CN106059741B - 经协调的多点小区调度协调的网络范围小区间干扰最小化 - Google Patents

Abstract

通过将小区（本文中为子小区）聚集成协调的多点(CoMP)小区，每个小区具有控制器，降低了网络范围的小区间干扰。CoMP小区被分成集合，类似于频率再用计划。在往来于CoMP小区的一个集合中的UE所调度的传送之前，有关所述传送的调度信息被传送到相邻CoMP小区的集合中的控制器。ComP小区的接收集合中的控制器调度传送以最小化子小区间干扰和与传送了调度信息的CoMP小区的集合的干扰，并假设没有来自其它CoMP小区的干扰。随后，它们将调度信息传送到CoMP小区的随后集合。为公平起见，可旋转CoMP小区的集合之间调度信息传送的次序。调度信息范围可从指示至少一个传送的裸阈值数据到诸如到每个UE的估计路径增益等详细信息。

Description

经协调的多点小区调度协调的网络范围小区间干扰最小化

技术领域

本发明一般涉及无线蜂窝通信，并且具体地说，涉及通过在协调的多点小区之间事先交换调度信息来减轻小区间干扰的系统和方法。

背景技术

无线蜂窝通信网络几乎无处不在，并且向数百上千万订户提供移动话音和数据通信。在蜂窝网络中，固定收发器（基站，节点B等）提供与地理区域或小区（在本文中使用时，术语扇区与小区同义）内多个订户的双向无线电通信。诸如时分、频分和码分复用及其组合等抑制小区内无线电干扰的方法在本领域中是已知的。另外，诸如频率再用模式等抑制小区间干扰的方法在本领域中是已知的。在现代无线蜂窝通信网络中，小区间干扰仍然是性能损害的主要来源，限制了数据率、系统容量和输送的通信服务的质量。

协调的多点(CoMP)是最小化小区间干扰的一种技术。多个地理上邻近的小区（称为子小区）被编组在一起以形成CoMP小区。每个CoMP小区具有协调其构成子小区内传送的中央控制器以便最小化CoMP小区内的小区间干扰（在本文中称为子小区间干扰）。CoMP小区控制器通过协调往来于小区内用户设备的传送的调度和/或使用信号处理技术主动抑制干扰，最小化子小区间干扰。

虽然CoMP系统能够在最小化子小区间干扰方面是有效的，但CoMP小区之间的干扰仍在沿相邻CoMP小区之间的结合区域的上行链路和下行链路中均存在。图1示出被分成三个邻近CoMP小区的网络10，为了本文中讨论的目的，三个小区识别为红CoMP小区12、黄CoMP小区14和蓝CoMP小区16。每个CoMP小区12、14、16中的边界子小区示为阴影线。由于CoMP小区12、14、16之间不存在协调，因此，这些边界子小区可遇到来自相邻CoMP小区的边界子小区中传送的干扰。实际上，性能限制干扰只是被推向CoMP小区12、14、16的边界。对此问题的一个假设解决方案将是将所有子小区连接到单个中央单元，并且同时在网络10中的所有小区上协调传送和/或抑制干扰。然而，这在实际上是不可行的，特别是对于大型网络而言。

发明内容

根据本文中所述和要求权利的一个或多个实施例，在往来于CoMP小区的一个集合中UE所调度的下行链路和上行链路传送之前，有关所述传送的调度信息被传送到相邻CoMP小区的一个或多个集合中的控制器。相同集合中的CoMP小区能够独立调度UE，因为它们在地理上是分隔的，并且因此不造成相互干扰。假设不存在来自任何相邻CoMP小区的CoMP小区间干扰，CoMP小区的第一集合调度传送以最小化CoMP小区内干扰，并且将调度信息传送到CoMP小区的相邻集合。假设不存在来自CoMP小区的随后集合的CoMP小区间干扰，接收调度信息的CoMP小区的第二集合随后调度传送以在内部最小化CoMP小区内干扰，并且最小化与CoMP小区的第一集合的CoMP小区间干扰。CoMP小区的第二集合又将调度信息传送到CoMP小区的第三集合，并以此类推。调度信息可包括与调度的传送有关的多种信息。

