用于协作式多点下行链路传输的网络中心的链路适配的制作方法
【专利摘要】协作式多点（CoMP）小区控制器为CoMP小区中的用户设备（UE）执行网络中心的链路适配。CoMP小区控制器从CoMP小区中的UE接收至少不频繁的信道估计，它据此来估计该UE处的下行链路信道和热噪声。CoMP小区控制器知道UE处要接收的期望信号，以及CoMP小区中往其他UE的传输对该UE的CoMP小区内干扰。CoMP小区从UE接收其他CoMP小区的传输所导致的CoMP小区间干扰的报告。基于下行链路信道质量、期望信号、CoMP小区内干扰、CoMP小区间干扰以及热噪声，CoMP小区控制器通过为后续传输持续时间（如TTI）选择调制和编码方案以及其他传输参数来执行链路适配。
【专利说明】用于协作式多点下行链路传输的网络中心的链路适配
[0001] 交叉引用 本发明申请是2009年6月12日提交且转让给本申请的受让人的美国专利申请号 12/483, 603,标题为"用于协作式多点下行链路传输的网络中心链路适配"的部分延续 (CIP)，其公开通过引用将其整体并入本文，如同在本文完整陈述。
【技术领域】
[0002] 本发明一般涉及无线通信网络，更具体来说涉及用于协作式多点（CoMP)小区的下 行链路适配的网络中心系统和方法。
【背景技术】
[0003] 无线蜂窝通信网络是众所周知的且广泛地部署，并且向数百万订户提供移动语音 和数据通信。在蜂窝网络中，固定收发器(基站、节点B等）提供与地理区域或小区（正如本 文所使用，术语扇区与小区是同义的)内多个订户的双向无线电通信。蜂窝通信网络的一个 永恒的设计目标是，高效且持续地以高数据速率向移动订户交付通信服务。
[0004] 许多现代无线通信协议，如UTRAN的高速下行链路分组访问（HSDPA)和长期演进 (LTE)利用链路适配以在变化的链路质量下将下行链路通信的数据速率最大化。链路适 配-在本领域中也称为适配调制和编码-是通过动态地改变调制(例如，QPSKU6-QAM、 64-QAM)、前向纠错（FEC)编码中的冗余度级别或程度以及其他信号和协议参数来将数据速 率最大化以便在给定的无线电链路状况下向UE交付最大速率的一种技术。在链路适配中， 网络收发器基于至每个UE的下行链路信道的瞬时质量的估计从中选择一组定义的调制技 术、编码方案等。信道质量信息典型地由UE来报告，并且可以包括UE测量或估计的信号干 扰和噪声比（SINR)。在正交频分复用（OFDM)中，分配给UE的副载波上的SINR向量是， SINR(t) = [SINR(kl;t) SINR(k2;t) .... SINR(K; t)], 其中SINR(k;t)是时间"t"时副载波"k"（k=kl，k2，…，Κ)处的SINR。
[0005] UE所经历的SINR(k;t)-般取决于传送到UE的期望信号、来自相同子小区中对其 他UE的传输的干扰、来自其他子小区对其他UE的传输的干扰以及热噪声。常规链路适配可 以描述为UE中心的，因为每个UE周期性地测量SINR(k; t)，并在上行链路上将这些测量报 告给网络-存在若干传输时间间隔（TTI)的延迟-例如在信道质量信息（CQI)报告中进 行报告。此类UE中心的链路适配的重大缺陷是，在面向分组的蜂窝系统中，所属小区和其 他小区干扰典型地在TTI之间变化，具体取决于网络收发器处的调度而定。相应地，UE报告 的SINR(k;t)是非常差的SINR(k;t+d)的预测器，其中"d"是正延迟。此差预测导致先前的 无线电资源利用不足，并且可能大大地降低系统的整体频谱效率。再者，尝试通过增加 CQI 报告频度、缩短"d"、增加上行链路拥塞和减少上行链路数据来改进UE报告的SINR(k; t+d) 的预测值。
[0006] UE处经历的瞬时SINR的准确预测以便能够实现快速且准确的链路适配，代表无 线通信网络设计和运营中的主要挑战。
【发明内容】
