異構無線蜂窩系統中的設備輔助干擾管理的制作方法

異構無線蜂窩系統中的設備輔助干擾管理的制作方法
【專利摘要】本發明提供了用于異構無線網絡環境中的設備輔助干擾管理的設備和方法。移動臺(MS)根據MS、服務接入點(AP)和下行鏈路上的一個或多個相鄰干擾AP的干擾管理能力來輔助服務AP指派無線資源，或者備選地，根據MS、服務接入點(AP)和上行鏈路上具有干擾移動臺的一個或多個相鄰AP來輔助服務AP指派無線資源。
【專利說明】異構無線蜂窩系統中的設備輔助干擾管理
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]與本申請同日提交的、名稱為“Access Point for Device-AssistedInterference Management In Heterogeneous Wireless Cellular Systems，，、發明人為Chandra S.Bontu、Robert Novak 和 Shalini Periyalwar、代理案號為 N0.40665-1-W0-PCT的專利申請N0.—描述了示例方法和系統，并以全文引用的方式將其并入本文。
【技術領域】
[0003]本發明總體上涉及通信系統及其操作方法。在一個方案，本發明涉及用于在異構無線網絡環境中提供設備輔助干擾管理的設備和方法。
【背景技術】
[0004]在當今的通信環境中實現更大的無線容量可能要求在相當大百分比的小區覆蓋區域上實現一致較高的信號對干擾加噪聲比(SINR)。然而，當以給定發送功率級別工作時，實現這樣的目標一般將要求較小的小區，或備選地要求小區的更小區域中的操作。因此，較高功率的室外宏小區的當前網絡模型將需要通過較低功率的室內和室外微小區和微微小區(pico-cell)來進行加強。這種向更小的小區的移動將顯著增加蜂窩系統內的接入點的數目，同時其也將導致小區之間顯著的覆蓋重疊(規劃中或規劃外的)。
[0005]在當今的蜂窩系統中已經利用“智能網絡，非智能(dumb)用戶設備”的理念設計出了發送和接收的協調，該理念反映出前一時代的以電話為中心的思維傾向。“智能”網絡模型基于以下前提:網絡對該網絡內正在發生的任何事情都具有全局視野和整體控制。然而，在異構覆蓋環境中，這種假設被打破，因為單個的中心式的網絡實體將不太可能具有全局視野和整體控制。作為示例，由負責給定小區的接入點(AP)來協調該小區內的發送和接收。然而，由于不同的管理域或在AP之間進行通信時遇到的困難，跨小區邊界的操作可以是未協調的。因此，完全未協調的操作最終可能導致不可接受的干擾級別，該不可接受的干擾級別可能抵消通過使用較小的小區所獲得的信號級別提高的好處。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]當結合附圖來考慮下面的【具體實施方式】時，可以理解本發明，并且獲得本發明的眾多的目標、特征和優點，在附圖中:
[0007]圖1示出了可實現本發明的示例系統；
[0008]圖2示出了包括客戶端節點的實施例在內的啟用無線的通信環境；
[0009]圖3是包括多個宏小區、微小區和微微小區在內的異構無線網絡環境的簡化拓撲圖；
[0010]圖4是示出了使用干擾消除和協調的小區間干擾管理的簡化拓撲圖；
[0011]圖5是示出了使用下行鏈路上的無線資源指派的小區間干擾管理的簡化拓撲圖；
[0012]圖6是示出了使用上行鏈路上的無線資源許可的小區間干擾管理的簡化拓撲圖；[0013]圖7示出了用于執行機會式DL無線資源管理(RRM)操作的下行鏈路(DL)上的設備輔助干擾管理的處理信號流程；
[0014]圖8a?b是由MS執行的用于管理DL上的小區間干擾的操作的流程圖；
[0015]圖9示出了用于執行機會式UL無線資源管理(RRM)的上行鏈路(UL)上的設備輔助干擾管理的處理信號流程；
[0016]圖1Oa?b是由AP執行的用于管理UL上的小區間干擾的操作的流程圖；以及
[0017]圖11示出了通過使用MS執行機會式下行鏈路(DL) RRM操作來管理干擾的處理信
號流程。
【具體實施方式】
[0018]提供了用于異構無線網絡環境中的設備輔助干擾管理的設備和方法。在各種實施例中，由輔助服務接入點(AP)的移動臺來幫助管理對傳輸的干擾，該服務AP將根據移動臺(MS)、服務AP以及一個或多個相鄰干擾AP及其相關聯的移動臺的干擾管理能力來指派和或許可下行鏈路(DL)無線資源和上行鏈路(UL)無線資源。在這些實施例中的特定實施例中，通過考慮向服務AP傳達的MS的干擾管理能力，在MS處最小化殘余AP間干擾。在這些實施例中的特定實施例中，通過考慮服務AP以及引起干擾的相鄰AP將傳輸定向至MS以減輕干擾的能力，在MS處同樣最小化殘余AP間干擾。同樣地，在這些實施例中的特定實施例中，通過考慮相鄰干擾AP將傳輸定向至第二 MS以減輕干擾的能力，在MS處最小化殘余AP間干擾。
