用于无线系统中干扰减轻的方法和设备的制作方法

用于无线系统中干扰减轻的方法和设备的制作方法
【专利摘要】公开一种方法，用于消除位于小区群集的边缘处的用户设备的群集间干扰。该方法通过对无线邻域中小区的群集或组合采用分数频率复用（FFR）原理来工作，其中小区中的基站以称为协调多点传输（CoMP）的方案来协调其操作。通过对CoMP群集单外边缘用户使用FFR原理，该方法减轻了干扰和增加边缘用户的吞吐量。
【专利说明】用于无线系统中干扰减轻的方法和设备
【技术领域】
[0001]本申请涉及协调多点传输(CoMP)，以及更具体地说，涉及一种用于减轻具有CoMP能力的用户设备的干扰的方法。
【背景技术】
[0002]在常规多小区系统中，位于小区边缘的用户遭受高小区间干扰，并且由于其低信号干扰加噪声比而无法达到高吞吐量。图1示出具有多个蜂窝区域或小区40的无线邻域100，每个蜂窝区域由基站30提供服务。基站30A-30G占据无线邻域100(通称为基站30)。移动穿过无线邻域100的移动装置或其他用户设备(UE) 20偶然位于蜂窝区域40的边缘处。虽然UE 20由基站30A提供服务，但是当位于中心蜂窝区域40的边缘时，UE 20可能遇到来自位于周边蜂窝区域中的若干个中的基站的干扰，即，来自基站30B、30C、30D和30E的干扰。
[0003]因此，位于小区40边缘的用户设备可能遇到高小区间干扰，这又会由于低信号干扰加噪声比(SINR)而导致低吞吐量。
[0004]因此，一直需要一种用于克服现有技术的缺点的方法。
【专利附图】

【附图说明】
[0005]当与附图结合进行时，参考下文详细描述本文档的前述多个方面和许多附带优点将变得更容易地认识到，同时其变得更好理解，其中除非另行指定，否则遍布多个视图中相似的引用数字指代相似的部件。
[0006]图1是根据现有技术的具有为用户设备提供服务的蜂窝区域和基站的无线邻域的不意图；
图2是根据一些实施例的，采用包括增强协调多点传输和增强分数频率复用(fractional frequency reuse)的增强干扰减轻方法的增强基站的框图；
图3是根据一些实施例的，三个小区形成的群集的示意图，其中图2的增强干扰减轻方法使用群集；
图4是根据一些实施例的，用于说明通过图2的增强干扰减轻方法减轻的群集间干扰的具有多个群集的无线邻域的示意图；
图5是根据一些实施例的，图2的增强干扰减轻方法使用的增强协调多点传输的示意
图；
图6是根据一些实施例的，示出图2的增强干扰减轻方法使用的基站与回程之间的操作的示意图；
图7是根据一些实施例的，采用图2的增强干扰减轻方法所使用的协调多点传输的群集的不意图；
图8是根据一些实施例的，采用图2的增强干扰减轻方法所使用的协调多点传输时的回程作用的示意图； 图9是根据一些实施例的，说明图2的增强干扰减轻方法使用的增强协调多点传输的流程图；
图10是根据一些实施例的，被分区用于由图2的增强干扰减轻方法执行增强分数频率复用的群集的示意图；以及
图11是说明根据一些实施例的，图2的增强干扰减轻方法执行的增强分数频率复用操作的流程图。
【具体实施方式】
[0007]根据本文描述的实施例中，公开一种方法，用于消除位于小区群集边缘处的用户设备的群集间干扰。该方法通过对无线邻域中小区的群集或组合采用分数频率复用(FFR)原理来工作，其中小区中的基站以称为协调多点传输(CoMP)的方案来协调它们的操作。对群集单外边缘用户使用FFR原理，该方法减轻了干扰和增加边缘用户的吞吐量。此新方案可以被认为是常规FFR向群集级的扩展。
[0008]在下文的详细描述中，参考了附图，这些附图通过说明的方式示出其中可以实施本文描述的发明主题的特定实施例。但是，要理解，在阅读本公开时，本领域普通技术人员将显见到其他实施例。因此，下文详细描述不应视为在限制意义上的，因为本发明主题的范围由权利要求来定义。
