CN102763478B - 用于减小无线通信系统中的干扰的方法 - Google Patents

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Abstract

示例性实施例涉及用于减小无线通信系统中的干扰的方法。在至少一个示例性实施例中，一种方法，包括：由具有被配置成产生多个波束的多方向天线的第一发射机来进行第一确定(S360)，以确定通信系统中的至少一个发射机的多个波束中的至少一个干扰波束的至少一个干扰水平；基于干扰水平来进行第二确定(S340)，以确定发射波束图案，该发射波束图案指示在相应时隙中照射多个波束的序列；基于发射波束图案来进行第三确定(S345)，以确定部分频率复用图案，并且基于发射波束图案和频率复用图案来传送数据(S350)。

Description

用于减小无线通信系统中的干扰的方法
优先权声明
本申请要求2010年1月28日提交的美国临时申请No.61/299,195的权益，其全部内容通过引用并入这里。
背景技术
由于室内高数据速率无线系统中的无线信道的大量散射的环境、减小的小区大小以及邻近基站(BS)之间的距离，不同的发射机-接收机对可能对彼此产生强干扰。该强干扰可能严重地限制无线系统的性能。
在诸如室外到室内或室内环境这样的大量散射的环境中，更加难以解决无线干扰。难题是由于散射和发射信号在多个方向上反射而导致，这进而可能增加干扰，并且使无线系统的性能(例如，频谱效率、系统/用户吞吐量)严重劣化。部分频率复用(FFR)和波束切换是用于抑制无线干扰的两种不同的方法。然而，对于室外到室内或者室内到室内的传输，通过协调的波束成形从波束切换获得的增益可能由于无线电信道的大量散射性质而被严重劣化。FFR已经广泛地用于宏蜂窝系统中，并且还可以用于室内部署。虽然FFR减轻了干扰，但是FFR由于小的频率复用系数而还导致了较低的频谱效率。
发明内容
示例性实施例涉及用于减小通信系统中的干扰的方法。更具体地，可以在联合波束切换和FFR技术中由基站使用冲突图来减轻在相邻/邻近基站之间的干扰。
在至少一个实施例性实施例中，一种方法，包括：由具有被配置成产生多个波束的多方向天线的第一发射机来进行第一确定，以确定通信系统中的至少一个发射机的多个波束中的至少一个干扰波束的至少一个干扰水平；基于该干扰水平来进行第二确定，以确定发射波束图案，该发射波束图案指示在相应时隙中照射多个波束的序列；基于发射波束图案来进行第三确定，以确定部分频率复用图案，并且基于发射波束图案和频率复用图案来传送数据。
附图说明
从下面结合附图的详细描述中将更清楚地理解示例性实施例。图1-图5表示如这里描述的非限制性的示例性实施例。
图1A图示了根据示例性实施例的无线系统；
图1B图示了与图1A中示出的基站相关联的波束的示例性实施例；
图1C图示了用于在图1A中图示的无线系统的常规波束切换图案矩阵；
图2A-图2C图示了用于构建无线系统的扩展冲突图的方法的示例性实施例；
图3A图示了根据示例性实施例的确定干扰水平的方法；
图3B图示了根据示例性实施例的减小干扰和生成冲突图的方法；
图3C图示了根据示例性实施例的确定波束成形图案的方法；
图3D图示了根据示例性实施例的确定FFR图案的方法；
图4A图示了根据示例性实施例的被配置成向用户设备(UE)发射波束的两个基站；
图4B-图4C图示了根据示例性实施例的冲突图；
图4D图示了根据示例性实施例的波束切换和FFR方案；以及
图5图示了根据示例性实施例的包括在基站中的发射机。
具体实施方式
现在将参考其中图示了一些示例性实施例的附图来全面地描述各个示例性实施例。在附图中，为了清楚而可能放大各层或区域的厚度。
因此，尽管示例性实施例能够具有各种修改和替代形式，但是实施例在附图中通过示例的方式被示出，并且将在这里详细进行描述。然而，应当理解，不希望将示例性实施例限制为所公开的具体形式，相反，示例性实施例要涵盖落在权利要求书的范围内的所有修改、等价物和替代。在附图的描述中，相同的附图标记指示相似的元件。
