CN104885501A - 用于跨子帧干扰协调的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开内容的实施方式提供了用于动态TDD系统中的跨子帧干扰协调的方法和装置。该方法包括步骤:获得由动态TDD系统中的多个小区所采用的UL-DL配置;以及基于该UL-DL配置,确定对至少一个受干扰小区具有跨子帧干扰的至少一个干扰小区的波束成形向量,以便减少该跨子帧干扰。

Description

用于跨子帧干扰协调的方法和装置
技术领域
本发明的实施方式总体涉及通信技术。更具体地说,本发明的实施方式涉及用于跨子帧干扰协调的方法和装置。
背景技术
通常,采用两种不同的双工模式——频分双工(FDD)和时分双工(TDD)——用于分离从用户到基站以及从基站到用户的传输方向。在TDD模式中,上行链路(UL)与下行链路(DL)之间共享单个带宽,所述共享是通过为上行链路和下行链路分配不同的时间段而执行的。
以长期演进(LTE)或LTE高级版(LTE-A)TDD系统为例,有七种不同模式的上行链路/下行链路切换,称为上行链路-下行链路配置0~6,这些配置中的每一个彼此之间都具有不同的DL和UL分配。LTE TDD系统允许由七种不同的上行链路-下行链路配置来实现不对称的UL-DL分配。通常,LTE TDD系统静态地或半静态地在小区之间分配UL-DL配置。常规地,在LTE TDD系统部署小区的配置之后,所有相邻的小区具有相同的上行链路-下行链路配置(例如,配置0)。配置分配在操作期间不发生改变(静态分配)或者在多年的操作之后发生改变(半静态分配)。
在一些情况下,静态或半静态分配可以不与突发的业务情况(例如,FTP业务)相匹配。因此,提出了动态配置分配,以用于更好地匹配业务情况。于是,相邻的小区可以具有彼此不同的上行链路-下行链路配置。通过动态地向不同的小区分配UL-DL配置,可以很好地处理不对称的DL和UL业务需求。
然而,自由调节每个小区的UL-DL配置可以导致严重的跨子帧干扰,例如包括BS-BS CCI和UE-UE CCI这两者的跨子帧共信道干扰(CCI),这将显著地降低系统性能。当启动动态UL-DL配置/重新配置时,相邻小区中的反向传输带来所述CCI。
由于BS通常比UE具有更高的传输功率和更多的传输天线,所以BS-BS干扰比UE-UE干扰更严重。因此,需要找到干扰避免/抑制方案,以用于消除由BS-BS CCI引起的对系统性能的负面影响。
发明内容
本发明提出了协调跨子帧干扰——特别是协调BS-BS干扰——的技术方案。具体地,本发明提供了用于动态TDD系统中的跨子帧干扰协调的方法和装置,使得所述系统中的吞吐量得到有效提高。
根据本发明的第一方面,本发明的实施方式提供了用于动态TDD系统中的跨子帧干扰协调的方法。该方法可以包括:获得由所述动态TDD系统中的多个小区所采用的UL-DL配置;以及基于该UL-DL配置,确定对至少一个受干扰小区具有跨子帧干扰的至少一个干扰小区的波束成形向量,以便减少跨子帧干扰。
根据本发明的第二方面,本发明的实施方式提供了用于动态TDD系统中的跨子帧干扰协调的装置。该装置可以包括:获取器,被配置为获得由动态TDD系统中的多个小区所采用的UL-DL配置;以及确定器,被配置为基于UL-DL配置而确定对至少一个受干扰小区具有跨子帧干扰的至少一个干扰小区的波束成形向量,以便减少跨子帧干扰。
与现有技术方案相比,所提出的技术方案有效地减少了跨子帧干扰并且提高了动态TDD系统的吞吐量。
当结合附图阅读时,从以下对具体实施方式的描述中,本发明实施方式的其他特征和优点将会变得显而易见,所述附图以示例的方式阐述了本发明的实施方式的原理。
附图说明
参照附图,以示例的方式给出了本发明的实施方式,并且在下文中更详细地说明了它们的优点,其中:
图1图示了根据本发明实施方式的包括跨子帧干扰的动态TDD系统100的示意图;
图2图示了根据本发明实施方式的用于动态TDD系统中的跨子帧干扰协调的方法200的流程图;
图3图示了根据本发明进一步实施方式的用于动态TDD系统中的跨子帧干扰协调的方法300的流程图;
图4图示了根据本发明更进一步实施方式的用于动态TDD系统中的跨子帧干扰协调的方法400的流程图;
图5图示了根据本发明实施方式的用于将所述动态TDD系统的小区分簇到一个或多个小区簇中的方法500的流程图;
图6图示了根据本发明实施方式的用于动态TDD系统中的跨子帧干扰协调的装置600的框图;
图7图示了根据本发明一些实施方式的采用跨子帧干扰协调的动态TDD系统700的示意图;以及
图8图示了根据本发明一些其他实施方式的采用跨子帧干扰协调的动态TDD系统800的示意图。
具体实施方式
参照附图,在下文中充分描述了本发明的实施方式。然而,对于本领域技术人员将显而易见的是,本发明能够以许多不同的形式实施并且不应当被解释为限于本文阐述的实施方式和具体细节。在整个说明书中相同的附图标记指代相同的元件。
整个说明书中描述的本发明的特征、结构或特性可以按任何合适的方式结合在一个或多个实施方式中。例如,在整个说明书中,短语“某些实施方式”、“一些实施方式”或者其他类似语言的使用是指如下事实,即联系实施方式而描述的具体特征、结构或特性可以包括在本发明的至少一个实施方式中。因此,在该说明书中,短语“在某些实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在其他实施方式中”或其他类似语言的出现并不一定都是指同组实施方式,而所描述的特征、结构或特性可以按任何合适的方式结合在一个或多个实施方式中。
本发明的实施方式可以应用在各种动态TDD系统中,所述动态TDD系统包括但不限于LTE或LTE-A系统。考虑到通信的快速发展,当然会有可以实施本发明的未来类型的无线通信技术以及系统。其不应该被看作将本发明的范围仅限于前述系统。
在本公开内容中,用户设备(UE)可以是指终端、移动终端(MT)、用户站(SS)、便携式用户站(PSS)、移动台(MS)或接入终端(AT),并且可以包括UE、终端、MT、SS、PSS、MS或AT的一些或所有功能。
