用于传送信号的方法和用于发送信号的发送终端与流程

本发明总体上涉及发送终端与接收终端之间的无线通信，并且更具体地，涉及在存在潜在干扰终端的情况下传送信号。

背景技术：

在不同终端之间进行通信的多用户网络中，需要最小化多个并发传送的有害影响。并发传送可以导致干扰，所述干扰可以造成接收终端接收信号的完全失败或部分失败。当干扰终端的数量可以快速变化时，这个问题甚至更加明显，这在接收终端和干扰终端正在彼此相对移动时是可能的。

例如，在车辆环境无线接入(WAVE)中，各种IEEE标准支持移动车辆的通信。利用这种WAVE通信的智能交通系统包括位于路边的路边设备(下文中称为“RSE”)，和设置在车辆中的车载设备(下文中称为“OBE”)，并且在OBE与RSE之间执行车辆至基础设施(V2I)通信并且在OBE之间执行车辆至车辆(V2V)通信。

为了在智能交通系统所应用的路况下连续提供通信服务，发送终端(例如，基站)被设置成使得与邻近基站的传播范围可以交叠。当基站的传播范围确实交叠时，基站使用与邻近基站相同的频率，从而产生因邻近基站而造成的干扰和通信问题。

另外和另选地，来自其它干扰终端(如位于彼此通信范围内的车辆)的发送也可干扰来自基站的通信。因此，本领域需要提供一种用于减少来自这种干扰车辆和/或基站的干扰的系统和方法。

技术实现要素：

本发明的一些实施方式的目的是提供用于减少同时发送的信号的干扰的系统和方法。例如，一个信号被发送至接收终端，而干扰信号被发送至干扰终端或者由干扰终端发送。一些实施方式的另一目的是提供这样的系统和方法，其适于在接收终端和干扰终端正在彼此移动时应用。例如，该接收终端和干扰终端可以设置在支持车辆至基础设施(V2I)通信和/或车辆至车辆(V2V)通信的车辆上。

一些实施方式基于这样的认识，即，干扰程度取决于接收终端与干扰终端之间的距离，使得随着距离的减小，干扰增加。本发明的一些实施方式基于这样的认识，即，接收终端与发送终端之间的距离可以被用作对不良干扰的指标。例如，这种认识允许确定控制潜在干扰影响的阈值，并且如果接收终端与干扰终端之间的距离小于该阈值，则防止干扰终端的通信。例如，本发明的一个实施方式在接收终端与干扰终端之间的距离小于阈值时，命令干扰终端停止发送。

因此，一个实施方式公开了一种用于从发送终端向接收终端传送信号的方法，该方法包括：确定所述接收终端与干扰终端之间的距离；在所述距离小于阈值时，命令所述干扰终端停止发送；以及向所述接收终端发送所述信号。

又一实施方式公开了一种用于向接收终端发送信号的发送终端，该发送终端包括：接收器，该接收器接收所述接收终端的位置和所述干扰终端的位置；处理器，该处理器基于所接收的位置，确定所述接收终端与所述干扰终端之间的距离，并且将所述距离与阈值进行比较；以及收发器，该收发器在所述距离小于阈值时向所述干扰终端发送命令以停止其发送，并且向所述接收终端发送所述信号。

