CN102474408B - 用于在移动网络中操作无线电站的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于操作从站的方法，其中从站包括用于与主站进行通信的装置，该方法包括：从主站接收干扰状态报告，所述干扰状态报告包括代表干扰的空间特征的空间指示，对参考符号测量信道特征，并借助于干扰状态报告来解释所测量的信道特征。

Description

用于在移动网络中操作无线电站的方法

技术领域

本发明涉及在例如UMTS、LTE或LTE Advanced之类的如同移动通信系统的通信系统中通信的方法。

更具体地，本发明涉及使用波束形成（beamforming）的通信的方法，并且在本发明的一些示例性实施例中，本发明涉及使用合作的波束形成即通过使用主站天线从不同的小区（cell）获得的波束形成的通信的方法。

背景技术

在如图1所示的如同UMTS或LTE系统的蜂窝电信系统中，多个如同用户设备之类的从站110a-d在小区100a内与操作该小区的主站101a通信。在这样的系统中，主站101a与这些从站均可以包括具有多个天线的天线阵列。这些天线可以被使用来通过波束形成在MIMO模式中通信。在发射站的发射天线上和/或在接收站上应用的复杂系数允许创建通信流，其中每一个通信流与一个或多个空间信道相关联，其中发射站在这里为主站101a，接收站在这里为从站110a-d。

为了向主站101a提供从站所经历的传输条件的知识以便选择合适的传输模式，从站可以测量一些参数，如同衰落、SINR、干扰等等……。然后，从站可以反馈代表如同可达到数据率（如在CQI中一样）的这些条件的报告或传播损耗的指示。

然而，虽然从站既没有网络的概述（overview）也没有整个系统资源的概述，但是从站基于其本地测量来计算这种类型的反馈。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种操作系统的方法，其减轻上述的问题。

本发明的另一目的是提出一种操作系统的方法，其使得从站能够更好了解其环境。

本发明的还一目的是提出一种操作系统的方法，其使得从站能够知道干扰源而不引起巨大的开销成本。

为此目的，根据本发明的第一方面，提出一种用于操作主站的方法，其中主站包括用于与多个从站进行通信的装置，该方法包括主站向至少一个从站用信号通知（signal）干扰状态报告的步骤，所述干扰状态报告包括代表干扰的空间特征的空间指示。

根据本发明的第二方面，提出一种用于操作从站的方法，其中从站包括用于与主站进行通信的装置，该方法包括：从主站接收干扰状态报告，所述干扰状态报告包括代表干扰的空间特征的空间指示；对参考符号测量信道特征；并借助于干扰状态报告来解释所测量的信道特征。

根据本发明的第三方面，提出一种包括用于与多个从站进行通信的装置的主站，该主站包括用于向至少一个从站用信号通知干扰状态报告的发射器，所述干扰状态报告包括代表干扰的空间特征的空间指示。

根据本发明的第四方面，提出一种包括用于与主站进行通信的装置的从站，该从站包括：用于从主站接收干扰状态报告的接收器，所述干扰状态报告包括代表干扰的空间特征的空间指示；用于对参考符号测量信道特征的控制装置，该控制装置适用于借助于干扰状态报告来解释所测量的信道特征。

因此，从站具有有关干扰的空间形状的指示，如同干扰的空间分布的指示。在本发明的一个示例性实施例中，空间指示包括有关干扰是如何被本地化（localise）的指示。因而，从站在估计可达到数据率时可以考虑此。此外，主站能够清楚看到干扰的空间分布和这样的干扰的表征。实际上，大多数干扰起因于邻近小区，并且通常主站对至少两个小区操作。

本发明的这些和其它方面从下文描述的实施例中将是显而易见的，并将参考下文描述的实施例来阐述。

附图说明

现在将通过示例、参考附图进一步详细描述本发明，其中：

已描述的图1是其中实现本发明的移动网络的框图。

图2是在示例性实施例中发送的干扰报告的示意图。

具体实施方式

本发明涉及如同UMTS或LTE网络的移动通信网络，其中每个小区由主站操作，而主站与多个从站通信。来自主站的下行（downlink）通信在多个信道上进行，一些信道专用于用户数据，而其它的信道专用于控制数据，用于用信号通知传输参数，以便控制从主站到从站的通信。信道可以通过时间、频率或代码之中的一个或多个的复用来定义。这同样适用于上行（uplink）信道。

