CN102281227B - 用于ofdm的信道互干扰减轻 - Google Patents

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Abstract

一种正交频分复用(OFDM)通信系统，包括OFDM发射机(103-109)和OFDM接收机(101)。该系统包括子载波状态数据控制器(200)，用于向所述OFDM接收机(101)发送子载波状态数据。该子载波状态数据指示了OFDM发射机(103-109)的工作子载波。所述OFDM接收机(101)进一步包括子载波状态处理器(203)，其接收所述子载波状态数据，以及信道估计器(205)，其至少为来自所述第一OFDM发射机(103)的空中接口通信信道以及来自干扰OFDM发射机(105)的空中接口通信信道确定信道估计。干扰减轻处理器(207)响应于所述子载波状态数据及所述信道估计执行干扰减轻，从而提供了改善的来自所述OFDM发射机(103)的数据恢复。

Description

用于OFDM的信道互干扰减轻
本申请是申请号为200680026789.1、申请日为2006年6月28日、名称为“用于OFDM的信道互干扰减轻”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于正交频分复用通信的干扰减轻，尤其但不是唯一地涉及在执行正交频分复用的蜂窝通信系统中的干扰减轻。
背景技术
使用无线频率的无线通信在过去的十年里已经非常普遍了，多种通信系统目前争夺有限的资源。结果，用于无线通信系统最重要的参数之一是他们可如何有效地使用所分配的频谱。
对于有效使用稀有的频谱资源的需求已经导致了开发可在高干扰水平下操作的无线技术。例如，可允许高干扰水平的高容量蜂窝通信系统是关键的需求。典型地，这些通信系统通过频率再利用操作，这意味着同一信道带宽是可用于并使用在跨网络的所有区域及小区中。结果，从邻居小区可见的小区间干扰在小区交迭区域上会非常强。由于可用于发射机的功率受到限制，可用的载波干扰比(C/I)以及因此的数据速率也受到了这种条件的限制。如果可消除小区间干扰，则有效的C/I会增加，数据速率会与C/I中的改善相应的增加。这可提供更高的频谱效率，并充分增加系统容量，因此非常期望消除或减轻小区间干扰。
在无线通信系统中可用的通信方案是正交频分复用(OFDM)方案。此外，蜂窝通信系统可使用正交频分复用(OFDM)，其中同一小区内的用户被分配了与其它用户的子载波组同时工作的子载波组。但是，在OFDMA中，小区内的传输可保持正交，对于同一小区内的用户所产生的干扰(小区内干扰)可被有效减轻到可典型地被忽略的程度。
但是，来自其它小区的干扰(小区间干扰)不是正交的，并可因此作为干扰出现且降低传输水平。因而，非常期望减轻小区间干扰的影响。用于减轻小区间干扰的技术是本领域公知的，小区间干扰减轻的方法的一个例子可在A.E.Jones和S.H.Wong所著的“GeneralisedMultiuser Detection in TD-CDMA”(Proceedings of IEEE VehicularTechnology Conference，斯德哥尔摩，2005年5月，电子及电气工程师协会)中找到，其包含在此作为参考。
但是，用于减轻干扰的已知方案的一个问题是性能及效率很大程度上依赖于与干扰相关的信息。该信息对于单个接收机典型地难以获得，导致使用了相对不准确的估计或假设。因而，这种干扰减轻经常是次优的，并且导致了通信质量显著降低以及蜂窝通信系统容量减小。
因此，用于OFDM通信的改进的干扰减轻是有利的，特别是实现增加的灵活性、改进的性能、增加的系统容量、便利的操作、减小的复杂度和/或改进的信息提供实现、促进或改进干扰减轻的系统是有利的。
发明内容
因而，本发明寻求单独或组合地、优选地减轻、缓解或消除上述缺陷的一个或多个。
根据本发明的第一方面，提供了一种正交频分复用(OFDM)通信系统，包括：多个OFDM发射机；至少一个OFDM接收机，用于从所述多个OFDM发射机的第一OFDM发射机接收OFDM信号；以及传输装置，用于向OFDM接收机发送子载波状态数据，该子载波状态数据指示了用于除第一OFDM发射机之外的多个OFDM发射机的工作子载波；其中所述OFDM接收机包括：用于接收信号的装置，所述信号包括来自所述第一OFDM发射机的期望信号分量以及来自所述多个OFDM发射机的至少一个干扰OFDM发射机的干扰，用于接收子载波状态数据的装置，用于至少为来自所述第一OFDM发射机的空中接口通信信道以及来自干扰OFDM发射机的空中接口通信信道确定信道估计的信道估计装置，用于响应于所述子载波状态数据及信道估计执行干扰减轻的干扰减轻装置。
本发明的发明者已经认识到，可通过用信令发送指示哪个子载波是用于干扰OFDM发射机工作的信息来在OFDM通信系统中实现改进性能。本发明可有助于提供用于干扰减轻的信息和/或可提供该信息的改进精确度。改进的干扰减轻可被实现，其可导致增加通信质量和/或增加系统容量。可实现低复杂度的系统和/或实际的实施。
传输装置可被分布在通信系统中，并可特别是OFDM发射机的一部分。例如，OFDM发射机中每一个可包括用于发送子载波状态数据的功能。该干扰减轻装置可被配置来响应于信道估计、接收到的信号及子载波状态数据，重新产生由第一OFDM发射机发送的数据。该子载波状态数据可在用于干扰减轻之前被处理。例如，可以任何合适的方式解码、分割、组合或处理该子载波状态数据。
工作子载波可以是数据在其上被发送的子载波，而非工作子载波可以是没有数据在其上被发送的子载波。子载波状态数据可对应于用于OFDM符号的所有子载波的信息，或者可对应于所有子载波或仅子载波的一个子集的信息。
根据本发明的可选特征，干扰OFDM发射机被配置为发送指示所述干扰OFDM发射机的工作子载波的子载波状态数据。
