用于共享干扰信息的控制实体、接入节点和方法与流程

本发明涉及控制实体和接入节点。此外，本发明还涉及相应的方法、计算机程序和计算机程序产品。

背景技术：

干扰是无线通信系统中的一个问题。用户节点(user node，UN)可能会受到来自两个或多个接入节点(access nodes，ANd)的干扰。因此，需要处理当前和未来无线通信系统中的干扰，以便增加小区边缘的用户的数据速率。此外，在超密集网络中，不在小区边缘的用户也可能遭受重大干扰。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种解决方案，其减轻或解决传统解决方案的不足和问题。

上述目的通过独立权利要求的主题来解决。本发明的其他有利的实施形式可以在从属权利要求中找到。

根据本发明的第一方面，利用用于连接到至少一个第一接入节点和至少一个第二接入节点的控制实体来实现上述和其他目的，其中所述控制实体被配置为：

a.指示所述第二接入节点共享对用户的干扰泄漏，

b.指示所述第一接入节点基于来自所述第二接入节点的所述干扰泄漏来计算信号与干扰加噪声比(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio，SINR)值；以及

c.指示所述第一接入节点基于所述第二接入节点的所述SINR，为每个用户选择调制和编码方案(modulation and coding scheme，MCS)。

该解决方案基于在相邻ANd或相邻ANd集群或UNd之间共享关键干扰信息。这使得预测或减轻所述集群间/小区间干扰成为可能。它允许协调MU-MIMO系统中相邻接入节点或集群之间的干扰。可以预测MU-MIMO系统中由用户所经历的所述干扰。另一个优点是可以更准确地确定所述调制和编码方案(MCS)，从而增加所述整个系统的吞吐量。此外，可以在对数据交换要求较低的集群边界中执行联合链路自适应。

按照根据第一方面的本发明的第一种可能的实施形式，所述控制实体还被配置为：

a.指示所述第一接入节点共享对用户的干扰泄漏，

b.指示所述第二接入节点基于来自所述第一接入节点的所述干扰泄漏来计算SINR值；以及

c.指示所述第二接入节点基于所述第二接入节点的所述SINR为每个用户选择调制和编码方案(MCS)。

因此，第一和第二接入节点都可以考虑连接到所述其他各个接入节点的所述用户的干扰泄漏信息。

按照根据本发明的第一种可能实现形式的本发明的第二种可能实现形式，所述第一种可能实现形式根据第一方面，所述控制实体被配置为指示所述第一接入节点将对用户的所述干扰泄漏直接共享给所述第二接入节点。因此，所述干扰泄漏可以直接从所述第一接入节点共享给所述第二接入节点，而不经由所述控制实体对其进行间接通信。

按照根据第一方面的前述实现形式中任一种或第一方面的本发明的第三种可能实现形式，所述控制实体被配置为指示所述第二接入节点直接向所述第一接入节点共享对用户的所述干扰泄漏。因此，所述干扰泄漏可以直接从所述从第二接入节点共享给所述第一接入节点，而不经由所述控制实体对其进行间接通信。

按照根据第一方面的前述实现形式中任一种或第一方面的本发明的第四可能实现形式，所述控制实体被配置为，如果所述第二接入节点的所述干扰泄漏高于阈值水平，指示所述第一接入节点执行一个或多个用户重新调度。因此，如果用户的所述干扰太高，则可以将这个特定的用户重新调度到例如上行链路资源可用的下一个可用传输时间间隔(transmission time interval，TTI)。

按照根据第一方面的前述实现形式中任一种或第一方面的本发明的第五可能实现形式，所述控制实体被配置为经由第二控制器与所述至少一个第二接入节点通信。因此，可以在两个或更多个控制实体之间执行通信，每个控制实体与一个或多个用户节点通信。