[0019]在一個實施例中，MS通過標識干擾AP并推薦其消除一個或多個主干擾源的能力來影響DL調度決定。在另一實施例中，通過服務AP首先向MS發送高級無線資源指派(ARA)來最小化殘余AP間干擾。然后，MS根據DL信道質量從由ARA推薦的無線資源中選擇無線資源子集，MS觀察移動臺干擾拒絕能力，并向服務AP提供其選擇。作為響應，服務AP根據其之前的選擇向MS提供ARA肯定應答(ARA ACK)。然后，MS向一個或多個相鄰干擾AP傳送ARA ACK,附有其對相鄰干擾AP的優選傳輸配置。之后，MS配置其接收機針對從服務AP接收到的響應的狀態。
[0020]在又一實施例中，服務AP根據MS、服務AP和一個或多個相鄰干擾AP的干擾管理能力來許可上行鏈路(UL)無線資源。在本實施例中，一個或多個相鄰干擾AP向對應的一個或多個相鄰干擾移動臺提供服務。通過MS首先向服務AP和相鄰干擾AP提供MS的干擾管理能力，最小化服務AP處的殘余UL干擾。然后，提供服務AP的干擾減輕能力，包括減輕來自相鄰干擾移動臺的干擾的能力。然后，如果MS和相鄰干擾AP不直接通信，MS提供相鄰干擾AP的用于減輕彼此干擾的能力。
[0021 ] 在又一實施例中，服務AP根據MS和相鄰干擾AP的干擾管理能力來許可上行鏈路(UL)無線資源。在該實施例中，相鄰干擾AP同樣為對應的一個或多個相鄰干擾移動臺提供服務。在本實施例中，通過服務AP首先向MS發送高級無線資源許可(ARG)來最小化服務AP處的殘余UL干擾。然后，根據之前在服務AP處從相鄰干擾移動臺接收到的ARG通知消息，以及同樣地，根據在之前來自MS的UL傳輸期間在服務AP處測量到的信道質量(CQ)，選擇資源許可。然后，AP標識哪些相鄰干擾AP對應于被認為是MS的主干擾源的相鄰干擾移動臺。然后，MS向標識出的相鄰干擾AP傳送ARG，作為響應，該相鄰干擾AP向MS回送ARG通知肯定應答消息。然后，MS向服務AP發送ARG響應，然后在評估可用資源和MS的干擾減輕能力之后，服務AP進而向MS發送資源許可(RG)。在一個實施例中，MS將其動態評估的干擾減輕能力附到ARG響應消息上。
[0022]在另一實施例中，預期與相鄰AP通信的AP經由活躍MS來建立安全隧道。一旦在AP及其所有相鄰AP之間交換了安全密鑰，AP之間的所有將來的通信都受到保護。例如，對于DL干擾管理，服務AP可以向MS發送ARA ACK。該消息中包含的部分信息可尋址到相鄰AP,以及另一部分預期用于MS。預期用于相鄰AP的信息受到安全密鑰的保護，以使得其免受未授權用戶使用。在接收到該消息之后，MS附上其能力，并向相鄰AP轉發該消息，以作為用于啟用AP間安全通信的ARA通知消息。同樣地，對于上行鏈路干擾管理，ARG消息可以包含兩個信息字段，一個用于相鄰AP以及另一個用于請求UL資源的MS。用于相鄰AP的信息字段同樣受到之前交換的安全密鑰的保護。在接收到ARG消息之后，MS對尋址到其的信息字段進行解碼，并通過包括預期用于在從服務AP接收到的ARG消息內包含的相鄰AP的信息字段并附上其自身的干擾管理能力，向相鄰AP發送ARG通知消息。
[0023]現在，將參考附圖來詳細描述本發明的各個說明性實施例。雖然在下面的描述中闡述了各種細節，但是應該意識到，可以在沒有這些特定細節的情況下實現本發明，并且可以對本文中描述的本發明進行眾多實現特定的決定，以實現發明人的特定目的，例如符合工藝技術或設計相關的約束，該工藝技術或設計相關的約束對于不同的實現將是不同的。雖然這種開發工作可能是復雜的并且是耗時的，然而其將是受益于本公開的本領域技術人員所采取的例行工作。例如，所選擇的方面是以框圖或流程圖形式而非細節來示出，以避免限制本發明或使本發明不清楚。此外，本文中提供的【具體實施方式】的一些部分是以針對計算機存儲器內的數據的算法或操作的方式來呈現的。這種描述和表示由本領域技術人員用來向本領域的其他技術人員描述和轉達其工作的主旨。
[0024]如本文所使用的，術語“組件”、“系統”等旨在指代與計算機有關的實體，可以是硬件、軟件、硬件和軟件的組合或者執行中的軟件。例如，組件可以是但不限于是:處理器、在處理器上運行的進程、對象、可執行程序、執行線程、程序或計算機。作為示意，在計算機上運行的應用和計算機本身均可以是組件。一個或多個組件可以駐留在執行的進程或線程內，以及組件可以本地位于一個計算機上和/或分布在兩個或更多計算機之間。
[0025]同樣在本文中使用的術語“節點”寬泛地指代連接點，例如，通信環境(例如，網絡)的再分配點或通信端點。因此，這種節點指代能夠通過通信信道發送、接收或轉發信息的有源電子設備。這種節點的示例包括數據電路端接設備(DCE)和數據終端設備(DTE)，DCE例如是調制解調器、集線器、網橋或交換機，DTE例如是手持機、打印機或主機計算機(例如，路由器、工作站或服務器)。局域網(LAN)或廣域網(WAN)節點的示例包括計算機、分組交換機、有線調制解調器、數據訂戶線路(DSL)調制解調器和無線LAN(WLAN)接入點。互聯網或內部網節點的示例包括由網際協議(IP)地址標識的主機計算機、網橋和WLAN接入點。同樣地，蜂窩通信中的節點的示例包括基站、中繼、基站控制器、歸屬位置寄存器、網關GPRS支持節點(GGSN)以及服務GPRS支持節點(SGSN)。