附图说明

图1是采用本发明的一些实施方式的原理的系统的示意图；

图2是根据本发明的一些实施方式的用于从发送终端向接收终端传送信号的方法的框图；

图3是根据本发明的一个实施方式的、用于确定和/或利用处于相对于接收终端的通信范围内的多个干扰终端与接收终端无法接收信号的中断概率之间的关系的方法的框图；

图4是表达为表格的关系的示例；

图5是根据本发明的一个实施方式的用于向接收终端传送信号的方法的流程图；

图6是根据本发明的一些实施方式的用于向接收终端发送信号的发送终端的框图；

图7是采用本发明的一些实施方式的示例性系统的示意图；

图8是根据本发明的一个实施方式的形成不交叠资源块以避免范围内干扰的一个示例；以及

图9是根据本发明的一个实施方式的用于确定和发送命令以停止或者继续发送的协议的框图。

具体实施方式

图1示出了采用根据本发明的一些实施方式的原理的系统的示意图。系统10包括多个发送终端，诸如向接收终端31传送信号的基站11、12、13及14。系统10还包括位于相对于接收终端31的通信范围r_max 42内的一组干扰终端21、22、23、24、25及26。在这个示例中，接收终端和干扰终端被设置在彼此相对移动的车辆中。

一些实施方式基于这样的认识，即，干扰程度取决于接收终端与干扰终端之间的距离，使得随着距离增大，干扰降低。本发明的一些实施方式基于这样的认识，即，接收终端与发送终端之间的距离可以被用作对不良干扰的指标。例如，这种认识允许确定控制潜在干扰影响的阈值，并且如果接收终端与干扰终端之间的距离小于该阈值，则防止干扰终端的通信。

在不同实施方式中，接收终端与干扰终端之间的距离例如可以由发送终端基于接收终端的位置和干扰终端的位置来确定。例如，如果接收终端和干扰终端是具有定位系统(如用于确定位置的GPS)的车辆，则定位系统可以确定位置并将所确定的位置发送至发送终端以供随后计算。

除了车辆的GPS系统之外，几乎每个智能电话都包括能够确定精度直至几米的位置的GPS接收器。另外或另选的是，位置信息可以由蜂窝服务提供商连续跟踪，并且还可以发送给发送终端。考虑到位置，就可以确定接收终端与干扰终端之间的距离，诸如欧几里得距离51、52、53、54、55及56。

本发明的一些实施方式确定阈值距离，该阈值距离限定围绕接收终端的安全地带。安全地带r_min 41可以保护接收终端31免受由安全地带内的干扰终端26所造成的严重干扰。例如，本发明的一个实施方式在接收终端与干扰终端之间的距离小于阈值时命令干扰终端停止发送。在这个示例中，在从基站之一向接收终端31发送信号期间，干扰终端26被命令停止发送，而干扰终端21-25被允许发送。

一些实施方式基于这样的认识，即，至接收终端的距离可以被用作干扰参数，因为根据下面的方程，干扰量值随着距离而以指数方式减少

I(d)＝I₀d^-∈，

其中，d是干扰终端与接收终端之间的欧几里德距离，I₀是源自干扰终端的干扰的量值，而∈是路径损耗指数。

例如，信道111、112、113及114是发送器11-14与接收终端31之间的衰落信道。信道151、152、153、153、155和156是干扰终端21-26与接收终端31之间的衰落信道。接收终端处的接收信号由下式给出

其中，K是发送器的数量，P是发送器处的发送功率，指示第k个发送器的复合信道，其中α_k指示信道h_k上的路径损耗。而且，指示在第k个发送器处采用的波束形成权重。该通信范围内的干扰终端的数量由M指定。

第i个干扰终端处的发送功率和从第i个干扰终端到接收终端的信道分别用P_1，i和g_i表示，其中，这个信道上的路径损耗用表示。而且，加性噪声z通过具有零均值和方差的复高斯过程来分布。从所有终端发送的信息具有零均值和单位功率，并且彼此独立。h_k的衰落包络以具有衰落参数m_k的Nakagami-m方式分布。类似地，g_i的衰落包络以具有衰落参数的Nakagami-m方式分布。

