CN103493388B - 无线通信系统的多个小区中的协同传输方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种用于无线通信系统的多个小区中的协同传输的方法，其中如果用户设备（112）在由多个小区（113）接收的信号之间检测到干扰状况，则用户设备（112）触发所述多个小区的协同传输，所述用户设备根据网络动态设定的无线电质量度量检测所述干扰状况，并通过向所述多个小区中的至少一个小区发送触发信号来触发协同传输。还公开了在其中利用上述方法实现协同传输的无线通信系统中使用的无线电设备和用户设备。

Description

无线通信系统的多个小区中的协同传输方法
技术领域
本发明涉及无线通信系统，更特别地，涉及多小区多点协同发射和接收（CoMP）系统和方法。
具体地，本发明优选应用于其中在3GPP（第三代合作伙伴计划）组中正在讨论和评估协同传输技术的使用的先进无线通信系统，比如LTE-A（先进的长期演进）中。不过，本发明并不局限于基于OFDM（正交频分复用）的无线通信系统，比如LTE、LTE-A、WiMAX（微波接入全球互通）、UMB（超移动宽带），相反，在利用不同的无线电接入技术，比如CDMA（码分多址接入）的系统中，本发明也是适用的。
本发明还涉及供在这种无线通信系统中使用的设备。
背景技术
小区间干扰是限制无线通信系统的频谱效率的主要因素之一，尤其是对位于蜂窝系统的小区边缘的用户来说更是如此。在第二代系统，比如GSM（全球移动通信系统）中，通过借助大于1的复用因子限制空间域中的频率资源的使用，使小区间干扰得到控制。
在其中频率复用因子为1个单位的诸如UMTS（通用移动通信系统）之类的第三代系统中，通过用户设备与多个NodeB的连接，借助软/更软的切换技术，减轻了对于小区边缘用户的小区间干扰。
为了解决比如LTE-A之类第四代（4G）系统中的小区间干扰的问题，最近提出了协同多点发射和/或接收（也称为CoMP）的概念。基本思想是在不同的无线电基站（在LTE-A中称为eNodeB）之间具有某种形式的协同，以便限制小区间干扰，或者将干扰信号变成有用的信号。在第一种情况下，只从一个发射点（即，服务小区）发送数据，其它小区修改它们的传输以便减小对于特定的时间/频率传输资源的干扰。在3GPP术语中，这些机制被称为协同调度/协同波束成形（CS/CB）。在第二种情况下，数据从多个小区发送给用户，使得干扰变成有用的信号。按照3GPP术语，这种第二类的CoMP机制被表示成联合处理（JP）。
可在协议栈的不同层面出现小区间的协同：例如在物理层层面（L1协同）、在调度层（L2协同）或者在无线电资源管理层（L3协同）。在任何情况下，CoMP的目标是主动减小小区间干扰，或者理想地使小区间干扰不存在，从而为所有被服务用户提供相同的QoS（例如，吞吐量），而不管他们在小区内的位置。
WO2010/116340公开一种降低CoMP小区（用于识别服务不同小区的一组eNodeB的术语）内的小区间干扰的系统和方法，其中CoMP小区控制器收集关于相邻CoMP小区的调度信息，以便调度对受控CoMP小区内的用户设备（UE）的数据传输。
小区间的协同显然具有成本，所述成本由源于通过无线电接口和通过协同小区之间的回程链路的信息（数据、控制和测量）的交换的开销表示。
专利申请WO2010/036158提供一种用户分组方法，以折衷CoMP下行链路容量和所需的上行链路反馈。根据参考信号，对每对分布式发射器和用户设备（UE）测量诸如大尺度衰落之类的信道元素，并且网络接收该信息，作为上行链路中的反馈。CoMP网络根据可用于反馈的上行链路容量确定可承受的最大交叉干扰水平αreq。如果该最大交叉干扰水平αreq被超过，那么地理上分离的UE被分成尽可能少的组，每个组内的UE是分离的，各个组被分配不同的时间/频率资源块。依据交叉干扰不超过αreq的约束进行分组。这种解决方案不会太多地降低由CoMP引起的网络开销，因为它要求网络评估最大干扰水平是否被超过，这意味网络应接收大量的数据（降低上行链路容量），并且应实现另外的计算以实现用户分组。
此外，CoMP技术要求UE搜索和识别适合于实现协同发射和接收的小区。这存在增大UE复杂度（因为需要更多的处理和存储硬件）的缺陷，和加重电池消耗（因为需要一些测量）的缺陷。为了解决该问题，WO2010/039066公开一种CoMP系统，其中一个UE由属于一个服务CoMP小区的几个子小区服务，并且其中CoMP小区中的所有子小区同样地发送公共信道信号。在这种系统中，UE通过比较CoMP小区质量性能测量和可由网络提供的阈值，只在目标CoMP小区内进行小区搜索。
这种解决方案降低UE复杂度，但未降低网络复杂度，仍然存在由CoMP系统中的小区/子小区的协同带来的网络开销的缺陷。
发明内容
本发明的目的是解决实现协同发射/接收的现有无线系统的其中一些问题。
特别地，本发明的一个目的是提供一种允许控制小区间干扰，同时使网络开销受到控制的无线通信系统及其方法。
本发明的再一个目的是提供允许改善网络资源的使用的系统和方法。
本发明的另一个目的是提供一种允许改善网络资源的利用，同时降低对用户设备消耗的影响的CoMP方法。
这些和其它目的是利用包含附加权利要求的特征的系统和方法实现的，所述附加权利要求构成本发明的组成部分。
