CN101124803A - 使用多天线或波束缓和无线传输/接收单元(wtru)对wtru干扰 - Google Patents

使用多天线或波束缓和无线传输/接收单元(wtru)对wtru干扰 Download PDF

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Abstract

无线传输/接收单元的多天线组件是用于下链方向接收信号的适应性天线波束场型使用。无线传输/接收单元使用所形成天线波束形成传输天线波束于上链方向传送信号。替代实施例中，多天线组件是被用来形成多个固定、预定天线波束。无线传输/接收单元接着选择及切换至可产生最佳下链接收信号的预定波束之一。无线传输/接收单元使用该被选择波束场型于上链方向传送信号。替代实施例中，无线传输/接收单元接收光谱排列信息并使用此信息来避免于频谱邻近无线传输/接收单元的方向进行传输。

Description

使用多天线或波束缓和无线传输/接收单元(WTRU)对WTRU干扰
技术领域
本发明是有关无线通信系统。更特别是，本发明是有关无线通信系统中缓和无线传输/接收单元(WTRU)对无线传输/接收单元干扰。
背景技术
传统无线传输/接收单元通常包含于所有方向均等传送及接收的一单全方向天线。然而，作为大多数无线传输/接收单元能量的明显浪费无线传输/接收单元资源是被用来传送及接收于非预期的方向。更明显地，此浪费能量是被附近无线传输/接收单元经历为噪声状干扰。该干扰于一无线传输/接收单元上链(UL)频率相同或接近于另一无线传输/接收单元下链(DL)频率例中特别明显。此概念被描绘于图1。
图1显示全方向性传送的一无线传输/接收单元102。无线传输/接收单元104具有一全方向接收波束112。当两无线传输/接收单元被物理及光谱关闭，则无线传输/接收单元104经历明显干扰位准及效能降级。干扰无线传输/接收单元102的干扰半径110是借助其自己传输位准，接收无线传输/接收单元104的敏感度，无线传输/接收单元104的天线场型，及无线传输/接收单元104的预期信号位准来决定。无线传输/接收单元104所经历的效能降级是降低信号干扰比(SIR)及其接收的信号的信号干扰加噪声比。若明显充足，则无线传输/接收单元102所产生的干扰120可使数据速率降低，连接漏失，及/或不良信号质量。此现象是被已知为无线传输/接收单元对无线传输/接收单元(移动站(MS)-移动站)干扰。
如上述，使用全方向天线的无线传输/接收单元是缺乏较佳控制天线增益来最小化传送非预期信号至附近无线传输/接收单元的技术。同样地，使用该天线是使无线传输/接收单元免于拒绝从包含其它附近无线传输/接收单元的非预期源被送出的干扰信号。通常，仅基地台被装设最大化预期方向的天线增益而同时限制接收干扰装置方向中的信号的组件及技术。
于是，预期具有可最大化预期方向的天线增益及/或选择性接收来自预期方向的信号来最小化无线传输/接收单元-无线传输/接收单元干扰的无线传输/接收单元。
发明内容
本发明有关无线通信系统中缓和无线传输/接收单元对无线传输/接收单元干扰的方法及装置。无线传输/接收单元的多天线组件被用来控制该无线传输/接收单元天线的接收增益。类似控制是被施加至一传输天线来降低朝向附近无线传输/接收单元的发送。
替代实施例中，多天线组件被用来形成多个固定，预定天线波束。无线传输/接收单元接着选择及切换至降低来自附近无线传输/接收单元的干扰的该预定波束之一。相同波束场型被使用于传送来降低被产生至附近无线传输/接收单元的干扰。
替代实施例中，无线传输/接收单元包含一天线阵列及接收光谱排列信息。使用此光谱信息，无线传输/接收单元是传送避免无线传输/接收单元附近光谱。可替代是，无线传输/接收单元是扫描传输频率来搜寻高能量源。无线传输/接收单元接着决定任何高能量(及封闭)源的传输方向及于其天线上传送来避免传送于高能量源方向。
附图说明
本发明可借助以下说明例及附图获得更详细了解，其中：
图1显示全方向性传送及干扰附近无线传输/接收单元的一无线传输/接收单元；
图2描绘包含一适应性天线阵列的无线传输/接收单元的接收器部件；
图3描绘使用一适应性天线阵列的无线传输/接收单元；
图4描绘彼此互逆干扰状态的两无线传输/接收单元；
图5描绘具有其被形成预定波束的切换波束天线阵列；
图6描绘使用一切换波束天线阵列的无线传输/接收单元；及
