CN102960040B - 自组织式小区间干扰协调的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自组织式小区间干扰协调的系统和方法。本发明提供一种用于控制器操作的方法，其包括在控制器处接收信号功率测量，基于所述信号功率测量来确定干扰水平，基于所述干扰水平生成关系信息，并且基于所述关系信息确定由所述控制器所控制的通信控制器的频率复用模式。

Description

自组织式小区间干扰协调的系统和方法
本发明主张2010年7月27日递交的标题为“自组织式小区间干扰协调(ICIC)解决方案(Self-Organized Inter-Cell Interference Coordination(ICIC)Solution)”第61/367,898号美国临时申请案以及2011年5月12日递交的标题为“自组织式小区间干扰协调(ICIC)的系统和方法(Systemand Method for Self-Organized Inter-Cell Interference Coordination)”第13/106,598号美国非临时申请案的在先申请优先权，所有前述申请案以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体涉及数字通信，确切地说，涉及自组织式小区间干扰协调(ICIC)的系统和方法。
背景技术
小区间干扰(ICI)可被看作由源自另一小区的发射所引起的小区上的干扰。通常，ICI发生在通信系统的相邻小区之间。举例来说，在第一小区中操作的小区边缘用户(CEU)处发射及接收的相对高功率传输给使用相同操作频率的相邻小区所带来的干扰，较之于在该第一小区中操作的小区中心用户(CCU)处发射及接收的相对低功率传输给使用相同操作频率的相邻小区所带来的干扰，可能更多，这是由于在CEU处发射及接收的相应较高的功率水平所造成的。
图1所示为现有技术的通信系统100。通信系统100包括第一增强节点B(eNB)105以及第二eNB 115。eNB(通常也称作基站、通信控制器、节点B等)可对在其覆盖区域内操作的用户设备(UE)的通信进行控制。例如，eNB 105可具有如同图1所示的六边形110的覆盖区域，而eNB 115可具有如同所示的六边形120的覆盖区域。在六边形110内操作的可以是第一UE 125以及第二UE 130。
eNB的覆盖区域可基于距eNB的距离来分类。例如，可将eNB 105的覆盖区域(即，六边形110)分成两个区域，其中第一区域为小区中心区域(如圆135所示)以及小区边缘区域(六边形110中圆135以外的部分，如区域140所示)。通常，UE 125等在小区中心区域内操作的UE，较之于UE 130等在小区中心区域以外操作的UE，能接收到在相对较低功率水平下作出的发射，这是由于前者更加接近于服务覆盖区域的eNB。
此外，因为由UE 130等在小区边缘区域操作的UE作出的发射(即，上行链路发射)通常是在较高的功率水平下作出的，并且该等UE还更接近邻近(例如，相邻)eNB，所以这些发射可能给邻近eNB带来更多干扰。对于下行链路发射，更靠近邻近eNB(即，相邻eNB)的第一eNB(例如，服务eNB)中的UE，较之于在第一eNB的小区中心区域操作的UE，可能经受更多的由于邻近eNB的发射造成的干扰。
普遍认为，ICI管理将是增强3GPP LTE通信系统性能以及UE体验的关键技术。ICIC是一种简单有效的ICI管理方案。因此，需要减少ICI的技术，而ICIC就是其中的一种形式。通常，ICIC试图通过使用无线资源管理(RRM)方法来减少及/或控制ICI。通常情况下，ICIC将来自多个小区(例如，邻近小区)的信息纳入考虑，以控制小区间干扰。通常的ICIC策略可以是确定在小区处的可用资源，随后将该可用资源调度(即，分配)给用户。正交频分多址接入(OFDMA)通信系统中的ICIC，例如，符合第三代移动通信标准化伙伴项目(3GPP)长期演进(LTE)的通信系统，受到了广泛的研究。
发明内容
本发明的实例实施例提供一种用于自组织式ICIC的系统及方法，通过本发明的实例实施例，上述问题及其他问题不仅能得到基本上被解决或防止，并且一般还能获得技术上的优势。
根据本发明的一项实例实施例，提供一种用于控制器操作的方法。该方法包括在控制器处接收信号功率测量，基于该等信号功率测量来确定干扰水平，基于该干扰水平生成关系信息，并且基于该关系信息确定由该控制器所控制的通信控制器的频率复用模式。
根据本发明的另一项实例实施例，提供一种控制器。该控制器包括：接收器、耦接到该接收器的干扰估计单元、耦接到该干扰估计单元的关系信息生成单元，以及耦接到该关系信息生成单元的频率复用选择单元。该接收器接收信号功率测量，该干扰估计单元基于该等信号功率测量来确定干扰水平，该关系信息生成单元基于该干扰水平来生成关系信息，并且该频率复用选择单元基于该关系信息来选择针对由该控制器所控制的通信控制器的频率复用模式。
根据本发明的另一项实例实施例，提供一种通信系统。该通信系统包括多个通信控制器。每个通信控制器对耦接到该通信控制器的至少一个通信装置的通信进行控制，并且对耦接到该通信控制器的该至少一个通信装置进行干扰协调。
本发明的一个优点在于自组织式ICIC的分级架构允许实现不同程度的自组织式ICIC，所采用的自组织式ICIC的程度取决于ICIC性能指标、通信系统性能指标、可用的通信及计算资源等等。
示例性实施例的另外优点是在分级架构中支持自动ICIC规划。因此，可以消除繁难的手动ICIC规划，手动ICIC规划易于出错，对于布局不规则的通信系统而言，尤其易于出错。无需手动交互的自动ICIC将进一步改进操作效率并且减少操作成本。
示例性实施例的又一优点在于提供了ICIC模式优化以提供动态ICIC模式调节从而满足通信系统的状态。动态ICIC模式调节可按照所需频率进行以满足ICIC性能指标、通信系统性能指标、可用的通信及计算资源等等。