根据第二方面，本发明涉及一种用于无线通信系统的接入节点，其中所述接入节点被配置为：

a.接收对第二接入节点的用户的干扰泄漏，

b.基于来自所述第二接入节点的所述干扰泄漏来计算SINR值，以及

c.基于所述第二接入节点的所述SINR为每个用户选择调制和编码方案(MCS)。

因此，所述解决方案基于在相邻ANd或相邻ANd集群或UNd之间共享关键干扰泄漏信息。这使得预测或减轻所述集群间/小区间干扰成为可能。它允许协调MU-MIMO系统中相邻接入节点或集群之间的干扰。可以预测MU-MIMO系统中的用户所经历的所述干扰。另一个优点是可以更准确地确定所述调制和编码方案(MCS)，从而增加所述整个系统的吞吐量。此外，可以在对数据交换要求较低的集群边界中执行联合链路自适应。

按照根据第二方面的本发明的第一种可能实现形式，所述接入节点进一步被配置为，获取对所述接入节点的用户的干扰泄漏，并将所述接入节点的所述干扰信息共享给所述第二接入节点。

按照根据本发明的第一可能实现形式的本发明的的第二种可能实现形式，所述第一种可能的实现形式根据第二方面，所述接入节点被配置为，在接收所述接入节点的所述干扰泄漏之前，创建对一个或多个用户的调度决策。

按照根据本发明的第二种可能实现形式的本发明的第三种可能实现形式，所述第二种可能的实现形式根据第二方面，所述接入节点被配置为，如果所述第二接入节点的所述干扰泄漏高于阈值水平，则执行对所述一个或多个用户的重新调度。

按照根据第二方面的前述实现形式中的任一种或第二方面的本发明的第四种可能的实现形式，接入节点被配置为通过指导来自所述接入节点的发送功率来向用户发送数据。因此，可以减少所述用户所经历的所述干扰。

按照根据本第二方面的前述实现形式中的任一种或第二方面的本发明的第五种可能实现形式，所述接入节点包括定时器，其中所述接入节点被配置为，等待对所述第二接入节点的所述干扰泄漏的所述接收直到所述定时器超时，并且如果在所述定时器超时之前，接收到所述第二接入节点的所述干扰泄漏，则继续执行对所述SINR值的计算以及选择MCS。因此，所述接入节点可以以使得其不损害其他系统相关任务的方式等待所述干扰信息。

按照根据第二方面的前述实现形式中的任一种或第二方面的本发明的第五种可能实现形式，所述接入节点包括根据第一方面或第一方面的实施形式中的任一种的控制实体。

根据第三方面，本发明涉及一种用于无线通信系统的方法，所述方法包括：

a.接收对第二接入节点的用户的干扰泄漏，

b.基于来自所述第二接入节点的所述干扰泄漏计算SINR值，以及

c.基于所述第二接入节点的所述SINR，为第一接入节点的每个用户选择调制和编码方案(MCS)。

按照根据第三方面的本发明的第一种可能实施形式，所述方法包括，指示所述第一接入节点将对对用户的所述干扰泄漏直接共享给所述第二接入节点。

按照根据第三方面的前述实施形式中的任一种或第三方面的本发明的第二种可能实现形式，包括将对用户的所述干扰泄漏从所述第二接入节点直接共享给所述第一接入节点。

按照根据第三方面的前述实施形式中的任一种或第三方面的本发明的第三种可能实现形式，所述方法包括，如果所述第二接入节点所述干扰泄漏高于阈值水平，则执行一个或多个用户的重新调度。

按照根据第三方面的前述实施形式中的任一种或第三方面的本发明的第四种可能实现形式，所述方法包括，经由第二控制实体与所述至少一个第二接入节点间接地通信。

按照根据第三方面的前述实施形式中的任一种或第三方面的本发明的第五种可能实现形式，所述方法包括，在接收到所述其他接入节点的所述干扰泄漏之前，创建一个或多个用户的调度决策。

按照根据第三方面的本发明的第五种可能实现形式的本发明的第六种可能实现形式，包括如果所述其他接入节点的所述干扰泄漏高于阈值水平，则执行所述一个或多个用户的重新调度。

按照根据第三方面的前述实施形式中的任一种或第三方面的本发明的第七种可能实现形式，所述方法包括对所述其他接入节点的所述干扰泄漏的所述接收等待预定时间段，并且如果在所述预定的时间段到期之前接收到所述第二接入节点的所述干扰泄漏，则继续执行对所述SINR值的计算以及选择MCS。

