CN103210598B - 基站中用于时分双工无线通信的自动保护期调整 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于为蜂窝无线通信系统在基站中调整保护期的方法。所述基站适合于在包括下行链路帧、下行链路帧之后的保护期、保护期之后的上行链路帧的帧结构中进行通信。该方法包括以下步骤：依靠来自至少一个干扰基站的时间来测量干扰；以及依靠测量的干扰来调整帧结构内的上行链路帧开始时间。本发明也涉及一种基站、一种网络管理实体、一种计算机程序产品和一种用于操作网络实体的方法。

Description

基站中用于时分双工无线通信的自动保护期调整

技术领域

本发明涉及用于为蜂窝无线通信系统在基站中调整保护期的方法。本发明也涉及用于操作网络管理实体的方法、用于蜂窝无线通信系统的基站、网络管理实体及计算机程序产品。

背景技术

诸如长期演进TDD网络(LTE TDD)等时分双工(TDD)无线网络在下行链路(DL)与上行链路(UL)传送期之间使用保护期(GP)。在LTE中，传送被细分成无线电帧(10ms)和子帧(1ms)。在TDD模式中，子帧专用于UL传送、DL传送，或者子帧用于从DL到UL的转变。在后一情况下，子帧称为特殊子帧，并且它以称为DwPTS（下行链路导频时隙），用于下行链路传送的一部分开始。DwPTS之后是保护期，保护期之后是称为UpPTS（上行链路导频时隙）的用于上行链路传送的一部分。在下述内容中，DL传送期（即，DL子帧和DwPTS）简称为DL帧，并且UL传送期（即，UL子帧和UpPTS）简称为UL帧。在蜂窝系统中，下行链路指从小区的基站（也称为eNB）到例如移动终端等用户设备的通信；而上行链路指从用户设备到基站的通信。

在TDD中，蜂窝无线通信系统中一个小区的基站可能干扰另一小区的基站。例如，在下行链路帧期间一个小区的基站传送的信号可干扰在上行链路帧期间在相邻小区的另一基站接收的信号。此类型的干扰也称为基站间干扰（eNB-eNB干扰）。为减轻基站间干扰，TDD网络通常是同步的，以便在不同小区中的DL传送和UL传送在相同时间进行。然而，由于从一个基站到另一基站的传送的传播延迟，基站间干扰甚至可在传送进行的下行链路帧之后的上行链路帧期间在同步网络中发生。

下行链路与上行链路之间的保护期需要足够大以避免在上行链路帧期间相邻基站的干扰。然而，保护期取走了用于有效负载数据的传送的资源，即时间资源。因此，尽可能短的保护期将改进时间资源的有效使用。通常，最小长度的保护期将改进无线系统的性能。

我们假设基站在整个下行链路帧期间发送数据。随后，为能够接收在下行链路帧期间传送的所有数据，基站服务的用户设备需要计及从基站到用户设备的传播延迟，即，用户设备需要在下行链路帧的结束时间已达到后在接收模式中保持又一时间期，该时间期包括至少从基站到用户设备的传播延迟。

从基站到用户设备的此传播延迟表示为。用户设备也要求某个转换时间以从接收模式转换到传送模式。假设信道是互易性的，对于从用户设备到基站的传送，传播延迟也将是。为能够由用户设备接收在下行链路帧中传送的所有数据并且通过将在用户设备的转换时间的效应和在UE与基站之间传送的传播延迟考虑在内，下行链路与上行链路之间的保护期必须具有以下最小持续期：

在基站根据等式(1)确定的在下行链路帧与上行链路帧之间的保护期未将相邻基站之间干扰的效应考虑在内。这种干扰能够是严重的，因为基站传送功率通常高，并且基站到基站(eNB-eNB)无线电信道可能由于大的天线增益以及例如由于基站的顶部上方部署而产生的可能视线条件而具有良好的传播条件。因此，上行链路帧可受到这种干扰的强烈影响，这可严重降低系统的性能。

除计及传播延迟和转换时间外，将希望保护期也有助于在基站避免在上行链路帧中基站间干扰的发生。仅在保护期将包括从网络的最远基站的基站间信号传播延迟时，直接基站间干扰（eNB-eNB干扰）才能够被完全减轻。然而，此类大的保护期将使系统的性能降级。

在TDD蜂窝无线通信系统中确定下行链路帧与上行链路帧之间保护期的典型方式是依赖系统设计人员的经验。系统设计人员使用其经验手动配置保护期。通过保护期的手动配置，不能保证选择的保护期是最佳的。此外，干扰情况和/或小区覆盖更改时，可能需要保护期的重新配置，这使系统设计人员付出额外的努力和时间。

发明内容

因此，本发明致力于如何获得最佳保护期的问题。有利的是，以自动、自优化的方式配置保护期，从而不再要求系统设计人员使用经验和手动配置。

此外，根据本发明，通过在每个基站单独以最佳方式调整保护期，而不是在整个网络中以类似方式设置保护期，能够进一步改进系统的性能。即，允许网络中的每个基站配置其自己的保护期。此类特征对例如基站通过不同传送功率传送，服务于不同小区大小和/或显示不同天线配置的网络等异类网络具有特别的影响。因此，本发明还致力于在网络的每个基站能够如何单独获得最佳保护期。

根据本发明的一方面，提供了一种为蜂窝无线通信系统在基站中调整保护期的方法。所述基站适合于在包括下行链路帧、下行链路帧之后的保护期、保护期之后的上行链路帧的帧结构中进行通信。所述方法包括以下步骤：依靠来自至少一个干扰基站的时间来测量干扰；以及依靠测量的干扰来调整帧结构内的上行链路帧开始时间。

