用于無線系統中干擾減輕的方法和設備的制作方法
【專利摘要】公開一種方法，用于消除位于小區群集的邊緣處的用戶設備的群集間干擾。該方法通過對無線鄰域中小區的群集或組合采用分數頻率復用（FFR）原理來工作，其中小區中的基站以稱為協調多點傳輸（CoMP）的方案來協調其操作。通過對CoMP群集單外邊緣用戶使用FFR原理，該方法減輕了干擾和增加邊緣用戶的吞吐量。
【專利說明】用于無線系統中干擾減輕的方法和設備
【技術領域】
[0001]本申請涉及協調多點傳輸(CoMP)，以及更具體地說，涉及一種用于減輕具有CoMP能力的用戶設備的干擾的方法。
【背景技術】
[0002]在常規多小區系統中，位于小區邊緣的用戶遭受高小區間干擾，并且由于其低信號干擾加噪聲比而無法達到高吞吐量。圖1示出具有多個蜂窩區域或小區40的無線鄰域100，每個蜂窩區域由基站30提供服務。基站30A-30G占據無線鄰域100(通稱為基站30)。移動穿過無線鄰域100的移動裝置或其他用戶設備(UE) 20偶然位于蜂窩區域40的邊緣處。雖然UE 20由基站30A提供服務，但是當位于中心蜂窩區域40的邊緣時，UE 20可能遇到來自位于周邊蜂窩區域中的若干個中的基站的干擾，即，來自基站30B、30C、30D和30E的干擾。
[0003]因此，位于小區40邊緣的用戶設備可能遇到高小區間干擾，這又會由于低信號干擾加噪聲比(SINR)而導致低吞吐量。
[0004]因此，一直需要一種用于克服現有技術的缺點的方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005]當與附圖結合進行時，參考下文詳細描述本文檔的前述多個方面和許多附帶優點將變得更容易地認識到，同時其變得更好理解，其中除非另行指定，否則遍布多個視圖中相似的引用數字指代相似的部件。
[0006]圖1是根據現有技術的具有為用戶設備提供服務的蜂窩區域和基站的無線鄰域的不意圖；
圖2是根據一些實施例的，采用包括增強協調多點傳輸和增強分數頻率復用(fractional frequency reuse)的增強干擾減輕方法的增強基站的框圖；
圖3是根據一些實施例的，三個小區形成的群集的示意圖，其中圖2的增強干擾減輕方法使用群集；
圖4是根據一些實施例的，用于說明通過圖2的增強干擾減輕方法減輕的群集間干擾的具有多個群集的無線鄰域的示意圖；
圖5是根據一些實施例的，圖2的增強干擾減輕方法使用的增強協調多點傳輸的示意
圖；
圖6是根據一些實施例的，示出圖2的增強干擾減輕方法使用的基站與回程之間的操作的示意圖；
圖7是根據一些實施例的，采用圖2的增強干擾減輕方法所使用的協調多點傳輸的群集的不意圖；
圖8是根據一些實施例的，采用圖2的增強干擾減輕方法所使用的協調多點傳輸時的回程作用的示意圖； 圖9是根據一些實施例的，說明圖2的增強干擾減輕方法使用的增強協調多點傳輸的流程圖；
圖10是根據一些實施例的，被分區用于由圖2的增強干擾減輕方法執行增強分數頻率復用的群集的示意圖；以及
圖11是說明根據一些實施例的，圖2的增強干擾減輕方法執行的增強分數頻率復用操作的流程圖。
【具體實施方式】
[0007]根據本文描述的實施例中，公開一種方法，用于消除位于小區群集邊緣處的用戶設備的群集間干擾。該方法通過對無線鄰域中小區的群集或組合采用分數頻率復用(FFR)原理來工作，其中小區中的基站以稱為協調多點傳輸(CoMP)的方案來協調它們的操作。對群集單外邊緣用戶使用FFR原理，該方法減輕了干擾和增加邊緣用戶的吞吐量。此新方案可以被認為是常規FFR向群集級的擴展。
[0008]在下文的詳細描述中，參考了附圖，這些附圖通過說明的方式示出其中可以實施本文描述的發明主題的特定實施例。但是，要理解，在閱讀本公開時，本領域普通技術人員將顯見到其他實施例。因此，下文詳細描述不應視為在限制意義上的，因為本發明主題的范圍由權利要求來定義。
