Hlk表示BS K和用 来生成波束形成权值的MS L之间的信道，表示生成和确认波束形成权值的BS K和MS L之间的信道，ε κ表示用来确定反映BS K处的信道变化信息的矢量的校正因子。例如，当 校正因子ε被设置为噪声功率时，BSl 210可通过考虑噪声矢量确定信道变化矢量。如公式4所示，公式4中反映信道变化信息的矢量tK被表示为向BS2 220传送的 信道状态信息和从MS新接收的信道状态信息的函数。当使用公式4中的矩阵的逆来确定 tK时，可由公式5给出tK。 在公式5中，tK表示反映由BS K测量的信道变化信息的矢量，Hlk表示BS K和用 来生成波束形成权值的MS L之间的信道，及α表示生成和确认波束形成权值的BS K和MS L之间的信道，并且[· ]#表示伪逆。在步骤245中确定信道变化之后，在步骤247中，BSl 210使用所确定的信道变化， 更新在步骤241中生成的波束形成权值。例如，BSl 210基于公式6更新波束形成权值矢量。 在公式6中，"H^表示基于信道变化更新的波束形成权值矢量，tK表示反映由BS K 测量的信道变化信息的矢量。NtXI矢量的Wui表示由BS K生成的对于MS L的波束形成权
值矢量。按照与BSl 210相同的方式，BS2 220在步骤251中生成波束形成权值，在步骤253中确定信道变化，并且在步骤255中根据信道变化更新波束形成权值。在步骤249中，BSl 210使用更新的波束形成权值向MS 200传送信号。可替换地， BSl 210和BS2 220可使用更新的波束形成权值同时向MS 200传送信号。当BSl 210和BS2 220使用通过考虑信道变化而更新的波束形成权值传送信号 时，MS 200接收如公式7所示的信号。
+ "[公式7]在公式7中，rK表示在MS K处接收的信号，表示生成和确认波束形成权值的 BS K和MS L之间的信道，并且tK表示反映由BS K测量的信道变化信息的矢量。NtXI矢 量的Wui表示由BS K生成的对于MS L的波束形成权值矢量。sK表示从BS向MS K传送的 信号，η表示噪声。MS 200可通过将用于确定tK的公式5和用于确定波束形成权值的公式2代入公 式7，获取去除了小区间干扰的信号。==
+ "[公式8]在公式8中，rK表示在MS K处接收的信号，及表示生成和确认波束形成权值的 BS K和MS L之间的信道，Hui表示BS K和用来生成波束形成权值的MS L之间的信道，并且 tK表示反映由BS K测量的信道变化信息的矢量。NtXI矢量的Wui表示由BS K生成的对于 MS L的波束形成权值矢量。sK表示从BS向MS K传送的信号，η表示噪声。在以上示例实施例中，在向BS2 220传送信道状态信息时，BSl 210向MS 200请求 信道状态信息反馈。然而，BSl 210可在向BS2 220传送信道状态信息和生成波束形成权 值之间的任何时间向MS 200请求信道状态信息反馈。根据BS的信道状态信息反馈请求， MS 200向BS反馈信道状态信息或声探信道。可替换地，MS 200可周期性地向BS 210和220馈送信道状态信息或声探信道。在 此情况下，如图3所示，使用BS协作方案的BSl 210和BS2 220可通过考虑信道变化，生成 波束形成权值。BSl和BS2按相同的方式生成波束形成权值。MSl和MS2按相同的方式根 据它们的服务BS的方向反馈信道状态信息。因此，为了简明起见，省略了对MS2和BS2的 讨论。在图3中，假设MS向BS传送声探信道，并且BS通过考虑从声探信道确认的信道 状态信息，生成波束形成权值。当MS向BS传送信道状态信息时，BS可以有能力按相同的 方式生成波束形成权值。图3例示了根据本发明示例实施例用于提供BS协作服务的过程。参照图3，在步骤331中，BSl 310向所服务的MS 300传送反馈时段信息。例如， BSl 310可在MS 300的初始接入时传送反馈时段信息。BSl 310还可通过考虑BS之间的信道交换延迟确定反馈时段。当反馈时段到达时，在步骤333中，MS 300向BSl 310和BS2 320发送声探信号。 例如，MS 300向BSl 310和BS2 320发送相同的声探信号。可替换地，MS 300可向BSl 310 和BS2 320发送不同的声探信号。BSl 310和BS2 320从MS 300接收的声探信号中获取MS 300的信道状态信息。 例如，返回参照图1，BSl 100从MSl 102的声探信号中获取H11信息，并从MS2 112的声探 信号中获取H21信息。图1的BS2 110从MSl 102的声探信号中获取H12信息，并从MS2 112
