CN103703850A - 异构无线蜂窝系统中的设备辅助干扰管理 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于异构无线网络环境中的设备辅助干扰管理的设备和方法。移动台(MS)根据MS、服务接入点(AP)和下行链路上的一个或多个相邻干扰AP的干扰管理能力来辅助服务AP指派无线资源，或者备选地，根据MS、服务接入点(AP)和上行链路上具有干扰移动台的一个或多个相邻AP来辅助服务AP指派无线资源。

Description

异构无线蜂窝系统中的设备辅助干扰管理

相关申请的交叉引用

与本申请同日提交的、名称为“Access Point for Device-AssistedInterference Management In Heterogeneous Wireless Cellular Systems”、发明人为Chandra S.Bontu、Robert Novak和Shalini Periyalwar、代理案号为No.40665-1-WO-PCT的专利申请No.__描述了示例方法和系统，并以全文引用的方式将其并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及通信系统及其操作方法。在一个方案，本发明涉及用于在异构无线网络环境中提供设备辅助干扰管理的设备和方法。

背景技术

在当今的通信环境中实现更大的无线容量可能要求在相当大百分比的小区覆盖区域上实现一致较高的信号对干扰加噪声比(SINR)。然而，当以给定发送功率级别工作时，实现这样的目标一般将要求较小的小区，或备选地要求小区的更小区域中的操作。因此，较高功率的室外宏小区的当前网络模型将需要通过较低功率的室内和室外微小区和微微小区(pico-cell)来进行加强。这种向更小的小区的移动将显著增加蜂窝系统内的接入点的数目，同时其也将导致小区之间显著的覆盖重叠(规划中或规划外的)。

在当今的蜂窝系统中已经利用“智能网络，非智能(dumb)用户设备”的理念设计出了发送和接收的协调，该理念反映出前一时代的以电话为中心的思维倾向。“智能”网络模型基于以下前提：网络对该网络内正在发生的任何事情都具有全局视野和整体控制。然而，在异构覆盖环境中，这种假设被打破，因为单个的中心式的网络实体将不太可能具有全局视野和整体控制。作为示例，由负责给定小区的接入点(AP)来协调该小区内的发送和接收。然而，由于不同的管理域或在AP之间进行通信时遇到的困难，跨小区边界的操作可以是未协调的。因此，完全未协调的操作最终可能导致不可接受的干扰级别，该不可接受的干扰级别可能抵消通过使用较小的小区所获得的信号级别提高的好处。

附图说明

当结合附图来考虑下面的具体实施方式时，可以理解本发明，并且获得本发明的众多的目标、特征和优点，在附图中：

图1示出了可实现本发明的示例系统；

图2示出了包括客户端节点的实施例在内的启用无线的通信环境；

图3是包括多个宏小区、微小区和微微小区在内的异构无线网络环境的简化拓扑图；

图4是示出了使用干扰消除和协调的小区间干扰管理的简化拓扑图；

图5是示出了使用下行链路上的无线资源指派的小区间干扰管理的简化拓扑图；

图6是示出了使用上行链路上的无线资源许可的小区间干扰管理的简化拓扑图；

图7示出了用于执行机会式DL无线资源管理(RRM)操作的下行链路(DL)上的设备辅助干扰管理的处理信号流程；

图8a～b是由MS执行的用于管理DL上的小区间干扰的操作的流程图；

图9示出了用于执行机会式UL无线资源管理(RRM)的上行链路(UL)上的设备辅助干扰管理的处理信号流程；

图10a～b是由AP执行的用于管理UL上的小区间干扰的操作的流程图；以及

图11示出了通过使用MS执行机会式下行链路(DL)RRM操作来管理干扰的处理信号流程。

具体实施方式

提供了用于异构无线网络环境中的设备辅助干扰管理的设备和方法。在各种实施例中，由辅助服务接入点(AP)的移动台来帮助管理对传输的干扰，该服务AP将根据移动台(MS)、服务AP以及一个或多个相邻干扰AP及其相关联的移动台的干扰管理能力来指派和或许可下行链路(DL)无线资源和上行链路(UL)无线资源。在这些实施例中的特定实施例中，通过考虑向服务AP传达的MS的干扰管理能力，在MS处最小化残余AP间干扰。在这些实施例中的特定实施例中，通过考虑服务AP以及引起干扰的相邻AP将传输定向至MS以减轻干扰的能力，在MS处同样最小化残余AP间干扰。同样地，在这些实施例中的特定实施例中，通过考虑相邻干扰AP将传输定向至第二MS以减轻干扰的能力，在MS处最小化残余AP间干扰。

在一个实施例中，MS通过标识干扰AP并推荐其消除一个或多个主干扰源的能力来影响DL调度决定。在另一实施例中，通过服务AP首先向MS发送高级无线资源指派(ARA)来最小化残余AP间干扰。然后，MS根据DL信道质量从由ARA推荐的无线资源中选择无线资源子集，MS观察移动台干扰拒绝能力，并向服务AP提供其选择。作为响应，服务AP根据其之前的选择向MS提供ARA肯定应答(ARA ACK)。然后，MS向一个或多个相邻干扰AP传送ARA ACK，附有其对相邻干扰AP的优选传输配置。之后，MS配置其接收机针对从服务AP接收到的响应的状态。

在又一实施例中，服务AP根据MS、服务AP和一个或多个相邻干扰AP的干扰管理能力来许可上行链路(UL)无线资源。在本实施例中，一个或多个相邻干扰AP向对应的一个或多个相邻干扰移动台提供服务。通过MS首先向服务AP和相邻干扰AP提供MS的干扰管理能力，最小化服务AP处的残余UL干扰。然后，提供服务AP的干扰减轻能力，包括减轻来自相邻干扰移动台的干扰的能力。然后，如果MS和相邻干扰AP不直接通信，MS提供相邻干扰AP的用于减轻彼此干扰的能力。

在又一实施例中，服务AP根据MS和相邻干扰AP的干扰管理能力来许可上行链路(UL)无线资源。在该实施例中，相邻干扰AP同样为对应的一个或多个相邻干扰移动台提供服务。在本实施例中，通过服务AP首先向MS发送高级无线资源许可(ARG)来最小化服务AP处的残余UL干扰。然后，根据之前在服务AP处从相邻干扰移动台接收到的ARG通知消息，以及同样地，根据在之前来自MS的UL传输期间在服务AP处测量到的信道质量(CQ)，选择资源许可。然后，AP标识哪些相邻干扰AP对应于被认为是MS的主干扰源的相邻干扰移动台。然后，MS向标识出的相邻干扰AP传送ARG，作为响应，该相邻干扰AP向MS回送ARG通知肯定应答消息。然后，MS向服务AP发送ARG响应，然后在评估可用资源和MS的干扰减轻能力之后，服务AP进而向MS发送资源许可(RG)。在一个实施例中，MS将其动态评估的干扰减轻能力附到ARG响应消息上。

在另一实施例中，预期与相邻AP通信的AP经由活跃MS来建立安全隧道。一旦在AP及其所有相邻AP之间交换了安全密钥，AP之间的所有将来的通信都受到保护。例如，对于DL干扰管理，服务AP可以向MS发送ARA ACK。该消息中包含的部分信息可寻址到相邻AP，以及另一部分预期用于MS。预期用于相邻AP的信息受到安全密钥的保护，以使得其免受未授权用户使用。在接收到该消息之后，MS附上其能力，并向相邻AP转发该消息，以作为用于启用AP间安全通信的ARA通知消息。同样地，对于上行链路干扰管理，ARG消息可以包含两个信息字段，一个用于相邻AP以及另一个用于请求UL资源的MS。用于相邻AP的信息字段同样受到之前交换的安全密钥的保护。在接收到ARG消息之后，MS对寻址到其的信息字段进行解码，并通过包括预期用于在从服务AP接收到的ARG消息内包含的相邻AP的信息字段并附上其自身的干扰管理能力，向相邻AP发送ARG通知消息。

现在，将参考附图来详细描述本发明的各个说明性实施例。虽然在下面的描述中阐述了各种细节，但是应该意识到，可以在没有这些特定细节的情况下实现本发明，并且可以对本文中描述的本发明进行众多实现特定的决定，以实现发明人的特定目的，例如符合工艺技术或设计相关的约束，该工艺技术或设计相关的约束对于不同的实现将是不同的。虽然这种开发工作可能是复杂的并且是耗时的，然而其将是受益于本公开的本领域技术人员所采取的例行工作。例如，所选择的方面是以框图或流程图形式而非细节来示出，以避免限制本发明或使本发明不清楚。此外，本文中提供的具体实施方式的一些部分是以针对计算机存储器内的数据的算法或操作的方式来呈现的。这种描述和表示由本领域技术人员用来向本领域的其他技术人员描述和转达其工作的主旨。

如本文所使用的，术语“组件”、“系统”等旨在指代与计算机有关的实体，可以是硬件、软件、硬件和软件的组合或者执行中的软件。例如，组件可以是但不限于是：处理器、在处理器上运行的进程、对象、可执行程序、执行线程、程序或计算机。作为示意，在计算机上运行的应用和计算机本身均可以是组件。一个或多个组件可以驻留在执行的进程或线程内，以及组件可以本地位于一个计算机上和／或分布在两个或更多计算机之间。