这可实现高效的系统，并可实现实际实施。例如，每个OFDM发射机可发送指示正在工作使用哪个子载波的子载波状态数据。可通过组合来自多个OFDM发射机的子载波状态数据来确定用于整个OFDM符号的子载波状态数据。
根据本发明的可选特征，所述多个OFDM发射机的至少一个其它OFDM发射机被配置为发送指示干扰OFDM发射机的工作子载波的子载波状态数据。
这可实现高效的系统和/或可实现实际实施。特别地，其可实现通过仅从一个单个OFDM发射机接收通信来获得用于例如多个OFDM发射机的子载波状态数据。例如，可通过固定网络耦合OFDM发射机，至少某些OFDM发射机可包括用于发送涉及其它OFDM发射机的子载波状态数据的功能。
根据本发明的可选特征，一组OFDM发射机的所有OFDM发射机发送用于该组所有OFDM发射机的子载波状态数据。
这可实现系统的简易操作和/或可有助于OFDM接收机接收子载波状态数据。特别地，OFDM接收机可从任何OFDM发射机接收子载波状态数据，并不限于从特定的OFDM发射机获得特定的子载波状态数据。
根据本发明的可选特征，OFDM发射机组对应于蜂窝通信系统的单个无线网络控制器所控制的基站。
这可改善性能，并在蜂窝通信系统中提供低复杂度、简易操作和/或子载波状态数据的简化接收。
根据本发明的可选特征，OFDM发射机组被配置为通过同一OFDM符号的基本同步传输来发送至少某些子载波状态数据。
这可改善性能和/或方便操作。特别地，其可实现OFDM接收机接收子载波状态数据，而不需要在来自不同OFDM发射机的信号间进行区分。例如，其可提供来自不同OFDM发射机的信号的空中接口组合。
根据本发明的可选特征，用于发送的装置被配置为重复发送子载波状态数据，子载波状态数据的每次传输涉及该子载波状态数据在其中有效的时间间隔。
这可实现灵活及高效的系统，这里可保持低开销的通信和管理。
根据本发明的可选特征，至少干扰OFDM发射机被配置为发送已知数据序列。
这可改善性能和/或方便操作或执行。
已知数据序列可例如是导频信号、已知导频符号的序列和/或已知的训练数据。该已知的数据序列可以是时域内和/或频域内的序列。例如，该已知的数据序列可包括同一OFDM符号内以及连续多个OFDM符号内多个子载波中的子载波符号。
根据本发明的可选特征，所述信道估计装置被配置为响应于所述已知数据序列确定用于所述干扰OFDM发射机的信道估计。
这可允许为干扰OFDM发射机确定信道估计的特别合适及有效的装置。
根据本发明的可选特征，所述传输装置包括在干扰OFDM发射机中响应于用于干扰OFDM发射机的工作子载波而选择已知数据序列的装置。
这可实现子载波状态数据的信息的特别高效的传输。特别地，可通过所选择的已知数据序列代表所述子载波状态数据，可避免传输用于子载波状态数据的明确数据的需求。
根据本发明的可选特征，所述OFDM接收机被配置为响应于检测OFDM传输的已知数据序列来确定所述子载波状态数据。
这可实现所述子载波状态数据的信息的特别高效的传输。特别地，可通过所述已知数据序列表示所述子载波状态数据，可避免接收及解码用于子载波状态数据的明确数据的需求。所述已知数据序列可以是来自干扰OFDM发射机的已知数据序列和/或可以是来自不同OFDM发射机的已知数据序列。可例如通过组合用于不同子载波的子载波状态数据确定所述子载波状态数据，该不同子载波是从不同OFDM发射机通过各个OFDM发射机使用已知数据序列接收到的。
根据本发明的可选特征，分离的已知数据序列集合被分配给不同的OFDM发射机。
这可有助于确定接收信号的来源。
根据本发明的可选特征，所述子载波状态数据包括至少一个数据值，其指示了用于一组子载波的工作子载波状态。
这可有助于传输子载波状态数据，并可减小传输该子载波状态数据所需开销。例如，所述子载波可被分成较大尺寸的组，单个工作/非工作指示可被给定用于整个组。这可特别适合于在子载波被分配给子载波组内的用户的场合应用。
根据本发明的可选特征，所述OFDM通信系统进一步包括用于向OFDM接收机发送多个潜在干扰OFDM发射机的指示的装置。
这可有助于操作和/或改善性能。例如，在蜂窝通信系统中，可发送邻居列表来指示服务相邻小区的邻居OFDM发射机。
根据本发明的可选特征，所述OFDM发射机进一步包括用于估计从多个潜在干扰发射机接收信号的装置，以及用于响应于所述估计，选择所述多个潜在干扰发射机的一个子集用于干扰减轻的装置。
这可减小复杂度、处理开销和/或可实行改善的性能。特别地，该特征可允许干扰减轻集中于特定情况下的主要干扰源，并可因此实现最有效地使用可用的干扰减轻资源。可使用任何合适的估计及选择标准。例如，所述估计可确定干扰水平、接收水平信号、子载波干扰水平等中的一个或多个，所述选择例如可对应于选择N个导致最高干扰水平的源，其中N是可通过干扰减轻装置减轻的干扰源的数目。所述估计可例如基于来自所述OFDM发射机的已知数据序列的传输，并特别地可基于来自OFDM发射机的导频信号。
根据本发明的可选特征，所述OFDM通信系统进一步包括用于选择与所述多个潜在干扰发射机的子集相关的子载波状态数据子集的装置。
这可有助于操作和/或减小计算负荷。例如，所述OFDM接收机仅可解调和解码相应于被选择用于干扰减轻的OFDM发射机的子载波状态数据。
根据本发明的可选特征，所述OFDM接收机进一步包括用于响应于所述子载波状态数据确定在给定子载波上工作的OFDM发射机标识的装置。
这可实现改进的性能，并可特别地改善干扰减轻，使得可识别出用于给定子载波干扰的合适的源。例如，该子载波状态数据可指示第一组子载波对于一个OFDM发射机工作，而第二组子载波对于另一OFDM发射机工作。如果例如第一OFDM发射机在第一和第二组子载波上工作，则干扰减轻可考虑第一干扰OFDM发射机用于第一组子载波，第二干扰OFDM发射机用于第二组子载波。