当UE检测到从不同小区接收的信号之间的可能干扰时，所述方法借助小区协同传输技术降低小区间干扰。这种干扰状况的检测是由UE根据网络动态定义并发送给UE的信号质量度量进行的。
这种解决方案提供的优点在于：测量由UE进行，而不存在网络的过载，但是确定协同传输的触发的条件由网络定义，并且可以逐个用户地/逐个连接地定义，以便优化网络资源和控制网络开销。
在本发明的一个方面，可能进行干扰的小区首先尝试在层2层面协同传输，尤其是通过协同调度来协同传输。如果这种协同不可行，那么小区在物理层协同传输，尤其是通过控制小区的至少一个天线的辐射场来协同传输。
这种途径具有通过在调度层（L2）工作，能够最大地利用发射天线，以最大化分集阶数或者对有用无线电链路的空间复用度的优点。相反，当在物理层层面（L1）进行抗干扰时，天线被同时用于通过有用的无线电链路进行发射，并且最小化对位于相邻小区中的受干扰UE的干扰。于是在这种情况下，不能最大化分集阶数或者对有用无线电链路的空间复用度。
在本发明的另一个方面，在整个传输频带上，即，在可由接入设备发送的整个频率范围上，提供用户设备为检测干扰状况而进行的测量。通过实现这种测量，UE获得整个传输频带内的干扰状况的良好认识，并因此能够向网络提供可用于改善调度的信息。
在本发明的另一个方面，网络向用户设备提供和应进行质量测量的特定频率范围有关的信息。特别地，这些频率范围是服务小区目前分配给用户或者将分配给用户的频率范围。这带来减少用户设备的功耗的优点。
在另一个方面，本发明涉及用于实现协同发射/接收的方法的设备。特别地，本发明涉及一种无线电设备，包括：用于与用户设备（UE）无线通信的装置，和用于与第二无线电设备通信的装置，所述第二无线电设备适合于与所述用户设备建立无线通信。按照本发明的无线电设备包括用于向UE发送无线电质量度量，尤其是基于每个用户定义的度量，以便检测干扰状况的装置。此外，按照本发明的无线电设备包括用于从用户设备接收触发信号的装置，所述触发信号包括所述第二无线电设备的标识符。无线电设备随后被配置成当收到所述触发信号时与所述第二无线电设备协同传输。
在一个方面，本发明涉及一种无线电设备，包括操作上与接收单元连接并与发射单元连接，以便和用户设备无线通信的控制单元。该无线电设备包括用于与第二无线电设备通信的接口，所述第二无线电设备适合于与相同的用户设备建立无线通信。控制单元被配置成设定无线电质量度量，并通过发射装置将所述无线电质量度量传送给用户设备以便检测干扰状况。控制单元适合于通过接收单元从用户设备接收触发信号，所述触发信号包括第二无线电设备的标识符。该无线电设备还包括操作上与控制单元连接、用于与第二无线电设备通信的数据接口，该控制单元适合于当收到触发信号时与第二无线电设备协同传输。
按照另一个方面，本发明目的还在于一种在无线通信系统中使用的用户设备。该用户设备包括：用于测量从通信系统的多个发射器接收的信号的质量的装置，和用于发送触发所述多个发射器中的至少两个发射器的协同传输的触发信号的装置。
在一个方面，本发明涉及一种在无线通信系统中使用的用户设备。所述用户设备包括：用于测量从通信系统的多个无线电设备接收的信号的质量的测量单元，和操作上与发射单元连接的控制单元。控制单元适合于生成触发信号，并通过发射单元将所述触发信号发送给无线电设备，所述触发信号适合于触发所述多个无线电设备中的至少两个设备的协同传输。控制单元被配置成当通过比较利用测量单元进行的质量测量和从无线通信系统的无线电设备接收的无线电质量度量而检测干扰状况时，发送所述触发信号。
根据优选的非限制实施例的以下说明，本发明的其它目的和优点将是明显的。
附图说明
下面将参考附图中出于举例说明而非限制性目的提供的非限制性例子，说明本发明。这些附图图解说明本发明的不同方向和实施例，在适当的情况下，不同附图中的相似结构、组件、材料和/或元件用相似的附图标记表示。
图1图解说明实现CoMP的无线通信系统。
图2图解说明图1的通信系统中的多个小区的协同传输的方法的流程图。
图3图解说明由图1的系统中的用户设备进行的小区无线电质量测量。
图4图解说明图1的通信系统中的多个小区的协同传输的方法的第二实施例的流程图。
图5是适合于实现本发明的方法的无线电设备的方框图。
图6是适合于实现本发明的方法的用户设备的方框图。
具体实施方式
虽然本发明可以有各种修改和备选结构，不过附图中表示了并且下面将详细说明本发明的一些示例性实施例。然而，应明白并不意图将本发明局限于公开的具体形式，相反，本发明覆盖在权利要求中限定的本发明的范围内的所有修改、备选结构和等同物。
在下面的说明和在附图中，相同的元件用相同的附图标记识别。“例如”、“等”和“或”的使用指示非排他的备选方案，而不是限制性的，除非另有说明。“包括”的使用意味“包括，但不限于”，除非另有说明。
术语“协同集合”将用于识别直接或间接参与对于特定UE的传输的传输点/设备（地理上分离或者共处一地）的集合。
在图1中，示意地公开了无线通信系统，尤其是包括无线接入子系统的电信网络100。
电信网络100包括接入子系统110（也称为UTRAN或E-UTRAN）和核心网络120。
接入子系统110包括与用户设备（UE）112无线通信的接入设备111。在一个实施例中，接入子系统还包括能够将用户设备连接到网络的设备。
