CN101569114A - 用于在扇区化通信网络中减轻干扰的基站和方法 - Google Patents

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Abstract

本文中概括描述了用于在扇区化无线通信网络中减轻干扰的基站和方法的实施例。其他实施例也被描述和要求权利。在一些实施例中，子信道的一些分区根据分布式子载波置换方案配置以用于在基站每个扇区内使用，并且子信道的一个或多个分区根据邻接子载波方案配置以用于在每个基站内使用。

Description

用于在扇区化通信网络中减轻干扰的基站和方法
技术领域
本发明涉及无线通信。一些实施例涉及宽带无线接入(BWA)网络，如微波接入全球互操作性(WiMax)网络。一些实施例涉及根据包括3GPP的长期演进(LTE)的第三代合作伙伴项目(3GPP)操作的无线通信网络。
背景技术
许多无线通信网络实现各种形式的频率再使用方案以在将干扰降到最低的同时充分利用容量。例如，一些通信网络在相邻扇区中使用信道的正交集以减轻干扰。然而，由于整个网络带宽不可在所有扇区中使用，因此，此方案大大降低了网络容量。
因此，普遍需要在无线通信网络中增大容量的同时减轻干扰的方法。
附图说明
图1示出根据本发明的一些实施例的扇区化无线通信网络；
图2示出根据本发明的一些实施例用于干扰减轻的信道化方案；
图3示出根据本发明的一些实施例的下行链路子帧的一部分；以及
图4是根据本发明的一些实施例的基站的框图。
具体实施方式
下面的描述和图形充分示出本发明的特定实施例以使本领域的技术人员能够实践它们。其它实施例可包含结构、逻辑、电、过程和其它改变。示例只代表可能的变化。除非明确要求，否则，各个组件和功能是可选的，并且操作的顺序可变化。一些实施例的部分和特征可包括在其它实施例的部分和特征中或为其所替代。权利要求中陈述的本发明的实施例涵盖那些权利要求的所有可用等效物。本发明的实施例可在本文中单独和/或统称为术语“发明”，这只是为了方便起见，而无意在实际上公开了不止一个发明或发明概念时限制本申请的范围为任何单个发明或发明概念。
图1示出根据本发明的一些实施例的扇区化无线通信网络。扇区化无线通信网络100包括多个基站102，每个基站可服务相关联小区104内的订户站(subscriber station)。每个小区104可分成多个扇区106。在图1所示示例中，每个小区104分成三个扇区：扇区106A、106B和106C，并且分别标记为编号1、2和3。基站由六边形小区中心的黑色圆表示。虽然扇区化无线通信网络100示为具有在三个扇区内提供通信服务的基站102，但本发明的范围在此方面并无限制，扇区的数量N范围可以是少到三个、大到十个或更多。
根据本发明的一些实施例，每个基站102可根据分布式子载波置换方案配置子信道的一些分区(partition)以用于在每个扇区内使用，并且可根据邻接子载波(contiguous subcarrier)方案配置子信道的剩余的一个或多个分区以用于在每个扇区内使用。在具有四个扇区的一些实施例中，可根据分布式子载波置换方案配置两个分区，并且可根据邻接子载波方案配置其它两个分区，但本发明的范围在此方面并无限制。在这些实施例中，可根据分布式子载波置换方案配置子信道的一个或多个分区，并且可根据邻接子载波方案配置子信道的一个或多个分区。在一些实施例中，子信道的分区数量可等于扇区的数量，但本发明的范围在此方面并无限制。
根据一些实施例，每个基站102可根据分布式子载波置换方案配置子信道的N-1个分区以用于在每个扇区内使用。在这些实施例中，每个基站102也可根据邻接子载波方案配置子信道的单个分区以用于在每个扇区内使用。
在这些实施例中，根据分布式子载波置换方案配置的子信道可利用与不同扇区中根据邻接子载波方案配置的子信道的相同的频率子载波。邻接子载波方案和分布式子载波置换方案的使用可降低扇区之间的干扰，同时允许在每个扇区中利用全部网络带宽。这些实施例在下面更详细地论述。
