用于干扰控制的方法和装置制造方法

xiaoxiao2020-9-10  5

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用于干扰控制的方法和装置制造方法
【专利摘要】已经公开用于干扰控制的方法和装置。一种用于在无线通信系统中的基站的方法,包括:获得无线通信系统的系统设置;至少部分地基于系统设置来选择传输模式,其中,传输模式是干扰消除IC传输模式和波束成形BF传输模式中的一个;以及配置所选择的传输模式。通过在基站处在IC和BF之间动态地切换传输模式,总的系统吞吐量可以被最大化。此外,提出的切换机制可以适用于可能发生下行链路干扰的各种通信网络。
【专利说明】用于干扰控制的方法和装置

【技术领域】
[0001]本发明的实施例一般地涉及通信系统,并且更具体地涉及用于无线通信系统的干扰控制的方法、装置、基站和计算机程序。

【背景技术】
[0002]该部分介绍了可以有助于促进更好地理解本发明的各方面。因此,该部分的陈述要从这个角度进行阅读并且将不被理解为承认现有技术中有什么或现有技术中没有什么。
[0003]以下定义了在说明书和附图中出现的缩写和术语。
[0004]3GPP 第三代合作伙伴计划
[0005]BF 波束成形
[0006]BS 基站
[0007]CSI 信道状态信息
[0008]D2D 设备对设备
[0009]DL下行链路
[0010]eNB 增强型节点B、E-UTRAN中的基站
[0011]FDD 频分双工
[0012]IC 干扰消除
[0013]LTE 长期演进
[0014]RB资源块
[0015]RS 参考信号
[0016]TDD 时分双工
[0017]UE 用户设备
[0018]UL 上行链路
[0019]设备对设备(D2D)通信策略作为当前蜂窝网络的底层已经吸引了相当大的注意力。其使得用户设备(UE)能够在没有蜂窝基站(BS)的帮助的情况下直接通过D2D链路来与附近的用户终端通信。D2D策略特别有利于服务对于高速本地数据传输的需求,并且还能够提高小区吞吐量以及通过重复使用蜂窝资源来增加频谱效率。
[0020]因为D2D链路重复使用蜂窝频率资源,所以在蜂窝和D2D链路之间存在信道间干扰(ICI),并且有时ICI可能严重恶化整个系统性能。为了减轻ICI的负面影响,直接和直观的方式是针对蜂窝和D2D链路使用正交资源分配,例如LTE的资源块(RB)指配。已经被报告称,当D2D发射机和蜂窝BS的功率在它们不彼此干扰时被最大化,则实现通过正交资源分配的最佳性能。
[0021]然而,正交资源分配方案没有完全实现频率重复使用增益,并且因此降低了频谱效率。为了性能的提高,最近研究了非正交的频率重复使用策略。对于该情况,一个关键的问题是适当地协调存在的干扰,以在宏蜂窝和D2D通信同时重复使用相同的频率和时间资源时保证可靠的宏蜂窝和D2D通信。
[0022]为了减轻对D2D链路的蜂窝干扰,在基站处的干扰消除(IC)预编码可以是很好的候选。在"Interference-avoiding [Mu] [Gamma] [Mu] [Omicron] schemes fordevice-to-device rad1 underlaying cellular networks, " P.Janis, V.Koivunen,C.B.Ribeiro,K.Doppler, and K.Hugl, IEEE 2 Internat1nal Symp.0n Personal,Indoorand Mobile rad1 Commun.(PMRC),2009 年 12 月,pp.2385-2389 中,提出了一种在存在D2D链路时用于蜂窝DL传输的新颖的干扰消除(IC)预编码器方案。然而,该IC方案以减少蜂窝用户的信号功率为代价,并且由此降低了其可实现速率。此外,所提出的IC方案忽略了路径损耗影响作用和有限反馈的影响。
[0023]相反,基站处的特征波束成形(BF)方案能够增加蜂窝用户的信号强度,同时引起对D2D接收机更严重的干扰。