[0009]圖2是根據一些實施例的，采用增強干擾減輕方法400的基站30的框圖。基站30最少配備有處理器82和存儲器84，以便其中可以執行增強干擾減輕方法400。增強干擾減輕方法400以創新方式增強并組合兩種公知的原理:協調多點傳輸和分數頻率復用，以減輕位于群集邊緣的用戶設備的干擾。為了說明增強干擾減輕方法400，下文更詳細地描述增強協調多點傳輸200和增強分數頻率復用300的原理，以及如何將這些技術組合。在一些實施例中，增強干擾減輕方法400是加載到基站300的存儲器84中并在其中由處理器82執行的軟件程序。在其他實施例中，增強干擾減輕方法400是軟件和硬件組件的組合，其中軟件部分由處理器82來執行。
[0010]在【背景技術】部分中引入的圖1的無線鄰域100說明小區間干擾的原理，其中用戶設備20遇到來自相關小區外部的基站，即，非用戶設備的歸屬基站的基站的干擾
為了移除小區間干擾并增大網絡的容量，最近已經提出網絡多輸入多輸出(MMO)，也稱為協調多點傳輸(CoMP)。在CoMP下，有限數量的相鄰小區形成群集(CoMP集合)，以及新近形成的群集中的基站執行聯合協調或預編碼以通過經回程交換信息來為群集中的用戶提供服務。
[0011]圖3是根據一些實施例的群集或CoMP集合50的框圖。群集50由三個小區40A、40B和40C組成，這些小區分別具有支持增強節點基站(eNB) 30A.30B和30C。正如本文所使用的，增強節點基站是支持CoMP的基站。根據CoMP，進入群集50中的用戶設備20 (例如，移動裝置)將由基站30A、30B和30C中每一個的聯合協調來提供服務。雖然用戶設備20由三個eNB來聯合地提供服務，但是eNB的其中之一保持為指定的“歸屬”基站。歸屬eNB一般是最靠近用戶設備的基站(例如，從用戶設備具有最低路徑損耗的基站)。
[0012]通過使用CoMP，可以完全地移除群集50內部的用戶的干擾。但是，恰好與前一個示例(圖1)中的小區40 —樣，群集50邊緣上的用戶可能遇到相鄰群集中的一個或多個基站所導致的干擾(群集間干擾)。
[0013]在圖4的無線鄰域100中說明這一點，其中相鄰小區40形成大小為3的群集50。三個相鄰小區40A、40B和40C形成群集50A(藍色)，相鄰小區40D、40E和40F形成群集50B(玫瑰色)以及相鄰小區40G、40H和40J形成群集50C (淡紫色)。UE 20位于群集50B的邊緣。群集50B中的eNB 30D、30E和30F協作并向UE 20傳送有用信號(黑色箭頭)，而相鄰群集中的eNB 30C、30G、30K和30M向UE 20傳送干擾信號(紅色箭頭)并由此可能導致對該移動裝置的群集間干擾。
[0014]在增強CoMP 200下，UE 20通過測量從群集50中的不同eNB傳送的參考信號90來估計它至不同eNB的信道方向，并通過使用適合的預編碼矩陣指示符(PMI)將測量的信息反饋回其“歸屬”eNB。而且，UE 20通過估計SINR來測量來自不同eNB的信道質量，并將適合的CQI報告給其“歸屬” eNB。
[0015]根據一些實施例，圖5中說明增強CoMP操作200。使用圖4中的群集50B作為示例，UE 20分別從eNB 30D、30E和30F接收到參考信號90D、90E和90F。UE 20使用這些參考信號來估計它至不同eNB的信道方向，然后使用PMI將測量的信息發送到歸屬eNB，圖5中示出為PMI計算70。再者，UE 20測量來自相同的這些eNB 30D、30E、30F的信道質量，并將測量的CQI發送到歸屬eNB，圖5中示出為CQI計算80。在圖5的示例中，eNB 30F是歸屬 eNB ο
[0016]此外，在一些實施例中，每個UE 20基于計算從群集50中的eNB 30至UE 20的路徑損耗，并將其與預定義閾值比較來確定其協作的實際大小。因此，實際“協作eNB”(例如，用于執行增強CoMP 200的eNB的數量)可能小于群集中的eNB的數量。作為示例，在路徑損耗超過eNB 30D的預定義閾值的情況中，eNB 30E和eNB 30F是協作eNB，而eNB 30D不參與增強CoMP操作200。
[0017]圖6示出一示例，該示例中具有三個小區40A、40B、40C的群集50中的三個eNB30A、30B、30C聯合地向UE 20傳送相應的信號32A、32B、32C。在一些實施例中，與信號傳輸關聯的所有信息(示出為信道信息和數據交換36)經由回程34在群集50中的所有eNB之間共享，以便用于向UE 20的聯合信號傳輸。回程34實際是連接無線鄰域中的eNB且用于向eNB傳送數據和信道信息的鏈路。