[0026]節點的其他示例包括客戶端節點、服務器節點、對等節點和接入節點。本文中使用的客戶端節點可以指代無線設備，如移動電話、智能電話、個人數字助理(PDA)、手持設備、便攜式計算機、平板計算機和類似設備，或者指代具有通信能力的其他用戶設備(UE)。這種客戶端節點同樣可以指代移動設備、無線設備，或者相反地，指代一般不便攜的具有類似能力的設備，例如，桌面型計算機、機頂盒或傳感器。同樣地，本文中使用的服務器節點指代信息處理設備(例如，主機計算機)或執行由其他節點提交的信息處理請求的一系列信息處理設備。同樣地，本文中使用的對等節點有時可以擔當客戶端節點，以及有時可以擔當服務器節點。在對等網絡或覆蓋網絡中，可以將主動為其他聯網設備及其自己來路由數據的節點稱為超級節點。
[0027]本文中使用的接入節點指代向客戶端節點提供針對通信環境的接入的節點。接入節點的示例包括提供對應的小區和WLAN覆蓋區域的蜂窩網絡基站和無線寬帶(例如，WiF1、WiMAX等)接入點。使用本文中使用的宏小區來一般性地描述傳統的蜂窩網絡小區覆蓋區域。通常在郊區、沿著高速公路或者在人口較少的地區找到這種宏小區。同樣在本文中使用的微小區指代覆蓋區域比宏小區小的蜂窩網絡小區。這種微小區通常被用在人口密集的城區。同樣地，本文中使用的微微小區指代小于微小區的蜂窩網絡覆蓋區域。微微小區的覆蓋區域的示例可以是較大的辦公室、商場或火車站。本文中使用的毫微微小區(femtocell)當前指代蜂窩網絡覆蓋的通常接受的最小區域。作為示例，毫微微小區的覆蓋區域足夠用于家庭或較小的辦公室。
[0028]一般而言，小于2公里的覆蓋區域通常對應于微小區，200米或更小的覆蓋區域對應于微微小區，以及10米量級的覆蓋區域對應于毫微微小區。如本文中類似使用的，與關聯于宏小區的接入節點通信的客戶端節點被稱為“宏小區客戶端”。同樣地，與關聯于微小區、微微小區或毫微微小區的接入節點通信的客戶端節點分別被稱為“微小區客戶端”、“微微小區客戶端”或“毫微微小區客戶端”。
[0029]本文中使用的術語“制品”(或備選地“計算機程序產品”)意在包含從任何計算機可讀設備或介質可訪問的計算機程序。例如，計算機可讀媒體可以包括但不限于:磁存儲設備(例如硬盤、軟盤、磁帶等)、光盤(例如高密度盤(CD)或數字多功能盤(DVD))、智能卡和閃存設備(例如卡、棒等)。
[0030]本文中使用“示例” 一詞意味著用作示例、實例或說明。本文描述為“示例”的任何方案或設計不一定解釋為相對于其他方案或設計而言是優選的或有利的。本領域技術人員可以認識到，在不脫離要求保護的實質內容的范圍或精神的前提下，可以對該配置進行許多修改。此外，可以使用標準的編程和工程技術將所公開的主題實現為系統、方法、裝置或制品，以產生軟件、固件、硬件或其任何組合來控制計算機或者基于處理器的設備實現在本文詳細描述的方面。
[0031]圖1示出了適于實現本文中公開的一個或多個實施例的系統100的示例。在各種實施例中，系統100包括處理器110(可稱為中央處理單元(CPU)或數字信號處理器(DSP))、網絡連接接口 120、隨機存取存儲器(RAM) 130、只讀存儲器(ROM) 140、輔助存儲器150和輸入/輸出(I / O)設備160。在一些實施例中，這些組件中的一些可以不存在或者可以在各種組合中彼此組合或與未示出的其他組件組合。這些組件可以位于單個物理實體中，或者可以位于一個以上的物理實體中。可以將在本文中描述為由處理器110進行的任何動作由處理器110單獨進行，或者由處理器110與圖1中示出或未示出的一個或多個組件相結合來一起進行。
[0032]處理器110執行可以從網絡連接接口 120、RAM130或R0M140訪問的指令、代碼、計算機程序或腳本。雖然僅示出了一個處理器110，然而可以存在多個處理器。因此，盡管可以將指令討論為由處理器110來執行，然而可以由被實現為一個或多個CPU芯片的一個或多個處理器110同時地、串行地、或者以其他方式來執行指令。
[0033]在各種實施例中，網絡連接接口 120可以采取以下形式:調制解調器、調制解調器組、以太網設備、通用串行總線(USB)接口設備、串行接口、令牌網設備、光纖分布式數據接口(FDDI)設備、無線局域網(WLAN)設備、無線收發信機設備(例如，碼分多址(CDMA)設備、全球移動通信系統(GSM)無線收發信機設備、長期演進(LTE)無線收發信機設備、微波接入的全球可互操作性(WiMAX)設備)和/或用于連接至網絡(包括個域網(PAN)，例如藍牙)的其他公知接口。這些網絡連接接口 120可以使得處理器110能夠與互聯網或者一個或多個通信網絡或其他網絡(處理器110可以從該其他網絡接收信息或處理器110可以向該其他網絡輸出信息)通信。
[0034]網絡連接接口 120還能夠以電磁波(如射頻信號或微波頻率信號)的形式無線地發送和/或接收數據。網絡連接接口 120發送和接收的信息可以包括已經由處理器110處理過的數據或者要由處理器110執行的指令。可以根據不同順序對數據進行排序，這可以有利于處理或產生數據或者發送或接收數據。
