用于在无线通信系统中支持分布式mimo的方法和装置制造方法

用于在无线通信系统中支持分布式mimo的方法和装置制造方法
【专利摘要】描述了用于支持分布式MIMO的技术。对于多用户分布式MIMO，小区将其发射功率指向UE，同时减小了对相邻小区中的UE的干扰。对于单用户分布式MIMO，多个小区同时向一个UE发送传输。在一个方案中，UE发送关于服务小区和非服务小区的信道估计，用以支持多用户分布式MIMO。每一个小区都可以使用所述信道估计来选择UE进行数据传输，并确定用以向所选择的UE进行数据传输的预编码向量。在另一个方案中，UE发送关于服务小区和非服务小区的CQI信息，以支持单用户分布式MIMO。每一个小区都可以使用所述CQI信息来选择UE进行数据传输，并确定用于所选择的UE的调制和编码方案。在再另一个方案中，UE通过考虑非服务小区的干扰置零来确定关于服务小区的CQI信息。
【专利说明】用于在无线通信系统中支持分布式ΜΙΜΟ的方法和装置
[0001] 本申请是申请日为2009年8月6日、申请号为200980130828. 6的发明专利申请 的分案申请。
[0002] 本申请要求于2008年8月11日提交的题为"METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING DISTRIBUTED MMO IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM" 的临时美国申请 No. 61/087, 922的优先权，它被转让给其受让人，并通过参考并入本文。

【技术领域】
[0003] 本公开文件总体上涉及通信，更具体的，涉及用于支持在无线通信系统中的数据 传输的技术。

【背景技术】
[0004] 无线通信系统被广泛地部署用以提供各种通信内容，诸如语音、视频、分组数据、 消息传送、广播等。这些无线系统可以是能够通过共享可用系统资源来支持多个用户的多 址系统。这种多址系统的实例可以包括码分多址（CDMA)系统、时分多址（TDMA)系统、频分 多址（FMDA)系统、正交FDMA(OFDMA)系统、以及单载波FDMA(SC-FDMA)系统。
[0005] 无线通信系统（例如，蜂窝系统）可以包括多个节点B，其可以支持多个用户装置 (UE)的通信。UE可以经由下行链路和上行链路与节点B进行通信。下行链路（或者前向 链路）指的是从节点B到UE的通信链路，上行链路（或者反向链路）指的是从UE到节点 B的通信链路。
[0006] UE可以在多个小区的覆盖内，在这里术语"小区"指的是节点B的覆盖区域和/或 服务于该覆盖区域的节点B子系统。可以将一个小区选择为UE的服务小区，而剩余的小区 可以称为非服务小区。UE可以观测到来自非服务小区的强烈干扰。希望以即使在很强的非 服务小区存在的情况下也能够实现良好性能的方式，来将数据发送到UE。