【发明内容】

[0024]为了更好地解决上述考虑中的一个或多个,需要提出用于在基站处在IC/BF之间进行切换的自适应传输方案,以最大化在发生下行链路干扰的无线通信系统中,特别是在包含蜂窝和D2D通信两者的系统中的总系统吞吐量。
[0025]在本发明的第一方面中,提供了一种用于在无线通信系统中的基站BS的方法。该方法包括:获得无线通信系统的系统设置;至少部分地基于系统设置来选择传输模式,其中,传输模式是干扰消除IC传输模式和波束成形BF传输模式中的一个;以及配置被选择的该传输模式。
[0026]在无线通信系统中,BS经由蜂窝链路与蜂窝用户设备UE通信,并且设备对设备D2D传输UE经由D2D链路与D2D接收UE通信。
[0027]在一些实施例中,系统设置可以包括下述中的至少一个或多个:BS处的传输功率和D2D传输UE处的传输功率;BS处的天线的数目;以及D2D接收UE和蜂窝UE的路径损耗信息。
[0028]在一些实施例中,获得系统设置进一步包括:向蜂窝UE和D2D接收UE通知D2D传输UE的参考信号信息;以及接收从蜂窝UE和D2D接收UE反馈的路径损耗信息。
[0029]在一个实施例中,系统设置进一步包括信道状态信息的反馈大小。
[0030]在一些实施例中,选择传输模式进一步包括:基于系统设置来选择使可实现的信道容量最大化的传输模式。
[0031]在一个实施例中,配置被选择的该传输模式包括:广播导频符号,接收下行链路信道状态信息反馈;以及基于下行链路信道状态信息反馈来执行对被选择的该传输模式的预编码。
[0032]在另一实施例中,配置被选择的该传输模式包括:估计上行链路信道状态信息;根据上行链路信道状态信息得出下行链路信道状态信息;以及基于下行链路信道状态信息来执行对被选择的该传输模式的预编码。
[0033]在一些实施例中,选择传输模式进一步包括:获得下行链路信道状态信息;至少部分地基于下行链路信道状态和系统设置来计算针对IC传输模式和BF传输模式二者的可实现的信道容量;以及选择使可实现的速率最大化的传输模式。
[0034]在一些实施例中,获得下行链路信道状态信息进一步包括:估计上行链路信道状态信息;以及根据上行链路信道状态信息得出下行链路信道状态信息。
[0035]在一些实施例中,配置被选择的该传输模式包括:基于下行链路信道状态信息来执行对北选择的该传输模式的预编码。
[0036]在本发明的第二方面中,提供了一种装置,用于实施本发明的第一方面的方法的各种实施例。用于无线通信系统中的基站BS的装置可以包括:获得单元,被配置为获得无线通信系统的系统设置;选择单元,被配置为至少部分地基于系统设置来选择传输模式,其中传输模式是干扰消除IC传输模式和波束成形BF传输模式中的一个;以及配置单元,被配置为配置被选择的该传输模式。
[0037]在本发明的第三方面中,提供了一种用于无线通信系统中的基站BS的装置,其包括用于实现本发明的第一方面的方法的每个步骤的部件。
[0038]在本发明的第四方面中,提供了一种用于无线通信系统中的基站BS的装置,其包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。存储器和计算机程序代码被配置为使得处理器执行本发明的第一方面的方法的实施例。
[0039]在本发明的第五方面中,提供了一种计算机程序产品,其包括具有存储在其上的计算机可读程序代码部分的至少一个计算机可读存储介质。计算机可读程序代码部分包括用于执行本发明的第一方面的方法的实施例的程序代码指令。
[0040]在本说明书中描述的主题的具体实施例可以被实施,以实现以下一个或多个优点。
[0041]利用在本说明书中描述的技术的具体实施例,通过在基站处在IC和BF之间动态切换传输模式,总的系统吞吐量可以被最大化。给出不同的系统设置下的IC/BF的操作区域,并且基于此,IC和BF预编码策略中的最优的一个被用来最大化系统吞吐量。此外,所提出的切换方案可以被应用于可能发生下行链路干扰的各种通信网络,包括但不限于具有或不具有D2D通信的蜂窝系统(例如,FDD系统或TDD系统)。
[0042]当结合附图理解阅读,根据以下对具体实施例的描述,还将理解本发明的实施例的其他特征和优点,附图通过示例的方式图示了本发明的实施例的原理。

