用于异构无线蜂窝系统中的设备辅助干扰管理的接入点的制作方法

用于异构无线蜂窝系统中的设备辅助干扰管理的接入点的制作方法
【专利摘要】本发明提供了用于异构无线网络环境中的设备辅助干扰管理的设备和方法。移动台(MS)根据MS、服务接入点(AP)和下行链路上的一个或多个相邻干扰AP的干扰管理能力来辅助服务AP指派无线资源，或者备选地，根据MS、服务接入点(AP)和上行链路上具有干扰移动台的一个或多个相邻AP来辅助服务AP指派无线资源。
【专利说明】用于异构无线蜂窝系统中的设备辅助干扰管理的接入点
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]与本申请同日提交的、名称为“Device-Assisted Interference Management In Heterogeneous Wireless Cellular Systems，，、发明人为 Chandra S.Bontu、Robert Novak
和Shalini Periyalwar、代理案号为N0.40665-W0-PCT的专利申请N0._描述了示例方
法和系统，并以全文引用的方式将其并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明总体上涉及通信系统及其操作方法。在一个方案，本发明涉及用于在异构 无线网络环境中提供设备辅助干扰管理的设备和方法。
【背景技术】
[0004]在当今的通信环境中实现更大的无线容量可能要求在相当大百分比的小区覆盖 区域上实现一致较高的信号对干扰加噪声比(SINR)。然而，当以给定发送功率级别工作时， 实现这样的目标一般将要求较小的小区，或备选地要求小区的更小区域中的操作。因此，较 高功率的室外宏小区的当前网络模型将需要通过较低功率的室内和室外微小区和微微小 区(pico-cell)来进行加强。这种向更小的小区的移动将显著增加蜂窝系统内的接入点的 数目，同时其也将导致小区之间显著的覆盖重叠(规划中或规划外的)。
[0005]在当今的蜂窝系统中已经利用“智能网络，非智能(dumb)用户设备”的理念设计 出了发送和接收的协调，该理念反映出前一时代的以电话为中心的思维倾向。“智能”网络 模型基于以下前提:网络对该网络内正在发生的任何事情都具有全局视野和整体控制。然 而，在异构覆盖环境中，这种假设被打破，因为单个的中心式的网络实体将不太可能具有全 局视野和整体控制。作为示例，由负责给定小区的接入点(AP)来协调该小区内的发送和接 收。然而，由于不同的管理域或在AP之间进行通信时遇到的困难，跨小区边界的操作可以 是未协调的。因此，完全未协调的操作最终可能导致不可接受的干扰级别，该不可接受的干 扰级别可能抵消通过使用较小的小区所获得的信号级别提高的好处。
【专利附图】

【附图说明】
[0006]当结合附图来考虑下面的【具体实施方式】时，可以理解本发明，并且获得本发明的 众多的目标、特征和优点，在附图中:
[0007]图1示出了可实现本发明的示例系统；
[0008]图2示出了包括客户端节点的实施例在内的启用无线的通信环境；
[0009]图3是包括多个宏小区、微小区和微微小区在内的异构无线网络环境的简化拓扑 图；
[0010]图4是示出了使用干扰消除和协调的小区间干扰管理的简化拓扑图；
[0011]图5是示出了使用下行链路上的无线资源指派的小区间干扰管理的简化拓扑图；
[0012]图6是示出了使用上行链路上的无线资源许可的小区间干扰管理的简化拓扑图；[0013]图7示出了用于执行机会式DL无线资源管理(RRM)操作的下行链路(DL)上的设 备辅助干扰管理的处理信号流程；
[0014]图8a?b是由MS执行的用于管理DL上的小区间干扰的操作的流程图；
[0015]图9示出了用于执行机会式UL无线资源管理(RRM)的上行链路(UL)上的设备辅 助干扰管理的处理信号流程；
[0016]图1Oa?b是由AP执行的用于管理UL上的小区间干扰的操作的流程图；以及
[0017]图11示出了通过使用MS执行机会式下行链路(DL) RRM操作来管理干扰的处理信
号流程。
【具体实施方式】
[0018]提供了用于异构无线网络环境中的设备辅助干扰管理的设备和方法。在各种实施 例中，由辅助服务接入点(AP)的移动台来帮助管理对传输的干扰，该服务AP将根据移动台 (MS)、服务AP以及一个或多个相邻干扰AP及其相关联的移动台的干扰管理能力来指派和 或许可下行链路(DL)无线资源和上行链路(UL)无线资源。在这些实施例中的特定实施例 中，通过考虑向服务AP传达的MS的干扰管理能力，在MS处最小化残余AP间干扰。在这些 实施例中的特定实施例中，通过考虑服务AP以及引起干扰的相邻AP将传输定向至MS以减 轻干扰的能力，在MS处同样最小化残余AP间干扰。同样地，在这些实施例中的特定实施例 中，通过考虑相邻干扰AP将传输定向至第二 MS以减轻干扰的能力，在MS处最小化残余AP 间干扰。