根据第四方面，本发明涉及一种计算机程序，其具有当所述计算机程序在计算机上运行时，用于执行根据第三方面或第三方面的可能的实现形式中的任一种的方法的程序代码。本发明还涉及一种计算机程序，其特征在于程序代码装置，其在由处理装置运行时，使所述处理装置执行根据本发明的任何方法。此外，本发明还涉及一种包括计算机可读介质和所述计算机程序的计算机程序产品，其中所述计算机程序被包括在计算机可读介质中，并且包括来自以下组中的一个或多个：ROM(只读存储器)、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除PROM)、闪存、EEPROM(电EPROM)和硬盘驱动器。

根据第三方面或第四方面的方法的优点与根据第一方面和第二方面的相应权利要求的优点相同。

本说明书和相应的权利要求中的“或”应被理解为涵盖“和”和“或”的数学OR，并且不被理解为XOR(异或)。

从下面的详细描述中，本发明进一步的应用和优点将显而易见。

附图说明

附图旨在阐明和解释本发明的不同实施例，其中：

图1示出了根据本发明实施例的一无线通信系统。

图2示出了根据本发明实施例的另一无线通信系统。

图3示出了根据本发明实施例的又一无线通信系统。

图4示出了根据本发明实施例的再一无线通信系统。

图5示出了根据本发明实施例的再一无线通信系统。

图6示出了根据本发明实施例的方法。

图7示出了根据本发明实施例的另一方法。

具体实施方式

在动态点选择中，数据传输仍然从单个ANd发生，但是ANd-UNd分配是动态的。具体地，即使ANd-UNd信道保持静止，将数据发送到特定UNd中的ANd也可以在子帧之间改变。动态点选择方案在包含多个ANd的协调区域/集群中是典型的。在ANd处的时空频率资源的抑制是协调调度和动态点选择方案的一个示例。

协调调度和动态点选择方案需要发射机侧(ANd)的信道状态信息(Channel state information，CSI)。这样的CSI可以是确切的信道或其统计表示。可以描述三种用于获取发射机处的CSI的机制，即显式反馈、隐式反馈和探测参考信号(Sounding Reference Signals，SRS)。具体地，第一和第二方案依赖于来自UNd的反馈，而基于SRS的方案包含UL导频信号。在反馈方案中，UNd报告几个ANd的信道属性以及关于噪声和干扰的统计信息。因此，每个ANd可以获取特定UNd和相邻ANd之间的信道。然而，由于大量导致UNd处的高功率消耗的ANd，使得UNd中的反馈方案可能不具有吸引力。在TDD UNd中的上行链路(UL)导频信号可能更有吸引力。然而，这样的方案可能仅在发射机处为单个ANd-UNd对提供CSI。具体地，对于给定的ANd-UNd对(将该ANd称为ANd1)，在使用UL导频信号ANd1处不获取UNd与相邻ANd之间的信道。需要注意的是在协调调度和动态点选择方案中都需要这样的信息。

在LTE-Advanced中，协调调度和动态点选择方案主要基于UNd反馈。具体地，UNd报告用于每个ANd的信道质量指示(Channel Quality Indicator，CQI)以及预编码矩阵指示(Precoding Matrix Indicator，PMI)。或者，UNd可以反馈量化信道或其统计表示(例如，主特征值/特征向量或相关矩阵)。在协调调度中，通过专用逻辑信道(通常是X2接口)的ANd之间的通信主要用于共享调度决策。在动态点选择的情况下，ANd共享公共调度器，并且不需要具有用于在ANd之间通信的逻辑信道。

另一种方法基于探测参考信号(SRS)。具体地，UNd在位于UNd附近的若干ANd处传送用于获取CSI的UL导频信号。

由于在UNd处的能量需求和控制信道开销大，依靠UNd反馈进行小区间干扰协调(inter-cell interference coordination，ICIC)在超密集网络(ultra-dense networks，UDN)中并不具有吸引力。这意味着通过增加用于反馈信道状态信息的上行链路控制数据(信令)而产生开销。另一方面，在几个ANd处估计来自UL信标的信道需要高的用户设备发送功率(预编码方法对差的信道估计敏感)、由于UNd-ANd距离的增加导致的大的循环前缀(从而导致较差的频谱效率)以及用于UL信标调度的集群/小区间协调。需要循环前缀作为正交频分复用(orthogonal frequency-division multiplexing，OFDM)符号之间的时域中的保护间隔，以补偿符号间干扰。较大的站点间距离将会导致更多的符号间干扰，因为接入节点和用户设备之间距离的增加将会增加信道传输延迟和延迟扩展。