Nakagami-m分布的一个例子是Rayleigh衰落分布。这种衰落模型可以覆盖跨系统中两个终端的一般衰落信道。跨h_k和g_i的衰落彼此独立。第k个发送器与接收终端之间的信道的路径损耗分量在距离上呈指数衰减，如其中，d_k，R∈[t_min，r_max]是第k个发送器与接收终端之间的距离，而ε是路径损耗指数。类似地，第i个干扰终端与接收终端之间的信道的路径损耗分量也呈指数衰减，如其中，是第i个干扰终端与接收终端之间的距离。

h_k的Nakagami-m衰落包络|h_k|²按照Gamma分布而分布，用|h_k|²～Ga(m_k，n_k)表示，其中，m_k与衰落严重程度有关并且定义了伽马分布的形状，而由定义的比例因子指定平均衰落功率。类似地，具有其中，

根据接收信号的表示，瞬时信号噪声与干扰比(SINR)由限定。

在这个方程中，将接收终端处的合计接收信号功率限定为其中，S的第k个元表示通过第k个发送器的归一化瞬时接收信号功率。还将期望接收器处的合计接收噪声功率限定为其中，表示来自第i个干扰终端的归一化接收干扰功率。

111-114的信道量值遵循具有形状m_k和比例的Gamma分布。类似地，151-155的信道量值遵循具有形状和比例的Gamma分布。由于发送器和干扰终端的位置通常不同，因而其中k≠j，并且其中，k≠j。

基于包括安全地带和信道模型在内的系统配置，按给定SINR阈值θ的中断概率由下式给出：

其中，A_i，j是由信道因子指定的常数项，θ是导致中断的给定阈值，并且₂F₁(.)表示高斯超几何函数。

图2示出了根据本发明的一些实施方式的用于从发送终端向接收终端传送信号的方法的框图。该方法可以由具有接收器和发送器的发送终端的处理器来执行。

该方法基于例如干扰终端的位置205和接收终端的位置210来确定220接收终端与干扰终端之间的距离225。接下来，该方法将距离225与阈值245进行比较230，在距离小于235阈值时命令240干扰终端停止发送，并且命令向接收终端传送250信号。在一些实施方式中，该方法在发送终端处实现。在那些实施方式中，发送终端发送(例如，广播或单播)用于停止干扰终端发送的命令，并利用发送终端的收发器和/或天线将该信号发送至接收终端。

本发明的一些实施方式基于传送信号所需的服务质量来确定阈值。例如，作为服务质量的一个标准，一个实施方式使用中断概率来服务具有共存的多个干扰终端的接收终端，同时排除安全地带内的干扰终端。对于给定数量的基站或发送器以及在接收终端周围形成的安全地带之外的可能数量的干扰终端，一些实施方式确定相距接收终端的距离的值与该接收终端无法接收信号的中断概率之间的关系。例如，这种关系可以被表达为发送器的数量、安全地带外的干扰终端的数量、路径损耗指数、信道衰落参数、通信范围以及安全地带的大小的不同可能组合的中断概率的表格。

图3示出了根据本发明的一个实施方式的用于确定和/或使用上述关系的方法的框图。例如，相距接收终端的距离的值与接收终端无法接收信号的中断概率之间的关系可以基于通信参数以及发送终端与接收终端之间的通信信道310的参数来确定，所述通信参数包括处于接收终端的通信范围内的发送终端的数量和干扰终端305的数量中的一个或组合。

例如，一个实施方式利用用于中断概率P_outage(θ)的方程与通信信道的参数的多个不同组合(例如，系统配置参数和信道衰落参数)来确定该关系。例如，一个实施方式使用发送终端的数量K和干扰终端的数量M、安全地带的大小(即，相对于接收终端的距离)r_min、接收终端的通信范围r_max、干扰终端处的最大发送功率通信信道的路径损耗指数∈、信道衰落参数和的不同值的组合。

图4示出了表达为表格410的关系的示例。在这个示例中，K＝4，r_max＝1，P_I，t＝0.1，并且，然而，表格410可以容易地扩展，包括这些参数的不同组合。在该示例中，根据处于接收终端的通信范围之内但处于安全地带之外的干扰终端的数量M 420，表格410将接收终端周围的阈值距离430与目标中断概率440相关联。