的声探信号中获取H22信息。在步骤335中，BSl 310通过回程将其获取的信道状态信息传送给BS2320。在步 骤337中，BS2 320将其获取的信道状态信息传送给BSl 310。BS1310和BS2 320可同时 或在不同的时间交换信道状态信息。当从BS2 320接收到信道状态信息时，在步骤339中，BSl 310使用MS 300的信 道状态信息和从BS2 320接收的信道状态信息，生成波束形成权值。例如，BSl 310基于公 式2，使用MS 300的信道状态信息和从BS2 320接收的信道状态信息，生成波束形成权值。在生成波束形成权值之后，在步骤343中，BSl 310选择要用于确定信道变化的信 道状态信息。在步骤333和341中，MS 300持续通过反馈时段向BSl 310和BS2 320发送 声探信号。BSl 310和BS2 320在从MS 300周期性提供的声探信道中确认的信道状态信 息中，根据信道交换延迟选择要用来检查信道变化的信道状态信息。例如，BSl 310选择从 MS 300接收的声探信号中确认的、最接近于从BS2 320提供信道状态信息的时间的信道状 态信息。可替换地，BSl 310可选择从MS 300接收的声探信道中获取的、最接近于确认信 道变化的时间的信道状态信息。在步骤345中，BSl 310通过比较用来生成波束形成权值的信道状态信息和在步 骤343中选择的信道状态信息，确认信道变化。例如，当使用矩阵的逆函数基于信道变化信 息确定矢量tK时，BSl 310可基于公式5获取tK。在步骤347中，BSl 310使用所确定的信道变化，更新在步骤393中生成的波束形 成权值。例如，BSl 310基于公式6更新波束形成权值矢量。按照与BSl 310相同的方式，BS2 320在步骤351中生成波束形成权值，在步骤 353中选择信道状态信息，在步骤355中确定信道变化，并且在步骤357中通过考虑信道变 化来更新波束形成权值。在步骤349中，BSl 310使用更新的波束形成权值向MS 300发送信号。可替换地， BSl 310和BS2 320可使用更新的波束形成权值同时向MS 300发送信号。参照图4描述在信道状态信息交换的过程中通过考虑信道变化来生成波束形成 权值的BS的结构。图4是根据本发明示例实施例用于BS协作服务的BS的框图。参照图4，BS包括编码器401-1至401-N、调制器403_1至403-N、预编码器405、 射频(RF)处理器407-1至407-NT、信道确定器409、有线接口 411、权值生成器413和权值 更新器415。根据本发明的其他示例实施例，BS可包括其他和/或不同单元。类似地，以上 单元中的两个或更多个的功能可集成到单个组件中。编码器401-1至401-N按照适合于MS的信道状态的调制级对要发送给MS的数据进行编码。调制级表示调制和编码方案(MCS)级。调制器403-1至403-N按照适合于MS 的信道状态的调制级调制从编码器401-1至401-N输出的编码信号。预编码器405利用从权值更新器415提供的预代码(precode)，对从调制器403-1 至403-N输出的调制信号进行预编码，并将预编码信号输出到与各个天线连接的RF处理器 407-1至407-NT。RF处理器407-1至407_NT将从预编码器405输出的预编码信号转换为 模拟信号。RF处理器407-1至407-NT将模拟信号转换为RF信号并经由相应的天线发射RF 信号。信道确定器409确定从在服务覆盖区域中行进的MS接收的信道状态信息。例如， 参照图IWBSl 100，信道确定器409基于从MS 102和112接收的声探信号确认信道状态 信息。信道确定器409从MSl 102的声探信号确认H11信息，并从MS2 112的声探信号确认 H21信息。可替换地，信道确定器409可接收从MSl 102反馈的信道状态信息。