[0018]圖7是根據一些實施例的，具有三個小區40A、40B、40C (每個小區具有相應的eNB40A、40B和40C)且為不同的UE 20A、20B、20C提供服務的群集50的示意圖。從圖5回顧UE 20測量從不同eNB傳送的參考信號(這就是UE如何估計它至eNB的信道方向)，然后使用PMI將此信息反饋回其歸屬eNB (PMI計算70)。UE 20還通過估計SINR來測量來自不同eNB的信道質量(CQI計算80)，并且還將此報告給歸屬eNB。圖7示出PMI/CQI反饋38，PMI計算70和CQI計算80的結果被每個UE 20A、20B、20C反饋回其相應的歸屬eNB 40A、40B、40C。雖然圖7使之看上去像是雖然eNB正在彼此直接通信，但是信道信息和數據交換36經由回程34 (未示出)在eNB之間進行反饋。信道信息和數據在群集50的所有eNB之間共享。
[0019]圖8提供根據一些實施例的，圖6中首先介紹的回程34的更詳細視圖。群集50包括三個 eNB 40G、40H、40J 和六個 UE 20M、20N、20P、20Q、20R、20S，其中每個 eNB 與回程 34通信。在eNB收集信息(示出為信道信息和數據交換36)之后，連接到回程34的中央處理器86中的調度器和波束形成器42收集數據44和信道信息46，并選擇群集50中要提供服務的UE。調度器和波束形成器42進一步計算將用于消除群集50中UE之間的干擾的預編碼矩陣。在一些實施例中，調度器和波束形成器使用迫零波束形成(ZFBF)以計算預編碼矩陣。在此計算之后，將適合的信號發送到每個eNB 40G、40H、40J以便傳送到選定的UE。在圖8中，在此分析期間，選定了 UE 20N、20Q和20R，而未選UE 20M、20P和20S。
[0020]圖9是根據一些實施例的概述上述增強CoMP操作200的流程圖。如圖5所示，UE從群集50中的相應eNB接收參考信號(框202)。從這些參考信號，UE能夠估計它至該群集中的每個eNB的信道方向(框204)。UE然后計算與所有協作eNB對應的CQI(CQI計算80)和PMI (PMI計算70)(框206)，其中協調eNB的數量可以少于群集中的所有eNB。然后將計算的CQI 80和PMI 70發送到歸屬eNB (框208)，但是位于中央處理器86 (參見圖8)的調度器和波束形成器42也接收計算的CQI 80和PMI 70 (框210)。最后，調度器和波束形成器42選擇UE，形成用于向該UE傳輸的波束，并經由回程將它們發送到eNB，然后在eNB中將它們發送到UE (框212)。
[0021]雖然通過使用增強CoMP 200，可以完全地移除群集50內部的UE的干擾，但是群集邊緣上的UE可能被相鄰群集中的eNB導致的干擾(本文也稱為群集間干擾)負面地影響。所以，與圖1中UE 20所遇到的小區間干擾一樣，當小區40是對應于CoMP來組織時，圖4中的UE 20A遇到群集間干擾。
[0022]為了消除群集間干擾，根據一些實施例，提出群集間干擾減輕(ICM)方法400。在ICM方法400下，如上所述，將增強分數頻率復用(FFR) 300與增強CoMP 200結合來使用，以減輕群集邊緣UE所遇到的干擾，并且由此增加此類群集邊緣UE的吞吐量。圖10是示出三個群集50A、50B、50C的示意圖，其中如圖所示，每個群集內的基站采用增強CoMP 200，以及增強FFR 300，以便協調發往/發自穿過相應群集移動的UE的操作。通過對群集采用分數頻率復用的原理，將每個群集50A、50B、50C分區成中央區域62 (綠色)和邊緣區域，其中群集50A具有黃色邊緣區域64A、群集B具有藍色邊緣區域64B以及群集50C具有紅色邊緣區域64C。圖10中的圖示僅表示將群集分區成中央區域和邊緣區域，而無意反映每個區域的相對數量。因此，邊緣區域可能比圖10中所示的更大(更厚)或更小(更薄)。