同样在本文中使用的术语“节点”宽泛地指代连接点，例如，通信环境(例如，网络)的再分配点或通信端点。因此，这种节点指代能够通过通信信道发送、接收或转发信息的有源电子设备。这种节点的示例包括数据电路端接设备(DCE)和数据终端设备(DTE)，DCE例如是调制解调器、集线器、网桥或交换机，DTE例如是手持机、打印机或主机计算机(例如，路由器、工作站或服务器)。局域网(LAN)或广域网(WAN)节点的示例包括计算机、分组交换机、有线调制解调器、数据订户线路(DSL)调制解调器和无线LAN(WLAN)接入点。互联网或内部网节点的示例包括由网际协议(IP)地址标识的主机计算机、网桥和WLAN接入点。同样地，蜂窝通信中的节点的示例包括基站、中继、基站控制器、归属位置寄存器、网关GPRS支持节点(GGSN)以及服务GPRS支持节点(SGSN)。

节点的其他示例包括客户端节点、服务器节点、对等节点和接入节点。本文中使用的客户端节点可以指代无线设备，如移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、手持设备、便携式计算机、平板计算机和类似设备，或者指代具有通信能力的其他用户设备(UE)。这种客户端节点同样可以指代移动设备、无线设备，或者相反地，指代一般不便携的具有类似能力的设备，例如，桌面型计算机、机顶盒或传感器。同样地，本文中使用的服务器节点指代信息处理设备(例如，主机计算机)或执行由其他节点提交的信息处理请求的一系列信息处理设备。同样地，本文中使用的对等节点有时可以担当客户端节点，以及有时可以担当服务器节点。在对等网络或覆盖网络中，可以将主动为其他联网设备及其自己来路由数据的节点称为超级节点。

本文中使用的接入节点指代向客户端节点提供针对通信环境的接入的节点。接入节点的示例包括提供对应的小区和WLAN覆盖区域的蜂窝网络基站和无线宽带(例如，WiFi、WiMAX等)接入点。使用本文中使用的宏小区来一般性地描述传统的蜂窝网络小区覆盖区域。通常在郊区、沿着高速公路或者在人口较少的地区找到这种宏小区。同样在本文中使用的微小区指代覆盖区域比宏小区小的蜂窝网络小区。这种微小区通常被用在人口密集的城区。同样地，本文中使用的微微小区指代小于微小区的蜂窝网络覆盖区域。微微小区的覆盖区域的示例可以是较大的办公室、商场或火车站。本文中使用的毫微微小区(femtocell)当前指代蜂窝网络覆盖的通常接受的最小区域。作为示例，毫微微小区的覆盖区域足够用于家庭或较小的办公室。

一般而言，小于2公里的覆盖区域通常对应于微小区，200米或更小的覆盖区域对应于微微小区，以及10米量级的覆盖区域对应于毫微微小区。如本文中类似使用的，与关联于宏小区的接入节点通信的客户端节点被称为“宏小区客户端”。同样地，与关联于微小区、微微小区或毫微微小区的接入节点通信的客户端节点分别被称为“微小区客户端”、“微微小区客户端”或“毫微微小区客户端”。

本文中使用的术语“制品”(或备选地“计算机程序产品”)意在包含从任何计算机可读设备或介质可访问的计算机程序。例如，计算机可读媒体可以包括但不限于：磁存储设备(例如硬盘、软盘、磁带等)、光盘(例如高密度盘(CD)或数字多功能盘(DVD))、智能卡和闪存设备(例如卡、棒等)。

本文中使用“示例”一词意味着用作示例、实例或说明。本文描述为“示例”的任何方案或设计不一定解释为相对于其他方案或设计而言是优选的或有利的。本领域技术人员可以认识到，在不脱离要求保护的实质内容的范围或精神的前提下，可以对该配置进行许多修改。此外，可以使用标准的编程和工程技术将所公开的主题实现为系统、方法、装置或制品，以产生软件、固件、硬件或其任何组合来控制计算机或者基于处理器的设备实现在本文详细描述的方面。

图1示出了适于实现本文中公开的一个或多个实施例的系统100的示例。在各种实施例中，系统100包括处理器110(可称为中央处理单元(CPU)或数字信号处理器(DSP))、网络连接接口120、随机存取存储器(RAM)130、只读存储器(ROM)140、辅助存储器150和输入／输出(I／O)设备160。在一些实施例中，这些组件中的一些可以不存在或者可以在各种组合中彼此组合或与未示出的其他组件组合。这些组件可以位于单个物理实体中，或者可以位于一个以上的物理实体中。可以将在本文中描述为由处理器110进行的任何动作由处理器110单独进行，或者由处理器110与图1中示出或未示出的一个或多个组件相结合来一起进行。

处理器110执行可以从网络连接接口120、RAM130或ROM140访问的指令、代码、计算机程序或脚本。虽然仅示出了一个处理器110，然而可以存在多个处理器。因此，尽管可以将指令讨论为由处理器110来执行，然而可以由被实现为一个或多个CPU芯片的一个或多个处理器110同时地、串行地、或者以其他方式来执行指令。

在各种实施例中，网络连接接口120可以采取以下形式：调制解调器、调制解调器组、以太网设备、通用串行总线(USB)接口设备、串行接口、令牌网设备、光纤分布式数据接口(FDDI)设备、无线局域网(WLAN)设备、无线收发信机设备(例如，码分多址(CDMA)设备、全球移动通信系统(GSM)无线收发信机设备、长期演进(LTE)无线收发信机设备、微波接入的全球可互操作性(WiMAX)设备)和／或用于连接至网络(包括个域网(PAN)，例如蓝牙)的其他公知接口。这些网络连接接口120可以使得处理器110能够与互联网或者一个或多个通信网络或其他网络(处理器110可以从该其他网络接收信息或处理器110可以向该其他网络输出信息)通信。

网络连接接口120还能够以电磁波(如射频信号或微波频率信号)的形式无线地发送和／或接收数据。网络连接接口120发送和接收的信息可以包括已经由处理器110处理过的数据或者要由处理器110执行的指令。可以根据不同顺序对数据进行排序，这可以有利于处理或产生数据或者发送或接收数据。

在各种实施例中，可以使用RAM130来存储易失性数据和由处理器110执行的指令。同样可以使用图1中示出的ROM140来存储指令以及在指令的执行期间读取的数据。辅助存储器150通常由一个或多个碟驱动器或带驱动器组成，并且可以用于数据的非易失性存储器，或者在RAM130不够大到足以保存所有工作数据的情况下用作溢出数据存储设备。辅助存储器150同样可以用于存储程序，当选择执行程序时将程序加载至RAM130。I／O设备160可以包括液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、投影仪、电视、触摸屏显示器、键盘、键区、开关、拨号盘、鼠标、轨迹球、语音识别器、读卡器、纸带读取器、打印机、视频监视器或其他公知的输入／输出设备。

图2示出了启用无线的通信环境，包括在本发明的实施例中实现的客户端节点的实施例。虽然被示出为移动电话，客户端节点202可采取各种形式，包括无线手持设备、寻呼机、智能电话、个人数字助理(PDA)。在各种实施例中，客户端节点202还可以包括便携式计算机、平板计算机、膝上型计算机或者可操作为执行数据通信操作的任何计算设备。许多合适的设备组合了这些功能中的一些或全部。在一些实施例中，客户端节点202不是通用计算设备(例如，便携式、膝上型或平板型的计算机)，而是专用通信设备，例如车辆中安装的电信设备。同样地，客户端节点202可以是具有类似功能但是不便携的设备(例如，桌面型计算机、机顶盒或者网络节点)、包括这种设备或者被包括在这种设备中。在这些以及其他的实施例中，客户端节点202可以支持特殊化的动作，例如游戏、库存控制、作业控制、任务管理功能等。

在各种实施例中，客户端节点202包括显示器204。在这些以及其他的实施例中，客户端节点202同样可以包括一般由用户用于输入的触敏表面、键盘或其他输入按键206。同样地，输入按键206可以是完整的或简化的字母数字键盘，如QWERTY、Dvorak、AZERTY和顺序键盘类型，或具有与电话键区相关联的字母表字母的传统数字键区。同样地，输入按键206可以包括：滚轮、退出或逃生键、轨迹球和可以向内按压以提供另外的输入功能的其他导航或功能键。同样地，客户端节点202可呈现用于用户进行选择的选项、用于用户进行致动的控制、以及用于用户进行指引的光标或其它指示符。

客户端节点202还可以从用户接受数据输入，包括拨打的号码或者用于配置客户端节点202的操作的各种参数值。客户端节点202还可以响应于用户命令，执行一个或多个软件或固件应用。响应用户的互动，这些应用程序可配置客户端节点202执行各种定制的功能。此外，可以通过空中下载技术(OTA)(例如，从无线网络接入节点“A”210通过“n”216(例如基站)、服务器节点224(例如，主机计算机)或对等客户端节点202)来编程或配置客户端节点202。

在客户端节点202可执行的各种应用程序中有web浏览器，其使得显示器204可以显示web页面。可以通过与无线网络220的无线连接从服务器节点224获得web页面。本文中使用的无线网络220宽泛地指代在其节点中的两个节点之间使用至少一个无线连接的任何网络。同样地，可以通过至无线网络220或者任何其他启用无线的通信网络或系统的连接从对等客户端节点202或其他系统获得各种应用。