在基于LTE示例的示例性实施例中，使用高达20MHz的单载波。可以使用例如有关物理下行控制信道（Physical Downlink Control Channel）（PDCCH）的控制信令消息来用信号通知传输资源的分配。在PDCCH上，主站可以用信号通知传输参数，例如预编码矢量/矩阵，其允许从站（或标记为UE的用户设备）从共同的参考符号中计算（一个或多个）相位基准，用于下行数据的解调。作为一个选项，但是仅对于单个空间信道，也支持特别地为所考虑的从站（UE特定的解调参考符号（Demodulation Reference Symbol）或UE特定的DRS）预编码的参考符号。空间信道可以利用传输参数如同调制序列、时间/频率资源和/或波束形成的流的组合来定义。

在高级形式的LTE网络中，UE特定的DRS也被提议来辅助来自主站的下行数据传输的接收。DRS可以占用每个资源块中的一些资源元素（RE）。至从站的多个空间信道的传输对于每个空间信道将要求一组DRS。用于每个空间信道的该组DRS以与用于那个空间信道的数据同样的方式进行预编码，并且由于DRS的位置和符号值对该从站而言是已知的，所以它们能够被用作相位和振幅参考，用于在那个空间信道上发送的数据的解调。等同地，DRS能够被使用来获得通过预编码形成的组合信道和无线电信道的信道估计。对于空间信道的预编码能够被考虑来创建天线端口，并且用于那个空间信道的该组DRS因而在相应的天线端口上进行发送。

用于每个空间信道的该组DRS能够利用下面的一个或多个来区分：

●频域（FDM），即，用于发送DRS的RE在具有例如不同的频率载波的频域中不同；

●时域（TDM），即，用于发送DRS的RE在时域中不同；

●用于发送DRS的每一个RE中发送的不同序列的值（即，CDM）。在这种情况下，使用相同组的RE来对于每一个空间信道发送每组DRS将是方便的。

实际上，用于给定空间信道的DRS可以包括以下所有三个的方面：FDM、TDM和CDM。对于给定的从站，如果在用于DRS的任何RE上没有数据被发送（在任何空间信道上），这将是有利的，因为这将避免数据和DRS之间的任何干扰，否则干扰将降低由从站获得的信道估计的精度。对于FDM、TDM和CDM，这将意味着：用于任何DRS的RE不可用于任何空间信道上的数据。

此外，根据这个实施例的示例，这些组的DRS是相互正交的，以致在多于一个组的DRS同时被发送的情况下能够获得独立的信道估计。两个组的DRS在它们的乘积等于零时是正交的。例如，对于TDM，如果两个符号在时间上不重叠，则这两个符号是正交的。对于FDM，如果两个符号各自的频率载波是不同的，则这两个符号是正交的。对于CDM，如果两个符号各自的调制序列的乘积等于零，则这两个符号是正交的。原则上，对于单个资源块而言能够支持的空间信道的最大数量将取决于调制阶数以及为DRS分配的RE的总数（即，可用的正交序列的最大数量）。实际上，最大值有可能被设置在较低水平上，例如，使得分配给DRS的RE的总数等于所允许的空间信道的最大数量的倍数，例如，用于每个空间信道的2个DRS的组合。

然后，下面是设计该系统的可能方式：

●被分配用于DRS的RE的数量与实际发送给从站UE的空间信道的数量成比例。这将适用于FDM或TDM。它在少于最大值的空间信道被发送时具有最小化DRS中的开销的优点。

●被分配用于DRS的RE的数量是固定的（例如，为可以发送给从站的空间信道的最大数量的倍数）。这将是使用CDM的自然结果。对于FDM和TDM以及CDM，也将允许不同的空间信道被同时发送给一个以上的从站。这将要求：UE知道它应该使用哪个组的DRS作为参考来接收其数据（以及哪个DRS对应于数据流的哪个部分）。