在一些实施例中，网络100可根据正交频分多址(OFDMA)技术通信。在本文中使用时，术语“子信道”指频率分配的基本单位，并且可包括一组频率子载波。在一些3GPP实施例中，子信道可等于频率块(frequency chunk)，但本发明的范围在此方面并无限制。
图2示出根据本发明的一些实施例用于干扰减轻的信道化方案。图2示出用于利用三个扇区(即，N＝3)的实施例的信道化方案。在这些实施例中，每个基站102(图1)可将第一扇区106A中的第一组符号206A与第二扇区106B中的第二组符号206B和第三扇区106C中的第三组符号206C同时发射，但本发明在此方面并无限制。在图2中，OFDMA符号205示为框的列，并且子信道204示为框的行。每个框可表示发射的信号的时间和频率分量。
根据一些实施例，网络带宽200可被划分成子信道204的分区，示为第一分区201、第二分区202和第三分区203。可使用更多或更少数量的分区。根据一些实施例，每个扇区可具有根据邻接子载波方案配置的子信道的一个或多个分区(通过交叉影线示出)。在这些实施例中，子信道的不同分区可在基站的每个扇区内根据邻接子载波方案配置。例如，第一分区201在第一扇区106A中根据邻接子载波方案配置，第二分区202在第二扇区106B中根据邻接子载波方案配置，并且第三分区203在第三扇区106C中根据邻接子载波方案配置。子信道的其它分区可根据分布式子载波置换方案配置(通过小点示出)。
在这些实施例中，在一个扇区中根据邻接子载波方案配置的子信道的一个或多个分区可利用干扰子载波，并且可遇到与在其它扇区中具有根据分布式子载波置换方案配置的子信道的所述分区的子载波的随机化干扰。此外，根据分布式子载波置换方案配置的每个扇区的子信道的分区可利用与不同扇区的干扰子载波。
如图2所示，在第一扇区106A中，第一分区201具有根据邻接子载波方案配置的子信道204，第二分区202具有根据分布式子载波置换方案配置的子信道204，并且第三分区203具有根据分布式子载波置换方案配置的子信道204。在第二扇区106B中，第一分区201具有根据分布式子载波置换方案配置的子信道204，第二分区202具有根据邻接子载波方案配置的子信道204，并且第三分区203具有根据分布式子载波置换方案配置的子信道204。在第三扇区106C中，第一分区201具有根据分布式子载波置换方案配置的子信道204，第二分区202具有根据分布式子载波置换方案配置的子信道204，并且第三分区203具有根据邻接子载波方案配置的子信道204。
在一些实施例中，每个扇区可具有根据分布式子载波置换方案配置的子信道的一些分区(例如，N-1个分区、N-2个分区等)和根据邻接子载波方案配置的子信道的剩余一个或多个分区。在这些实施例中，网络带宽200的第一、第二和第三分区可包括网络的整个带宽，但本发明的范围在此方面并无限制。在一些实施例中，每个基站102(图1)可如图1所示在网络级上在扇区内配置子信道。
在一些实施例中，每个基站102(图1)可同时在每个扇区中发射OFDMA符号205。在每个扇区中发射的OFDMA符号可按照根据分布式子载波置换方案配置的子信道的分区和根据邻接子载波方案配置的子信道的一个或多个分区发射。在这些实施例中，分开的OFDMA符号可在不同扇区中同时发射。如图2所示，在任何特定扇区中，相同的OFDMA符号205可具有根据分布式子载波置换方案配置的子信道204的一些分区和根据邻接子载波方案配置的子信道204的其它分区。
在一些实施例中，基站102(图1)可基于从订户站收到的信道质量指示符(CQI)，将子信道指派给订户站。在这些实施例中，具有更快变化的信道质量的订户站可指派有根据分布式子载波置换方案配置的子信道，并且具有更慢变化的信道质量的订户站可指派有根据邻接子载波方案配置的子信道，但本发明的范围在此方面并无限制。
