专利名称：用于减少多用户无线系统中的小区间干扰的多天线方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明一般性地涉及无线通信网络，其中为了测量传播特征的目的，用户终端向基站发送导频信号。本发明更具体地涉及采用时分复用(TDD)的移动无线系统。
背景技术：
在典型的移动无线多用户系统中，多个无线电小区覆盖广泛的地理区域。基站(BS)位于每个小区中心。BS接收并且向那些移动用户终端发送数据，此后称为“移动台”或“移动站”，其与BS位于同一小区中。但是，由给定基站发送的信号将不仅向其自己小区中的移动台传播，而且也向相邻小区中的移动台传播。因此，来自每个基站的下行链路传输将趋于在相邻小区的移动台产生噪声，被称为“小区间干扰”。类似地，给定小区中每个移动台发送的信号将不仅向服务该小区的基站传播，而且向服务相邻小区的基站传播。因此，来自每个移动台的上行链路传输将趋于在服务相邻小区的基站产生小区间干扰。例如，图I图示了蜂窝网络的一部分，其中来自小区I的基站的下行链路传输干扰小区2中的移动站。小区间干扰，如上所述，是现代无线系统中提高数据传输速率的主要障碍。尤其是，小区间干扰降低了传输速率中的增益，这可以另外通过在基站采用多个天线而实现。即，下行链路上理论的最大可行传输速率随着基站天线的数目而线性地增加。但是，小区间干扰量随着基站天线的数目以仅获得次线性增加的方式而增加。
发明内容
我们已发现减少在移动无线系统中并且尤其是在时分复用(TDD)无线系统中的小区间干扰的有效方式。在一个实施方式中，服务一个或多个移动终端的基站在多个基站天线处从服务的移动终端中的至少一个移动终端接收导频信号，多个基站天线包括至少一些主天线和至少一些辅助天线。响应于导频信号在每一天线被接收，从多个天线中的每一天线提供输出。对天线输出进行处理以获得用于从主天线进行的发送的预编码权重的集合。处理包括使用至少来自辅助天线的输出使至少一个干扰信号为零。
图I是具有六边形几何形状的典型的蜂窝网络的一部分的示意图，图示了图中编号为I和2的小区间的小区间干扰。图2是图示了来自一组相邻小区中的移动站的导频信号的同步传输的定时图。图3是图示了图2的格式的替换的定时图，其中在不同小区中的导频传输之间有定时偏移。
图4是根据本发明的实施方式的网络的一部分的示意图，其中两个基站配备有主和辅助天线。图5是显示了模型网络中的吞吐量对辅助天线的数目的仿真结果的图。
具体实施例方式信道系数为了例示的目的，我们将基于我们对其中使用OFDM数据传输的网络的描述。本发明不限于应用于OFDM网络，而是可应用于其中为了测量传播信道的特征的目的而使用上行链路导频信号的任何类型的网络。为了简化演示，我们将下列讨论限制到在OFDM系统中使用的用于数据传输的多个正交子信道之一。将下列讨论扩展到OFDM子信道的完整集合是简单的。在下列讨论中，信号和系数将使用下列符号来索引j标识移动台所在的特定小区；I标识特定基站以及通过扩展标识该特定基站所服务的小区；k标识给定小区中的特定移动台；以及m标识在给定基站的特定天线。我们将假设在包括给定的小区及其相邻小区的组中有L个小区，每个小区中有k个移动台。我们将假设所有基站具有M个用于发送和接收的天线并且每个移动台具有一个天线。我们用X#表示第j个小区的第k个移动台发送的信号。我们用ylm表示第I个基站的第m个天线接收的信号。我们用ρΒ和pBS分别表示移动台和基站的发送功率水平。为了例示的目的，我们将简化假设所有移动台具有相同功率并且所有基站具有相同功率。在传输期间，传播信道的影响是将从第j个小区的第k个移动台到第I个基站的第m个天线的每个信号乘以复值信道系数卜^。从第j个小区的第k个移动台到第I个小区的第M个天线的对应信道系数形成信道向量