在各种实施例中，无线网络220包括多个无线子网(例如，具有对应覆盖区域的小区)“A”212至“n”218。本文中使用的无线子网“A”212至“n”218可以通过各种方式包括移动无线接入网或固定无线接入网。在这些实施例以及其他实施例中，客户端节点202发送和接收通信信号，通过无线网络天线“A”208至“n”214(例如，小区塔)，该通信信号被分别传送到无线网络节点“A”210至“n”216或者是从无线网络节点“A”210至“n”216传送到的。继而，无线网络接入节点“A”210至“n”216使用通信信号来建立与客户端节点202的无线通信会话。本文中使用的网络接入节点“A”210至“n”216宽泛地指代无线网络的任何接入节点。图2中示出的无线网络接入点“A”210到“n”216分别耦合到无线子网“A”212到“n”218，无线子网“A”212到“n”218继而连接到无线网络220。

在各种实施例中，无线网络220耦合到物理网络222(例如互联网)。经由无线网络220和物理网络222，客户端节点202具有对各个主机(例如，服务器节点224)上的信息的访问权。在这些实施例以及其他实施例中，服务器节点224可以提供可在显示器204上示出或者可以由客户端节点处理器110用于其操作的内容。备选地，客户端节点202可以通过对等客户端节点202接入无线网络220，该对等客户端节点202在中继类型或跳类型的连接中担当中间设备。作为另一备选，客户端节点202可被绑系(tether)，并从连接到无线网络212的链接设备获得其数据。本领域技术人员将认识到，很多这样的实施例是可能的，并且前述内容并不意在限制本公开的精神、范围或意图。

图3是根据本发明的实施例实现的包括多个宏小区、微小区、毫微微小区和微微小区在内的异构无线网络环境的简化拓扑图。在该实施例中，异构无线网络环境包括多个无线网络宏小区‘X’302、‘Y’304到‘Z’306。在该实施例以及其他实施例中，各个无线网络宏小区‘X’302、‘Y’304到‘Z’306可以包括多个无线网络微小区308，无线网络微小区308进而可以包括多个无线网络微微小区310。同样地，无线网络宏小区‘X’302、‘Y’304到‘Z’306还可以包括多个单独的无线微微小区310。

在各种实施例中，可以将微小区308与实体‘A’312、‘B’314到‘n’316相关联，以及可以同样地将微微小区310与实体‘P’318、‘Q’320到‘R’322相关联。在这些实施例中，无线宏小区‘X’302、‘Y’304到‘Z’306、微小区308和微微小区310可以包括多个无线技术和协议，由此在无线网络系统300内创建了异构的操作环境。同样地，各个无线宏小区‘X’302、‘Y’304到‘Z’306、微小区308和微微小区310包括对应的接入点(AP)。本文中使用的AP是上位术语，宽泛地包含了无线LAN接入点、宏蜂窝基站(例如，NodeB、eNB)、微小区和微微小区、中继节点和基于家庭的毫微微小区(例如，HeNB)、或者可用于建立和维持无线通信会话的任何电信技术。同样在本文中使用的“小区”(或“扇区”)是由AP提供服务的覆盖区域的一部分。相应地，每个小区具有可通过例如唯一的小区标识符与该小区相关联的无线资源集合。

本领域技术人员能够意识到：将来的无线网络系统将很可能依靠例如图3所示的异构网络技术的更密集部署来提供较高的容量。然而，这种更高的容量一般将会要求在相当大百分比的小区覆盖区域上具有更高的信号对干扰加噪声比(SINR)。一般而言，当以给定功率级别发送时，实现更高的SINR将要求更小的小区，或更恰当地，小区中的更小区域中的操作。因此，将需要通过较低功率室内和室外微小区和微微小区的集合来增强较高功率室外宏小区的当前网络模型，以增加系统容量和移动台吞吐量。本文中使用的移动台可以指代无线设备，如移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、手持设备、便携式计算机、平板计算机和类似设备、或者指代具有电信能力的其他用户设备(UE)。这种移动台同样可以指代移动无线设备，或者相反地，指代一般不便携的具有类似能力的设备，例如，桌面型计算机、机顶盒或传感器。本领域技术人员将意识到：移动台的很多这种的示例的存在，并且前述内容不意在限制本发明的精神、范围或意图。

向更小的小区的这种移动将显著增加系统中AP的数目，并且还将导致如图3中示出的显著的覆盖重叠(规划的以及未规划的)。因此，当重叠小区使用相同或不同的无线接入技术在无线频谱的相邻部分上工作时，可发生相邻信道干扰。同样地，当重叠小区在无线频谱的相同部分上工作时，可以发生共信道干扰。虽然在这些情况下使用不同的无线接入技术在技术上是可能的，很多规章制度限制了将频谱带用于单个无线接入技术或单个许可的运营商。

虽然给定小区内的发送和接收将由其对应的AP来协调，由于无线传播的无常、管理域之间的差异或不兼容性、或者AP之间的通信中遇到的困难，跨小区边界的操作可以是未协调的。然而，完全未被协调的操作最终可导致不可接受的干扰电平，该不可接受的干扰电平可抵消通过使用更小的小区所获得的信号电平提高的好处。

因此，存在着减轻干扰以增强性能的对应需要，这要求前述AP之间的协作。然而，一些部署可能不具有在AP之间的可靠的(或者就此而言不具有任何的)直接通信路径(例如，物理回程)。因此，由于不存在供一个AP与另一个AP协作的机制，不能进行干扰减轻。此外，如果任何可用的直接通信路径都不能维持充足的吞吐量，多个AP之间的实时的信道相关的协作的实现可能是不可实现的。

针对该问题的各种方案是已知的，包括让AP通过物理回程网络或通过中心式的控制结构进行直接通信，以协调通信。一个方案是让AP协调要作为发送目标的移动台和要发送的资源。另一方案是使AP担当无线资源集合的主管理者。在一个这样的示例中，如本文中更详细地描述的，可以为协作传输指定资源区。然而，该方案不仅要求AP之间的前述直接通信，而且还要求用于在各种AP之间就移动台选择和资源指派达成一致的手段。此外，该协调还限于在该区内指定的资源。

本领域技术人员将意识到：小区间干扰是蜂窝部署中系统容量降低的已知原因。针对该问题的各种方案包括实现干扰减轻技术。例如，MS或AP可以消除主干扰信号。作为另一示例，基于信道质量和残余干扰，移动台可以辅助AP协调在它们之间指派的可用无线资源。作为另一示例，AP或MS可以通过波束成形或适当的天线波束选择来避免主干扰源。

然而，在异构蜂窝部署中，AP和移动台可具有不同的能力，例如，不同的发送功率等级、不同的干扰管理能力等。此外，基于所使用的接收机类型，AP和MS的抗干扰能力可以不同。此外，在AP和MS处使用的接收机技术通常是专有的，并且不可用于系统内的其他AP或移动台。因此，前述干扰减轻方法的应用可能没有提高网络上的系统性能。

图4是示出了使用根据本发明的实施例实现的干扰消除和协调的小区间干扰管理的简化拓扑图。本文中使用的移动台(MS)‘ip’指代由接入点(AP)‘i’提供服务的第p个MS。在本实施例中，接入点‘l’402、‘m’408、‘n’432、‘r’438和‘s’442具有对应的覆盖区域‘l’404、‘m’410、‘n’434、‘r’440和‘s’444。图4中示出的AP‘l’402是移动台(MS)‘l0’406的服务AP，AP‘m’408是移动台‘m0’412、‘m1’414、‘m2’416、‘m3’418、‘m4’420、‘m5’424、‘m6’426和‘m7’428的服务AP。同样地，AP‘n’432是MS‘n0’436的服务AP，以及AP‘s’442是MS‘s0’446的服务AP。如图4中同样示出的，移动台‘m6’426和‘m7’428的组430接近其服务AP，而移动台‘m2’416、‘m3’418、‘m4’420的组422更加远离其服务AP。在本实施例中，MS‘n0’436经由适当的网络接口，通过其服务AP(AP‘n’432)连接448到分组核心网450。

参考图4，对本领域技术人员将显而易见的是：由于来自相邻AP‘m’408和‘l’402的信号传输，在由AP‘n’432提供服务的MS‘n0’436处的下行链路(DL)信号接收的质量可被降级。同样将显而易见的是：如果AP‘n’432向MS‘n0’436指派了与AP‘m’408向MS‘m2’416指派的相同无线资源，MS‘n0’436将经受到干扰。更具体地，当AP‘m’408不得不提高其发送功率来为其小区边缘的移动台(例如，MS‘m2’416)提供服务时，MS‘n0’436将经受到干扰。然而，根据它们使用的接收机的类型，MS‘n0’436和MS‘m2’416可以成功实现对主干扰的高效抑制。

同样将意识到的是，如果使用相同的资源为移动台‘m6’426和‘m7’428提供服务，将降低MS‘n0’436经受到的干扰信号强度。更具体地，当移动台‘m6’426和‘m7’428接近其服务AP时，AP‘m’408要求较少的发送功率来为移动台‘m6’426和‘m7’428提供服务。同样地，如果AP‘m’408能够进行波束成形，以及如果AP‘m’408使用相同的资源来为移动台‘m0’412、‘m5’424或‘m6’426提供服务，则其可以完全避免与MS‘n0’436的接收的干扰。还将意识到的是，AP的干扰抑制能力取决于其AP间协调能力、干扰消除／抗干扰能力、以及波束成形能力，并且还取决于MS的干扰管理能力。例如，MS可以成功抑制的主干扰源的数目取决于其接收机天线的数目。