上文已相当广泛地概述了本发明的特征和技术优势，从而可有助于更好地理解下文对各实施例的详细描述。下文将描述各项实施例的额外特征和优势，这些内容构成了本发明的权利要求书的主题。所属领域的技术人员应了解，所揭示的概念和具体实施例可易于用作修改或设计用于实现本发明的相同目的的其它结构或过程的基础。所属领域的技术人员还应认识到，此类等效构造并不偏离如在所附权利要求书中阐述的本发明的精神及范围。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现将参照下文配合附图进行的描述，该等附图包括：
图1所示为一个实例现有技术通信系统；
图2所示为根据本文所描述的实例实施例的实例通信系统；
图3所示为根据本文所描述的实例实施例的通信系统的实例细部图；
图4a至图4f所示为根据本文所描述的实例实施例的实例通信系统；
图5所示为根据本文所描述的实例实施例的有关基于NRT确定频率复用模式的操作的实例流程图；
图6a所示为根据本文所描述的实例实施例的在集中式状态下的ICIC频率复用模式优化的操作的实例流程图；
图6b所示为根据本文所描述的实例实施例在分布式状态下的ICIC频率复用模式优化的操作的实例流程图；
图7所示为根据本文所描述的实例实施例的实例通信系统，突出了切换操作；以及
图8提供根据本文所描述的实例实施例的实例通信装置。
具体实施方式
下文将详细讨论对各项实例实施例的实施和使用。然而，应了解，本发明提供了许多可在广泛多种特定背景中实施的适用发明性概念。所论述的具体实施例仅仅用于说明制作和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。
将结合特定背景中的实例实施例来描述本发明，该特定背景是指符合3GPP LTE的通信系统。然而，本发明还可应用到其他正交频分多址接入(OFDMA)通信系统中，例如符合3GPP LTE-Advanced、WiMAX、IEEE802.16等标准的通信系统。
现有的ICIC技术包括：
-手动的基于地理位置的复用因子为三的规划及ICIC配置：此方案使用小区/eNB位置来手动地规划频率模式从而避免三个频带的有限不重叠。这对运营商来说非常昂贵并且性能不佳，对于不规则的布局尤其如此，这是由于该方案是基于位置和天线方向来实施的。
-复用因子为三的固定FFR：这是ICIC控制常用的FFR复用模式。其具有频率规划问题，并且在干扰情况(例如，大的都市地区)以及小区邻居关系较为复杂时，这三个模式不足以指配非重叠模式。
-复用因子为7的固定模式：其能够在复杂的干扰情况下分辨更多的颜色，但是对于某些规则的场地布局当三种色谱就足够时，会浪费频率复用资源。此复用模式定义了一种模式，该模式具有对在所有其他小区中的小区边缘用户的干扰较少的频带，它有时会引起干扰，例如，当来自两个邻居小区的两个UE切换到另一个其共同的邻居小区时。
分数频率复用(FFR)是OFDAM系统的一项重要的ICIC技术。FFR减少了由使用相同频带的邻近小区所引起的干扰，并且因此有助于提高用户吞吐量以及总体网络容量。在大的都市区域等具有复杂干扰情况的场地区域，FFR的实施可能比较困难。例如，复用因子为三的FFR无法处理频率规划问题，并且这三种模式对于指配非重叠模式是不够的。因此，导致了通信系统性能的下降，例如通信系统的总体覆盖率以及切换(HO)。
图2所示为通信系统200。通信系统200包括多个eNB，例如从eNB205到eNB 217。第一级邻近eNB可被定义为直接彼此相邻的eNB。如图2所示，eNB 207到eNB 217是eNB 205的第一级邻近eNB。第二级邻近eNB可被定义为不直接彼此相邻但是邻近一个中间eNB的eNB。如图2所示，eNB 209及eNB 215为第二级邻近eNB(通过中间eNB 205)。更高级邻近eNB也可具有类似的定义。
预期一种用于自组织式ICIC的系统和方法，以提供以下功能：
-具有自动ICIC频率复用模式配置的自组织式网络；
-具有自动的ICIC性能优化的自优化式网络，该自优化式网络可具有改进的通信系统容量和覆盖率，以及能带来更高的HO成功率的自动的HO性能强化；以及
-自动运营和管理(O&M)网络，该O&M网络具有ICIC行为监控，能够提供自动的ICIC故障检测和校正。
图3所示为通信系统300的细部图。通信系统300的架构在设计上是分级的，其可提供一系列的ICIC功能性，这取决于硬件存在与否，还取决于一些性能标准，例如所期望的ICIC性能、可用的计算及/或通信资源、所期望的通信系统性能等等。
在通信系统300的最低级别，即eNB内部级别302处可具有eNB，它们中的每一个都对组成该eNB的小区执行自组织式ICIC及优化。如图3所示，可能有多个eNB，例如集群1eNB(包括集群1eNB 305到集群1eNB 307)，以及集群N eNB(包括集群N eNB 310到集群N eNB 312)。
在eNB内部级别302中的eNB的子集可执行eNB间的自组织式ICIC及优化。一些eNB可能不执行eNB间的自组织式ICIC及优化，这是因为不需要eNB间的ICIC，或者该等eNB不能执行eNB间的自组织式ICIC及优化。该等eNB可独立于其他的eNB来执行ICIC自组织和优化。例如，eNB可选择用于其小区的频率复用模式。频率复用模式的选择可基于由eNB所服务的UE所作出的测量，并且可将所述选择报告给该eNB。从所报告的测量中，该eNB能够确定来自邻近eNB的干扰。该干扰可用于在启用eNB间ICIC自组织和优化时作出频率复用模式选择。关于来自邻近eNB的干扰的信息可用于推导邻近关系信息。
如果eNB间接口308(例如X2接口)可用，那么如此耦接的eNB能够共享干扰信息(以及其他邻近关系信息)。例如，该等eNB可共享干扰自协调信息，包括干扰信息、邻近关系信息等等。随后该等eNB可利用所共享的干扰信息(及/或其他邻近关系信息)来执行分布式的ICIC自组织和优化以作出频率复用模式选择。所共享的干扰信息及/或其他邻近关系信息的使用有助于eNB对频率复用模式作出更好的选择。