根据本发明的可选特征，所述OFDM接收机包括用于响应于所述子载波状态数据为独立子载波确定信道估计的装置。
所述信道估计尤其可基于响应于在所述子载波状态数据中所包含的该子载波内工作的OFDM发射机的标识确定给定子载波内干扰信号的源而被确定。
这可有助于操作，并实现改进的确定干扰情况及由此的改进的干扰减轻。
根据本发明的可选特征，用于接收的装置被配置为从多个OFDM发射机接收子载波状态数据的子集；以及所述OFDM接收机包括用于通过组合子载波状态数据的子集确定子载波状态数据的装置。
这可有助于操作和/或在多种操作中改善性能。例如，在用于蜂窝通信系统的上行链路情况中，远程单元的OFDM发射机可发送子载波状态数据指示他们被分配了哪个子载波及哪个因此是工作的。通过组合来自远程单元的子载波状态数据，可得到用于整个OFDM符号的子载波状态数据。
根据本发明的可选特征，所述减轻装置被配置为执行联合确定来自至少第一OFDM发射机和干扰OFDM发射机的数据符号。
这实现了高的性能和/或实际实施。该联合确定可以是联合检测。
根据本发明的可选特征，该通信系统是蜂窝通信系统。
本发明可在使用OFDM通信技术的蜂窝通信系统中提供改进的性能，并可特别减轻小区间的干扰，从而改善通信质量和/或服务。
根据本发明的可选特征，所述多个OFDM发射机对应于多个基站。
本发明可在蜂窝通信系统的下行链路中提供改进的性能，并可特别减小小区间干扰的影响。
根据本发明的可选特征，所述多个OFDM发射机对应于多个远程单元，其中第一OFDM发射机和干扰OFDM发射机具有不同的服务小区。
本发明可在蜂窝通信系统的上行链路中提供改进的性能，并可特别减小小区间干扰的影响。
根据本发明的可选特征，所述OFDM接收机包括用于为该OFDM接收机服务小区的邻居小区确定子载波状态数据的装置。
这可有助于和/或改善小区间干扰减轻，并可因此总体上改善通信系统的性能。
根据本发明的可选特征，所述干扰减轻装置被配置为从邻居小区的多个OFDM发射机接收到子载波状态数据的子集，确定用于该OFDM接收机服务小区的邻居小区的子载波工作状态。
这可有助于和/或改善蜂窝通信系统中的干扰减轻。特别地，其可有助于确定子载波的工作状态。该特征特别适合于上行链路通信。
例如，在用于蜂窝通信系统的上行链路情况中，远程单元的OFDM发射机可发送状态数据指示它们被分配了哪个子载波及哪个因此是工作的。
通过组合来自远程单元的子载波状态数据，可得到用于整个OFDM符号的子载波状态数据。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于从多个OFDM发射机的第一OFDM发射机接收OFDM信号的OFDM接收机，所述OFDM接收机包括：用于接收信号的装置，该信号包括来自第一OFDM发射机的期望信号分量和来自多个OFDM发射机的至少一个干扰OFDM发射机的干扰；用于接收子载波状态数据的装置，该子载波状态数据指示了用于除所述第一OFDM发射机之外的多个OFDM发射机的工作子载波；信道估计装置，用于为至少来自所述第一OFDM发射机的空中接口通信信道和来自干扰OFDM发射机的空中接口通信信道确定信道估计；干扰减轻装置，用于响应于所述子载波状态数据和信道估计执行干扰减轻。
根据本发明的另一方面，提供了一种OFDM发射机，其包括用于向OFDM接收机发送子载波状态数据的装置，该子载波状态数据指示了用于多个不与所述OFDM接收机通信的OFDM发射机的工作子载波。
根据本发明的另一方面，提供了一种在正交频分复用(OFDM)通信系统中的干扰减轻方法，该OFDM通信系统包括多个OFDM发射机，以及用于从多个OFDM发射机的第一OFDM发射机接收OFDM信号的至少一个OFDM接收机；该方法包括：向所述OFDM接收机发送子载波状态数据，该子载波状态数据指示了用于除所述第一OFDM发射机之外的多个OFDM发射机的工作子载波；在所述OFDM接收机上：接收信号，该信号包括来自所述第一OFDM发射机的期望信号分量和来自所述多个OFDM发射机的至少一个干扰OFDM发射机的干扰，接收子载波状态数据，为至少来自第一OFDM发射机的空中接口通信信道和来自干扰OFDM发射机的空中接口通信信道确定信道估计，响应于所述子载波状态数据和信道估计执行干扰减轻。
通过参考以下所述的实施例的说明，本发明的这些及其它方法、特征及优点将显而易见。
附图说明
参考附图，仅示例性的描述本发明的实施例，其中：
图1例示了根据本发明的某些实施例，通信系统的例子。
图2例示了根据本发明的某些实施例的OFDM接收机。
图3例示了根据本发明的某些实施例的OFDM接收机。
图4例示了分配OFDM符号的子载波组的例子。
图5例示了分配小区特定导频序列的例子。
图6例示了根据本发明的某些实施例，正交频分复用(OFDM)通信系统中的干扰减轻方法。
具体实施方式
以下说明集中于可应用于使用OFDM技术的蜂窝通信系统的本发明的实施例。但是，应当认识到，本发明不限于这种应用，而是可应用于多种其它的OFDM通信系统，包括例如基于OFDM的无线局域网，诸如IEEE 802.11。
图1例示了根据本发明的某些实施例，通信系统的例子。图1特别例示了一个OFDM接收机101和四个OFDM发射机103、105、107、109。应当认识到，该通信系统可包括更多的OFDM接收机和发射机，并且该OFDM发射机和接收机可被组合作为OFDM收发机。因此，典型地，大多数通信单元包括OFDM接收机和OFDM发射机。
在该例子中，OFDM接收机101从第一OFDM发射机103接收期望信号，而其它OFDM发射机105-109向同一频带内的其它OFDM接收机发射(例如它们可以在具有频率再利用的蜂窝通信系统的不同小区内)。因此，其它OFDM发射机105-109产生对于OFDM接收机101的干扰。根据本发明的某些实施例，该干扰被减轻，从而提供从第一OFDM发射机103改善接收需要的信号。