本领域技术人员将意识到：在现有的蜂窝标准中，首先应用干扰消除，然后独立地应用干扰协调或干扰避免。然而，在异构部署中，不是所有的AP都被装配为执行干扰协调或干扰避免或者这二者。类似地，各个AP可能不知道单个MS是否可以支持干扰消除技术。同样地，干扰消除根据MS或AP观察到的干扰源的特性而变化。在一些情况下，可以消除一个主干扰源。在其他情况下，可能不存在主干扰源，并因此不可能应用干扰消除。此外，发送无线设备不知道在当前配置中有多少干扰源可被消除以及哪些干扰源可被消除。因此，在干扰消除和干扰协调管理技术的应用之间当前不存在协调。然而，如果异构网络环境中的各个AP和移动台的干扰管理能力是已知的并被适当利用，则可以优化整体网络性能。

在各种实施例中，在异构网络环境中机会式地实现小区间干扰减轻方案，以使得可以使用干扰消除和干扰避免技术，然后针对不能被消除或避免的那些干扰源使用干扰协调技术。在这些实施例中，在MS和或AP处启用前述干扰消除、干扰避免和干扰协调技术的组合伴随着潜在的依赖性。

例如，干扰消除的有效性可取决于MS使用的接收天线的数目和接收机的类型。为了进一步描述该示例，如果MS在使用最大比例合并(MRC)接收机的情况下具有NR个接收天线，则MS可以高效地抑制N_R-1个主干扰源。具有抗干扰合并(IRC)能力的那些接收机可以将干扰抑制能力提高到高于N_R-1个主干扰源。同样地，在本领域中已知存在各种连续和迭代的干扰消除器。此外，在通过多个层发送信息时，使用一些接收天线来接收多输入多输出(MIMO)传输，并且小区间干扰抑制能力可被降低。此外，基于期望信号和干扰信号的相对功率等级，各种干扰减轻技术的成功可以不同。例如，如果AP和MS能够进行波束成形，或者切换波束，可以更高效地管理资源。

作为潜在依赖性的另一示例，相邻AP处的资源使用影响了各个AP处的资源调度决定。在图3中描述的异构网络环境中，存在着AP在其之间不具有通信能力的可能性。在这种情况下，在MS的帮助下执行用于管理小区间干扰的资源协调，本文中更详细地对此进行了描述。潜在依赖性的其他示例包括相邻AP(例如经由直接有线或无线回程链路，或者通过MS)彼此通信的能力以及让MS与相邻AP通信的能力。

图5是示出了根据本发明的实施例的使用下行链路上的无线资源指派的小区间干扰管理的简化拓扑图，该下行链路上的无线资源指派是用干扰消除和协调实现的。本文中使用的移动台(MS)‘ip’指代由接入点(AP)‘i’提供服务的第p个MS。图5中示出的移动台(MS)‘n0’436通过接入点(AP)‘n’432连接到网络。同样地，MS‘m0’412和MS‘l0’406分别经由接入点AP‘m’408和AP‘l’402连接到网络。如图5中示出的，如果向以下这些DL传输指派了相同的空间-时间-频率资源，则来自AP‘m’408和AP‘l’402的下行链路(DL)传输可以干扰从AP‘n’432到MS‘n0’436的下行链路传输。在本实施例中，可以如下表达MS‘n0’436处的接收信号：

$R_{\mathrm{ij}}=R_{\mathrm{ij}}^n+R_{\mathrm{ij}}^m+R_{\mathrm{ij}}^l+N_{\mathrm{ij}}$

其中，是在时间-频率资源(i，j)上来自给定AP ‘p’的接收采样。同样地，N_ij表示在时间-频率资源(i，j)上的噪声和其他干扰信号。

在本实施例中，如果MS‘n0’436能够抑制一个干扰源，以及此外，如果其优选AP‘l’402作为可管理的干扰源，则MS‘n0’436适当地向AP‘l’402、‘m’408和‘n’432通知其优选项。将会意识到的是，MS‘n0’436的优选项可取决于所实现的干扰消除技术的细节以及其他AP的传输参数，例如，调制、编码、发送功率等。同样地，MS‘n0’436可以向优选的干扰AP(例如，AP‘l’402)指示其优选的传输参数。因此，AP‘l’402可在然后向满足MS‘n0’436的优选项的适当的MS(例如，MS‘l0’406)调度这些资源，这些资源是AP‘n’432正向MS‘n0’436指派的。同样地，AP‘m’408可以向MS(例如，MS‘m0’412)指派可使MS‘n0’436性能降级较少的那些资源。

例如，可以如下重写前述等式：

$R_{\mathrm{ij}}=\sqrt{L^n}{C}_{\mathrm{ij}}^n\sqrt{T^n}{S}_{\mathrm{ij}}^n+\sqrt{L^m}{C}_{\mathrm{ij}}^m\sqrt{T^m}{S}_{\mathrm{ij}}^m+\sqrt{L^l}{C}_{\mathrm{ij}}^l\sqrt{T^l}{S}_{\mathrm{ij}}^l+N_{\mathrm{ij}}$

其中，L^p是给定AP‘p’和MS‘n0’436之间的路径损耗，S^p是给定AP‘p’以发送功率等级T^p

发送的符号，

是与给定AP‘p’和MS‘n0’436之间的通信链路相关联的复信道权重，其中，是具有单位方差的零均值复高斯。

因此，如果MS‘n0’436具有并行的或联合的干扰消除接收机，则优选或可管理的干扰AP是MS‘n0’436与其的平均接收信号功率接近LⁿTⁿ的AP。然而，如果MS‘n0’436具有连续的干扰消除接收机，则优选或可管理的干扰AP是MS‘n0’436与其的平均接收信号功率与LⁿTⁿ至少相差γ的AP，或具体地，γ₁≤|LⁿTⁿ-L^pT^p|≤γ₂.。对于联合或连续干扰消除接收机，可以半静态地配置可管理的干扰源，因为其是由相对平均接收信号功率来决定的。在一个实施例中，MS‘n0’436能够抑制两个干扰源。在该实施例中，AP‘m’408和‘l’402都相应地指派资源。

根据前述内容，将显而易见的是：通过知道目标MS的能力以及相邻AP的传输参数，AP可以最优地向MS指派其可用的DL无线资源并减轻干扰。同样显而易见的是，可以由多个因素来影响针对给定AP的无线资源管理(RRM)，例如，其相邻AP的干扰管理能力和经由其相邻AP附着到网络的移动台的干扰管理能力。

这些干扰管理能力可以包括干扰抑制能力、接收天线配置等。同样地，其他能力可包括测量和报告MS和与其服务小区相邻的AP之间的路径损耗或平均接收功率。例如，MS能够向相邻AP通知将来的资源指派。同样地，可以将影响RRM决定的移动台的集合限制为其DL接收信号观察到来自相邻AP的显著干扰的移动台。因此，各个MS可以选择其优选的干扰减轻技术的方法，该方法可以要求也可以不要求在本文中更详细地描述的干扰AP的辅助，以及同样地，可以要求也可以不要求向干扰AP通知其期望这样做。同样将显而易见的是：干扰AP可以决定接受也可以决定不接受移动台的请求。其他干扰管理能力包括相邻AP的能力，例如，预编码、波束成形等。在各种实施例中，预编码能力包括闭环多发送天线处理技术，例如，CL-MIMO／数字波束成形、干扰对准技术等。

图6是示出了根据本发明的实施例的使用上行链路上的无线资源许可的小区间干扰管理的简化拓扑图，该上行链路上的无线资源指派是用干扰消除和协调来实现的。本文中使用的移动台(MS)‘ip’指代由接入点(AP)‘i’提供服务的第p个MS。图6中示出的MS‘n0’436正向其服务AP(AP‘n’432)发送。在本实施例中，MS‘m0’412和MS‘l0’406同样可以在相同资源上分别向AP‘m’408和AP‘l’402发送。因此，AP‘n’432从MS‘n0’436接收到想要的信号，并从MS‘m0’412和MS‘l0’406接收到不想要的信号。可以如下表达MS‘n0’436处的接收信号R_ij：

$R_{\mathrm{ij}}=R_{\mathrm{ij}}^{n0}+R_{\mathrm{ij}}^{m0}+R_{\mathrm{ij}}^{l0}+N_{\mathrm{ij}}$

其中，

表示AP‘n’432处来自给定移动台(MS)‘p’的接收信号。

在本实施例中，如果AP‘n’432能够消除一个主干扰源，则AP‘m’408和AP‘l’402可以向其相应小区内适当的移动台许可相同的无线资源，以使得在AP‘n’432处几乎不存在或仅存在可忽略的性能降级。将要意识到的是：AP‘n’432处的性能降级取决于AP‘n’432使用的干扰消除接收机的类型，例如，连续干扰消除、并行／联合干扰消除等。同样将意识到的是：相邻AP能够仅在许可满足服务AP的干扰消除要求时才向其覆盖区域中的MS许可相同的资源。然而，如果AP‘n’432不能够消除干扰，则相邻AP可避免向其MS许可这些资源，或者向其MS许可不在AP‘n’432处产生显著性能降级的那些资源。