[0007] 根据本文所公开和要求权利的一个或多个实施例，由每个CoMP小区控制器来执 行网络中心的链路适配过程。该CoMP小区控制器从CoMP小区中的UE接收至少频繁的信 道估计，据此估计UE处的下行链路信道质量以及热噪声。该CoMP小区控制器知道UE处要 接收的期望信号、以及CoMP小区中对其他UE的传输所导致的对该UE的CoMP小区内干扰。 该CoMP小区从UE接收其他CoMP小区的传输所导致的CoMP小区间干扰的报告。基于下行 链路信道质量，期望信号、CoMP小区内干扰、CoMP小区间干扰以及热噪声，CoMP小区控制器 通过为将来的传输持续时间（如，TTI)选择调制和编码方案和其他传输参数来执行链路适 配。该CoMP小区控制器可以通过在UE已知的某些间隔期间不从服务于该UE的网络传送 器传送来利用CoMP小区间干扰的估计。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1是无线通信网络中协作式多点（CoMP)小区的功能框图。
[0009] 图2是无线通信网络中协作式多个CoMP小区的功能框图。
[0010] 图3是CoMP小区控制器进行链路适配的方法的流程图。
[0011] 图4示出仿真结果的两个曲线图。
【具体实施方式】
[0012] 常规UE中心的链路适配的本质问题是，即时在低速度下，所属小区干扰和其他小 区干扰仍可能在TTI之间剧烈地变化。这种快速变化的主要原因是时分多址（TDM)调度。 在TDMA调度中，每个小区独立地调度每个资源块（RB);因此，在一个TTI中，小区可以决定 在特定RB上传送，并且此同一个小区可能决定下一个TTI时不在此RB上传送。在多个发 射天线和快速线性预编码的情况下，从每个网络传送器在每个RB上传送的信号的矩阵取 值的发射功率频谱密度(其中每个网络传送器可以由一个或多个发射天线组成）也可能在 不同的TTI之间变化，这取决于在每个RB上调度哪个UE。
[0013] 所属小区干扰和其他小区干扰中的快速时间变化性意味着UE在时间"t"处测量 的SINR与UE在时间"t+d"处经历的SINR之间往往存在很大不匹配。这种不匹配转而将 导致稀缺的无线电资源的利用不充分，并且可能大大地降低系统的整体频谱效率。
[0014] 在LTE中，典型地，在每个小区中，每个RB上仅调度一个用户；因此，LTE中，所属 小区干扰典型地为0。这意味着在LTE中，预测SINR中的误差的主要源头是快速变化的其 他小区干扰。
[0015] 协作式多点（CoMP)是一种将小区间干扰减到最小的技术。多个地理上邻接的小 区-称为子小区-被分组在一起而形成CoMP小区。每个CoMP小区具有中央控制器， 该中央控制器协调其组成子小区，以便将CoMP小区内的小区间干扰(本文称为CoMP小区内 干扰）维持在预定量值以下。CoMP小区控制器协调小区内往返于用户设备（UE)的传输的 调度，和/或使用信号处理技术主动性地抑制干扰。
[0016] 现在将提供有关CoMP技术的附加信息。确切地来说，虽然这里使用术语"CoMP小 区"和"子小区"，但是更近一段时间，CoMP技术将CoMP小区称为"CoMP协作集"或"CoMP 集群"，而组成小区仅称为"小区"而非"子小区"。术语上的这种变更并不意味这里描述的 CoMP功能性。而且，前一段中描述的CoMP技术包含多个子小区。在一些实施例中，CoMP小 区可以包括具有位于不同站点的基站的多个地理上邻接的小区，常常称为"站点间"CoMP技 术。在其他实施例中，CoMP小区可以包括具有位于共同站点的基站的多个地理上邻接的小 区(或扇区)，常常称为"站点内" CoMP技术。因此，例如，蜂窝系统中的站点可以分成三个扇 区，每个扇区覆盖120度，具有三个逻辑上分离的基站。本文描述的多种实施例涵盖这些和 /或其他多小区实施例的任一个实施例。在又一些实施例中，CoMP小区由具有单个基站的 单个小区组成。相应地，下文描述和图1-4应视为涵盖任何CoMP技术，包括多个子小区或 由具有单个基站的单个子小区组成的CoMP小区。