[0019]在一个实施例中，MS通过标识干扰AP并推荐其消除一个或多个主干扰源的能力 来影响DL调度决定。在另一实施例中，通过服务AP首先向MS发送高级无线资源指派(ARA) 来最小化残余AP间干扰。然后，MS根据DL信道质量从由ARA推荐的无线资源中选择无线 资源子集，MS观察移动台干扰拒绝能力，并向服务AP提供其选择。作为响应，服务AP根据 其之前的选择向MS提供ARA肯定应答(ARA ACK)。然后，MS向一个或多个相邻干扰AP传 送ARA ACK,附有其对相邻干扰AP的优选传输配置。之后，MS配置其接收机针对从服务AP 接收到的响应的状态。
[0020]在又一实施例中，服务AP根据MS、服务AP和一个或多个相邻干扰AP的干扰管理 能力来许可上行链路(UL)无线资源。在本实施例中，一个或多个相邻干扰AP向对应的一 个或多个相邻干扰移动台提供服务。通过MS首先向服务AP和相邻干扰AP提供MS的干扰 管理能力，最小化服务AP处的残余UL干扰。然后，提供服务AP的干扰减轻能力，包括减轻 来自相邻干扰移动台的干扰的能力。然后，如果MS和相邻干扰AP不直接通信，MS提供相 邻干扰AP的用于减轻彼此干扰的能力。
[0021 ] 在又一实施例中，服务AP根据MS和相邻干扰AP的干扰管理能力来许可上行链路 (UL)无线资源。在该实施例中，相邻干扰AP同样为对应的一个或多个相邻干扰移动台提供 服务。在本实施例中，通过服务AP首先向MS发送高级无线资源许可(ARG)来最小化服务 AP处的残余UL干扰。然后，根据之前在服务AP处从相邻干扰移动台接收到的ARG通知消 息，以及同样地，根据在之前来自MS的UL传输期间在服务AP处测量到的信道质量(CQ)，选 择资源许可。然后，AP标识哪些相邻干扰AP对应于被认为是MS的主干扰源的相邻干扰移 动台。然后，MS向标识出的相邻干扰AP传送ARG，作为响应，该相邻干扰AP向MS回送ARG通知肯定应答消息。然后，MS向服务AP发送ARG响应，然后在评估可用资源和MS的干扰 减轻能力之后，服务AP进而向MS发送资源许可(RG)。在一个实施例中，MS将其动态评估 的干扰减轻能力附到ARG响应消息上。
[0022]在另一实施例中，预期与相邻AP通信的AP经由活跃MS来建立安全隧道。一旦在 AP及其所有相邻AP之间交换了安全密钥，AP之间的所有将来的通信都受到保护。例如，对 于DL干扰管理，服务AP可以向MS发送ARA ACK。该消息中包含的部分信息可寻址到相邻 AP,以及另一部分预期用于MS。预期用于相邻AP的信息受到安全密钥的保护，以使得其免 受未授权用户使用。在接收到该消息之后，MS附上其能力，并向相邻AP转发该消息，以作为 用于启用AP间安全通信的ARA通知消息。同样地，对于上行链路干扰管理，ARG消息可以 包含两个信息字段，一个用于相邻AP以及另一个用于请求UL资源的MS。用于相邻AP的信 息字段同样受到之前交换的安全密钥的保护。在接收到ARG消息之后，MS对寻址到其的信 息字段进行解码，并通过包括预期用于在从服务AP接收到的ARG消息内包含的相邻AP的 信息字段并附上其自身的干扰管理能力，向相邻AP发送ARG通知消息。
[0023]现在，将参考附图来详细描述本发明的各个说明性实施例。虽然在下面的描述中 阐述了各种细节，但是应该意识到，可以在没有这些特定细节的情况下实现本发明，并且可 以对本文中描述的本发明进行众多实现特定的决定，以实现发明人的特定目的，例如符合 工艺技术或设计相关的约束，该工艺技术或设计相关的约束对于不同的实现将是不同的。 虽然这种开发工作可能是复杂的并且是耗时的，然而其将是受益于本公开的本领域技术人 员所采取的例行工作。例如，所选择的方面是以框图或流程图形式而非细节来示出，以避免 限制本发明或使本发明不清楚。此外，本文中提供的【具体实施方式】的一些部分是以针对计 算机存储器内的数据的算法或操作的方式来呈现的。这种描述和表示由本领域技术人员用 来向本领域的其他技术人员描述和转达其工作的主旨。
[0024]如本文所使用的，术语“组件”、“系统”等旨在指代与计算机有关的实体，可以是硬 件、软件、硬件和软件的组合或者执行中的软件。例如，组件可以是但不限于是:处理器、在 处理器上运行的进程、对象、可执行程序、执行线程、程序或计算机。作为示意，在计算机上 运行的应用和计算机本身均可以是组件。一个或多个组件可以驻留在执行的进程或线程 内，以及组件可以本地位于一个计算机上和/或分布在两个或更多计算机之间。
[0025]同样在本文中使用的术语“节点”宽泛地指代连接点，例如，通信环境(例如，网 络)的再分配点或通信端点。因此，这种节点指代能够通过通信信道发送、接收或转发信息 的有源电子设备。这种节点的示例包括数据电路端接设备(DCE)和数据终端设备(DTE)， DCE例如是调制解调器、集线器、网桥或交换机，DTE例如是手持机、打印机或主机计算机 (例如，路由器、工作站或服务器)。局域网(LAN)或广域网(WAN)节点的示例包括计算机、 分组交换机、有线调制解调器、数据订户线路(DSL)调制解调器和无线LAN(WLAN)接入点。 互联网或内部网节点的示例包括由网际协议(IP)地址标识的主机计算机、网桥和WLAN接 入点。同样地，蜂窝通信中的节点的示例包括基站、中继、基站控制器、归属位置寄存器、网 关GPRS支持节点(GGSN)以及服务GPRS支持节点(SGSN)。