在一些实施例中，基站102(图1)可基于订户站的移动性因素，将子信道指派给订户站。在这些实施例中，具有更高移动性的订户站可指派有根据分布式子载波置换方案配置的子信道，并且具有更低移动性的订户站可指派有根据邻接子载波方案配置的子信道。在这些实施例中，分布式子载波置换方案可用于更高速度订户站和/或更快变化的信道条件，而邻接子载波配置可用于更低速度或固定的订户站或更缓慢变化的信道条件。在一些实施例中，移动性因素可根据订户站的多普勒频率估计(这可以是移动性的直接估计)、信道质量变化(例如，从CQI确定)和/或分组错误统计(这可以是移动性的间接估计)来确定。订户站的移动性因素也可根据其它技术确定。
在一些实施例中，根据邻接子载波方案配置的每个子信道204可包括相邻频率子载波的邻接块。根据分布式子载波置换方案配置的每个子信道204可包括非邻接频率子载波的逻辑子信道。在一些WiMax实施例中，根据分布式子载波置换方案配置的子信道204的分区可适合部分使用子载波(PUSC)分配方案和/或完全利用子载波(FUSC)分配方案，而根据邻接子载波方案配置的子信道204的分区可适合自适应调制和编码(AMC)子载波分配方案，但本发明的范围在此方面并无限制。
在一些实施例中，根据邻接子载波方案配置的子信道的数量和根据分布式子载波置换方案配置的子信道的数量可基于具有更高移动性的订户站的数量和具有更低移动性的子载波站的数量而变化。在一些实施例中，对于更大数量的更高移动性订户站，更多子信道可根据分布式子载波置换方案配置。对于更大数量的更低移动性订户站，更多子信道可根据邻接子载波方案配置。
在一些实施例中，根据分布式子载波置换方案配置的子信道的非邻接频率子载波可包括伪随机分布式频率子载波或根据预定模式置换的子载波。在一些实施例中，根据分布式子载波置换方案配置的子信道的子载波可大致均匀地在网络带宽200的分区上分布，但本发明的范围在此方面并无限制。
在这些实施例中，分布式子载波置换方案可有助于充分利用频率分集，并且可有助于随机化小区间干扰。这样，对于信道特性快速变化的移动蜂窝环境，分布式子载波置换方案可更稳固。在这些实施例中，邻接子载波方案可有利于频率选择性调度，并且可适合信道特性变化更慢的更稳定信道条件。
图3示出根据本发明的一些实施例的下行链路子帧的一部分。在这些实施例中，每个基站102(图1)可在每个扇区内同时发射下行链路子帧，如下行链路子帧300。每个下行链路子帧300可包括示为区311、312、313的多个区，这些区包括OFDMA符号205的组。子信道204可被划分成多个分区，示为分区301、302和303。分区301、302和303可分别对应于分区201、202和203(图2)。在这些实施例中，子信道的一个或多个分区可在每个区内根据邻接子载波方案配置(通过交叉影线示出)，并且子信道的其它分区可在每个区内根据分布式子载波置换方案配置(通过小点示出)。例如，分区302可在第一区311中根据邻接子载波方案配置，分区301可在第二区312中根据邻接子载波方案配置，并且分区303可在第三区313中根据邻接子载波方案配置，但本发明的范围在此方面并无限制。
下行链路子帧300的每个区内使用根据邻接子载波方案配置的子信道的单个分区和在其它分区中使用根据分布式子载波置换方案配置的其它子信道允许网络100(图1)的基站102(图1)在每个子帧内的所有子载波上提供邻接子载波置换。由于相邻扇区可根据分布式子载波置换方案配置，因此，这可在随机化任何干扰的同时，有助于利用任何频率选择性调度增益。
在一些实施例中，下行链路子帧300可包括另外的区，如另外的区314。在这些实施例中，另外的区314中的所有子信道可根据邻接子载波方案或分布式子载波置换方案配置。在这些实施例中，另外的区314不具有被划分成分区301、302和303的子信道。另外的区314的所有子信道204可根据同一方案配置，但本发明的范围在此方面并无限制。在一些实施例中，另外的区314的子信道204可基于在下行链路子帧300内要发射到订户站的数据的要求，根据邻接子载波方案或分布式子载波置换方案来配置，但本发明的范围在此方面并无限制。这样，邻接或分布式子信道可跨所有频率子载波提供。
图4是根据本发明的一些实施例的基站的框图。基站400可适合于使用任何一个或多个基站102(图1)。在一些实施例中，基站400可包括子信道配置器404以根据分布式子载波置换方案配置子信道的多个分区以用于在每个扇区内使用和根据邻接子载波方案配置子信道的一个或多个分区以用于在每个扇区内使用。如上所述，子信道的不同分区可在基站的每个扇区内根据邻接子载波方案配置。