eNB内部级别302之上为集群级别315，集群级别315可包括eNB群组，该等eNB群组可由集群ICIC控制器控制。例如，如图3所示，集群1 ICIC控制器320可对集群1eNB 305到集群1eNB 307执行ICIC自组织和优化，并且集群N ICIC控制器324可对集群N eNB 310到集群NeNB 312执行ICIC自组织和优化。虽然在图3中并未图示其eNB，但是集群2ICIC控制器322可对一个或多个eNB执行ICIC自组织和优化。通常，当存在集群ICIC控制器时，该集群ICIC控制器可对耦接到该集群ICIC控制器上的eNB执行ICIC自组织和优化。
通常，当集群ICIC控制器可用时，耦接到该集群ICIC控制器上的eNB可将干扰信息及/或其他邻近的关系信息提供给该集群ICIC控制器，该集群ICIC控制器可执行ICIC自组织及/或优化。例如，该集群ICIC控制器可基于所提供的干扰信息及/或其他邻近关系信息对该等eNB进行频率复用模式选择，并且随后在初始频率复用模式选择之后，该集群ICIC控制器还可执行频率复用模式的优化从而有助于进一步改进性能。
根据一项实例实施例，该集群ICIC控制器可只用于执行ICIC优化。例如，耦接到该集群ICIC控制器上的eNB可执行自组织式ICIC(如上文所描述的针对通信系统所进行的ICIC，不需要集群ICIC控制器)。该等eNB随后可将干扰信息及/或其他邻近关系信息提供给该集群ICIC控制器，并且该集群ICIC控制器可利用所提供的干扰信息及/或其他邻近关系信息在ICIC优化中提供集中式的视图。
根据一项实例实施例，如果eNB间接口(例如X2接口)可用于对同时耦接到集群ICIC控制器的eNB进行连接，那么可使用该eNB间接口以允许该等eNB共享干扰信息及/或其他邻近关系信息来改进由该等eNB执行的自组织式ICIC。例如，该等eNB可共享干扰自协调信息，包括干扰信息、邻近关系信息等等。然而，该集群ICIC控制器仍可用于在ICIC优化中提供集中式的视图。例如，集群ICIC控制器可用在基于X2接口的分布式自组织式ICIC已执行之后，解决在耦接到该集群ICIC控制器的eNB之间的冲突。
集群ICIC控制器的一个优点在于ICIC的灵活性更高且更为简单。例如，通信系统300的特定部分可能遭受额外的干扰或者具有复杂的结构。在通信系统300的特定部分内操作的eNB所耦接的集群ICIC控制器可允许高级ICIC算法的使用，以仅在通信系统300的该特定部分内帮助执行ICIC或辅助执行ICIC。而通信系统300的其他部分则可能不需要使用高级ICIC算法或者根本不需要任何ICIC。
集群ICIC控制器可能具有多个级别。例如，较高级别的集群1ICIC控制器325可集群1ICIC控制器320与集群2ICIC控制器322耦接，并且对集群1ICIC控制器320、集群2ICIC控制器322、集群1eNB 305到集群1eNB 307以及任何耦接到集群2ICIC控制器322的eNB执行ICIC自组织及优化。较高级别的集群ICIC控制器可对ICIC控制器及耦接到该等ICIC控制器的eNB执行ICIC自组织及优化。然而，集群N ICIC控制器324并未耦接到较高级别的集群ICIC控制器。
较高级别的集群ICIC控制器可对该等集群ICIC控制器及/或耦接到该等集群ICIC控制器的eNB执行ICIC。较高级别的集群ICIC控制器可对较大的区域，例如都市区域，执行ICIC。可将多级别的区域集群控制器看作用于越来越大的区域的ICIC的提供者。集群控制器也可提供慢速的(例如，每小时、每天等时间水平上的)ICIC频率复用优化，且不会将不当的计算及/或通信负载放置到eNB上。
根据一项实例实施例，集群级别315中的多个级别，如从零到一、二、三、四或者更多，可取决于ICIC标准，例如ICIC基础设施投资的水平、期望超过邻近范围的ICIC性能水平、通信基础设施的可用性(例如，对于ICIC参与者之间的互动而言)、所期望的总体通信系统性能水平等等。
在集群级别315(或者如果集群级别315不存在的话则为eNB内部级别302)之上，可使用全球ICIC控制器330对耦接到其上的装置提供ICIC。全球ICIC控制器330也被称作运营支撑系统(OSS)模块。全球ICIC控制器330可提供低级别的ICIC操作，例如频率复用组织、ICIC优化以及O&M。此外，全球ICIC控制器330也可提供耦接到其上的装置之间的协调、规划以及信息共享，特别是对于相对于彼此并非第一级或第二级邻居的装置，其通信可能是困难的、昂贵的、缓慢的，等等此类情况。全球ICIC控制器330也可用于集群间eNB、集群间控制器，或全球协调，即使当X2接口等eNB间接口不可用时也可如此。
通信系统300的架构的分级架构可允许实现灵活的ICIC性能水平。例如，集群1ICIC控制器320以及集群2ICIC控制器322可耦接到较高级别的集群1ICIC控制器325，而集群N ICIC控制器324则不会如此。为便于论述，考虑使用集群1ICIC控制器320以及集群2ICIC控制器322对两个位置接近的繁忙区域执行ICIC操作，因而该两个控制器之间将存在互动(并且，因此存在较高级别的集群1ICIC控制器325，同时集群NICIC控制器324用于对较远的区域执行ICIC操作)。
由于用户改变，搬迁等等原因，通信系统300的需求也随着时间变化，通信系统300的架构的分级架构也可允许实现灵活地添加额外的装置，例如eNB、集群ICIC控制器、较高级别的集群ICIC控制器等等。为便于论述，考虑这样一种情况，其中由集群N ICIC控制器324所控制的区域变得越来越大，以至于需要添加新的集群ICIC控制器。然后，可添加较高级别的集群ICIC控制器以对集群N ICIC控制器324以及新添加的集群ICIC控制器执行ICIC操作。