在下面的说明中，电信网络100是LTE-A网络，接入设备111是eNodeB设备，然而本发明并不局限于这种网络。例如，网络100可以是LTE或UMTS或GSM或GPRS或EDGE网络。取决于网络的类型，接入设备可以是不同种类的接入设备，可以按照不同的方式互连。于是，这些设备并不局限于eNodeB，可包含适合于提供与UE的无线连接的任何设备；例如，接入设备可包含接入点、无线电基站、远程无线电头端（RRH）和控制无线电基站的无线电网络控制器。
接入子系统110被分成多个小区113，每个小区包含与在对应覆盖范围中的UE通信的至少一个接入装置。每个接入装置包括一个设备和一个或多个天线。在所述设备能够从不同的天线接收和发射信号的情况下，每个小区113可被逻辑地分成多个子小区，每个子小区由公共设备控制的特定天线覆盖。为了清楚起见，下面的说明将被局限于网络100被分成小区而没有子小区的情况，然而，本发明可适用于包含子小区的网络，其中协同发射/接收涉及子小区或者小区和子小区的协同。
eNodeB111通过数据接口114（图1中用虚线表示）彼此互连，在LTE中，数据接口114被称为X2接口。X2接口基于IP协议。eNodeB111通过S1接口115连接到核心网络120，核心网络120包括向通过接入子系统110连接的用户提供服务（比如语音呼叫或VoIP呼叫）的服务器和数据库（比如，归属位置寄存器）。特别地，核心网络120包括用于与其它网络连接的MME（移动管理实体）和网关。
在下面的说明中，将利用术语“回程链路”表示接入设备之间以及接入设备和核心网络之间的任何链路。
在优选实施例中，eNodeB111负责所有无线电相关的功能，并被编程以实现多点协同发射/接收（CoMP），这意味从几个发射点发射信号/在几个接收点发射/接收信号。
在一个实施例中，小区113被分组为多个CoMP小区，每个CoMP小区包括由协同系统协同的多个相邻小区，在优选实施例中，所述协同系统是包括连接到或者集成在一个或多个eNodeB中的不同协同单元的分布式系统。
网络100适于实现这里参考图2和3公开的多点协同发射/接收（CoMP）方法。
在步骤200，服务UE112的小区（例如，交换无线电资源控制消息的小区）传送无线电质量度量，尤其是质量阈值Δi(k)，所述无线电质量度量将被UE112用于触发来自不同小区的协同发射，例如，以便减小UE112遭受的小区间干扰。
通常，对于每个用户，服务小区设定取决于用户请求的服务的类型和/或在网络中发生的事件和/或用户行为的阈值。于是，相同小区中的不同用户或者在不同时间的相同用户可被配置以不同值的阈值。
所述阈值可由网络（尤其是由eNodeB）利用RRC（无线电资源控制）信令，在连接建立期间或者当连接已建立时周期地配置。
优选地，在呼叫设置时（即，在连接建立期间）首次配置所述阈值，随后可由网络通过下行链路信令修改所述阈值。当在连接模式下时，UE周期地测量高于规定的最小水平收到的服务小区的质量指标，和干扰小区的质量指标。用户设备周期性地重复这样的测量，所述周期可由网络配置。作为替代地，在发生特定事件时，网络可以触发所述测量。例如，如果网络状态指示较低的上行链路负载，那么基站可以命令更新关于特定用户的阈值，随后触发新测量的执行，以便更新CoMP方案使用的协同集合的大小。
优选地，通过SRB（信令无线电承载，SRB0-SRB2）传送专用RRC消息，所述专用RRC信息被映射到在RLC层的CCCH（公共控制信道）和DCCH（专用控制信道）。在连接建立期间使用CCCH信道，而在RRC连接模式下使用DCCH。因而可在连接设置时，通过RRCConnectionSetup消息配置阈值，随后通过RRCConnectionReconfiguration消息重新配置阈值。在一个优选实施例中，在信息元素（IE）ReportConfigEUTRA中规定阈值和所述阈值涉及的小区无线电质量测量；在3GPP规范TS36.331，“Radio Resource Control（RRC）Protocolspecification”，V9.4.0（2010-09），第187-189页中说明了该信息元素，不过对本发明来说，该信息元素被修改，以便传送与阈值和所述阈值涉及的小区无线电质量测量有关的信息。
在步骤201，UE112进行小区搜索，检测相邻小区的小区标识符；优选地根据网络100的小区广播的主同步信号和辅同步信号，检测小区标识符。在这里说明的实施例中，假定UE112发现4个干扰小区。
在步骤202，UE112测量服务小区的小区无线电质量和识别出的相邻小区的小区无线电质量；特别地，UE112测量与在步骤200由网络传送的阈值相关的指标。优选地利用由不同小区113发送的同步信号（SS）或参考信号（RS），进行这种测量。所述测量的一些公知例子是参考信号接收质量（RSRQ）、参考信号的信号干扰比（RS SINR）和参考信号接收功率（RSRP）。在一个实施例中，小区无线电质量测量是在整个发射频带内进行的，从而被表示成“宽带”。在备选实施例中，小区无线电质量测量是在表示成“子带”的频带的特定部分内进行的。为了使UE112可以知道将进行哪些测量，服务小区可将有关信息连同阈值Δi(k)一起发送给UE。
图3表示由UE关于服务小区（Qs）和关于4个干扰小区（QI1、QI2、QI3、QI4）测量的小区无线电质量（例如，RSRP、RS SINR、RSRQ等）。在时刻k，网络对于第i个用户（本例中，UE112）设定的阈值被表示成Δi(k)。
在步骤203，UE112比较关于不同小区测量的小区无线电质量，以便检测哪些小区经历相差小于网络在步骤200设定的质量阈值的无线电质量。