[0035]在各種實施例中，可以使用RAM130來存儲易失性數據和由處理器110執行的指令。同樣可以使用圖1中示出的R0M140來存儲指令以及在指令的執行期間讀取的數據。輔助存儲器150通常由一個或多個碟驅動器或帶驅動器組成，并且可以用于數據的非易失性存儲器，或者在RAM130不夠大到足以保存所有工作數據的情況下用作溢出數據存儲設備。輔助存儲器150同樣可以用于存儲程序，當選擇執行程序時將程序加載至RAM130。I / O設備160可以包括液晶顯示器(LCD)、發光二極管(LED)顯示器、有機發光二極管(OLED)顯示器、投影儀、電視、觸摸屏顯示器、鍵盤、鍵區、開關、撥號盤、鼠標、軌跡球、語音識別器、讀卡器、紙帶讀取器、打印機、視頻監視器或其他公知的輸入/輸出設備。
[0036]圖2示出了啟用無線的通信環境，包括在本發明的實施例中實現的客戶端節點的實施例。雖然被示出為移動電話，客戶端節點202可采取各種形式，包括無線手持設備、尋呼機、智能電話、個人數字助理(PDA)。在各種實施例中，客戶端節點202還可以包括便攜式計算機、平板計算機、膝上型計算機或者可操作為執行數據通信操作的任何計算設備。許多合適的設備組合了這些功能中的一些或全部。在一些實施例中，客戶端節點202不是通用計算設備(例如，便攜式、膝上型或平板型的計算機)，而是專用通信設備，例如車輛中安裝的電信設備。同樣地，客戶端節點202可以是具有類似功能但是不便攜的設備(例如，桌面型計算機、機頂盒或者網絡節點)、包括這種設備或者被包括在這種設備中。在這些以及其他的實施例中，客戶端節點202可以支持特殊化的動作，例如游戲、庫存控制、作業控制、任務管理功能等。
[0037]在各種實施例中，客戶端節點202包括顯示器204。在這些以及其他的實施例中，客戶端節點202同樣可以包括一般由用戶用于輸入的觸敏表面、鍵盤或其他輸入按鍵206。同樣地，輸入按鍵206可以是完整的或簡化的字母數字鍵盤，如QWERTY、Dvorak、AZERTY和順序鍵盤類型，或具有與電話鍵區相關聯的字母表字母的傳統數字鍵區。同樣地，輸入按鍵206可以包括:滾輪、退出或逃生鍵、軌跡球和可以向內按壓以提供另外的輸入功能的其他導航或功能鍵。同樣地，客戶端節點202可呈現用于用戶進行選擇的選項、用于用戶進行致動的控制、以及用于用戶進行指弓I的光標或其它指示符。
[0038]客戶端節點202還可以從用戶接受數據輸入，包括撥打的號碼或者用于配置客戶端節點202的操作的各種參數值。客戶端節點202還可以響應于用戶命令，執行一個或多個軟件或固件應用。響應用戶的互動，這些應用程序可配置客戶端節點202執行各種定制的功能。此外，可以通過空中下載技術(OTA)(例如，從無線網絡接入節點“A” 210通過“η” 216 (例如基站)、服務器節點224 (例如，主機計算機)或對等客戶端節點202)來編程或配置客戶端節點202。
[0039]在客戶端節點202可執行的各種應用程序中有web瀏覽器，其使得顯示器204可以顯示web頁面。可以通過與無線網絡220的無線連接從服務器節點224獲得web頁面。本文中使用的無線網絡220寬泛地指代在其節點中的兩個節點之間使用至少一個無線連接的任何網絡。同樣地，可以通過至無線網絡220或者任何其他啟用無線的通信網絡或系統的連接從對等客戶端節點202或其他系統獲得各種應用。
[0040]在各種實施例中，無線網絡220包括多個無線子網(例如，具有對應覆蓋區域的小區)“A”212至“n”218。本文中使用的無線子網“A” 212至“η” 218可以通過各種方式包括移動無線接入網或固定無線接入網。在這些實施例以及其他實施例中，客戶端節點202發送和接收通信信號，通過無線網絡天線“Α” 208至“η” 214 (例如，小區塔)，該通信信號被分別傳送到無線網絡節點“Α” 210至“η” 216或者是從無線網絡節點“Α” 210至“η” 216傳送到的。繼而，無線網絡接入節點“Α”210至“η”216使用通信信號來建立與客戶端節點202的無線通信會話。本文中使用的網絡接入節點“Α”210至“η”216寬泛地指代無線網絡的任何接入節點。圖2中示出的無線網絡接入點“Α”210到“η”216分別耦合到無線子網“Α”212到“η” 218，無線子網“A” 212到“η” 218繼而連接到無線網絡220。
[0041]在各種實施例中，無線網絡220耦合到物理網絡222(例如互聯網)。經由無線網絡220和物理網絡222，客戶端節點202具有對各個主機(例如，服務器節點224)上的信息的訪問權。在這些實施例以及其他實施例中，服務器節點224可以提供可在顯示器204上示出或者可以由客戶端節點處理器110用于其操作的內容。備選地，客戶端節點202可以通過對等客戶端節點202接入無線網絡220，該對等客戶端節點202在中繼類型或跳類型的連接中擔當中間設備。作為另一備選，客戶端節點202可被綁系(tether),并從連接到無線網絡212的鏈接設備獲得其數據。本領域技術人員將認識到，很多這樣的實施例是可能的，并且前述內容并不意在限制本公開的精神、范圍或意圖。
