专利名称：用于降低多层ofdma叠加网络中的异步干扰的基站和方法
技术领域：
各个实施例与无线通信网络有关。某些实施例涉及多层网络同步和实现正交频分多址(OFDMA)通信技术的网络。某些实施例涉及降低多层OFDMA叠加网络(其包括根据 IEEE 802. 16 (m)来配置的 WiMAX 网络和根据 3GPP-LTE 高级(3GPP-LTE advanced)来配置的网络)中的干扰。
背景技术：
多层叠加网络可以包括具有较高层基站和较高层移动站的较高层以及具有较低层基站和较低层移动站的较低层。较低层基站和移动站在较高层基站的覆盖区内工作。同频率多层叠加网络的一个问题是由相同频谱内的冲突通信导致的干扰。一个层内的通信可能会干扰另一个层内的通信。多层OFDMA叠加网络使用循环前缀作为保护间隔以降低符号间干扰等等，然而，来自一个层的到达另一个层处的循环前缀外的帧可能导致异步干扰。来自一个层的到达另一个层处的循环前缀内的帧可能导致同步干扰。相比同步干扰，异步干扰明显更加难以应对。因此，存在降低多层OFDMA叠加网络中的异步干扰的普遍需要。
图1示出了根据某些实施例的多层OFDMA叠加网络；图2示出了可能会导致异步干扰的未经调整的帧边界；图3A是多层OFDMA叠加网络的各个参数的表格；图;3B示出了可能导致异步干扰的定时失准误差的累积分布；图4示出了根据某些实施例的帧边界的提前；图5是根据某些实施例的基站的框图；以及图6示出了根据某些实施例，用以降低多层OFDMA叠加网络中的异步干扰的过程。
具体实施例方式以下描述和附图充分地示出了具体实施例，以使得本领域技术人员能够实现这些具体实施例。其它实施例可以包括结构变化、逻辑变化、电变化、过程变化和其它变化。某些实施例的部分或特征可以包括在其它实施例的部分和特征中，或者被其它实施例的部分和特征替代。权利要求中阐述的实施例涵盖了这些权利要求的所有可用等同物。图1示出了根据某些实施例的多层OFDMA叠加网络。多层OFDMA叠加网络100可以包括两个层或更多个层，这些层包括较高层和较低层。每层可以包括基站和移动站，基站和移动站在它们的层内进行通信。在多层OFDMA叠加网络100中，较高层包括较高层基站(BQ 102以及与较高层基站102相关联的一个或多个较高层移动站，例如较高层移动站 (MS) 104。较低层包括较低层基站(LT BS) 112以及与较低层基站112相关联的一个或多个较低层移动站，例如较低层移动站(LT MQ 114。尽管多层OFDMA叠加网络100被示为仅有两个层，但是多层OFDMA叠加网络100也可以包括多个层。较低层基站112可以在较低层服务区域113内与较低层移动站114通信。较高层基站102可以在较高层服务区域103内与较高层移动站104通信。较低层服务区域113可以至少部分地位于较高层服务区域103内。较低层基站112和较高层基站102可以使用相同的频谱与它们所关联的移动站通信。根据某些实施例，较低层基站112可以根据OFDMA 通信技术与较低层移动站114通信，而较高层基站102可以根据OFDMA通信技术与较高层移动站104通信。较低层基站112和较高层基站102可以使用相同的频谱与它们所关联的移动站通信。使用相同的频谱来传送OFDMA帧，在预期用于其它设备的OFDMA帧在一个OFDMA帧的循环前缀外到达时，可能会导致异步干扰。使用相同的频谱来传送OFDMA帧，在预期用于其它设备的OFDMA帧在一个帧的循环前缀内到达时，可能会导致同步干扰。在某些实施例中，较低层基站112和较高层基站102可以使用相同的非正交OFDM 子载波集合与它们所关联的移动站传送OFDMA帧。在这些实施例中，较低层基站112和较高层基站102可以使用至少一些非正交子载波来进行通信。根据各个实施例，较低层基站112被配置为通过调整其帧边界来降低多层OFDMA 叠加网络100内的异步干扰。这可以允许同步地接收干扰。在这些实施例中，较低层基站 112可以调整其OFDMA帧边界以使得由较高层传送的帧在较低层基站112处的循环前缀内到达。