信道确定器 409从MSl 102接收的反馈信息中获取H11信息和H12信息。H11表示BSl 100和MSl 102之 间的下行链路信道，H21表示BSl 100和MS2 112之间的下行链路信道，H12表示BS2 110和 MSl 102之间的下行链路信道。有线接口 411在回程上使用BS协作方案与BS通信。例如，有线接口 411在回程 上使用BS协作方案向其他BS传送从信道确定器409输出的信道状态信息。有线接口 411 在回程上从其他协作BS接收信道状态信息。权值生成器413使用从信道确定器409馈送的信道状态信息和从有线接口 411提 供的至少一个协作BS的信道状态信息，生成波束形成权值。例如，权值生成器413基于公 式2确定波束形成权值矢量。权值更新器415通过考虑在与至少一个协作BS交换信道状态信息时出现的信道 变化，更新由权值生成器413生成的波束形成权值。例如，权值更新器415通过比较用来在 权值生成器413处生成波束形成权值的信道状态信息和通过向MS请求信道状态信息反馈 以检测信道变化而接收的信道状态信息，检查信道变化。可替换地，当周期性地接收从MS反馈的信道状态信息时，权值更新器415选择被 确认为最接近有线接口 411从至少一个协作BS接收到信道状态信息的时间的MS的信道状 态信息。权值更新器415可通过比较用来在权值生成器413处生成波束形成权值的信道状 态信息和所选择的信道状态信息，确定信道变化。当从MS周期性地反馈信道状态信息时，权值更新器415可选择被确认为最接近所 确认的信道变化的时间的MS的信道状态信息。权值更新器415可通过比较用来在权值生 成器413处生成波束形成权值的信道状态信息和所选择的信道状态信息，检查信道变化。在该示例实施例中，使用BS协作方案的BS通过回程交换信道状态信息，以便生成 波束形成杈值。可替换地，如图5所示，使用BS协作方案的BS可在回程上向控制服务器发 送信道状态信息。图5例示了根据本发明示例实施例使用控制服务器提供BS协作服务的无线通信 系统的结构。参照图5，在BSl 510的服务覆盖区域中行进的MSl 512由BSl 510服务，或如图 1所示由BSl 510和BS2 520同时服务。BSl 510是MSl 512的服务BS。在BS2 520的服务覆盖区域中行进的MS2 522由BS2 520服务，或由BSl 510和BS2 520同时服务。BS2 520是MS2 522的服务BS。假设MSl 512和MS2 522不仅能够获 取服务BS的信道，还能获取相邻BS的信道。当使用BS协作方案时，BSl 510和BS2 520共享从在它们的服务覆盖区域中行进 的MS 512和522获取的信道状态信息。例如，BS 510和520向控制服务器500传送从自 MS 512和522接收到的声探信号中获取的信道状态信息。BSl 510通过回程向控制服务 器500传送从MS 1512的声探信号中获取的H11信息和从MS2 522的声探信号获取的H21信 息。BS2 520通过回程向控制服务器500传送从MSl 512的声探信号中获取的H12信息和 从MS2522的声探信号获取的H22信息。可替换地，BS 510和520可向控制服务器500传送从MS 512和522提供的信道状 态信息。BSl 510通过回程向控制服务器500传送从MSl 512提供的H11信息和H12信息。 BS2 520通过回程向控制服务器500传送从MS2 522提供的H21信息和H22信息。控制服务器500使用从BS 510和520提供的信道状态信息，生成用于每个BS 510 和520的波束形成权值。控制服务器500分别向BS 510和520发送所生成的波束形成权 值。当从控制服务器500提供波束形成权值时，如图5所示，BSl 510和BS2 520通过考虑 在向控制服务器500传送信道状态信息时出现的信道变化，更新波束形成权值。因为BSl 510和BS2 520按相同的方式生成波束形成权值，所以为了简明起见，省略BS2 520的操作 的具体描述。在图6中，假设MS向BS发送声探信道，并且BS通过考虑从声探信道中获取的信 道状态信息生成波束形成权值。然而，当MS向BS传送信道状态信息时，BS可按相同的方 式生成波束形成权值。图6例示了根据本发明示例实施例使用控制服务器提供BS协作服务的过程。参照图6，BS 610和BS2使用BS协作方案服务MS。在步骤631中，BS 610向所服 务的MS 600请求信道状态信息。BS也可以发送用于MS 600的时间信息以反馈信道状态信