[0026]节点的其他示例包括客户端节点、服务器节点、对等节点和接入节点。本文中使用 的客户端节点可以指代无线设备，如移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、手持设备、 便携式计算机、平板计算机和类似设备，或者指代具有通信能力的其他用户设备(UE)。这种客户端节点同样可以指代移动设备、无线设备，或者相反地，指代一般不便携的具有类似能 力的设备，例如，桌面型计算机、机顶盒或传感器。同样地，本文中使用的服务器节点指代信 息处理设备(例如，主机计算机)或执行由其他节点提交的信息处理请求的一系列信息处 理设备。同样地，本文中使用的对等节点有时可以担当客户端节点，以及有时可以担当服务 器节点。在对等网络或覆盖网络中，可以将主动为其他联网设备及其自己来路由数据的节 点称为超级节点。
[0027]本文中使用的接入节点指代向客户端节点提供针对通信环境的接入的节点。接 入节点的示例包括提供对应的小区和WLAN覆盖区域的蜂窝网络基站和无线宽带(例如， WiF1、WiMAX等)接入点。使用本文中使用的宏小区来一般性地描述传统的蜂窝网络小区 覆盖区域。通常在郊区、沿着高速公路或者在人口较少的地区找到这种宏小区。同样在本 文中使用的微小区指代覆盖区域比宏小区小的蜂窝网络小区。这种微小区通常被用在人 口密集的城区。同样地，本文中使用的微微小区指代小于微小区的蜂窝网络覆盖区域。微 微小区的覆盖区域的示例可以是较大的办公室、商场或火车站。本文中使用的毫微微小区 (femtocell)当前指代蜂窝网络覆盖的通常接受的最小区域。作为示例，毫微微小区的覆盖 区域足够用于家庭或较小的办公室。
[0028]一般而言，小于2公里的覆盖区域通常对应于微小区，200米或更小的覆盖区域对 应于微微小区，以及10米量级的覆盖区域对应于毫微微小区。如本文中类似使用的，与关 联于宏小区的接入节点通信的客户端节点被称为“宏小区客户端”。同样地，与关联于微小 区、微微小区或毫微微小区的接入节点通信的客户端节点分别被称为“微小区客户端”、“微 微小区客户端”或“毫微微小区客户端”。
[0029]本文中使用的术语“制品”(或备选地“计算机程序产品”)意在包含从任何计算 机可读设备或介质可访问的计算机程序。例如，计算机可读媒体可以包括但不限于:磁存储 设备(例如硬盘、软盘、磁带等)、光盘(例如高密度盘(CD)或数字多功能盘(DVD))、智能 卡和闪存设备(例如卡、棒等)。
[0030]本文中使用“示例” 一词意味着用作示例、实例或说明。本文描述为“示例”的任 何方案或设计不一定解释为相对于其他方案或设计而言是优选的或有利的。本领域技术人 员可以认识到，在不脱离要求保护的实质内容的范围或精神的前提下，可以对该配置进行 许多修改。此外，可以使用标准的编程和工程技术将所公开的主题实现为系统、方法、装置 或制品，以产生软件、固件、硬件或其任何组合来控制计算机或者基于处理器的设备实现在 本文详细描述的方面。
[0031]图1示出了适于实现本文中公开的一个或多个实施例的系统100的示例。在各 种实施例中，系统100包括处理器110(可称为中央处理单元(CPU)或数字信号处理器 (DSP))、网络连接接口 120、随机存取存储器(RAM) 130、只读存储器(ROM) 140、辅助存储器 150和输入/输出(I / 0)设备160。在一些实施例中，这些组件中的一些可以不存在或者 可以在各种组合中彼此组合或与未示出的其他组件组合。这些组件可以位于单个物理实体 中，或者可以位于一个以上的物理实体中。可以将在本文中描述为由处理器110进行的任 何动作由处理器110单独进行，或者由处理器110与图1中示出或未示出的一个或多个组 件相结合来一起进行。
[0032]处理器110执行可以从网络连接接口 120、RAM130或R0M140访问的指令、代码、计算机程序或脚本。虽然仅示出了一个处理器110，然而可以存在多个处理器。因此，尽管可 以将指令讨论为由处理器110来执行，然而可以由被实现为一个或多个CPU芯片的一个或 多个处理器110同时地、串行地、或者以其他方式来执行指令。
[0033]在各种实施例中，网络连接接口 120可以采取以下形式:调制解调器、调制解调器 组、以太网设备、通用串行总线(USB)接口设备、串行接口、令牌网设备、光纤分布式数据接 口(FDDI)设备、无线局域网(WLAN)设备、无线收发信机设备(例如，码分多址(CDMA)设备、 全球移动通信系统(GSM)无线收发信机设备、长期演进(LTE)无线收发信机设备、微波接入 的全球可互操作性(WiMAX)设备)和/或用于连接至网络(包括个域网(PAN)，例如蓝牙) 的其他公知接口。这些网络连接接口 120可以使得处理器110能够与互联网或者一个或多 个通信网络或其他网络(处理器110可以从该其他网络接收信息或处理器110可以向该其 他网络输出信息)通信。
[0034]网络连接接口 120还能够以电磁波(如射频信号或微波频率信号)的形式无线地 发送和/或接收数据。网络连接接口 120发送和接收的信息可以包括已经由处理器110处 理过的数据或者要由处理器110执行的指令。可以根据不同顺序对数据进行排序，这可以 有利于处理或产生数据或者发送或接收数据。