例如，可以如下重写前述等式：

$R_{\mathrm{ij}}=\sqrt{L^{n0}}{C}_{\mathrm{ij}}^{n0}\sqrt{T^{n0}}{S}_{\mathrm{ij}}^{n0}+\sqrt{L^{m0}}{C}_{\mathrm{ij}}^{m0}\sqrt{T^{m0}}{S}_{\mathrm{ij}}^{m0}+\sqrt{L^{l0}}{C}_{\mathrm{ij}}^{l0}\sqrt{T^{l0}}{S}_{\mathrm{ij}}^{l0}+N_{\mathrm{ij}}$

其中，L^np是AP‘n’432和给定MS‘np’之间的路径损耗，S^p是给定MS‘np’以发送功率等级T^np发送的符号，以及

是与AP-n和给定MS‘np’之间的通信链路相关联的复信道增益。

因此，基于所预期的来自预定MS的平均信号功率，AP‘n’432可以选择在与关联于AP‘m’408或AP‘l’402的预定MS相同的时间处调度MS‘n0’436，作为其可管理的干扰源。更具体地，为了优化干扰抑制的概率，AP‘n’432可以在以下时间调度MS‘n0’436：与不管哪个相邻AP具有其预期接收信号强度(RSS)满足其干扰消除接收机的所需标准的MS时相同的时间。同样地，通过知道相邻AP的干扰管理能力，可以向UL传输许可在AP处可用的上行链路(UL)无线资源。更具体地，AP处的UL RRM被移动台(该移动台由其相邻AP来提供服务)的干扰管理能力(例如，波束成形)影响到。这些能力可以包括MS为了进行以下报告而与相邻AP通信的能力：报告针对其将来的UL传输而许可的资源，以及还报告与其服务AP相邻的AP有关的路径损耗测量。同样地，这些能力包括相邻AP的干扰抑制能力和针对适于其干扰消除接收机的传输参数的任何特定要求。

图7示出了根据本发明的实施例的用于执行机会式下行链路(DL)无线资源管理(RRM)操作的下行链路上的设备辅助干扰管理的处理信号流程。在该实施例以及各种其他实施例中，接入点和移动台可以具有，也可以不具有干扰消除或干扰避免能力。此外，不仅移动台能够与相邻接入点通信，而且相邻接入点在它们自己之间能够经由回程或担当中间设备的移动台来通信。此外，可以将没有主动发送或接收数据分组的移动台用于进行对接入点的测量，以确定下行链路上的主干扰源。在这些实施例中，机会式的DL RRM操作包括网络附着(“附着”)712阶段、向非服务节点注册(“注册”)714阶段、以及资源分配(“分配”)716阶段。

现在参考图7，附着712阶段开始(开始于步骤720)，其中，AP‘n’702和相邻接入点(AP)AP‘m’706交换其能力，该交换经由直接有线或无线回程接口，或者经由连接到这些AP中的至少一个或与这些AP中的至少一个主动通信的移动台。将会意识到的是：虽然图7中仅示出了AP‘n’702和AP‘m’706，实际上，在步骤720中示出的双向交换中，AP‘n’702将向所有已知的相邻AP传送其能力，且反之亦然。将同样意识到的是：该交换将在初始安装期间或者在各个AP内能力发生改变的任何时刻发生。在各种实施例中，经由回程或经由通过连接到这些AP中的至少一个或多个AP的MS的相应接入链路来发送能力信息。同样地，当(MS)‘n0’704向其服务AP(例如，AP‘n’702)报告邻居列表测量时，服务AP将能够执行机会式干扰消除(IC)／干扰避免(IA)RRM操作的相邻AP(例如，AP‘m’706)视为可管理AP，本文中对此进行了更详细描述。

在步骤722中，MS‘n0’704通过首先向AP‘n’702注册以满足AP选择标准来执行网络附着过程。例如，AP选择标准可以是最高的接收信号功率或最低的路径损耗。另一示例将是最高的信号质量和最低的路径损耗。其他示例包括信号质量、接收信号功率和路径损耗的任何组合。在步骤724和726中，MS‘m0’708和MS‘m1’710同样执行与AP‘m’706的网络附着过程。在特定实施例中，MS(例如，移动台‘n0’704、‘m0’708和‘m1’710)可以在网络附着过程的注册部分期间建立与网络的安全隧道，以用于认证过程。在认证过程期间，网络和MS建立用于将来通信的所有相关加密密钥。如果MS不具有任何数据交易，网络可以发起空闲模式进入过程。

然后，在步骤728中，作为干扰管理能力交换的一部分，MS‘n0’704向其服务AP(AP‘n’702)发送其自身的能力。后续，在当MS‘n0’704附着到网络时向MS‘n0’704分配或许可资源的任何时候，服务AP将会使用该信息。在该实施例和各种其他实施例中，能力信息可以包括干扰减轻能力、发送和接收天线的数目、以及其他相关信息。在步骤730和732中，MS‘m0’708和MS‘m1’710同样执行与AP‘m’706的能力交换过程，这结束了附着阶段712。

然后开始注册阶段714(开始于步骤734、736和738)，其中，由移动台‘n0’704、‘m0’708和‘m1’710分别执行邻居列表测量和对潜在干扰AP的选择。在该实施例和各种其他实施例中，移动台‘n0’704、‘m0’708和‘m1’710可以自主地或者通过来自其相应的服务AP(例如，AP‘n’702和AP‘m’706)的请求来执行邻居列表测量。如图7中示出的，由移动台‘n0’704、‘m0’708和‘m1’710分别向其服务AP报告回所发现的邻居的列表，以用于步骤740、742和744中的进一步处理。继而，服务AP(例如，AP‘n’702和AP‘m’706)可以基于该AP对与网络中的其他AP协作的这些AP进行适应的能力来缩短(shortlist)所报告的AP列表。如果这样做，则服务AP在步骤746、748和750中向各个相应的MS发送具有缩短的邻居列表的肯定应答消息。在各种实施例中，不管何时在接收信号质量(例如，信号对干扰加噪声比(SINR))中存在显著改变，都可以重复测量报告过程。将要意识到的是：移动台‘n0’704、‘m0’708和‘m1’710可能必须与所选择的相邻AP建立下行链路同步。

然后，在步骤752中，在APs‘n’702与‘m’706之间建立安全隧道以及前述的相邻AP的短列表，以用于将来涉及MS注册和认证过程的通信。在各种实施例中，安全隧道的建立可以针对于特定的MS注册，或者其可以基于时间。在隧道的建立基于时间的情况下，将周期性地或在发生事件的任何时候交换安全密钥。由此，AP使用安全隧道来交换与将分别向AP(例如，APs‘n’702与‘m’706)注册的移动台(例如，移动台‘n0’704、‘m0’708和‘m1’710)相关联的信息，这将在从MS到AP的初始接入消息中指示。

在步骤752中已经在APs‘n’702与‘m’706之间建立安全隧道之后，在步骤754中，MS‘n0’704遵照其服务AP(AP‘n’702)提供的指令，将其自己向协作AP(例如，AP‘m’706)注册。本文中使用的协作AP指代相邻的非服务AP。在各种实施例中，为了向AP‘m’706和其他协作AP注册，服务AP(AP‘n’702)向MS‘n0’704指派唯一的ID。在这些实施例中，MS‘n0’704可能必须与前述短列表中的所有相邻AP建立上行链路(UL)同步。然后，在步骤756中，MS‘n0’704向AP‘m’706和其他协作AP提供其能力。之后，在步骤758中，在APs‘n’702与‘m’706之间建立安全隧道，以便于MS‘m0’708向AP‘n’702的注册和认证，之后是步骤760中MS‘m0’708向AP‘n’702的注册，以用于DL和UL同步。将意识到的是：如果已经在两个AP之间建立了安全隧道并且安全隧道没有到期，安全隧道的建立不是必须的。

然后开始分配阶段716(开始于步骤762)，其中，服务AP(AP‘n’702)向MS‘n0’704发送高级资源分配(ARA)。基于信道质量测量(CQM)，MS‘n0’704选择所分配的资源块的子集。在各种实施例中，AP‘n’702可以为其正在服务的各个MS选择重叠的资源集合。在这些实施例中，可以通过来自所有被服务的移动台的CQM反馈来决定各个ARA地图之间的重叠资源的大小。然后，在步骤764中，AP‘n’702接收ARA响应。在这些实施例中的特定实施例中，MS(例如，MS‘n0’704)将资源的优选子集作为响应消息的一部分指示给服务AP(例如，AP‘n’702)。然后，MS‘n0’704从ARA中指示的时间和频率资源块或资源块的组中选择资源。