然而，如图1所示，在小区100a的边缘上的从站110d可以同时从一个以上的小区中接收DRS，在这里从小区100b接收DRS。在这种情况下，便利的是操作该系统，使得在相邻小区中使用相同的帧计时，并且也使得能够区分不同小区中的DRS（例如，通过FDM/TDM/CDM）。如果从站110d能够识别不同小区100a或100b中不同的DRS并具有多个接收天线，则它开放以下可能性：

●在一个示例中，从站110d可以从希望的小区接收数据传输并调整其接收权重（weight），以拒绝来自其它小区的空间信道。

●反之，从站110d可以调整其接收权重，以便同时从多个在这里为100a和100b的小区（例如，使用不同的空间信道和不同的DRS）接收数据传输。

因而，从站能够使用不同的符号序列来区分来自不同小区的DRS是有利的，只要这将不增加DRS所需的RE的数量。然而，这种方案的性能对于快速改变信道而言是较低的。作为一个示例，根据本发明的一个实施例，提议：来自不同小区的DRS是正交的（或几乎正交的）。

在LTE的特定示例中，这样的系统的实现方式将是如下：

●在一个小区中可以发送给一个UE的空间信道的最大数量是8。注意：本质上，这将限制在小区中发送的空间信道的总数。

●一个资源块中用于DRS的RE的数量可以是诸如12或24的数量。

●假设：至少在某些情况下，DRS设计将允许信道系数在一个资源块上的一些插值。

在这样的系统中，从站在天线阵列中可以具有多个接收天线（例如2、4或8）。术语天线端口也被使用来定义例如用于接收或发送具有单个参考符号的单个流的一组天线。

为了主站能够安排下行数据传输有效利用系统资源，一般期望从站向主站提供有关下行信道状态的反馈，例如：

●隐式反馈，在特定传输方案的假设下，其包括以下之中的一个或多个：

。优选的传输等级

。优选的预编码矩阵或（一个或多个）矢量

。能够接收的数据率（例如，CQI）

●显式反馈，其包括以下之中的一个或多个：

。信道传递函数

。干扰功率

。干扰协方差矩阵。

这样的反馈一般将基于对于为这个目的设计的周期性发送的参考符号的观察（即，CSI-RS）以及干扰的估计。反馈可以是宽带（例如，覆盖整个载波带宽）或频率选择性的，其覆盖部分的载波带宽。

对于干扰而言，不同的假设是可能的，例如：

●空间白色的，这意味着：干扰电平实质上遍布在整个从站周围；

●空间局部的，这意味着：干扰电平仅在从站周围的某些位置是高的；

●频域中均匀的；

●频率选择性的；

●时域中恒定的；或

●时变的。

从站能够通过观察在其天线输出上的信号来自己确定适当的假设。然后，如果干扰是空间局部的，则从站可能能够优化接收器处理（即，天线权重的选择），以便减轻干扰的影响并最大化SINR。否则，从站应该应用MRC（最大比合并）。天线权重的计算将基于从站上的干扰的空间特征的估计。这些权重能够应用于接收数据传输以及报告信道质量（例如，CQI）。

如果干扰是频率选择性的或时变的（例如，具有可识别的模式），这将导致较高的CQI值，其对应于具有较低估计干扰的频谱的部分。

仅使用从站测量具有的一个问题是：任何未来子帧中的干扰环境可能不同于根据过去的历史所导出的干扰环境。

注意：实际上，干扰的空间特征可能是更复杂的，例如多个局部源或局部与空间白色分量的组合。这个信息可以采用协方差矩阵的形式。

根据本发明的第一实施例，在如图1所示的系统中，主站101可以向其小区中的从站100a--d中的一个或多个发送有关干扰的空间分布的信息。这个信息可以被包括在干扰状态报告中。这样的干扰状态报告可以包括由主站计算的或基于来自从站的报告的整个协方差矩阵。然而，这样的协方差矩阵可能代表太多的开销。因此，在下面阐述的本发明的一些变体中提议提供其它类型的干扰报告。