[0035]在各种实施例中，可以使用RAM130来存储易失性数据和由处理器110执行的指 令。同样可以使用图1中示出的R0M140来存储指令以及在指令的执行期间读取的数据。辅 助存储器150通常由一个或多个碟驱动器或带驱动器组成，并且可以用于数据的非易失性 存储器，或者在RAM130不够大到足以保存所有工作数据的情况下用作溢出数据存储设备。 辅助存储器150同样可以用于存储程序，当选择执行程序时将程序加载至RAM130。I / 0 设备160可以包括液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显 示器、投影仪、电视、触摸屏显示器、键盘、键区、开关、拨号盘、鼠标、轨迹球、语音识别器、读 卡器、纸带读取器、打印机、视频监视器或其他公知的输入/输出设备。
[0036]图2示出了启用无线的通信环境，包括在本发明的实施例中实现的客户端节点的 实施例。虽然被示出为移动电话，客户端节点202可采取各种形式，包括无线手持设备、寻 呼机、智能电话、个人数字助理(PDA)。在各种实施例中，客户端节点202还可以包括便携式 计算机、平板计算机、膝上型计算机或者可操作为执行数据通信操作的任何计算设备。许多 合适的设备组合了这些功能中的一些或全部。在一些实施例中，客户端节点202不是通用 计算设备(例如，便携式、膝上型或平板型的计算机)，而是专用通信设备，例如车辆中安装 的电信设备。同样地，客户端节点202可以是具有类似功能但是不便携的设备(例如，桌面 型计算机、机顶盒或者网络节点)、包括这种设备或者被包括在这种设备中。在这些以及其 他的实施例中，客户端节点202可以支持特殊化的动作，例如游戏、库存控制、作业控制、任 务管理功能等。
[0037]在各种实施例中，客户端节点202包括显示器204。在这些以及其他的实施例中， 客户端节点202同样可以包括一般由用户用于输入的触敏表面、键盘或其他输入按键206。 同样地，输入按键206可以是完整的或简化的字母数字键盘，如QWERTY、Dvorak、AZERTY和 顺序键盘类型，或具有与电话键区相关联的字母表字母的传统数字键区。同样地，输入按键 206可以包括:滚轮、退出或逃生键、轨迹球和可以向内按压以提供另外的输入功能的其他 导航或功能键。同样地，客户端节点202可呈现用于用户进行选择的选项、用于用户进行致动的控制、以及用于用户进行指弓I的光标或其它指示符。
[0038]客户端节点202还可以从用户接受数据输入，包括拨打的号码或者用于配置客户 端节点202的操作的各种参数值。客户端节点202还可以响应于用户命令，执行一个或多 个软件或固件应用。响应用户的互动，这些应用程序可配置客户端节点202执行各种定 制的功能。此外，可以通过空中下载技术(OTA)(例如，从无线网络接入节点“A” 210通过 “n” 216 (例如基站)、服务器节点224 (例如，主机计算机)或对等客户端节点202)来编程 或配置客户端节点202。
[0039]在客户端节点202可执行的各种应用程序中有web浏览器，其使得显示器204可 以显示web页面。可以通过与无线网络220的无线连接从服务器节点224获得web页面。 本文中使用的无线网络220宽泛地指代在其节点中的两个节点之间使用至少一个无线连 接的任何网络。同样地，可以通过至无线网络220或者任何其他启用无线的通信网络或系 统的连接从对等客户端节点202或其他系统获得各种应用。
[0040]在各种实施例中，无线网络220包括多个无线子网(例如，具有对应覆盖区域的小 区)“A”212至“n”218。本文中使用的无线子网“A” 212至“n” 218可以通过各种方式包 括移动无线接入网或固定无线接入网。在这些实施例以及其他实施例中，客户端节点202 发送和接收通信信号，通过无线网络天线“A” 208至“n” 214 (例如，小区塔)，该通信信号 被分别传送到无线网络节点“A” 210至“n” 216或者是从无线网络节点“A” 210至“n” 216 传送到的。继而，无线网络接入节点“A”210至“n”216使用通信信号来建立与客户端节点 202的无线通信会话。本文中使用的网络接入节点“A”210至“n”216宽泛地指代无线网络 的任何接入节点。图2中示出的无线网络接入点“A”210到“n”216分别耦合到无线子网 “A”212到“n” 218，无线子网“A” 212到“n”218继而连接到无线网络220。
[0041]在各种实施例中，无线网络220耦合到物理网络222(例如互联网)。经由无线网 络220和物理网络222，客户端节点202具有对各个主机(例如，服务器节点224)上的信息 的访问权。在这些实施例以及其他实施例中，服务器节点224可以提供可在显示器204上 示出或者可以由客户端节点处理器110用于其操作的内容。备选地，客户端节点202可以 通过对等客户端节点202接入无线网络220，该对等客户端节点202在中继类型或跳类型的 连接中担当中间设备。作为另一备选，客户端节点202可被绑系(tether),并从连接到无线 网络212的链接设备获得其数据。本领域技术人员将认识到，很多这样的实施例是可能的， 并且前述内容并不意在限制本公开的精神、范围或意图。