肩、ο在步骤633中，根据BS 610的信道状态信息反馈请求，MS 600向BS 610和BS2发 送声探信道。例如，MS 600向BS 610和BS2发送相同的声探信号。可替换地，MS 600可向 BS 610和BS2发送不同的声探信号。这里，MS 600根据从BS 610提供的反馈时间信息发 送声探信号。MS 600可以在从BS 610请求信道状态信息反馈并经过预设时间之后发送声
探信号。BS 610从自MS 600接收到的声探信号中获取MS 600的信道状态信息。例如，图 1的BSl 100从MSl 102的声探信号中获取H11信息，从MS2112的声探信号中获取H21信息。在步骤635中，BS 610通过回程将其获取的信道状态信息传送给控制服务器620。 在这样做时，BS2在回程上向控制服务器620传送它获取的信道状态信息。BS 610和BS2 可同时或在不同的时间向控制服务器620传送信道状态信息。为了在向控制服务器620传送信道状态信息时检测信道变化，在步骤637中，BS 610向MS 600请求信道状态信息。BS 610也可传送MS 600的信道状态信息的反馈时间信息。在步骤639中，控制服务器620使用从BS 610和BS2提供的信道状态信息，生成 波束形成权值。例如，控制服务器620基于公式2，使用从BS 610和BS2提供的信道状态信息，生成每个BS的波束形成权值矢量。在步骤641中，控制服务器620向BS 610发送所生成的波束形成权值。控制服务 器620也向BS2发送所生成的波束形成权值。根据BS 610的信道状态信息请求，在步骤643中，MS 600向BS 610和BS2发送 声探信号。例如，MS 600根据从BS 610接收的反馈时间信息发送声探信号。MS 600可在 从BS 610请求信道状态信息反馈并且经过预设时间之后发送声探信号。当从MS 600接收到声探信道时，BS 610通过声探信道确认MS 600的信道状态信 息。在步骤645中，BS 610通过比较用来生成波束形成权值的信道状态信息和所确认的信 道状态信息，确定信道变化。例如，为了使用矩阵的逆函数基于信道变化信息确定矢量tK， BS 610可基于公式5获取tK。在确定信道变化之后，在步骤647中，BS 610使用所确定的信道变化，更新从控制 服务器620提供的波束形成权值。例如，BS 610基于公式6更新波束形成权值矢量。在步骤649中，BS 610使用更新的波束形成权值向MS 600传送信号。可替换地， BS 610和BS2可使用更新的波束形成权值同时向MS 600传送信号。在该示例实施例中，在向控制服务器620传送信道状态信息时，BS 610从MS 600 请求信道状态信息。然而，BS 610可在向控制服务器620传送信道状态信息和从控制服务 器620接收波束形成权值之间的任何时间向MS600请求信道状态信息。根据BS的信道状态信息反馈请求，MS向BS反馈信道状态信息。可替换地，MS可 周期性地向BS馈送信道状态信息。在此情况下，如图7所示，使用BS协作方案的BSl和 BS2可通过考虑信道变化，生成波束形成权值。在图7中，假设MS向BS传送声探信道，并且BS通过考虑从声探信道获得的信道 状态信息，生成波束形成权值。当MS向BS传送信道状态信息时，BS也能够按相同的方式 生成波束形成权值。图7例示了根据本发明示例实施例使用控制服务器提供BS协作服务的过程。参照图7，在步骤731中，BS 710向所服务的MS 700传送反馈时段信息。例如，BS 710可在MS 700的初始接入时传送反馈时段信息。而且，BS1710还可通过考虑BS之间的 信道交换延迟确定反馈时段。当反馈时段到达时，在步骤733中，MS 700向BS 710和BS2发送声探信号。例如， MS 700向BS 710和BS2发送相同的声探信号。可替换地，MS 700可向BS 710和BS2发送 不同的声探信号。BS2表示与BSl —起使用BS协作方案的BS。BS 710和BS2从自MS 700接收的声探信号中获取MS 700的信道状态信息。例 如，图IWBSl 100从MSl 102的声探信号中获取H11信息，并从MS2 112的声探信号中获