一个实施例涉及一种降低无线通信网络中干扰的方法。所述无线通信网络包括多个子小区，并且子小区被编组成两个或更多CoMP小区。每个CoMP小区包括操作以管理包括CoMP小区的子小区内的传送的控制器以最小化CoMP小区内干扰。往来于第一CoMP小区内UE的传送由第一CoMP小区控制器来调度。在往来于第一CoMP小区的边界处的子小区中UE所调度的传送之前，有关所述传送的调度信息从第一CoMP小区控制器被传送到相邻第二CoMP小区的第二控制器。

附图说明

图1是三个CoMP小区的功能图，示出每个小区的边界子小区中的干扰。

图2A示出传送信息到相邻蓝(B)和黄(Y) CoMP小区的红(R) CoMP小区。

图2B示出传送信息到相邻黄(Y) CoMP小区的蓝(B) CoMP小区。

图3是调度的传送的连续预定义持续时间的逻辑图，带有每个传送持续时间之前CoMP小区间通信的旋转次序。

图4示出单比特调度信息，表示在红CoMP小区的边界小区处调度的传送活动。

图5是按CoMP小区编组的路径增益的代表性矩阵。

图6是CoMP小区间干扰降低的方法的流程图。

图7是仿真结果的曲线图。

具体实施方式

图2示出网络10的两个更大视图。网络10被分成多个CoMP小区，每个小区包括多个子小区（未示出）。CoMP小区编组成集合，由颜色红(R)、蓝(B)和黄(Y) CoMP小区来示出。CoMP小区集合编组在地理上是分散的，类似于传统的蜂窝网络频率再用模式，以便在地理上分隔每个集合或颜色的所有CoMP小区。由于此分隔，可独立调度对CoMP小区的每个集合或颜色中UE的传送，因为它们不造成对相互的干扰。

从诸如图2中的红小区CoMP小区的一个集合开始，在相邻蓝和黄CoMP小区中的边界子小区不造成干扰的假设下，调度对红CoMP小区中UE的传送以最小化子小区间干扰。随后，如图1中的外向箭头所示，红CoMP小区控制器将调度信息传送到其相邻蓝和黄CoMP小区中的控制器。在本文中更全面描述的调度信息帮助接收CoMP小区（例如，蓝和黄）调度对其子小区中UE的传送而不超过期望的干扰级别。

例如，在从红CoMP小区控制器接收此调度信息时，例如蓝CoMP小区控制器随后调度对其子小区中UE的传送以最小化子小区间干扰，并且另外使用调度信息来避免对相邻红CoMP小区边界子小区中调度的UE造成干扰，以及假设黄CoMP小区中的UE不造成干扰。如图2B所示，蓝CoMP小区控制器随后将调度信息传送到其相邻黄CoMP小区。

基于接收来自蓝CoMP小区控制器的调度信息，并且具有来自红CoMP小区控制器的更早接收的调度信息，黄CoMP小区控制器随后调度对其子小区中UE的传送以最小化子小区间干扰，并且另外使用调度信息的两个集合以避免对调度为在相邻红和蓝CoMP小区的边界子小区中接收传送的UE造成干扰。

虽然在本文中只使用CoMP小区的三个集合（示为红12、黄14和蓝16）来描述本发明的实施例，但本领域技术人员将容易认识到任何数量的集合均可被定义。在多于三个集合的情况下，过程继续，即在上述示例中，在调度其UE以避免干扰红和蓝CoMP小区中的UE后，黄CoMP小区控制器将传送调度信息到下一集合，例如，绿CoMP小区控制器，这些控制器随后将调度其自己子小区中的UE以避免干扰红、蓝、和黄CoMP小区，并以此类推。

所有调度必须在到子小区中UE的无线电传送之前完成。相应地，调度信息的所有传送必须在无线电传送之前充分完成以允许所有下游调度（和在适用时随后的调度信息传送和调度）也在无线电传送之前完成。许多无线蜂窝通信系统协议定义定期的传送持续时间，该持续时间可称为帧或子帧、时隙、传送时间间隔(TTI)或诸如此类。在此类系统中，所有调度信息传送应在传送持续时间之前充分完成以允许最终的CoMP小区集合（例如上述示例中的黄）完成其调度。