[0042]图3是根据本发明的实施例实现的包括多个宏小区、微小区、毫微微小区和微微 小区在内的异构无线网络环境的简化拓扑图。在该实施例中，异构无线网络环境包括多个 无线网络宏小区‘X’ 302、‘V 304到‘V 306。在该实施例以及其他实施例中，各个无线网 络宏小区‘X’ 302、‘Y，304到‘V 306可以包括多个无线网络微小区308，无线网络微小区 308进而可以包括多个无线网络微微小区310。同样地，无线网络宏小区‘X’ 302、‘Y’ 304 到‘V 306还可以包括多个单独的无线微微小区310。
[0043]在各种实施例中，可以将微小区308与实体‘A’ 312、‘B’ 314到‘n’ 316相关联， 以及可以同样地将微微小区310与实体‘P’ 318、‘Q’ 320到‘R’ 322相关联。在这些实施 例中，无线宏小区‘X’ 302、‘Y，304到‘Z’ 306、微小区308和微微小区310可以包括多个无 线技术和协议，由此在无线网络系统300内创建了异构的操作环境。同样地，各个无线宏小区‘X’ 302、‘Y，304到‘V 306、微小区308和微微小区310包括对应的接入点(AP)。本文 中使用的AP是上位术语，宽泛地包含了无线LAN接入点、宏蜂窝基站(例如，NodeB, eNB)、 微小区和微微小区、中继节点和基于家庭的毫微微小区(例如，HeNB)、或者可用于建立和 维持无线通信会话的任何电信技术。同样在本文中使用的“小区”(或“扇区”)是由AP提 供服务的覆盖区域的一部分。相应地，每个小区具有可通过例如唯一的小区标识符与该小 区相关联的无线资源集合。
[0044]本领域技术人员能够意识到:将来的无线网络系统将很可能依靠例如图3所示的 异构网络技术的更密集部署来提供较高的容量。然而，这种更高的容量一般将会要求在相 当大百分比的小区覆盖区域上具有更高的信号对干扰加噪声比(SINR)。一般而言，当以给 定功率级别发送时，实现更高的SINR将要求更小的小区，或更恰当地，小区中的更小区域 中的操作。因此，将需要通过较低功率室内和室外微小区和微微小区的集合来增强较高功 率室外宏小区的当前网络模型，以增加系统容量和移动台吞吐量。本文中使用的移动台可 以指代无线设备，如移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、手持设备、便携式计算机、平 板计算机和类似设备、或者指代具有电信能力的其他用户设备(UE)。这种移动台同样可以 指代移动无线设备，或者相反地，指代一般不便携的具有类似能力的设备，例如，桌面型计 算机、机顶盒或传感器。本领域技术人员将意识到:移动台的很多这种的示例的存在，并且 前述内容不意在限制本发明的精神、范围或意图。
[0045]向更小的小区的这种移动将显著增加系统中AP的数目，并且还将导致如图3中示 出的显著的覆盖重叠(规划的以及未规划的)。因此，当重叠小区使用相同或不同的无线接 入技术在无线频谱的相邻部分上工作时，可发生相邻信道干扰。同样地，当重叠小区在无线 频谱的相同部分上工作时，可以发生共信道干扰。虽然在这些情况下使用不同的无线接入 技术在技术上是可能的，很多规章制度限制了将频谱带用于单个无线接入技术或单个许可 的运营商。
[0046]虽然给定小区内的发送和接收将由其对应的AP来协调，由于无线传播的无常、管 理域之间的差异或不兼容性、或者AP之间的通信中遇到的困难，跨小区边界的操作可以是 未协调的。然而，完全未被协调的操作最终可导致不可接受的干扰电平，该不可接受的干扰 电平可抵消通过使用更小的小区所获得的信号电平提高的好处。
[0047]因此，存在着减轻干扰以增强性能的对应需要，这要求前述AP之间的协作。然而， 一些部署可能不具有在AP之间的可靠的(或者就此而言不具有任何的)直接通信路径(例 如，物理回程)。因此，由于不存在供一个AP与另一个AP协作的机制，不能进行干扰减轻。 此外，如果任何可用的直接通信路径都不能维持充足的吞吐量，多个AP之间的实时的信道 相关的协作的实现可能是不可实现的。
[0048]针对该问题的各种方案是已知的，包括让AP通过物理回程网络或通过中心式的 控制结构进行直接通信，以协调通信。一个方案是让AP协调要作为发送目标的移动台和要 发送的资源。另一方案是使AP担当无线资源集合的主管理者。在一个这样的示例中，如本 文中更详细地描述的，可以为协作传输指定资源区。然而，该方案不仅要求AP之间的前述 直接通信，而且还要求用于在各种AP之间就移动台选择和资源指派达成一致的手段。此 夕卜，该协调还限于在该区内指定的资源。
[0049]本领域技术人员将意识到:小区间干扰是蜂窝部署中系统容量降低的已知原因。针对该问题的各种方案包括实现干扰减轻技术。例如，MS或AP可以消除主干扰信号。作为 另一示例，基于信道质量和残余干扰，移动台可以辅助AP协调在它们之间指派的可用无线 资源。作为另一示例，AP或MS可以通过波束成形或适当的天线波束选择来避免主干扰源。
[0050]然而，在异构蜂窝部署中，AP和移动台可具有不同的能力，例如，不同的发送功率 等级、不同的干扰管理能力等。此外，基于所使用的接收机类型，AP和MS的抗干扰能力可 以不同。此外，在AP和MS处使用的接收机技术通常是专有的，并且不可用于系统内的其他 AP或移动台。因此，前述干扰减轻方法的应用可能没有提高网络上的系统性能。