然后，在步骤766中，AP‘n’702向MS‘n0’704发送ARA肯定应答(ACK)消息。在特定实施例中，ACK消息可以指示服务AP(例如，AP‘n’702)不能满足或者仅可以部分满足来自MS‘n0’704的请求，这同样可导致资源指派的取消。继而，在步骤768中，MS‘n0’704向相邻AP(例如，AP‘m’706)发送对应的ARA通知。在特定实施例中，MS‘n0’704可以向相邻AP指示其是否将该AP视为可管理的干扰源。本文中使用并在本文中更详细地描述的可管理干扰源指代可以由MS‘n0’704成功抑制的干扰源。在这些实施例和其他实施例中，MS‘n0’704可以指示关于各个相应的相邻AP观察到的路径损耗以及其可以容忍的最大接收信号强度。同样地，如果MS‘n0’704可以高效地消除多个主干扰源，MS‘n0’704可以指示多于两个的AP作为干扰源。在特定实施例中，AP‘n’702同样可以基于相邻AP(例如，AP‘m’706)处的负荷条件来发送ACK消息。例如，如果一个相邻AP具有低负荷，则AP‘n’702可指示该AP用于协调以及可以将负荷更高的第二AP视为可管理干扰源。在这些实施例中，AP可以提前向MS‘n0’704分别指示其优选项或其系统负荷。之后，在步骤770中，相邻AP(例如，AP‘m’706)发送指示其协作意愿或能力的ARAACK消息。

在特定实施例中，来自服务AP的ARAACK可以包含两个信息字段：字段1，预期针对于相邻AP并受在服务AP和相邻AP之间共享的加密密钥的保护，以及字段2，预期针对于MS。在这些实施例以及其他实施例中，MS通过包括信息字段1并附上其自己的干扰管理能力来形成ARA通知消息，本文中对此进行了详细描述。备选地，如果有AP之间的直接接口可用，可以通过该直接接口来交换信息字段1。如果这样做，则仅信息字段2将被发送给MS。

然后，在步骤778和780中，由AP‘n’704和AP‘m’706分别执行资源调度。在特定实施例中，在不是必须针对所有AP来同步资源调度时，步骤778和780可以在不同的时间发生。在各种实施例中，服务AP(例如，AP‘n’702)评估MS‘n0’704的QoS要求和在ARA／ARA响应中接收到的其优选的资源地图。然后，通过DL控制信道向MS‘n0’704传送所决定的资源。被选择为可管理干扰源的相邻AP(例如，AP‘m’706)处的资源分配器可以调度主MS(例如，MS‘m0’708)同时使用这些相同的资源。当相邻AP在相同的资源上向所服务的MS(例如，MS‘m0’708)发送时，调整发送功率，以使得受到干扰的MS(例如，MS‘n0’704)处的接收功率大致等于其已请求的最大接收信号强度。因此，例如在MS‘n0’704正在执行联合干扰消除时，可以最大化抗干扰性能。然后，在步骤782中，服务AP(例如，AP‘n’702)向MS‘n0’704发送最终资源分配消息，其后是步骤784中的数据传输。

在各种实施例中，步骤764和766可以在步骤770之后执行。在这些实施例和其他实施例中，步骤762处的ARA消息可以包含寻址到相邻APs‘m’706的安全的有效载荷。同样地，MS‘n0’704可以将从相邻APs‘m’706接收到的安全的有效载荷包括在向服务AP‘n’702发送的ARA响应消息中。在这些实施例中的特定实施例中，可以仅将ARA ACK寻址到MS‘n0’704。

图8a～b是根据本发明的实施例的移动台(MS)执行的用于管理下行链路(DL)传输上的小区间干扰的操作的流程图。在本实施例中，DL干扰管理操作开始于步骤802中，其后是在步骤804中，服务接入点(AP)基于MS的信道质量指示(CQI)报告，向MS发送高级资源分配(ARA)。在步骤806中，MS测量来自所有相邻AP的接收信号。例如，这可以通过将接收信号与AP特有的参考信号进行相关来执行，AP特有的参考信号是由AP周期性发送的。因此，MS可以确定其发送信号可被视为主干扰源的AP。确定主(干扰源)的标准可以取决于MS所使用的干扰消除接收机的类型。例如，如步骤806中示出的，将AN_A个相邻AP中确定I_D个邻居是主(干扰源)。在本实施例和其他实施例中，可以周期性地或者在服务AP发送ARA消息的任何时候重复该过程。

然后，在步骤808中，确定是否I_D＞0，以确定是否将在MIMO秩(MIMO order)和干扰消除目的之间共享可用的接收天线。如果在步骤808中确定I_D＜0，则在步骤810中将I_C设置为0。否则，在步骤812中确定主干扰源的数目(I_D)是否大于MS的最大干扰抑制能力(I_MAX)。如果大于，则在步骤814中将I_D设置为I_Max，其中，I_Max指示MS使用N_R个接收天线可以成功消除的干扰信号的数目。

之后，或者如果在步骤812中确定I_D＜I_Max，则在步骤816中确定是否P_IC＞PI_MIMO。为了这样做，MS检查干扰消除的优先级P_IC和多输入／多输出(MIMO)的优先级P_MIMO。如果在步骤816中确定MIMO传输是优先的，则在步骤818中将I_D降低到等于I_C(即，I_C＝I_D)，以使得在满足MIMO的要求之后将剩余的天线用于抑制干扰。更具体地，I_C=f^-1[N_R-M_D]，其中，N_R表示MS处的接收天线的数目，以及M_D是所期望的MIMO秩(即，独立信息流的数目)。函数f^-1[x]表示了通过使用x个接收天线可以抑制的干扰源的数目。

然而，如果在步骤816中确定干扰消除是优先的，则在步骤820中确定是否I_D≤f^-1[N_R-M_D]。更具体地，在确定成功消除干扰源所需的天线的数目之后，基于剩余天线来计算MIMO秩。如果在步骤820中确定I_D≤f^-1[N_R-M_D]，则在步骤822中将I_C设置为等于N_R-M_D。否则，在步骤818中将I_D降低到等于I_C(即，i_C＝I_D)。然后，在步骤824中确定是否M_D＞N_R-f[I_C]。如果不大于，或者如果在步骤822中已经将I_C设置为等于N_R-M_D，则在步骤828中将M_M设置为等于M_D(即，M_M=M_D)。如果不是，则在步骤826中将M_M设置为等于N_R-f[I_C]。

之后，或者如果在步骤810中已经将I_C设置为等于0(即，I_C=0)，或者如果在步骤828中已经将M_M设置为等于M_D(即，M_M=M_D)，则MS可以在步骤830中基于其动态评估的干扰消除能力从ARA集合中选择优选资源集合。在步骤832中，服务AP基于MS响应来分配无线资源，以使得最小化或避免来自不可消除的那些AP的干扰。如果在AP之间不存在回程通信链路，该消息可以包含寻址到相邻主干扰AP的加密的有效载荷。在步骤834中，MS向被视为主干扰源的相邻AP转发AP的新指派。在步骤836中，各个主干扰AP向MS答复其愿意还是不愿意根据来自MS的请求来设置其发送参数。在步骤838处，MS将其发射机重新配置为消除干扰和抑制干扰源，其后是步骤840中结束DL干扰管理操作。

图9示出了根据本发明的实施例的用于执行机会式上行链路(UL)无线资源管理(RRM)的上行链路上的设备辅助干扰管理的处理信号流程。在本实施例中，通过首先执行与图7相关联的用于分配网络附着(“附着”)712阶段的描述性文本中描述的步骤，发起对UL上的机会式干扰消除和干扰协调的执行。之后，执行针对于向非服务节点的注册(“注册”)714阶段来描述的步骤，这同样在与图7相关联的描述性文本中描述了。然而，如图9所示，修改了机会式资源分配(“分配”)916阶段的步骤。

现在参考图9，移动台(MS)‘n0’704在步骤962中向作为其服务AP的接入点(AP)‘n702发送针对UL资源的请求。作为响应，AP‘n’702向MS‘n0’704发送高级资源许可(ARG)。在各种实施例中，基于服务AP(例如，AP‘n’702)在之前时刻期间执行的信道质量测量(CQM)来选取许可的资源。将意识到的是：服务AP在无线资源的每个块上看到的残余干扰可影响到该决定。因此，AP‘n’702可以通过考虑来自由相邻AP(例如，AP‘m’706或AP‘l’908)服务的移动台的过去的报告，来接收与涉及给定资源的干扰有关的某些信息。

然后，在步骤966和968中，MS‘n0’704分别向相邻AP的优选集合(例如，AP‘m’706或AP‘l’908)发送ARG通知消息。在各种实施例中，可以基于相邻AP与MS‘n0’704之间的路径损耗来选择相邻AP的优选集合。在特定实施例中，相邻AP的集合是基于这些AP处的预期接收功率、MS‘n0’704的发送功率能力以及相关联的路径损耗度量来选择的。在特定实施例中，MS‘n0’704同样可以在通知消息中包括其发送功率等级以及针对各个相邻AP(例如，AP‘m’706或AP‘l’908)测量的路径损耗。

在特定实施例中，来自服务AP‘n’702的ARG消息可以包含两个信息字段：字段1，预期针对由在服务AP‘n’702与相邻AP(例如，AP‘m’706和AP‘l’908)之间共享的加密密钥来保护的相邻AP，以及字段2，预期针对MS‘n0’704。在这些实施例以及其他实施例中，MS‘n0’通过包括信息字段1并附上其自己的干扰管理能力来形成ARG通知消息，本文中对此进行了详细描述。备选地，可以通过AP‘n’702与APs‘m’706和‘l’908之间的直接接口(如果有直接接口可用)来交换信息字段1。如果这样做，则仅信息字段2将被发送给MS‘n0’704。