用于数据字a＝(a1，...aN)的OFDM信号可表示为：
s k = Σ n = 1 N λ n a n e - j 2 π ( n - 1 ) k T c - - - ( 1 )
其中Tc是OFDM符号周期，λn∈(0，1)定义了子载波是否是工作的。矢量a的元素通常是可以相位和振幅调制的复杂调制符号。
当|an|＞0或更特别地参考当λn＝1时的表达式1，子载波被认为是工作的。类似的，当|an|＝0或λn＝0时子载波被认为是不工作的。
典型地，使用长度P的循环前缀预先计划OFDM符号。该循环前缀的使用减小了符号间干扰，并保持了离散信道中的正交。循环前缀OFDM符号的技术是本领域公知的，为了简短不进一步描述。此外应认识到，循环前缀的预先计划对于创造性的概念不是重要的，以下说明可同样很好的应用于不使用循环前缀的OFDM通信。
通过矢量c＝(c1，c2，...，cN+P)来表示具有循环前缀的OFDM符号。
在通过信道传输、接收机处理之后，到OFDM解调器的采样输入给定为
r＝b+z                            (2)
其中 表示卷积，
h＝(h1，h2，...，hW)是第一OFDM发射机103和OFDM接收机101之间空中接口通信信道的信道脉冲响应，
z＝(z1，z2，...，zN+P+W-1)包含热噪声和来自其它OFDM发射机103-109的小区间干扰。
通过快速傅立叶变换(FFT)使用与在发射机中所执行的处理相反的处理，从而实现解调。在解调之前移除循环前缀(并且因此移除来自信道离散的尾部)。结果信号可表示为：
r’＝b’+z’                                (3)
可通过快速傅立叶变换(FFT)变换来自OFDM符号的复合时间采样，从而产生一组复合调制状态，一个用于每个子载波。该FFT的输出给定为
u＝λ×a×H+F(z)                            (4)
其中F(.)对应于FFT处理，H是信道脉冲响应的频域表示，即H＝F(h)。小区间干扰加上热噪声项F(z)可被扩展，这样：
F ( z ) = Σ x = 1 x γ x H x + F ( n ) - - - ( 5 )
这里，对于OFDM发射机，x，γx＝λx×ax及Hx分别是数据字和信道脉冲的频域表示，X是要考虑的干扰OFDM发射机的数目。矢量n＝(n1，n2，...，nN)包含热噪声及可从有缺点的接收机处理发生的任何错误项。
对于蜂窝通信系统，下标0表示服务中的小区。通过将等式4替换到等式3，FFT的输出给定为：
u = ( H 0 , H 1 , H 2 , K , H x ) × λ 0 λ 1 λ 2 M λ X × a 0 a 1 a 2 M a X + F ( n ) - - - ( 6 )
该输出矢量是公知的可用于减轻小区间干扰的形式。多种技术用于基于这种表示减轻干扰对于本领域技术人员是公知的，特别是用于通过共同检测数据矢量ax来确定a0的技术。
一种合适的干扰减轻算法的例子可例如参见A.E.Jones和S.H.Wong所著的，“Generalised Multiuser Detection in TD-SCDMA”，proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference，斯德哥尔摩，2005年5月，电子及电气工程师协会，其包含在此作为参考。该算法包括基于上述FFT输出的表示的数据估计技术。
但是，数据估计技术的精确性和干扰减轻算法的效率严重依赖于用于干扰减轻的信息的精确性。特别地，发明人已经认识到，如果矢量λx和Hx的改善信息可被确定，即如果单独子载波的工作状态和/或信道估计的改善信息可被提供，则可实现改善的性能。
在图1的例子中，OFDM通信系统包括用于向OFDM接收机101发送子载波状态数据的装置。该子载波状态数据指示了用于OFDM发射机105-109中一个或多个的工作子载波。因此，该子载波状态数据可直接提供OFDM发射机105-109中一个或多个的一个或多个子载波的工作状态，或者可间接提供允许确定至少一个干扰OFDM发射机的至少一个子载波的至少一个工作状态的指示。
例如，OFDM发射机105-109中每一个可包括装置，该装置用于向OFDM接收机101发送消息指示哪个子载波当前是为特定OFDM发射机105-109工作的。OFDM接收机101然后可组合这些消息来产生用于OFDM发射机105-109所有的子载波状态数据。通过这种方式，子载波状态数据可用于为矢量λx产生精确的信息，因此实现了改善的干扰减轻。
此外，子载波状态数据可有助于确定信道估计。例如，从不同OFDM发射机105-109接收到的子载波状态数据提供了哪个OFDM发射机在哪个特定子载波中工作的信息。因此，OFDM接收机101可基于哪个OFDM发射机当前在哪个子载波中工作为给定子载波内的干扰者产生信道响应。
因此，通过向OFDM接收机101信号通知子载波的工作状态，可实现更加改善的干扰减轻，导致了改善的通信，改善的载波有效干扰比，以及增加的蜂窝通信系统容量。
以下，将给出对于蜂窝通信系统的更详细的说明。为了清楚和简短，本说明将集中在从一个OFDM发射机101接收信号的OFDM接收机101，其中存在一个主干扰。然而，应当认识到，OFDM接收机101可同时在不同子载波中从多个OFDM发射机接收信号，所述的概念可容易地应用于多个干扰。
图2例示了根据本发明某些实施例的OFDM接收机。该OFDM接收机101可具体是图1的OFDM接收机101，并将参考图1的例子描述。
最初参考下行链路的情况描述本发明，其中OFDM接收机101对应于蜂窝通信系统的远程单元，OFDM发射机103-109对应于蜂窝通信系统的基站。因此，OFDM发射机103-109在该例子中是形成OFDM接收机101邻居小区的邻居基站。