应当理解，虽然这里可以使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于使一个元件与另一个元件进行区分。例如，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。如这里使用的，术语“和/或”包括相关联列出的项目中的一个或多个的任何或所有组合。应当理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，其可以直接连接或耦合到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。应当以类似的方式来解释用于描述元件之间的关系的其他词语(例如，“之间”与“之间直接”、“邻近”与“直接邻近”等)。
这里使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，而不意在限制示例性实施例。如这里使用的，单数形式“一”和“该”意在还包括复数形式，除非上下文明确另外指示。还应当理解，当在这里使用时，术语“包括”和/或“包含”指示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在和/或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
还应当注意，在一些替代实现中，标注的功能/动作可以以附图中标注的顺序之外的顺序发生。例如，根据所涉及的功能/动作，连续示出的两个图实际上可以基本上被同时执行，或者有时可以以相反的顺序被执行。
除非另外定义，这里使用的所有术语(包括科技术语)具有与示例性实施例所属的领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。还应当理解，例如在常用字典中定义的术语应当被解释为具有符合其在相关领域的上下文中的含义的含义，并且不应以理想化或过度正式的意义来解释，除非这里在表述上如此定义。
以软件、或者用于对计算机存储器内的数据比特的操作的算法和符号表示来呈现部分示例性实施例和相应的详细描述。本领域的普通技术人员通过这些描述和表示来向本领域的其他普通技术人员传递其工作的实质。如这里使用并且如这里通常使用的术语算法，被认为是导致期望结果的自相一致的步骤序列。该步骤是需要对物理量的物理操作的那些步骤。通常，虽然不是必要的，但是这些量具有能够被存储、传送、组合、比较和以其他方式操作的光、电或磁信号的形式。已经证实了，主要是出于常用用途的原因，有时将这些信号称为比特、值、元素、符号、字符、条目、数等是方便的。
在下面的描述中，将参考操作的动作和符号表示(例如，以流程图的形式)来描述说明性实施例，该操作可以被实现为执行具体任务或实现具体抽象数据类型的程序模块或功能过程，包括例程、程序、对象、组件、数据结构等，并且可以使用在现有系统元件或控制节点(例如，位于小区站点、基站或节点B处的调度器)处的现有硬件来实现。这样的现有硬件可以包括一个或多个中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)计算机等。
然而，应当注意，所有的这些或类似术语要与适当的物理量相关联，并且仅仅是适用于这些量的便利标签。除非以其他方式具体陈述，或者如从讨论中显现的，诸如“处理”或“计算”或“估算”或“确定”或“显示”等的术语指计算机系统或类似电子计算设备的动作和过程，其将表示为计算机系统的寄存器或存储器内的电子量的数据操作并且转换为类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或者其他这样的信息存储、传输或显示设备内的物理量的其他数据。
还注意，示例性实施例的软件实现的各方面通常被编码在一些形式的有形(或记录)存储介质上或者通过某些类型的传输介质来实现。有形存储介质可以是磁的(例如，软盘或硬盘驱动)或光的(例如，压缩盘只读存储器或“CDROM”)，并且可以是只读或随机存取的。类似地，传输介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤或者本领域公知的一些其他适当的传输介质。示例性实施例不受任何给定实现的这些方面的限制。