在各种实施例中，相邻AP(例如，AP‘m’706或AP‘l’908)可以分别在步骤970和972中向MS‘n0’704发送肯定应答(ACK)消息。在这些实施例中的特定实施例中，ACK消息可以指示相邻AP不能够满足或仅可以部分满足服务AP(例如，AP‘n’702)的意图。

然后，在步骤974中，MS‘n0’704向其服务AP(AP‘n’702)发送ARG响应消息。在各种实施例中，MS‘n0’704可以在步骤974期间向其服务AP转发从相邻AP(例如，AP‘m’706或AP‘l’908)接收到的ARG通知ACK。在各种实施例中，如果相邻AP(例如，AP‘m’706或AP‘l’908)中的任何AP不能够满足其请求，在步骤876中，AP‘n’702可以向MS‘n0’704发送ARG响应ACK消息。

然后，在步骤978和980中，分别由AP‘n’704和AP‘m’706执行资源调度。在特定实施例中，在不一定要针对所有的AP来同步资源调度时，步骤978和980可以在不同的时间发生。在各种实施例中，服务AP(例如，AP‘n’702)评估MS‘n0’704的QoS要求和在ARG／ARG响应中接收到的其优选的资源地图。然后，通过DL控制信道向MS‘n0’704传送所决定的资源。被选择为可管理干扰源的相邻AP(例如，AP‘m’706和AP‘l’908)处的资源分配器可以调度主MS同时使用这些相同的资源。然后，服务AP(例如，AP‘n’702)在步骤982中向MS‘n0’704发送最终资源许可(RG)消息。之后，MS‘n0’704在步骤984中使用由AP‘n’702许可的资源开始向AP‘n’702的数据传输。在特定实施例中，AP‘n’702可以基于从由相邻AP(例如，AP‘m’706和AP‘l’908)服务的移动台接收到的干扰信号来配置其接收机。

图10a～b是根据本发明的实施例的接入点(AP)执行的用于管理上行链路(UL)传输上的小区间干扰的操作的流程图。在该实施例中，UL干扰管理操作在步骤1002中开始，随后是步骤1004中服务AP标识连接附着到相邻AP的主干扰移动台。在各种实施例中，该标识是通过测量从所有移动台发送的接收同步特定信号来完成的。然后，服务AP可以确定其发送信号可被视为主干扰源的那些移动台。确定主(干扰源)的标准可以取决于AP所使用的干扰消除接收机的类型。例如，可以将附着到N_A个相邻AP的I_D个移动台确定为是主的。参考步骤1006，可以针对请求UL资源的各个MS，周期性地重复步骤1008到1038中描述的处理。同样地，可以针对整个无线接入技术(RAT)信道或针对各个子频带来进行步骤1008到1038中描述的处理。

然后，在步骤1008中，确定是否I_D＞0，以确定是否将在MIMO秩(MIMO order)和干扰消除目的之间共享可用的接收机天线。如果在步骤1008中确定I_D＜0，则在步骤1010中将I_C设置为0。否则，在步骤1012中确定主干扰源(I_D)的数目是否大于AP的最大干扰抑制能力(I_MAX)。如果大于，则在步骤1014中将I_D设置为I_Max，其中，I_Max指示AP使用N_R个接收天线可以成功消除的干扰信号的数目。

之后，或者如果在步骤1012中确定I_D＜I_Max，则在步骤816中确定是否P_IC＞PI_MIMO。为了这样做，AP检查干扰消除的优先级P_IC和多输入／多输出(MIMO)的优先级P_MIMO。如果在步骤1016中确定MIMO传输是优先的，则在步骤1018中将I_D降低到等于I_C(即，I_C＝I_D)，以使得在满足MIMO的要求之后将剩余的天线用于抑制干扰。更具体地，I_C=f^-1[N_R-M_D]，其中，N_R表示AP处的接收天线的数目，以及M_D是所期望的MIMO秩(即，独立信息流的数目)。函数f^-1[x]表示了通过使用x个接收天线可以抑制的干扰源的数目。

然而，如果在步骤1016中确定干扰消除是优先的，则在步骤1020中确定是否I_D≤f^-1[N_R-M_D]。更具体地，在确定成功消除干扰源所需的天线的数目之后，基于剩余天线来计算MIMO秩。如果在步骤1020中确定I_D≤f^-1[N_R-M_D]，则在步骤1022中将I_C设置为等于N_R-M_D。否则，在步骤1018中将I_D降低到等于I_C(即，I_C＝I_D)。然后，在步骤1024中确定是否M_D＞N_R-f[I_C]。如果不大于，或者如果在步骤1022中已经将I_C设置为等于N_R-M_D，则在步骤1028中将M_M设置为等于M_D(即，M_M=M_D)。如果不是，则在步骤1026中将M_M设置为等于N_R-f[I_C]。

之后，或者如果在步骤1010中已经将I_C设置为等于0(即，I_C=0)，或者如果在步骤1028中已经将M_M设置为等于M_D(即，M_M=M_D)，则服务AP可以在步骤1030中向对用于即将到来的UL数据交易的资源进行请求的MS发送高级资源许可。在各种实施例中，如果在回程上在AP之间不存在通信链路，该消息可以包括要向相邻AP转发的加密的有效载荷。

在步骤1032中，MS可以将ARG与其自己的动态评估的干扰能力一起向相邻AP转发。该消息要被发送到的相邻AP的集合可以由服务AP在高级资源许可消息中推荐。在步骤1034中，MS向其服务AP转发从相邻AP接收到的响应。该消息还可以包括从相邻AP接收到的加密的有效载荷。同样地，MS可以转发其自己的干扰减轻能力，该干扰减轻能力可能已经基于从相邻AP接收到的响应发生改变。在步骤1036中，AP可以重新评估其管理能力，并发送已更新的资源许可。在步骤1038中，MS重新配置其发射机并根据ARG来进行发送，以及UL干扰管理操作在步骤1040中结束。

图11示出了通过使用根据本发明的实施例来实现的移动台(MS)来管理干扰的备选处理信号流程，用于执行下行链路(DL)无线资源管理(RRM)操作。在本实施例中，通过首先执行与图7相关联的用于分配网络附着(“附着”)712阶段的描述性文本中描述的步骤，发起对DL上的机会式干扰消除和干扰协调的执行。之后，执行针对向非服务节点的注册(“注册”)714阶段来描述的步骤，这同样在与图7相关联的描述性文本中描述了。然而，如图7所示，用于资源分配(“分配”)1116阶段的步骤被修改了。

现在参考图11，如果移动台(MS)‘n0’704确定其正在干扰减轻模式下工作，则在步骤1162中，MS‘n0’704向其服务接入点(AP)(例如，AP‘n’702)发送与MS‘n0’704正在其中工作的干扰减轻模式相对应的信道质量指示(CQI)报告。作为响应，AP‘n’702在步骤1164中向MS‘n0’704发送对适用于其干扰减轻模式的那些资源进行指派的高级资源分配(ARA)确认消息。在各种实施例中，MS‘n0’704在步骤1166中向协作AP(例如，AP‘m’706)发送ARA通知，协作AP相应地在步骤1168中使用ARA通知肯定应答(ACK)消息来进行响应。然后，由MS‘n0’704和AP‘m’706在步骤1178和1180中分别执行资源调度，在与图7相关联的描述性文本中对此进行了更详细的描述。然后，在步骤1182中，服务AP(例如，AP‘n’702)向MS‘n0’704发送最终资源分配消息，其后是步骤1184中的数据传输。

本领域技术人员将认识到：与图7中示出的处理流程相比，图11中示出的处理流程可以降低信令开销。然而，将意识到的是：与图11相关联的各种实施例可以要求MS‘n0’704决定使用哪种干扰减轻方法。备选地，MS‘n0’704可以发送针对所有可能的干扰减轻技术的CQI报告，以及AP‘n’702可以指派适于减轻技术之一的资源，并在然后向MS‘n0’704通知其做出的选择。

本领域技术人员将认识到：本文中更详细地描述的各种实施例提供了针对资源分配的设备辅助的干扰管理方案，该方案优化了异构无线网络环境中的频谱效率。同样将意识到：在应用多输入／多输出(MIMO)和干扰协、调之前，本发明有利地考虑到接收机的干扰消除能力。例如，根据消除干扰的意愿来确定MIMO秩。作为另一示例，可以通过接收机的干扰消除算法轻易消除的这些发射机不针对干扰协调来处理。因此，接收机的干扰消除能力根据其干扰源的可变特性而变化。因此，本发明公开了用于向协调发射机传达该信息的周期性信令或事件驱动信令。

虽然本文中公开的所描述的示例性实施例是参考异构无线网络环境中的设备辅助的干扰管理来描述的，本发明不是必然被限制于示出了本发明的创造性方面的示例性实施例，这些创造性方面可被应用于各种认证算法。从而，以上公开的具体实施例仅是说明性的，并且不应被作为对本发明的限制，因为可以通过本领域技术人员受益于本文的教导而显然清楚的不同但等效的方式来修改和实现本发明。因此，前述描述不意在将本发明限制为所阐述的具体形式，而是相反，意在覆盖可被包括在由所附权利要求定义的本发明的精神和范围之内的这种备选、修改和等效，因此本领域技术人员应该理解，其可以在不脱离本发明的最宽泛的形式的精神的范围的情况下，进行各种改变、替换和改造。

Claims (36)