前述解决方案中的一个显著缺点是外环链路自适应，其通过基于经历的块错误率(block error rate，BLER)更新用于SINR估计的信号与干扰加噪声比(SINR)偏移量，用于达到特定的BLER目标。在即将到来的先进的MIMO系统中，由于动态调度和波束成形，干扰水平可能在每个传输时间间隔(TTI)处发生很大变化。波束成形意味着基站将其发送功率以窄波束指向被调度的用户。因此，如果不基于调度决策共享干扰信息，则对相邻小区造成的干扰可能是非常局部的并且是不可预测的。

因此，所要求保护的发明旨在预测和/或减轻由相邻和可能不协调的集群/接入节点引起的无线网络中的用户所经历的干扰。这可以通过与关于所调度的决策的相邻/干扰集群/接入节点干扰信息来解决。

图1示出了集群/小区边界处的用户所经历的干扰。其中，UNd1由ANd1调度，并且UNd2由ANd2调度。然而，ANd1会对UNd2造成干扰。同样，ANd2也会对UNd1造成干扰。这可以通过注解为从ANd1到UNd1的传输、使用w1建模、“泄漏”到UNd2来理解。这种泄漏使用h21*w1来建模。这类似于ANd2对UNd1造成的干扰。考虑到这种干扰允许准确的链路自适应，并提高整个系统的吞吐量。减轻集群间干扰也是需要的，尤其当用户所经历的干扰显著时。图1所示的集群包括控制实体101，其也可以被称为控制单元或控制装置。控制实体101被配置为与第一和第二接入节点，ANd1和ANd2，进行通信。因此，控制实体被配置为指示第二接入节点ANd2共享111对用户UNd2的干扰泄漏。干扰泄漏被传送到ANd1，ANd1被指示基于来自第二接入节点ANd2的干扰泄漏来计算信号与干扰加噪声比(SINR)值。然后，指示ANd1基于第二接入节点ANd2的SINR为每个用户选择调制和编码方案(MCS)。

此外，控制实体101被配置为指示第一接入节点ANd1共享对用户UNd1的干扰泄漏。指示第二接入节点ANd2基于来自第一接入节点ANd1的干扰泄漏来计算SINR值。此后，指示第二接入节点ANd2基于第一接入节点ANd1的SINR为每个用户选择调制和编码方案(MCS)。

在这种情况下，干扰泄漏信息通过控制实体在第一ANd1和第二ANd2接入节点之间共享。在图2至图5中示出了用于共享干扰泄漏的方案的其它示例。

如图2所示，一个控制实体201可以被用于在两个以上的接入节点ANd1、ANd2、ANd3和ANd4之间协调和共享干扰泄漏信息210，211。这可以说明一种方案，其中ANd共享处理特定地理区域的公共调度实体。控制实体201可以为多个接入节点ANd1、ANd2、Nd3和ANd4执行MCS选择。

或者，如图3所示，可以使用两个或多个控制实体301和302来在两个以上的接入节点ANd1、ANd2、ANd3和ANd4之间协调和共享干扰泄漏信息310、311和312。两个控制实体301和302具有集群间接口，以聚类边缘接入节点。因此，调度决策可以在集群边缘上共享。在这种情况下，假设链路自适应功能在集中控制实体301、302和接入节点之间分配。因此，控制实体可以计算干扰信息并将其直接共享给接入节点。然后，在接入节点303、304、305和306中进行MCS选择。

在图4中，示出了每个接入节点ANd1、ANd2、ANd3和ANd4可以分别包括对应的控制实体401、402、403和404。因此，各接入节点ANd1、ANd2、ANd3和ANd4中可以包括控制实体。控制实体可以被配置为彼此通信，例如，第一和第二控制实体401和402经由410进行通信，第二和第三控制实体402和403经由411进行通信，并且第三和第四控制实体403和404经由412进行通信。因此，它们可以交换指令并共享诸如干扰泄漏等数据。因此，ANd在它们自身之间具有直接联系，包括它们的邻居。这样的连接能够在没有集中控制实体的情况下，实现调度决策共享。