为公平起见，调度信息传送的次序可根据预定方案在CoMP小区集合之间旋转。图3示出红、黄和蓝CoMP小区之间调度信息传送优先级的循环旋转。本发明范围内的其它旋转方案包括基于当前或最近过去的调度活动的旋转（即，具有高业务负载的CoMP小区集合具有第一调度优先级）。另外，基于优先级的旋转方案可与公平组件组合在一起，如在一些无线网络协议的高速分组下行链路信道中利用的比例公平方案中一样。通常，在本发明的范围内，CoMP小区的多个集合中调度信息传送的优先级可根据实现合乎需要的网络性能目标的任何调度协议来确定。当然，此类协议不限于仅具有CoMP小区的三个集合的操作。

在CoMP小区的不同集合之间传递的调度信息应帮助接收CoMP小区调度往/来于其子小区中的UE的传送而不超过期望的干扰级别。

在一个实施例中，调度信息简单地包括对于例如帧的将来预定义持续时间是否在边界子小区中调度任何传送的指示符。图4示出由红CoMP小区12控制器传送到相邻黄和蓝CoMP小区14、16中控制器的调度信息。指示符可以简单如单个二进制比特，例如，0指示无传送，并且1指示相关子小区内调度的一个或多个传送。通过这些活动/不活动指示符，黄和蓝CoMP小区14、16能够调度对其UE的传送以避免生成对红CoMP小区12中UE的干扰。

在一个实施例中，与内部子小区（即，非边界子小区）有关的调度信息无需传递，因为它们对黄和蓝CoMP小区14、16中的传送造成小的干扰。在其它实施例中，例如，其中边界子小区小，或者其中出于其它原因，对黄或蓝CoMP小区14、16中UE的传送可受到对红CoMP小区12的非边界子小区中UE的传送干扰，红CoMP小区12控制器可将内部子小区包括在传输到其它CoMP小区14、16的调度信息中。

在图4的实施例中，作为调度信息要传输的数据量被最小化；然而，接收CoMP小区14、16只具有广播CoMP小区12中传送的阈值知识。

在其它实施例中，有关对例如红CoMP小区12边界子小区中的UE的传送的更丰富信息被传送到黄和蓝CoMP小区14、16，从而允许接收CoMP小区14、16做出更精密的UE传送判定，同时仍减轻CoMP小区间干扰。在一个实施例中，调度信息包括与一个或多个UE传送相关联的路径增益。CoMP小区的所有边界子小区中传送的路径增益的增益矩阵是：

其中，g _mn 是第m个UE与第n个子小区之间的路径增益。当然，在适当的环境中，矩阵G可扩展为包括与CoMP小区的非边界子小区中的传送相关联的增益元素。

图5示出由CoMP小区所编组的增益矩阵的一个代表性示例。对于下行链路，UE遇到的干扰是其行中活动元素之和减去对应于其服务子小区的元素。另一方面，对于上行链路，沿列索引相加干扰。带圆形的元素指示调度的UE与其服务子小区之间的对应。主要路径增益示为大写G；小写g指示更小得多的增益。子小区是连续编号的（即，子小区编号不在每个CoMP小区内重新开始）。

考虑红CoMP小区12已在下行链路上调度其UE并且需要将该调度信息传递到相邻的蓝CoMP小区16的情况。假设红CoMP小区12已调度对子小区1中UE₂和对子小区2中UE₄的传送。红CoMP小区12需要在其调度信息中包括增益元素{g₂₁, g₂₂, g₄₁, g₄₂}，以便蓝CoMP小区16能够避免对这两个UE造成干扰。如果g₂₂和g₄₁分别比g₂₁和g₄₂小得多，则它们能够被省略。

另外，红CoMP小区12还需要在其调度信息中包括{g₆₁, g₇₁, g₈₁, g₉₁}和{ g₆₂,g₇₂, g₈₂, g₉₂}。这些是由分别对红CoMP小区的子小区1和2中的UE的传送所造成的对蓝CoMP小区UE的估计路径增益。此信息允许蓝CoMP小区16在其自己的子小区中相应地调度传送。在这些元素中，只需要包括主要元素{ g₆₁, g₇₂ }。