1.一种移动台，包括：

处理逻辑，用于管理对传输的干扰，所述处理逻辑由所述移动台“MS”用于动态地执行用于产生与所述MS的干扰管理能力相关联的能力数据的能力评估操作，所述能力数据被提供给服务接入点“AP”和一个或多个相邻AP，以用于根据所述MS、所述服务AP以及一个或多个相邻干扰AP的干扰管理能力来指派无线资源。

2.根据权利要求1所述的移动台，其中，通过考虑到以下各项的集合的组合，在下行链路“DL”传输期间在所述MS处最小化残余AP间干扰：

所述MS的干扰管理能力；

所述服务AP将传输定向至所述MS以减轻干扰的能力；以及

所述一个或多个相邻干扰AP将传输定向至第二MS以减轻所述MS处的干扰的能力，所述第二MS由所述一个或多个相邻干扰AP相应地提供服务。

3.根据权利要求2所述的移动台，其中，所述处理逻辑还由所述MS用于根据是否能够消除或抑制一个或多个主干扰源来进行DL无线资源选择推荐。

4.根据权利要求2所述的移动台，其中，所述处理逻辑还由所述MS用于向AP进行DL无线资源选择推荐，所述无线资源选择推荐包括以下各项的集合之一：

使用所有可用的接收天线来应用DL多输入／多输出“MIMO”；以及

使用少于所有可用的接收天线来应用DL MIMO。

5.根据权利要求2所述的移动台，其中，所述处理逻辑还由所述MS用于从所述服务AP提供的高级资源分配“ARA”消息中包含的所推荐的无线资源的集合中选择无线资源的子集，所述选择是根据所述MS观察到的DL信道质量来执行的，以及所述MS在ARA响应消息中向所述服务AP提供所述选择。

6.根据权利要求5所述的移动台，其中，所述处理逻辑还由所述MS用于在向所述一个或多个相邻干扰AP的集合提供的ARA通知消息中传送ARA，所述MS根据从所述服务AP接收到的ARA肯定应答消息来附上其对所述一个或多个相邻干扰AP的优选传输配置。

7.根据权利要求6所述的移动台，其中，所述ARA肯定应答消息包括寻址到相邻AP的加密的有效载荷。

8.根据权利要求2所述的移动台，其中，所述处理逻辑还由所述MS用于根据从所述服务AP接收到的响应对所述MS的接收机进行配置。

9.根据权利要求2所述的移动台，其中，所述处理逻辑还由所述MS用于根据从所述一个或多个相邻干扰AP接收到的响应对所述MS的接收机进行配置。

10.根据权利要求1所述的移动台，其中，通过考虑到以下各项的集合的组合，在上行链路“UL”传输期间在服务AP处最小化残余干扰：

所述AP的干扰管理能力；

所述MS将传输定向至其服务AP以减轻干扰的能力，所述能力由所述MS动态地评估；以及

所述一个或多个相邻干扰AP对来自第二MS的传输进行定向以减轻所述服务AP处的干扰的能力，所述第二MS由所述一个或多个相邻干扰AP相应地提供服务。

11.根据权利要求10所述的移动台，其中，所述处理逻辑还由所述MS用于根据其动态干扰管理能力和从所述一个或多个相邻干扰AP接收到的反馈进行UL无线资源选择推荐。

12.根据权利要求10所述的移动台，其中，所述处理逻辑还由所述MS用于向AP进行UL资源选择推荐，所述资源选择推荐包括以下各项的集合之一：

使用所有可用的发送天线来应用UL多输入／多输出“MIMO”；以及

使用少于所有可用的发送天线来应用UL MIMO。

13.根据权利要求10所述的移动台，其中，所述处理逻辑还由所述MS用于向所述一个或多个相邻干扰AP发送高级无线资源许可“ARG”通知消息，其中，所述服务AP在所述ARG通知消息中标识所述一个或多个相邻干扰AP的身份。

14.根据权利要求13所述的移动台，其中，所述ARG通知消息包括与所述移动台对各个资源的干扰管理能力相关联的能力数据，在所述MS动态地评估其干扰避免和传输能力之后，将所述能力数据包括在ARG通知消息中。

15.根据权利要求14所述的移动台，其中，所述处理逻辑还由所述MS用于向所述服务AP转发来自所述一个或多个相邻干扰AP的ARG响应肯定应答“ACK”消息。

16.根据权利要求15所述的移动台，其中，所述处理逻辑还由所述MS用于将其传输调整为与来自所述服务AP的ARG通知ACK消息相匹配，或在预定时间间隔到期之后调整其传输。

17.根据权利要求1所述的移动台，其中，所述处理逻辑还由所述MS用于在所述服务AP和所述一个或多个相邻干扰AP之间建立安全隧道，所述安全隧道是经由所述MS建立的。

18.根据权利要求17所述的移动台，其中，所述服务AP使用所述安全隧道向所述MS和所述一个或多个相邻干扰AP发送认证密钥，所述认证密钥用于后续的附着或认证操作。

19.一种用于管理对传输的干扰的方法，包括：

使用移动台“MS”，所述移动台包括处理逻辑，所述处理逻辑用于动态地执行用于产生与所述MS的干扰管理能力相关联的能力数据的能力评估操作，所述能力数据被提供给服务接入点“AP”和一个或多个相邻AP，以用于根据所述MS、所述服务AP以及一个或多个相邻干扰AP的干扰管理能力来指派无线资源。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，通过考虑到以下各项的集合的组合，在下行链路“DL”传输期间在所述MS处最小化残余AP间干扰：

所述MS的干扰管理能力；

所述服务AP将传输定向至所述MS以减轻干扰的能力；以及

所述一个或多个相邻干扰AP将传输定向至第二MS以减轻所述MS处的干扰的能力，所述第二MS由所述一个或多个相邻干扰AP相应地提供服务。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述MS还使用所述处理逻辑，以根据是否能够消除或抑制一个或多个主干扰源来进行DL无线资源选择推荐。

22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述MS还使用所述处理逻辑，以向AP进行DL资源选择推荐，所述无线资源选择推荐包括以下各项之一：

使用所有可用的接收天线来应用DL多输入／多输出“MIMO”；以及

使用少于所有可用的接收天线来应用DL MIMO。

23.根据权利要求20所述的方法，其中，所述MS还使用所述处理逻辑，以从所述服务AP提供的高级资源分配“ARA”消息中包含的所推荐的无线资源的集合中选择无线资源的子集，所述选择是根据所述MS观察到的DL信道质量来执行的，以及所述MS在ARA响应消息中向所述服务AP提供所述选择。

24.根据权利要求23所述的移动台，其中，所述MS还使用所述处理逻辑，以在向所述一个或多个相邻干扰AP的集合提供的ARA通知消息中传送ARA，所述MS根据从所述服务AP接收到的ARA肯定应答消息来附上其对所述一个或多个相邻干扰AP的优选传输配置。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述ARA肯定应答消息包括寻址到相邻AP的加密的有效载荷。

26.根据权利要求20所述的方法，其中，所述MS还使用所述处理逻辑，以根据从所述服务AP接收到的响应对所述MS的接收机进行配置。

27.根据权利要求20所述的方法，其中，所述MS还使用所述处理逻辑，以根据从所述一个或多个相邻干扰AP接收到的响应对所述MS的接收机进行配置。

28.根据权利要求19所述的方法，其中，通过考虑到以下各项的集合的组合，在上行链路“UL”传输期间在服务AP处最小化残余干扰：

所述AP的干扰管理能力；

所述MS将传输定向至其服务AP以减轻干扰的能力，所述能力由所述MS动态地评估；以及

所述一个或多个相邻干扰AP对来自第二MS的传输进行定向以减轻所述服务AP处的干扰的能力，所述第二MS由所述一个或多个相邻干扰AP相应地提供服务。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述MS还使用所述处理逻辑，以根据其动态干扰管理能力和从所述一个或多个相邻干扰AP接收到的反馈进行UL无线资源选择推荐。

30.根据权利要求28所述的方法，其中，所述MS还使用所述处理逻辑，以向AP进行UL资源选择推荐，所述资源选择推荐包括以下各项的集合之一：

使用所有可用的发送天线来应用UL多输入／多输出“MIMO”；以及

使用少于所有可用的发送天线来应用UL MIMO。

31.根据权利要求28所述的方法，其中，所述MS还使用所述处理逻辑，以向所述一个或多个相邻干扰AP发送高级无线资源许可“ARG”通知消息，其中，所述服务AP在所述ARG通知消息中标识所述一个或多个相邻干扰AP的身份。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述ARG通知消息包括与所述移动台对各个资源的干扰管理能力相关联的能力数据，在所述MS动态地评估其干扰避免和传输能力之后，将所述能力数据包括在ARG通知消息中。

33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述MS还使用所述处理逻辑，以向所述服务AP转发来自所述一个或多个相邻干扰AP的ARG响应肯定应答“ACK”消息。

34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述MS还使用所述处理逻辑，以将其传输调整为与来自所述服务AP的ARG通知ACK消息相匹配，或在预定时间间隔到期之后调整其传输。

35.根据权利要求19所述的方法，其中，所述MS还使用所述处理逻辑，以在所述服务AP和所述一个或多个相邻干扰AP之间建立安全隧道。

36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述服务AP使用所述安全隧道向所述MS和所述一个或多个相邻干扰AP发送认证密钥，所述认证密钥用于后续的附着或认证操作。

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