类似地，在图5中，两个集群的控制实体501和502可以被配置为通信512以交换干扰泄漏信息和/或指令。各控制实体与各集群中的接入节点进行通信，例如，第一控制实体501与ANd1进行通信510，并与ANd2进行通信511。因此，集中控制实体501、502可以在它们之间具有一个可用于共享集群边缘调度决策的接口。

我们考虑一组每一个都由一个或多个ANd组成的集群。在多用户多输入多输出(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output，MU-MIMO)设置中，每个集群包括单个ANd。包括多个ANd的集群可以基于协调波束成形(Coordinated Beamforming，CB)或联合传输(Joint-Transmission，JT)。来自相邻ANd的任何传输都是潜在的干扰源。原则上，ANd可以共享它们对由相邻ANd调度的用户造成的干扰。然而，可以使用实施相关阈值，在此之下，不共享干扰信息。

假设控制实体可以获取关于用户的信息，对其导致的干扰将被计算和共享。可以通过测量相邻区域内的用户的信道来估计干扰泄漏，或者通过使用用户的地理位置的知识来估计干扰泄漏。可以进行例如来自由用户节点发送的导频信号的信道测量。

由于对每个用户所经历的SINR的改进估计，共享这样的干扰泄漏水平允许在每个调度区域内精确的链路自适应。由于只有干扰水平是共享的，这种方案与CoMP不同，不论是CB或JT方式，并且也与干扰对齐方案不同。该解决方案还降低了连接关于CoMP和干扰对齐方案的集群的链路的容量需求。

具体地，U_A和U_B分别表示属于集群A和B中的ANd(或被集群A和B中的ANd调度)的UNd的集合。I_BA表示属于集群B的用户所经历的干扰，该干扰是由集群A中的ANd的预编码器引起的。具体地，一旦用于即将到来的TTI的用户调度在集群A完成，并且当集群A已经获取属于集群B的用户的CSI后，由用于属于集群A的被调度的用户的预编码器引起的干扰水平被共享给集群B。然后，集群B能够计算属于它的集群的用户所经历的干扰。这允许集群B通过调整其调制和编码方案(MCS)来适应其被调度的用户的链路。在被调度的用户所经历的干扰很大的情况下，可能需要集群B中用户的重新调度过程。在集群A处完成类似的过程。请注意，I_BA可以从UL信标确定。例如，属于集群B的用户发送在集群A中的ANd处获取的并且用于计算MIMO信道的UL信标，假设为H_BA。一旦用于集群A中的被调度的用户的预编码器被确定，则集群A中的ANd所引起的干扰被发现，假设为W_A。具体地，我们有I_BA＝W^H_A H_BA。此过程对于多集群环境也是有效的，假设不同的集群能够估计集群B中用户的信道。

根据一个实施例，目的是基于UNd位置来最小化集群间干扰。具体地，由集群A所知的，集群A中被调度的用户的位置被共享给集群B。该位置可以是三维的位置。集群B有责任通过最小化在集群A中的被调度的用户的方向上的发送功率，来最小化对集群A中的被调度的用户的干扰。这可以是基于无线电环境地图并且通过线性约束最小方差(Linearly Constrained Minimum Variance，LCMV)波束成形器方式来实现的。具体地，LCMV波束成形器的权重被发现如下：

其中R_x表示阵列协方差矩阵，C表示约束矩阵(包括UNd的位置)，以及f表示响应向量(每个元素的范围在0和1之间，因此定义允许的相对传输功率)。此外，C^H表示矩阵C的厄密共轭转置运算符。集群B也可以向集群A发送对集群A中的被调度的用户造成的干扰水平。这将允许集群A准确地执行链路自适应。再次，图2-图5中示出了用于共享所调度的UNd的位置的方案。