较低层基站112还可以调整其OFDMA帧边界以使得由较低层传送的帧在较高层移动站104处的循环前缀内到达。较低层移动站114也可以按照以下更详细地描述的方式调整其传输时间。在某些实施例中，较低层基站112可以提前其上行链路OFDMA帧边界，以将其上行链路OFDMA帧边界与较高层的上行链路帧传输对准。如果需要，较低层基站112也可以延迟其下行链路OFDMA帧边界，以将其下行链路OFDMA帧边界与较高层的下行链路帧传输对准。对上行链路OFDMA帧边界的调整可以帮助确保较高层移动站104的上行链路传输在较低层基站112处的循环前缀内被接收到，以降低较低层基站112处的异步干扰。对下行链路OFDMA帧边界的调整可以帮助确保较低层基站112到较低层移动站114的下行链路传输在较高层移动站104处的循环前缀内被接收到，以降低较高层移动站104处的异步干扰。如以下更详细地解释地，当较高层移动站104位于较低层基站112的服务区域113 内时，由较低层基站112和较低层移动站114对帧边界的调整可能尤为重要。图2示出了可能导致异步干扰的未经调整的帧边界。在图2中，示出了如下场景 较低层移动站(称为毫微微移动站(F-MQ)以及其所关联的较低层基站(称为毫微微基站 (F-BS))使用传统的定时偏移调整来进行上行链路传输。在该示例中，F-BS和F-MS在较高层基站(称为宏基站(M-BQ)以及相关联的较高层移动站(称为宏移动站(M-MQ)存在的情况下工作。在该场景中，M-BS和F-BS可以相隔距离Dl，M-BS和M-MS可以相隔距离D2， F-BS和M-MS可以相隔距离D3，并且F-MS和F-BS可以相隔距离D3’。由于距离Dl上的信号传播时间，F-BS的未经调整的定时参考212相对于M-BS的定时参考202可以具有延迟。M-BS的未经调整的定时参考212可以是基于对在F-BS处接收的来自M-BS的下行链路帧的同步的。为了简化说明，可以忽略关于帧定时的同步误差的影响。M-MS提前其上行链路传输以实现与M-BS的上行链路帧边界对准。M-MS将其上行链路帧相对于M-BS帧提前M-MS与M-BS之间(S卩，距离D2上)的传播延迟。如果没有针对距离Dl上的这种传播延迟来调整F-BS的上行链路接收帧边界，则取决于距离Dl和D2，M-MS 的上行链路传输可能会比F-BS的帧边界提前很多(可能在F-BS处的循环前缀外)到达。 这当M-MS在F-BS的覆盖区内工作时可能特别成问题。由于这种干扰是异步的，因此这种干扰比同步的干扰更加难以减轻。图3A是多层OFDMA叠加网络的各个参数的表格。使用图3A的表格中定义的参数， M-MS干扰的最坏情况失准可以根据小区尺寸来估计，并被示出在以下的表格中。
权利要求
1.一种用以在多层OFDMA叠加网络中工作的较低层基站，所述较低层基站被配置为 调整OFDMA帧边界，以使得由较高层传送的帧在所述较低层基站处的循环前缀内到达，并使得由所述网络的较低层传送的帧在较高层移动站处的循环前缀内到达。
2.如权利要求1所述的较低层基站，其中，所述较低层基站被配置为提前上行链路 OFDMA帧边界，以将所述上行链路OFDMA帧边界与所述较高层的上行链路帧传输对准，并且其中，所述较低层基站还被配置为如果需要，则延迟下行链路OFDMA帧边界，以将所述下行链路OFDMA帧边界与所述较高层的下行链路帧传输对准。
3.如权利要求2所述的较低层基站，其中，对所述上行链路OFDMA帧边界的调整是为了帮助确保较高层移动站的所述上行链路传输在所述较低层基站处的循环前缀内被接收到， 以降低所述较低层基站处的异步干扰，并且其中，对所述下行链路OFDMA帧边界的调整是为了帮助确保所述较低层基站向较低层移动站的所述下行链路传输在所述较高层移动站处的循环前缀内被接收到，以降低所述较高层移动站处的异步干扰。