[0051]图4是示出了使用根据本发明的实施例实现的干扰消除和协调的小区间干扰管 理的简化拓扑图。本文中使用的移动台(MS) ‘ip’指代由接入点(AP) ‘i’提供服务的第 P个MS。在本实施例中，接入点T 402、V 408、‘n’ 432、‘r’ 438和‘s’ 442具有对应的 覆盖区域‘I’404、‘m’410、‘n’434、‘r’440 和‘S，444。图 4 中示出的 AP ‘I’402 是移动 台(MS) ‘10’ 406 的服务 AP，AP ‘m’ 408 是移动台 ‘m0’ 412、‘ml’ 414、‘m2’ 416、‘m3’ 418、 ‘m4’420、‘m5’424、‘m6’426 和‘m7’428 的服务 AP。同样地，AP ‘n’432 是 MS ‘nO’436 的 服务AP，以及AP ‘s’442是MS ‘sO’446的服务AP。如图4中同样示出的，移动台‘m6’426 和‘m7，428的组430接近其服务AP，而移动台‘m2’416、‘m3’418、‘m4’420的组422更加远 离其服务AP。在本实施例中，MS ‘nO’436经由适当的网络接口，通过其服务AP (AP ‘n’432) 连接448到分组核心网450。
[0052]参考图4，对本领域技术人员将显而易见的是:由于来自相邻AP ‘m’408和‘1’402 的信号传输，在由AP ‘n’432提供服务的MS ‘nO’436处的下行链路(DL)信号接收的质量 可被降级。同样将显而易见的是:如果AP ‘n’432向MS ‘nO’436指派了与AP ‘m’408向 MS ‘m2’416指派的相同无线资源，MS ‘n0’436将经受到干扰。更具体地，当AP ‘m’408不得 不提高其发送功率来为其小区边缘的移动台(例如，MS ‘m2’416)提供服务时，MS ‘n0’436 将经受到干扰。然而，根据它们使用的接收机的类型，MS ‘nO’436和MS ‘m2’416可以成 功实现对主干扰的高效抑制。
[0053]同样将意识到的是，如果使用相同的资源为移动台‘m6’426和‘m7’428提供服务， 将降低MS ‘nO’ 436经受到的干扰信号强度。更具体地，当移动台‘m6’ 426和‘m7’ 428接 近其服务AP时，AP ‘m’ 408要求较少的发送功率来为移动台‘m6’ 426和‘m7’ 428提供服 务。同样地，如果AP ‘m’408能够进行波束成形，以及如果AP ‘m’ 408使用相同的资源来 为移动台‘mO’ 412、‘m5’ 424或‘m6’ 426提供服务，则其可以完全避免与MS ‘nO’ 436的接 收的干扰。还将意识到的是，AP的干扰抑制能力取决于其AP间协调能力、干扰消除/抗干 扰能力、以及波束成形能力，并且还取决于MS的干扰管理能力。例如，MS可以成功抑制的 主干扰源的数目取决于其接收机天线的数目。
[0054]本领域技术人员将意识到:在现有的蜂窝标准中，首先应用干扰消除，然后独立地 应用干扰协调或干扰避免。然而，在异构部署中，不是所有的AP都被装配为执行干扰协调 或干扰避免或者这二者。类似地，各个AP可能不知道单个MS是否可以支持干扰消除技术。 同样地，干扰消除根据MS或AP观察到的干扰源的特性而变化。在一些情况下，可以消除一 个主干扰源。在其他情况下，可能不存在主干扰源，并因此不可能应用干扰消除。此外，发 送无线设备不知道在当前配置中有多少干扰源可被消除以及哪些干扰源可被消除。因此， 在干扰消除和干扰协调管理技术的应用之间当前不存在协调。然而，如果异构网络环境中的各个AP和移动台的干扰管理能力是已知的并被适当利用，则可以优化整体网络性能。
[0055]在各种实施例中，在异构网络环境中机会式地实现小区间干扰减轻方案，以使得 可以使用干扰消除和干扰避免技术，然后针对不能被消除或避免的那些干扰源使用干扰协 调技术。在这些实施例中，在MS和或AP处启用前述干扰消除、干扰避免和干扰协调技术的 组合伴随着潜在的依赖性。
[0056]例如，干扰消除的有效性可取决于MS使用的接收天线的数目和接收机的类型。为 了进一步描述该示例，如果MS在使用最大比例合并(MRC)接收机的情况下具有Nk个接收天 线，则MS可以高效地抑制Nk-1个主干扰源。具有抗干扰合并(IRC)能力的那些接收机可 以将干扰抑制能力提高到高于Nk-1个主干扰源。同样地，在本领域中已知存在各种连续和 迭代的干扰消除器。此外，在通过多个层发送信息时，使用一些接收天线来接收多输入多输 出(MMO)传输，并且小区间干扰抑制能力可被降低。此外，基于期望信号和干扰信号的相 对功率等级，各种干扰减轻技术的成功可以不同。例如，如果AP和MS能够进行波束成形， 或者切换波束，可以更高效地管理资源。
[0057]作为潜在依赖性的另一示例，相邻AP处的资源使用影响了各个AP处的资源调度 决定。在图3中描述的异构网络环境中，存在着AP在其之间不具有通信能力的可能性。在 这种情况下，在MS的帮助下执行用于管理小区间干扰的资源协调，本文中更详细地对此进 行了描述。潜在依赖性的其他示例包括相邻AP(例如经由直接有线或无线回程链路，或者 通过MS)彼此通信的能力以及让MS与相邻AP通信的能力。