通常，无论是否有X2接口等eNB间接口，ICIC操作均可发生。例如，在存在eNB间接口的情况下，eNB可共享干扰自协调信息，包括干扰信息、邻近关系信息等等。在不存在eNB间接口的情况下，可通过频率复用模式选择协商以及协调来执行eNB内部动态ICIC。此外，可使用集中式方法通过ICIC控制器进行慢速ICIC频率复用优化。可执行频率复用模式优化以及频率复用带宽优化。此外，在没有高速信令的情况下，可执行用于负载不均或负载不平衡的通信系统的协调资源块分块方法。
图4a所示为通信系统400。通信系统400包括多个eNB，例如eNB405到eNB 407。如图4a所示，该多个eNB并不具有eNB间接口(例如X2接口)，所以该多个eNB中的eNB之间的信息交换可能相对较慢。该等eNB中的每一者都可各自在其自身扇区中执行ICIC频率复用模式选择以及快速ICIC频率复用优化。一旦ICIC频率复用模式被选定及/或被优化，那么eNB之间的协调及/或信息共享将限制在该等ICIC频率复用模式上。
图4b所示为通信系统410。通信系统410包括多个eNB，例如eNB415到eNB 417。如图4b所示，该多个eNB具有通过高速互联418建立的eNB间接口(例如X2接口)，所以在该多个eNB的eNB之间的信息交换可能相对较快。该等eNB中的每一者都可在其自身扇区中执行ICIC频率复用模式选择以及快速ICIC频率复用优化。然而，由于eNB间通信的发生相对较快，所以该等eNB可在彼此间进行ICIC信息交换以及协调的同时，执行频率复用模式选择以及ICIC频率复用优化。由于eNB间接口的存在，该等eNB会执行分布式的ICIC自组织及优化。
图4c所示为通信系统420。通信系统420包括多个eNB，例如eNB425到eNB 427以及集群ICIC控制器428。如图4c所示，该多个eNB具有通过高速互联建立的eNB间接口，所以该多个eNB的eNB之间的信息交换可能相对较快。在集群ICIC控制器428存在的情况下，该等eNB可使用集群控制器428通过eNB间协调来执行频率复用规划以及慢速频率复用优化，即使在eNB间接口不存在的情况下也可如此。此外，集群ICIC控制器428的存在可以使ICIC性能优于仅能使用高速信令的情况。可执行自组织式频率复用模式选择和慢速(例如，每小时的、每天的等等)以及快速ICIC频率复用优化。即使在X2接口存在的情况下，集群ICIC控制器可执行自组织式ICIC及优化。然而，eNB可进一步使用基于X2接口的分布式ICIC算法来执行局部ICIC优化。
图4d所示为通信系统440。通信系统440包括多个eNB，例如eNB445到eNB 447以及集群ICIC控制器448和全球ICIC控制器449。如图4d所示，该多个eNB具有通过高速互联建立的eNB间接口，所以该多个eNB的eNB之间的信息交换可能相对较快。由于全球ICIC控制器449存在，全球频率复用模式规划及/或优化成为可能。即使没有eNB间接口，在全球ICIC控制器449的控制下，自组织式频率复用模式选择以及慢速ICIC频率复用优化也是可能的。当全球ICIC控制器449存在时，集群ICIC控制器448(以及处于集群水平的其他集群ICIC控制器以及较高级别的集群ICIC控制器)可为可选的，或被简化为信息中继节点。由于具有eNB间接口，在全球ICIC控制器449的控制下，快速ICIC频率复用优化是可能的。
图4e所示为通信系统460。通信系统460包括多个eNB，例如eNB465到eNB 467以及全球ICIC控制器468。如图4e所示，该多个eNB具有通过高速互联建立的eNB间接口，所以该多个eNB的eNB之间的信息交换可能相对较快。由于全球ICIC控制器468存在，全球频率复用模式规划及/或优化成为可能。即使没有eNB间接口的帮助，在全球ICIC控制器468的控制下，自组织式频率复用模式选择以及慢速ICIC频率复用优化也是可能的。由于全球ICIC控制器468的存在，集群ICIC控制器也就并非必需。由于具有eNB间接口，在全球ICIC控制器468的控制下，快速ICIC频率复用优化是可能的。eNB也可执行局部ICIC组织优化以适应于操作环境及条件的局部变化，例如，网络拓扑结构、UE分布、小区负载等等的变化。
图4f所示为通信系统480。通信系统480包括多个eNB，例如eNB485到eNB 487以及全球ICIC控制器489。如图4f所示，该多个eNB不具有eNB间接口，所以该多个eNB的eNB之间的信息交换可能相对较慢。该等eNB中的每一者都可在其自身扇区内执行ICIC频率复用模式选择以及快速ICIC频率复用优化。由于全球ICIC控制器489存在，全球频率复用模式规划及/或优化成为可能。即使没有eNB间接口，在全球ICIC控制器489的控制下，自组织式频率复用模式选择以及慢速ICIC频率复用优化也是可能的。由于全球ICIC控制器489的存在，集群ICIC控制器也就并非必需。在没有eNB间接口的情况下，在全球ICIC控制器489的控制下，快速ICIC频率复用优化是可能的。
相互关系信息是ICIC自组织和优化中的关键部分。相互关系信息可提供有关某eNB的邻近eNB对其干扰的信息(邻近eNB通常指一级eNB，但是也可包括更高级的eNB)。eNB的相互关系信息可从由该eNB所服务的UE提供的信息中生成。NRT可被eNB、集群ICIC控制器、较高级别的集群ICIC控制器、全球ICIC等等所使用，用于执行ICIC自组织和优化，例如频率复用模式规划、频率复用优化等等。
通常，对于上行链路信道和下行链路信道，eNB可具有单个的一组相互关系信息。然而，分别针对上行链路信道和下行链路信道的各自不同的相互关系信息组也是可能的。
图5所示为基于相互关系信息来确定频率复用模式的操作500的流程图。操作500指示了发生在通信系统的eNB中的操作，即该eNB使用相互关系信息以及基于该相互关系信息的信息来确定频率复用模式。操作500发生时该eNB可处于常规操作模式之下，并且刚刚开始执行ICIC，即，ICIC自组织。