主站实际上对于干扰具有更好的认识，并具有更多的功率来测量这样的干扰。可以从测量或从其它从站的报告中获得该认识。

这些报告可以是干扰的空间分布的表示，例如，通过给出高电平干扰的某些方向或位置来表示干扰的空间分布。然而，为了最小化这些报告的大小，也有可能提供一些短的报告（与长的报告相结合或与长的报告一起），其以统一的方式来表明干扰是局部的还是遍布整个从站周围。与干扰是局部的指示相补充，有用的指示是局部干扰源的数量。

由于情况可能是均匀干扰与局部源的组合，所以干扰报告可能分成两个部分来表明这一点。第一部分能够指示均匀干扰的电平，而第二部分指示局部源的数量，这些局部源将与空间均匀干扰源一起被考虑。

如图2所示，干扰报告200的示例包括均匀干扰字段201，其专用于空间均匀干扰，提供例如干扰的电平。这些值可以是整个带宽或如图2所示的子带2011－2014上的平均值。等于零的值可以表明：在这个特别子带上没有遭遇到均匀干扰。为了减小此报告的大小，该大小可以随着均匀干扰指示符2010而动态地减小，其中均匀干扰指示符取决于其值而可以表明随后字段的存在/不存在。

第二字段202可以代表干扰的局部分量。类似地，局部干扰标识符2020可以表明随后字段的存在/不存在或表明局部干扰源的数量。因而，它定义随后字段的数量来描述所有的源。随后字段2021－2024代表自从站或自主站的至少一些局部干扰源的一般方向。这里，在子字段2021－2024中给出四个源一般方向。

作为一种变体，有可能表明该带宽中的哪个频率子带正经历空间均匀干扰。也有可能表明干扰报告适用于频域中的哪些子带以及哪个周期。计时指示可以代表该报告的有效期或估计该报告的时间。因而，从站可以从计时指示中导出置信水平，并在该报告不是最近的时候具有派生假设。

计时指示也可以表明干扰空间分布的变化率，其允许从站导出该报告的有效时间。此外，如果干扰是周期性的，这个计时指示可以是干扰空间分布的周期性（periodicity）。

借助于这个干扰状态报告，从站可以随后基于该报告的指示进行一些测量，例如，对参考符号进行测量。这些测量可以用于向主站发送可达到数据率的估计和优选的传输参数，如同CQI。

在这个实施例的一种变体中，从站可以使用该干扰状态报告来优化其用于与主站进行的MIMO通信的接收权重。实际上，干扰源的位置的指示可能允许计算减少接收在特定方向的敏感度的权重。

根据本发明的实施例，提议：由主站协助从站来确定有关干扰环境的假设。这是可行的，因为UE所经历的许多干扰在主站的控制之下例如由于被同一主站控制的其它小区中的传输或发送给同一小区中的其它UE的空间信道上的传输而引起。此外，主站可能对于干扰由其它主站控制的小区所生成的传输具有一些了解。例如，一些形式的干扰协调可能导致将给定小区中的高功率传输限制于频域的特定部分。

给从站提供全干扰协方差矩阵（即使其在主站上是已知的）将导致显著的开销。需要更紧凑的信息表示。

因此，根据本发明的一个实施例，主站能够将有关以下的信息用信号通知从站：

●应假设干扰是空间均匀的还是空间局部的

。应假设为空间均匀的频域的部分

。应假设为空间局部的频域的部分。

此外，能够表明其它的干扰特征：

●空间局部的干扰分量的数量

●干扰是否应被假设为局部和空间白色分量的混合

●干扰应被假设为频域中均匀的还是频率选择性的。或者，更具体地：

。应假设为均匀的频域的部分

。应假设为频率选择性的频域的部分

●干扰应被假设为时域中均匀的还是时变的。或者，更具体地：

。干扰变化的周期性

。干扰变化的计时

●应保持特定假设的时间间隔。

从站能够通过监测各个DRS序列来导出有关干扰环境的有用信息。通常，如果在给定小区（或附近小区）中正在发送空间信道，从相应DRS序列中导出的信道估计能够给出相应干扰数据传输的存在的指示。另一方面，如果没有在发送空间信道，信道估计应被解释为背景噪声或空间白色干扰功率的指示。因此，对于主站用信号通知从站：特定的DRS序列应该被假设为对应于所发送的空间信道还是应该被假设为背景噪声，这可能是有益的。如果特定的DRS序列（例如，或多或少连续地或在特定小区中在宽的带宽上）被优先使用，这将是特别相关的。