[0042]圖3是根據本發明的實施例實現的包括多個宏小區、微小區、毫微微小區和微微小區在內的異構無線網絡環境的簡化拓撲圖。在該實施例中，異構無線網絡環境包括多個無線網絡宏小區‘X’ 302、‘V 304到‘V 306。在該實施例以及其他實施例中，各個無線網絡宏小區‘X’ 302、‘Y，304到‘V 306可以包括多個無線網絡微小區308，無線網絡微小區308進而可以包括多個無線網絡微微小區310。同樣地，無線網絡宏小區‘X’ 302、‘V 304到‘V 306還可以包括多個單獨的無線微微小區310。
[0043]在各種實施例中，可以將微小區308與實體‘A’ 312、‘B’ 314到‘η’ 316相關聯，以及可以同樣地將微微小區310與實體‘Ρ’ 318、‘Q’ 320到‘R’ 322相關聯。在這些實施例中，無線宏小區‘X’ 302、‘Y，304到‘Ζ’ 306、微小區308和微微小區310可以包括多個無線技術和協議，由此在無線網絡系統300內創建了異構的操作環境。同樣地，各個無線宏小區‘X’ 302、‘Y，304到iV 306、微小區308和微微小區310包括對應的接入點(AP)。本文中使用的AP是上位術語，寬泛地包含了無線LAN接入點、宏蜂窩基站(例如，NodeB, eNB)、微小區和微微小區、中繼節點和基于家庭的毫微微小區(例如，HeNB)、或者可用于建立和維持無線通信會話的任何電信技術。同樣在本文中使用的“小區”(或“扇區”)是由AP提供服務的覆蓋區域的一部分。相應地，每個小區具有可通過例如唯一的小區標識符與該小區相關聯的無線資源集合。
[0044]本領域技術人員能夠意識到:將來的無線網絡系統將很可能依靠例如圖3所示的異構網絡技術的更密集部署來提供較高的容量。然而，這種更高的容量一般將會要求在相當大百分比的小區覆蓋區域上具有更高的信號對干擾加噪聲比(SINR)。一般而言，當以給定功率級別發送時，實現更高的SINR將要求更小的小區，或更恰當地，小區中的更小區域中的操作。因此，將需要通過較低功率室內和室外微小區和微微小區的集合來增強較高功率室外宏小區的當前網絡模型，以增加系統容量和移動臺吞吐量。本文中使用的移動臺可以指代無線設備，如移動電話、智能電話、個人數字助理(PDA)、手持設備、便攜式計算機、平板計算機和類似設備、或者指代具有電信能力的其他用戶設備(UE)。這種移動臺同樣可以指代移動無線設備，或者相反地，指代一般不便攜的具有類似能力的設備，例如，桌面型計算機、機頂盒或傳感器。本領域技術人員將意識到:移動臺的很多這種的示例的存在，并且前述內容不意在限制本發明的精神、范圍或意圖。
[0045]向更小的小區的這種移動將顯著增加系統中AP的數目，并且還將導致如圖3中示出的顯著的覆蓋重疊(規劃的以及未規劃的)。因此，當重疊小區使用相同或不同的無線接入技術在無線頻譜的相鄰部分上工作時，可發生相鄰信道干擾。同樣地，當重疊小區在無線頻譜的相同部分上工作時，可以發生共信道干擾。雖然在這些情況下使用不同的無線接入技術在技術上是可能的，很多規章制度限制了將頻譜帶用于單個無線接入技術或單個許可的運營商。
[0046]雖然給定小區內的發送和接收將由其對應的AP來協調，由于無線傳播的無常、管理域之間的差異或不兼容性、或者AP之間的通信中遇到的困難，跨小區邊界的操作可以是未協調的。然而，完全未被協調的操作最終可導致不可接受的干擾電平，該不可接受的干擾電平可抵消通過使用更小的小區所獲得的信號電平提高的好處。
[0047]因此，存在著減輕干擾以增強性能的對應需要，這要求前述AP之間的協作。然而，一些部署可能不具有在AP之間的可靠的(或者就此而言不具有任何的)直接通信路徑(例如，物理回程)。因此，由于不存在供一個AP與另一個AP協作的機制，不能進行干擾減輕。此外，如果任何可用的直接通信路徑都不能維持充足的吞吐量，多個AP之間的實時的信道相關的協作的實現可能是不可實現的。
[0048]針對該問題的各種方案是已知的，包括讓AP通過物理回程網絡或通過中心式的控制結構進行直接通信，以協調通信。一個方案是讓AP協調要作為發送目標的移動臺和要發送的資源。另一方案是使AP擔當無線資源集合的主管理者。在一個這樣的示例中，如本文中更詳細地描述的，可以為協作傳輸指定資源區。然而，該方案不僅要求AP之間的前述直接通信，而且還要求用于在各種AP之間就移動臺選擇和資源指派達成一致的手段。此夕卜，該協調還限于在該區內指定的資源。
[0049]本領域技術人員將意識到:小區間干擾是蜂窩部署中系統容量降低的已知原因。針對該問題的各種方案包括實現干擾減輕技術。例如，MS或AP可以消除主干擾信號。作為另一示例，基于信道質量和殘余干擾，移動臺可以輔助AP協調在它們之間指派的可用無線資源。作為另一示例，AP或MS可以通過波束成形或適當的天線波束選擇來避免主干擾源。
[0050]然而，在異構蜂窩部署中，AP和移動臺可具有不同的能力，例如，不同的發送功率等級、不同的干擾管理能力等。此外，基于所使用的接收機類型，AP和MS的抗干擾能力可以不同。此外，在AP和MS處使用的接收機技術通常是專有的，并且不可用于系統內的其他AP或移動臺。因此，前述干擾減輕方法的應用可能沒有提高網絡上的系統性能。