操作500开始，该eNB从该eNB所服务的UE处接收信号功率测量报告(块505)。根据一项实例实施例，该eNB所服务的UE可测量由该eNB所发射的参考信号(例如，导频信号)，并向该eNB报告信号功率测量。UE对参考信号的测量可以在延长的时间周期内进行，从而有可能对UE所经受的干扰提供更好的指示。例如，该等UE可测量在多个帧上的参考信号。UE也可向服务于它们的eNB报告邻近eNB的干扰水平，方法是例如测量邻近eNB的导频信号。该等UE可将该等测量以参考信号接收功率(RSRP)报告的形式报告给服务于它们的eNB。
该eNB可基于从UE处所接收的信号功率测量报告来确定该等UE所经受的干扰水平(块510)。根据一项实例实施例，该eNB可对该等UE所提供的信号功率测量报告分配权重。例如，该eNB可基于一些因素来分配权重，该等因素例如UE分布、UE距离、UE优先级、UE能力(例如，有关测量方面的)、小区间干扰分布等等。
除了来自UE的信号功率测量报告以外，该eNB还可利用来自其他来源的额外信息。例如，该eNB还可利用基于信号功率测量报告的下行链路UE分类以及小区边缘用户及/或小区中心用户分布信息。此外，该eNB还可利用来自UE的信道质量报告，例如信道质量指示(CQI)，以及其他形式的信道质量信息。
该eNB可从UE所经受的干扰水平中生成邻居信息(同样是块510)。邻居信息是涉及eNB的邻居的信息，并且可以包括关于第一级邻居、第二级邻居等等的干扰信息(以及其他类型的信息，包括地理信息)，这些邻居给eNB带来非零的干扰。根据一项实例实施例，邻居信息是从UE所提供的信号功率测量报告中生成的。
该eNB可从邻居信息中生成相互关系信息(块515)。例如，该eNB也可从邻居信息中导出最强干扰来源，其倾向于是第一级邻居。较弱的干扰来源可以是第二级(或更高级的)邻居、低功率邻居等等。对于宏eNB，该eNB至少也可了解该宏eNB的大体位置。对于低功率eNB，该eNB能够从信号功率测量报告、干扰水平等等中确定低功率eNB的位置的估计。通常，相互关系信息为该eNB的邻居信息的子集。
该eNB也可利用来自相邻eNB的邻居信息。来自相邻eNB的邻居信息可被该eNB用来生成其自身相互关系信息或增强其自身相互关系信息。例如，如果在来自邻近eNB的邻居信息中，含有关于该eNB邻居信息中所涉及的邻近eNB的信息，那么该eNB可利用该来自邻近eNB的邻居信息。
通过邻居信息关系消息，可与邻近eNB交换邻居信息。如果eNB具有eNB间接口，例如X2接口，那么邻居信息关系消息的发射可能更加快速并且更加频繁。如果不存在eNB间接口，那么邻居信息关系消息的交换频率会更少，或者根本不发生交换。
该eNB可从该相互关系信息中确定频率复用模式(块520)。根据一项实例实施例，该eNB可基于在该相互关系信息中的来自邻近eNB的干扰来确定频率复用模式。例如，该eNB可选择不含有来自邻近eNB的跨频率干扰的频率复用模式，及/或选择不同的发射时间以避免来自邻近eNB的干扰。在单个通信系统中可支持不同的ICIC算法，例如具有eNB间接口的动态ICIC以及不具有eNB间接口的动态ICIC。
由eNB所选择的频率复用模式可与邻近eNB一起共享，从而有助于进一步改善频率复用模式。
操作500还可用于在通信系统开始操作以及操作条件改变时对频率复用模式进行优化，进而导致在ICIC自组织期间所选择的频率复用模式的减弱干扰的能力不如最初那样出色。例如，在UE分布改变，通信系统流量负载及/或分布改变、UE数目改变、检测到或者更正了通信系统实体中的错误等等的情况下，可重复操作500。
根据一项替代实施例，ICIC自组织及优化可发生在ICIC控制器中而不是eNB中，即集群ICIC控制器、较高级别的集群ICIC控制器，或全球ICIC控制器。当ICIC自组织和优化发生在ICIC控制器中而不是eNB中时，eNB仍然可以执行操作500中的部分，但确定频率复用模式的操作可能除外(块520)。
不同于确定频率复用模式(或者说，除了确定频率复用模式之外)(块520)，该eNB可发送相互关系信息到ICIC控制器(例如，集群ICIC控制器、较高级别的集群ICIC控制器，或全球ICIC控制器)，并且ICIC控制器可执行ICIC自组织和优化，例如，确定频率复用模式。由于ICIC控制器具有关于耦接到其上的eNB的相互关系信息，所以该ICIC控制器能够执行最佳的或局部最佳的ICIC自组织和优化。
根据一项实例实施例，如果除了eNB之外没有任何ICIC控制器(即，如果没有集群ICIC控制器、较高级别的集群ICIC控制器，或全球ICIC控制器)，但是如果在eNB之间有eNB间接口，那么可在该等eNB之间共享邻居关系信息。相互关系信息的共享可使eNB能够有可能更好地执行ICIC自组织和优化。
通常一旦频率复用模式选定，则ICIC操作就不会停止(如上文所述)。由于条件的改变，例如通信系统负载、通信系统流量、UE移动性，故障等等，可能发生一种情况，在ICIC自组织中所选择的频率复用模式不再提供最佳的性能。因此，当通信系统已经处于操作状态时，仍需要执行ICIC频率复用模式优化。
根据一项实施例，ICIC频率复用模式优化可以发生在时间事件(例如，周期间隔、预先设定的时间等等)的情况下、触发事件发生的情况下，或者二者的组合的情况下。触发事件的实例可包括在一个或多个eNB处所估计的干扰超过干扰阈值、在一个或多个eNB处的发射的错误率超过错误阈值、在一个或多个eNB处的切换失败率超过切换阈值、接收到执行ICIC频率复用模式优化的指示等等。
根据一项实例实施例，ICIC频率复用模式优化可发生在集中式状态下，例如，在集群ICIC控制器中、较高级别的集群ICIC控制器中、全球ICIC控制器中，或其组合中，或者可以发生在分布式的状态下，例如在eNB中、集群ICIC控制器中、较高级别的集群ICIC控制器中，或其组合中。根据另一项实例实施例，ICIC频率复用模式优化可发生在集中式状态和分布式状态的组合中。