4.如权利要求3所述的较低层基站，其中，所述较低层基站还被配置为通过执行与所述较高层基站的空中(OTA)同步过程来确定初始下行链路帧边界，其中，所述初始下行链路帧边界相对于所述较高层基站的所述帧边界被延迟约往返延迟(RTD)时间的一半，并且其中，所述较低层基站被配置为将所述上行链路OFDMA帧边界相对于所述初始下行链路帧边界提前约等于所述RTD时间的量。
5.如权利要求4所述的较低层基站，其中，当由所述较低层基站执行OTA同步时，所述较低层基站被配置为将所述下行链路OFDMA帧边界与所述初始下行链路帧边界对准。
6.如权利要求5所述的较低层基站，其中，当执行OTA同步时，与所述较低层基站相关联的所述较低层移动站被配置为利用被提前了所述较低层基站与所述较高层基站之间的所述RTD时间的上行链路帧边界进行通信，并且其中，所述较低层移动站被配置为基于所述较低层基站与所述较低层移动站之间的往返延迟时间来进一步提前所述较低层移动站的上行链路帧边界。
7.如权利要求3所述的较低层基站，其中，所述较低层基站被配置为基于在回程网络上或从GPS卫星接收的定时信息来确定初始下行链路帧边界，其中，所述较低层基站的所述初始下行链路帧边界与所述较高层基站的所述帧边界近似对准，其中，所述较低层基站被配置为将所述下行链路OFDMA帧边界相对于所述初始下行链路帧边界延迟约等于信号传播时间的量，并且其中，所述较低层基站被配置为将所述上行链路OFDMA帧边界相对于所述初始下行链路帧边界提前约等于所述信号传播时间的量。
8.如权利要求3所述的较低层基站，其中，除了降低所述较低层基站处的异步干扰之夕卜，所述较低层基站还被配置为执行一个或多个同步干扰减轻技术，以降低由于在所述循环前缀内接收到的所述较高层的传输产生的同步干扰的影响。
9.如权利要求8所述的较低层基站，其中，所述较低层基站被配置为根据正交频分多址(OFDMA)通信技术与较低层服务区域内的一个或多个较低层移动站通信，其中，所述较高层基站被配置为根据所述OFDMA通信技术与较高层服务区域内的所述一个或多个较高层移动站通信，其中，所述较低层服务区域至少部分地位于所述较高层服务区域内，并且其中，所述较低层基站和所述较高层基站使用相同的频谱进行通信。
10.如权利要求9所述的较低层基站，其中，所述较高层服务区域的半径是所述较低层服务区域的半径的至少十倍，并且其中，由所述较低层基站和所述较低层移动站进行的传输处于显著低于由所述较高层基站和所述较高层移动站进行的相应传输的功率水平。
11.如权利要求1所述的较低层基站，其中，对于预定的循环前缀长度，所述较低层基站被配置为当较高层服务区域的半径超出预定值时调整所述较低层基站的OFDMA帧边界， 并且所述较低层基站被配置为当所述较高层服务区域的所述半径未超出预定值时禁止调整所述较低层基站的OFDMA帧边界。
12.如权利要求1所述的较低层基站，其中，所述较低层基站被配置为当产生异步干扰时，基于到较高层基站的距离和循环前缀的长度来调整所述较低层基站的OFDMA帧边界。
13.如权利要求1所述的较低层基站，其中，所述较低层基站被配置为根据IEEE 802. 16标准或3GPP LTE标准来在时分双工(TDD)模式下工作。
14.一种由较低层基站执行以降低多层OFDMA叠加网络中的异步干扰的方法，该方法包括调整OFDMA帧边界，以使得由较高层传送的帧在所述较低层基站处的循环前缀内到达，并使得由所述网络的较低层传送的帧在较高层移动站的循环前缀内到达。
15.如权利要求14所述的方法，其中，调整包括提前上行链路OFDMA帧边界，以将所述上行链路OFDMA帧边界与所述较高层的上行链路帧边界对准，以及如果需要，则延迟下行链路OFDMA帧边界，以将所述下行链路OFDMA帧边界与所述较高层的下行链路帧传输对准。
16.如权利要求14所述的方法，其中，调整所述上行链路OFDMA帧边界是为了帮助确保较高层移动站的所述上行链路传输在所述较低层基站处的循环前缀内被接收到，以降低所述较低层基站处的异步干扰，并且其中，调整所述下行链路OFDMA帧边界是为了帮助确保所述较低层基站向较低层移动站的下行链路传输在所述较高层移动站处的循环前缀内被接收到，以降低所述较高层移动站处的异步干扰。