在基站执行用于在基站中调整保护期的方法的步骤。帧结构内的下行链路帧和上行链路帧由保护期分隔。保护期与上行链路帧之间的边界由上行链路帧开始时间来定义。通过调整上行链路帧开始时间，也调整保护期。

优选的是，为每个干扰基站单独测量干扰。一旦帧结构内的保护期被调整，随后的通信便将基于调整的帧结构。保护期/帧结构的调整促使至少一个随后的帧根据调整的帧结构被传送。

下行链路帧与保护期之间边界可由下行链路帧结束时间来定义。通过调整下行链路帧结束时间和/或上行链路帧开始时间，能够调整帧结构内的保护期。通常，通过调整下行链路帧的结束时间和/或上行链路帧的开始时间，能够调整帧结构内保护期的位置和保护期的持续期。通常，网络中的每个基站能够以不同方式单独设置其保护期。

根据本发明的一方面，提供了一种用于操作网络管理实体以及用于为蜂窝无线通信系统中的多个基站单独调整保护期的方法。该方法包括以下步骤：为所述多个基站协调如上所述的用于在基站中调整保护期的方法的执行。

根据本发明的一方面，提供了一种用于蜂窝无线通信系统的基站。所述基站适合于在基站调整保护期，以及适合于在包括下行链路帧，下行链路帧之后的保护期，保护期之后的上行链路帧的帧结构中进行通信。所述基站包括：用于依靠来自至少一个干扰基站的时间来测量干扰的测量设备；以及用于依靠测量的干扰来调整上行链路帧开始时间的调整器。

根据本发明的一方面，提供了一种用于蜂窝无线通信系统的网络管理实体。该网络管理实体适合于为蜂窝无线通信系统中的多个基站管理保护期的单独调整。该网络管理实体包括：用于为所述多个基站协调如上所述的用于为蜂窝无线通信在基站中调整保护期的方法的执行。

根据本发明的一方面，一种计算机程序产器包括所述产品在处理器上运行时用于执行上述方法之一的步骤的软件代码部分。

本发明的进一步实施例在从属权利要求中被进一步定义。

附图说明

图1示出相对于时间线在TDD无线通信系统中在基站和设备的帧结构。

图2示出在无线通信系统中的干扰情况。

图3示出相对于在基站侧的相应帧的干扰情况。

图4示出作为测量期期间的时间的函数的接收信号强度。

图5示出作为时间的函数的基站(eNB)干扰。

图6示出在LTE TDD中的特殊子帧配置。

图7示出相对于特殊帧的干扰情况。

图8示出根据一个实施例的方法的流程图。

图9示出根据一个实施例的方法的流程图。

图10示出根据一个实施例的基站。

具体实施方式

在下述内容中，将参照附图描述本发明的优选实施例。要注意的是，下面的描述包含用于更好地理解所述概念但不应视为限制所述发明的示例。

图1相对于时间线5，从基站BS及从用户设备UE的角度示出用于TDD蜂窝系统的帧结构。帧结构1包括由边界分隔的下行链路帧2、保护期3和上行链路帧4。在下行链路帧2期间，基站BSX将数据传送到用户设备UEX。在下行链路帧4期间，基站BSX接收来自用户设备UEX的数据。在保护期3期间，基站BSX既不传送数据到用户设备UEX，也不接收来自用户设备UEX的数据。

用户设备UEX在接收的下行链路帧6期间接收下行链路帧2中传送的数据。由于基站与用户设备UEX之间无线信道造成的传播延迟，接收的下行链路帧6相对于时间线5示出与下行链路帧6的边界相比更改的边界。在转换期7期间，用户设备UEX从接收模式转换到传送模式。在随后的用户设备上行链路帧8期间，用户设备将数据传送到基站。

在上行链路帧4期间在基站BSX接收在用户设备上行链路帧8期间传送的数据。由于用户设备UEX与基站BSX之间的传播延迟，与用户设备上行链路帧8的边界相比，上行链路帧4的边界被改变。

为了能够实现用户设备UEX接收在下行链路帧2期间从基站BSX传送的所有数据并且通过将用户设备要求转换时间以便从接收转换到传送模式以及在基站BSX与用户设备UEX之间有传播延迟考虑在内，下行链路帧2与上行链路帧4之间保护期3的最小持续期通过加上转换持续期、从基站到用户设备的传播延迟及用户设备与基站之间的传播延迟而得以确定。

传播延迟通常在蜂窝网络支持的最大小区大小的基础上被确定。能够将某个裕度（margin）添加到确定的保护期以计及如切换或用户设备正在小区的切换区域中等特殊效应。

图2示出在具有三个小区的示范蜂窝无线通信系统中的干扰情况。每个小区由基站BS1、BS2和BS3之一服务。用户设备UE1由基站BS1服务，并且用户设备UE2由基站BS2服务。所有基站BS1、BS2和BS3使用如上相对于图1讨论的帧结构。帧结构包括下行链路帧、保护期和上行链路帧。帧结构的开始时间对于每个基站BS1、BS2和BS3相同。

在下行链路帧期间，基站BS1将信号12传送到用户设备UE1，BS2将信号14传送到用户设备UE2，以及BS3将数据15传送到在其小区中的用户设备。基站BS2的信号14和基站BS3的信号15在基站BS1也造成干扰。由于传播延迟，干扰发生下行链路帧之后的基站BS1的上行链路帧中和保护期中，在下行链路帧中，已传送信号12、14和15。这种干扰能够是严重的，因为与用户设备的传送功率相比，基站的传送功率通常是高的。此外，第一与第二无基站之间的无线电信道可能由于大的天线增益及顶部上方部署所产生的视线情况而具有良好的传播条件。此外，表示从用户设备UE2到基站BS2的上行链路传送的信号13也能够在基站BS1造成干扰。