如这里使用的，术语“用户设备”(UE)可以是移动用户、移动站、移动终端、用户、订户、无线终端和/或远程站的同义词，并且可以描述无线通信系统中的无线资源的远程用户。术语“基站”可以被理解为一个或多个小区站点、基站、接入点和/或射频通信的任何终端。虽然当前的系统架构可以考虑在移动/用户设备和接入点/小区站点之间的差异，但是下文中描述的示例性实施例通常可以适用于差异并不如此明显的架构，诸如adhoc和/或网格系统架构。
图1A图示了根据示例性实施例的无线系统。如图1A中所示，部署了6个基站(BS)BS1-BS6来为9个建筑物1051-1059的多个楼层提供无线覆盖。尽管图示了6个基站和9个建筑物，但是应当理解，示例性实施例不限于此。可以利用多于或少于6个基站和/或9个建筑物来实现示例性实施例。
根据诸如来自UE的反馈这样的参数来确定基站BS1-BS6的相对位置。用于确定基站BS1-BS6的位置的方法是已知的，并且任何已知的方法都可以用于确定基站BS1-BS6的位置。因此，为了简单和清楚，将不提供进一步的描述。
每个基站BS1-BS6都装备有可以形成朝向任何给定方向的波束的智能天线。图1B图示了具有被配置成形成分别朝向6个方向的波束，即波束1-波束6的智能天线的基站BS1的示例性实施例。尽管在图1B中仅示出了基站BS1，但是基站BS2-BS6具有相同或类似的智能天线。此外，尽管基站BS1被图示为形成分别朝向6个方向的6个波束，即波束1-波束6，但是应当理解，在示例性实施例中可以实现多于或少于6个的方向。以下提供了用于波束1-波束6的波束的发射角的示例。
波束 角度3 -->
波束1 270
波束2 210
波束3 330
波束4 90
波束5 30
波束6 150
图1C图示了用于图1A图示的无线系统的常规波束切换图案矩阵。
矩阵元素Bij表示i基站在j时隙时的波束索引。例如，第一行指示基站BS1分别在第一、第二、第三、第四、第五和第六时隙时照射各波束，即波束1、波束2、波束3、波束4、波束5和波束6。在随后的时隙中以相同的顺序重复该序列。然而，在图1C中示出的常规波束切换图案矩阵可能导致邻近的基站照射彼此干扰的波束。此外，常规波束切换图案可能导致在邻近BS之间的强干扰。
在示例性实施例中，基于冲突图的联合波束切换和FFR方法用于减轻在大量散射的环境中邻近的基站(例如，BS1-BS6)之间的干扰，特别是用于室外到室内和室内到室内的无线通信。
相邻BS和邻近BS可以指物理上彼此接近并且可能经历强干扰的BS。强干扰的一个示例是当UE从两个邻近BS接收等强度的信号时。因为UE仅附属于一个BS，所以来自另一BS的信号就是干扰。在该示例中，信号干扰噪声比(SINR)将低于0dB，这使得UE无法恢复来自所附属的BS的信息。
BS可以基于来自UE的反馈来确定邻近的BS。根据相互干扰效果来执行跨各BS的波束切换和FFR。每个BS的特征在于波束切换/频带序列，这是由基站天线在不同时刻照射的波束的序列。预期该波束序列在时间上重复。
在一些示例性实施例中，通过在一组邻近BS之间交换波束切换序列，可以以协调的方式执行波束切换以减轻干扰。结合波束切换方法来使用FFR以进一步抑制干扰。而且，在动态改变的环境中，邻近BS使用自适应算法基于通过监视环境所收集的信息，例如，活动用户的数目、用户位置、信道质量和业务状况，来执行协调的波束切换和FFR。
换言之，每个波束与指示由不同时隙索引的变量的0-1的序列相关联。用于指示具体时隙处的变量的值确定基站是否照射波束，例如，如果变量为0，则激活相应的波束，否则关闭该波束。
示例性实施例还适用于属于BS的多个波束同时活动并且每个波束可以与频带相关联的情况。例如，作为使用占空比来重复波束序列的替代，BS可以同时照射N个波束，并且对每个波束分配特定频带。
图2A-2C图示了用于构建无线系统(例如，小型小区系统)的冲突图的方法的示例性实施例。
如图2A中所示，4个BS，BSA-BSD用于服务两个集群2051-2052的UE210。每个基站BSA-BSD可以与基站BS1相同，因此为了简洁，将省略进一步的描述。
可以通过两个基站(例如，BSA和BSD)来将无线系统建模为将每个基站BSA-BSD连接到相应UE210的4个无线链路，即链路1-链路4，如图2B中所示。链路1-链路4的每个链路表示发射机和接收机对。