[0009]图2是根据一些实施例的，采用增强干扰减轻方法400的基站30的框图。基站30最少配备有处理器82和存储器84，以便其中可以执行增强干扰减轻方法400。增强干扰减轻方法400以创新方式增强并组合两种公知的原理:协调多点传输和分数频率复用，以减轻位于群集边缘的用户设备的干扰。为了说明增强干扰减轻方法400，下文更详细地描述增强协调多点传输200和增强分数频率复用300的原理，以及如何将这些技术组合。在一些实施例中，增强干扰减轻方法400是加载到基站300的存储器84中并在其中由处理器82执行的软件程序。在其他实施例中，增强干扰减轻方法400是软件和硬件组件的组合，其中软件部分由处理器82来执行。
[0010]在【背景技术】部分中引入的图1的无线邻域100说明小区间干扰的原理，其中用户设备20遇到来自相关小区外部的基站，即，非用户设备的归属基站的基站的干扰
为了移除小区间干扰并增大网络的容量，最近已经提出网络多输入多输出(MMO)，也称为协调多点传输(CoMP)。在CoMP下，有限数量的相邻小区形成群集(CoMP集合)，以及新近形成的群集中的基站执行联合协调或预编码以通过经回程交换信息来为群集中的用户提供服务。
[0011]图3是根据一些实施例的群集或CoMP集合50的框图。群集50由三个小区40A、40B和40C组成，这些小区分别具有支持增强节点基站(eNB) 30A.30B和30C。正如本文所使用的，增强节点基站是支持CoMP的基站。根据CoMP，进入群集50中的用户设备20 (例如，移动装置)将由基站30A、30B和30C中每一个的联合协调来提供服务。虽然用户设备20由三个eNB来联合地提供服务，但是eNB的其中之一保持为指定的“归属”基站。归属eNB一般是最靠近用户设备的基站(例如，从用户设备具有最低路径损耗的基站)。
[0012]通过使用CoMP，可以完全地移除群集50内部的用户的干扰。但是，恰好与前一个示例(图1)中的小区40 —样，群集50边缘上的用户可能遇到相邻群集中的一个或多个基站所导致的干扰(群集间干扰)。
[0013]在图4的无线邻域100中说明这一点，其中相邻小区40形成大小为3的群集50。三个相邻小区40A、40B和40C形成群集50A(蓝色)，相邻小区40D、40E和40F形成群集50B(玫瑰色)以及相邻小区40G、40H和40J形成群集50C (淡紫色)。UE 20位于群集50B的边缘。群集50B中的eNB 30D、30E和30F协作并向UE 20传送有用信号(黑色箭头)，而相邻群集中的eNB 30C、30G、30K和30M向UE 20传送干扰信号(红色箭头)并由此可能导致对该移动装置的群集间干扰。
[0014]在增强CoMP 200下，UE 20通过测量从群集50中的不同eNB传送的参考信号90来估计它至不同eNB的信道方向，并通过使用适合的预编码矩阵指示符(PMI)将测量的信息反馈回其“归属”eNB。而且，UE 20通过估计SINR来测量来自不同eNB的信道质量，并将适合的CQI报告给其“归属” eNB。
[0015]根据一些实施例，图5中说明增强CoMP操作200。使用图4中的群集50B作为示例，UE 20分别从eNB 30D、30E和30F接收到参考信号90D、90E和90F。UE 20使用这些参考信号来估计它至不同eNB的信道方向，然后使用PMI将测量的信息发送到归属eNB，图5中示出为PMI计算70。再者，UE 20测量来自相同的这些eNB 30D、30E、30F的信道质量，并将测量的CQI发送到归属eNB，图5中示出为CQI计算80。在图5的示例中，eNB 30F是归属 eNB ο
[0016]此外，在一些实施例中，每个UE 20基于计算从群集50中的eNB 30至UE 20的路径损耗，并将其与预定义阈值比较来确定其协作的实际大小。因此，实际“协作eNB”(例如，用于执行增强CoMP 200的eNB的数量)可能小于群集中的eNB的数量。作为示例，在路径损耗超过eNB 30D的预定义阈值的情况中，eNB 30E和eNB 30F是协作eNB，而eNB 30D不参与增强CoMP操作200。
[0017]图6示出一示例，该示例中具有三个小区40A、40B、40C的群集50中的三个eNB30A、30B、30C联合地向UE 20传送相应的信号32A、32B、32C。在一些实施例中，与信号传输关联的所有信息(示出为信道信息和数据交换36)经由回程34在群集50中的所有eNB之间共享，以便用于向UE 20的联合信号传输。回程34实际是连接无线邻域中的eNB且用于向eNB传送数据和信道信息的链路。