在本公开内容中,基站(BS)可以表示例如节点B(NodeB或NB)、演进型NodeB(eNodeB或eNB)、远程无线电单元(RRU)、射频头(RH)、远程无线电头(RRH)、中继器、低功率节点(诸如毫微微基站(femto)、微微基站(pico))等。
首先参照图1,其图示了根据本发明实施方式的包括跨子帧干扰的动态TDD系统100的示意图。
系统100示例性地图示为LTE系统。对于LTE TDD系统,有七种不同模式的上行链路/下行链路切换,称为上行链路-下行链路配置0~6。LTE TDD系统允许由七种不同的上行链路-下行链路配置来实现不对称的UL-DL分配。
如图1中所示,系统100包括第一基站BS1101和第二基站BS2102。BS1101管理小区,而用户设备UE1111位于该小区中并且被BS1服务,其中所述小区被动态地分配了配置5(D,S,U,D,D,D,D,D,D,D)。同时,BS2102管理小区,而用户设备UE2112位于该小区中并且被BS2服务,其中所述小区被动态地分配了配置6(D,S,U,U,U,D,S,U,U,D)。可以看出,配置5的第五子帧(以阴影示出)不同于配置6的第五子帧。具体地,配置5的第五子帧为“D”,而配置6的第五子帧为“U”。换言之,BS1101在第五子帧中与UE1111执行下行链路传输,而BS2102在第五子帧中与UE2112执行上行链路传输。因此,在第五子帧中,从BS1到UE1的下行链路传输可能与从UE2到BS2的上行链路传输发生干扰。因此,发生跨子帧干扰。
如本领域技术人员可以理解的,本公开内容可以应用于任何其他合适的通信系统,但不限于图1中所示的具体布置。例如,在系统包括被分配了三种配置的三个小区、并且在某个子帧中在两个小区中执行上行链路传输而在一个小区中执行下行链路传输的情况下,同样发生跨子帧干扰。例如,在系统包括被分配了三种配置的三个小区、并且在某个子帧中在一个小区中执行上行链路传输而在两个小区中执行下行链路传输的情况下,同样发生跨子帧干扰。
为了缓解跨子帧干扰,本发明的以下实施方式提供了用于跨子帧干扰协调的方法和装置。
现在参照图2,其图示了根据本发明实施方式的用于动态TDD系统中的跨子帧干扰协调的方法200。根据本发明的实施方式,方法200可以由例如TDD系统中的BS、基带单元(BBU)池、中央单元、控制器、服务器或者任何其他合适的设备来执行。
方法200开始之后,在步骤S201,获得由所述动态TDD系统中的多个小区所采用的UL-DL配置。
根据本发明的实施方式,根据本发明实施方式的所述方法可以在集中式随机接入网络(RAN)的框架下实现。集中式RAN可以包括经由光传送网络连接的一个或多个BBU池以及多个射频拉远单元
(RRU)。多个RRU可以管理多个小区并且传输、接收和/或测量各自小区中的信号。BBU池可以控制、管理和/或协调所述多个RRU的操作。在一些实施方式中,方法200可以在BBU池处实现。要注意的是,除了所述集中式RAN框架,根据本发明实施方式的方法可以在其他合适的网络中实现,诸如在异构型网络中实现。如本领域技术人员可以理解的,集中式RAN是示例,而非限制。
对于LTE TDD系统,有七种不同模式的上行链路/下行链路切换,称为上行链路-下行链路配置0~6。LTE TDD系统通过七种不同的上行链路-下行链路配置来允许不对称的UL-DL分配。表1示出为LTETDD系统定义的七种UL-DL配置。
表1:UL-DL配置
在表1中,表示为“D”的子帧意味着该子帧用于下行链路,表示为“U”的子帧意味着该子帧用于上行链路,而表示为“S”的子帧意味着该子帧是特殊子帧,该特殊子帧包括保护时段(GP)、上行链路前导时隙(UpPTS)、下行链路前导时隙(DwPTS)等。从表1中可以看出,LTE TDD系统通过七种上行链路-下行链路配置来允许不对称的UL-DL分配。
根据本发明的实施方式,动态TDD系统可以包括多个小区。当满足用于重新配置的时间尺度时,可以为所述多个小区动态地分配UL-DL配置。因此,通过接收用于小区的UL-DL配置(其被动态地分配至这些小区),可以获得这些小区所采用的UL-DL配置。例如,在一些实施方式中,基于可用配置的DL与UL子帧比以及每个小区的DL与UL数据比,可以动态地为小区分配UL-DL配置。管理小区的每个基站(例如,eNB、RRU等)可以向网络节点报告其最新被分配的UL-DL配置,该网络节点诸如控制器、中央单元、BBU池、服务器等。因此,在接收到该报告时,网络节点可以获知由动态TDD系统中的多个小区所采用的UL-DL配置。
根据本发明的实施方式,动态TDD系统中可能有大量小区。在这种情况下,在步骤S201,可以将动态TDD系统中的小区分簇到一个或多个小区簇中,然后可以获得该一个或多个小区簇的每一个中的小区所采用的UL-DL配置。在一些实施方式中,对小区进行分簇可以通过以下进行:确定基准小区与多个小区之间的跨子帧共信道干扰(CCI)指示,其中基准小区是从该多个小区中随机选取的;以及基于CCI指示,将该多个小区分簇到一个或多个小区簇中。与所述分簇有关的更多细节可以结合图4和图5所示的实施方式在说明书中找到。
在步骤S202,基于UL-DL配置,确定对至少一个受干扰小区具有跨子帧干扰的至少一个干扰小区的波束成形向量,以便减少跨子帧干扰。
根据本发明的实施方式,基于如步骤S201中获得的由多个小区采用的UL-DL配置,可以从所述多个小区中确定至少一个干扰小区和至少一个受干扰小区。然后,至少一个干扰小区和至少一个受干扰小区中的UE可以被划分成一个或多个UE组,其中UE组至少包括至少一个干扰小区中的UE以及至少一个受干扰小区中的UE。接着,可以计算与一个或多个UE组相关联的一个或多个波束成形向量,并且可以从一个或多个波束成形向量中选择使至少一个受干扰小区的上行链路容量最大化的波束成形向量。
根据本发明的一些示例性实施方式,与一个或多个UE组相关联的一个或多个波束成形向量可以通过如下步骤计算:计算关于UE组的信号泄漏值,其中信号泄漏值指示出从至少一个干扰小区到至少一个受干扰小区的信号泄露;以及将使信号泄漏值最小化的波束成形向量确定为与该UE组相关联的波束成形向量。
