專利名稱：用于減少通信系統(tǒng)中的干擾的方法
用于減少通信系統(tǒng)中的干擾的方法
背景技術：
多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)代表無線通信的發(fā)展。MIMO在無線鏈路的發(fā)送端和接收端采用多個天線以在保持無線電帶寬和功率恒定的同時提高數(shù)據(jù)傳輸速率。MIMO發(fā)送器通過將傳出信號去復用成多個子信號并且從単獨天線發(fā)送子信號來使用多個天線發(fā)送傳出信號。MMO利用多個信號傳播路徑以增加呑吐量并且減少誤碼率。每個子信號沿著它的關聯(lián)信號傳播路徑從本地環(huán)境反射。本地環(huán)境的空間豐富性是由于在不同關聯(lián)信號傳播路徑之間的差異性和唯一性。盡管多個信號傳播路徑在常規(guī)無線電中引起干擾和衰落，但是MMO使用這些多個信號傳播路徑來承載比常規(guī)無線電傳輸更多的信
o
圖I示出了基本MMO無線鏈路10，其中發(fā)送器20具有Mmax個發(fā)送天線21 (21-1. . . 21-m)并且接收站30具有N個接收天線31 (31-1. . . 31_n)，在給定時刻活動的發(fā)送器的數(shù)目是M，M <= Mfflax0具有某一程度的空間豐富性或者衰落系數(shù)的統(tǒng)計獨立性的散射環(huán)境50存在于發(fā)送器與接收器之間。信道矩陣H分別代表在發(fā)送與接收天線21與31之間的信道連接特性(或者沖激響應)。對多用戶MMO系統(tǒng)的多數(shù)改進已經(jīng)被導向單小區(qū)環(huán)境，其中一個基站服務于若干用戶。然而在多小區(qū)環(huán)境中，容量増益下降。另外，設計成支持多個用戶并且提高容量増益的多數(shù)現(xiàn)有網(wǎng)絡MMO算法假設多小區(qū)環(huán)境中的所有基站必須共享將向每個用戶發(fā)送的所有數(shù)據(jù)消息。這ー假設難以實施。
發(fā)明內容
示例實施例涉及用于減少在具有包括多個天線的基站和移動站的系統(tǒng)中的用戶之間的干擾、同時限制從移動站到基站或者從基站到移動站的反饋的方法。根據(jù)示例實施例，基站在不從通信系統(tǒng)中的其它基站接收信息的情況下確定發(fā)射波束成形矢量。另外，基站僅基于從通信系統(tǒng)中的移動站接收的信息確定該發(fā)射波束成形矢量。至少ー個示例實施例公開ー種減少通信系統(tǒng)中的干擾的方法。該方法包括由發(fā)送器從移動站接收第一量化矩陣和第二量化矩陣。第一量化矩陣和第二量化矩陣基于估計信道矩陣和估計干擾矩陣。該方法還包括由發(fā)送器基于第一量化矩陣和第二量化矩陣確定發(fā)送波束成形矢量。一些其它示例實施例提供一種減少通信系統(tǒng)中的干擾的方法。該方法包括由接收器確定量化的估計信道矩陣和量化的估計干擾矩陣。通過標量量化和矢量量化中的至少ー種量化來確定量化的估計信道矩陣和量化的估計干擾矩陣。該方法也包括由接收器基于第一確定來對接收波束成形矢量進行第二確定。至少另ー示例實施例提供一種減少通信系統(tǒng)中的干擾的方法。該方法包括由發(fā)送器對干擾發(fā)送器的干擾波束進行第一確定；以及，由發(fā)送器對發(fā)送波束成形矢量進行第ニ確定，使得來自發(fā)送器的波束在第一時間與干擾波束沖突。
將從與附圖結合進行的下文具體描述中更清楚理解示例實施例。圖1-8代表如這里描述的非限制示例實施例。圖I示出了常規(guī)MMO無線鏈路；圖2A不出了根據(jù)一個不例實施例的一個兩小區(qū)MIMO通信系統(tǒng)；圖2B示出了根據(jù)ー個示例實施例的接收信道矩陣和干擾信道矩陣的詳細視圖；圖3A和3B示出了用于減少在用戶之間的干擾和提高兩小區(qū)MMO通信系統(tǒng)的下行鏈路信道中的來自服務基站的總呑吐量的方法；圖4示出了根據(jù)ー個示例實施例的對多個基站分組以使在移動站之間的干擾最 小化的方法；圖5A示出了在偶數(shù)時間/第一頻率的常規(guī)波束切換；圖5B示出了在奇數(shù)時間/第二頻率的常規(guī)波束切換；圖6A示出了根據(jù)ー個示例實施例的在偶數(shù)時間/第一頻率的波束切換；圖6B示出了根據(jù)ー個示例實施例的在奇數(shù)時間/第二頻率的波束切換；圖6C示出了根據(jù)ー個示例實施例的波束切換方法；圖7示出了包括根據(jù)ー個示例實施例的發(fā)送器的基站；并且圖8示出了包括根據(jù)ー個示例實施例的接收器的移動站MSl的接收器。