利用公式，UE112进行的测量可被表示成如下所示
其中QS是在给定时间间隔Tm内，关于服务小区测量的质量指标的值（单位为分贝（dB）），是在相同的时间间隔Tm内，或者在相邻的时间间隔内，关于第j个干扰小区测量的质量指标的值（单位为dB），以便可与第一个测量比较。优选地在UE112在服务小区被分配到的子带内进行利用公式（1）描述的测量。
随后比较质量差值和由网络设定的用dB表示的阈值Δi(k)（步骤204）。特别地，UE112检查是否
如果对于所有的干扰小区来说，所述差值都未降到阈值之下，那么UE112只向网络发送测量的服务小区的质量（步骤205），网络不用任何协同传输技术地服务该UE。例如，如果在连接建立期间采取步骤200-204，并且如果等式（2）不成立，那么UE连接到服务小区，而不对干扰小区采取任何行动。
在一个实施例中，如果所述差值降到阈值之下，那么UE112通过上行链路信令至少发送CoMP启动比特（步骤206），CoMP启动比特通知网络：对于干扰小区Ij，必须启动抗干扰机制。在一个实施例中，该信息由UE借助报告消息，尤其是MeasurementReport消息，传送给eNodeB，所述报告消息用于利用RLC（无线电链路控制）层的逻辑DCCH信道和/或RRC层的SRB1，报告测量结果。连同CoMP启动比特一起，UE还发送正在产生对UE的接收有害的干扰的干扰小区的小区ID。
在收到CoMP比特之后，服务小区与干扰小区Ij交换一些信息（步骤207），以便开始协同传输。在一个实施例中，服务小区与干扰小区Ij交换一些层2（L2）控制信息，以便可能在调度层解决干扰问题。eNodeB之间的信息的这种交换可通过X2接口或者S1接口（等待时间更长）发生。在一个实施例中，如果利用某种方式可以预测这种消息的话，为了启动CoMP，服务小区与干扰小区共享UE112目前位于的且在接下来的子帧中它将被调度到的调度位置（即，资源块索引和子帧索引）。
在一个实施例中，根据该信息，干扰小区调度器尝试通过释放有关的资源，并将它的服务用户分配到不同的子带，减小干扰（步骤208）。在LTE术语中，一个子带由一定数目的相邻PRB（物理资源块）构成，其中每个PRB由12个相邻的子载波构成。这种协同方案被表示成动态分数频率复用（D-FFR），因为给定时间/频率资源的空间复用由不同的基站协同确定。在第二实施例中，干扰小区降低被告知的发射资源的发射功率；如果干扰小区正在服务接近干扰基站的中心用户，那么此第二实施例是优选的。通常，当干扰小区负载较小，从而调度器具有管理干扰问题的足够自由度时，优选地应用上面说明的L2机制。因此，在图4的实施例中，在服务小区和干扰小区Ij已交换（步骤207）信息之后，执行判定步骤209，以便开始关于UE112的协同发射。
在步骤209，所述方法于是检查借助服务小区和干扰小区的调度协同，是否能够降低UE112经历的干扰。如果这样的调度协同是可能的，那么所述方法继续上面参考图2的实施例说明的步骤208。
如果调度约束条件使在调度层面解决关于UE的干扰问题不可行，那么启动抗干扰机制的第二层面。所述第二层面在物理层层面（L1）起作用，并要求与在L2步骤交换的信息的大小相比，通过服务小区的上行链路和通过回程链路的明显更大的信令交换和测量。
在抗干扰机制的第二层面，服务小区命令（步骤210）UE112（例如，通过下行链路RRCConnectionReconfiguration消息）对干扰小区Ij和UE112之间的无线电链路进行详细的CSI（信道状态信息）测量。这种请求通常被补充以其中将进行所述测量，并且其中UE112很可能在接下来的子帧中被服务小区调度的频率资源（即，子带）的索引。在使用消息RRCConnectionReconfiguration的情况下，信息元素（IE）ReportConfigEUTRA适合于指定将由UE进行的CSI测量的种类和有关的参数。
在收到报告CSI的请求之后，UE112进行必要的测量（步骤211），并向服务小区报告所述必要的测量（步骤212）。
UE报告的CSI的种类可随在所考虑的通信系统中采用的复杂度/精度折衷而不同。
在第一实施例中，UE112明确报告CSI。在明确报告CSI的情况下，UE112估计并向服务小区报告干扰小区Ij和UE112之间的无线电链路的信道矩阵的量化形式。该信息随后通过回程（即，X2接口）被传送给干扰小区（步骤213）。
干扰小区Ij使用关于干扰链路的信道知识，以便减小UE112经历的干扰（步骤214）。特别地，干扰小区Ij按照在网络中实现的多小区协同方案，计算适当的预编码权重。例如，在纯粹的多小区抗干扰方案的情况下，在干扰小区Ij计算预编码权重，以便在朝向UE112的相关方向上，在辐射图中放置抵消信号。适合于这种目的的算法的例子是在A.Tarighat，M.Sadek，A.H.Sayed的论文“A Multi User Beamforming Scheme forDownlink MIMO Channels based on Maximizing Signal-to-Leakage Ratio”（University of California,ICASSP2005）中描述的基于信号对泄漏加噪声比（SLNR）的概念的那些算法。相反就联合发射方案来说，计算在干扰小区Ij的预编码权重，以便在朝向UE112的相关方向上，使天线增益达到最大。