由于无线信道的频率复用属性而导致不同的无线链路可能生成对于彼此的强干扰。在图2B中示出的示例中，链路1和链路2的链路经历强相互干扰，而在链路，即链路1和链路3之间或者在链路，即链路1和链路4之间不存在强干扰。在图2C中示出的冲突图中捕捉到了在无线链路，即链路1-链路4之间的冲突。冲突图是二分图，其中无线系统中的每个无线链路，链路1-链路4由在左手侧的节点来表示，称为可变节点。不同链路，链路1-链路4之间的约束由右手侧的一组节点CN1-CN2来表示，称为约束节点。如示，如果两个无线链路彼此冲突，即，如果不使用FFR，则彼此强干扰，则相应的两个可变节点连接到约束节点。
例如，因为链路，即链路1和链路2彼此冲突，所以表示链路，即链路1和链路2的可变节点连接到约束节点CN1。如果两个链路连接到约束节点，则在一个时隙中仅生成一个链路或者使用FFR。例如，因为链路，即链路1和链路2连接到约束节点CN1，所以在不同时隙处或以不同频率生成这些链路，即链路1和链路2。
为了确定不同的链路，即链路1-链路4是否连接到约束节点CN1-CN2，每个基站BSA-BSD被配置成基于分散算法执行本地测量(例如，信干噪比(SINR))和/或与邻近基站交换信息来生成在图2B中示出的模型以及在图2C中示出的完全扩展冲突图，如将参考图3详细描述的。这导致在无线系统中的较少的开销。
每个基站BSA-BSD存储本地扩展冲突图，这是无线系统的完全扩展冲突图的一部分。本地扩展冲突图是由完全扩展冲突图中的各节点和边缘的一部分构成的完全扩展冲突图的子图。完全扩展冲突图由很多连接的节点和边缘构成，如图2C中所示。
每个基站BSA-BSD基于测量(来自UE的反馈)以及在无线系统中从邻近的其他BS接收到的信息消息来生成其本地扩展冲突图。替代地，主控制器可以从所有BS收集信息，然后生成完全扩展冲突图，并且向每个BS发送其相应的本地扩展冲突图。
约束节点CN1-CN2可以是干扰的阈值水平。基于测量信息，基站BSA-BSD被配置成确定链路1-链路4中的哪些链路连接到约束节点CN1-CN2。例如，如果在链路，即链路1和链路2之间的干扰水平超过干扰阈值，则链路，即链路1和链路2连接到约束节点(例如，CN1)。
扩展冲突节点ECN1-ECN2连接到每个约束节点CN1-CN2。每个扩展约束节点ECN1-ECN2表示用于解决波束之间的冲突的可能的FFR。
图3A-3D图示了根据示例性实施例的减小干扰并且生成冲突图的方法。图4A-4D图示了被配置成实现图3A-3D的方法的无线系统。
图3A图示了初始化的方法并且更具体地确定与邻近基站的干扰水平的方法。在S300，BS开始该方法。图3A中示出的方法可以由BS在初始化期间来执行。系统中的每个其他BS可以被配置为执行相同的方法，并且可以在执行初始化过程时识别来自初始化BS的通信。换言之，初始化BS被配置成出于通过使用由系统中的所有基站共享的分布式算法进行测量的目的，指示其他基站照射波束。此外，尽管参考初始化解释了图3A，但是应当理解，BS可以周期性地执行该方法。
在S305，BS在第一时隙照射第一波束。在S310，BS确定在第一时隙中第一波束和由其他BS照射的其他波束之间的干扰。
BS通过从与BS进行通信的UE收集信道质量指示符(CQI)来获得不同波束之间的干扰水平。例如，可以通过从BS向UE发出训练序列并且接收反馈来执行测量。训练序列是接收机(在该情况下，UE)已知的数据序列。
换言之，BS可以在不从干扰基站接收信息的情况下确定干扰水平。
另外，BS可以通过回程、X2(主干系统)和/或广播测量信息来与邻近基站交换信息和干扰水平信息。UE所报告的信息可以是在系统中的BS之间交换的信息的一部分。
每个波束具有波束标识(ID)和/或小区ID。BS通过检查干扰波束(或小区)的波束ID来在干扰波束之间进行解密。如已知的，小区/波束ID是系统配置的一部分。在BS的初始化过程期间分配每个小区/波束ID。
在S315，BS确定是否已经测量了对第一波束的所有干扰。BS被配置成基于从邻近BS交换的信息来确定是否已经测量了对第一波束的所有干扰。
如果还没有测量所有干扰，则BS在S320处在下一个时隙照射第一波束。在下一个时隙，系统中的其他基站照射与在第一时隙中不同的波束。因此，在S310，BS在下一个时隙期间确定在第一波束和干扰波束之间的干扰。