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照其中示出了一些示例實施例的附圖更完全描述各種示例實施例。因而盡管示例實施例能夠有各種修改和替代形式，但是在附圖中通過示例示出了并且這里將具體描述其實施例。然而應當理解并非g在于使示例實施例限于公開的特定形式，但是恰好相反，示例實施例將覆蓋落入權利要求的范圍內的所有修改、等效和替代。類似標號在附圖的描述全文指代類似元素。將理解雖然術語第一、第二等可以這里用來描述各種元素，但是這些元素不應受這些術語限制。這些術語僅用來區(qū)分ー個元素與另一元素。例如第一元素可以稱為第二元素并且第二元素類似地可以稱為第一元素而未脫離示例實施例的范圍。如這里所用，術語“和/或”包括關聯(lián)列舉項中的一項或者多項的任何和所有組合。這里所用術語僅為了描述特定實施例而并非g在于限制示例實施例。如這里所用，除非上下文另有明示，単數(shù)形式“ー個/ ー種”和“該” g在于也包括復數(shù)形式。將理解術語“包括”在這里被使用時指定存在敘述的特征、整件、步驟、操作、元素和/或部件、但是未排除存在或者添加ー個或者多個其它特征、整件、步驟、操作、元素、部件和/或其組合。也應當注意，在ー些替代實施方式中，指出的功能/動作可以不按圖中指出的順序出現(xiàn)。例如根據(jù)涉及到的功能/動作，事實上可以基本上并行執(zhí)行或者有時可以逆序執(zhí)行接連示出的兩個數(shù)。除非另有定義，這里所用所有術語(包括技術和科學術語)具有與在示例實施例所屬的領域中的普通技術人員普遍理解的含義相同的含義。還將理解術語(例如在常用字典中定義的術語)應當解釋為與具有與它們在相關領域的上下文中的含義一致并且除非這里明確地這樣定義則將不在理想化或者過于正式的意義上加以解釋。
在對計算機存儲器內的數(shù)據(jù)位的操作的算法和符號表示方面呈現(xiàn)示例實施例的部分和對應具體描述。這些描述和表示是本領域普通技術人員用來向本領域其他技術人員有效傳達他們的工作實質的描述和表示。算法如該術語在這里的用法那樣并且如它的一般用法那樣設想為促成所需結果的自一致步驟序列。步驟是需要物理操縱物理數(shù)量的步驟。盡管未必但是通常的是，這些數(shù)量采用能夠存儲、傳送、組合、比較和以別的方式操縱的光學、電或者磁信號。已經(jīng)證實主要出于普遍用法考慮而將這些信號稱為位、值、元素、符號、字符、項、數(shù)字等有時是方便的。在下文描述中，將參照如下操作的動作和符號表示(例如以流程圖的形式)描述使歷史示例，這些操作可以實施為程序模塊或者函數(shù)過程(包括例程、程序、對象、部件、數(shù)據(jù)結構等)，這些序模塊或者函數(shù)過程執(zhí)行特定任務或者實施特定抽象數(shù)據(jù)類型并且可以在現(xiàn)有網(wǎng)元或者控制節(jié)點(例如位于小區(qū)站點、基站或者節(jié)點B的調度器)使用現(xiàn)有硬件來實施。這樣的現(xiàn)有硬件可以包括ー個或者多個中央處理單元(CPU)、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)計算機等。
除非另有具體陳述或者如根據(jù)討論而清楚的那樣，諸如“處理”或者“計算”或者“運算”或者“確定”或者“顯示”等術語指代計算機系統(tǒng)或者類似電子計算設備的如下動作和過程，這些動作和過程將在計算機系統(tǒng)的寄存器和存儲器內表示為物理、電子數(shù)量的數(shù)據(jù)操縱和變換成在計算機系統(tǒng)存儲器或者寄存器或者其它這樣的信息存儲、傳輸或者顯示設備內類似地表示為物理數(shù)量的其它數(shù)據(jù)。如這里所用，術語“移動站(MS) ”可以與移動用戶、用戶設備、移動終端、用戶、預訂者、無線終端和/或遠程站同義并且可以描述無線通信網(wǎng)絡中的無線資源的遠程用戶。術語“基站”可以理解為ー個或者多個小區(qū)站點、基站、接入點和/或任何射頻通信終端。雖然當前網(wǎng)絡架構可以考慮在移動/用戶設備與接入點/小區(qū)站點之間的差異，但是下文描述的示例實施例一般可以適用于例如其中該差異未如此明晰的架構(比如自組織(ad hoc)和/或網(wǎng)格網(wǎng)絡架構)。服務基站可以指代如下基站，該基站當前處理UE的通信需要。