取H21信息。在步骤735中，BS 710在回程上将其获取的信道状态信息传送给控制服务器720。 BS2也将其获取的信道状态信息传送给控制服务器720。BS 710和BS2可同时或在不同的 时间向控制服务器720传送信道状态信息。在步骤737中，控制服务器720使用从BS 710和BS2接收的信道状态信息，生成 波束形成权值。例如，控制服务器720基于公式2，使用从BS 710和BS2接收的信道状态信 息，生成每个BS的波束形成权值矢量。
在步骤739中，控制服务器720向BS 710发送所生成的波束形成权值。控制服务 器720也向BS2发送所生成的波束形成权值。在从控制服务器720接收到波束形成权值时，在步骤743中，BS 710选择要用于 确定信道变化的信道状态信息。在步骤733和741中，MS 700持续按反馈时段向BS 710 和BS2发送信道状态信息。BS 710和BS2在从MS 700周期性提供的声探信道中获得的信 道状态信息中，根据信道状态信息传送延迟，选择要用来检查信道变化的信道状态信息。例 如，BS 710从自MS 700接收到的声探信号中所确认的、最接近于从控制服务器720提供信 道状态信息的时间的信道状态信息。可替换地，BS 710可选择从自MS 700接收到的声探 信道中所获取的、最接近于确认信道变化的时间的信道状态信息。在步骤745中，BS 710通过比较从控制服务器720接收的信道状态信息和在步骤 743中选择的信道状态信息，确认信道变化。例如，当使用矩阵的逆函数基于信道变化信息 确定矢量tK时，BS 710可基于公式5获取tK。在步骤747中，BS 710使用所确定的信道变化，更新从控制服务器720接收的波 束形成权值。例如，BS 710基于公式6更新波束形成权值矢量。在步骤749中，BS 710使用更新的波束形成权值向MS 700发送信号。BS 710和 BS2可使用更新的波束形成权值同时向MS 300发送信号。下面参照图8描述通过考虑信道 状态信息交换过程中的信道变化来更新波束形成权值的结构。图8例示了根据本发明示例实施例用于使用控制服务器的BS协作服务的BS的框 图。参照图8，BS包括编码器801-1至801-N、调制器803_1至803-N、预编码器805、 RF处理器807-1至807-NT、信道确定器809、有线接口 811和权值控制器813。编码器801-1至801-N按照适合于MS的信道状态的调制级对要发送给MS的数据 进行编码。调制级表示MCS级。调制器803-1至803-N按照适合于MS的信道状态的调制 级调制从编码器801-1至801-N输出的编码信号。预编码器805利用从权值更新器813提供的预代码，对从调制器803_1至803-N 输出的调制信号进行预编码，并将预编码信号输出到与各个天线连接的RF处理器807-1至 807-NT。RF处理器807-1至807_NT将从预编码器805输出的预编码信号转换为模拟信号。 RF处理器807-1至807-NT将模拟信号转换为RF信号并经由相应的天线发射RF信号。信道确定器809确定从在服务覆盖区域中行进的MS接收的信道状态信息。例如， 参照图IWBSl 100，信道确定器809基于从MS 102和112接收的声探信号确认信道状态 信息。信道确定器809从MSl 102的声探信号确认H11信息，并从MS2 112的声探信号确 认H21信息。可替换地，信道确定器809确认从MSl 102反馈的信道状态信息。信道确定器 809从MSl 102接收的反馈信息中获取H11信息和H12信息。有线接口 811在回程上与控制服务器通信。例如，有线接口 811通过回程向控制 服务器传送从信道确定器809输出的信道状态信息。有线接口 811在回程上从控制服务器 接收波束形成权值。权值控制器813通过考虑在经由有线接口 811向控制服务器传送信道状态信息时 出现的信道变化，更新从控制服务器提供的波束形成权值。例如，权值控制器813从MS请求 信道状态信息以便检测经由有线接口 811向控制服务器传送的信道状态信息和信道变化。权值控制器813通过比较从MS接收的信道状态信息确认信道变化。当周期性地接收从MS反馈的信道状态信息时，权值控制器813可选择被确认为最 接近经由有线接口 811接收信道状态信息的时间的、从MS反馈回的信道状态信息。权值控 制器813可通过比较被传送到控制服务器的信道状态信息和所选择的信道状态信息，确认