【专利附图】

【附图说明】
[0043]本发明的各种实施例的以上和其他方面、特征和优点将例如根据以下【具体实施方式】和附图变得更加显而易见,在附图中:
[0044]图1图示了其中可以实施本发明的实施例的示例性场景;
[0045]图2图示了在理想CSI情况下的针对BF和IC预编码策略的数值结果和理论分析结果;
[0046]图3图示了在有限反馈CSI情况下的针对BF和IC预编码策略的数值结果和理论分析结果;
[0047]图4图示了在不同系统设置下的BF和IC预编码策略的操作区域;
[0048]图5图示了根据本发明的实施例的方法500的示例性流程图;
[0049]图6图示了根据本发明的第一实施例的方法600的示例性流程图;
[0050]图7图示了根据本发明的第二实施例的方法700的示例性流程图;
[0051]图8图示了根据本发明的第三实施例的方法800的示例性流程图;
[0052]图9图示了在理想CSI情况下的针对BF情况、IC情况以及根据本发明的第三实施例提出的切换机制的模拟结果。
[0053]图10是可以被配置为实践本发明的示例性实施例的装置1000的示意性框图;以及
[0054]图11图示了适用于在实践本发明的示例性实施例中使用的BSllOO的简化框图。
[0055]在各个附图中的相同附图标记和指定指示类似的元素。

【具体实施方式】
[0056]以下,将参考说明性实施例来描述本发明的原理和精神。应当理解,给出所有这些实施例仅为了使本领域技术人员更好地理解并且进一步实践本发明,而不为限制本发明的范围。例如,被图示或描述为一个实施例的一部分的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。为了清楚起见,在本说明书中没有描述实际实施的全部特征。当然会理解,在任何这样的实际实施例的开发中,应当做出许多特定于实施的决定,以实现开发者的具体目标,诸如符合与系统相关和业务相关的约束,这将根据实施而改变。此外,将会理解,这样的开发努力可能是复杂和费时的,然而只是受益于本公开的本领域技术人员所进行的日常工作。
[0057]现在将参考附图来描述所公开的主题。仅出于说明的目的,在附图中示意性地描绘了各种结构、系统和设备,从而不使本说明书与本领域技术人员公知的细节相混淆。尽管如此,附图被包括进来以描述和解释所公开的主题的说明性实例。本文所使用的词语和短语应当被理解和解释为具有符合相关领域技术人员对那些词语和短语的理解的含义。本文对术语或短语的一致性使用不旨在暗示术语或短语的特殊定义,即与本领域技术人员理解的普通和常规的含义不同的定义。在词语或短语被旨在具有特殊含义、即除了本领域技术人员所理解的含义之外的含义的方面来说,这种特殊定义将在说明书中以定义方式来明确地阐述,该定义方式直接并且明确提供对该术语或短语的特殊定义。
[0058]无线通信系统包括设备的网络,用于提供对支持无线的设备的无线连接,支持无线的设备包括移动单元、智能电话、平板设备、膝上型计算机、台式计算机和其他类型的用户设备。网络接入设备包括基站、基站路由器、接入点、e节点B(eNB)等。无线通信系统内的实体通常符合促进通过空中接口进行通信的标准和/或协议。例如,当前正被开发的无线通信系统,该无线通信系统根据由第三代合作伙伴计划(3GPP、3GPP2)定义的长期演进(LTE)标准和/或协议进行操作。LTE-高级标准支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD) 二者。
[0059]如上所述,用于在基站处在IC/BF之间进行切换的自适应传输方案需要被提出,以使可能发生下行链路干扰的无线通信系统中的总系统吞吐量最大化。
[0060]为了确定适当的传输模式,可以得出针对IC和BF传输模式(S卩,预编码策略)二者的闭式表达,其提供各种系统设置对系统的吞吐量性能的影响的了解。