一旦已经确定了对第一波束的所有干扰，BS就在S325确定是否已经确定了对BS的所有波束的所有干扰。如果还没有确定对所有波束的所有干扰，则BS在S330改变要照射的波束。因此，BS在S305在第一时隙照射第二波束并且重复步骤S310-325，直至已经确定了对BS的所有波束的所有干扰。
一旦确定了对BS的所有波束的所有干扰，初始干扰确定方法就在S335结束。基于从系统中的邻近BS接收到的测量及其自身的干扰测量，每个BS可以确定本地扩展冲突图。
图3B图示了根据示例性实施例的减小干扰和生成冲突图的方法。在S340，BS基于在图3A中示出的方法中所确定的干扰来确定波束成形图案。
图3C图示了S340的示例性实施例。在S3402，BS在第一时隙处开始。尽管通过进行确定的BS来解释图3C，但是应当理解，系统的控制器可以执行图3C的方法，并且向系统中的BS传送波束成形决定，或者可以经由邻近BS以分布式方式来执行图3C的方法。
在S3404，BS在第一时隙期间选择具有最高权重的波束进行照射，或者被认为是，实现贪婪(greedy)算法。通过实现贪婪算法，BS选择具有最高权重系数的波束。基站基于业务状况以及信道质量来确定波束的权重系数。例如，权重系数可以是缓冲器中数据分组队列的长度与和波束相关联的无线信道的吞吐量的乘积。另外，权重系数还可以基于与波束相关联的用户的类型。例如，基站将对与具有增值服务的用户相关联的波束给予较高的权重。
在S3406，当在第一时隙期间照射所选择的具有最高权重的波束时，BS确定用于指令其他BS关闭与所选择的具有最高权重的波束冲突的波束的波束成形图案。因此，当照射所选择的波束时(步骤S350)，不照射冲突的波束。BS更新本地扩展冲突图以说明所选择的波束与这些波束冲突，并且因此连接到约束节点。
如果在波束和干扰波束之间的干扰超过干扰阈值，则BS确定干扰波束是冲突的。干扰阈值是在实现该系统之前基于经验数据和测试所确定的值。该阈值可以通过系统所采用的调制编码方案(MCS)以及无线信道的特性来确定。该阈值还可以在系统被激活/实现之后被改变。
在S3408，BS确定是否存在还没有被选择或者没有从考虑中移除的任何剩余的波束。如果存在剩余的波束，则BS在S3404还选择具有最高权重的剩余波束以在第一时隙期间进行照射。BS重复步骤S3404-S3408，直至不存在剩余的波束。
例如，系统包括5个BS，其中每个BS被配置成输出第一波束和第二波束。第一BS的第一波束具有最高权重，并且被选择为在第一时隙期间进行照射。第一BS的第二波束以及第二和第三BS的第一波束与第一BS的第一波束发生中突，并且因此，这些波束连同所选的波束一起不被考虑。然后，BS从第二和第三BS的第二波束以及第四和第五BS的第一和第二波束中选择另一波束以在第一时隙期间进行照射。BS重复该过程，直至在第一时隙中不存在可考虑的剩余的波束。
一旦不存在剩余的波束，BS就在S3410确定该时隙是否是波束成形周期的结束。该波束成形周期具有N个时隙。
如果该时隙不是波束成形周期的结束，则BS在S3412使时隙递增1，并且针对递增的时隙执行S3404-S3410。
BS被配置成在每个时隙之后计算用于每个波束的权重系数。因此，用于每个波束的权重系数可以针对每个时隙而改变。例如，如果BS在先前的时隙中选择了一个波束进行照射，则因为数据队列的长度减小(在先前的时隙中发射了数据)所以所选择的波束的权重系数减小。
应当理解，系统中的基站彼此进行通信。因此，尽管通过一个BS执行所有步骤来解释图3A-图3D，但是应当理解，在该系统内的所有BS共享该计算和确定。因此，每个BS都知道波束切换图案和每个BS的FFR图案。
一旦波束成形图案在S340完成，则BS在S345确定FFR图案，如图3B中所示。
图3D图示了在S345处确定FFR图案的示例性实施例。系统中的每个BS都确定FFR图案。替代地，集中式控制器可以被配置成确定FFR图案并且向每个BS发射决定。如果两个波束彼此产生相互的强干扰，则基站可以使用FFR来减轻该干扰，以允许照射至少两个干扰波束。