【发明内容】

[0007] 本文描述了用于支持单用户和多用户分布式多输入多输出（ΜΙΜ0)传输的技术。 在一个多用户分布式ΜΜ0的设计方案中，小区可以向UE发送传输，以使得将该小区的发射 功率指向该UE，同时减小对一个或多个相邻小区中的一个或多个其他UE的干扰。在单用户 分布式ΜΙΜ0的一个设计方案中，多个小区可以同时向UE发送传输。
[0008] 在一个方案中，UE可以发送关于其服务小区以及一个或多个非服务小区的信道估 计，以支持多用户分布式ΜΙΜ0。每一个小区都可以从由该小区服务的UE以及在相邻小区中 的UE接收信道估计。每一个小区都可以使用全部UE的信道估计来：（i)为该小区的数据 传输选择UE，及（ii)确定用于对所选择的UE进行的数据传输的预编码向量，以便减小对相 邻小区中UE的干扰。
[0009] 在一个设计方案中，UE可以确定关于第一小区（例如，服务小区）的第一信道估 计，确定关于第二小区（例如，非服务小区）的第二信道估计，并确定关于第一小区的信道 质量指示（CQI)信息。UE可以发送反馈信息，其包括第一和第二信道估计及CQI信息。UE 此后可以接收由第一小区根据第一信道估计和CQI信息向UE发送的第一传输。UE还可以 接收由第二小区根据第二信道估计向另一个UE发送的第二传输，以减小对该UE的干扰。 [0010] 在另一个方案中，UE可以发送关于其服务小区以及一个或多个非服务小区的CQI 信息，以支持单用户分布式ΜΙΜΟ。每一个小区都可以从由该小区服务的UE以及相邻小区中 的UE接收CQI信息。每一个小区都可以使用全部UE的CQI信息来：（i)为该小区的数据 传输选择UE，及（ii)确定用于对所选择的UE进行的数据传输的调制和编码方案。
[0011] 在一个设计方案中，UE可以确定关于第一小区的第一 CQI信息，确定关于第二小 区的第二CQI信息，并发送包括第一和第二CQI信息的反馈信息。UE此后可以接收由第一 小区根据第一 CQI信息向该UE发送的第一传输。UE还可以接收由第二小区根据第二CQI 信息向该UE发送的第二传输。可以在未被第一和第二小区用于其他UE的资源上同时发送 第一和第二传输。
[0012] 在再另一个方案中，UE可以通过考虑一个或多个非服务小区的干扰置零 (interference nulling)，来确定关于服务小区的CQI信息。非服务小区可以根据从UE接 收到的信道估计来执行波束调向，以置零或减小对UE的干扰。UE随后可以观测到来自非服 务小区的减少的干扰，并能够获得更高的信号噪声干扰比（SINR)。UE因此在估计SINR时 可以考虑来自执行干扰置零的每一个非服务小区的较低的干扰。这可以得到用于从服务小 区到该UE的数据传输的更准确的CQI信息。在一个设计方案中，UE可以通过考虑来自为减 小对UE的干扰而执行波束调向的第二小区的较低的干扰，来为第一小区估计SINR。UE可 以根据所估计的SINR确定CQI信息，并可以向第一小区发送CQI信息。UE此后可以接收由 第一小区根据该CQI信息向UE发送的传输。
[0013] 以下更详细地描述公开文件的多个方案和特点。

【专利附图】

【附图说明】
[0014] 图1显示了一种无线通信系统。
[0015] 图2显示了用于多用户分布式ΜΙΜΟ的下行链路传输。
[0016] 图3显示了用于单用户分布式ΜΙΜΟ的下行链路传输。
[0017] 图4和5分别显示了用于以多用户分布式ΜΜ0接收数据的处理和装置。
[0018] 图6和7分别显示了用于以多用户分布式ΜΜ0发送数据的处理和装置。
[0019] 图8和9分别显示了用于以单用户分布式ΜΜ0接收数据的处理和装置。
[0020] 图10和11分别显示了用于以单用户分布式ΜΜ0发送数据的处理和装置。
[0021] 图12和13分别显示了用于以干扰置零确定CQI信息的处理和装置。
[0022] 图14显示了阶段Β和UE的方框图。