图6a所示为集中式状态下的ICIC频率复用模式优化中的操作600的流程图。操作600可以指示，当ICIC控制器执行ICIC频率复用模式优化来满足改变的操作条件时，发生在集群控制器、较高级别的集群控制器、或全球ICIC控制器等ICIC控制器中的操作。操作600还可在ICIC控制器处于常规操作模式下时发生。
操作600开始，ICIC控制器接收来自eNB的相互关系信息(块605)。ICIC控制器可选地对eNB进行优先化(块610)。根据一项实例实施例，例如，ICIC控制器可基于eNB接收到的干扰量对eNB分配优先权，并且对具有最多干扰的eNB选择ICIC频率复用模式。此外，当所选择的ICIC频率复用模式存在冲突时，具有最多干扰的eNB也会被给予优先权。除了eNB干扰之外，也可用于冲突解决的其他一些因素包括UE优先权、UE分布、地理信息、eNB优先权等等。
ICIC控制器可对eNB执行自身频率复用模式选择和优化(块615)。根据一项实例实施例，ICIC控制器可基于例如块610中所生成的eNB优先权列表来执行自身频率复用模式选择和优化。ICIC控制器可向eNB报告针对eNB所选择的ICIC频率复用模式(块620)，并且通信系统可恢复常规操作。
图6b所示为分布式状态下的ICIC频率复用模式优化中的操作650的流程图。当ICIC控制器执行ICIC频率复用模式优化来满足改变的操作条件时，操作650可以指示发生在eNB、集群控制器，或较高级别的集群控制器等ICIC控制器中的操作。操作650还可在ICIC控制器处于常规操作模式下时发生。
操作650开始，该ICIC控制器与其他ICIC控制器交换相互关系信息(块655)。如果该ICIC控制器是eNB，那么在存在eNB的X2接口时，该eNB可与其他eNB交换相互关系信息；如果该ICIC控制器是集群ICIC控制器或较高级别的集群ICIC控制器，那么该集群ICIC控制器或较高级别的ICIC控制器可从eNB处接收相互关系信息，并且与其他集群ICIC控制器或较高级别的ICIC控制器交换NRT。如果该ICIC控制器是全球ICIC控制器，那么该全球ICIC控制器可从eNB处或级别较低的集群ICIC控制器(例如集群ICIC控制器或较高级别的集群ICIC控制器)处接收NRT。
ICIC控制器可以可选地对eNB分配优先权(块660)。根据一项实例实施例，例如，该ICIC控制器可基于eNB接收到的干扰量对eNB分配优先权，并且对具有最多干扰的eNB选择ICIC频率复用模式。此外，当所选择的ICIC频率复用模式存在冲突时，具有最多干扰的eNB也会被给予优先权。可用于冲突解决的其他一些因素包括UE优先权、UE分布、地理信息、eNB优先权等等。
ICIC控制器可基于预定时序对其自身执行频率复用模式选择，该预定时序指定了哪一控制器首先进行、哪一控制器第二个进行，诸如此类。(块665)该预定时序可基于eNB优先权列表。根据一项实例实施例，ICIC控制器可对其自身的扇区执行频率复用模式选择，其中各个扇区的次序可基于各扇区的干扰水平。
ICIC控制器可向邻近的eNB报告针对各扇区选择的ICIC频率复用模式(块670)，并且该通信系统可恢复常规操作。
小区的ICIC频率复用模式可帮助改进通信系统的总体性能。例如，切换发生的潜时较少，并且失败尝试也较少，这是由于切换中所涉及的eNB处的干扰减少了。
图7所示为通信系统700，突出了切换操作。通信系统700包括三个eNB，即eNB 705到eNB 707。每个eNB的覆盖区域被划分为两部分：小区中心部分和小区边缘部分。例如，考虑覆盖区域被划分为小区中心部分710和小区边缘部分712的eNB 707。其他eNB也被进行了类似的划分，但是为了图7的清晰起见，并未明显标出。
如图7所示，两个UE(UE 715和UE 717)随着时间推移而从eNB705(针对UE 715)以及eNB 706(针对UE 717)的覆盖区域移动到eNB707的覆盖区域中。在如图7所示的情况下，假定对下行链路发射采用六个频率复用模式，并且对于每个eNB的小区边缘用户，向该eNB指配第一模式(具有较高功率)，并且该eNB可使用第二模式来以低功率用于小区中心用户。eNB 705使用第三频率复用模式(模式3)，eNB 706使用第四频率复用模式(模式4)，并且eNB 707使用第五频率复用模式(模式5)。
在第一时间(T1)，UE 715处于eNB 705的覆盖区域的小区中心部分并且可在第一频率复用模式中接收服务，而UE 717在eNB 706的覆盖区域的小区中心部分并且可在第二频率复用模式中接收服务。
随着UE移动，在第二时间(T2)，UE 715处于eNB 705的覆盖区域的小区边缘部分并且可在第三频率复用模式中接收服务，而UE 717处于eNB 706的覆盖区域的小区边缘部分并且可在第四频率复用模式中接收服务。在第二时间T2，UE仍然经受较少的干扰，这是由于第三频率复用模式和第四频率复用模式的使用，该两个模式被选择用于减少ICI。
随着UE继续移动，它们开始移出eNB 705和eNB 706的覆盖区域并进入到eNB 707的覆盖区域。该等UE参与了切换到eNB 707的切换过程中。当该等UE在第三时间(T3)移入到eNB 705的覆盖区域的小区边缘部分时，它们由第五频率复用模式服务，选择第五频率复用模式是为了分别使与eNB 705的第三频率复用模式之间的干扰以及与eNB 706的第四频率复用模式之间的干扰最小。随着UE移动，在第四时间(T4)，UE 715和UE 717处于eNB 707的覆盖区域的小区中心部分，并且可在第六频率复用模式中接收服务。
随着UE移动并切换到另一个eNB，该等UE总是受到这样的频率复用模式的服务，该等频率复用模式经选择以使彼此间干扰最小，并且该等UE还得到在小区边缘中沿着切换路径的高功率支持。因此，该等UE接收到的干扰可较小，并且其切换成功率更高。