[0017] 图1示出协作式多点（CoMP)小区12,在本示例中，其包括7个常规小区，本文中称 为子小区14。每个子小区14包括网络收发器16 (也称为基站、NodeB、接入点等)，网络收 发器16向子小区14内的订户（包括移动UE18)提供无线通信CoMP小区控制器20 (也称为 演进的NodeB或eNodeB)协调CoMP小区内往UE 18的传输，以便往选定的UE的数据速率 最大化，同时将CoMP小区内干扰维持在预定水平以下。CoMP小区控制器20可以通过调度 和/或通过组合从两个或更多个网络收发器16到任何UE 18的加权的传输来实现这一点。
[0018] 图2示出无线通信网络10,无线通信网络10包括多个CoMP小区12、22、24，每个 CoMP小区包括多个子小区14。虽然CoMP小区控制器20在缓解单个CoMP小区12的CoMP 小区内干扰中是有效的，但是它一般对于相邻CoMP小区22、24中调度的传输一无所知。相 应地，CoMP小区控制器20缺乏据以估计来自其他CoMP小区干扰或CoMP小区间干扰的信 息。有关TDM调度和所属小区干扰和其他小区干扰在不同TTI之间的变化的上述缺陷同 样地也分别适于CoMP内干扰和CoMP内干扰，因为不同CoMP小区之间的传输未得以协调。
[0019] 图1和图2还涵盖CoMP小区12,这些CoMP小区中一个或多个CoMP由单个子小区 14构成。
[0020] 在CoMP小区控制器20处有信道状态信息（CSI)可用的CoMP系统中，每个CoMP 小区12中的控制器20已经具有足够信息来准确地预测给定TTI期间贡献SINR(k; t+d)的 大多数信号。从CoMP小区12服务的UE 18的下行链路信道状态信息，CoMP小区控制器20 可以容易地预测每个UE 18要观察的期望信号以及每个UE 18要观察的CoMP小区内干扰。 再者，可以由UE将每个UE 18观察的热噪声和平均CoMP小区间干扰的估计回报给CoMP小 区控制器20。这使得CoMP小区控制器20能够执行准确的网络中心的链路适配。此类网络 中心的链路适配不仅提高下行链路性能而优于常规UE中心的链路适配，而且还减少UE 18 在上行链路上的信道报告。
[0021] 考虑到第一 UE 18,表示为第一 CoMP小区12服务的UE。，由CoMP小区12服务， CoMP小区12表示为CoMP小区0。假定UE具有单个接收天线，UE。接收的信号可以表示为
【权利要求】
1. 一种由第一协作式多点（CoMP)协作集的控制器为第一用户设备（UE)执行的网络中 心的链路适配的方法，所述第一协作式多点（CoMP)协作集由服务单个小区中多个UE的单 个网络收发器组成，所述方法包括： 确定所述第一 CoMP协作集中的所述单个网络传送器与所述第一 UE之间的下行链路信 道质量； 确定所述第一 UE处要接收的期望信号； 确定往所述第一 CoMP协作集中的其他UE传输对所述第一 UE产生的干扰； 确定所述第一 UE处观察到的热噪声；以及 基于所述下行链路信道质量、所述期望信号、所述CoMP协作集内干扰以及所述热噪 声，执行所述第一 UE的链路适配。
2. 如权利要求1所述的方法，还包括从所述第一 UE接收来自一个或多个其他CoMP协 作集的干扰的测量，以及其中为所述第一 UE执行链路适配还包括，还基于CoMP协作集间干 扰来执行链路适配。
3. 如权利要求2所述的方法，其中接收来自其他CoMP协作集的干扰的测量包括，当所 述第一 CoMP协作集中没有网络收发器传送符号时，接收所述第一 UE观察的干扰的测量。
4. 如权利要求2所述的方法，其中从所述第一 UE接收来自其他CoMP协作集的干扰的 测量包括，接收来自其他CoMP协作集的干扰的频率无关的测量。