示例實施例涉及用于減少在系統(tǒng)(該系統(tǒng)具有包括多個天線的基站和移動站)中的用戶之間的干擾而又限制從移動站到基站或者從基站到移動站的反饋的方法。根據(jù)示例實施例，基站確定發(fā)射波束成形矢量而未從通信系統(tǒng)中的其它基站接收信息。另外，基站僅基于從通信系統(tǒng)中的移動站接收的信息確定該發(fā)射波束成形矢量。圖2A示出了根據(jù)ー個示例實施例的兩小區(qū)MMO通信系統(tǒng)。如圖所示，MMO通信系統(tǒng)200包括第一和第二基站BSl和BS2以及第一和第二移動站MSl和MS2。第一基站BSl服務于小區(qū)210，并且第二基站服務于小區(qū)220。圖2A示出了第一基站BSl是第一移動站MSl的服務基站，并且第二基站BS2是第ニ移動站MS2的服務基站。如圖所示,第一和第二移動站MSl和MS2由于重疊覆蓋區(qū)因而接收到干擾信號(干擾矩陣)。圖2B示出了接收信道和干擾矩陣的更詳細視圖。如圖2B中所示，第一和第二基站BSl和BS2以及第一和第二移動站MSl和MS2中的每ー個都包括第一天線和第二天線。第一和第二基站BSl和BS2包括第一和第二天線Absu> Abs21和ABS12、ABS22。第一和第二移動站MSl和MS2包括第一和第二天線AMS11、Ams21和
AlS 12、^MS22 °
第一和第二基站BSl和BS2分別根據(jù)發(fā)射波束成形矢量も和f2發(fā)送信號。如下文將描述的那樣，確定發(fā)射波束成形矢量も和f2以便減少對未被服務的移動站的干擾并且増加總吞吐量(有效信道増益)。第一和第二移動站MSl和MS2分別根據(jù)接收波束成形矢量W1和W2接收信號。如下文將描述的那樣,確定接收波束成形矢量W1和W2以便減少來自非服務發(fā)送器(來自基站和移動站)的干擾并且増加總吞吐量。由于第一基站BS服務第一移動站MSl,所以第一移動站MSl基于通過在第一基站BSl與第一移動站MSl之間的通信鏈路接收的信號和噪聲，確定估計的第一接收信道矩陣H10另外，第一移動站MSl基于對在第一基站BSl與第一移動站MSl之間的通信鏈路進行干擾的、從第二基站BS2接收的信號和噪聲，確定估計的第二干擾信道矩陣G2。估計的接收信道矩陣可以稱為信道矩陣，并且估計的干擾信道矩陣可以稱為干擾矩陣。由于第二基站BS2服務于第二移動站MS2，所以第二移動站MS2基于通過在第二基 站BS2與第二移動站MS2之間的通信鏈路接收的信號和噪聲，確定估計的第二接收信道矩陣H2。另外，第二移動站MS2基于對在第二基站BS2與第二移動站MS2之間的通信鏈路進行干擾的、從第一基站BSl接收的信號和噪聲，確定估計的第一干擾信道矩陣ら。第一和第二移動站MSl和MS2可以使用已知算法(比如匪SE(最小均方誤差估計))來確定估計的第一和第二接收信道矩陣H1和H2以及估計的第一和第二干擾信道矩陣G1 和 G20應當理解圖2A-2B并非是限制性的并且第二基站BS2可以服務于第一移動站MSl而第一基站BSl可以服務于第二移動站MS2。另外，盡管僅示出了兩個基站和兩個移動站，但是應當理解MMO通信系統(tǒng)200可以包括多于或者少于兩個基站和兩個移動站?；竞鸵苿诱局械拿總€基站和移動站中的天線數(shù)目可以不同，并且服務基站無需具有與接收移動站相同的天線數(shù)目。因而將參照圖2A和2B中所示MMO通信系統(tǒng)200描述示例實施例，但是示例實施例不限于圖2A和2B中所示MMO通信系統(tǒng)200。兩小區(qū)MIMO方法圖3A和3B示出了用于減少在移動站(用戶)之間的干擾和提高兩小區(qū)MMO通信系統(tǒng)的下行鏈路信道中的來自服務基站的總呑吐量的方法。應當理解，圖3A和3B的方法可以實施于兩個小區(qū)或者更多小區(qū)的通信系統(tǒng)中，比如圖2A和2B中所示MMO通信系統(tǒng)200中。另外，盡管描述圖3A和3B為分別由移動站和基站針對下行鏈路信道實施，但是圖3A和3B的方法可以用于上行鏈路信道。例如，針對上行鏈路，基站可以實施圖3A的方法并且移動站可以實施圖3B的方法。在圖3A和3B的下文描述中，使用k和I作為用戶索引，其中(l)k和I是ー或者ニ并且(2)k與I不相同。例如在MMO通信系統(tǒng)200中，基站BSl和移動站MSl具有相同用戶索引，因為基站BSl是用于移動站BSl的服務基站。圖3A示出了諸如圖2A和2B中所示移動站MSl之類的移動站實施的方法。圖3B示出了諸如圖2A和2B中所示基站BSl之類的基站實施的方法。如圖3A中，在S305移動站MSk確定估計的接收信道矩陣Hk和估計的干擾信道矩陣ら。基于在基站BSk (例如，移動站MSk的服務基站BSl)與移動站MSk (例如MSl)之間的信道連接特性確定估計的接收信道矩陣Hk?；谠谝苿诱綧Sk與基站BSl之間的信道干擾特性確定估計的干擾信道矩陣も。因此，如果移動站MSk包括兩個接收器并且基站BSk包括兩個發(fā)送器，則