【具体实施方式】
[0023] 本文描述的技术可以用于多种无线通信系统，诸如CDMA、TDMA、FDMA、0FDMA、 SC-FDMA及其它系统。术语"系统"和"网络"常常可互换地使用。CDMA系统可以实现诸如通 用地面无线电接入（UTRA)、cdma2000等无线电技术。UTRA包括宽带CDMA(W-CDMA)和CDMA 的其它变体。cdma2000涵盖了 IS-2000、IS-95和IS-856标准。TDMA系统可以实现例如全 球移动通信系统（GSM)的无线电技术。OFDMA系统可以实现诸如演进UTRA(E-UTRA)、超移动 宽带（UMB)、IEEE 802. 11 (Wi-Fi)、IEEE 802. 16(WiMAX)、IEEE 802. 20、Flash-OFDM汝等 无线电技术。UTRA和E-UTRA是通用移动电信系统（UMTS)的一部分。3GPP长期演进（LTE) 和高级LTE (LTE-A)是使用E-UTRA的UMTS的新版本，其在下行链路上使用OFDMA并在上行 链路上使用SC-FDMA。在名为"第三代合作伙伴计划"(3GPP)的组织的文档中描述了 UTRA、 E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A和GSM。此外，在名为"第三代合作伙伴计划2"（3GPP2)的组织的 文档中描述了 cdma2000和UMB。本文所述的技术可以用于以上给出的系统和无线电技术， 以及其他系统和无线电技术。为了清晰起见，以下针对LTE描述了这些技术的特定方案。
[0024] 图1显示了无线通信系统100,其可以是诸如LTE系统的蜂窝系统或者一些其他系 统。系统100可以包括多个节点B及其他网络实体，其可以支持对多个UE的通信服务。为 了简洁，在图1中仅显示了三个节点B 110a、110b和110c。节点B是与UE进行通信的站， 并且也可以被称为演进的节点B (eNB)、基站、接入点等。每一个节点B 110都为特定地理区 域102提供通信覆盖。为了提高系统容量，可以将节点B的全部覆盖区域分割为多个更小 的区域,例如三个更小的区域104a、104b和104c。每一个更小的区域都可以由各自的节点 B子系统提供服务。在3GPP中，术语"小区"可以指代节点B的最小的覆盖区域和/或服务 于该覆盖区域的节点B子系统。在3GPP2中，术语"扇区"或"小区一扇区"可以指代基站 的最小覆盖区域和/或服务于该覆盖区域的基站子系统。为了清楚起见，在以下描述中使 用了小区的3GPP概念。通常，节点B可以支持一个或多个（例如三个）小区。
[0025] 多个UE可以散布在整个系统中，每一个UE都可以是固定或移动的。为了简洁，图 1在每一个小区中仅显示了一个UE 120。UE还可以被称为移动站、终端、接入终端、用户单 元、站等。UE可以是蜂窝电话、个人数字助理（PDA)、无线调制解调器、无线通信设备、手持 设备、膝上型计算机、无绳电话、无线本地回路（WLL)站等。术语"UE"和"用户"在本文中 可互换地使用。
[0026] 在系统100中，一些UE可能会位于邻居小区的边界处，并可以被称为小区边缘UE。 小区边缘UE可以观测到很高的小区间干扰，它会对性能造成不利的影响。可以使用几个方 案利用空间维度来改善小区边缘UE的性能。例如，可以使用以下方案：
[0027] ?多用户分布式ΜΙΜΟ-以波束调向（beamsteering)从服务小区向UE发送数据传 输，以减小对一个或多个其他小区中的一个或多个UE的干扰，及
[0028] ?单用户分布式ΜΜ0 -从多个小区向UE发送数据传输，以便将来自非服务小区 (例如协作小区）的干扰功率转换为在UE处的预期功率。