在第二实施例中，UE112报告与CSI关联的指标；在这种情况下，UE隐式地报告CSI。在隐式地报告的情况下，优选地利用码本量化CSI，并且所报告的量用在码本中选取的最佳元素的表示成PMI（预编码矩阵索引）的索引代表。相对于明确的CSI报告，隐式的报告减少了CSI开销，代价是精度较低。另外，在基于码本的预编码的情况下，UE进行的PMI选择取决于在网络中实现的协同方案的种类。就纯粹的抗干扰方案来说，选择PMI，以使干扰小区Ij和UE112之间的功率泄漏降至最小。在这种情况下，有用的数据仅仅由服务小区发送给UE112。在联合发射方案的情况下，选择PMI，以使干扰小区Ij和UE112之间的信道增益最大化。在这种情况下，通过利用简单的空间复用方案或者利用更复杂的多小区多用户MIMO（MU-MIMO）方案，由有用的小区和干扰小区发送有用的数据。
按照上面参考图3给出的定义，阈值Δi(k)是服务小区的无线电质量指标和对于每个干扰小区测量的相同指标之间的最小差值。当UE测量的所述指标的差值降到阈值之下时，启动协同机制。
阈值Δi(k)的更大正值指示在抗干扰机制中可包括大量的干扰小区，从而隐式地增大关于UE112的协同集合的大小。在这种情况下，该算法还可包括弱小区，结果信令开销增大，用户可达到的QoS也增大。然而为了限制开销，在一个实施例中，网络定义协同集合的最大大小（CS）。在这种情况下，只有阈值被超过的CS-1最强干扰小区被包含在UE112的协同集合中。
相反，阈值的较小值或者负值限制了其中能够实现CoMP技术，从而降低UE产生的开销，还降低可达到的QoS的对应水平的情况。作为限制，阈值的很小的值或者甚至负值完全禁止干扰协同方案的启动。
通过动态控制分配给不同UE的阈值，网络于是能够控制回程链路上的开销，同时控制向用户提供的QoS。
在优选实施例中，由用户设备进行的小区无线电质量测量不被报告给网络。在这种情况下，网络仅仅通过采用可在网络侧获得的信息，比如用户简档、服务等级（例如QCI）、上行链路负载、回程负载、UE能力，按照可被定义为“开环”的方式，就可设定每个用户的阈值Δi(k)。在备选实施例中，每个用户设备通过上行链路信令，向网络报告小区无线电质量测量在该备选实施例中，借助在eNodeB上运行的、使用所报告的测量和在网络侧的可用信息的适当算法，设定阈值。定义成“闭环”的这种备选实施例允许以更大的上行链路信令负载和延迟的代价，定义更复杂的阈值控制算法。
根据上面说明的优选实施例，本发明的优点是显而易见的。
另外，显然本领域的技术人员能够提供对上述实施例的许多改变，而不脱离源于附加权利要求的本发明的范围。
例如，可以按照不同的方式设定阈值，以便考虑到不同的因素和获得不同的优点。
在本发明的第一实施例中，阈值Δi(k)与保存在HLR（归属位置寄存器）中的用户的简档有关。例如，相对于具有较低简档的用户，具有较高简档的用户（即，金牌用户或高端用户）被网络配置以值较大的阈值Δi(k)。
在第二实施例中，阈值Δi(k)与用户请求的服务/承载的等级相关。例如，相对于请求交互式或后台服务的另一个用户，请求具有严格的数据速率和等待时间要求的承载（例如，具有保证比特率或GBR的会话服务）的用户可由网络配置以阈值Δi(k)的更大值。在一个实施例中，网络（尤其是eNodeB）根据与小区的承载相关的QoS等级标识符（QCI），向用户分配阈值；这种QCI优选地表征为优先级、分组延迟预算和可接受的分组丢失率。例如，网络根据在3GPP规范TS23.203V8.9.0（2010-03），“Policy and charging controlarchitecture”，第30页中定义的QCI，确定将分配给用户的阈值。为求完整，在下面的表1中报告了列出标准化QCI的集合的表格。
表1-LTE（3GPP TS23.203）的标准化QoS等级标识符（QCI）
在本实施例中，网络100的接入设备，尤其是eNodeB具备将QCI值映射到特定阈值Δi(k)的函数，以便在承载设置时，向每个UE分配阈值Δi(k)。
在第三实施例中，阈值Δi(k)的值与传送CoMP信令的上行链路无线电接口的负载有关。通常，随着上行链路负载增大，配置值较小的阈值。在这方面，还能够想像基站中的集中式算法，所述算法根据由受eNodeB控制的小区服务的所有用户的上行链路负载联合控制阈值的值。例如，通过为每个用户定义与QoS等级和服务类型相关的优先级，当上行链路负载增大时，该算法可开始减小阈值。
在第四实施例中，阈值Δi(k)与回程链路上的负载有关，其中所述负载代表在服务小区和干扰小区之间的回程链路中使用的容量的百分率（即，100%的负载代表回程容量的完全使用）。优选地，所述负载被估计成足够时间间隔内（优选地10ms～900ms范围中）的平均值，以便平滑测量的快速波动。
在第五实施例中，阈值Δi(k)与UE能力有关。特别地，所述阈值Δi(k)取决于用户设备的抗干扰能力。例如，具有进行小区间干扰抵消的硬件能力的用户设备可被配置以值较小的阈值，因为通过在UE侧实现的信号处理算法，可以部分或者完全地实现CoMP技术的好处。这种机制向网络运营商提供更大的灵活性，网络运营商能够有效地平衡在网络侧进行的抗干扰处理和在UE侧进行的抗干扰处理。在一个实施例中，为了根据UE能力定义阈值Δi(k)，每个服务小区向核心网络请求和UE能力有关的信息。这种请求优选地由服务小区在连接建立期间实现：当UE在网络中进行认证时，它向网络提供若干数据（比如，IMEI、IMSI等等）。这些数据被保存在HLR中，或者被保存在其它网络数据库中。根据这些数据，尤其是根据IMEI，网络能够取回用户使用的设备的种类，并确定设备的能力。在另一个实施例中，服务小区向UE请求UE的能力，尤其是UE的抗干扰能力，然后为UE设定对应的无线电质量阈值。