[0018]图7是根据一些实施例的，具有三个小区40A、40B、40C (每个小区具有相应的eNB40A、40B和40C)且为不同的UE 20A、20B、20C提供服务的群集50的示意图。从图5回顾UE 20测量从不同eNB传送的参考信号(这就是UE如何估计它至eNB的信道方向)，然后使用PMI将此信息反馈回其归属eNB (PMI计算70)。UE 20还通过估计SINR来测量来自不同eNB的信道质量(CQI计算80)，并且还将此报告给归属eNB。图7示出PMI/CQI反馈38，PMI计算70和CQI计算80的结果被每个UE 20A、20B、20C反馈回其相应的归属eNB 40A、40B、40C。虽然图7使之看上去像是虽然eNB正在彼此直接通信，但是信道信息和数据交换36经由回程34 (未示出)在eNB之间进行反馈。信道信息和数据在群集50的所有eNB之间共享。
[0019]图8提供根据一些实施例的，图6中首先介绍的回程34的更详细视图。群集50包括三个 eNB 40G、40H、40J 和六个 UE 20M、20N、20P、20Q、20R、20S，其中每个 eNB 与回程 34通信。在eNB收集信息(示出为信道信息和数据交换36)之后，连接到回程34的中央处理器86中的调度器和波束形成器42收集数据44和信道信息46，并选择群集50中要提供服务的UE。调度器和波束形成器42进一步计算将用于消除群集50中UE之间的干扰的预编码矩阵。在一些实施例中，调度器和波束形成器使用迫零波束形成(ZFBF)以计算预编码矩阵。在此计算之后，将适合的信号发送到每个eNB 40G、40H、40J以便传送到选定的UE。在图8中，在此分析期间，选定了 UE 20N、20Q和20R，而未选UE 20M、20P和20S。
[0020]图9是根据一些实施例的概述上述增强CoMP操作200的流程图。如图5所示，UE从群集50中的相应eNB接收参考信号(框202)。从这些参考信号，UE能够估计它至该群集中的每个eNB的信道方向(框204)。UE然后计算与所有协作eNB对应的CQI(CQI计算80)和PMI (PMI计算70)(框206)，其中协调eNB的数量可以少于群集中的所有eNB。然后将计算的CQI 80和PMI 70发送到归属eNB (框208)，但是位于中央处理器86 (参见图8)的调度器和波束形成器42也接收计算的CQI 80和PMI 70 (框210)。最后，调度器和波束形成器42选择UE，形成用于向该UE传输的波束，并经由回程将它们发送到eNB，然后在eNB中将它们发送到UE (框212)。
[0021]虽然通过使用增强CoMP 200，可以完全地移除群集50内部的UE的干扰，但是群集边缘上的UE可能被相邻群集中的eNB导致的干扰(本文也称为群集间干扰)负面地影响。所以，与图1中UE 20所遇到的小区间干扰一样，当小区40是对应于CoMP来组织时，图4中的UE 20A遇到群集间干扰。
[0022]为了消除群集间干扰，根据一些实施例，提出群集间干扰减轻(ICM)方法400。在ICM方法400下，如上所述，将增强分数频率复用(FFR) 300与增强CoMP 200结合来使用，以减轻群集边缘UE所遇到的干扰，并且由此增加此类群集边缘UE的吞吐量。图10是示出三个群集50A、50B、50C的示意图，其中如图所示，每个群集内的基站采用增强CoMP 200，以及增强FFR 300，以便协调发往/发自穿过相应群集移动的UE的操作。通过对群集采用分数频率复用的原理，将每个群集50A、50B、50C分区成中央区域62 (绿色)和边缘区域，其中群集50A具有黄色边缘区域64A、群集B具有蓝色边缘区域64B以及群集50C具有红色边缘区域64C。图10中的图示仅表示将群集分区成中央区域和边缘区域，而无意反映每个区域的相对数量。因此，边缘区域可能比图10中所示的更大(更厚)或更小(更薄)。