虽然保护期期间的干扰不降低系统性能，但上行链路帧中的干扰可严重降低基站的上行链路帧中接收的信号的质量。根据本发明，设置下行链路帧与上行链路帧之间保护期的持续期以限制上行链路帧中干扰的效应。通过更改下行链路帧与保护期之间的边界和/或更改保护期与上行链路帧之间的边界，可更改保护期。

最佳保护期持续期取决于包括第一与第二基站之间的距离、站点选择、天线下倾角、传送功率和系统负载的至少之一的网络部署，并且也取决于可接受的基站到基站干扰的级别。在第一与第二基站之间的传播延迟表示为；在第一基站消除来自第二基站的干扰的影响的保护期持续期因此是

另外，属于基站BS2的用户设备UE2在基站BS1造成干扰。由于用户设备UE2将在其上行链路帧期间进行传送，因此，它将在基站BS1的上行链路帧和/或保护期期间在BS1造成干扰。

图3示出相对于在基站BS1接收的某些帧，在图2所示的干扰情况。在BS1的帧结构包括下行链路帧2、保护期3和上行链路帧4，它相对于时间线30示出。基站BS2和BS3的下行链路帧与基站BS1具有相同的时间对齐。如图所示，由于传播延迟，基站BS2传送的干扰下行链路帧34干扰BS1的帧结构。此外，示出了基站BS3的干扰下行链路帧33和用户设备UE2的干扰上行链路帧32。UE1的接收的上行链路帧31与BS1的上行链路帧重合。

图4示出作为测量期期间的时间的函数的接收信号强度，该测量期包括受干扰影响的基站处的上行链路帧和保护期。曲线41给出由例如来自图3中的帧33和34等来自其它基站的干扰产生的接收信号强度。曲线42给出例如图3中的帧31和32等接收的上行链路帧的信号强度。

参见等式(1)，包括在基站与用户设备之间传播延迟的效应和在用户设备中从接收模式到传送模式的转换时间的第一保护期持续期GP1能够从基站(eNB)坐标或者从确定最大小区大小的最大定时提前命令来确定。

参见等式(2)，第二保护期持续期GP2将包括在下行链路与上行链路帧/子帧之间基站间干扰（eNB-eNB干扰）的效应。这些帧在LTE中称为DwPTS和UpPTS。为最佳确定第二保护期，测量了基站间干扰。对于该测量，有利的是在蜂窝无线通信系统中创建或确实存在典型操作点（例如，在典型网络负载的操作点）。

在图4中，示出了由基站(eNB)在下行链路与上行链路帧之间接收的两个不同种类的信号。曲线41由在下行链路帧（即在测量进行的保护期之前的下行链路帧）期间的基站(eNB)传送产生。此曲线连续降级，例如，在非视线(NLOS)情况成主导时，或者在强视线分量存在时逐步降级。曲线42由来自在考虑的保护期后的上行链路子帧中调度的用户设备(UE)的信号产生。一旦UE开始传送，此曲线42便增长。

为测量在典型操作点的直接基站间干扰（eNB-eNB干扰），能够配置某个网络负载。因此，带有某个负载的网络范围的协调的下行链路帧配置成形成在网络中明确的干扰情况。为对最差情况情形建模，所有基站(eNB)将以完全功率传送。实际上，例如大约60%的典型或平均负载似乎更合理。可能合理的是配置此类测量局限于网络的某些区域中而不是在整个网络中。

如从图4能够看到的，用户设备信号可能干扰测量。在测量间隔期间将UE静默时，此干扰能够得以避免。因此，无任何UE业务的网络范围的协调的空上行链路帧能够配置成允许无干扰测量。UE业务包含例如PUSCH（物理上行链路共享信道）等调度的数据及例如PUCCH（物理上行链路控制信道）、RACH（随机接入信道）、SRS（探测参考信号）等控制消息。在LTE发行版8中，UpPTS只包含SRS和RACH。此外，空UL子帧在比实际使用的保护期更长的测量间隔的延长持续期中改进了测量。

测量通常在预定义的时间点开始。此类点的一个选择将是在下行链路子帧的结束时间后预定义的时间期开始eNB (eNodeB)测量。预定义的时间能够是基站(eNBs)从传送模式到接收模式(Tx-Rx)的最大转换时间，参阅3GPP TS 36.104，这在LTE中是17μs。最大转换时间允许在基站的Tx-Rx转换。系统已知的下行链路子帧的定时（例如，DwPTS大小）能够用于组合不同eNB的测量和可能的不同开始时间。也能够考虑同步TDD网络的定时准确度。

图5示出作为时间的函数的基站干扰（eNB干扰）。以上面讨论的方式配置基站后，由每个eNB测量直接eNB-eNB干扰。测量结果在图5中显示为曲线51。

如果干扰级低于某个阈值，例如，以某种方式设置，使得由于干扰所造成的信号质量降级低于某个级别的阈值，则它是可接受的。通过使用来自可接受干扰级I_OK的测量，即曲线51，能够获得对应的保护期持续期GP_OK，参见图5。测量能够基于总接收能量。测量能够基于eNB传送的训练序列。也能够使用有规律的训练信号（参考信号），该信号也可识别传送eNB。也能够测量干扰而不使用人为干扰信号。

如果使用人为干扰信号执行测量，则下行链路子帧和上行链路子帧不可用于服务于用户设备(UE)的有效负载数据传送。为降低此影响，能够在例如夜间等网络中低负载情况期间执行测量。备选的是，基站生成的干扰信号能够由有用信号组成，如有效负载数据或控制信令。在该情况下，仅一个上行链路子帧不能被使用。有用和人为干扰信号的混合也是可能的。