[0029] 波束调向是一种用于控制传输的指向目标接收机和/或离开非预期的接收机的 空间方向的处理。如下所述，可以通过在发射机处将预编码向量应用于传输来执行波束调 向。
[0030] 图2显示了使用多用户分布式ΜΜ0的下行链路传输，用于具有覆盖不同地理区域 的三个小区i、j和k的一个节点B。相邻小区通常彼此在边缘重叠，这会允许随着UE在系 统中移动，而使UE在任意位置处从一个或多个小区接收通信覆盖。为了简洁，图2仅显示 了两个UE u和v。UE u是位于小区i和j的边界处的小区边缘UE。可以将小区i选择为 UE u的服务小区，而小区j可以是UE u的非服务小区。UE v位于小区j内。小区j可以 是UE v的服务小区，而小区i可以是UE v的非服务小区。通常，UE可以位于任意数量的 小区的覆盖内，并可以具有任意数量的非服务小区。
[0031] 对于多用户分布式ΜΙΜΟ,每一个小区都可以向在该小区中的一个或多个UE发送 数据，同时减小对一个或多个相邻小区中的一个或多个UE的干扰。例如，小区i可以向UE u发送数据，同时减小对相邻小区j中的UEv的干扰。类似地，小区j可以向UE v发送数 据，同时减小对相邻小区i中的UE u的干扰。通常，每一个小区都可以形成指向其UE的空 间波束，同时置零或减小对相邻小区中UE的干扰。在相邻小区中的UE随后可以观测到较 小的小区间干扰。
[0032] 图3显示了使用单用户分布式ΜΜ0的下行链路传输，用于具有三个小区i、j和k 的一个节点B。对于单用户分布式ΜΜ0,多个小区可以同时向同一 UE发送不同的数据流。 例如，小区i可以向UE u发送一个数据流，小区j可以向UE u发送另一个数据流。于是， 在UE u处接收到的两个小区i和j的功率就可以是预期功率（而不是仅仅是服务小区i 提供预期功率而非服务小区j提供干扰功率）。
[0033] 在一个方案中，为了支持单用户和多用户分布式ΜΜ0以及利用空间维度的其他 方案，UE可以估计并发送回关于其服务小区以及一个或多个非服务小区的信道估计。关 于小区的信道估计可以包括复合信道增益，并且其还可以被称为信道方向指示符（CDI)信 息。UE估计并发送回关于向该UE发送数据的每一个小区的CQI信息。CQI信息可以包括 SINR、调制和编码方案（MCS)或等价的信息。通常，关于每一个小区的反馈信息可以包括 ⑶I ?目息、CQI /[目息、其他/[目息、或其任意组合。0)1和/或CQI /[目息可以是宽带的，并且可 以适用于整个系统带宽。可替换地，可以将系统带宽分割为多个子带，可以为每一个感兴趣 子带给出⑶I和/或CQI信息。
[0034] 为了简洁，以下的许多描述是针对对于UE u的数据传输的，UE u可以具有一个服 务小区i和具有索引j的一个或多个非服务小区。对于多用户分布式ΜΙΜ0,服务小区i可 以向UE u发送数据，非服务小区j可以为UEu执行干扰置零。对于单用户分布式ΜΜ0,月艮 务小区i和非服务小区j都可以向UE u发送数据。
[0035] 对于例如图2所示的多用户分布式MM0，UE u可以发送回关于服务小区i的⑶I 和CQI信息，用以对于UE u的数据传输，以及发送回关于一个或多个非服务小区的CDI信 息，例如关于造成对UE u的强烈干扰的每一个非服务小区的CDI信息。每一个非服务小区 都可以使用⑶I信息来减小对UE u的干扰。
[0036] UE u可以如下来确定关于服务小区i的⑶I信息。UE u可以首先例如根据从服 务小区接收到的参考信号或导频获得关于服务小区i的信道估计。如果UE u配备了单个 天线，那么就可以由1 X T信道响应行向量hiu来给出信道估计，其中T是服务小区i的天线 数量。向量hiu可以包括T个元素，每一个元素都对应于服务小区i的一个天线的一个复合 信道增益。UE u可以将该信道响应向量除以其量值，以获得单位模向量，如下：
[0037]