图7描绘彼此对称干扰状态的两无线传输/接收单元。
具体实施方式
此后，″无线传输/接收单元″名词是包含但不限于用户设备，移动台，固定或移动用户单元，呼叫器，或可操作于无线环境中的任何其它类型组件。此后，当被称为″基地台″名词是包含但不限于B节点，地址控制器，存取点或无线环境中的任何其它接介装置。
虽然以下实施例是以无线传输/接收单元对无线传输/接收单元干扰型式作说明，但在此被揭示的技术也可应用至基地台对基地台干扰方案。例如，其中该第一存取点的下链干扰第二存取点的上链的存取点(AP)对存取点干扰位准是可使用在此被揭示的技术来缓和。
此外，虽然此后波束主要以两因次来说明，但具有不同方位的某些波束也可被提升。
第一较佳实施例中，适应性天线，也就是适应性天线阵列是被运用于无线传输/接收单元接收器来保护不受到附近无线传输/接收单元的干扰。不像被传统无线传输/接收单元使用的单天线(其大约具有全方向天线场型(见图1))，适应性天线阵列可产生被实时动态调整来适应目前无线情况的天线场型。被使用于无线传输/接收单元的天线阵列监视其射频(RF)环境，及特别监视被接收自服务基地台的信号及任何被接收干扰。
也于本无线传输/接收单元的信号处理单元是被用来计算被接收于各天线组件中的信号被乘上的天线权重。这些天线权重是提供形成无线传输/接收单元的波束场型。因为天线阵列经常监视无线变化，所以信号处理单元是连续再计算天线权重来最佳化无线传输/接收单元的天线场型。天线权重是被计算来：1)最大化信号噪声比(SNR)或信号噪声加干扰比(SNIR)；或2)最小化被接收干扰信号；或3)最小化被接收干扰而维持被接收信号位准于可接受常数。此后，这三个最佳化替代应被共同称为″这三个最佳化替代″。上述无线传输/接收单元的接收器部件的一实施例是被显示于图2中。
图2中的天线组件2021，2022及202N是以线性配置排列来形成天线阵列208。应了解线性，圆形，平面及任何其它2或3因次天线装置可被用来形成天线阵列。被接收于天线阵列208中的信号是视天线组件2021，2022及202N的位置及被施加至该被接收信号的适应性复合权重w1，w2及wN而定。可替代是，由于这些权重，适应性延迟及增益组合应可被使用。任何调整这些权重w1，w2及wN的方法均可被用来达成上述三个最佳化替代。例如，权重正确量化组可一个接一个被尝试直到适当组被找到为止。信号处理器220是传送该被决定天线权重w1，w2及wN至信号加权单元230。信号加权单元230中，最初被接收信号2301，2302及230N是分别被与被计算权重w1，w2及wN组合，且接着被组合来形成单加权信号231。
以此法使用适应性天线是使无线传输/接收单元形成方向性波束场型来达成上述任何三个最佳化替代。创造该方向性波束场型时，适应性天线也创造零位。零位仅为低天线增益的方向。图3是描绘此概念。无线传输/接收单元302被显示具有引导波束场型320朝向基地台330的一天线阵列310。天线阵列310也引导零位321大约朝向无线传输/接收单元对无线传输/接收单元干扰的附近源的无线传输/接收单元304。此例中，零位波束321具有″使无效″或最小化以上链方向被传送自无线传输/接收单元304的信号所引起的干扰的效应。
第二较佳实施例中，适应性天线阵列是被用来选择天线权重来达成上述三个最佳化替代之一。无线传输/接收单元接着使用被导源自该被选择权重的天线权重来传送至基地台。重要是注意该被导出传输权重是被选择使被创造用于接收器的波束重要位置及外型得以被保持。例如，该被导出传输天线权重可相同于被选择用于接收信号的天线权重。
当传送无线传输/接收单元处于与附近无线传输/接收单元互逆干扰状态时，以上述所导出的天线传送来传送是特别有用。例如，当第一无线传输/接收单元的上链频率接近或相同于第二无线传输/接收单元的下链频率，而第一无线传输/接收单元的下链频率接近或相同于第二无线传输/接收单元的上链频率时，无线传输/接收单元是被说明处于互逆干扰状态。为了说明，图4显示彼此处于互逆干扰状态的两无线传输/接收单元402及404。同样地，无线传输/接收单元402的上链频率f3非常接近无线传输/接收单元404的上链频率f3’。因此，无线传输/接收单元402及404彼此是处于互逆干扰状态，其中两无线传输/接收单元是于另一个正在传送时经历无线传输/接收单元对无线传输/接收单元干扰。