在第六实施例中，根据用户设备通过上行链路信令向网络报告的无线电质量测量的集合设定阈值。
在第七实施例中，网络利用在用户简档、服务等级、上行链路负载、回程负载、UE能力和无线电质量测量之中选择的两个或者更多参数的组合来确定对于每个用户的阈值。
通常，阈值Δi(k)可被表示成模拟网络的状态、服务使用情况、用户设备特性等的多个参数的函数。下面仅仅作为例子，表示了可被网络用于计算所述阈值Δi(k)的一种可能的数学表达式
Δi(k)＝α1f1(P)+α2f2(QCI)+α3f3(ULload)+α4f4(Bload)+α5f5(UEcap)+α6f6(Qset) （3）
其中P是保存在HLR（归属位置寄存器）中的用户简档，f1(·)是适当的映射函数。类似地，f2(·)是将与用户请求的服务/承载相关的QCI值映射到网络配置给用户的阈值上的函数。类似地，f3(ULload)是上行链路负载ULload的函数，f4(Bload)是回程负载Bload的函数，f5(UEcap)是UE能力UEcap的函数，f6(Qset)是用户设备通过上行链路信令向网络报告的无线电质量测量的集合Qset的函数。两个函数f3(·)和f4(·)允许实现由CoMP方案产生的自动开销控制，因为随着上行链路信令负载或回程负载增大，它们通过减小阈值的值起作用。
按照类似的方式，函数f5(·)减小具备抗小区间干扰能力的用户设备的阈值的值。加权系数{α1,...,α5,α6}用于对不同的贡献加权，取决于给定的特性是否包含在关于第i个用户的阈值自适应机制中，可以取两个值{0,1}。为了增大系统灵活性，对于不同的用户，加权系数{α1,...,α5,α6}可以取不同的值。
尽管上面的说明专注于用于在无线通信系统中协同小区的传输的方法，不过显然本发明还涉及用于实现所述方法的设备。特别地，本发明涉及一种无线电设备（接入装置备111），包括用于与用户设备112无线通信的装置，和用于与适合于和所述用户设备建立无线通信的第二个无线电设备（另一个接入装置）通信的装置（例如，X2接口）。按照本发明的无线电设备包括用于将无线电质量度量，尤其是基于每个用户定义的度量，发送给UE，以便检测干扰状况的装置。此外，按照本发明的无线电设备包括用于接收来自用户设备（112）的触发信号的装置，所述触发信号包括所述第二个无线电设备的标识符。无线电设备于是被配置成当收到所述触发信号时，与所述第二个无线电设备协同传输。
如上参考图1-4所述，按照本发明的无线电设备适合于基于每个用户设定无线电质量度量。特别地，其适合于设定取决于在一组参数中选择的参数的无线电质量度量，所述一组参数包括：用户简档、服务等级、上行链路负载、回程负载、用户设备进行的无线电质量测量、和用户设备的抗干扰能力。
无线电设备可在用户设备与无线电设备建立连接期间，或者当所述用户设备连接到无线电设备时，发送无线电质量度量。
在两种情况下，按照优选实施例，无线电设备还包括用于向UE请求与UE的抗干扰能力有关的信息的装置，和用于从UE接收用户设备的抗干扰能力信息的装置，以便根据用户设备的抗干扰能力，设定所述无线电质量阈值。
图5表示按照本发明的实施例的无线电设备500的方框图。无线电设备500包括操作上连接到接收单元502和发射单元503的天线501。
无线电设备500适合于通过OFDM网络通信，从而，接收单元包括模数转换器（ADC），后面是OFDM解码器，最后是纠错单元（例如，前向纠错解码器）。接收单元502接收上行链路信道中由用户设备发送的数据，并输出数据分组，所述数据分组可经历进一步的解码处理，比如解扰处理单元504中的解扰处理，和MPEG解码器505中的MPEG解码。接收的数据随后由控制单元506，优选地是微控制器处理。
微控制器506生成将在下行链路信道中发送给用户设备的数据。该下行链路数据在MPEG编码单元507中被MPEG编码，随后在加扰单元508中被加扰，以便提高传输可靠性。加扰的数据随后由发射单元503处理，在本实施例中，发射单元503是OFDM编码器。
微处理器506包含存储区5060，存储区5060保存为理解和生成按照预定通信协议构成的消息所必需的所有必要的发射和接收算法。具体地，微处理器506被配置成生成包括将由用户设备用于检测干扰状况的质量度量（具体地，无线电质量阈值）的消息。这种消息优选地是如上参考图1-4说明的RRC信令消息。
无线电设备500包括用户数据库509，用户数据库509保存与和无线电设备相连的用户设备或者利用该用户设备的用户有关的信息。作为非限制性例子，数据库509能够保存和用户设备的抗干扰能力有关的信息，或者可用于如上参考图1-4所述定义无线电质量阈值的值的与用户相关的任何其它信息。
无线电设备500还包括数据库510，数据库510保存与应向用户设备和无线电设备之间的给定通信授予的QoS有关的数据。微处理器506从发送自用户设备并借助接收单元502接收的消息中，或者通过经用于与核心网络通信的专用接口515（例如，S1接口）查询远程服务器，来取出要保存在数据库509和510中的数据。