整个测量（曲线51）或GP持续期GP_OK可被发送到网络管理实体，例如，操作支持系统(OSS)。随后，管理实体基于GP1和GP_OK来选择最佳保护期，其中，GP1包括在基站与用户设备之间传播延迟的效应和用户设备从接收到传送模式的转换，以及GP_OK包括基站间干扰的效应。

包括所有效应的最佳保护期GP_opt能够从GP1及从如多个eNB报告的多个保护期GP_OK的最大保护期来确定：

在LTE中，下行链路帧与上行链路帧之间的保护期持续期和上行链路帧与下行链路帧之间的保护期持续期之和的持续期将是OFDM符号持续期的整数倍。

如果未在诸如操作支持系统等中央管理实体收集测量结果，但如果在基站之间以分布式方式在本地交换它们，则也能够执行所述方法。在此情况下，由每个基站计算最佳保护期GP_opt。

随后，为基站（重新）配置最佳保护期GP_opt。保护期GP_opt能够在整个网络中相同，或者能够在不同基站之间或网络的一个子区域到网络的另一子区域之间不同。子区域可包括多个基站。

修改保护期的持续期时，要更改上行链路帧的持续期或下行链路帧的持续期或两者。在包括下行链路帧、保护期和上行链路帧的帧结构的固定开始时间和固定结束时间的情况下，通过改变下行链路帧的结束时间，能够改变下行链路帧的持续期，以及上行链路帧的开始时间，能够改变上行链路帧持续期。

如果更改例如DwPTS等下行链路帧的持续期，则eNB-eNB干扰情况更改，并且因此新测量是合理的。然而，要避免下行链路子帧持续期由于第一测量而变大、由于第二测量而缩减、由于第三测量而变大并以此类推的乒乓情况。基本上，应例如通过允许在所述种类的重新测量期间对于例如仅一或两次等一定次数更改下行链路子帧持续期，避免下行链路子帧持续期的不断增大和减小。

如果只修改上行链路子帧持续期或上行链路子帧的开始时间，则由于下行链路子帧持续期或下行链路子帧的结束时间的改变造成的额外测量是不必要的。

所述方法允许TDD网络中最佳配置保护期。算法能够自动进行，从而产生自优化的TDD网络。通过优化的保护期持续期，能够最大化网络容量，并且能够最小化网络干扰。

在又一方面中，可允许在每个基站单独调整保护期。此进一步的自由度能够用于进一步改进网络资源的有效使用。

图6示出在LTE TDD中的特殊子帧配置。特殊子帧用于为从下行链路到上行链路的转换提供保护期。特殊子帧包括三个字段：下行链路字段（在LTE TDD中称为下行链路导频时隙DwPTS）、保护期和上行链路帧（在LTE TDD中称为上行链路导频时隙UpPTS）。在LTE TDD中，每个特殊子帧由14个OFDM（正交频分复用）符号组成。例如，在图6中，特殊子帧61包括下行链路帧62、保护期63和上行链路帧64。下行链路帧包括3个OFDM符号，保护期63包括10个OFDM符号，并且上行链路帧64包括1个OFDM符号。特殊子帧65包括由11个OFDM符号形成的下行链路帧66、由1个OFDM符号形成的保护期67及由2个OFDM符号形成的上行链路帧。特殊子帧配置的其它示例也在图6中示出。注意，依靠选择的特殊子帧，能够改变保护期的大小及其在特殊子帧内的位置，即，相对于特殊子帧，下行链路帧结束时间和上行链路帧开始时间均能够在一个特殊子帧与另一特殊子帧之间不同。在图6中，相对于OFDM符号的整数数量来设置不同字段之间的时间边界，然而，通常能够在每个时间实例设置在特殊子帧中的时间边界。LTE TDD支持如图6所示的特殊子帧的配置。

如上所述，保护期GP_min（参见等式1）例如能够从基站坐标或者从确定最大小区大小的最大定时提前命令确定。相对于图6所示的特殊子帧结构，又一任务是判定保护期的大小（或持续期）、下行链路帧的大小及上行链路帧的大小，使得基站间干扰保持低于可接受级别。特殊子帧的配置能够由指派到每个所述帧的OFDM符号的数量定义。通常，存在包括下行链路帧、保护期和上行链路帧的帧。下行链路帧与保护期之间的边界由下行链路帧结束时间来定义。此时间能够相对于帧来定义，例如，下行链路帧结束时间是从帧的开始直至下行链路帧（作为帧的一部分）结束的时间。此时间能够对几个帧是相同的。对应地，保护期与上行链路帧之间的边界被定义为上行链路帧开始时间，该时间也可相对于总体帧或特殊帧给出。上行链路帧开始时间和下行链路帧结束时间能够分别由OFDM符号的整数数量来定义。

一起定义保护期的开始时间和位置的下行链路帧结束时间和上行链路帧开始时间能够在属于蜂窝无线通信系统的每个基站单独被设置或调整。备选的是，两个参数能够在属于蜂窝无线通信网络或至少属于其某个属区域的每个基站以相同方式设置。下行链路帧结束时间和上行链路帧开始时间将以某种方式在每个基站设置，使得网络的时间资源得到有效使用，并且基站间干扰保持低于可接受级别，即，所述参数要以最佳方式设置。TDD系统通常设计为同步，即，帧结构的开始时间和结束时间及特殊子帧的开始和结束时间在属于网络的所有基站上相互对齐。然而，不同基站可显示不同的特殊子帧配置。