使用时分双工(TDD)的通信系统中，无线传输/接收单元均以相同频率传送及接收信号。缺乏校准时，该无线传输/接收单元可经历互逆干扰。例如，若两时分双工无线传输/接收单元被分配不同时槽或频率且其个别频率很接近或其时序不被正确校准或两者兼具，则这些无线传输/接收单元可经历互逆干扰。
上述第一较佳实施例的相同方式中，依据本实施例的无线传输/接收单元是使用天线权重依据上述三个最佳化替代之一来最佳化预期信号的信号质量。然而，本实施例中，无线传输/接收单元是从该被选择接收天线权重来导出天线权重以上链方向传送。借助使用该被导出天线权重来形成方向性传输波束，朝向邻近无线传输/接收单元的被引导能量将被降低提供保护附近无线传输/接收单元不受到经历无线传输/接收单元对无线传输/接收单元干扰。
第三较佳实施例中，切换波束/切换天线阵列(SBSA)是被运用于无线传输/接收单元接收器来保护不受到来自附近无线传输/接收单元的干扰。切换波束/切换天线阵列是形成子组被选择用于任何给定时间的多预定波束，或自较大预定波束位置组来形成一组波束。应注意这些被形成波束场型之一可为全方向波束场型。这些预定波束场型的例是被描绘于图5中。切换波束/切换天线阵列510是被显示具有其十二个预定天线波束520及522。波束520是被强调描绘其为提供最高信号质量，可能指向基地台方向(无图标)的波束。
应了解图5仅预期提供作为切换波束/切换天线阵列概念例。依据本实施例的切换波束/切换天线阵列系统可具有两预定天线波束，可能包含具有一全方向响应者。被切换波束/切换天线阵列形成的天线波束愈少，各该波束将需愈宽。波束宽度及波束数量通常是由装置类型及尺寸考虑来决定。
依据本实施例，信号是被测量于各无线传输/接收单元的预定波束中。这些波束的一接着被选择来：1)最大化该被接收信号的信号噪声加干扰比；或2)最小化被接收自附近无线传输/接收单元的能量；或3)最小化被接收自附近无线传输/接收单元的能量而维持充分预期信号位准。切换功能接着切换至这些固定波束场型的被选择者来接收下链方向的预期信号。某些例中，该被选择波束可为全方向波束。被接收自附近无线传输/接收单元的干扰能量连续降低是借助频繁切换于预定波束场型之间响应无线传输/接收单元的信号环境来维持。此概念是被描绘于图6。
无线传输/接收单元602的天线阵列610是已形成多预定波束620及622。波束622是被强调描绘其是主动及被引导朝向基地台630。于是，其已降低朝向附近无线传输/接收单元604的增益。
以上述方式使用切换波束天线是使无线传输/接收单元可自多个预定天线波束来选择。选择这些波束之一时，被接收自附近无线传输/接收单元的干扰是如图6所示那样被降低。该实施的附加优点是其同时最小化带中及带外干扰。
第四较佳实施例中，切换波束天线阵列是被用于无线传输/接收单元来最小化附近无线传输/接收单元，特别是若无线传输/接收单元处于互逆干扰状态时所经历的无线传输/接收单元对无线传输/接收单元干扰。如上述，例如当第一无线传输/接收单元的下链频率接近第二无线传输/接收单元的上链频率，而第二无线传输/接收单元的下链频率接近第一无线传输/接收单元的上链频率时，无线传输/接收单元是处于互逆干扰(见图4)。缺乏正确校准，时分双工通信系统中的无线传输/接收单元亦可经历互逆干扰。
上述第三较佳实施例的相同方式中，无线传输/接收单元可选择性切换于多个预定，固定天线波束来最大化信号噪声加干扰比，最小化被接收自附近无线传输/接收单元的能量，最小化被接收自附近无线传输/接收单元的能量而维持充分预期信号位准。然而，本实施例中，无线传输/接收单元是使用相同被选择天线波束来传送于上链方向。因为该被选择波束最小化来自非预期源的干扰能量，所以传输于此相同波束将最小化朝向附近源的非预期能量传输。于是，借助传送于该被选择波束方向，所以朝向附近无线传输/接收单元的干扰是被最小化。
第五较佳实施例中，智能天线阵列是被用于无线传输/接收单元来最小化附近无线传输/接收单元，特别是当无线传输/接收单元处于不对称干扰状态时所经历的无线传输/接收单元对无线传输/接收单元干扰。此后，″智能天线″用语是被用来说明适应性天线阵列或切换波束/切换天线阵列。针对本实施例，当第一无线传输/接收单元干扰下链接收频谱邻近第二无线传输/接收单元时，无线传输/接收单元是处于不对称干扰状态。然而，第二无线传输/接收单元的上链传输并不干扰第一无线传输/接收单元的下链接收。此概念是被描绘于图7。