[0051]圖4是示出了使用根據本發明的實施例實現的干擾消除和協調的小區間干擾管理的簡化拓撲圖。本文中使用的移動臺(MS) ‘ip’指代由接入點(AP) ‘i’提供服務的第P個MS。在本實施例中，接入點T 402、V 408、‘η’ 432、‘r’ 438和‘s’ 442具有對應的覆蓋區域‘I’404、‘m’410、‘η’434、‘r’440 和‘S，444。圖 4 中示出的 AP ‘I’402 是移動臺(MS) ‘10’ 406 的服務 AP，AP ‘m’ 408 是移動臺 ‘m0’ 412、‘ml’ 414、‘m2’ 416、‘m3’ 418、‘m4’420、‘m5’424、‘m6’426 和‘m7’428 的服務 AP。同樣地，AP ‘η’432 是 MS ‘nO’436 的服務AP，以及AP ‘s’442是MS ‘sO’446的服務AP。如圖4中同樣示出的，移動臺‘m6’426和‘m7，428的組430接近其服務AP，而移動臺‘m2’416、‘m3’418、‘m4’420的組422更加遠離其服務AP。在本實施例中，MS ‘nO’436經由適當的網絡接口，通過其服務AP (AP ‘η’432)連接448到分組核心網450。
[0052]參考圖4，對本領域技術人員將顯而易見的是:由于來自相鄰AP ‘m’408和‘1’402的信號傳輸，在由AP ‘η’432提供服務的MS ‘nO’436處的下行鏈路(DL)信號接收的質量可被降級。同樣將顯而易見的是:如果AP ‘η’432向MS ‘nO’436指派了與AP ‘m’408向MS ‘m2’416指派的相同無線資源，MS ‘ηθ’436將經受到干擾。更具體地，當AP ‘m’408不得不提高其發送功率來為其小區邊緣的移動臺(例如，MS ‘m2’416)提供服務時，MS ‘ηθ’436將經受到干擾。然而，根據它們使用的接收機的類型，MS ‘nO’436和MS ‘m2’416可以成功實現對主干擾的高效抑制。
[0053]同樣將意識到的是，如果使用相同的資源為移動臺‘m6’426和‘m7’428提供服務，將降低MS ‘nO’ 436經受到的干擾信號強度。更具體地，當移動臺‘m6’ 426和‘m7’ 428接近其服務AP時，AP ‘m’ 408要求較少的發送功率來為移動臺‘m6’ 426和‘m7’ 428提供服務。同樣地，如果AP ‘m’408能夠進行波束成形，以及如果AP ‘m’ 408使用相同的資源來為移動臺‘mO’ 412、‘m5’ 424或‘m6’ 426提供服務，則其可以完全避免與MS ‘nO’ 436的接收的干擾。還將意識到的是，AP的干擾抑制能力取決于其AP間協調能力、干擾消除/抗干擾能力、以及波束成形能力，并且還取決于MS的干擾管理能力。例如，MS可以成功抑制的主干擾源的數目取決于其接收機天線的數目。
[0054]本領域技術人員將意識到:在現有的蜂窩標準中，首先應用干擾消除，然后獨立地應用干擾協調或干擾避免。然而，在異構部署中，不是所有的AP都被裝配為執行干擾協調或干擾避免或者這二者。類似地，各個AP可能不知道單個MS是否可以支持干擾消除技術。同樣地，干擾消除根據MS或AP觀察到的干擾源的特性而變化。在一些情況下，可以消除一個主干擾源。在其他情況下，可能不存在主干擾源，并因此不可能應用干擾消除。此外，發送無線設備不知道在當前配置中有多少干擾源可被消除以及哪些干擾源可被消除。因此，在干擾消除和干擾協調管理技術的應用之間當前不存在協調。然而，如果異構網絡環境中的各個AP和移動臺的干擾管理能力是已知的并被適當利用，則可以優化整體網絡性能。
[0055]在各種實施例中，在異構網絡環境中機會式地實現小區間干擾減輕方案，以使得可以使用干擾消除和干擾避免技術，然后針對不能被消除或避免的那些干擾源使用干擾協調技術。在這些實施例中，在MS和或AP處啟用前述干擾消除、干擾避免和干擾協調技術的組合伴隨著潛在的依賴性。
[0056]例如，干擾消除的有效性可取決于MS使用的接收天線的數目和接收機的類型。為了進一步描述該示例，如果MS在使用最大比例合并(MRC)接收機的情況下具有NR個接收天線，則MS可以高效地抑制Nk-1個主干擾源。具有抗干擾合并(IRC)能力的那些接收機可以將干擾抑制能力提高到高于Nk-1個主干擾源。同樣地，在本領域中已知存在各種連續和迭代的干擾消除器。此外，在通過多個層發送信息時，使用一些接收天線來接收多輸入多輸出(MMO)傳輸，并且小區間干擾抑制能力可被降低。此外，基于期望信號和干擾信號的相對功率等級，各種干擾減輕技術的成功可以不同。例如，如果AP和MS能夠進行波束成形，或者切換波束，可以更高效地管理資源。
[0057]作為潛在依賴性的另一示例，相鄰AP處的資源使用影響了各個AP處的資源調度決定。在圖3中描述的異構網絡環境中，存在著AP在其之間不具有通信能力的可能性。在這種情況下，在MS的幫助下執行用于管理小區間干擾的資源協調，本文中更詳細地對此進行了描述。潛在依賴性的其他示例包括相鄰AP(例如經由直接有線或無線回程鏈路，或者通過MS)彼此通信的能力以及讓MS與相鄰AP通信的能力。