为了最小化集群间干扰，使用UNd的位置需要被调度的用户与干扰(邻近)集群中的ANd之间的视线(Line of Sight，LoS)条件。然而，这样的要求可以很容易地在超高密度的网络中得到满足，其中ANd之间的距离可以在50米左右。为了最小化集群间干扰，使用UNd的3D位置的优点主要是由于共享这种信息所需的容量需求小。当这种方法与共享被调度的用户的信道矩阵进行比较时，尤其准确。使用UNd位置的另一个重要优势是对导频污染的鲁棒性。具体地，即使在导频污染的情况下，也可以使用角功率谱方法来估计UNd的位置(这当然假定UNd的功率大于污染导频的功率)。通过UNd的位置，以及预编码器和REM(路径损耗和阴影衰落)，发现由“交叉链接”引起的干扰。

作为另一实施例，可以基于ANd的位置来减少UNd处的集群间干扰。具体地，配备定向天线或多天线终端的UNd可通过了解服务ANd的位置以及干扰ANd的位置来最小化集群间干扰。共享这样的信息可以由服务集群完成。例如，集群A中的被调度的用户将接收集群A中的服务ANd的位置(相对于被调度的用户的坐标系统)以及集群B中的干扰ANd的位置。例如，来自集群A的这样的信息可以在控制通道上共享。然后，集群A中的被调度的用户可以通过最大化集群A中的服务ANd的方向上的接收功率以及最小化属于集群B的干扰ANd的方向上的接收功率，来执行几何波束成形。线性约束最小化方差波束成形器也可以用来完成这样的任务。

除了下行链路使用之外，所要求保护的解决方案还可以用于上行链路干扰协调和链路自适应。如图2所示，除了下行链路调度和/或干扰信息之外，还可以将上行链路调度决策和/或干扰信息共享给邻居。从而，可以更精确地计算对于上行链路传输的干扰，因此，调制和编码方案(MCS)选择可以更准确，这也改善了上行链路性能。

除了改善链路自适应之外，如果在干扰信息交换之后注意到由相邻接入节点调度的两个用户相互干扰很严重，以至于即使具有最低的可用调制和编码，预期传输也不会成功，则两者或其他接入节点可以回退调度用户，并将这个特定的用户重新调度到例如到具有可用的上行链路资源的下一个可用TTI。在这种情况下，干扰泄漏将超过阈值水平。一个示例可以是，回退基于回退中的商定轮次，即例如，在两个时间同步的接入节点的情况下，当mod(子帧号，2)＝1时，其他接入节点将回退，并且当mod(子帧号，2)＝0时，其他接入节点将回退。可选地，在干扰冲突的情况下，针对特定用户的调度回退可以基于例如，一些随机回退时间。

图6描述了示出图1中的通信示例的消息序列图。第一601和第二602控制实体在MAC调度器603、605中执行调度决策607、608，以用于链路自适应604、606。可以在控制实体601、602之间交换调度决策609。干扰泄漏信息从每个用户获得，并在控制实体601、602之间被共享610。考虑到来自其他各个控制实体的干扰信息，为每个用户选择调制和编码方案(MCS)611、613。这是通过基于来自第二接入节点的干扰泄漏来计算SINR值以及基于SINR值，为每个用户选择调制和编码方案(MCS)来完成的。之后，为每个用户传输数据612、613。

在图7中，示出了TTI调度循环。每个集群执行其自己的调度决策702。将干扰泄漏信息共享到相邻集群703。例如，这样的信息可以基于信道测量或位置信息或两者。只要其他要求(延迟、服务质量等)不受损害，每个集群可以在实际传输之前等待来自相邻实体的干扰信息。需要考虑的重要问题是，如定时器701、704所示，用于接收干扰信息所需的时间不应损害其他系统要求。可以规定干扰泄漏信息接收的最后一刻与实际传输之间的时间，以便有足够的时间进行链路自适应并在物理层上执行实际的传输。在收集所有干扰信息或者干扰信息接收定时器已经超时705之后，基于考虑到相邻干扰的测量数据707或者基于不考虑相邻干扰的测量数据709来计算SINR。然后，链路自适应710使用可用的信息完成，并且为物理层准备传输。在共享这种干扰泄漏信息的节点之间假定定时同步。