5. 如权利要求3所述的方法，其中接收来自其他CoMP协作集的干扰的频率无关的测量 包括，接收在副载波和时间上来自其他CoMP协作集的观察的干扰取均值的测量。
6. 如权利要求2所述的方法，其中从所述第一 UE接收来自其他CoMP协作集的干扰的 测量包括，从所述第一 UE接收来自其他CoMP协作集的干扰和热噪声的测量。
7. 如权利要求2所述的方法，其中为所述第一 UE执行链路适配包括，按如下公式估计 所述第一 UE在副载波"k"和时间"t"处的信号干扰噪声比（SINR):
其中 其中尽(t ()是CoMP协作集0中的网络收发器的一个或多个发射天线与所述第一 UE 的一个或多个天线之间的信道； dm是从所述第一CoMP协作集中的网络收发器的发射天线传送到所述第一UE的信 号的方差； 是所述第一 CoMP协作集与所述UE同时服务的UE的集合； 是所述第一 UE观察到的CoMP协作集内干扰的方差；以及 怂(K)是所述第一 UE处观察到的热噪声的方差。
8. -种协作式多点（CoMP)小区控制器，其包括： 至CoMP协作集中的单个网络收发器的通信接口，所述单个网络收发器为所述CoMP协 作集的单个小区内的多个用户设备（UE)提供无线通信；以及 控制器，所述控制器可操作以将传输参数传送到所述单个网络收发器，以使往选定的 UE的数据速率最大化以及同时向所述CoMP协作集中的其他UE的干扰呈现为低于预定量， 并且还可操作以通过如下步骤执行链路适配： 确定所述第一 CoMP协作集中的所述一个或多个网络传送器与所述第一 UE之间的下行 链路信道质量； 确定所述第一 UE处要接收的期望信号； 确定往所述第一 CoMP协作集中的其他UE传输对所述第一 UE产生的干扰； 确定所述第一 UE处观察到的热噪声；以及 基于所述下行链路信道质量、所述期望信号、所述CoMP协作集内干扰以及所述热噪 声，执行所述第一 UE的链路适配。
9. 如权利要求8所述的控制器，其中所述控制器还可操作以从所述第一UE接收来自一 个或多个其他CoMP协作集的干扰的测量，以及其中所述控制器可操作以基于CoMP协作集 间干扰来执行所述第一 UE的链路适配。
10. 如权利要求9所述的控制器，其中所述控制器可操作以在所述第一 CoMP协作集中 没有网络收发器传送符号时，接收来自其他CoMP协作集的被所述第一 UE观察到的干扰的 测量。
11. 如权利要求9所述的控制器，其中所述控制器还可操作以从所述第一 UE接收来自 其他CoMP协作集的干扰的频率无关的测量。
12. 如权利要求11所述的控制器，其中所述控制器可操作以从所述第一UE接收在副载 波和时间上取均值的来自其他CoMP协作集的干扰的频率无关的测量。
13. 如权利要求9所述的控制器，其中所述控制器可操作以从所述第一 UE接收来自其 他CoMP协作集的干扰和热噪声的测量。
14. 如权利要求9所述的控制器，其中所述控制器可操作以通过如下步骤为所述第一 UE执行链路适配：按如下公式估计所述第一 UE在副载波"k"和时间"t"处的信号干扰噪 声比（SINR):
其中 其中尽&,?()是CoMP协作集0中的网络收发器的发射天线与所述第一 UE的天线之 间的信道； 是从所述第一 CoMP协作集中的网络收发器的发射天线传送到所述第一 UE的信 号的方差 3。0^)是所述第一〇^你作集与所'1册同时服务的册的集合; fism是所述第一 UE观察到的CoMP协作集内干扰的方差；以及 忑U-V)是所述第一 UE处观察到的热噪声的方差。
【文档编号】H04J11/00GK104350697SQ201380030056
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年6月6日 优先权日:2012年6月7日
【发明者】K.赞吉, D.会, A.哈菲斯 申请人:瑞典爱立信有限公司