[0058]图5是示出了根据本发明的实施例的使用下行链路上的无线资源指派的小区间 干扰管理的简化拓扑图，该下行链路上的无线资源指派是用干扰消除和协调实现的。本文 中使用的移动台(MS) ‘ip’指代由接入点(AP) ‘i’提供服务的第p个MS。图5中示出 的移动台(MS) ‘nO’436通过接入点(AP) ‘n’432连接到网络。同样地，MS ‘mO’412和 MS ‘10’406分别经由接入点AP ‘m’408和AP ‘1’402连接到网络。如图5中示出的，如果 向以下这些DL传输指派了相同的空间-时间-频率资源，则来自AP ‘m’408和AP ‘I’402 的下行链路(DL)传输可以干扰从AP ‘n’ 432到MS ‘nO’ 436的下行链路传输。在本实施 例中，可以如下表达MS ‘nO’ 436处的接收信号:
[0059]RiJ = Rfj + R二 + R1ij- + N t
[0060]其中，是在时间-频率资源(i，j)上来自给定AP ‘P’的接收采样。同样地， Nij表示在时间-频率资源(i，j)上的噪声和其他干扰信号。
[0061]在本实施例中，如果MS ‘nO’ 436能够抑制一个干扰源，以及此外，如果其优选 AP ‘I’402作为可管理的干扰源，则MS ‘nO’436适当地向AP ‘I’ 402、‘m’408和‘n’432 通知其优选项。将会意识到的是，MS ‘nO’436的优选项可取决于所实现的干扰消除技术 的细节以及其他AP的传输参数，例如，调制、编码、发送功率等。同样地，MS ‘n0’436可以 向优选的干扰AP(例如，AP ‘I’ 402)指示其优选的传输参数。因此，AP ‘I’402可在然后 向满足MS ‘nO’436的优选项的适当的MS(例如，MS ‘ 10’406)调度这些资源，这些资源是 AP ‘n’432 正向 MS ‘nO’436 指派的。同样地，AP ‘m’ 408 可以向 MS (例如，MS ‘mO’ 412) 指派可使MS ‘nO’ 436性能降级较少的那些资源。
[0062]例如，可以如下重写前述等式:[0063]
【权利要求】
1.一种接入点，包括:处理逻辑，用于管理对传输的干扰，所述处理逻辑由所述接入点“AP”用于向移动台 “MS”指派无线资源，所述指派是根据所述AP、所述MS以及一个或多个相邻干扰AP的干扰管理能力来进行的，所述MS的干扰管理能力是由所述MS作为能力数据向所述AP动态地提供的。
2.根据权利要求1所述的接入点，其中，通过考虑到以下各项的集合的组合，在下行链路传输期间在所述MS处最小化残余AP间干扰: 所述MS的干扰管理能力；所述AP将传输定向至所述MS以减轻干扰的能力；以及所述一个或多个相邻干扰AP将传输定向至第二 MS以减轻所述MS处的干扰的能力，所述第二 MS由所述一个或多个相邻干扰AP相应地提供服务。
3.根据权利要求2所述的接入点，其中，所述处理逻辑还由所述AP用于进行DL无线资源选择并调整与传输相关联的传输参数，使得所述MS能够消除或抑制一个或多个主干扰源。
4.根据权利要求2所述的接入点，其中，所述处理逻辑还由所述AP用于进行DL资源选择，所述资源选择包括以下各项的集合之一:使用所有可用的发送天线来应用DL多输入/多输出“MIMO” ；以及使用少于所有可用的发送天线来应用DL MIMO。
5.根据权利要求2所述的接入点，其中，所述处理逻辑还由所述AP用于从无线资源的集合中选择无线资源的子集，以及还由所述AP用于根据所述MS观察到并在高级资源分配 “ARA”响应消息中向所述AP提供的DL信道质量来发送ARA消息。
6.根据权利要求5所述的接入点，其中，所述处理逻辑还由所述AP用于根据从所述MS 接收到的所述ARA响应消息的内容来选择DL无线资源，以及还由所述AP用于响应于接收所述ARA响应消息，向所述MS提供ARA肯定应答“ACK”消息。
7.根据权利要求1所述的接入点，其中，通过考虑到以下各项的集合的组合，在上行链路传输期间在所述AP处最小化残余干扰:所述AP的干扰管理能力；所述MS将传输进行定向以减轻干扰的能力，所述能力是动态评估的；以及所述一个或多个相邻干扰AP对来自第二 MS的传输进行定向以减轻所述AP处的干扰的能力，所述第二 MS由所述一个或多个相邻干扰AP相应地提供服务。
8.根据权利要求7所述的接入点，其中，所述处理逻辑还由所述AP用于进行UL无线资源选择并调整与传输相关联的传输参数，使得所述MS能够消除或抑制一个或多个主干扰源。
9.根据权利要求7所述的接入点，其中，所述处理逻辑还由所述AP用于进行UL资源选择，所述资源选择包括以下各项的集合之一:使用所有可用的接收天线来应用UL多输入/多输出“MIMO” ；以及使用少于所有可用的接收天线来应用UL MIMO。
10.根据权利要求7所述的接入点，其中，所述处理逻辑还由所述AP用于向所述MS提供用于UL传输的高级无线资源许可“ARG”。
11.根据权利要求10所述的接入点，其中，所述处理逻辑还由所述AP用于接收来自所述MS的ARG响应消息和来自所述一个或多个相邻干扰AP的ARG通知肯定应答“ACK”消息， 所述ARG响应消息包括与所述移动台的干扰管理能力相关联的能力数据。