[0023]每个群集具有定义的频带(在图10中也特别显示)，以使设于任何群集的中央区域62处的UE利用频率范围52，而设于边缘区域处的UE利用频带中更小但是专用的区域。位于边缘区域64A (群集50A)处的UE利用频率范围54，位于边缘区域64B (群集50B)处的UE利用频率范围56，以及位于边缘区域64C(群集50C)处的UE利用频率范围58。图10中的频带图示所说明的是，位于群集中央的UE (其不太可能像边缘UE那样遇到群集间干扰)能够共享以绿色示出的频带52。另一方面，对较可能遇到群集间干扰的位于边缘的UE提供频带的专用部分54 (黄色)、56 (蓝色)或58 (红色)，以便减轻此类干扰。位于群集50A的边缘区域64A中的UE仅与位于相同边缘区域64A中的其他UE共享频带54，但是不与位于群集50B的边缘区域4B中的UE共享该频带，后一 UE而是使用频带56。以此方式，边缘UE可能无干扰地向其相应的eNB传送和从其相应eNB接收。
[0024]图11是根据一些实施例的，示出ICM方法400 (图2)的增强FFR 300执行的操作的流程图。最初，将小区40组合以形成群集50 (框图302)。在本文的示例中，群集大小为3，其中三个小区构成该群集，但是群集的大小可以更大或更小。然后将系统资源(即，频带)分成适于执行FFR的正交资源(框304)。
[0025]接下来，ICIM方法400的增强FFR 300确定UE的位置(框306)。如果UE位于边缘区域64A、64B或64C的其中之一(框306的“是”分支)，则增强FFR方法300为边缘区域UE分配资源，即频带54、56或58 (框310)。否则，UE位于群集50之一的中央区域，并且增强FFR方法300相应地分配资源，即频带52 (框308)。在任一情况中，增强FFR 300使用上述增强CoMP 200 (图9)来为UE提供服务，S卩，由驻存在群集50中的eNB 30协调其操作以便为UE提供服务。
[0026]通过将增强CoMP 200与增强FFR 300组合，ICIM方法400确保将对群集中的所有用户消除(或显著减少)干扰。对于群集的内部中的用户，由于增强CoMP 200而减轻了干扰，而对于群集的边缘处的用户，由于增强FFR 300减轻了干扰。再者，在一些实施例中，提高了系统的总吞吐量。
[0027]虽然本申请是相对有限数量的实施例来描述的，但是本领域技术人员将设想到基于此的多种修改和变化。所附权利要求旨在涵盖落入本发明的真实精神和范围内的所有此类修改和变化。
【权利要求】
1.一种方法，其包括: 由无线邻域中的增强节点基站(eNB)采用增强协调多点传输来协调发往和发自穿过所述无线邻域移动的用户设备(UE)的无线传输，其中将所述无线邻域中的蜂窝区域组合以形成群集，每个群集包括多个蜂窝区域，每个蜂窝区域被多个eNB的其中之一占据；以及 所述群集中的所述eNB采用增强分数频率复用来分配要用于所述无线传输的频带，其中将所述群集分成中央区域和多个边缘区域，所述多个边缘区域大致对应于构成所述群集的所述多个蜂窝区域的边缘。
2.如权利要求1所述的方法，所述eNB采用增强协调多点传输还包括: 所述eNB接收多个路径损耗计算，其中所述多个路径损耗计算包括所述UE与所述多个eNB之间的路径损耗；以及 由所述eNB排除所述多个eNB中其路径损耗超过预定义阈值的一个或多个eNB，其中所述多个eNB中未排除的eNB包括协作eNB。
3.如权利要求2所述的方法，还包括: 由所述eNB向所述UE传送参考信号，其中所述参考信号使所述UE能够估计其信道方向。
4.如权利要求3所述的方法，还包括: 由所述eNB接收与每个协作eNB对应的信道质量指示符(CQI)和预编码矩阵指示符(PMI )，其中所述CQI和PMI由所述UE计算。
5.如权利要求4所述的方法，还包括: 由所述eNB将所计算的CQI和PMI发送到调度器，其中所述调度器是包括所述协作eNB的所述多个eNB之间的回程连接的一部分。
6.如权利要求5所述的方法，还包括: 由所述eNB接收所述调度器形成的一个或多个波束，所述一个或多个波束经由所述回程发送到所述协作eNB，其中所述协作eNB将所述一个或多个波束用于至相应UE的传输。
7.如权利要求1所述的方法，采用增强分数频率复用来分配要用于所述无线传输的频带还包括: 由所述eNB确定所述UE位于所述群集的所述中央区域中；以及 由所述eNB将所分配的频带的第一频带用于发往和发自所述UE的无线传输。