为了在存在空间白色干扰的情况下接收单个空间信道，将期望UE使用从对于相关联DRS序列进行的测量中导出的信道估计来为解调提供相位和振幅参考。在这种情况下，对于从站上的多个接收天线来说，在假设MRC的情况下导出的天线权重将是合适的。然而，在存在附加的空间信道和/或空间非均匀干扰的情况下，不同的天线权重将提供更好的SINR。为了计算合适的天线权重，UE能够使用与其在上面正在接收数据的其它空间信道相关联的DRS序列以及能够从相关联的DRS序列中导出的干扰的空间特征的任何估计。因此，为了改善UE接收器性能，主站能够提供有关干扰特征的信息，诸如以下的指示：

●在同一小区（例如，服务小区或锚小区）中也正被用于传输至其它UE的DRS序列

●在相邻小区中正被用于传输至其它UE的DRS序列。

这样的指示能够通知UE：应假设它自己对于特定DRS序列的测量将基于空间白色干扰还是基于空间局部传输来解释。

如果有关使用中的DRS序列的信息与下行分配一起在PDCCH中进行传送，这也能够暗示频谱的特定部分（例如，分配消息中的资源）。它也能够指示时域的特定部分（例如，相应PDSCH的子帧或后续子帧的数量）。

有关干扰的信息能够被广播给所有的UE，但是随后将需要反映小区中的平均条件。

在载波聚合的情况下，有关干扰的信息可能是特定的成分载波（component carrier）所特有的。

将使用中的DRS序列通知UE相当于提供局部的空间干扰源的数量的指示。

有关干扰的信息可以响应于来自UE的请求而提供给该UE。

在基于如同LTE的系统的本发明的另一示例中，通过用信号通知（或能够推断）小区中可用的下行天线的数量以及潜在可用的DRS序列的组合来通知UE。如果特定资源块中的干扰应被假设为空间局部的（例如，位图值被设置为“1”）或否（例如，位图值被设置为“0”），利用来自主站的更高信令（例如，使用每个资源块一个比特的位图）来通知UE。如果表明干扰不是空间局部的，UE在假设MRC的情况下导出CSI和CQI。如果表明干扰是空间局部的，UE在假设权重被设计为优化SINR（例如，迫零）的情况下导出CSI和CQI。

此外或作为选择，使用干扰是否应被假设为频率选择性的标志来通知从站。如果表明干扰不是频率选择性的，则UE在假设频域上均匀干扰的情况下导出CSI和CQI。

此外或作为选择，使用干扰是否应被假设为时变的标志来通知UE。如果表明干扰不是时变的，则UE在假设时域中恒定干扰的情况下导出CSI和CQI。

另一变体类似于以前的示例，只不过：如果特定的DRS序列应被假设为在使用中（例如，使用每个DRS序列一个比特的位图），利用来自主站的信令向UE表明有关干扰的空间特征的假设。如果DRS序列在使用中，则UE可以假设：相应的信道估计表示与那个DRS相关联的干扰的空间特征。否则，UE可以假设：信道估计可以用于估计空间白色干扰分量的功率。在这种情况下，当UE被分配下行资源时，有关DRS使用的信息可以经由PDCCH来发送，并能够用于优化经由PDSCH发送的数据的接收器处理。