所述远程单元可以是用户设备，例如第三代用户设备(UE)、通信单元、用户单元、移动台、通信终端、个人数字助理、膝上型电脑、嵌入式通信处理器或任何能够基于蜂窝通信系统的空中接口通信的物理的、功能的或逻辑的通信元件。
在该例子中，OFDM接收机101位于第一OFDM发射机103所服务的小区内，并使用分配给其的一组子载波与该第一OFDM发射机103通信。
此外，邻居小区基站包括干扰OFDM发射机105，其产生对OFDM接收机101的小区间干扰。如果OFDM接收机101的位置接近第一OFDM发射机103及干扰OFDM发射机105的小区之间的小区边缘，则这种小区间干扰会非常强。
在该例子中，干扰OFDM发射机105包括子载波状态数据控制器200，其被配置来为包括干扰OFDM发射机105的基站确定子载波信息。
特别地，所述子载波状态数据控制器200获取哪个子载波当前被分配给远程单元用于进行中的通信以及哪个子载波当前没有被使用的信息。作为响应，子载波状态数据控制器200产生指示这种状态的子载波状态数据。例如，该子载波状态数据控制器200可产生数据字，其包括用于每个子载波的二进制值来指示该子载波当前是否是工作的。
在该特定例子中，干扰OFDM发射机105向OFDM接收机101发射子载波状态数据。例如，干扰OFDM发射机105可通过在使用基站的最大发射功率发射的广播信道的预分配时隙内包含所述子载波状态数据二进制数据字，来发射子载波状态数据。
所述OFDM接收机101包括接收机201，其可操作来在期望频带内接收无线信号。因此，该接收机将接收信号，该信号包括来自第一OFDM发射机103的期望源以及来自干扰OFDM发射机105的干扰信号分量两者的信号分量。此外，接收到的信号可包括来自其它源以及噪音的干扰。
接收机201包括公知的功能，例如滤波、放大以及时频转换来为OFDM子载波产生子载波数据符号。因此，该接收机可特别包括用于产生OFDM符号的FFT。
接收机201此外可操作来接收从干扰OFDM发射机105发射的子载波状态数据。例如，在时分系统中，接收机201可在某些时隙或帧期间重新调谐到干扰OFDM发射机105的广播信道，并可解码其上的子载波状态数据。
应当认识到，可使用接收子载波状态数据的任何合适方式，OFDM接收机101可例如包括单个接收机用于接收OFDM数据符号及子载波状态数据，或者所述子载波状态数据可通过允许该子载波状态数据被确定为期望数据接收的一部分的方式来被发送。
在图2的例子中，接收机201进一步被耦合到子载波状态处理器203及信道估计器205。
子载波状态处理器203从接收机201接收子载波状态数据，并可进一步处理该数据来提供合适格式用于干扰减轻。特别地，所述子载波状态处理器203可产生矢量λx，例如通过组合从不同OFDM发射机105-109接收到的单个子载波状态数据。
信道估计器205至少为从第一OFDM发射机103到OFDM接收机101的空中接口通信信道以及为从干扰OFDM发射机105到OFDM接收机101的空中接口通信信道确定信道估计。该信道估计器205可进一步为来自在干扰减轻中要考虑的其它干扰OFDM发射机107、109的通信信道产生信道估计。因此，信道估计器205产生信道估计矢量Hx。
应当认识到，可使用不超出本发明的确定信道估计的任何方法。例如，可响应于从OFDM发射机103-109发送的训练数据确定信道估计。
接收机201、子载波状态处理器203和信道估计器205可耦合到干扰减轻处理器207，其响应于子载波状态数据和信道估计执行接收到的子载波符号的干扰减轻。因此，该干扰减轻处理器207被馈送接收数据以及子载波工作矢量λx，以及信道估计矢量Hx。
例如，干扰减轻处理器207可通过共同估计数据矢量ax来执行接收到数据a0的估计，如在A.E.Jones和S.H.Wong所著的，“GeneralisedMultiuser Detection in TD-SCDMA”，proceedings of 1EEE VehicularTechnology Conference，斯德哥尔摩，2005年5月，电子及电气工程师协会所述的，其包含在此作为参考。在上述参考文章中，所提出的干扰减轻技术应用于TD-CDMA空中接口，当本领域技术人员可容易地将其扩展到OFDM系统。
更具体地，使用线性处理的方法是合适的，这里构造了通过相关信道的干扰信号的倒数表示，通过以上的倒数表示来处理接收到的数据采样集合，从而产生抑制了干扰的数据符号的估计。
图3更详细的例示了OFDM接收机101。在该例子中，接收机201包括用于数据预处理301的装置，其为接收到的OFDM符号删除循环前缀。在删除了循环前缀之后，接收到的信号被馈送给FFT303。FFT303删除子载波，并在干扰减轻处理器207中将软调制符号应用到小区间干扰减轻算法。
数据预处理装置301的输出还被用于到信道估计器205，其包括服务中的小区信道估计器305和邻居小区信道估计器307，其分别为第一OFDM发射机103和干扰OFDM发射机105确定信道估计。应当认识到，尽管图3仅例示了一个单个邻居小区信道估计器307，但信道估计器205通常可支持多个邻居小区信道。邻居小区信道估计器的数目典型地小于或等于期望干扰X的数目(例如邻居小区的数目)。信道估计器305、307的输出是来自信道估计及测量。该信道估计被馈送给干扰减轻处理器207，测量信息被馈送给子载波状态处理器203。
在某些实施例中，所述子载波状态数据可被调制到接收到OFDM符号的子载波上，或者可例如被复用成OFDM发送信号。从而，子载波状态处理器203可包括数据解调器，该数据解调器可从接收到的信号矢量r’得到子载波状态数据。为了解调该信号，所述子载波状态处理器203的解调器在图3的例子中被耦合到接收机201，其从该接收机201接收数据预处理装置391的输出以及FFT处理后的输出矢量。此外，子载波状态处理器203被耦合到信道估计器205，其从该信道估计器205接收信道测量，从而使其确定子载波状态数据。应当认识到，适合于发送及接收子载波状态数据的多种不同技术是公知的，在此不必进一步说明。此外还应认识到，可使用不偏离本发明的任何合适的传输子载波状态数据的方法。