利用这个表格和/或其它关系，一些实施方式可以根据所确定关系，选择330该阈值作为与目标中断概率相对应的距离。例如，可以确定处于接收终端的通信范围内的干扰终端的数量与接收终端无法接收信号的中断概率之间的类似关系。

另外，一些实施方式被配置用于响应于检测到至少一个通信参数的变化来更新350阈值。例如，这些实施方式可以检测处于接收终端的通信范围内的干扰终端的数量变化。当干扰终端和/或接收终端移动时，这种情况是可能的。另外或另选的是，可以检测目标中断概率和/或通信信道的其它参数的变化。

因此，本发明的一个实施方式通过搜索对应于干扰终端的当前数量的阈值距离与目标中断概率的关系来自适应地确定安全地带。另外或另选的是，一个实施方式可以命令位于至接收终端的距离大于阈值的距离处的远距离终端停止发送。该实施方式允许选择需要停止发送的干扰终端的灵活性。

图5示出了根据本发明一个实施方式的用于向接收终端传送信号的方法的流程图。该方法利用处于接收终端的通信范围内的干扰终端的数量与接收终端无法接收信号的中断概率之间的关系，针对目标中断概率，确定510被允许发送的干扰终端的数量，并且在向接收终端发送信号的同时，命令540仅允许所述数量的干扰终端发送。

例如，该方法可以基于接收终端的位置和干扰终端的位置，确定520接收终端与通信范围内的每个干扰终端之间的距离，并且根据接收终端与每个干扰终端之间的距离来排序530干扰终端，并且根据经排序的干扰终端，命令540最接近接收终端的干扰终端子集停止它们的发送，以使得仅被允许的数量的干扰终端与向接收终端发送信号同时进行发送。

例如，该方法确定，针对目标中断概率，只有五个干扰终端可以在发送终端发送信号的情况下同时进行发送。然而，该方法确定在接收终端的通信范围内存在七个干扰终端。因此，在该示例中，两个干扰终端被要求停止发送，而另外五个干扰终端被允许发送。例如，可以命令最接近接收终端的两个干扰终端停止它们的发送。

图6示出了根据本发明的一些实施方式的用于向接收终端发送信号的发送终端的框图。该发送终端包括：接收器610，该接收器被配置用于接收该接收终端的位置和干扰终端的位置；处理器620，该处理被配置用于基于所接收的位置来确定接收终端与干扰终端之间的距离，并且用于将该距离与阈值进行比较；以及收发器630，该收发器被配置用于在该距离小于阈值时，命令干扰终端停止发送，并且向接收终端发送信号。该发送终端还可以包括：存储器640，该存储器被配置用于存储处于接收终端的通信范围内的干扰终端的数量与接收终端无法接收信号的中断概率之间的关系。处理器根据该关系来确定阈值。

向接收终端发送信号可以与向干扰终端发送命令以停止发送顺序且同时地进行。在一些实施方式中，所述信号传输和所述命令根据时分多址、频分多址及码分多址传输中的一个或组合的细节(specifics)大致同时执行。

例如，在时分多址(TDMA)中，信号被划分成不同时隙，使得多个用户(终端)可以通过在接入时隙时应用用户(终端)安排来共享相同的频带。与TDMA形成对比，频分多址(FDMA)允许终端在信道(频带)可用时始终使用分配的频带。码分多址(CDMA)使用扩展频谱，其在整个分配频带上扩展针对所有终端的信息。通过解扩接收到的信号，可以选择期望的终端。另一种广泛使用的采用多址方式的方法是允许多个终端接入单个传送信道的载波侦听多址(CSMA)。

图7示出了采用本发明一些实施方式的示例性系统的示意图。在这个示例中，两个接收终端31和531存在两个通信范围。该系统包括向接收终端31和531传送信号的多个发送终端，诸如基站11、12、13及14。除了接收终端31的通信范围内的干扰终端之外，该系统还包括位于接收终端531的通信范围542内的一组干扰终端521、522、523、524、525及526。每个接收终端可以在对应通信范围内具有独特的一组干扰终端。另选的是，至少一些干扰终端可以位于两个接收终端的通信范围内。