在一些实施例中，基站400也可包括子信道指派器408以基于信道质量(CQ)405将子信道指派给订户站。信道质量405可由信道质量管理器406基于可从订户站收到的CQI 415确定。在这些实施例中，具有更快变化的信道质量的订户站可指派有根据分布式子载波置换方案配置的子信道，并且具有更慢变化的信道质量的订户站可指派有根据邻接子载波方案配置的子信道，但本发明的范围在此方面并无限制。
在一些实施例中，子信道指派器408可基于与订户站相关联的移动性因素(MF)403，将子信道指派给订户站。在这些实施例中，具有更高移动性的订户站可指派有根据分布式子载波置换方案配置的子信道，并且具有更低移动性的订户站可指派有根据邻接子载波方案配置的子信道。移动性因素403可根据订户站的多普勒频率估计413、信道质量变化和/或分组错误统计来确定。
基站400也可包括物理(PHY)层电路418，以基于子信道配置器404提供的子信道配置和/或子信道指派器408提供的子信道指派，使用天线420在每个扇区内同时发射下行链路子帧。在一些实施例中，此信息可以下行链路图的形式提供以用于作为下行链路子帧的一部分来发射，但本发明的范围在此方面并无限制。
在一些实施例中，基站400也可包括用于与例如网络100(图1)的扇区化通信网络的其它基站协调子信道分区的基站控制器402。这样，网络100的基站102(图1)可在网络级配置扇区106A、106B和106C(图1)以提供用于每个基站102(图1)的同步发射。在这些实施例中，基站控制器402可从一个或多个其它基站或网络级控制器接收网络级协调信息401，但本发明的范围在此方面并无限制。
天线420可包括一个或多个定向或全向天线，例如包括偶极天线、单极天线、贴片天线、环形天线、微带天线或适合射频(RF)信号发射的其它类型的天线。在一些实施例中，可使用具有多个孔径的单根天线，而不是两根或更多根天线。在这些实施例中，每个孔径可视为一根分开的天线。基站400可采用分开的天线或分开的天线420的集合以用于在每个扇区内使用。
虽然基站400示为具有几个分开的功能单元，但一个或多个功能单元可组合，并且可通过软件配置的单元的组合实现，如包括数字信号处理器(DSP)和/或其它硬件单元的处理单元。例如，一些单元可包括一个或多个微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)及用于执行至少本文中所述功能的各种硬件和逻辑电路的组合。在一些实施例中，基站400的功能单元可指在一个或多个处理单元上操作的一个或多个进程。
在一些实施例中，基站400可通过多载波通信信道发射OFDM通信信号。多载波通信信道可在预定频谱内，并且可包括多个正交子载波。在一些实施例中，OFDM信号可由间隔紧密的OFDM子载波来定义。
在一些其它实施例中，基站400可以是根据第三代(3G)或第四代(4G)通信标准操作的蜂窝通信站。在一些实施例中，基站400可根据3GPP、3GPP LTE和/或3GPP2空中接口演进(AIE)来操作。
在一些实施例中，基站400可以是WiMax或BWA网络通信站，但由于基站400可以是几乎任何无线通信装置的部分，因此，本发明的范围在此方面并无限制。在一些实施例中，基站400可根据特定通信标准通信，如电气和电子工程师协会(IEEE)标准，包括用于无线城域网(WMAN)及其变化和演进的IEEE 802.16-2004和IEEE802.16(e)标准，但由于它们也可适合根据其它技术和标准发射和/或接收通信，因此，本发明的范围在此方面并无限制。有关IEEE 802.16标准的详细信息，请参阅2005年5月的“IEEE Standards for InformationTechnology-Telecommunications and Information Exchange betweenSystems”-城域网(Metropolitan Area Networks)-具体要求(SpecificRequirements)-第16部分：“Air Interface for Fixed BroadbandWireless Access Systems”及相关修正/版本。