根据本发明的进一步示例性实施方式,使至少一个受干扰小区的上行链路容量最大化的波束成形向量通过如下步骤选择:基于一个或多个波束成形向量,计算至少一个受干扰小区的容量值;以及从该一个或多个波束成形向量中选择与计算出的容量值的最大值相关联的波束成形向量。
联系图3所示的实施方式,可以在说明书中找到与所述分簇有关的更多细节。
关于图2所示的实施方式,有利的是,通过减少BS-BS跨子帧干扰,有效地提高了上行链路的性能,这不同于现有的技术方案。同样有利的是,没有引入严重的下行链路性能退化。
图3图示了根据本发明的进一步实施方式的用于动态TDD系统中的跨子帧干扰协调的方法300的流程图。方法300可以被认为是上文参照图2所描述的方法200的实施方式。在以下对方法300的描述中,选择使所述至少一个受干扰小区的上行链路容量最大化的波束成形向量,以便减少干扰小区对受干扰小区的跨子帧干扰。然而,应当注意,这仅用于阐述本发明的原理,而非限制其范围。
在步骤S301,接收被分别动态地分配给多个小区的UL-DL配置。
根据本发明的实施方式,基于可用配置的DL与UL子帧比以及每个小区的DL与UL数据比,可以动态地为多个小区中的每个小区分配UL-DL配置。例如,对于一个小区,响应于用于所述小区中的重新配置的时间尺度得到满足,可以基于DL缓冲区和UL缓冲区中的数据量来计算该小区的DL与UL数据比;接着,可以获得可用配置的DL与UL子帧比;并且可以从该可用配置中选择DL与UL子帧比最接近于DL与UL数据比的配置,来作为被分配给该小区的UL-DL配置。以这种方式,可以获得动态TDD系统中所有多个小区的UL-DL配置。
在示例性实施方式中,如果用于重新配置的时间尺度(例如,每X毫秒(ms))得到满足,则可以启用动态UL-DL配置分配。以所述多个小区中的一个小区为例,该小区可以选择一种配置,该种配置具有与其DL与UL缓冲区中的数据量比最接近的UL-DL比。
为了阐述这个过程,首先,配置l的UL-DL比可如下计算:
K l c = N l D L × N O F D M + N l s × K D w P T S N l U L × N O F D M + N l s × K U p P T S l = 0 , 1 , ... , 6. - - - ( 1 )
这里,分别表示配置l的一个无线帧中的DL和UL子帧的数目;对应于配置l的一个无线帧中的特殊子帧的数目;NOFDM表示一个子帧中的OFDM符号的数目;KUpPTS和KDwPTS分别是一个特殊帧中的UpPTS和DwPTS之比。
然后,在每个小区的DL和UL缓冲区中的数据量比可如下计算:
K b = B D B U - - - ( 2 )
这里,BD和BU分别对应于DL和UL缓冲区中的分组数目。
BD和BU可被进一步表示为
B D = Σ n = 1 N B n D
B U = Σ n = 1 N B n U - - - ( 3 )
这里,N表示UE的总数目,分别代表由用户n请求的DL和UL分组的数目。
此后,小区可以例如通过如下计算来选择一种配置,该种配置具有与每个小区的DL和UL缓冲区中的数据量比最接近的DL/UL比:
l a = arg m i n l = 0 , 1 , ... , 6 | K l c - K b | , - - - ( 4 )
其中la为所选择的UL-DL配置的索引。
要注意的是,除了上文所示的动态UL-DL配置分配方案,本发明的一些实施方式可以采用其他合适的动态UL-DL配置分配方案。上述实施方式仅用于示例说明,而非限制。
在步骤S302,基于所述UL-DL配置,从所述小区中确定至少一个干扰小区和至少一个受干扰小区。
利用所述UL-DL配置,可以确定干扰小区和受干扰小区。关于图1,在步骤S301中可以获得由BS1和BS2管理的小区所采用的UL-DL配置,即配置5和配置6。由于配置5的第五子帧为“D”并且配置6的第五子帧为“U”,所以,从BS1到UE1的下行链路传输可能与从UE2到BS2的上行链路传输发生干扰。因此,由BS1管理的小区可被确定为干扰BS,而由BS2管理的小区可被确定为受干扰BS。
现在参照图7所示的实施方式,其图示了根据本发明一些实施方式的采用跨子帧干扰协调的动态TDD系统700的示意图。在图7中所示的实施方式中,小区1分配有配置5(D,S,U,D,D,D,D,D,D,D),小区2分配有配置2(D,S,U,D,D,D,D,D,D,D),而小区3分配有配置6(D,S,U,U,U,D,S,U,U,D)。关于第五子帧,小区1和小区2可被确定为干扰BS,而小区3可被确定为受干扰BS。
现在参照图8所示的实施方式,其图示了根据本发明一些其他实施方式的采用跨子帧干扰协调的动态TDD系统800的示意图。在图8中所示的实施方式中,小区4分配有配置5(D,S,U,D,D,D,D,D,D,D),小区4分配有配置6(D,S,U,U,U,D,S,U,U,D),而小区6分配有配置6(D,S,U,U,U,D,S,U,U,D)。关于第五子帧,小区4可被确定为干扰BS,而小区5和小区6可被确定为受干扰BS。
在步骤S303,将至少一个干扰小区和至少一个受干扰小区中的UE划分成一个或多个UE组。
根据本发明的实施方式,UE组至少包括所述至少一个干扰小区中的UE以及所述至少一个受干扰小区中的UE。
在图7中所示的实施方式中,UE0、UE1、UE2、……、UE7可以是候选UE,候选UE具有要传输或者要接收的DL或UL分组。UE可能会在小区1、小区2和小区3中相同的资源块(RB)上同时传输/接收分组。例如,如图7中所示,UE(0,4,6)是候选的UE组。换言之,“UE(0,4,6)”表示一个UE组,其包括小区1中的UE0、小区2中的UE4以及小区3中的UE6。
在步骤S304,计算与所述一个或多个UE组相关联的一个或多个波束成形向量。
根据本发明的实施方式,所述至少一个干扰小区到所述至少一个受干扰小区的信号泄漏值可以关于一个UE组来计算。然后,使信号泄漏值最小化的波束成形向量可被确定为与UE组相关联的波束成形向量。在本发明的实施方式中,信号泄漏值可以被示例性地示出为信漏噪比(SLNR),而使所述SLNR最大化的波束成形向量可被确定为与UE组相关联的波束成形向量。