h,7A:= ( hjlki,...，hjikM )。(这里，粗体用于表示向量。)信道系数比11011被建模为随机变量。在相干间隔T期间信道系数卜^大致保持恒定。相干间隔T的长度取决于移动台的速度。移动台移动越快，用于其信道系数h/W= (/^ ，...八湯^的相干间隔越短。对于以50或70km/h的速度移动的移动台，相干间隔T大致等于分别传输20或100FDM符号所需要的时间。因为在我们的示例中，相同频率子信道用在下行链路和上行链路二者上，所以应用互易原则，并且从第I个基站的第m个天线向移动台发送的信号同样被乘以相同信道系数 hjikm。阴影系数实际经验已经显示在建模无线网络时，包括变化相对慢、通常实数值系数以表示发送的信号因距离或诸如中间的地形特征、建筑物或其他物理障碍物之类的其他因素而发生的衰减是有用的。即，从第j个小区的第k个移动台向第I个基站的任一天线发送的信号被乘以阴影系数βΜ。阴影系数βΜ取随机值。不同于信道系数，阴影系数更久地保持恒定。因此，基站可以，至少在原则上，对相邻小区的所有移动台准确估计阴影系数。
因此，我们将假设在下列讨论中，阴影系数β Jlk, j = 1，. . .，L，k = 1，. . .，K，对
第I个基站是已知的。还重要的是注意阴影系数Pjlk—般将与第I个基站和第j个小区的第k个移动台之间的距离非常相关。距离越大，β，的值将(典型地)越小。知道信道系数允许基站通过使用干扰消除预编码来减少小区内干扰和小区间干扰。为了允许基站估计信道系数Iijlkm，所有小区中所有移动台同步(在当前示例中)发送每个是τ个符号的训练导频
权利要求
1.一种由服务一个或多个移动终端的基站执行的方法，包括(a)在多个基站天线处从服务的所述移动终端中的至少一个移动终端接收导频信号， 所述多个基站天线包括至少一些主天线和至少一些辅助天线；(b)从所述多个基站天线中的每个天线提供输出，所述输出响应于接收的导频信号；以及(C)处理天线输出以获得用于从所述主天线进行的发送的预编码权重的集合，所述处理包括使用至少来自所述辅助天线的输出使至少一个干扰信号为零。
2.根据权利要求I所述的方法，还包括使用所述预编码权重向服务的所述移动终端中的一个或多个发送数据，所述发送是从所述主天线进行的，同时不从所述辅助天线进行任何发送。
3.根据权利要求2所述的方法，其中向多个服务的所述移动终端同时进行数据发送。
4.根据权利要求I所述的方法，其中从多个服务的所述移动终端同时接收导频信号。
5.根据权利要求I所述的方法，其中所述接收导频信号的步骤至少部分地在从至少一个相邻基站进行传输期间执行，并且使用至少来自辅助天线的输出以使至少一个所述相邻基站传输为零。
6.根据权利要求I所述的方法，其中来自所述主天线的输出和来自所述辅助天线的输出用于使至少一个所述干扰信号为零。
7.根据权利要求I所述的方法，还包括选择所述多个基站天线中的一些天线作为主天线，以及选择所述多个基站天线中的一些其他天线作为辅助天线。
全文摘要
提供了一种在移动无线系统中且特别是在TDD无线系统中减少小区间干扰的方法。在一个实施方式中，基站在多个基站天线处从其服务的移动终端中的至少一个移动终端接收导频信号，多个基站天线包括主天线和辅助天线二者。作为响应，每个基站天线提供一个输出，要对该输出进行处理以获得用于从主天线进行的发送的预编码权重的集合。处理包括使用至少来自辅助天线的输出使至少一个干扰信号为零。
文档编号H04B7/06GK102934371SQ201180023984
公开日2013年2月13日 申请日期2011年5月3日 优先权日2010年5月14日
发明者A·阿什克米恩, T·L·玛泽塔 申请人:阿尔卡特朗讯