8.如权利要求1所述的方法，采用增强分数频率复用来分配要用于所述无线传输的频带还包括: 由所述eNB确定所述UE位于所述群集的所述多个边缘区域的其中之一中；以及 由所述eNB将所述分配的频带中多个较小频带的其中之一用于发往和发自所述UE的无线传输。
9.一种方法，其包括: 穿过无线邻域移动的用户设备(UE)采用增强协调多点传输来协调发往和发自遍布地设在所述无线邻域中蜂窝区域中的协作增强节点基站(eNB)的无线传输，所述协作eNB包括所述无线邻域中的多个eNB的子集，其中将所述蜂窝区域组合以形成群集，每个群集包括多个蜂窝区域，每个蜂窝区域被所述多个eNB中的eNB占据；以及 采用所述频带的一部分来用于发往和发自所述协作eNB的无线传输，其中使用增强分数频率复用来分配所述部分，其中将所述群集分成中央区域和多个边缘区域，所述多个边缘区域大致对应于构成所述群集的所述多个蜂窝区域的边缘。
10.如权利要求9所述的方法，所述UE采用增强协调多点传输还包括: 由所述UE计算从多个eNB中每一个至所述UE的路径损耗，从而得到多个相应的路径损耗计算； 由所述UE将所述多个路径损耗计算与预定义阈值比较；以及 由所述UE排除所述多个eNB中的一个或多个eNB，其中所述剩余的eNB包括所述协作eNB。
11.如权利要求10所述的方法，还包括: 由所述UE从所述群集中的每个协作eNB接收参考信号； 由所述UE基于接收的参考信号来估计从所述UE至所述协作eNB的每一个的信道方向。
12.如权利要求11所述的方法，还包括: 由所述UE计算与所述协作eNB对应的信道质量指示符(CQI)和预编码矩阵指示符(PMI);以及 由所述UE将所计算的CQI和PMI发送到所述协作eNB的归属eNB。
13.如权利要求9所述的方法，采用所述频带的一部分来用于发往和发自所述协作eNB的无线传输还包括: 所述UE使用第一频带接收，其中确定UE位于所述群集的所述中央区域中。
14.如权利要求9所述的方法，采用所述频带的一部分来用于发往和发自所述协作eNB的无线传输还包括: 所述UE使用多个较小频带的其中之一来向所述协作eNB传送，其中确定UE位于所述群集的所述多个边缘区域的其中之一中。
15.一个增强基站(eNB)，其包括: 处理器； 存储器；以及 软件程序，其中将所述软件程序加载到所述存储器中，并由所述处理器执行以执行如下操作: 接收多个路径损耗计算，其中所述多个路径损耗计算包括UE与位于无线邻域中的多个eNB之间的路径损耗；以及 排除所述多个eNB中其路径损耗超过预定义阈值的一个或多个eNB，其中所述多个eNB中未排除的eNB包括协作eNB。
16.如权利要求15所述的eNB，其中所述软件程序还执行如下操作: 向所述UE传送参考信号，其中所述参考信号使所述UE能够估计其信道方向。
17.如权利要求16所述的eNB，其中所述软件程序还执行如下操作: 接收与每个协作eNB对应的信道质量指示符(CQI)和预编码矩阵指示符(PMI )，其中所述CQI和PMI由所述UE计算。
18.如权利要求17所述的eNB，其中所述软件程序还执行如下操作: 将所计算的CQI和PMI发送到调度器，其中所述调度器是包括所述协作eNB的所述多个eNB之间的回程连接的一部分。
19.如权利要求18所述的eNB，其中所述软件程序还执行如下操作: 接收所述调度器形成的一个或多个波束，所述一个或多个波束经由所述回程发送到所述协作eNB，其中所述UE将所述一个或多个波束用于至相应协作eNB的传输。
20.如权利要求19所述的eNB，其中所述软件程序还执行如下操作: 如果所述UE位于所述群集的所述中央区域中: 则将所分配的频带的第一频带用于发往和发自所述UE的无线传输； 否则，将所分配的频带中多个较小频带的其中之一用于发往和发自所述UE的无线传输。
【文档编号】H04W16/04GK103620974SQ201280032556
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年6月28日 优先权日:2011年6月30日
【发明者】H.施拉尼-梅尔, Y-S.蔡, H.殷 申请人:英特尔公司