[0058]圖5是示出了根據本發明的實施例的使用下行鏈路上的無線資源指派的小區間干擾管理的簡化拓撲圖，該下行鏈路上的無線資源指派是用干擾消除和協調實現的。本文中使用的移動臺(MS) ‘ip’指代由接入點(AP) ‘i’提供服務的第ρ個MS。圖5中示出的移動臺(MS) ‘n0’436通過接入點(AP) ‘η’ 432連接到網絡。同樣地，MS ‘mO’412和MS ‘10’406分別經由接入點AP ‘m，408和AP ‘1’402連接到網絡。如圖5中示出的，如果向以下這些DL傳輸指派了相同的空間-時間-頻率資源，則來自AP ‘m’408和AP ‘I’402的下行鏈路(DL)傳輸可以干擾從AP ‘η’ 432到MS ‘ηΟ’ 436的下行鏈路傳輸。在本實施例中，可以如下表達MS ‘ηΟ’ 436處的接收信號:
[0059]
【權利要求】
1.一種移動臺，包括: 處理邏輯，用于管理對傳輸的干擾，所述處理邏輯由所述移動臺“MS”用于動態地執行用于產生與所述MS的干擾管理能力相關聯的能力數據的能力評估操作，所述能力數據被提供給服務接入點“AP”和一個或多個相鄰AP，以用于根據所述MS、所述服務AP以及一個或多個相鄰干擾AP的干擾管理能力來指派無線資源。
2.根據權利要求1所述的移動臺，其中，通過考慮到以下各項的集合的組合，在下行鏈路“DL”傳輸期間在所述MS處最小化殘余AP間干擾: 所述MS的干擾管理能力； 所述服務AP將傳輸定向至所述MS以減輕干擾的能力；以及 所述一個或多個相鄰干擾AP將傳輸定向至第二 MS以減輕所述MS處的干擾的能力，所述第二 MS由所述一個或多個相鄰干擾AP相應地提供服務。
3.根據權利要求2所述的移動臺，其中，所述處理邏輯還由所述MS用于根據是否能夠消除或抑制一個或多個主干擾源來進行DL無線資源選擇推薦。
4.根據權利要求2所述的移動臺，其中，所述處理邏輯還由所述MS用于向AP進行DL無線資源選擇推薦，所述無線資源選擇推薦包括以下各項的集合之一: 使用所有可用的接收天線來應用DL多輸入/多輸出“ΜΙΜΟ” ；以及 使用少于所有可用的接收 天線來應用DL ΜΙΜΟ。
5.根據權利要求2所述的移動臺，其中，所述處理邏輯還由所述MS用于從所述服務AP提供的高級資源分配“ARA”消息中包含的所推薦的無線資源的集合中選擇無線資源的子集，所述選擇是根據所述MS觀察到的DL信道質量來執行的，以及所述MS在ARA響應消息中向所述服務AP提供所述選擇。
6.根據權利要求5所述的移動臺，其中，所述處理邏輯還由所述MS用于在向所述一個或多個相鄰干擾AP的集合提供的ARA通知消息中傳送ARA，所述MS根據從所述服務AP接收到的ARA肯定應答消息來附上其對所述一個或多個相鄰干擾AP的優選傳輸配置。
7.根據權利要求6所述的移動臺，其中，所述ARA肯定應答消息包括尋址到相鄰AP的加密的有效載荷。
8.根據權利要求2所述的移動臺，其中，所述處理邏輯還由所述MS用于根據從所述服務AP接收到的響應對所述MS的接收機進行配置。
9.根據權利要求2所述的移動臺，其中，所述處理邏輯還由所述MS用于根據從所述一個或多個相鄰干擾AP接收到的響應對所述MS的接收機進行配置。
10.根據權利要求1所述的移動臺，其中，通過考慮到以下各項的集合的組合，在上行鏈路“UL”傳輸期間在服務AP處最小化殘余干擾: 所述AP的干擾管理能力； 所述MS將傳輸定向至其服務AP以減輕干擾的能力，所述能力由所述MS動態地評估；以及 所述一個或多個相鄰干擾AP對來自第二 MS的傳輸進行定向以減輕所述服務AP處的干擾的能力，所述第二 MS由所述一個或多個相鄰干擾AP相應地提供服務。
11.根據權利要求10所述的移動臺，其中，所述處理邏輯還由所述MS用于根據其動態干擾管理能力和從所述一個或多個相鄰干擾AP接收到的反饋進行UL無線資源選擇推薦。
12.根據權利要求10所述的移動臺，其中，所述處理邏輯還由所述MS用于向AP進行UL資源選擇推薦，所述資源選擇推薦包括以下各項的集合之一: 使用所有可用的發送天線來應用UL多輸入/多輸出“ΜΙΜΟ” ；以及 使用少于所有可用的發送天線來應用UL ΜΙΜΟ。
13.根據權利要求10所述的移動臺，其中，所述處理邏輯還由所述MS用于向所述一個或多個相鄰干擾AP發送高級無線資源許可“ARG”通知消息，其中，所述服務AP在所述ARG通知消息中標識所述一個或多個相鄰干擾AP的身份。
14.根據權利要求13所述的移動臺，其中，所述ARG通知消息包括與所述移動臺對各個資源的干擾管理能力相關聯的能力數據，在所述MS動態地評估其干擾避免和傳輸能力之后，將所述能力數據包括在ARG通知消息中。
15.根據權利要求14所述的移動臺，其中，所述處理邏輯還由所述MS用于向所述服務AP轉發來自所述一個或多個相鄰干擾AP的ARG響應肯定應答“ACK”消息。
16.根據權利要求15所述的移動臺，其中，所述處理邏輯還由所述MS用于將其傳輸調整為與來自所述服務AP的ARG通知ACK消息相匹配，或在預定時間間隔到期之后調整其傳輸。
17.根據權利要求1所述的移動臺，其中，所述處理邏輯還由所述MS用于在所述服務AP和所述一個或多個相鄰干擾AP之間建立安全隧道，所述安全隧道是經由所述MS建立的。