信道变化。当周期性地接收从MS反馈的信道状态信息时，权值控制器813可选择被确认为最 接近确认信道变化的时间的、从MS提供的信道状态信息。权值更新器815可通过比较被传 送到控制服务器的信道状态信息和所选择的信道状态信息，确认信道变化。下面参照图9描述使用从协作BS接收的信道状态信息生成波束形成权值的控制 服务器的结构。图9是根据本发明示例实施例用于生成波束形成权值的控制服务器的框图。参照图9，控制服务器包括有线接口 901、权值生成器903和控制器905。有线接口 901在回程上与使用BS协作方案的BS之间传送和接收信号。例如，有 线接口 901在回程上从使用BS协作方案的至少两个BS接收信道状态信息。有线接口 901 通过回程向传送信道状态信息的BS发送在权值生成器903处生成的波束形成权值。权值生成器903在控制器905的控制下，使用从有线接口 901馈送的BS的信道状 态信息生成波束形成权值。例如，权值生成器903基于公式2，使用采用BS协作方案的BS 的信道状态信息，生成波束形成权值矢量。控制器905控制控制服务器的操作。例如，控制器905控制权值生成器903使用 经由有线接口 901提供的、采用BS协作方案的BS的信道状态信息生成波束形成权值。控 制器905控制有线接口 901向BS发送在权值生成器903处生成的波束形成权值。下面参照图10描述在通过考虑在使用BS协作方案的BS之间的信道状态信息交 换期间的信道变化而生成波束形成权值时的性能变化。假设使用BS协作方案的无线通信 系统包括具有两个天线的两个BS和具有一个天线的一个MS。图10是根据本发明示例实施例的性能变化的图。参照图10，当使用ZF方案生成波束形成权值时，不考虑回程传送延迟的信道变化 的第一波束形成方案1010的总容量和考虑信道变化的第二波束形成方案1020相比较。当使用BS协作方案并且在BS交换信道状态信息时没有回程延迟1000时，达到最 优总容量。然而，当BS交换信道状态信息时，实际环境中出现回程延迟。因此，当如在第二 波束形成方案1020那样通过考虑信道变化来使用波束形成权值时，能得到比第一波束形 成方案1010更好的总容量。通过如在第二波束形成方案1020中那样使用基于信道变化的 波束形成权值，能比第一波束形成方案1010更有效地抑制小区间干扰。如上所述，通过基于在使用BS协作方案的无线通信系统中的信道交换中出现的 信道变化来生成波束形成权值，能通过BS之间的协作减少小区间干扰。尽管已经参照本发明的特定示例实施例示出和描述了本发明，但本领域技术人员 将理解，可在不脱离由所附权利要求及其等价物所限定的本发明的精神和范围条件下进行 各种形式和细节的变化。
1权利要求
一种用于在使用基站BS协作方案的无线通信系统中的BS处的波束形成的方法，该方法包括与提供BS协作服务的至少一个协作BS交换信道状态信息；基于所述信道状态信息生成波束形成权值；确定由于在与协作BS之间的信道状态信息交换中的时间延迟引起的信道变化；基于所述信道变化更新所生成的波束形成权值；以及基于更新的波束形成权值对发射信号进行预编码。
2.如权利要求1所述的方法，其中，生成波束形成权值包括 通过至少一个所服务的移动台MS确认信道状态信息；与提供所述BS协作服务的至少一个协作BS交换信道状态信息； 使用所述至少一个所服务的MS的信道状态信息和所交换的信道状态信息，生成所述 波束形成权值。
3.如权利要求2所述的方法，其中，确认信道状态信息包括确认由所述至少一个所服务的MS周期性地传送的信道状态信息。
4.如权利要求2所述的方法，其中，确认信道状态信息包括 从所述至少一个所服务的MS请求信道状态信息；以及确认从所述至少一个所服务的MS传送的信道状态信息。
5.如权利要求1所述的方法，其中，在回程上与提供BS协作服务的至少一个协作BS交 换信道状态信息。