对于第二接收终端531，形成另一个安全地带541。由于对服务质量的不同要求，阈值距离541可以不同于距离41。各种实施方式采用上述不同方法来满足不同接收终端所需的中断概率。因为针对该通信操作同时存在两个通信范围，所以来自不同通信范围服务的终端的干扰是固有的。因此，可以存在更多有害的多路/同时传送。

图8示出了根据本发明的一个实施方式的形成不交叠资源块以避免这种范围内干扰的一个示例。在该实施方式中，使用频率的正交资源块。例如，在图8的时间间隔T₁中，资源块801被用于与终端31的通信，而资源块802被用于与终端531的通信。不同的时间间隔T₂、不同的一组资源块803和804可以被用于形成不交叠的资源块。

图9示出了根据本发明的一个实施方式的用于确定和发送命令以停止干扰终端发送或者继续发送的协议的框图。发送终端经由包括报头791和接收终端的位置792的第一分组915，从接收终端接收910针对安全地带的请求。接下来，该发送终端向一组干扰终端广播920包括报头801、接收终端的位置802以及至接收终端的阈值距离803的第二分组925。

在接收到所广播的第二分组之后，每个干扰终端报告其相对于接收终端的相对位置。例如，发送终端从所述一组干扰终端中的每个干扰终端接收930指定报头821、对应干扰终端的位置812以及该对应干扰终端与接收终端之间的距离813的第三分组935。接下来，发送终端向所述一组干扰终端中的至少一些干扰终端发送940指定对应干扰终端的地址、用于停止发送或者继续发送的命令、用于停止发送的时段的第四分组950和/或960。

例如，在一个实施方式中，发送940包括向干扰终端单播发送第四分组950。在该实施方式中，第四分组包括报头821、干扰终端的地址822、命令823及时间段824。另外或另选的是，一个实施方式将第四分组960广播940给多个干扰终端。在该实施方式中，第四分组包括：报头831、干扰终端的地址832、命令833及时间段834。

在接收到广播分组800之后，每个节点经由更新分组810报告其相对于期望的接收器780的相对位置，该更新分组810由报头811、提供其位置的字段812以及提供相对于接收器的相对距离的字段813构成。

然后，在接收到来自节点的所有分组之后，AP向全部节点广播控制分组830，控制分组830指示所有分组是否可以通信。对于广播来说，控制分组由报头831、为接收器的通信范围内的节点提供地址的字段832、提供节点的对应活动(安静或发送)的字段833以及提供安全地带的持续时间的字段834构成。

本发明的上述实施方式可以按照许多方式中的任一种来实现。例如，这些实施方式可以利用硬件、软件或其组合来实现。当按软件来实现时，软件代码可以在任何合适处理器或处理器集合上执行，而不管是提供在单一计算机中还是分布在多个计算机当中。这种处理器可以被实现为集成电路，在集成电路组件中具有一个或更多个处理器。然而，处理器可以利用采用任何合适格式的电路来实现。

而且，本发明的实施方式可以被具体实施为已提供了示例的方法。作为该方法的一部分执行的动作可以按任何合适方式来排序。因此，即使在例示性实施方式中被示出为顺序动作，也可以构造按照与所例示相比不同的次序来执行动作的实施方式，其可以包括同时执行一些动作。

在权利要求书中使用诸如“第一”、“第二”的普通术语来修改权利要求部件本身不意味着一个权利要求要素的任何优先级、优先权或次序超过执行一方法的动作的另一次序或时间次序，而是仅仅被用作用于区分具有特定名称的一个权利要求要素与具有相同名称(但供普通术语使用)的另一要素的标记，以区分这些权利要求要素。