参照图7所示的实施方式,在小区簇中有3个小区,其中两个小区在DL子帧(第五子帧)中而另一个在UL子帧中。基于SLNR,可以计算出BS-a 701和BS-b 702的波束成形向量(分别表示为Fa和Fb)。
对于UE组,例如UE(0,4,6),修改后的SLNR(假设从BS-a701传输到UE0720)可被表示为:
S L N R ( F a ) = t r ( F a H R 0 a F a ) t r ( F a H R c a F a / I c ) + α - - - ( 5 )
其中α是调节因子;
Ic表示在BS-c 703处观察到的干扰,其不包括来自其自身的服务小区和BS-a 701的干扰;
表示由UE0720和BS-a 701观察到的统计空间相关矩阵;以及
表示由BS-c 703和BS-a 701观察到的统计空间相关矩阵。
在本公开内容中,由接收机i和发射机j观察到的统计空间相关矩阵表示为其可以在整个频带或子频带上累积在一个或多个子帧中。在一些实施方式中,可以如下计算:
R i j = 1 | T | Σ t ∈ T 1 | S | Σ k ∈ S H i , j , k , t H H i , j , k , t - - - ( 6 )
这里,T表示所累积的子帧的集合;S为子载波的集合,其对应于子频带(包括单个子载波的特殊情况)、整个传输频带、或者频谱聚合情况下的单个分量载波;而Hi,j,k,t表示i与j之间的、子载波k上的、子帧t中的小尺度衰落信道。
根据对统计空间相关矩阵的计算,可以相应地确定方程(5)中的统计空间相关矩阵
继而,BS-a 701处的对应波束成形向量可以如下计算:
F a = e i g { ( R c a / I c + α I ) - 1 R 0 a } - - - ( 7 )
其中eig{M}是计算特征向量的函数,所述特征向量对应于输入矩阵M的最大L特征值,而L表示至UE的传输等级。例如,L=1。
继而,BS-b 702处的对应波束成形向量可以计算为:
F b = e i g { ( R c b / I c + α I ) - 1 R 4 b } - - - ( 8 )
其中表示由UE4724和BS-b 702观察到的统计空间相关矩阵;以及
表示由BS-c 703和BS-b 702观察到的统计空间相关矩阵矩阵。
参照图8所示的实施方式,在小区簇中有3个小区,其中两个小区在UL子帧(第五子帧)中而另一个在DL子帧中。基于SLNR,可以计算BS-a 801和BS-b 802的波束成形向量(表示为Fa)。
参照图8所示的实施方式,在小区簇中有3个小区,其中两个小区在UL子帧(第五子帧)中而另一个在DL子帧中。来自小区4中的BS-a 801的下行链路传输可能与小区5和小区6中的上行链路传输发生干扰。可以如下基于SLNR来计算BS-a 701的波束成形向量(表示为Fa)。
如图8中所示,UE0、UE1、UE2、……、UE7是候选UE,该候选UE具有要传输或者要接收的DL分组或UL分组。对于一个UE组,例如对于UE(0,3,6),修改后的SLNR(假设从BS-a 801传输到UE0820)可被表示为:
S L N R ( F a ) = t r ( F a H R 0 a F a ) t r ( F a H ( R c a + R b a ) F a I b + I c ) + α - - - ( 9 )
其中α是调节因子;
Ib和Ic表示在BS-b和BS-c处观察到的干扰,其不包括来自其自身的服务小区以及BS-a的干扰;
表示由UE0820和BS-a 801观察到的统计空间相关矩阵;
表示由BS-c 803和BS-a 801观察到的统计空间相关矩阵;以及
表示由BS-c 803和BS-b 802观察到的统计空间相关矩阵。
根据本发明的实施方式,上述统计空间相关矩阵可以根据若干方式获得,例如,可以根据方程(6)计算得到。
继而,BS-a 801处的对应波束成形向量可以计算为:
F a = e i g { ( R b a + R c a I b + I c + α I ) - 1 R 0 a } - - - ( 10 )
其中eig{M}是计算与输入矩阵M的最大L特征值相对应的特征向量的函数,而L表示至UE的传输等级。例如,L=1。
应当注意,关于图8的实施方式涉及对干扰小区(例如,小区4)相对于一个用户组的波束成形向量的确定。关于不同的用户组,可以确定干扰小区的更多波束成形向量。
在步骤S305,从一个或多个波束成形向量中选择使至少一个受干扰小区的上行链路容量最大化的波束成形向量。
根据本发明的实施方式,通过计算至少一个受干扰小区的容量值,可以获得至少一个受干扰小区的上行链路容量。在一些实施方式中,基于一个或多个波束成形向量,可以首先计算出至少一个受干扰小区的容量值;然后,可以从一个或多个波束成形向量中选择与计算出的容量值的最大值相关联的波束成形向量。根据本发明的实施方式,可以通过计算至少一个受干扰小区的容量值,来获得至少一个受干扰小区的上行链路容量。
现在参照图7所示的实施方式,其中受干扰小区的容量值可以关于UE组(UE(0,4,6))而示例性地计算如下:
C U = log { det [ I + R c 6 t r ( F a H R c a F a + F b H R c b F b ) / N r R R U + N a ] } - - - ( 11 )
其中Fa和Fb分别是BS-a 701和BS-b 702的波束成形向量;
是在BS处的接收天线的数目(在该实施方式中,BS被图示为RRU);
Na表示在BS-a 701处发送的每个天线的残差干扰和平均噪声功率;
表示由BS-c 703和UE6726观察到的统计空间相关矩阵;
表示由BS-c 703和BS-a 701观察到的统计空间相关矩阵;以及
表示由BS-c 703和BS-b 702观察到的统计空间相关矩阵。
通过求解下式可以获得上述度量CU的最大值:
max F a , F b C U
s . t . , t r ( F a H F a ) ≤ P t R R U , t r ( F b H F b ) ≤ P t R R U - - - ( 12 )