相对于图7，进一步讨论基站间干扰。此图示出相对于三个不同基站A、B和C的特殊子帧的示范干扰情况。

例如，如果在基站A要接收来自指派到基站A的用户设备的上行链路传送时，即在上行链路帧72期间，基站C的下行链路传送71到达基站A，则发生基站间干扰。

例如基站C等可能干扰基站是否干扰例如基站A等可能受影响的基站取决于以下因素：干扰基站的下行链路帧的大小（能够表示为OFDM符号的整数数量N_di）、受影响的基站的上行链路帧的大小（能够表示为OFDM符号的整数数量N_us）及干扰基站与受影响的基站之间的传播延迟（表示为T_p）。

干扰也取决于基站的同步准确度，而该准确度在本质上由于硬件限制或者由于故意的不同步配置而不是完美的。以下等式未明确考虑可能的同步误差或同步效应。

如果传播延迟

则发生上述基站间干扰，其中，N_t是每特殊子帧OFDM符号的总数（在普通循环前缀的情况下在LTE TDD中为14），T_OFDM表示一个OFDM符号的持续期（在LTE TDD中对于普通循环前缀，这是大约71.4μs），以及T_u2d表示在基站从上行链路到下行链路的转换时间（这例如是大约20 μs）。值T_u2d计及也可在基站执行的从上行链路到下行链路的转换。

相对于上述准则（不等式4），在图7中，基站B不干扰基站A，即，基站B的下行链路传送73不干扰基站A的上行链路传送帧72；然而，基站C干扰基站A。从用户设备到基站A，在上行链路帧72中调度的传送可由于基站C的下行链路帧71的干扰而严重受损。

为了降低在例如基站A和B等两个基站之间具有此类基站间干扰的风险，能够降低在受影响的基站的特殊子帧中OFDM符号的数量N_us，和/或能够降低干扰基站的特殊子帧中OFDM符号的数量N_di。假设两个基站之间的传播延迟T_p是固定的。

但在图7中，基站C干扰基站A，造成的干扰级也可在可接受级别。例如，基站C离基站A十分远时，在基站A接收的干扰可能低于可接受干扰级。

相对于LTE TDD，将以最佳方式配置某个基站的特殊子帧，即，DwPTS大小N_d和UpPTS大小N_u。随后，提议用于自动特殊子帧配置的优选方法，该方法基于干扰基站在特定受影响的基站的干扰的测量。该方法包括以下步骤。

步骤1：在第一步骤中，基站i暂时关闭其下行链路传送。通过检测干扰基站j的同步信号PSS（主同步信号）和SSS（次同步信号），基站i使其接收器一民干扰基站j的下行链路信号同步。

如果基站i的下行链路传送未关闭，则由于下行链路传送的强传送功率，可能难以检测干扰基站的信号。关闭基站i可能在夜间或低负载情况期间特别合理。鉴于能源效率，关闭的此类时间定义也是合理的。

步骤2：在第二步骤中，通过跟踪其相应PSS和SSS，获得干扰基站j的定时。另外，获得干扰基站j的对应小区标识ID _j 。随后，得到在干扰基站j与（测量）基站i之间的传播延迟Tp _ij 。

步骤3：在第三步骤中，测量干扰基站j的接收参考信号(RS)的功率级别，并且比较RS功率级别和在基站i的可接受干扰级I_ok。

能够基于测量的RS功率级别和网络的目标负载级来预测干扰基站j造成的可能干扰级。例如，能够合理地假设70%资源利用。此外，能够考虑可能的RS功率提升。随后，有效负载数据符号造成的实际干扰将小于参考信号(RS)的测量的功率级别。

可接受干扰级I_ok也取决于可能干扰基站的总数量。例如，具有少数强干扰基站或备选地具有许多弱干扰基站可能是可接受的。

由干扰基站j传送的接收参考信号的测量的RS功率可小于I_ok，这意味着基站j将对测量基站i不造成严重干扰。假设eNB_ok是在基站i未造成严重干扰的此类基站的集合。

另一方面，如果基站j的测量的干扰高于（或等于）I_ok，这指示干扰基站j的DwPTS传送信号干扰测量基站i的UpPTS接收信号，则干扰基站j可对测量基站i造严成重干扰。假设eNB_nok是在基站i未造成严重干扰的基站的集合。

步骤4：在步骤4中，为多个干扰基站执行根据步骤1到步骤3的测量，并且因此填充集合eNB_ok和eNB_nok。

步骤5：在步骤5中，基站将有关相应最大DwPTS大小通知属于集合eNB_nok的基站，这确保在集合eNB_nok中相应基站的传送不干扰测量基站i的UpPTS部分。也就是说，基于不等式(4)，eNB_nok中干扰基站j的DwPTS帧中OFDM符号的最大数量N _{dij_max} 不应超过

其中，T_pij 表示干扰基站j与测量基站i之间的传播延迟，并且N_ui表示基站i的上行链路帧UpPST中OFDM符号的数量。整数N_ui根据步骤6来确定。

步骤6：在步骤6中，基站i基于例如接收的干扰级和/或基于是否需要SRS（探测参考信号）和/或短PRACH（物理随机接入信道）来选择其自己的UpPTS大小N_ui。一旦确定参数N_ui，便能够从不等式(5)为集合eNB_nok中的所有基站计算数量N _{dij_max} 。相应数量N _{dij_max} 从基站发送到eNB_nok中的每个基站。此信令交换能够在基站之间例如经X2接口直接执行，或者能够例如由充当网络管理实体的操作和支持系统(OSS)中央控制。

步骤7：在步骤7中，指定了网络的多个或所有基站执行上述步骤。一个基站在测量来自其它基站的信号时，其它基站应传送其相应参考信号。哪个基站当前在测量以及哪个基站当前在传送其参考信号能够由基站根据预定义的型式（pattern）来确定，或者也能够由中央OSS来确定。

步骤8：为网络的多个或所有基站执行步骤1到6后，如步骤7中所述，每个基站可从多个测量基站接收最大DwPTS大小N _{dij_max} 的多个提议。每个基站k随后根据以下所述选择其数量N_dk，其中，N_dk表示在基站k的特殊帧的下行链路帧中OFDM符号的数量：