6.一种用于在使用基站BS协作方案的无线通信系统中在BS处的波束形成的方法，该 方法包括向控制服务器传送至少一个所服务的移动台MS的信道状态信息，所述控制服务器生 成用于提供BS协作服务的至少两个BS的波束形成权值；当从所述控制服务器接收到所述波束形成权值时，确定在向控制服务器传送信道状态 信息中的时间延迟引起的信道变化；基于所述信道变化更新从所述控制服务器提供的波束形成权值；以及 基于更新的波束形成权值对发射信号进行预编码。
7.如权利要求6所述的方法，还包括在传送所述至少一个所服务的MS的信道状态信息之前，从所述至少一个所服务的MS 请求信道状态信息；以及从所述至少一个所服务的MS接收信道状态信息。
8.如权利要求6所述的方法，还包括在传送所述至少一个所服务的MS的信道状态信息之前，确认由所述至少一个所服务 的MS周期性地传送的信道状态信息。
9.一种用于在使用基站BS协作方案的无线通信系统中的BS处的波束形成的设备，该 设备包括至少两个天线；权值生成器，用于基于与提供BS协作服务的至少一个其他BS交换的信道状态信息生 成波束形成权值；权值更新器，用于基于由与所述其他BS之间的信道状态信息交换中的时间延迟引起 的信道变化，更新由所述权值生成器生成的波束形成权值；以及预编码器，用于基于从所述权值更新器馈送的波束形成权值，对发射信号进行预编码。
10.如权利要求9所述的设备，还包括信道确定器，用于通过至少一个所服务的移动台MS确认信道状态信息。
11.如权利要求10所述的设备，其中，所述信道确定器从自至少一个所服务的MS接收 到的声探信号或反馈信息中确认信道状态信息。
12.如权利要求10所述的设备，其中，所述信道确定器确认由所述至少一个所服务的 MS周期性地传送的信道状态信息，或者通过从所述至少一个所服务的MS请求信道状态信 息而从所述至少一个所服务的MS接收信道状态信息。
13.如权利要求9所述的设备，还包括有线接口，用于在回程上与提供BS协作服务的所述至少一个其他BS交换信道状态信肩、ο
14.如权利要求1所述的方法或如权利要求9所述的设备，其中，由权值更新器确定信 道变化包括在从所述至少一个所服务的MS接收的至少一个信道状态信息中，选择最新近提供的 信道状态信息；以及通过比较所选择的信道状态信息和用来生成波束形成权值的信道状态信息，确定所述信道变化。
15.一种用于在使用基站BS协作方案的无线通信系统中的BS处的波束形成的设备，该 设备包括至少两个天线；有线接口，用于向控制服务器传送信道状态信息，所述控制服务器生成用于提供BS协 作服务的至少两个BS的波束形成权值；权值控制器，用于在从所述控制服务器接收到波束形成权值时，基于由在向控制服务 器传送信道状态信息中的时间延迟所引起的信道变化，更新从所述控制服务器接收的波束 形成权值；以及预编码器，用于基于从所述权值控制器提供的波束形成权值，对发射信号进行预编码。
16.如权利要求15所述的设备，还包括信道确定器，用于与至少一个所服务的MS确认信道状态信息。
17.如权利要求16所述的设备，其中，所述信道确定器从自至少一个所服务的MS接收 到的声探信号或反馈信息中确认信道状态信息。
18.如权利要求5所述的方法或如权利要求15所述的设备，其中，由权值更新器确定信 道变化包括在从所述至少一个所服务的MS接收的至少一个信道状态信息中，选择最新近提供的 信道状态信息；以及通过比较所选择的信道状态信息和发送到该控制服务器的信道状态信息，确定所述信道变化。
全文摘要
本发明提供了减少无线通信系统中小区间干扰的设备和方法，并且具体来说，提供了用于在使用基站(BS)协作方案的无线通信系统中的波束形成的设备和方法。波束形成方法包括与提供BS协作服务的至少一个协作BS交换信道状态信息；基于信道状态信息生成波束形成权值；确定由在协作BS之间的信道状态信息交换中的时间延迟引起的信道变化；基于信道变化更新所生成的波束形成权值；以及基于更新的波束形成权值对发射信号进行预编码。
文档编号H04L1/06GK101931509SQ20101017917
公开日2010年12月29日 申请日期2010年5月21日 优先权日2009年5月21日
发明者柳铎基, 金殷庸, 高恩锡 申请人:三星电子株式会社