在这种变体的延伸中，利用来自主站的信令（例如，使用每个DRS序列一个比特的位图）通知从站：DRS序列是否应被假设为在同一小区中使用。

在这种变体的进一步延伸中，利用来自主站的信令（例如，使用每个DRS序列一个比特的位图）通知从站：DRS序列是否应被假设为在附近小区中使用。

将注意：主站可以指示以下之中的一个或多个：

●是否特定参考序列应被假设为在使用中

●空间干扰源的数量

●是否特定参考序列应被假设为在同一小区中使用

●是否特定参考序列应被假设为在相邻小区中使用

●干扰应被假设为在频域上均匀的还是频率选择性的

●干扰应被假定为在时域中均匀的还是时变的

●特定假设适用的频率范围

●时变干扰的周期性

●特定假设适用的时间间隔。

本发明适用于可以包括LTE-Advanced的移动通信。小区可以位于单个基站位置或位于不同的位置，例如，利用光纤无线电技术实现的毫微微小区。

在本说明书和权利要求书中，元素前面的词“一”或“一个”并不排除多个这样的元素的存在。进一步，词“包括”并不排除除了所列出的元素或步骤之外的其它元素或步骤的存在。

在权利要求书中的括号内包括参考符号旨在帮助理解而不是用来限制。

通过阅读本公开内容，对于本领域的技术人员而言，其它的修改将是显而易见的。这样的修改可以牵涉无线电通信的领域中已知的其它特性。

Claims (13)

1.一种用于操作主站（101a）的方法，其中所述主站包括用于与至少一个从站（110a-d）进行通信的装置，所述方法包括所述主站（101a）向所述至少一个从站（110a-d）用信号通知干扰状态报告（200）的步骤，其特征在于，所述干扰状态报告（200）包括代表干扰的空间特征的空间指示、代表干扰的时间特征的时间指示和代表干扰的频率特征的频率指示之中的至少一个，其中所述干扰状态报告（200）包括用于指示空间均匀干扰的电平的第一部分（201）和用于指示将与空间均匀干扰源一起考虑的局部源的数量的第二部分（202）。

2.根据权利要求1的方法，其中所述空间指示代表所述干扰的空间分布。

3.根据权利要求2的方法，其中所述空间指示表明所述干扰是空间均匀的还是空间局部的、或表明所述干扰是部分空间均匀的和部分空间局部的、或表明所述干扰是至少部分空间局部的并表明局部干扰源的数量。

4.根据权利要求3的方法，其中所述空间指示代表所述局部干扰源中的至少一些局部干扰源的方向。

5.根据权利要求3或4的方法，其中所述空间指示表明在频域中的哪些子带上所述干扰是空间均匀的。

6.根据权利要求1-4之中任何一项权利要求的方法，其中所述空间指示进一步包括它可应用于频域中的哪些子带上的指示。

7.根据权利要求1-4之中任何一项权利要求的方法，其中所述干扰状态报告（200）进一步包括有效期，其中在所述有效期期间所述干扰状态报告（200）应被认为是有效的。

8.根据权利要求1的方法，其中所述时间特征是以下之中的至少一个：干扰空间分布的变化率；干扰空间分布的周期性；干扰的变化率；干扰的周期性。

9.一种用于操作从站（110a-d）的方法，其中所述从站包括用于与主站（101a）进行通信的装置，其特征在于：从所述主站（101a）接收干扰状态报告（200）；根据参考符号来测量信道特征；并借助于所述干扰状态报告（200）来解释所测量的信道特征，其中所述干扰状态报告（200）包括用于指示空间均匀干扰的电平的第一部分（201）和用于指示将与空间均匀干扰源一起考虑的局部源的数量的第二部分（202）。

10.根据权利要求9的方法，其中所述干扰状态报告（200）包括代表所述干扰的空间分布的空间指示。

11.根据权利要求9或10的方法，其中所述从站（110a-d）包括用于从所述主站（101a）接收至少一个传输流的多个天线，并且其中所述从站（110a-d）至少基于所述干扰状态报告（200）来计算接收权重。

12.根据权利要求11的方法，其中所述至少一个传输流是MIMO传输流。

13.根据权利要求9或10的方法，其中所述从站（110a-d）至少基于所述干扰状态报告（200）来计算可达到数据率的指示。