其中是对RRU的传输功率约束。
由于在步骤S304中可以相对于多个UE组而计算出BS-a的波束成形向量以及BS-b的波束成形向量,所以,可以通过将根据方程(11)获得的多个CU与这些波束成形向量相比较而确定最大化的容量值。以这种方式,可以从在步骤S304中获得的波束成形向量中选择使所述受干扰小区(即小区3)的上行链路容量最大化的波束成形向量。
现在参照图8所示的实施方式,其中受干扰小区的容量值可以相对于UE组(UE(0,3,6))而示例性地计算如下:
C U = log { det [ I + R c 6 t r ( F a H R c a F a + R c 3 ) / N r R R U + N a ] } + log { det [ I + R b 3 t r ( F a H R b a F a + R b 6 ) / N r R R U + N b ] } - - - ( 13 )
其中Fa是BS-a 801的波束成形向量;
是在BS处的接收天线的数目(在该实施方式中,BS被示出为RRU);
Na和Nb分别表示在BS-a 801和BS-b 802处发送的每个天线的残差干扰和平均噪声功率;
表示由BS-c 803和UE6826观察到的统计空间相关矩阵;
表示由BS-c 803和UE3823观察到的统计空间相关矩阵;
表示由BS-c 803和BS-a 801观察到的统计空间相关矩阵;
表示由BS-b 802和UE6826观察到的统计空间相关矩阵;
表示由BS-b 802和UE3823观察到的统计空间相关矩阵;以及
表示由BS-b 802和BS-a 801观察到的统计空间相关矩阵。
通过求解下式可以获得上述度量CU的最大值:
max F a C U
s . t . , t r ( F a H F a ) ≤ P t R R U - - - ( 14 )
其中是对RRU(即BS)的传输功率约束。
由于在步骤S304中可以相对于多个UE组而计算出BS-a的多个波束成形向量,所以,可以通过将根据方程(13)获得的多个CU与这些波束成形向量相比较而确定所述最大容量值。以这种方式,可以为干扰小区4选择使所述受干扰小区(即小区5和小区6)的上行链路容量最大化的波束成形向量。
利用选定的波束成形向量,例如利用图7的实施方式中的波束成形向量Fa和Fb,干扰小区(小区1和小区2)可以分别利用波束成形向量Fa和Fb进行波束成形,使得可以减少对小区3的跨子帧干扰。
同样地,在图8的实施方式中,利用选定的波束成形向量Fa,干扰小区(小区4)可以利用该波束成形向量Fa进行波束成形,使得对小区2和小区3的跨子帧干扰可以被减少。
在此值得注意的是,根据本发明实施方式的方法可以被扩展到一种情况,在这种情况下,在一个小区簇内的小区的最大数目大于3,即具有更多的干扰情况;将本公开内容中提出的方案直接扩展到上述情况可以对可实现的性能提升和设计自由度(DoF)进行折中。例如,一种可能的技术方案会是:从同一簇内的全部小区中向下选择两个或三个小区,以执行根据本发明实施方式的方法。
关于图3所示的实施方式,有利的是,考虑了对上行链路UE的功率泄露来生成下行链路的波束成形向量,从而跨子帧干扰可以被有效地减少。同样有利的是,上行链路UE可以被安排在RB上,该RB受BS-BS跨子帧干扰的影响较小。
图4图示了根据本发明更进一步实施方式的用于动态TDD系统中的跨子帧干扰协调的方法400的流程图。方法400可以被认为是上文参照图2所描述的方法200的实施方式。在以下对方法400的描述中,动态TDD系统中的小区被分簇到一个或多个小区簇中,并且方法200可以在每个小区簇中的小区上实现。以这种方式,可以减少每个小区簇中干扰小区对受干扰小区的跨子帧干扰。然而,应当注意,这仅用于阐述本发明的原理,而非限制其范围。
在步骤S401,将多个小区分簇到一个或多个小区簇中。
根据本发明的实施方式,可以按若干方式将小区分簇到小区簇中。例如,可以确定基准小区与多个小区之间的跨子帧同信道干扰(CCI)指示,其中该基准小区是从多个小区中随机选取的;并且基于该CCI指示,可以将这多个小区分簇到一个或多个小区簇中。
在一些实施方式中,当基于CCI指示将多个小区分簇到一个或多个小区簇中时,与超过预定阈值的CCI指示相关联的小区可被分类到一个小区簇中。在一些其他实施方式中,可以首先确定超过预定阈值的CCI指示集合,可以安装降序将预定数目的CCI指示从该集合中选择出来,并且可以将预定数目的CCI指示分类到小区簇中。
根据本发明的实施方式,小区分簇能够以动态的方式或半静态的方式进行。用于小区分簇的时间尺度可以按毫秒、秒、分钟、小时等的级别进行。
联系图5所示的实施方式,可以在说明书中找到与所述分簇有关的更多细节。
在步骤S402,获得由一个或多个小区簇的每一个中的小区所采用的UL-DL配置。
方法400中的步骤S402可以被认为是如上文所述方法200中的步骤S201的实施方式。与步骤S201类似,在S402中也获得由动态TDD系统中的多个小区所采用的UL-DL配置。具体地,在步骤S402中获得的UL-DL配置是被动态地分配给每个小区簇中的小区(而非动态TDD系统中的所有小区)的配置。例如,假设动态TDD系统包括五个小区,其中三个小区被分类到第一小区簇中而其他两个小区可被分类到第二小区簇中,那么可以在步骤S402中获得由第一小区簇中的小区所采用的UL-DL配置以及由第二小区簇中的小区所采用的UL-DL配置。
在步骤S403,基于UL-DL配置,确定对至少一个受干扰小区具有跨子帧干扰的至少一个干扰小区的波束成形向量,以便减少跨子帧干扰。
方法400中的步骤S403可以被认为是如上文所述方法200中的步骤S202的实施方式。与步骤S202类似,在S403中也基于UL-DL配置而确定对至少一个受干扰小区具有跨子帧干扰的至少一个干扰小区的波束成形向量。更具体地,对于一个小区簇中的小区而非TDD系统中的所有小区,确定所述波束成形向量。
图5图示了根据本发明的更进一步实施方式的用于动态TDD系统中的跨子帧干扰协调的方法500的流程图。方法500可以被认为是上文参照图4所描述的方法400的步骤S401的实施方式。然而,应当注意,这仅用于阐述本发明的原理的目的,而非限制其范围。