例如，可通过明确的或隐含的信令来传输所述子载波状态数据。
作为明确信令的一个例子，OFDM发射机101-109可直接在要发送的OFDM符号中包括子载波状态数据。例如，OFDM发射机101-109的传输可被分为多个时间间隔，每个时间间隔在要发送的信令OFDM符号开始。该信令OFDM符号可包括用于整个时间间隔的子载波状态数据。例如，在每个时间间隔内，分配可以是恒定的，这样子载波工作状态中的变化可仅在时间间隔转换时发生。因此，单个OFDM符号，例如在每个子载波中具有二进制数据值指示该子载波是否是工作的，可在整个时间间隔内被发送，实现了较低信令开销。
通过这种方式，子载波状态数据可在时分通信的每个时间间隔内被重复发送。在每个时间间隔内，被发送的子载波状态数据仅涉及该时间间隔(或者，例如，涉及允许OFDM接收机根据该子载波状态数据配置其自身的未来时间间隔)。
OFDM发射机101-109可被同步，这样所有OFDM接收机都知道在不同小区内何时发送信令OFDM符号。应当认识到，在OFDM发射机101-109是基站的例子中，由于较低的接收信号强度和相对高的干扰，OFDM接收机101难以从其它小区的基站的传输中接收数据。但是，干扰减轻处理器207的联合数据估计依赖于从其它小区发射数据的假设，并固有地寻求分离来自不同小区的信号。因此，在从其它小区接收通信时来自服务小区的干扰被充分减小，并且如果信道估计及检测数据是正确的，该干扰可原则上被完全消除。
此外，应当认识到，多种技术可应用于改善从其它小区接收信令OFDM符号的可能性。例如，由于在多个实施例中用于OFDM信令符号的传输时间可以是已知的，服务中的小区OFDM发射机可在该时间间隔内简单地停止传输。事实上，邻居小区可使用时分方案来发送信令OFDM符号，其中邻居小区依次发送OFDM信令符号，而其它小区同时终止传输。因此，可仅对OFDM信令符号执行有效的时域重利用方案。由于与用户数据传输相比，仅在非常短的持续时间内发送OFDM信令符号，因而在通信容量上的影响是可忽略的。
作为另一个例子，OFDM发射机103-109可在发送OFDM信令符号时提高发射功率，或者可对于子载波数据符号值使用更健壮的星座顺序(例如使用BPSK符号取代QPSK符号)。
在某些实施例中，用于给定小区的子载波状态数据可能并不由该小区的基站发送，而是可选地或额外地由其它基站发送。
例如，包括OFDM发射机103-109的基站通过固定网络被连接，并可例如全部受同一无线网络控制器(RNC)的控制。因此，干扰OFDM发射机105可通过固定网络向第一OFDM发射机103传输哪个子载波在其支持的小区内是工作的这样的信息。该第一OFDM发射机103然后可直接向OFDM接收机101发送涉及干扰OFDM发射机105的子载波状态数据。这可为干扰OFDM发射机105的子载波状态数据提供增加的通信可靠度。
事实上，在某些实施例中，属于一组的所有OFDM发射机103-109可为该组的所有OFDM发射机103-109发送子载波状态数据。在特定的例子中，所有基站可向它们的服务RNC发送子载波工作状态的信息。该RNC然后可通过组合从各个基站接收到的子载波状态数据来产生组合的子载波状态数据。该组合的子载波状态数据然后被馈送到基站，该基站随后将其基于空中接口发送，允许了远程单元改善小区间的干扰减轻。
应当认识到，在某些实施例中，可在RNC内执行子载波分配，从而消除了从基站发送子载波的需要。
在该例子中，连接到同一RNC的所有小区发送用于所有x的λx。此外，可通过同一OFDM信令符号的基本同步传输来发送子载波状态数据。这相当于为连接到同一RNC的所有小区内的所有小区广播工作的子载波组。该方法的优势是，由于信号对于用于该传输的所有小区是公共的，因而对于信令信号不存在小区间干扰。实际上，由于来自不同小区的信号的空中接口组合发生，同时传输可以改善可靠度。对于随后的数据传输，网络按照小区间干扰以通常方式表现。
因此，子载波状态数据的传输并不限于该子载波状态数据所涉及的小区，而是还可被发送到其它小区，从而有助于这些小区内的小区间干扰减轻。该传输可例如直接来自其它小区内的OFDM发射机，或者可由服务小区自身的OFDM发射机发射。
在某些实施例中，通过将子载波一起分组并为每个组仅提供一个工作指示来减少传输的子载波状态数据的数量是有利的。
在OFDMA系统中，用户典型地被分配了一组子载波，而不是单个子载波。例如，子载波可以以给定大小的块仅被分配给独立远程单元。因此，通过对于每个子载波块仅包括一个数据符号，可实现减小子载波状态数据大小。图4例示了分配OFDM符号的子载波组的例子。在该例子中，总共有28个子载波可用。这些子载波进一步被分成7个组，每个组具有4个子载波。通过将子载波一起分组，λx的长度值从28减小到了7。
在该例子中，通过图案来指示工作的子载波组，而通过空白图案来表示非工作的子载波组。通过逻辑1在比特流中信令表示工作的子载波组，通过逻辑0表示非工作的子载波组。(应当理解，其它符号可用于信令表示子载波组的工作状态)。在该例子中，可通过比特流：
λx＝(1，1，0，0，0，0，1)
来表示子载波状态数据。多种OFDM通信系统使用已知数据序列传输来辅助接收。例如，通常由OFDM发射机发送导频信号来实现接收机确定具有改进的精确度及更低复杂度的信道估计。这种公知的数据序列可在图1到3的例子中用于确定信道估计。