在S3452，BS在第一时隙处开始该方法。在S3454，BS确定在第一时隙处对冲突波束和所选择的照射的波束是否能够进行FFR。如上所述，每个波束与基于业务状况和信道质量而变化的权重系数相关联。因此，如果同时照射其他波束，则权重系数可能改变。
对于特定波束，每个FFR图案与分配给特定波束的特定子带组相对应。BS可以按照波束的缓冲长度与特定子带组的总吞吐量的乘积来计算权重。
此外，波束可以仅使用总共三个子带中的一个，这可以被称为第一类型的约束。除了该类型的约束之外，存在两个其他类型的冲突。第二类型的约束描绘了每个子带仅由相同BS的一个波束来使用以避免波束间干扰的事实。第三类型的约束表示在来自具有相同子带频率的不同BS的波束之间的小区间干扰。
如果在照射冲突波束时被照射的波束的权重加上冲突波束的权重大于在不照射冲突波束时被照射的波束的权重，则BS确定可以进行FFR。如果波束的组合经历三个约束中的一个，则BS确定可以进行FFR。
如果可以进行FFR，则照射的波束可以占用频带的一半，而冲突波束可以占用另一半。应当理解，可以照射多个冲突波束。
例如，BS可以计算用于每个波束的权重，其为基于来自UE的反馈以及带宽的信道吞吐量和每个波束的队列长度的乘积，并且然后根据该乘积来划分带宽。对于两个冲突波束，如果第一波束的权重是2并且第二波束的权重是1，如果在没有与照射的波束冲突的情况下被照射的第一波束的权重小于3，则实现FFR。然后，如果能够进行FFR，则第一波束占用整个带宽的前2/3，并且第二波束占用带宽的剩余1/3。因此，可以基于带宽来分配带宽。
如果在S3454能够进行FFR，则BS在S3456针对该时隙实现FFR。然后，BS在S3458确定是否已经考虑了波束成形周期中的所有时隙。如果能够进行FFR，则该方法前进到S3458。
如果没有考虑所有的时隙，则BS在S3460使时隙递增1，并且重复步骤S3454-S3458。
如图3B中所示，如果BS已经考虑了所有时隙，则BS在S350根据确定的波束成形图案和FFR图案来传送数据并且照射其波束。
在S355，BS确定是否已经添加或移除了BS，或者是否已经达到新的波束周期。如果已经添加或移除了BS或者达到新的波束周期，则BS在S360再次确定干扰，并且相应地更新其本地扩展冲突图。然后，BS向系统中的BS发射其本地扩展冲突图。然后，BS能够基于接收到的更新的本地扩展冲突图来更新完整的冲突图。S360可以与图3A中所示的方法相同。
作为图3A-图3D的方法的示例，图4A图示了被配置成向建筑物4051-4054中的UE发射波束的两个基站BS4a和BS4b。在图4A中，基站BS4a和BS4b中的每一个已经使用图3C的方法确定了其相应的波束切换图案。
基站BS4a被配置成发射多个波束B1x，其中x表示发射的波束的数目。基站BS4b被配置成发射多个波束B2w，其中w表示发射的波束的数目。可以以用于通信的任何频带发射多个波束B1x和B2w中的每一个。对相同基站的不同波束分配不重叠的频率子带，以避免波束间干扰。
基站BS4a和BS4b通过使用图3A的方法从与基站BS4a和BS4b进行通信的UE收集信道质量指示符(CQI)来获得不同波束之间的干扰水平。
基于干扰水平是否超过干扰阈值以及波束是否经历了上述三个约束，在冲突图中生成约束节点。例如，如果测量到的波束B11和B21的干扰水平在某频率子带处超过干扰阈值，则在用于基站BS4a和BS4b的冲突图中生成约束节点。
例如，图4B-图4C图示了图4A中的由基站BS4a生成的完整冲突图。基站BS4a被配置成基于其本地扩展冲突图以及从基站BS4b接收到的本地扩展冲突图来生成完整的冲突图。
如图4B-图4C中所示，每个圆形与特定的无线链路，即链路t，y，z相对应，即，一个波束(天线)使用一子带频率用于数据传输，其中t是BS，y是波束，并且z是子带。例如，第一圆形表示链路1，1，1，其中，第一子带由第一BS(BS4a)的第一波束(B11)使用。
每个矩形节点表示在多个无线链路之间的约束(冲突)CNt，y，v，其中，v表示约束的类型。在图4B中，波束B11可以仅使用总共三个子带中的一个，这由第一行(CN1，1，1)中的第一矩形节点来表示。这可以被视作第一类型的约束。除了该类型的约束之外，在该示例中还存在两个其他类型的冲突。第二类型的约束描绘了每个子带仅由相同BS的一个波束来使用以避免波束间干扰的事实。第三类型的约束表示在来自不同BS的波束之间的小区间干扰。