在步骤S501,确定基准小区与多个小区之间的CCI指示,其中该基准小区是从该多个小区中随机选取的。
根据本发明的实施方式,CCI指示可以指示出两个小区之间的传播特性。CCI指示可以是路径损耗、互耦损耗(MCL)和/或其他合适的因子。
根据本发明的实施方式,可以有获得CCI指示的若干方法。例如,假设RRU0与其UE进行下行链路传输并且与RRU1(该RRU1正在接收来自其UE的上行链路传输)发生干扰,那么RRU0与RRU1之间的MCL可以如下计算:
MCLRRU0-RRU1=TAGRRU0+RAGRRU1-PLRRU0-RRU1      (14)
其中TAGRRU0和RAGRRU1分别表示RRU0和RRU1的发射和接收天线增益,而PLRRU0-RRU1是RRU0与RRU1之间的传播损耗。
基于RRU0与RRU1之间的MCL,可以获得RRU0与RRU1之间的干扰,例如,具体如下:
IRRU0->RRU1=PRRU0+TAGRRU0+RAGRRU1-PLRRU0-RRU1       (15)
其中PRRU0表示从RRU0发射的信号功率。
从方程(14)和(15)中,可以看出,MCL指示两个BS之间的干扰。换言之,RRU/小区之间的MCL意味着潜在的RRU-RRU CCI级别。
在确定基准小区与多个小区之间的CCI指示中,首先,可以随机选择小区作为锚点(以下,称为“基准小区”)。基于方程(14),可以获得基准小区与多个小区中任一小区之间的MCL。例如,假设动态TDD系统中有三个小区(小区1、小区2、小区3),如果随机地选择小区1作为基准小区,则可以在步骤S501中获得小区1与小区2之间的MCL1以及小区1与小区3之间的MCL2。
在步骤S502中,确定超过预定阈值的CCI指示集合。
如本领域技术人员可以理解的,预定阈值不限于固定值,相反,该预定阈值是可配置的。本领域技术人员可以根据他/她的经验、系统、条件、历史值和/或其他因子而预定义或预设所述阈值。
例如,预定的MCL阈值可以被设成-70dB,而在步骤S501中确定的MCL是-40dB。由于-40dB大于-70dB,可以确定MCL超过所述预定阈值。
通过将步骤S501中获得的CCI指示与预定阈值进行比较,可以确定超过该预定阈值的CCI指示。例如,考虑到在步骤S501中获得的小区1与小区2之间的MCL1以及小区1与小区3之间的MCL2,可以将MCL1和MCL2与预定阈值进行比较,以便确定它们是否超过所述阈值。
在步骤S503中,按降序从所述集合中选择预定数目的CCI指示。
根据本发明的实施方式,预定数目可以是根据系统要求或条件而预设或预定义的。例如,预定数目可以被设成3。换言之,将从超过预定阈值的CCI指示的集合中选择3个CCI指示。在一些实施方式中,如果在步骤S501中确定10个CCI指示并且在步骤S502中将5个CCI指示的集合确定为超过预定阈值,那么可以按降序从CCI指示的集合中选择3个CCI指示。即,从所述集合中的5个CCI指示中选择较大的三个CCI指示。
在步骤S504,将预定数目的CCI指示分类到一个小区簇中。
如上文所讨论,如果从5个CCI指示的集合中选择最大的三个CCI指示,那么所述最大的三个CCI指示可以被分类到一个小区簇中。在一些其他实施方式中,如果在步骤S502中确定的集合包括1个或2个CCI指示(小于预定数目3),那么所述1个或2个CCI指示可以被分类到一个小区簇中。
根据本发明的实施方式,上文所述的MCL辅助小区分簇的伪码可被提供如下,其中τ表示MCL阈值,而NRRU代表RRU的总数目。
1:Input:MCLRRU0-RRU1,MCLRRU0-RRU2,…,MCLRRUx-RRUy,…;τ;NRRU
2:Output:Clustering of RRUs
3:while All cell clusters are formed do
4:start:randomly select one RRU(RRUx)that has not been chosen so for
5:initialize:the cell cluster set anchored at RRUx(i.e.,{CCx})
6:for n=1,...,NRRU do
7:if n≠then
8:find the three smallest MCLs to RRUx
9:end if
10:end for
11:the corresponding three RRUs are RRUa,RRUb,and RRUc
12:for m=a,b,c do
13:if MCLRRUx-RRUm<τthen
14:{CCx}←RRUm
15:end if
16:end for
17:end while
要注意的是,根据本发明实施方式的小区分簇可以按其他合适的方式实现。本公开内容中所示的上述伪码是为了示例而非限制的目的。
现在参照图6,其图示了根据本发明实施方式的用于动态TDD系统中的跨子帧干扰协调的装置600的框图。如图所示,装置600包括:获取器61O,其被配置为获得由动态TDD系统中的多个小区所采用的UL-DL配置;以及确定器620,其被配置为基于该UL-DL配置,确定对至少一个受干扰小区具有跨子帧干扰的至少一个干扰小区的波束成形向量,以便减少跨子帧干扰。根据本发明的实施方式,装置600可以在BS、基带单元(BBU)池、中央单元、控制器、服务器或者任何其他合适的设备中实现。
根据本发明的实施方式,确定器620可以包括:第一确定单元,其被配置为基于UL-DL配置,从多个小区中确定至少一个干扰小区和至少一个受干扰小区;划分单元,其被配置为将至少一个干扰小区和至少一个受干扰小区中的UE划分成一个或多个UE组,其中一个UE组至少包括至少一个干扰小区中的UE以及至少一个受干扰小区中的UE;第一计算单元,其被配置为计算与该一个或多个UE组相关联的一个或多个波束成形向量;以及第一选择单元,其被配置为从该一个或多个波束成形向量中选择使至少一个受干扰小区的上行链路容量最大化的波束成形向量。