12.根据权利要求11所述的接入点，其中，所述处理逻辑还由所述AP用于向所述MS提供ARG响应ACK消息，所述ARG响应ACK消息包括针对所述MS的干扰避免指令。
13.根据权利要求1所述的接入点，其中，所述处理逻辑还由所述AP用于在所述AP和所述一个或多个相邻干扰AP之间建立安全隧道，所述安全隧道是经由所述MS建立的。
14.根据权利要求12所述的接入点，其中，所述处理逻辑还由所述AP用于通过所述安全隧道经由所述MS向所述一个或多个相邻干扰AP发送认证密钥，所述认证密钥用于后续的附着或认证操作。
15.一种用于管理对传输的干扰的方法，包括:使用接入点“AP”，所述AP包括处理逻辑，所述接入点“AP”使用所述处理逻辑，以向移动台“MS”指派无线资源，所述指派是根据所述AP、所述MS以及一个或多个相邻干扰AP的干扰管理能力来进行的，所述MS的干扰管理能力是所述MS作为能力数据向所述AP动态地提供的。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，通过考虑到以下各项的集合的组合，在下行链路传输期间在所述MS处最小化残余AP间干扰:所述MS的干扰管理能力；所述AP将传输定向至所述MS以减轻干扰的能力；以及所述一个或多个相邻干扰AP将传输定向至第二 MS以减轻所述MS处的干扰的能力，所述第二 MS由所述一个或多个相邻干扰AP相应地提供服务。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述AP还使用所述处理逻辑，以进行DL无线资源选择并调整与传输相关联的传输参数，使得所述MS能够消除或抑制一个或多个主干扰源。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述AP还使用所述处理逻辑，以进行DL资源选择，所述资源选择包括以下各项的集合之一:使用所有可用的发送天线来应用DL多输入/多输出“MIMO” ；以及使用少于所有可用的发送天线来应用DL MIMO。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述AP还使用所述处理逻辑，以从无线资源的集合中选择无线资源的子集，以及所述AP还使用所述处理逻辑，以根据所述MS观察到并在高级资源分配“ARA”响应消息中向所述AP提供的DL信道质量来发送ARA消息。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述AP还使用所述处理逻辑，以根据从所述 MS接收到的所述ARA响应消息的内容来选择DL无线资源，以及所述AP还使用所述处理逻辑，以响应于接收所述ARA响应消息，向所述MS提供ARA肯定应答“ACK”消息。
21.根据权利要求15所述的方法，其中，通过考虑到以下各项的集合的组合，在上行链路传输期间在所述AP处最小化残余干扰:所述AP的干扰管理能力；所述MS将传输进行定向以减轻干扰的能力，所述能力是动态评估的；以及所述一个或多个相邻干扰AP对来自第二 MS的传输进行定向以减轻所述AP处的干扰的能力，所述第二 MS由所述一个或多个相邻干扰AP相应地提供服务。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述AP还使用所述处理逻辑，以进行UL无线资源选择并调整与传输相关联的传输参数，使得所述MS能够消除或抑制一个或多个主干扰源。
23.根据权利要求15所述的方法，其中，所述AP还使用所述处理逻辑，以进行UL资源选择，所述资源选择包括以下各项的集合之一:使用所有可用的接收天线来应用UL多输入/多输出“MIMO” ；以及使用少于所有可用的接收天线来应用UL MIMO。
24.根据权利要求15所述的方法，其中，所述AP还使用所述处理逻辑，以向所述MS提供用于UL传输的高级无线资源许可“ARG”。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述AP还使用所述处理逻辑，以接收来自所述 MS的ARG响应消息和来自所述一个或多个相邻干扰AP的ARG通知肯定应答“ACK”消息，所述ARG响应消息包括与所述移动台的干扰管理能力相关联的能力数据。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述AP还使用所述处理逻辑，以向所述MS提供ARG响应ACK消息，所述ARG响应ACK消息包括针对所述MS的干扰避免指令。
27.根据权利要求1所述的方法，其中，所述AP还使用所述处理逻辑，以在所述AP和所述一个或多个相邻干扰AP之间建立安全隧道，所述安全隧道是经由所述MS建立的。
28.根据权利要求 13所述的方法，其中，所述AP还使用所述处理逻辑，以通过所述安全隧道经由所述MS向所述一个或多个相邻干扰AP发送认证密钥，所述认证密钥用于后续的附着或认证操作。
【文档编号】H04W72/08GK103563470SQ201180071311
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2011年5月31日 优先权日:2011年5月31日
【发明者】罗伯特·诺瓦克, 钱德拉·谢卡尔·邦图, 沙利尼·苏雷什·佩里亚尔沃 申请人:黑莓有限公司