使用通过图3A-图3D的方法所确定的波束成形图案以及FFR图案，基站BS4a可以生成如图4C中示出的简化冲突图。
这里，以弧连接的圆形节点示出了相应的无线链路是活动的；而与未连接的圆形节点相对应的其他无线链路被切断。在图4C中，每个约束(矩形)节点连接到至多一个可变(圆形)节点，其示出了在活动的无线链路之间不存在冲突。最后，图4D图示了由基站BS4a和BS4b使用的所获得的频率复用图案。
图5图示了根据示例性实施例的包括在基站BS4a中的发射机。尽管发射机500被示作在基站BS4a中实现，但是应当理解，发射机500可以被包括在所有基站中。此外，应当理解，发射机500可以包括除了图5中示出的那些之外的其他特征。
发射机500的信道编解码器/交织器505被配置成接收要发射的数据。发射机500还包括MCS(调制和编码方案)控制器510、调制器515、波束切换控制器520、FFR控制器525、信道信息/控制信息处理器530以及波束切换天线(全向)535。
MCS控制器510被配置成基于从信道信息/控制器信息处理器530接收到的输出来向信道编解码器/交织器505和调制器515输出MCS数据。信道信息/控制信息处理器530从波束切换控制器520、FFR控制器525接收反馈数据，并且从其他基站和移动站接收信道信息/控制信息。
信道编解码器/交织器505、MCS控制器510、调制器515、信道信息/控制信息处理器530和波束切换天线535是公知的，并且因此，省略了对这些特征的进一步描述。
基于从信道信息/控制信息处理器530接收到的信道信息和控制信息(用于确定用于每个BS的本地扩展冲突图的两个类型的信息)，波束切换控制器520和FFR控制器525使用上述扩展冲突图方法来确定波束序列和频带。
与具有全向天线的传统FFR图案相比，示例性实施例将波束切换的强度、基于FFR和冲突图的技术合并在统一的框架中，以完全利用空间-频率分集。
根据示例性实施例的冲突图对在相邻BS之间的小区间干扰进行建模，这不仅支持简单和统一的框架来描述在诸如无线小型小区系统这样的无线系统内的无线链路的冲突，而且还促进高效、鲁棒和低复杂度的波束切换算法的设计以改善总体系统性能(例如，频谱效率、系统/用户吞吐量)。而且，基于冲突图的方法是灵活的并且动态自适应的，并且允许同时照射多个波束。在示例性实施例中，FFR图案可以结合协调的波束切换来使用，以进一步减轻干扰。通过对与冲突波束相关联的用户分配正交频带，可以完全避免或显著抑制干扰。
在至少一个示例性实施例中，每个BS有时向其相邻基站本地地广播其波束切换序列。例如，BS可以使用资源单元的一部分或者一个或多个资源单元(例如，LTE中的无线电块)来广播该信息。另外，可以以不同的格式传递该波束切换序列。此外，因为对于室内应用，无线电信道是准静态的并且随时间缓慢变化，所以消息开销低。
另外，基站可以仅利用来自移动站的必要的不频繁反馈。例如，在LTE标准中，一个帧的数据比特跨1ms的持续时间。用于这样的小型小区系统的典型相干时间可以高达200ms，其等于200个帧的数据比特。如果假设每个波束跨10个LTE帧并且在每个周期内存在4个波束，则每5个波束切换周期内来自移动站的信道质量的一次反馈就足够了。
如上所述，每个基站装备有分散算法，该算法能够基于诸如业务演变和/或用户移动性这样的系统动态性并且基于其他基站的波束切换图案来计算波束切换图案。因此，根据示例性实施例的波束切换机制适用于各种情况，其包括拓扑/建筑物的类型、散射环境的属性、业务不均匀性、用户移动性以及随时间的业务和干扰演变。
参与合作的BS形成集群。该集群内的每个BS不需要知道其他BS的配置，诸如天线的数目等。此外，该集群内的BS不需要知道关于集群外BS的任何信息。此外，在FFR方案中不要求分组水平的同步。示例性实施例假设在波束水平上同步。
如此描述了示例性实施例，应当清楚，示例性实施例可以以很多方式变化。这样的变化不被视作背离示例性实施例的精神和范围，并且对于本领域技术人员来说显而易见的所有这样的修改意在被包括在权利要求的范围内。

Claims (9)

1.一种用于减小通信系统中的干扰的方法，所述方法包括：