【权利要求】
1. 一种用于无线通信的方法，包括： 从与第一小区进行通信的第一用户装置UE接收第一信道估计； 从与第二小区进行通信的第二UE接收第二信道估计； 根据所述第一信道估计和所述第二信道估计选择用于所述第一小区的预编码向量，以 便将所述第一小区的发射功率指向所述第一 UE，并减小对所述第二UE的干扰，其中，所述 第一小区是所述第二UE的非服务小区；并且 根据所述预编码向量从所述第一小区向所述第一 UE发送传输。
2. 如权利要求1所述的方法，进一步包括： 从所述第一 UE接收信道质量指示CQI信息； 根据所述CQI信息确定调制和编码方案；并且 根据所述调制和编码方案产生用于所述第一 UE的所述传输。
3. 如权利要求1所述的方法，进一步包括： 根据所述第一信道估计和所述第二信道估计确定在所述第一 UE与所述第二UE之间的 空间正交性；以及 根据在所述第一 UE与所述第二UE之间的所述空间正交性选择所述第一 UE进行传输。
4. 一种用于无线通信的装置，包括： 用于从与第一小区进行通信的第一用户装置UE接收第一信道估计的模块； 用于从与第二小区进行通信的第二UE接收第二信道估计的模块； 用于根据所述第一信道估计和所述第二信道估计选择用于所述第一小区的预编码向 量，以便将所述第一小区的发射功率指向所述第一 UE并减小对所述第二UE的干扰的模块， 其中，所述第一小区是所述第二UE的非服务小区；以及 用于根据所述预编码向量从所述第一小区向所述第一 UE发送传输的模块。
5. 如权利要求4所述的装置，进一步包括： 用于从所述第一 UE接收信道质量指示CQI信息的模块； 用于根据所述CQI信息确定调制和编码方案的模块；以及 用于根据所述调制和编码方案产生用于所述第一 UE的所述传输的模块。
6. -种用于无线通信的方法，包括以下步骤： 通过考虑来自第二小区的干扰，来估计在用户装置UE处对于第一小区的信号噪声干 扰比SINR，其中，所述第二小区根据来自所述UE的信道估计执行波束调向以减小对所述UE 的干扰，并且其中，所述第二小区是所述UE的非服务小区； 根据所估计的SINR确定信道质量指示CQI信息； 向所述第一小区发送所述CQI信息；以及 接收由所述第一小区根据所述CQI信息发送到所述UE的传输。
7. 如权利要求6所述的方法，进一步包括以下步骤： 获得关于所述第二小区的信道响应向量； 根据所述信道响应向量从一组信道向量中选择信道向量；并且 将所述选择的信道向量发送到所述第二小区； 其中，所述第二小区根据所述选择的信道向量选择预编码向量，并根据所述预编码向 量执行波束调向以减小对所述UE的干扰。
8. 如权利要求6所述的方法，其中，估计在所述UE处的SINR的步骤包括以下步骤： 确定在所述UE处对于所述第一小区的接收功率； 估计在所述UE处的噪声；以及 根据对于所述第一小区的所述接收功率、所估计的在所述UE处的噪声以及对于来自 所述第二小区的零干扰功率的假设，来估计在所述UE处的所述SINR。
9. 如权利要求6所述的方法，其中，估计在所述UE处的SINR的步骤包括以下步骤： 确定在所述UE处对于所述第一小区的接收功率； 确定在所述UE处由所述第二小区的部分干扰置零造成的来自所述第二小区的干扰功 率； 估计在所述UE处的噪声；以及 根据对于所述第一小区的所述接收功率、来自所述第二小区的所述干扰功率以及所估 计的在所述UE处的噪声，来估计在所述UE处的所述SINR。
10. 如权利要求7所述的方法，其中，估计在所述UE处的SINR的步骤包括以下步骤： 确定在所述UE处对于所述第一小区的接收功率； 根据关于所述第二小区的所述信道响应向量以及基于所述信道响应向量和用于所述 第二小区的所述选择的信道向量而确定的误差项，来确定在所述UE处的来自所述第二小 区的干扰功率； 估计在所述UE处的噪声；以及 根据对于所述第一小区的所述接收功率、来自所述第二小区的所述干扰功率以及所估 计的在所述UE处的噪声，来估计在所述UE处的所述SINR。
11. 一种用于无线通信的装置，包括： 用于通过考虑来自第二小区的干扰来估计在用户装置UE处对于第一小区的信号噪声 干扰比SINR的模块，其中，所述第二小区根据来自所述UE的信道估计执行波束调向以减小 对所述UE的干扰，并且其中，所述第二小区是所述UE的非服务小区； 用于根据所估计的SINR确定信道质量指示CQI信息的模块； 用于向所述第一小区发送所述CQI信息的模块；以及 用于接收由所述第一小区根据所述CQI信息向所述UE发送的传输的模块。
12. 如权利要求11所述的装置，其中，用于估计在所述UE处的SINR的模块包括： 用于确定在所述UE处对于所述第一小区的接收功率的模块； 用于估计在所述UE处的噪声的模块；以及 用于根据对于所述第一小区的所述接收功率、所估计的在所述UE处的噪声以及对于 来自所述第二小区的零干扰功率的假设，来估计在所述UE处的所述SINR的模块。
13. 如权利要求11所述的装置，其中，用于估计在所述UE处的SINR的模块包括： 用于确定在所述UE处对于所述第一小区的接收功率的模块； 用于确定在所述UE处由所述第二小区的部分干扰置零造成的来自所述第二小区的干 扰功率的模块； 用于估计在所述UE处的噪声的模块；以及 用于根据对于所述第一小区的所述接收功率、来自所述第二小区的所述干扰功率以及 所估计的在所述UE处的噪声，来估计在所述UE处的所述SINR的模块。
【文档编号】H04B7/04GK104301013SQ201410508475
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2009年8月6日 优先权日:2008年8月11日
【发明者】侯纪磊, J·蒙托霍 申请人:高通股份有限公司