在一些实施例中，订户站可以是便携式无线通信装置，例如个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的膝上型或便携式计算机、网络平板计算机(web tablet)、无线电话、无线手机、寻呼机、即时通讯装置、数码相机、接入点、电视、医疗装置(例如，心率监视器、血压监视器等)或可以无线方式接收和/或发射信息的其它装置。
一些实施例可以硬件、固件和软件之一或它们的组合的形式来实现。本发明的实施例也可实现为存储在计算机可读介质上的指令，可由至少一个处理器读取和运行以执行本文中所述的操作。机器可读介质可包括用于以机器(例如，计算机)可读形式存储或传送信息的任何机制。例如，机器可读介质可包括只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存装置及其它。
提供的摘要符合要求摘要将允许读者确定本技术公开的本质和要点的37C.F.R.第1.72(b)节。它是在不会用于限制或解释权利要求的范围或含意的理解下提交的。所附权利要求因此合并到具体实施方式中，并且每个权利要求项本身作为单独的实施例。

Claims (18)

1.一种用于在正交频分多址(OFDMA)网络中通信的方法，包括：
根据邻接子载波方案配置子信道的一个或多个分区以用于在基站的第一扇区中使用；以及
根据分布式子载波置换方案配置子信道的其它分区以用于在所述基站的其它扇区中使用，
其中根据所述分布式子载波置换方案配置的子信道和根据所述邻接子载波方案配置的子信道遇到与在不同扇区中的子载波的随机化干扰。
2.如权利要求1所述的方法，其中根据所述分布式子载波置换方案配置子信道包括根据所述分布式子信道置换方案来配置子信道的N-1个分区以用于在所述基站的每个扇区内使用，以及
其中根据所述邻接子载波方案配置子信道包括根据所述邻接子载波来配置子信道的单个分区以用于在所述基站的每个扇区内使用，
其中N等于所述基站提供的扇区的数量，并且范围在三与十之间，包括三和十。
3.如权利要求1所述的方法，其中根据所述邻接子载波方案配置的子信道的单个分区在所述基站的每个扇区中利用子信道的不同分区，以及
其中在一个扇区中根据所述邻接子载波方案配置的子信道的一个或多个分区随机干扰在相邻扇区中具有根据所述分布式子载波置换方案配置的子信道的所述分区的子载波。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述基站在每个扇区内同时发射下行链路子帧，
其中每个下行链路子帧包括含有多组OFDMA符号的多个区，
其中所述方法还包括：
在每个区内根据所述邻接子载波方案配置所述子信道的单个分区；以及
在每个区内根据所述分布式子载波置换方案配置所述子信道的其它分区，
其中所述下行链路子帧包括另外的区，以及
其中所述方法还包括根据所述邻接子载波方案或所述分布式子载波置换方案，在所述另外的区中配置所有的子信道。
5.如权利要求1所述的方法，还包括在每个扇区中同时发射OFDM符号，
其中每个扇区中发射的所述OFDM符号包括根据所述分布式子载波置换方案配置的子信道的一些分区和根据所述邻接子载波方案配置的子信道的一个或多个分区。
6.如权利要求2所述的方法，还包括：
基于从订户站接收的信道质量指示符，将子信道指派给所述订户站，
其中具有更快变化的信道质量的订户站被指派根据所述分布式子载波置换方案配置的子信道，以及
其中具有更慢变化的信道质量的订户站被指派根据所述邻接子载波方案配置的子信道。
7.如权利要求2所述的方法，还包括：
基于订户站的移动性因素，将子信道指派给订户站，
其中具有更高移动性的订户站被指派根据所述分布式子载波置换方案配置的子信道，以及