图8提供了通信装置800的替代描述。通信装置800可以是eNB、集群ICIC控制器、较高级别的集群ICIC控制器或全球ICIC控制器等ICIC控制器的实施方案。通信装置800可用于实施本文所论述的实施例中的各种实施例。如图8所示，发射器805用于发射信息，而接收器810用于接收信息。
协调控制器820用于控制ICIC控制器之间的协调，例如共享频率复用信息、相互关系信息、邻居信息、优先权信息等等。干扰估计单元822用于在UE处基于来自UE的信号功率测量报告(例如，RSRP报告)来估计干扰，干扰估计单元822进一步用于利用其他信息，例如信道质量信息、UE分类等等来估计干扰。
邻居信息生成单元824用于从所估计的干扰中生成邻居信息。邻居信息优化单元826用于对邻居信息生成单元824所生成的邻居信息进行优化。邻居信息优化单元826通过对邻居信息分类、从所分类的邻居信息中消除条目等等对邻居信息进行优化。相互关系信息生成单元828用于从邻居信息中生成相互关系信息(可能发生在邻居信息的优化之后)。相互关系信息生成单元828可从邻居信息中生成相互关系信息，其使用了来自邻近的eNB、其他ICIC控制器等等的邻居信息中的信息。邻居信息生成单元824、邻居信息优化单元826以及相互关系信息生成单元828共同地形成了关系信息生成单元。
eNB优先权分配单元830用于基于例如干扰(例如，最大干扰、平均干扰、加权干扰等等)、地理信息、UE分布等等因素对eNB分配优先权。频率复用选择单元832用于基于相互关系信息、来自邻近的eNB及ICIC控制器的邻居信息等等信息针对eNB及/者eNB的扇区来选择频率复用模式、优化频率复用模式，或二者的组合。频率复用选择单元832进一步用于基于相互关系信息、来自邻近的eNB及ICIC控制器的邻居信息等等信息对现有的频率复用模式进行优化。冲突解决单元834用于解决在所选择的频率复用模式中的冲突，方法是考虑UE优先权、UE分布、地理信息、eNB优先权、eNB干扰等等因素。存储器840用于存储ICIC信息、所选择的频率复用模式、信号功率测量报告、邻居信息、相互关系信息、所交换的信息、eNB优先权列表等等。
通信装置800的元件可实施成特定的硬件逻辑块。在一个替代方案中，通信装置800的元件可实施成在处理器、控制器、专用集成电路等等中执行的软件。在又一个替代方案中，通信装置800的元件可实施成软件及/或硬件的组合。
例如，接收器810和发射器805可实施成特定的硬件块，而协调控制器820、干扰估计单元822、邻居信息生成单元824、邻居信息优化单元826、相互关系信息生成单元828、eNB优先权分配单元830、频率复用选择单元832以及冲突解决单元834可以是在微处理器(例如，处理器815)或定制电路或现场可编程逻辑阵列的定制编译逻辑阵列中执行的软件模块。
通信系统300和通信装置800的上述实施例还可按照包含功能步骤和/或非功能动作的方法来描绘。先前描述和相关流程图所示为可在本发明的实例实施例的实践中执行的步骤及/或动作。通常，功能步骤按照所实现的结果来描述本发明，而非功能动作描述用于实现特定结果的更具体的动作。虽然功能步骤及/或非功能动作可按特定顺序进行描述或主张权利，但本发明无需受限于步骤及/或动作的任何特定顺序或组合。此外，在列举权利要求时，以及在图5、图6a及图6b的流程图的描述中，步骤及/或动作的使用(或不使用)用来指示所期望的此类术语的具体使用(或不使用)
尽管已详细描述本发明及其优点，但应理解，在不脱离所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，可在本文中进行各种改变、替代和更改。
此外，本发明的范围不应限于说明书中描述的过程、机器、制造工艺、物质成分、构件、方法和步骤的特定实施例。所属领域的一般技术人员将从本发明的揭示内容中容易了解到，可根据本发明来使用能够执行与本文所述对应实施例大体相同功能或达成与本文所述对应实施例大体相同结果的过程、机器、制造工艺、物质成分、构件、方法或步骤，包括现已存在的，或是即将开发的。因此，所附权利要求书既定在其范围内包括此类过程、机器、制造工艺、物质成分、构件、方法或步骤。

Claims (20)

1.一种用于控制器操作的方法，所述方法包括：
在控制器处接收信号功率测量；
基于所述信号功率测量确定干扰水平，所述干扰水平为由所述控制器所控制的通信控制器与该通信控制器的邻近通信控制器之间的干扰水平；
基于所述干扰水平生成关系信息，所述关系信息为由所述控制器所控制的通信控制器与该通信控制器的邻近通信控制器之间的关系信息；以及
基于所述关系信息确定由所述控制器所控制的通信控制器的频率复用模式；
其中，所述在控制器处接收信号功率测量，包括：
在控制器处接收由所述控制器所控制的通信控制器直接发送的信号功率测量；或
在控制器处接收由所述控制器所控制的集群控制器转发的信号功率测量，所述集群控制器用于接收由所述集群控制器控制的通信控制器直接发送的信号功率测量，或用于接收由所述集群控制器控制的低级别集群控制器转发的信号功率测量；
其中，所述方法还包括：
基于所述干扰水平由所述控制器为所述通信控制器分配优先权；