在某些实施例中，子载波状态数据可此外由公知的数据序列隐含传输。特别地，OFDM发射机可根据子载波的工作状态从一组公知的数据序列选择一个公知的数据序列。作为相应于图4例子的特定例子，128个公知数据序列的集合可被分配给发送图4所示信号的基站。确定的λx＝(1，1，0，0，0，0，1)然后可用于访问包括128个公知数据序列的查询表，可选择相应的数据序列。因此，所选择的公知数据序列代表子载波状态数据。
接收机可将接收到的输入信号与所有可能的公知数据序列相关联，并可选择指示最高相关的序列。该检测然后可直接用于确定子载波状态数据，例如在本地存储的公知数据序列和子载波状态数据间的关联内进行查询。
作为具体例子，图中的蜂窝通信系统可支持多种不同的导频序列。这些导频序列可被分成数量为M的导频序列集，其每一个包含m个导频序列。该导频序列集可被分配给处于合适的重利用模式内的每个基站。因此，该系统可有效地支持小区特定导频序列(或者导频序列集)。
图5例示了分配小区特定导频序列的例子。在该例子中，128个唯一的导频序列被分段为了32个4导频序列的集合，所以M＝32，m＝4。在小区地址和时隙集索引间定义关联，这在图5中进行了例示，即小区地址2对应于集合索引2。
在蜂窝通信系统中，每个小区被分配了小区地址，以及因此被分配M个导频序列集中的至少一个。典型地在蜂窝通信系统中，小区地址遵循重利用模式，因此M个导频序列集也遵循重利用模式。所分配集合内的每一个导频序列可被分配给用于下行链路情况的天线，对于上行链路情况，每个导频序列可被分配给每个用户。导频的分配可以是灵活的，所定义的映射在整个网络内是公知的。
该导频序列可根据特定的实施例在频域和/或时域内。
在该系统中，如果OFDM接收机知晓了在本地附近区域内使用的地址(例如通过接收包含小区地址的邻居列表)，则其具有充分的信息来得到那些小区上使用的导频序列集。
可通过选择已经被分配给了给定子载波状态数据矢量的特定导频序列来隐含地信令表示子载波状态数据。因此，OFDM发射机103-109中每一个根据当前的子载波工作状态选择分配给它们的集合的导频序列。当这些集合分离时，这些导频序列自然是不同的。
接收机可使用这些不同的导频序列来为每个OFDM发射机103-109确定信道估计。特别地，OFDM接收机101可将接收到的信号与所有可能的导频序列相关。其然后可进行估计每个导频序列集并在每个集合内选择最高的相关。该导频序列然后可用于为分配给该集合的OFDM发射机确定信道估计，并还可用于为该OFDM发射机直接指示子载波状态数据。因此，可实现子载波状态数据的传输而无任何额外开销(假设足够数量的导频序列可用)。
以下，将描述OFDM接收机101操作的特定例子。
服务基站将在大多数蜂窝通信系统中发送邻居小区的邻居列表。OFDM接收机101可接收该邻居列表，并可使用该列表作为哪个小区被考虑用于干扰减轻的指示，即作为多个潜在干扰OFDM发射机的指示。在该例子中，在列表上存在X个邻居小区。每个邻居小区被给定了地址，该地址与M个导频序列集之一相关。邻居小区地址和导频序列集之间的管理被预定义为如图5中所示的。
因而，OFDM接收机101知晓邻居小区所使用的导频序列集并使用该信息，OFDM接收机101能够监控服务小区以及在列表上定义的邻居小区。监控处理可包括为感兴趣的导频序列(服务小区和邻居小区)估计信道脉冲响应，从所估计的信道脉冲响应得到度量，例如功率及小区间干扰。所述信道估计可特别包括接收到信号与导频序列的本地复本的关联。
使用所确定的度量，OFDM接收机101然后选择要被包括在干扰减轻中的邻居小区。典型地，可使用功率比较指示，例如选择导致与相应导频序列最高关联的OFDM发射机。但是，应当认识到，可使用不超出本发明范围的任何估计和选择标准。
作为特定的例子，干扰减轻处理器207能够同时估计来自N个源及N-1个邻居小区的数据，这导致了可选择最高的关联值用于干扰减轻。
OFDM接收机101然后可进行来确定子载波工作矢量λx用于所选择的OFDM发射机的子集。由于已经标识了用于每个邻居小区的导频序列，可通过得到相应于导频序列的预定数据来简单地获得该矢量。用于第一OFDM发射机103的信道估计和所选的干扰OFDM发射机105-109然后与相应的子载波状态数据一起被馈送给干扰减轻处理器207。干扰减轻处理器207然后进行执行干扰减轻，从而产生从第一OFDM发射机103接收到的数据。
先前的说明集中于蜂窝通信系统中的下行链路应用。然而，应当认识到，所述的概念同样可应用于上行链路的情形。因此，这些概念同样可应用于其中OFDM接收机101是基站，图1的OFDM发射机103-109是蜂窝通信系统的远程单元的情形。在该例子中，至少第一OFDM发射机和干扰OFDM发射机105具有不同的服务小区。
在该实施例中，OFDM接收机101可通过组合从不同源接收到的子载波状态数据来产生用于邻居小区的子载波状态数据。例如，OFDM发射机105-109可全部在第一OFDM发射机103的同一邻居小区内。OFDM发射机105-109中每一个可发送涉及它们各个传输的子载波状态的子载波状态数据。例如，OFDM发射机105-109中每一个可发送相应于OFDM符号的二进制数据字，如果相应的子载波对于该OFDM发射机是工作的，则具有二进制数据值1，如果相应的子载波不是工作的，则具有二进制数据值0。
OFDM接收机101可因此从不同的OFDM发射机105-109接收数据字，并可执行数字OR功能来确定指示哪个子载波在邻居小区内是工作的子载波状态数据矢量。
此外，从不同OFDM发射机105-109接收到的子载波状态数据可用于确定哪个信道估计用于独立子载波。
因此，对于OFDM发射机105已经被指示是工作的子载波，使用对于该OFDM发射机105的信道估计。类似地，对于OFDM发射机107已经指示是工作的子载波，使用对于该OFDM发射机107的信道估计等。因此，用于独立子载波的合适的信道估计可被提供给干扰减轻处理器207，从而导致改善的干扰减轻，以及有效和低复杂度的系统。