假设基站k从属于集合eNB_{inform_k}的基站i接收多个值N _{dik_max}（基站k的特殊帧的下行链路帧中OFDM符号的提议最大数量，数量由基站i提议）。集合eNB_{inform_k}包含已发送最大DwPTS大小的提议到基站k的基站。基站k随后根据以下等式确定特殊子帧的下行链路帧中OFDM符号的数量N_{dk_max}：

其中，N_t表示每特殊子帧OFDM符号的总数（在普通循环前缀的情况下，在LTE TDD中此数量等于14），N_u,k 表示如在步骤6计算的在基站k的UpPTS中OFDM符号的数量，以及GP_min,k 是用于根据等式(1)计算的基站k的保护期的限制。

N _dk 是小于N _{dk_max}的所有可行DwPTS大小中的最大值。

该方法也在如图8所示的流程图中示出。在步骤S1中，每个基站(eNB)根据等式(1)计算相应保护期GP_min。随后，一个特定基站i关闭其下行链路传送（步骤S2），获得一个特定干扰基站j的定时信息（步骤S3），以及测量该特定干扰基站j传送的接收参考信号(RS)的功率（步骤S4）。为其它干扰基站重复进行步骤S2到S4（步骤S5和S6）。在已测量所有干扰基站的相应参考信号后，基站i确定其特殊帧的上行链路帧中OFDM符号的数量N _ui ，并且通知属于集合eNB_nok（在基站造成高于阈值的干扰的基站的集合）的基站在相应干扰基站j的特殊子帧的下行链路帧中OFDM符号的相应最大数量N_{dij_max}. 数量N_{dij_max}根据等式(5)确定（步骤S7）。为网络的每个基站重复进行步骤S2到S7（步骤S8和S9）。所有基站完成其测量时，每个基站能够确定其特殊子帧的下行链路帧中OFDM符号的其数量N_d（步骤S10）。

图9示出在蜂窝无线通信网络的基站调整下行链路帧结束时间和上行链路帧开始时间的方法的流程图。该方法在基站被执行。无线网络的基站使用包括下行链路帧、保护期和上行链路帧的帧结构。下行链路帧与保护期之间的边界由下行链路帧结束时间来定义，保护期与上行链路帧之间的边界由上行链路帧开始时间来定义。该方法包括以下步骤：测量来自至少一个干扰基站的干扰（步骤S20）；依靠测量的干扰来调整上行链路帧开始时间（步骤S21）；接收至少一个下行链路帧结束时间提议（步骤S22）；以及依靠至少一个下行链路帧结束时间提议来调整下行链路帧结束时间（步骤S23）。

此处，通过调整上行链路帧的开始时间和下行链路帧的结束时间来调整保护期的位置和持续期。该方法包括步骤S20和S21（而无步骤S22和S23）时，通过调整上行链路帧开始时间来调整保护期的持续期。该方法包括步骤S22和S23（而无步骤S20和S21）时，通过调整下行链路帧结束时间来调整保护期的持续期。通常，网络中的每个基站能够以不同方式单独设置其保护期。该方法也可适合于传送用于干扰基站的下行链路帧结束时间提议。

可为每个干扰基站单独测量干扰。一旦帧结构内的保护期被调整，随后的通信便将使用调整的帧结构。保护期/帧结构的调整促使至少一个随后的帧根据调整的帧结构来传送。

下行链路帧结束时间提议通常从其它测量基站接收，这些测量基站提议用于基站的下行链路帧结束时间，使得其它测量基站不受基站的下行链路传送造成的干扰影响。通常为每个干扰基站单独测量干扰。通过在基站调整上行链路帧开始时间，能够在基站减小干扰的干扰影响。通过在基站调整下行链路帧结束时间，能够减小该基站在其它基站造成的干扰。

该方法可还包括以下步骤：确定基站与干扰基站之间的传播延迟；依靠上行链路帧开始时间和传播延迟，确定用于干扰基站的下行链路帧结束时间提议；以及如果来自干扰基站的测量的干扰高于阈值，则将下行链路帧结束时间提议通知干扰基站。

选择下行链路帧结束时间提议，使得接收提议的干扰基站将对传送提议的基站不造成高于可接受限制的基站间干扰。优选的是，仅在干扰基站造成高于可接受级的干扰时才通知干扰基站。

该方法可还包括获得定时信息和干扰基站的标识符的步骤，其中，依靠定时信息和参照标识符来确定传播延迟。为每个干扰基站单独确定传播延迟。

该方法可还包括接收干扰基站的第一参考信号的步骤，其中，干扰测量基于第一参考信号。参考信号能够对每个基站是独特的，使得它能够用于识别相应干扰基站。还能够选择参考信号，使得它定义相应干扰基站的某个负载。

该方法可还包括传送用于干扰测量的第二参考信号的步骤。第二参考信号预期由其它基站用于测量干扰。它可根据需要的或指定的网络负载或在基站的负载来选择。它也可识别基站。

该方法可还包括依靠第二传播延迟、小区大小、基站坐标和转换时间的至少之一来确定保护期的步骤，其中，下行链路帧结束时间也依靠确定的保护期和确定的上行链路开始时间进行调整。

第二传播延迟描述在基站与基站服务的用户设备之间的传播延迟。小区大小是基站服务的小区的大小。转换时间包括UE从接收模式（下行链路）转换到传送模式（上行链路）所要求的时间。

此外，在上述方法中，下行链路帧结束时间、上行链路帧开始时间、下行链路帧结束时间提议和保护期的至少之一可由OFDM符号的特定整数数量来定义。由OFDM符号的整数数量来定义提及的参数产生了所述方法的计算上高效的执行，并且降低了要求的信令开销。