權利要求
1.一種減少通信系統(tǒng)(200)中的干擾的方法，所述方法包括 由具有多個天線(750_0-750_K)的發(fā)送器(700)接收第一量化矩陣和第二量化矩陣，所述第一量化矩陣基于估計信道矩陣，并且所述第二量化矩陣基于估計干擾矩陣，所述估計信道矩陣對在所述發(fā)送器(700)與接收器(800)之間的接收信道矩陣進行估計，并且所述估計干擾矩陣對由至少ー個其它發(fā)送器(BS2)在所述接收器(800)處引起的干擾進行估計；以及 由所述發(fā)送器(700)基于所述第一量化矩陣和所述第二量化矩陣確定發(fā)送波束成形矢量。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中 所述發(fā)送器(700)在基站(BSl)中，以及 所述確定在不從其它基站(BS2)接收信息的情況下對發(fā)送波束成形矢量進行確定。
3.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中 所述發(fā)送器(700)在基站(BSl)中，以及 所述確定僅基于從所述基站(BSl)所服務的移動站(MS)接收的信息對發(fā)送波束成形矢量進行確定，所述信息包括所述第一量化矩陣和所述第二量化矩陣。
4.一種減少通信系統(tǒng)(200)中的干擾的方法，所述方法包括 由具有多個天線(830_0-830_N)的接收器(800)對量化的估計信道矩陣和量化的估計干擾矩陣進行第一確定，所述量化的估計信道矩陣基于估計信道矩陣，并且所述量化的估計干擾矩陣基于估計干擾矩陣，所述估計信道矩陣對在發(fā)送器(700)與所述接收器(800)之間的接收信道矩陣進行估計，并且所述估計干擾矩陣對由至少ー個其它發(fā)送器(BS)在所述接收器(800)處引起的干擾進行估計；以及 由所述接收器(800)基于所述第一確定來對接收波束成形矢量進行第二確定。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述第一確定基于標量量化和矢量量化中的至少ー種量化來確定量化的估計信道矩陣和量化的估計干擾矩陣。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述第一確定如下確定量化的估計信道矩陣
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述第一確定基于在所述接收器(800)中包括的接收天線(830_0-830_N)的數(shù)目對量化的估計信道矩陣進行確定。
8.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述第一確定基于所述通信系統(tǒng)(200)中的至少另ー發(fā)送器(BS2)對量化的估計信道矩陣進行確定。
9.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述第一確定如下確定量化的估計干擾矩陣
10.一種減少通信系統(tǒng)(200)中的干擾的方法，所述方法包括 由發(fā)送器(700)對干擾發(fā)送器(BS3)的干擾波束進行第一確定；以及 由所述發(fā)送器(700)對發(fā)送波束成形矢量進行第二確定，使得來自所述發(fā)送器(700)的波束在第一 時間與所述干擾波束沖突。
全文摘要
示例實施例涉及減少通信系統(tǒng)中的干擾的方法。一種方法包括由發(fā)送器從移動站接收第一量化矩陣和第二量化矩陣。第一量化矩陣和第二量化矩陣基于估計信道矩陣和估計干擾矩陣。該方法還包括由發(fā)送器基于第一量化值和第二量化值確定發(fā)送波束成形矢量。
文檔編號H04B7/06GK102792607SQ201180013114
公開日2012年11月21日 申請日期2011年2月14日 優(yōu)先權日2010年3月10日
發(fā)明者C-B·蔡, D·卡蘭, S·尤, 楊凱 申請人:阿爾卡特朗訊