通过查询数据库509和510，微处理器506如上所述基于每个用户，更好的是基于每个连接，设定阈值。通过向用户设备或远程服务器发送消息，微处理器可以取出为设定无线电质量阈值所必需的其它数据。
存储区5060还包含用于开始CoMP技术的信息。
当用户设备发送触发协同传输的启动的触发信号时，该消息由接收单元502接收，接收单元502解码所述消息，并通过解扰器504和MPEG解码器505将所述消息提供给微控制器506。微控制器506取出应与其协同传输的干扰小区的信息，并按照上面说明的方法步骤207开始与这些小区交换数据。为了与其它无线电设备通信，无线电设备500具备数据接口516，具体是X2接口。
如上参考步骤208-214所述，无线电设备500与其它无线电设备通信，以便在L2层或者在L1层协同传输。
为了实现物理层（L1）的协同，微控制器被连接到天线501，以便修改天线的辐射场。
作为替代，通过在微控制器506内调度待发送的数据，微控制器获得在调度层的协同。在一个实施例中，为了散布无线电设备的计算容量，无线电设备可以具备由微处理器506控制的专用调度器。
在另一个方面，无线电设备还包括用于向UE发送与用户设备被请求在其中进行无线电质量测量的频率范围有关的信息的装置。
本发明还涉及一种供在通信系统（100）中使用的用户设备（112）。所述用户设备包括用于测量从通信系统的多个发射器（例如，接入装置111）接收的信号的质量的装置，和用于发送触发所述多个发射器中的至少两个发射器的协同传输的触发信号的装置。所述用户设备被配置成当通过比较利用测量装置进行的无线电质量测量和利用无线通信系统的无线电设备接收的无线电质量度量，检测到干扰状况时，发送所述触发信号。
图6表示按照本发明的实施例的用户设备600的方框图。用户设备600包括操作上连接到接收单元602和发射单元603的天线601。
用户设备600适合于通过OFDM网络通信，从而，接收单元包括模数转换器（ADC），接下来是OFDM解码器，最后是纠错单元（例如，前向纠错解码器）。接收单元602于是输出数据分组，所述数据分组可经历进一步的解码处理，比如解扰处理单元604中的解扰处理，和MPEG解码器605中的MPEG解码。接收的数据随后由控制单元606，优选地是微控制器处理。
微控制器606生成将在上行链路信道中，要发送给网络的无线电设备，例如eNodeB，的数据。所述上行链路数据在MPEG编码单元607中被MPEG编码，然后在加扰单元608中被加扰，以便提高传输可靠性。加扰的数据随后由发射单元603处理，在本实施例中，发射单元603是OFDM编码器。
微处理器606包括存储区6060，存储区6060保存为理解和生成按照预定通信协议构成的消息所必需的所有必要的发射和接收算法。
当收到将用于检测干扰状况的质量度量时，微处理器606进行如上参考图1-4说明的质量测量。为此，用户设备600包括测量单元609，测量单元609被编程，以便进行多种不同无线电质量参数，比如参考信号接收质量（RSRQ）、参考信号的信干比（RS SINR）和参考信号接收功率（RSRP）的测量。测量单元适合于进行宽带测量或窄带测量。
测量单元优选地通过Ic2总线连接到微控制器606，在Ic2总线中，从微控制器606向测量单元609发送关于要进行的测量的种类的命令，并且从测量单元609向微控制器606报告进行的测量。例如，微控制器606将将在其中进行测量的频带通知测量单元609。
微处理器606利用从测量单元609接收的数据，以便根据接收的质量度量检测干扰状况。微处理器随后生成报告消息，所述报告消息优选地借助发射单元603通过专用控制信道被发送给服务小区的无线电设备。
从用于无线通信系统中的多个小区的协同传输的方法的上述说明中可知，在一个实施例中，用户设备还包括用于接收与将在其中进行测量的特定频率范围有关的信息的装置。于是，用户设备应包括适合于在所述特定频率范围中进行质量测量的测量装置。参考图6的实施例，微控制器适合于从借助接收单元502、解扰器504和MPEG解码器505接收的数据中提取与将在其中进行无线电质量测量的频带有关的信息。该信息随后被发送给在请求的频带中进行测量的测量单元509。
在其中通信系统通过给定的传输频带提供服务的另一个实施例中，用户设备包含适合于在通信系统的整个发射频带内进行无线电质量测量的测量装置，以便很好地了解整个频带内的干扰状况，并允许通信系统可以改善调度。在本实施例中，用户设备600的测量单元609应适合于进行这样的宽带测量。
优选地，用户设备被配置成利用由无线通信系统的不同无线电设备发送的同步信号（SS）或参考信号（RS），进行所述测量。
最后，注意本发明还涉及一种无线通信系统（100），所述无线通信系统（100）包括按照权利要求14-21任意之一所述的多个无线电设备，以实现按照上述方法的协同传输。

Claims (15)

1.一种用于无线通信系统的多个小区中的协同传输的方法，其中如果用户设备(112)在由多个小区(113)接收的信号之间检测到干扰状况，则所述用户设备(112)触发所述多个小区(113)的协同传输，其中，所述用户设备通过将服务小区与相邻小区之间的无线电质量的差值与网络动态设定的无线电质量度量相比较，检测所述干扰状况，并通过向所述多个小区中的至少一个小区发送触发信号触发协同传输，其中所述度量是基于每个用户设定的。