根据本发明的实施方式,确定器620的第一计算单元可以包括:第二计算单元,其被配置为计算关于一个UE组的信号泄漏值,其中该信号泄漏值指示从至少一个干扰小区到至少一个受干扰小区的信号泄露;以及第二确定单元,其被配置为将使该信号泄漏值最小化的波束成形向量确定为与该UE组相关联的波束成形向量。
根据本发明的实施方式,确定器620的第一选择单元可以包括:第三计算单元,其被配置为基于一个或多个波束成形向量,计算至少一个受干扰小区的容量值;以及第二选择单元,其被配置为从该一个或多个波束成形向量中选择与计算出的容量值中的最大容量值相关联的波束成形向量。
根据本发明的实施方式,获取器610可以包括:第一分簇单元,其被配置为将多个小区分簇到一个或多个小区簇中;以及第一获取单元,其被配置为获得由该一个或多个小区簇的每一个中的小区所采用的UL-DL配置。
根据本发明的实施方式,获取器610的第一分簇单元可以包括:第三确定单元,其被配置为确定基准小区与多个小区之间的跨子帧共信道干扰(CCI)指示,其中该基准小区是从多个小区中随机选取的;以及第二分簇单元,其被配置为基于CCI指示而将多个小区分簇到一个或多个小区簇中。
根据本发明的实施方式,第二分簇单元可以包括:第一分类单元,其被配置为将与超过预定阈值的CCI指示相关联的小区分类到一个小区簇中。
根据本发明的实施方式,第二分簇单元可以包括:第四确定单元,其被配置为确定超过预定阈值的CCI指示的集合;第三选择单元,其被配置为按降序从该集合中选择预定数目的CCI指示;以及第二分类单元,其被配置为将该预定数目的CCI指示分类到一个小区簇中。
根据本发明的实施方式,获取器610可以包括:接收单元,其被配置为接收被动态地分配给多个小区的UL-DL配置。
根据本发明的实施方式,基于每个小区的DL与UL数据比以及可用配置的DL与UL子帧比,而针对多个小区中的每个小区动态地分配UL-DL配置。
应当注意,装置600可被配置为实现参照图2-图5所描述的功能。因此,关于方法200、300、400和500中的任何方法而讨论的特征可以应用于装置600的对应组件。还应当注意,装置600的组件可以以硬件、软件、固件和/或它们的任何组合实施。例如,装置600的组件可以分别由电路、处理器或任何其他合适的选择设备来实现。本领域技术人员将理解,上述示例仅用于阐述而非限制。
在本发明的实施方式中,装置600包括至少一个处理器。适合于本公开内容的实施方式的至少一个处理器例如可以包括但不限于已知或将来开发出的通用和专用处理器。装置600还包括至少一个存储器。所述至少一个存储器可以包括例如半导体存储设备,例如RAM、ROM、EPROM、EEPROM以及闪存设备。所述至少一个存储器可以用于存储计算机可执行指令的程序。所述程序可以用任何高级和/或低级的可编译或可解释的编程语言编写。根据实施方式,利用至少一个处理器可以配置计算机可执行指令,以使得装置600至少根据如上文所讨论的方法200-500中的任何方法执行。
基于上述描述,本领域技术人员会理解,本公开内容可以以装置、方法或计算机程序产品实施。一般而言,各种示例性实施方式可以在硬件或专用电路、软件、逻辑或它们的任何组合中实现。例如,一些方面可以在硬件中实现,而其他方面可以在固件或软件中实现,所述固件或软件可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行,虽然本公开内容并不限于此。虽然本公开内容的示例性实施方式的各个方面可以被图示和描述为框图、流程图,或者可以使用一些其他图形表示进行图示和描述,但是应当容易理解,作为非限制性示例,本文描述的这些框、装置、系统、技术或方法可以在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备、或者它们的一些组合中实现。
图2-图5中所示的各个框可以被视为方法步骤、和/或因操作计算机程序代码而产生的操作、和/或被构造用于执行相关功能的多个耦合逻辑电路元件。本公开内容的示例性实施方式的至少一些方面可以在各种组件(诸如集成电路芯片和模块)中实施,并且本公开内容的示例性实施方式可以在表现为集成电路、FPGA或ASIC的装置(其可配置地根据本发明示例性实施方式进行操作)中实现。
虽然本说明书包含许多具体实现细节,但是这些细节不应当被解释为对任何公开内容或所要求权利的限制,而应当被解释为针对特定公开内容的特定实施方式的特征的描述。本说明书中在独立的实施方式的上下文中所描述的某些特征也可以在以单个实施方式的组合中实现。相反地,在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以分别在多个实施方式中实现或者在任何合适的子组合中实现。而且,尽管特征可能在上文被描述为在某些组合中起作用,甚至最初就是这样被要求保护的,但是来自所要求保护的组合中的一个或多个特征在一些情况下可以从组合中去除,并且所要求保护的组合可以针对子组合或者子组合的变型。
类似地,虽然在附图中以具体顺序描绘了操作,但是这不应当被理解为需要以所示的具体顺序或者以连续顺序执行这样的操作,或者需要执行所有图示的操作以实现期望的结果。在某些情况下,多任务和并行处理可能是有利的。此外,上述实施例中的各种系统组件的分离不应当被理解为在所有实施例中都需要这样的分离,并且应当理解,所描述的程序组件和系统通常可以在单个软件产品中被集成在一起集成或者封装到多个软件产品中。
根据前述内容,在结合附图阅读时,对本公开的前述示例性实施例的各种修改、改变对本领域技术人员来说是显而易见的。任何和所有修改将仍然落入本公开的非限制性和示例性实施例的范围内。此外,受益于先前描述和关联附图中呈现的教导的本公开的这些实施例属于的领域的技术人员将认识到这里阐述的本公开的其他实施例。
因此,应当理解,本公开的实施例不限于所公开的具体实施例,并且修改和其他实施例意在被包括在所附权利要求的范围内。虽然这里使用特定术语,但是其在一般和描述性意义上被使用并且不用于限制的目的。

Claims (20)

1.一种用于动态时分双工(TDD)系统中的跨子帧干扰协调的方法,包括:
获得由所述动态TDD系统中的多个小区所采用的上行链路(UL)-下行链路(DL)配置;以及