18.根據權利要求17所述的移動臺，其中，所述服務AP使用所述安全隧道向所述MS和所述一個或多個相鄰干擾AP發送認證密鑰，所述認證密鑰用于后續的附著或認證操作。
19.一種用于管理對傳輸的干擾的方法，包括: 使用移動臺“MS”，所述移動臺包括處理邏輯，所述處理邏輯用于動態地執行用于產生與所述MS的干擾管理能力相關聯的能力數據的能力評估操作，所述能力數據被提供給服務接入點“ΑΡ”和一個或多個相鄰ΑΡ，以用于根據所述MS、所述服務AP以及一個或多個相鄰干擾AP的干擾管理能力來指派無線資源。
20.根據權利要求19所述的方法，其中，通過考慮到以下各項的集合的組合，在下行鏈路“DL”傳輸期間在所述MS處最小化殘余AP間干擾: 所述MS的干擾管理能力； 所述服務AP將傳輸定向至所述MS以減輕干擾的能力；以及 所述一個或多個相鄰干擾AP將傳輸定向至第二 MS以減輕所述MS處的干擾的能力，所述第二 MS由所述一個或多個相鄰干擾AP相應地提供服務。
21.根據權利要求20所述的方法，其中，所述MS還使用所述處理邏輯，以根據是否能夠消除或抑制一個或多個主干擾源來進行DL無線資源選擇推薦。
22.根據權利要求20所述的方法，其中，所述MS還使用所述處理邏輯，以向AP進行DL資源選擇推薦，所述無線資源選擇推薦包括以下各項之一: 使用所有可用的接收天線來應用DL多輸入/多輸出“ΜΙΜΟ” ；以及 使用少于所有可用的接收天線來應用DL ΜΙΜΟ。
23.根據權利要求20所述的方法，其中，所述MS還使用所述處理邏輯，以從所述服務AP提供的高級資源分配“ARA”消息中包含的所推薦的無線資源的集合中選擇無線資源的子集，所述選擇是根據所述MS觀察到的DL信道質量來執行的，以及所述MS在ARA響應消息中向所述服務AP提供所述選擇。
24.根據權利要求23所述的移動臺，其中，所述MS還使用所述處理邏輯，以在向所述一個或多個相鄰干擾AP的集合提供的ARA通知消息中傳送ARA，所述MS根據從所述服務AP接收到的ARA肯定應答消息來附上其對所述一個或多個相鄰干擾AP的優選傳輸配置。
25.根據權利要求24所述的方法，其中，所述ARA肯定應答消息包括尋址到相鄰AP的加密的有效載荷。
26.根據權利要求20所述的方法，其中，所述MS還使用所述處理邏輯，以根據從所述服務AP接收到的響應對所述MS的接收機進行配置。
27.根據權利要求20所述的方法，其中，所述MS還使用所述處理邏輯，以根據從所述一個或多個相鄰干擾AP接收到的響應對所述MS的接收機進行配置。
28.根據權利要求19所述的方法，其中，通過考慮到以下各項的集合的組合，在上行鏈路“UL”傳輸期間在服務AP處最小化殘余干擾: 所述AP的干擾管理能力； 所述MS將傳輸定向至其服務AP以減輕干擾的能力，所述能力由所述MS動態地評估；以及 所述一個或多個相鄰干擾AP對來自第二 MS的傳輸進行定向以減輕所述服務AP處的干擾的能力，所述第二 MS由所述一個或多個相鄰干擾AP相應地提供服務。
29.根據權利要求28所述的方法，其中，所述MS還使用所述處理邏輯，以根據其動態干擾管理能力和從所述一個或多個相鄰干擾AP接收到的反饋進行UL無線資源選擇推薦。
30.根據權利要求28所述的方法，其中，所述MS還使用所述處理邏輯，以向AP進行UL資源選擇推薦，所述資源選擇推薦包括以下各項的集合之一: 使用所有可用的發送天線來應用UL多輸入/多輸出“ΜΙΜΟ” ；以及 使用少于所有可用的發送天線來應用UL ΜΙΜΟ。
31.根據權利要求28所述的方法，其中，所述MS還使用所述處理邏輯，以向所述一個或多個相鄰干擾AP發送高級無線資源許可“ARG”通知消息，其中，所述服務AP在所述ARG通知消息中標識所述一個或多個相鄰干擾AP的身份。
32.根據權利要求31所述的方法，其中，所述ARG通知消息包括與所述移動臺對各個資源的干擾管理能力相關聯的能力數據，在所述MS動態地評估其干擾避免和傳輸能力之后，將所述能力數據包括在ARG通知消息中。
33.根據權利要求32所述的方法，其中，所述MS還使用所述處理邏輯，以向所述服務AP轉發來自所述一個或多個相鄰干擾AP的ARG響應肯定應答“ACK”消息。
34.根據權利要求33所述的方法，其中，所述MS還使用所述處理邏輯，以將其傳輸調整為與來自所述服務AP的ARG通知ACK消息相匹配，或在預定時間間隔到期之后調整其傳輸。
35.根據權利要求19所述的方法，其中，所述MS還使用所述處理邏輯，以在所述服務AP和所述一個或多個相鄰干擾AP之間建立安全隧道。
36.根據權利要求35所述的方法，其中，所述服務AP使用所述安全隧道向所述MS和所述一個或多個相鄰干擾AP發送認證密鑰，所述認證密鑰用于后續的附著或認證操作。
【文檔編號】H04B15/00GK103703850SQ201180071309
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2011年5月31日 優先權日:2011年5月31日
【發明者】羅伯特·諾瓦克, 錢德拉·謝卡爾·邦圖, 沙利尼·蘇雷什·佩里亞爾沃 申請人:黑莓有限公司