通信系统700是被显示其中时分双工无线传输/接收单元702是具有f1的上链频率。无线传输/接收单元704，时分双工装置是被显示具有频谱邻接无线传输/接收单元702的下链接收频率。结果，时分双工装置702是干扰频谱邻接时分双工装置704的下链接收。然而，此干扰是不对称，因为时分双工装置704的上链传输频率f3是频谱远离时分双工装置702的下链频率fl。应注意，因为无线传输/接收单元702为时分双工装置，所以其上链及下链频率是相同。
如图7描绘，如时分双工装置702的无线传输/接收单元可不对称干扰附近无线传输/接收单元而不留意该干扰的发生。此不留意是因干扰无线传输/接收单元的接收频率频谱远离受害无线传输/接收单元的上链频率而被产生。本实施例提出借助提供额外信息至干扰无线传输/接收单元来最小化该不对称干扰。不对称干扰无线传输/接收单元(如图7的时分双工无线传输/接收单元702)是被通知光谱排列位于其信号环境中。特别是，其被通知下链频率接近其上链频率的无线传输/接收单元的上链频率。此信息是警告干扰无线传输/接收单元有关可能对其产生干扰的其它无线传输/接收单元的存在。干扰无线传输/接收单元接着扫描这些上链频率来决定这些无线传输/接收单元的实际位置。例如，干扰无线传输/接收单元可借助搜寻高能量信号来决定这些无线传输/接收单元的位置。上链方向的高充足能量位准是意指无线传输/接收单元可能在附近且可能被干扰。于是，干扰无线传输/接收单元接着使用如在此说明的任何实施例来调整其上链传输方向来最小化干扰附近无线传输/接收单元。
可替代是，无线传输/接收单元可扫描所有可能频率而非通知干扰无线传输/接收单元有关其信号环境中的光谱排列及限制无线传输/接收单元搜寻。虽然各实施例组件是以独立组件来讨论，但应了解其可能位于如特定应用集成电路(ASIC)，分离组件或分离组件及集成电路组合的信号集成电路(IC)上。
同样地，虽然本发明特性及组件已被说明于特定组合中的较佳实施例中，但各特色或组件均可被单独使用(无较佳实施例的其它特色或组件)，或具有或无本发明其它特色及组件的各种组合中。

Claims (32)

1.一种无线通信系统中缓和无线传输/接收单元对无线传输/接收单元干扰的无线传输/接收单元，该无线传输/接收单元包含：
测量被接收信号的信号质量的装置；
以该质量测量为基础来计算天线权重的装置；
以该经计算天线权重为基础形成一引导天线波束来接收下链信号的装置；
从该经计算天线权重导出传输天线权重的装置；及
以该经导出传输天线权重为基础形成经引导天线波束来传送上链信号的装置。
2.如权利要求1所述的无线传输/接收单元，其特征在于用于传送信号所导出的该天线权重与经计算用于接收信号的该天线权重相同。
3.如权利要求1所述的无线传输/接收单元，其特征在于进一步包含使形成接收及传输天线波束动态适应目前无线情况的装置。
4.如权利要求1所述的无线传输/接收单元，其特征在于该经计算用于接收信号的该天线权重是将信号噪声比或信号噪声加干扰比最佳化。
5.如权利要求1所述的无线传输/接收单元，其特征在于该经计算用于接收信号的该天线权重是将所接收干扰最小化。
6.如权利要求1所述的无线传输/接收单元，其特征在于该经计算用于接收信号的该天线权重是将所接收干扰最小化而维持一固定接收信号位准。
7.如权利要求1所述的无线传输/接收单元，其特征在于进一步包含以用于接收信号所形成的该波束以外的方向来引导零位的装置。
8.一种无线通信系统中缓和无线传输/接收单元对无线传输/接收单元干扰的方法，该方法包含：
(a)测量被接收信号的信号质量；
(b)以该质量测量为基础来计算天线权重；
(c)以该经计算天线权重为基础形成一引导天线波束来接收下链信号；
(d)从该经计算天线权重导出传输天线权重；及
(e)以该经导出传输天线权重为基础形成经引导天线波束来传送上链信号。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于于步骤(d)所导出的该天线权重是与于步骤(b)所计算的该天线权重相同。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于进一步包含使所形成接收及传输天线波束动态适应目前无线情况。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于步骤(b)中所计算的该天线权重是用以最佳化信号噪声比或信号噪声加干扰比。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于步骤(b)中所计算的该天线权重是用以最小化所接收干扰。