17.如权利要求16所述的方法，还包括在测距期间，向与所述较低层基站相关联的所述较低层移动站提供偏移信息，以允许所述较低层移动站将所述较低层移动站的上行链路帧边界提前所述较低层基站与所述较高层基站之间的往返延迟时间，其中，所述较低层移动站被配置为基于所述较低层基站与所述较低层移动站之间的往返延迟时间来进一步提前所述较低层移动站的上行链路帧边界。
18.一种多层OFDMA叠加网络，其包括较高层和较低层，所述较高层包括较高层基站和与所述较高层基站相关联的较高层移动站，所述较低层包括较低层基站和与所述较低层基站相关联的较低层移动站，其中，所述较低层基站被配置为提前所述较低层基站的上行链路OFDMA帧边界以将所述上行链路OFDMA帧边界与所述较高层的上行链路帧传输对准，从而帮助确保较高层移动站的所述上行链路传输在所述较低层基站处的循环前缀内被接收到，以降低所述较低层基站处的异步干扰。
19.如权利要求18所述的多层OFDMA叠加网络，其中，所述较低层基站还被配置为如果需要，则延迟所述较低层基站的下行链路OFDMA帧边界，以将所述下行链路OFDMA帧边界与所述较高层的下行链路帧传输对准，从而帮助确保所述较低层基站向较低层移动站的所述下行链路传输在所述较高层移动站处的循环前缀内被接收到，以降低所述较高层移动站处的异步干扰。
20.如权利要求19所述的多层OFDMA叠加网络，其中，所述较低层基站和所述较高层基站使用非正交频谱，根据OFDMA通信技术来进行通信。
21.如权利要求20所述的多层OFDMA叠加网络，其中所述OFDMA通信技术是IEEE 802. 16和3GPP LTE通信标准中的一者的TDD模式或FDD模式。
22.—种基站，其被配置为根据IEEE 802. 16 (m)标准来操作多层叠加，其中，所述基站用于提前上行链路OFDMA帧边界以将所述上行链路OFDMA帧边界与较高层的上行链路传输对准，使得较高层移动站的所述上行链路传输在所述基站处的循环前缀内被接收到。
23.如权利要求22所述的基站，其中，对所述上行链路OFDMA帧边界的提前是为了降低所述基站处的异步干扰，并且其中，所述基站是被配置为根据在IEEE 802. 16 (m)标准中定义的高级空中接口协议来工作的毫微微高级基站(ABS)。
24.如权利要求22所述的基站，其还被配置为如果需要，则延迟下行链路OFDMA帧边界，以将所述下行链路OFDMA帧边界与所述较高层的下行链路帧传输对准，其中，对所述下行链路OFDMA帧边界的所述延迟是为了帮助确保所述基站向相关联的移动站的所述下行链路传输在所述较高层移动站处的循环前缀内被接收到，以降低所述较高层移动站处的异步干扰，其中，所述较高层移动站是被配置为根据在IEEE 802. 16 (m)标准中定义的高级空中接口协议来工作的高级移动站(AMS)，并且其中，所述上行链路传输和所述下行链路传输是根据在IEEE 802. 16 (m)标准中定义的高级空中接口协议的时分双工(TDD)传输。
全文摘要
本申请主要描述了用于降低多层OFDMA叠加网络中的异步干扰的基站和方法的实施例。在某些实施例中，较低层基站被配置为调整OFDMA帧边界，以使得由较高层传送的帧在较低层基站处的循环前缀内到达。较低层基站还可以被配置为调整OFDMA帧边界，以使得由网络的较低层传送的帧在较高层移动站处的循环前缀内到达。因此，来自一个层的帧可以在另一个层的循环前缀内到达，从而降低异步干扰。
文档编号H04J11/00GK102474487SQ201080030491
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月6日 优先权日2009年7月6日
发明者H·李, J·J·西迪尔, K·约翰松, N·希玛亚特, S·塔瓦尔, S-P·叶 申请人:英特尔公司