[0061]为了执行IC或BF预编码,在基站处需要下行链路信道知识。完全的发射机处信道状态信息(CSIT),S卩,理想CSIT,可以使得蜂窝基站能够做出关于资源共享模式的最好决定。在TDD系统中,这样的条件可以由于信道互易性而得到满足。然而,在FDD系统中,具有信道状态信息(CSI)量化的有限反馈将是常见的解决方案。
[0062]因此,得出了在最优和量化的CSI反馈情况下的IC和BF预编码策略二者的闭式的表达。根据这些表达,可以给出在不同系统设置下的IC和BF的操作区域,并且因此,可以实施传输模式的切换以基于此来使系统吞吐量最大化。
[0063]在下文中,将参考附图来描述本发明的各种实施例的细节。
[0064]图1图示了其中可以实施本发明的实施例的示例性场景。描绘了在蜂窝网络之下的D2D通信系统。
[0065]如图1所示,存在M天线的BS 110、以及分别被称为UEO 120,UEl 121和UE2 122的3个单天线远程用户设备。UEO 120是由BS 110服务的宏蜂窝用户。如图1所示,BS110经由蜂窝网络130与蜂窝UEO 120进行通信。在BS 100服务小区内的UEl 121和UE2122构成经由直接通信的D2D链路。如图1所示,D2D传输UE2 122经由D2D链路140与D2D接收UEl 121进行通信。
[0066]在下行链路阶段期间,BS 110例如经由蜂窝链路130向UEO 120传输符号,并其同时UE2 122例如经由D2D链路140向UEl 121发送符号。从BS 110到UEO 120的宏链路130以及从UE2 122到UEl 121的D2D链路140在宏BS 110的集中控制下共享相同的蜂窝资源。因此,来自BS 110的下行链路信号可能与UEl 121处的D2D信号的接收发生干扰,如信号信道150所指示。同时,来自UE2 122的D2D信号可能与在UEO 120处的蜂窝下行链路信号的接收发生干扰,如信号信道160所指示。
[0067]以下,基于以上描述的示例性场景,将得出在理想CSIT和量化信道知识条件下针对IC和BF策略二者的闭式的吞吐量表达。对于蜂窝BS 110和D2D传输UE2 122,传输功率由分别受到Pb和P2的约束。注意,小写粗体字母表示向量,并且Ε[.]是期望算子。I.返回标量的绝对值,并且I I.I I给出了向量的范数。C表示复数空间,并且Pr(.)给出了事件的概率。
[0068]通过假设分别针对UEO 120和UE2 122的归一化的符号S。和S2,即五j= I在蜂窝用户UEO 120处接收到的符号是:
[0069]y0 — CiBnPBhm ++ η? (I)
[0070]其中hB0 e Cmxi和h20 e Cixi分别表示宏链路BS-UEO 130和UE2-UE0干扰链路160,其中其项被建模为独立同分布(1.1.d)的零均值和单位方差复数高斯变量。注意,w是BS 110处的预编码向量,而在UE2 122侧不需要预编码运算,因为D2D传输UE2 122仅具有单个天线。路径损耗影响通过定义印/(£?(/?卩^而被特征化,其中Dtl是参考距离,并且Dij是被特征化的链路的长度。注意,下标是从集合{B,0,l,2}中选择的,其中B表示BS 110,并且其他整数表示相应的UE终端120-122。参数η可以通过实际测量来确定,并且η的典型值是4。Iitl建模UEO 120处经历的具有零均值的归一化的加性高斯噪声,即Iitl?CN (0,I)。在相同的传输时间持续时间,在D2D用户UEl 121处接收到的符号是:
[0071]=.+ */々Bi观*? + n\ (2)
[0072]其中所有的参数和变量共享与(I)中的类似定义。
[0073]根据(I)和(2),在UEO 120和UEl 121处接收到的信号与噪声加干扰比(SINR)分别由下式给出:

【权利要求】
1.一种用于在无线通信系统中的基站(BS)的方法,包括: 获得所述无线通信系统的系统设置; 至少部分地基于所述系统设置来选择传输模式,其中,所述传输模式是干扰消除(IC)传输模式和波束成形(BF)传输模式中的一个;以及配置被选择的所述传输模式。
2.根据权利要求2所述的方法,在所述无线通信系统中,所述BS经由蜂窝链路与蜂窝用户设备(UE)通信,并且设备对设备(D2D)传输UE经由D2D链路与D2D接收UE通信。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述系统设置包括下述中的至少一个或多个: 所述BS处的传输功率和所述D2D传输UE处的传输功率; 所述BS处的天线的数目;以及 所述D2D接收UE和所述蜂窝UE的路径损耗信息。
4.根据权利要求3所述的方法,其中获得所述系统设置进一步包括: 向所述蜂窝UE和所述D2D接收UE通知所述D2D传输UE的参考信号信息;以及 接收从所述蜂窝UE和所述D2D接收UE反馈的所述路径损耗信息。
5.根据权利要求1-4中的任何一项所述的方法,其中所述系统设置进一步包括信道状态信息的反馈大小。
6.根据权利要求5所述的方法,其中选择所述传输模式进一步包括: 基于所述系统设置来选择使可实现的信道容量最大化的传输模式。
7.根据权利要求5所述的方法,其中,配置被选择的所述传输模式包括: 广播导频符号; 接收下行链路信道状态信息反馈;以及 基于所述下行链路信道状态信息反馈来执行用于被选择的所述传输模式的预编码。
8.根据权利要求1-4中的任何一项所述的方法,其中配置被选择的所述传输模式包括: 估计上行链路信道状态信息; 根据所述上行链路信道状态信息得出下行链路信道状态信息;以及 基于所述下行链路信道状态信息来执行用于被选择的所述传输模式的预编码。
9.根据权利要求1-4中的任何一项所述的方法,其中,选择所述传输模式进一步包括: 获得下行链路信道状态信息; 至少部分地基于所述下行链路信道状态信息和所述系统设置来针对所述IC传输模式和所述BF传输模式二者计算可实现的信道容量;以及选择使所述可实现的信道容量最大化的传输模式。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,获得下行链路信道状态信息进一步包括: 估计上行链路信道状态信息;以及 根据所述上行链路信道状态信息得出所述下行链路信道状态信息。
11.根据权利要求9所述的方法,其中配置被选择的所述传输模式包括: 基于所述下行链路信道状态信息来执行用于被选择的所述传输模式的预编码。
12.一种用于无线通信系统中的基站(BS)的装置,包括: 获得单元,被配置为获得所述无线通信系统的系统设置; 选择单元,被配置为至少部分地基于所述系统设置来选择传输模式,其中,所述传输模式是干扰消除(IC)传输模式和波束成形(BF)传输模式中的一个;以及配置单元,被配置为配置被选择的所述传输模式。
13.根据权利要求12所述的装置,在所述无线通信系统中,所述BS经由蜂窝链路与蜂窝用户设备(UE)通信,并且设备对设备(D2D)传输UE经由D2D链路与D2D接收UE通信。
14.根据权利要求13所述的装置,其中所述系统设置包括下述中的至少一个或多个: 所述BS处的传输功率和所述D2D传输UE处的传输功率; 所述BS处的天线的数目;以及 所述D2D接收UE和所述蜂窝UE的路径损耗信息。
15.根据权利要求14所述的装置法,其中所述获得单元进一步被配置为: 向所述蜂窝UE和所述D2D接收UE通知所述D2D传输UE的参考信号信息;以及 接收从所述蜂窝UE和所述D2D接收UE反馈的所述路径损耗信息。
16.根据权利要求12-15中的任何一项所述的装置,其中所述系统设置进一步包括信道状态信息的反馈大小。
17.根据权利要求16所述的装置,其中所述选择单元进一步被配置为: 基于所述系统设置来选择使可实现的信道容量最大化的传输模式。
18.根据权利要求16所述的装置,其中所述配置单元进一步被配置为: 广播导频符号; 接收下行链路信道状态信息反馈;以及 基于所述下行链路信道状态信息反馈来执行用于被选择的所述传输模式的预编码。
19.根据权利要求12-15中的任何一项所述的装置,其中,所述配置单元进一步被配置为: 估计上行链路信道状态信息; 根据所述上行链路信道状态信息得出下行链路的信道状态信息;以及 基于所述下行链路信道状态信息来执行用于被选择的所述传输模式的预编码。
20.根据权利要求12-15中的任何一项所述的装置,其中所述选择单元进一步被配置为: 获得下行链路信道状态信息; 至少部分地基于所述下行链路信道状态信息和所述系统设置来针对所述IC传输模式和所述BF传输模式二者计算可实现的信道容量;以及选择使所述可实现的信道容量最大化的传输模式。
21.根据权利要求20所述的装置,其中获得下行链路信道状态信息进一步包括: 估计上行链路信道状态信息;以及 根据所述上行链路信道状态信息来得出所述下行链路信道状态信息。
22.根据权利要求20所述的装置,其中所述配置单元进一步被配置为: 基于所述下行链路信道状态信息来执行用于被选择的所述传输模式的预编码。
【文档编号】H04B7/06GK104205663SQ201280071708
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2012年6月7日 优先权日:2012年6月7日
【发明者】李朝峰, 雷鸣, 许威, 梁乐, 张华 , 金石 申请人:日电(中国)有限公司

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