13.如权利要求8所述的方法，其特征在于步骤(b)中所计算的该天线权重是用以最小化所接收干扰而维持一固定接收信号位准。
14.如权利要求8所述的方法，其特征在于进一步包含以用于接收信号所形成该波束以外的方向来引导零位。
15.一种无线通信系统中缓和无线传输/接收单元对无线传输/接收单元干扰的无线传输/接收单元，该无线传输/接收单元包含：
用以形成多个固定、预定天线波束场型的装置；
用以选择该预定波束场型之一的装置；
用以切换至该被选择波束场型的装置；
用以接收该被选择天线波束场型中下链信号的装置；及
用以使用相同于该被选择天线波束场型相同的场型来传送上链信号的装置。
16.如权利要求15所述的无线传输/接收单元，其特征在于该多个预定波束场型包含至少两波束场型，其中之一为全方向性。
17.如权利要求15所述的无线传输/接收单元，其特征在于进一步包含用以在该多个波束场型间进行适应性切换的装置。
18.如权利要求15所述的无线传输/接收单元，其特征在于该被选择波束场型是将信号噪声比或信号噪声加干扰比最佳化。
19.如权利要求15所述的无线传输/接收单元，其特征在于该被选择波束场型是将自附近无线传输/接收单元所接收干扰最小化。
20.如权利要求15所述的无线传输/接收单元，其特征在于该被选择波束场型是将自附近无线传输/接收单元所接收干扰最小化而维持预定信号位准。
21.如权利要求15所述的无线传输/接收单元，其特征在于进一步包含于为接收信号所选择该波束以外的方向来降低天线增益的装置。
22.一种无线通信系统中缓和无线传输/接收单元对无线传输/接收单元干扰的方法，该方法包含：
(a)形成多个固定、预定天线波束场型；
(b)选择该预定波束场型之一；
(c)切换至该被选择波束场型；
(d)接收该被选择天线波束场型中下链信号；及
(e)使用与该被选择天线波束场型相同的天线波束场型来传送上链信号。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于步骤(a)进一步包含形成至少两预定波束场型，其中之一为全方向性。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于进一步包含在该多个波束场型间进行适应性切换。
25.如权利要求22所述的方法，其特征在于步骤(b)进一步包含选择将信号噪声比或信号噪声加干扰比最佳化的波束场型。
26.如权利要求22所述的方法，其特征在于步骤(b)进一步包含选择将自附近无线传输/接收单元所接收干扰最小化的波束场型。
27.如权利要求22所述的方法，其特征在于步骤(b)进一步包含选择将自附近无线传输/接收单元所接收干扰最小化而维持预定信号位准的波束场型。
28.如权利要求22所述的方法，其特征在于进一步包含以用于接收信号所选择的该波束以外的方向来降低天线增益。
29.一种无线通信系统中缓和干扰的无线传输/接收单元，该无线传输/接收单元包含：
一天线阵列；
用以接收频谱排列信息的装置；
用以定位频谱邻近无线传输/接收单元的装置；及
用以于该天线阵列上进行传送来避免频谱邻近无线传输/接收单元的装置。
30.一种无线通信系统中缓和干扰的无线传输/接收单元，该无线传输/接收单元包含：
一天线阵列；
用以扫描传输频率来搜寻高能量源的装置；
用以决定高能量源的传输方向的装置；及
用以于该天线阵列上进行传送来避免传送于该高能量源方向的装置。
31.一种无线通信系统中缓和干扰的方法，该方法包含：
(a)提供一天线阵列给无线传输/接收单元；
(b)接收频谱排列信息；
(c)定位频谱邻近无线传输/接收单元；及
(d)于该天线阵列上传送来避免频谱邻近无线传输/接收单元。
32.一种无线通信系统中缓和干扰的方法，该方法包含：
(a)提供一天线阵列给无线传输/接收单元；
(b)扫描传输频率来搜寻高能量源；
(c)决定高能量源的传输方向；及
(d)于该天线阵列上传送来避免传送于该高能量源方向。
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