基于所述UL-DL配置,确定对至少一个受干扰小区具有跨子帧干扰的至少一个干扰小区的波束成形向量,以便减少所述跨子帧干扰。
2.根据权利要求1所述的方法,其中基于由所述多个小区采用的所述UL-DL配置而确定对至少一个受干扰小区具有跨子帧干扰的至少一个干扰小区的波束成形向量包括:
基于所述UL-DL配置,从所述多个小区中确定至少一个干扰小区和至少一个受干扰小区;
将所述至少一个干扰小区和所述至少一个受干扰小区中的UE划分成一个或多个UE组,其中一个UE组至少包括所述至少一个干扰小区中的UE以及所述至少一个受干扰小区中的UE;
计算与所述一个或多个UE组相关联的一个或多个波束成形向量;以及
从所述一个或多个波束成形向量中选择使所述至少一个受干扰小区的上行链路容量最大化的波束成形向量。
3.根据权利要求2所述的方法,其中计算与所述一个或多个UE组相关联的一个或多个波束成形向量包括:
计算关于一个UE组的信号泄漏值,其中所述信号泄漏值指示从所述至少一个干扰小区到所述至少一个受干扰小区的信号泄露;以及
将使所述信号泄漏值最小化的波束成形向量确定为与所述UE组相关联的波束成形向量。
4.根据权利要求2所述的方法,其中从所述一个或多个波束成形向量中选择使所述至少一个受干扰小区的上行链路容量最大化的波束成形向量包括:
基于所述一个或多个波束成形向量,计算所述至少一个受干扰小区的容量值;以及
从所述一个或多个波束成形向量中选择与计算出的所述容量值中的最大容量值相关联的波束成形向量。
5.根据权利要求1所述的方法,其中获得由动态TDD系统中的多个小区所采用的UL-DL配置包括:
将所述多个小区分簇到一个或多个小区簇中;以及
获得由所述一个或多个小区簇的每一个中的小区所采用的UL-DL配置。
6.根据权利要求5所述的方法,其中将所述多个小区分簇到一个或多个小区簇中包括:
确定基准小区与所述多个小区之间的跨子帧共信道干扰(CCI)指示,其中所述基准小区是从所述多个小区中随机选取的;以及
基于所述CCI指示,将所述多个小区分簇到一个或多个小区簇中。
7.根据权利要求6所述的方法,其中基于所述CCI指示,将所述多个小区分簇到一个或多个小区簇中包括:
将与超过预定阈值的CCI指示相关联的小区分类到一个小区簇中。
8.根据权利要求6所述的方法,其中基于所述CCI指示,将所述多个小区分簇到一个或多个小区簇中包括:
确定超过预定阈值的CCI指示的集合;
按降序从所述集合中选择预定数目的CCI指示;以及
将所述预定数目的CCI指示分类到一个小区簇中。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法,其中获得UL-DL配置包括:
接收被动态地分配给所述多个小区的UL-DL配置。
10.根据权利要求9所述的方法,其中基于所述多个小区中的每个小区的DL与UL数据比以及可用配置的DL与UL子帧比,而针对所述每个小区动态地分配所述UL-DL配置。
11.一种用于动态时分双工(TDD)系统中的跨子帧干扰协调的装置,包括:
获取器,被配置为获得由所述动态TDD系统中的多个小区所采用的上行链路(UL)-下行链路(DL)配置;以及
确定器,被配置为基于所述UL-DL配置,确定对至少一个受干扰小区具有跨子帧干扰的至少一个干扰小区的波束成形向量,以便减少所述跨子帧干扰。
12.根据权利要求11所述的装置,其中所述确定器包括:
第一确定单元,被配置为基于所述UL-DL配置,从所述多个小区中确定至少一个干扰小区和至少一个受干扰小区;
划分单元,被配置为将所述至少一个干扰小区和所述至少一个受干扰小区中的UE划分成一个或多个UE组,其中一个UE组至少包括所述至少一个干扰小区中的UE以及所述至少一个受干扰小区中的UE;
第一计算单元,被配置为计算与所述一个或多个UE组相关联的一个或多个波束成形向量;以及
第一选择单元,被配置为从所述一个或多个波束成形向量中选择使所述至少一个受干扰小区的上行链路容量最大化的波束成形向量。
13.根据权利要求12所述的装置,其中所述第一计算单元包括:
第二计算单元,被配置为计算关于一个UE组的信号泄漏值,其中所述信号泄漏值指示从所述至少一个干扰小区到所述至少一个受干扰小区的信号泄露;以及
第二确定单元,被配置为将使所述信号泄漏值最小化的波束成形向量确定为与所述UE组相关联的波束成形向量。
14.根据权利要求12所述的装置,其中所述第一选择单元包括:
第三计算单元,被配置为基于所述一个或多个波束成形向量而计算所述至少一个受干扰小区的容量值;以及
第二选择单元,被配置为从所述一个或多个波束成形向量中选择与计算出的所述容量值中的最大容量值相关联的波束成形向量。
15.根据权利要求11所述的装置,其中所述获取器包括:
第一分簇单元,被配置为将所述多个小区分簇到一个或多个小区簇中;以及
第一获取单元,被配置为获得由所述一个或多个小区簇的每一个中的小区所采用的UL-DL配置。
16.根据权利要求15所述的装置,其中所述第一分簇单元包括:
第三确定单元,被配置为确定基准小区与所述多个小区之间的跨子帧共信道干扰(CCI)指示,其中所述基准小区是从所述多个小区中随机选取的;以及
第二分簇单元,被配置为基于所述CCI指示而将所述多个小区分簇到一个或多个小区簇中。
17.根据权利要求16所述的装置,其中所述第二分簇单元包括:
第一分类单元,被配置为将与超过预定阈值的CCI指示相关联的小区分类到一个小区簇中。
18.根据权利要求16所述的装置,其中所述第二分簇单元包括:
第四确定单元,被配置为确定超过预定阈值的CCI指示的集合;
第三选择单元,被配置为按降序从所述集合中选择预定数目的CCI指示;以及
第二分类单元,被配置为将所述预定数目的CCI指示分类到一个小区簇中。
19.根据权利要求11-18中任一项所述的装置,其中所述获取器包括:
接收单元,被配置为接收被动态地分配给所述多个小区的UL-DL配置。
20.根据权利要求19所述的装置,其中基于所述多个小区中的每个小区的DL与UL数据比以及可用配置的DL与UL子帧比,而针对所述每个小区动态地分配所述UL-DL配置。
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