[0023]每個群集具有定義的頻帶(在圖10中也特別顯示)，以使設于任何群集的中央區域62處的UE利用頻率范圍52，而設于邊緣區域處的UE利用頻帶中更小但是專用的區域。位于邊緣區域64A (群集50A)處的UE利用頻率范圍54，位于邊緣區域64B (群集50B)處的UE利用頻率范圍56，以及位于邊緣區域64C(群集50C)處的UE利用頻率范圍58。圖10中的頻帶圖示所說明的是，位于群集中央的UE (其不太可能像邊緣UE那樣遇到群集間干擾)能夠共享以綠色示出的頻帶52。另一方面，對較可能遇到群集間干擾的位于邊緣的UE提供頻帶的專用部分54 (黃色)、56 (藍色)或58 (紅色)，以便減輕此類干擾。位于群集50A的邊緣區域64A中的UE僅與位于相同邊緣區域64A中的其他UE共享頻帶54，但是不與位于群集50B的邊緣區域4B中的UE共享該頻帶，后一 UE而是使用頻帶56。以此方式，邊緣UE可能無干擾地向其相應的eNB傳送和從其相應eNB接收。
[0024]圖11是根據一些實施例的，示出ICM方法400 (圖2)的增強FFR 300執行的操作的流程圖。最初，將小區40組合以形成群集50 (框圖302)。在本文的示例中，群集大小為3，其中三個小區構成該群集，但是群集的大小可以更大或更小。然后將系統資源(即，頻帶)分成適于執行FFR的正交資源(框304)。
[0025]接下來，ICIM方法400的增強FFR 300確定UE的位置(框306)。如果UE位于邊緣區域64A、64B或64C的其中之一(框306的“是”分支)，則增強FFR方法300為邊緣區域UE分配資源，即頻帶54、56或58 (框310)。否則，UE位于群集50之一的中央區域，并且增強FFR方法300相應地分配資源，即頻帶52 (框308)。在任一情況中，增強FFR 300使用上述增強CoMP 200 (圖9)來為UE提供服務，S卩，由駐存在群集50中的eNB 30協調其操作以便為UE提供服務。
[0026]通過將增強CoMP 200與增強FFR 300組合，ICIM方法400確保將對群集中的所有用戶消除(或顯著減少)干擾。對于群集的內部中的用戶，由于增強CoMP 200而減輕了干擾，而對于群集的邊緣處的用戶，由于增強FFR 300減輕了干擾。再者，在一些實施例中，提高了系統的總吞吐量。
[0027]雖然本申請是相對有限數量的實施例來描述的，但是本領域技術人員將設想到基于此的多種修改和變化。所附權利要求旨在涵蓋落入本發明的真實精神和范圍內的所有此類修改和變化。
【權利要求】
1.一種方法，其包括: 由無線鄰域中的增強節點基站(eNB)采用增強協調多點傳輸來協調發往和發自穿過所述無線鄰域移動的用戶設備(UE)的無線傳輸，其中將所述無線鄰域中的蜂窩區域組合以形成群集，每個群集包括多個蜂窩區域，每個蜂窩區域被多個eNB的其中之一占據；以及 所述群集中的所述eNB采用增強分數頻率復用來分配要用于所述無線傳輸的頻帶，其中將所述群集分成中央區域和多個邊緣區域，所述多個邊緣區域大致對應于構成所述群集的所述多個蜂窩區域的邊緣。
2.如權利要求1所述的方法，所述eNB采用增強協調多點傳輸還包括: 所述eNB接收多個路徑損耗計算，其中所述多個路徑損耗計算包括所述UE與所述多個eNB之間的路徑損耗；以及 由所述eNB排除所述多個eNB中其路徑損耗超過預定義閾值的一個或多個eNB，其中所述多個eNB中未排除的eNB包括協作eNB。
3.如權利要求2所述的方法，還包括: 由所述eNB向所述UE傳送參考信號，其中所述參考信號使所述UE能夠估計其信道方向。
4.如權利要求3所述的方法，還包括: 由所述eNB接收與每個協作eNB對應的信道質量指示符(CQI)和預編碼矩陣指示符(PMI )，其中所述CQI和PMI由所述UE計算。
5.如權利要求4所述的方法，還包括: 由所述eNB將所計算的CQI和PMI發送到調度器，其中所述調度器是包括所述協作eNB的所述多個eNB之間的回程連接的一部分。
6.如權利要求5所述的方法，還包括: 由所述eNB接收所述調度器形成的一個或多個波束，所述一個或多個波束經由所述回程發送到所述協作eNB，其中所述協作eNB將所述一個或多個波束用于至相應UE的傳輸。
7.如權利要求1所述的方法，采用增強分數頻率復用來分配要用于所述無線傳輸的頻帶還包括: 由所述eNB確定所述UE位于所述群集的所述中央區域中；以及 由所述eNB將所分配的頻帶的第一頻帶用于發往和發自所述UE的無線傳輸。