2.按照权利要求1所述的方法，其中所述度量取决于在一组参数中选择的参数，所述一组参数包括：用户简档、服务等级、上行链路负载、回程负载、所述用户设备进行的无线电质量测量和所述用户设备的抗干扰能力。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其中所述多个小区通过调度传输来协同传输(208)。
4.按照权利要求1或2所述的方法，其中所述小区在物理层协同传输(210)。
5.按照权利要求4所述的方法，其中所述小区通过控制所述多个小区(113)的至少一个天线的辐射场来协同传输。
6.按照权利要求4所述的方法，其中在物理层协同传输之前，所述多个小区交换信息，以便尝试通过调度传输来协同传输，并且其中只有当通过调度传输的协同不可能时，才交换物理层的协同。
7.按照权利要求1或2所述的方法，其中所述无线电质量度量是无线电质量阈值，其中所述用户设备：
-进行小区搜索，
-识别服务小区和多个相邻小区，
-测量所述服务小区和所述相邻小区的无线电质量所述测量优选是通过利用由所识别的小区发送的同步信号(SS)或者参考信号(RS)执行的，
-向所述服务小区发送干扰小区的标识符，所述干扰小区是其测量的无线电质量与服务小区的无线电质量相差小于所述阈值的相邻小区，
并且其中，所述服务小区与所述干扰小区协同传输，以便降低所述用户设备经历的干扰。
8.按照权利要求1或2所述的方法，其中所述触发信号是包含至少一个CoMP启动比特，和用户设备为了检测所述干扰状况而进行的无线电质量测量的报告的报告消息，所述报告消息是由所述用户设备利用无线电链路控制层的逻辑专用控制信道和/或利用无线电资源控制层的信令无线电承载发送的。
9.一种无线电设备(500)，包括操作上与接收单元(502)和发射单元(503)连接以便和用户设备(112)无线通信的控制单元(506)，和与第二无线电设备通信的接口(114)，所述第二无线电设备适于与所述用户设备(112)建立无线通信，所述无线电设备(500)的特征在于：所述控制单元(506)被配置成设定无线电质量度量，并通过所述发射装置将所述无线电质量度量发送给所述用户设备以用于检测干扰状况，并且所述控制单元适于通过所述接收单元(502)从所述用户设备(112)接收触发信号，所述触发信号包括所述第二无线电设备的标识符，并且是通过将所述用户设备(112)的服务小区与相邻小区之间的无线电质量的差值与所述无线电质量度量相比较而生成的，所述无线电设备(500)还包括操作上与所述控制单元(506)连接以用于与所述第二无线电设备通信的数据接口(516)，所述控制单元(506)适于当接收到所述触发信号时与所述第二无线电设备协同传输，其中所述无线电设备还包括至少一个数据库(509、510)，所述至少一个数据库包含与所述用户设备的用户相关的信息，从而所述控制单元还适于根据保存在所述至少一个数据库(509、510)中的信息，逐个用户地设定所述无线电质量度量。
10.按照权利要求9所述的无线电设备(111)，其中所述无线电设备还包括连接到所述发射单元(503)和所述控制单元(506)的天线(501)，其中所述控制单元适于通过调度将由所述发射单元(503)发送的数据来与所述第二无线电设备协同传输，并且适于控制所述天线的辐射场和由所述发射单元输出的信号的功率二者之一，使得在层2的协同不可能的情况下，在物理层实现与所述第二无线电设备的协同。
11.按照权利要求9或10所述的无线电设备，其中所述无线电质量度量取决于在一组参数中选择的参数，所述一组参数包括：用户简档、服务等级、上行链路负载、回程负载、由所述用户设备进行的无线电质量测量和用户设备的抗干扰能力。
12.一种在无线通信系统(100)中使用的用户设备(112、600)，所述用户设备包括用于测量从所述通信系统的多个无线电设备接收的信号的质量的测量单元(609)，和操作上与发射单元(603)连接的控制单元(606)，其特征在于：所述控制单元(606)适于生成触发信号，并通过所述发射单元(603)将所述触发信号发送给所述多个无线电设备中的无线电设备，所述触发信号适合于触发所述多个无线电设备中的至少两个设备的协同传输，所述控制单元(606)被配置成当通过将所述用户设备(112)的服务小区与相邻小区之间的由所述测量单元(609)测量的无线电质量的差值与由所述无线通信系统的无线电设备接收的无线电质量度量相比较而检测到干扰状况时，发送所述触发信号，其中所述度量是基于每个用户设定的。
13.按照权利要求12所述的用户设备(112)，其中所述触发信号是包含至少一个CoMP启动比特和所述质量测量的报告的报告消息，所述报告消息是利用无线电链路控制层的逻辑专用控制信道和/或无线电资源控制层的信令无线电承载发送的。
14.按照权利要求12或13所述的用户设备(112)，其中所述质量度量是质量阈值，并且其中所述用户设备(112)被配置成从连接设置时的RRCConnectionSetup消息中和/或从RRCConnectionReconfiguration消息中提取所述质量阈值。
15.按照权利要求12或13所述的用户设备(112)，其中所述测量是利用由所述无线通信系统的不同无线电设备发送的同步信号(SS)或参考信号(RS)执行的。
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