当所述频率复用模式存在冲突时，基于所述优先权对具有最多干扰的通信控制器选择频率复用模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述接收过程、所述干扰水平确定过程、所述关系信息生成过程，以及所述频率复用模式确定过程在时间事件或触发事件发生时会重复进行。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述接收过程、所述干扰水平确定过程、所述关系信息生成过程，以及所述频率复用模式确定过程在触发事件发生时会重复进行，其中所述触发事件包括在一个或多个通信控制器处的干扰水平超过干扰阈值、在一个或多个通信控制器处的发射错误率超过错误阈值、在一个或多个通信控制器处的切换失败率超过切换阈值、接收到执行频率复用模式优化的指令，或其组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述信号功率测量是在延长的时间周期内所进行的信号功率测量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述信号功率测量是由所述通信控制器所服务的通信装置作出的，所述通信控制器由所述控制器控制。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述信号功率测量是响应于来自所述通信控制器的参考信号接收功率指令而作出的。
7.根据权利要求1所述的方法，其中生成关系信息包括：
基于所述干扰水平生成邻居信息；以及
基于所述邻居信息生成所述关系信息。
8.根据权利要求1所述的方法，其中选择频率复用模式包括使用集中式选择算法、分布式选择算法，或其组合。
9.根据权利要求1所述的方法，其中确定频率复用模式包括选择通信控制器的频率复用模式以最小化所述通信控制器与所述通信控制器的邻近通信控制器之间的干扰。
10.根据权利要求1所述的方法，其中确定频率复用模式包括：
发送所述关系信息到协调控制器；以及
从所述协调控制器接收频率复用模式。
11.一种控制器，包括：
接收器，所述接收器用于接收信号功率测量；
耦接到所述接收器的干扰估计单元，所述干扰估计单元用于基于所述信号功率测量来确定干扰水平，所述干扰水平为由所述控制器所控制的通信控制器与该通信控制器的邻近通信控制器之间的干扰水平；
耦接到所述干扰估计单元的关系信息生成单元，所述关系信息生成单元用于基于所述干扰水平来生成关系信息，所述关系信息为由所述控制器所控制的通信控制器与该通信控制器的邻近通信控制器之间的关系信息；以及
耦接到所述关系信息生成单元的频率复用选择单元，所述频率复用选择单元用于基于所述关系信息来选择由所述控制器所控制的通信控制器的频率复用模式；
其中，所述接收器具体用于：
接收由所述控制器所控制的通信控制器直接发送的信号功率测量；或
接收由所述控制器所控制的集群控制器转发的信号功率测量，所述集群控制器用于接收由所述集群控制器控制的通信控制器直接发送的信号功率测量，或用于接收由所述集群控制器控制的低级别集群控制器转发的信号功率测量；
其中，所述控制器还包括：
耦接到所述干扰估计单元的通信控制器优先权分配单元，所述通信控制器优先权分配单元用于基于所述干扰水平为所述通信控制器分配优先权；
耦接到所述通信控制器优先权分配单元以及所述频率复用选择单元的冲突解决单元，所述冲突解决单元用于当所述频率复用模式存在冲突时，基于所述优先权对具有最多干扰的通信控制器选择频率复用模式。
12.根据权利要求11所述的控制器，其中所述关系信息生成单元包括：
邻居信息生成单元，所述邻居信息生成单元用于基于所述干扰水平来生成邻居信息；以及
耦接到所述邻居信息生成单元的相互关系信息生成单元，所述相互关系信息生成单元用于基于所述邻居信息来生成所述关系信息。
13.根据权利要求11所述的控制器，其中所述频率复用选择单元选择所述频率复用模式以最小化由所述控制器所控制的通信控制器与该通信控制器的邻近通信控制器之间的干扰。
14.一种包括多个通信控制器的通信系统，其中每个通信控制器用于对耦接到所述通信控制器的至少一个通信装置的通信进行控制，并且根据所述通信控制器发送的信号功率测量对耦接到所述通信控制器的所述至少一个通信装置执行干扰自协调；
其中，其进一步包括耦接到所述多个通信控制器的协调控制器，所述协调控制器用于根据所述多个通信控制器发送的信号功率测量向所述多个通信控制器提供全球频率复用模式规划及优化；
其中，其进一步包括至少一层中间协调控制器，每层所述中间协调控制器耦接到比其高一层的中间协调控制器，所述至少一层中间协调控制器中的最高层中间协调控制器耦接到所述协调控制器，所述至少一层中间协调控制器中的最低层中间协调控制器耦接到所述多个通信控制器，每层所述中间协调控制器用于向比其高一层的中间协调控制器转发来自比其低一层的中间协调控制器的信号功率测量，所述最低层中间协调控制器用于接收所述多个通信控制器发送的信号功率测量，所述最高层中间协调控制器用于向所述协调控制器发送来自比其低一层的中间协调控制器的信号功率测量，所述协调控制器具体用于基于其接收到的信号功率测量确定干扰水平，并基于所述干扰水平生成关系信息，最后基于所述关系信息确定所述多个通信控制器的频率复用模式，其中，所述干扰水平为所述通信控制器与该通信控制器的邻近通信控制器之间的干扰水平，所述关系信息为所述通信控制器与该通信控制器的邻近通信控制器之间的关系信息。
15.根据权利要求14所述的通信系统，其中所述多个通信控制器与通信接口耦接在一起以用于运载干扰自协调信息。
16.根据权利要求14所述的通信系统，其中全球频率复用模式规划及优化包括针对所述多个通信控制器中的每一通信控制器选择频率复用模式，并且其中所述选择是基于从信号功率测量导出的关系信息，所述信号功率测量是由在所述通信系统中的多个通信装置的子集进行的。
17.根据权利要求16所述的通信系统，其中所述全球频率复用模式规划及优化是基于由所述多个通信控制器所提供的信息。
18.根据权利要求14所述的通信系统，其中所述中间协调控制器提供自组织式频率复用规划。
19.根据权利要求14所述的通信系统，其中所述中间协调控制器提供慢速频率复用模式优化。
20.根据权利要求14所述的通信系统，其中所述通信系统包括多个中间协调控制器，并且其中所述通信系统进一步包括耦接到在所述多个中间协调控制器中的中间协调控制器的子集的较高级别的中间协调控制器，所述较高级别的中间协调控制器用于向所述中间协调控制器的子集提供频率复用模式规划及优化。
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