由具有被配置成产生多个波束的多方向天线(535)的第一发射机(500)来进行第一确定(S310)，以确定所述通信系统中的至少一个干扰发射机(BS4b)的多个波束中的至少一个干扰波束的至少一个干扰水平；
基于所述干扰水平来进行第二确定(S340)，以确定发射波束图案，所述发射波束图案指示在相应时隙中照射所述多个波束的序列，所述第二确定包括：
基于用于所述多个波束以及所述至少一个干扰波束的权重系数来确定所述发射波束图案，以及
基于所述权重系数来选择所述多个波束中的第一波束以用于在第一时隙期间的照射，所选择的第一波束具有最高的权重系数；
基于所述发射波束图案来进行第三确定(S345)，以确定部分频率复用图案；以及
基于所述发射波束图案和所述频率复用图案来传送数据(S350)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中
所述第一发射机(500)位于基站(BS4a)中，并且
所述第一确定(S310)在不从所述至少一个干扰发射机(BS4b)接收信息的情况下确定所述干扰水平。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一确定(S310)包括：
从所述通信系统中的移动站接收信道质量指示符，所述干扰水平基于所述信道质量指示符。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二确定(S340)包括：
通过生成冲突图来进行第二确定，以确定在第一时隙中的所述发射波束图案，所述冲突图表示在所述第一发射机(BS4a)的多个波束与所述至少一个干扰发射机(BS4b)的多个波束之间的干扰。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述进行第三确定以确定部分频率复用图案(S345)包括：
基于所述干扰水平来向所述干扰发射机(BS4b)分配正交频率。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三确定(S345)包括：
基于从用户设备(UE)接收到的信息来确定第一本地扩展冲突图，所述第一本地扩展冲突图表示在所述第一发射机(BS4a)的所述多个波束与所述至少一个干扰发射机(BS4b)的多个波束之间的干扰；以及
基于所述第一本地扩展冲突图来确定所述部分频率复用图案。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第三确定(S345)包括：
从所述至少一个干扰发射机接收第二本地扩展冲突图，所述第二本地扩展冲突图表示在所述至少一个干扰发射机(BS4b)的多个波束和干扰所述至少一个干扰发射机(BS4b)的发射机的多个波束之间的干扰；以及
基于所述第二本地扩展冲突图来确定所述部分频率复用图案。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第三确定(S345)包括：
基于所述第一本地扩展冲突图和所述第二本地扩展冲突图来确定扩展冲突图，所述扩展冲突图标识与所述第一发射机(BS4a)的多个波束和所述至少一个干扰发射机(BS4b)的多个波束中的每一个相关联的子带频率。
9.一种具有被配置成产生多个波束的多方向天线(535)的发射机，所述发射机包括：
用于确定通信系统中的至少一个干扰发射机(BS4b)的多个波束中的至少一个干扰波束的至少一个干扰水平的第一装置(530)；
用于基于所述干扰水平来确定发射波束图案的第二装置(520)，所述发射波束图案指示在相应时隙中照射所述多个波束的序列，所述第二装置包括：
用于基于用于所述多个波束以及所述至少一个干扰波束的权重系数来确定所述发射波束图案的装置，以及
用于基于所述权重系数来选择所述多个波束中的第一波束以用于在第一时隙期间的照射的装置，所选择的第一波束具有最高的权重系数；
用于基于所述发射波束图案来确定部分频率复用图案的第三装置(525)；以及
用于基于所述发射波束图案和所述频率复用图案来传送数据的装置(535)。
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