其中具有更低移动性的订户站被指派根据所述邻接子载波方案配置的子信道，
其中所述移动性因素根据每个订户站的多普勒频率估计、信道质量变化或分组错误统计中的一项或多项来确定。
8.如权利要求2所述的方法，其中根据所述邻接子载波方案配置的每个子信道包括相邻频率子载波的邻接块，
其中根据所述分布式子载波置换方案配置的每个子信道包括非邻接频率子载波的逻辑子信道，
其中根据所述邻接子载波方案配置的子信道的数量和根据所述分布式子载波置换方案配置的子信道的数量基于具有更高移动性的订户站的数量和具有更低移动性的子载波站的数量而变化。
9.如权利要求2所述的方法，其中所述基站是所述OFDMA网络的多个基站之一，以及
其中相邻小区的基站根据所述分布式子载波置换方案或所述邻接子载波方案来配置第一、第二和第三分区的子信道以用于在扇区内使用。
10.一种基站，包括：
子信道配置器，根据分布式子载波置换方案配置子信道的多个分区以用于在所述基站的每个扇区内使用，以及根据邻接子载波方案配置子信道的一个或多个分区以用于在所述基站的每个分区内使用，
其中子信道的不同分区在所述基站的每个扇区内根据所述邻接子载波方案来配置。
11.如权利要求10所述的基站，其中所述子信道配置器根据所述分布式子载波置换方案来配置子信道的N-1个分区，并根据所述邻接子载波方案来配置子信道的一个分区，以用于在所述基站的每个扇区内使用，以及
其中N等于所述基站提供的扇区的数量，并且范围在三与十之间，包括三和十。
12.如权利要求10所述的基站，还包括基于从订户站接收的信道质量指示符将子信道指派给所述订户站的子信道指派器，
其中具有更快变化的信道质量的订户站被指派根据所述分布式子载波置换方案配置的子信道，以及
其中具有更慢变化的信道质量的订户站被指派根据所述邻接子载波方案配置的子信道。
13.如权利要求10所述的基站，还包括基于订户站的移动性因素将子信道指派给所述订户站的子信道指派器，
其中具有更高移动性的订户站被指派根据所述分布式子载波置换方案配置的子信道，以及
其中具有更低移动性的订户站被指派以所述邻接子载波方案配置的子信道。
14.如权利要求10所述的基站，其中在所述基站中还包括在每个扇区内同时发射下行链路子帧的物理层电路，
其中每个下行链路子帧包括含有多组正交频分多址(OFDMA)符号的多个区，
其中所述子信道配置器在每个区内根据所述邻接子载波方案配置子信道的一个或多个分区，并在每个区内根据所述分布式子载波置换方案配置所述子信道的其它分区，
其中所述下行链路子帧包括另外的区，以及其中所述子信道配置器根据所述邻接子载波方案或所述分布式子载波置换方案，在所述另外的区中配置大部分或所有子信道。
15.一种扇区化无线通信网络，包括多个基站，其中每个基站根据分布式子载波置换方案配置子信道的多个分区以用于在每个扇区内使用，并且根据邻接子载波方案配置子信道的一个或多个分区以用于在每个扇区内使用，
其中子信道的不同分区在相邻扇区内根据所述邻接子载波方案来配置。
16.如权利要求15所述的网络，其中所述基站的至少一些基于从订户站接收的信道质量指示符，将子信道指派给所述订户站，
其中具有更快变化的信道质量的订户站被指派根据所述分布式子载波置换方案配置的子信道，以及
其中具有更慢变化的信道质量的订户站被指派根据所述邻接子载波方案配置的子信道。
17.如权利要求15所述的网络，其中所述基站的至少一些基于从订户站接收的移动性因素，将子信道指派给所述订户站，
其中具有更高移动性的订户站被指派根据所述分布式子载波置换方案配置的子信道，以及
其中具有更低移动性的订户站被指派以所述邻接子载波方案配置的子信道。
18.如权利要求15所述的网络，其中所述基站在每个扇区内同时发射下行链路子帧，
其中每个下行链路子帧包括含有多组正交频分多址(OFDMA)符号的多个区，
其中所述基站的每个在每个区内根据所述邻接子载波方案配置子信道的一个或多个分区，并且所述基站的每个在每个区内根据所述分布式子载波置换方案配置所述子信道的其它分区。
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