8.如權利要求1所述的方法，采用增強分數頻率復用來分配要用于所述無線傳輸的頻帶還包括: 由所述eNB確定所述UE位于所述群集的所述多個邊緣區域的其中之一中；以及 由所述eNB將所述分配的頻帶中多個較小頻帶的其中之一用于發往和發自所述UE的無線傳輸。
9.一種方法，其包括: 穿過無線鄰域移動的用戶設備(UE)采用增強協調多點傳輸來協調發往和發自遍布地設在所述無線鄰域中蜂窩區域中的協作增強節點基站(eNB)的無線傳輸，所述協作eNB包括所述無線鄰域中的多個eNB的子集，其中將所述蜂窩區域組合以形成群集，每個群集包括多個蜂窩區域，每個蜂窩區域被所述多個eNB中的eNB占據；以及 采用所述頻帶的一部分來用于發往和發自所述協作eNB的無線傳輸，其中使用增強分數頻率復用來分配所述部分，其中將所述群集分成中央區域和多個邊緣區域，所述多個邊緣區域大致對應于構成所述群集的所述多個蜂窩區域的邊緣。
10.如權利要求9所述的方法，所述UE采用增強協調多點傳輸還包括: 由所述UE計算從多個eNB中每一個至所述UE的路徑損耗，從而得到多個相應的路徑損耗計算； 由所述UE將所述多個路徑損耗計算與預定義閾值比較；以及 由所述UE排除所述多個eNB中的一個或多個eNB，其中所述剩余的eNB包括所述協作eNB。
11.如權利要求10所述的方法，還包括: 由所述UE從所述群集中的每個協作eNB接收參考信號； 由所述UE基于接收的參考信號來估計從所述UE至所述協作eNB的每一個的信道方向。
12.如權利要求11所述的方法，還包括: 由所述UE計算與所述協作eNB對應的信道質量指示符(CQI)和預編碼矩陣指示符(PMI);以及 由所述UE將所計算的CQI和PMI發送到所述協作eNB的歸屬eNB。
13.如權利要求9所述的方法，采用所述頻帶的一部分來用于發往和發自所述協作eNB的無線傳輸還包括: 所述UE使用第一頻帶接收，其中確定UE位于所述群集的所述中央區域中。
14.如權利要求9所述的方法，采用所述頻帶的一部分來用于發往和發自所述協作eNB的無線傳輸還包括: 所述UE使用多個較小頻帶的其中之一來向所述協作eNB傳送，其中確定UE位于所述群集的所述多個邊緣區域的其中之一中。
15.一個增強基站(eNB)，其包括: 處理器； 存儲器；以及 軟件程序，其中將所述軟件程序加載到所述存儲器中，并由所述處理器執行以執行如下操作: 接收多個路徑損耗計算，其中所述多個路徑損耗計算包括UE與位于無線鄰域中的多個eNB之間的路徑損耗；以及 排除所述多個eNB中其路徑損耗超過預定義閾值的一個或多個eNB，其中所述多個eNB中未排除的eNB包括協作eNB。
16.如權利要求15所述的eNB，其中所述軟件程序還執行如下操作: 向所述UE傳送參考信號，其中所述參考信號使所述UE能夠估計其信道方向。
17.如權利要求16所述的eNB，其中所述軟件程序還執行如下操作: 接收與每個協作eNB對應的信道質量指示符(CQI)和預編碼矩陣指示符(PMI )，其中所述CQI和PMI由所述UE計算。
18.如權利要求17所述的eNB，其中所述軟件程序還執行如下操作: 將所計算的CQI和PMI發送到調度器，其中所述調度器是包括所述協作eNB的所述多個eNB之間的回程連接的一部分。
19.如權利要求18所述的eNB，其中所述軟件程序還執行如下操作: 接收所述調度器形成的一個或多個波束，所述一個或多個波束經由所述回程發送到所述協作eNB，其中所述UE將所述一個或多個波束用于至相應協作eNB的傳輸。
20.如權利要求19所述的eNB，其中所述軟件程序還執行如下操作: 如果所述UE位于所述群集的所述中央區域中: 則將所分配的頻帶的第一頻帶用于發往和發自所述UE的無線傳輸； 否則，將所分配的頻帶中多個較小頻帶的其中之一用于發往和發自所述UE的無線傳輸。
【文檔編號】H04W16/04GK103620974SQ201280032556
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月28日 優先權日:2011年6月30日
【發明者】H.施拉尼-梅爾, Y-S.蔡, H.殷 申請人:英特爾公司