在该例子中，可响应于接收到的子载波状态数据为单个子载波(或子载波组)确定干扰OFDM发射机的标识。
图6例示了根据本发明的某些实施例，在正交频分复用(OFDM)通信系统中的干扰减轻方法。该方法可应用于图1的系统，这里OFDM接收机101从第一OFDM发射机103接收数据，将参考该例子描述。
该方法在步骤601开始，其中子载波状态数据被发送给OFDM接收机101。该子载波状态数据可例如从OFDM发射机103-109被发送。该子载波状态数据指示了用于OFDM发射机105-109中一个或多个的工作子载波。
步骤601后是步骤603，其中接收机201接收信号，该信号包括来自第一OFDM发射机103的期望信号分量，以及来自至少一个干扰OFDM发射机105的干扰。
步骤603后是步骤605，其中接收机201和子载波状态处理器203接收子载波状态数据。
步骤605后是步骤607，其中信道估计器205至少为来自OFDM发射机103的空中接口通信信道和来自干扰OFDM发射机105的空中接口通信信道确定信道估计。
步骤607后是步骤609，其中干扰减轻处理器207响应于子载波状态数据和信道估计执行干扰减轻，从而产生从所述第一OFDM发射机103发射的数据。
应当认识到，上述说明出于清楚已经参考不同的功能单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，应当认识到，可使用不偏离本发明的不同功能单元或处理器间的任何合适的功能分布。例如，可通过同一处理器或控制器执行例示的由分立的处理器或控制器执行的功能。因此，参考特定的功能单元仅可视作参考用于提供期望功能的合适的装置，而不是表示严格的逻辑或物理的结构或组织。
本发明可以任何合适的形式实现，包括硬件、软件、固件或者它们的组合。本发明可可选地至少部分作为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上运行的计算机软件来实现。本发明实施例的元件及部件可以任何合适的方式物理地、功能地或逻辑地被实现。事实上，可在单个单元中、多个单元中或作为其它功能单元的一部分来实现功能。这样，本发明可在单个单元中被实现，或者可物理地或功能地被分布在不同的单元及处理器之间。
尽管已经结合某些实施例描述了本发明，但并不期望限制到在此所述的特定方式。相反，本发明的仅由所附的权利要求限定。此外，尽管看起来结合特定的实施例描述了特征，本领域技术人员应认识到，可根据本发明组合所述实施例的各个特征。在权利要求中，术语包括并不排除其它元件或步骤的存在。
此外，尽管独立地进行了列举，但可例如通过单个的单元或处理器实现多个装置、元件或方法步骤。此外，尽管独立的特征可包括在不同的权利要求中，但这些特征可以可能地被有利地组合，在不同权利要求中的包含并不意味着特征的组合是不可行和/或不利的。同样，在一组权利要求中特征的包含不意味着对该组的限制，而是表示该特征可合适地同样应用于其它权利要求组。此外，权利要求中特征的顺序不意味着其中特征必须工作的特定顺序，特别地，方法权利要求中单独步骤的顺序不意味着这些步骤必须以该顺序执行。相反，可以任何合适的顺序执行这些步骤。此外，单一的参考不排除多个。因此参考“一个”、“第一”、“第二”等不排除多个。

Claims (9)

1.一种用户设备UE，包括用于从多个OFDM发射机中的第一OFDM发射机接收OFDM信号的OFDM接收机，OFDM接收机包括：
用于接收信号的装置，该信号包括来自所述第一OFDM发射机的期望信号分量和来自所述多个OFDM发射机中的至少一个干扰OFDM发射机的干扰；
用于接收子载波状态数据的装置，该子载波状态数据指示了用于除所述第一OFDM发射机之外的若干OFDM发射机的工作子载波；
信道估计装置，用于至少为来自所述第一OFDM发射机的空中接口通信信道和来自所述干扰OFDM发射机的空中接口通信信道确定信道估计；
干扰减轻装置，用于响应于所述子载波状态数据和所述信道估计执行干扰减轻。
2.权利要求1的用户设备UE，其中所述信道估计装置被配置为响应于所述干扰OFDM发射机发送的已知数据序列确定用于所述干扰OFDM发射机的信道估计。
3.权利要求1的用户设备UE，其中所述OFDM接收机被配置来响应于检测到OFDM传输的已知数据序列而确定所述子载波状态数据。
4.权利要求1的用户设备UE，其中所述OFDM接收机进一步包括：用于估计从多个潜在干扰发射机接收的信号的装置，以及用于响应于所述估计选择所述多个潜在干扰发射机的子集来用于干扰减轻的装置。
5.权利要求4的用户设备UE，进一步包括用于选择所述子载波状态数据的子集的装置，该子集涉及所述多个潜在干扰发射机的所述子集。
6.权利要求1的用户设备UE，其中所述OFDM接收机进一步包括以下至少之一：
用于响应于所述子载波状态数据而确定在给定子载波上工作的OFDM发射机的标识的装置；
用于响应于所述子载波状态数据而确定用于独立子载波的信道估计的装置；
用于在所述用于接收所述子载波状态数据的装置被配置为从多个OFDM发射机接收子载波状态数据的子集时，通过组合该子载波状态数据的子集确定子载波状态数据的装置。
7.权利要求1的用户设备UE，其中所述干扰减轻装置被配置为执行来自至少所述第一OFDM发射机和所述干扰OFDM发射机的数据符号的联合确定。
8.权利要求1的用户设备UE，其中所述OFDM接收机包括用于为所述OFDM接收机的服务小区的邻居小区确定子载波状态数据的装置。
9.权利要求1的用户设备UE，其中所述干扰减轻装置被配置为从子载波状态数据的子集为所述OFDM接收机的服务小区的邻居小区确定子载波工作状态，其中所述子载波状态数据是从所述邻居小区的多个OFDM发射机接收到的。
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