此外，在上述方法中，通过使用帧结构的配置帧，能够调整上行链路帧开始时间和下行链路帧结束时间。配置帧包括多个OFDM符号，其中，可配置的第一部分属于下行链路帧，以及可配置的第二部分属于上行链路帧。此类配置帧可以是如讨论的特殊子帧。

可选的是，仅在蜂窝无线通信系统的负载低于负载阈值时才执行方法。所述训练方法优选将在低负载情况期间被执行，例如，在夜间被执行。

方法可还包括从预定义的型式或者从网络管理实体或者从干扰基站接收初始化以执行方法的步骤。在基站要执行诸如发送参考信号、在下行链路帧期间关闭以及测量干扰或参考信号时，初始化可用于为网络的基站给出信息。通过使用初始化，能够为网络中的多个基站合理地协调方法。

所述方法可在网络的几个基站中协调地运行。由此，基本概念是为每个干扰基站单独预测在（测量）基站的可能基站间干扰。这例如通过为每个基站测量干扰基站的特定参考信号（和/或同步信号），估计诸如路径损耗和传播延迟等信道条件，以及通过基于目标网络负载预测来自干扰基站的基站间干扰的级别来完成。（测量）基站设置下行链路帧结束时间和上行链路帧开始时间以基于测量结果来配置在（测量）基站包括下行链路帧、保护期、上行链路帧的帧结构。它也通过发送下行链路结束时间提议到它们来影响干扰基站的下行链路帧结束时间。另一方面，基站将接收它能够用于确定自己的下行链路结束时间的提议。

这样，在每个基站以最佳方式单独地、自动地设置下行链路帧结束时间和上行链路帧开始时间（即，通过在仍有效使用时间资源的同时减小基站间干扰的影响）。

在几个基站中执行方法以便在几个基站的每个基站单独调整上行链路开始时间和下行链路帧结束时间可由诸如OSS等网络管理单元来协调。

图10示出根据一个实施例的基站100。基站100包括：用于测量干扰的测量设备101、用于调整上行链路帧开始时间的调整器102、用于接收至少一个下行链路帧结束时间提议的接收器103及用于调整下行链路帧结束时间的调整器104。基站可还选择性地包括至少以下之一：用于确定传播延迟的控制器105、用于确定下行链路帧结束时间的控制器106、用于通知另一基站下行链路帧结束时间提议的传送器107、用于获得定时信息和标识符的控制器108、用于接收第一参考信号的接收器109、用于传送第二参考信号的传送器110、用于确定保护期的控制器111。接收器103和/或109将接收的信息转发到处理单元112，其中，元素101、102、104、105、106、108及111可在硬件或软件中实现。在对应处理后，相应信号被转发到传送器107和/或110。

要理解的是，基站/eNB能够是所有种类的基站/eNB，如宏基站、微微基站、毫微微基站或家庭基站/eNB。此外，由于中继节点也服务于其自己的小区，因此，它们被认为是本发明公开的范围内的基站/eNB。

Claims (30)

1.一种用于为蜂窝无线通信系统在基站(100)中调整保护期(3)的方法，所述基站(100)适合于在包括下行链路帧(2)、所述下行链路帧之后的所述保护期(3)、所述保护期之后的上行链路帧(4)的帧结构(1)中进行通信，所述方法包括以下步骤：

依靠来自至少一个干扰基站的时间来测量（S20，S4）干扰；

依靠所测量的干扰来调整（S21、S7）所述帧结构内的上行链路帧开始时间;

确定所述基站与所述干扰基站之间的传播延迟；

依靠所述上行链路帧开始时间和所述传播延迟来确定用于所述干扰基站的下行链路帧结束时间提议；以及

将所述下行链路帧结束时间提议通知所述干扰基站。

2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

接收(S22)用于所述基站的至少一个下行链路帧结束时间提议；以及

依靠所述至少一个下行链路帧结束时间提议来调整（S23，S10）所述帧结构内的下行链路帧结束时间。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述干扰基站被通知来自所述干扰基站的测量的干扰是否高于阈值。

4.如权利要求1到3的任一项所述的方法，还包括以下步骤：

接收所述干扰基站的第一参考信号，所述干扰基于所述第一参考信号来测量。

5.如权利要求1到3的任一项所述的方法，还包括以下步骤：

传送用于干扰测量的第二参考信号。

6.如权利要求1到3的任一项所述的方法，还包括以下步骤：

依靠第二传播延迟、小区大小、基站坐标和转换时间的至少之一来确定保护期，其中所述下行链路帧结束时间也依靠所确定的保护期和所调整的上行链路帧开始时间进行调整。

7.如权利要求1到3的任一项所述的方法，其中所述下行链路帧结束时间、所述上行链路帧开始时间、所述下行链路帧结束时间提议及所述保护期的至少之一由OFDM符号的整数数量来定义。

8.如权利要求1到3的任一项所述的方法，其中通过在所述帧结构内使用配置帧（61，65）来调整所述上行链路帧开始时间和所述下行链路帧结束时间。

9.如权利要求1到3的任一项所述的方法，其中如果所述蜂窝无线通信系统的负载低于负载阈值，则执行所述方法。

10.如权利要求1到3的任一项所述的方法，还包括以下步骤：

从预定义的型式或者从网络管理实体或者从所述干扰基站接收初始化以执行所述方法。

11.一种用于操作网络管理实体以及用于为蜂窝无线通信系统中的多个基站单独调整保护期的方法，所述方法包括以下步骤：

为所述多个基站协调如权利要求1到10之一所述方法的执行。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述方法还包括以下步骤的至少之一：

接收用于所述多个基站的多个下行链路帧结束时间提议；

接收用于所述多个基站的多个干扰测量结果；

接收用于所述多个基站的多个上行链路帧开始时间；

接收用于所述多个基站的多个保护期持续期；以及

依靠所述多个下行链路帧结束时间提议、所述多个干扰测量结果、所述多个上行链路帧开始时间及所述多个保护期持续期的至少之一来调整用于所述多个基站的多个下行链路帧结束时间。

13.一种用于蜂窝无线通信系统的基站(100)，所述基站适合于在所述基站(100)调整保护期以及在包括下行链路帧(2)、所述下行链路帧之后的所述保护期(3)、所述保护期之后的上行链路帧(4)的帧结构(1)中进行通信，所述基站包括：

测量设备(101)，用于依靠来自至少一个干扰基站的时间来测量干扰；

调整器(102)，用于依靠所测量的干扰来调整上行链路帧开始时间;

用于确定所述基站与所述干扰基站之间的传播延迟的控制器(105)；

用于依靠所述上行链路帧开始时间和所述传播延迟来确定用于所述干扰基站的下行链路帧结束时间提议的控制器(106)；以及

用于将所述下行链路帧结束时间提议通知所述干扰基站的传送器(107)。

14.如权利要求13所述的基站，还包括：

接收器(103)，用于接收用于所述基站的至少一个下行链路帧结束时间提议；以及

调整器(104)，用于依靠所述至少一个下行链路帧结束时间提议来调整所述下行链路帧结束时间。

15.如权利要求13所述的基站，其中所述干扰基站被通知来自所述干扰基站的测量的干扰是否高于阈值。

16.如权利要求13到15的任一项所述的基站，还包括：

接收器(109)，用于接收所述干扰基站的第一参考信号，所述干扰基于所述第一参考信号来测量。

17.如权利要求13到15的任一项所述的基站，还包括：

传送器(110)，用于传送用于干扰测量的第二参考信号。

18.如权利要求13到15的任一项所述的基站，还包括：

控制器(111)，用于依靠第二传播延迟、小区大小、基站坐标和转换时间的至少之一来确定保护期，其中所述下行链路帧结束时间也依靠所确定的保护期和所调整的上行链路帧开始时间进行调整。

19.如权利要求13到15的任一项所述的基站，其中所述下行链路帧结束时间、所述上行链路帧开始时间、所述下行链路帧结束时间提议及所述保护期的至少之一由OFDM符号的整数数量来定义。

20.如权利要求13到15的任一项所述的基站，其中通过在所述帧结构内使用配置帧（61，65）来调整所述上行链路帧开始时间和所述下行链路帧结束时间。

21.一种用于蜂窝无线通信系统的网络管理实体，所述网络管理实体适合于为所述蜂窝无线通信系统中多个基站管理保护期的单独调整，所述网络管理实体包括：

协调器，用于为所述多个基站协调如权利要求1到10的任一项所述方法的执行。

22.如权利要求21所述的网络管理实体，还包括以下至少之一：

用于接收用于所述多个基站的多个下行链路帧结束时间提议的接收器；

用于接收用于所述多个基站的多个干扰测量结果的接收器；

用于接收用于所述多个基站的多个上行链路帧开始时间的接收器；

用于接收用于所述多个基站的多个保护期持续期的接收器；以及

用于依靠所述多个下行链路帧结束时间提议、所述多个干扰测量结果、所述多个上行链路帧开始时间及所述多个保护期持续期的至少之一来调整用于所述多个基站的多个下行链路帧结束时间的调整器。

23.一种用于为蜂窝无线通信系统在基站(100)中调整保护期(3)的装置，所述基站(100)适合于在包括下行链路帧(2)、所述下行链路帧之后的所述保护期(3)、所述保护期之后的上行链路帧(4)的帧结构(1)中进行通信，所述装置包括：

用于依靠来自至少一个干扰基站的时间来测量（S20，S4）干扰的部件；

用于依靠所测量的干扰来调整（S21、S7）所述帧结构内的上行链路帧开始时间的部件;

用于确定所述基站与所述干扰基站之间的传播延迟的部件；

用于依靠所述上行链路帧开始时间和所述传播延迟来确定用于所述干扰基站的下行链路帧结束时间提议的部件；以及

用于将所述下行链路帧结束时间提议通知所述干扰基站的部件。

24.如权利要求23所述的装置，还包括：

用于接收(S22)用于所述基站的至少一个下行链路帧结束时间提议的部件；以及

用于依靠所述至少一个下行链路帧结束时间提议来调整（S23，S10）所述帧结构内的下行链路帧结束时间的部件。

25.如权利要求23所述的装置，其中所述干扰基站被通知来自所述干扰基站的测量的干扰是否高于阈值。

26.如权利要求23到25的任一项所述的装置，还包括：

用于接收所述干扰基站的第一参考信号的部件，所述干扰基于所述第一参考信号来测量。

27.如权利要求23到25的任一项所述的装置，还包括：

用于传送用于干扰测量的第二参考信号的部件。

28.如权利要求23到25的任一项所述的装置，还包括以下步骤：

用于依靠第二传播延迟、小区大小、基站坐标和转换时间的至少之一来确定保护期的部件，其中所述下行链路帧结束时间也依靠所确定的保护期和所调整的上行链路帧开始时间进行调整。

29.如权利要求23到25的任一项所述的装置，其中所述下行链路帧结束时间、所述上行链路帧开始时间、所述下行链路帧结束时间提议及所述保护期的至少之一由OFDM符号的整数数量来定义。

30.如权利要求23到25的任一项所述的装置，其中通过在所述帧结构内使用配置帧（61，65）来调整所述上行链路帧开始时间和所述下行链路帧结束时间。