路径增益往往慢慢更改，并因此可无需被包括在每个预定义的传送持续时间（例如，帧）之前传送的调度信息中。另一方面，如相对于图4的实施例所述的传送调度从帧到帧更改，并且应始终被包括在CoMP小区12、14与16之间传送的调度信息中。

图6示出由CoMP小区控制器执行的降低无线通信网络10中干扰的方法100。如果对于特定预定传送持续时间（例如，帧），CoMP小区控制器不是传输调度信息方面的第一优先级，则方法100在往或来于UE任何传送之前在框102开始，其中，CoMP小区控制器从一个或多个相邻CoMP小区接收调度信息。随后，在框104，或者如果CoMP小区控制器对于此传送持续时间是传输调度信息方面的第一优先级，则从框104开始 - CoMP小区控制器调度往来于其CoMP小区内的UE的传送以避免或最小化子小区间干扰。如果它已从至少一个相邻CoMP小区收到调度信息（框102），则控制器还调度传送以避免或最小化与它从其收到调度信息的CoMP小区之间的CoMP小区间干扰。任一情况下，CoMP小区控制器假设将不存在来自从其未收到调度信息的相邻CoMP小区的干扰。

如果对于此传送持续时间，CoMP小区控制器不是接收调度信息的最后控制器，则在框106，在往或来于UE的任何传送之前，它将其自己的调度信息传送到下游相邻CoMP小区。子小区收发器随后按照调度与其UE进行通信。在下一预定义的传送持续时间（框108），每个CoMP小区根据框104中执行的调度，传送往来于其UE的信号（框110）。CoMP小区的集合之间的优先级可随后发生更改（框112），并且该方法重复进行 - 如果对于新的传送持续时间，CoMP小区控制器在传送其调度信息方面分别变成第一或最后优先级，则可能省略框102或106。

通过将调度信息从一个CoMP小区连续传送到另一CoMP小区，接收CoMP小区使用调度信息来调度对其自己UE的传送，可大大降低CoMP小区间干扰。通过网络范围的传送协调，干扰降低可接近于在理论上可实现的值，而无需中央网络控制器和与网络中每个CoMP小区的实时通信。CoMP小区之间交换的调度信息是有限的，并且在一些实施例中是极少的。

图7图示出按照图2中所示的来建模的网络10的系统仿真的结果。如图1所示，每个CoMP小区包括21个子小区。三个CoMP小区12、14、16的缠绕（wrapping-around）仿真了无限和无边界的网络10。平均每个子小区有10个UE带有全缓冲数据。图6图示出对照每CoMP小区的平均吞吐量而绘出的5%用户数据率。

三角形所标记的曲线对应于其中每个CoMP小区12、14、16独立调度其自己的UE从而导致CoMP小区间干扰的基础解决方案。圆所标记的曲线在理论上是最佳的（但不现实）解决方案，其中，单个判定做出中央控制器协调网络10中所有子小区之间的传送。示出对于本发明的第二实施例的结果的曲线通过正方形来标记，其中，调度信息包括主要的路径增益。相对于最佳解决方案，此曲线只表现出小的降级。

在本文中使用时，术语“调度信息”指与一个或多个网络收发器与一个或多个UE之间调度的无线通信传送有关的任何信息。调度信息可与此类传送的时序有关，和/或可包括与一个或多个此类传送相关联的例如路径增益的其它信息。根据本发明的实施例，调度信息的粒度可从每UE到每子小区或甚至每CoMP小区或有助于干扰减轻的任何其它编组来变化。

当然，在不脱离本发明基本特性的情况下，本发明可以在不同于本文具体所述那些方式外的其它方式中实现。提出的实施例在所有方面均要视为说明性而不是限制性的，并且在随附权利要求的意义和等同范围内的所有更改旨在涵盖于其中。

Claims (17)

1.一种降低包括多个子小区的无线通信网络中干扰的方法，所述子小区被编组成两个或更多的协调多点(CoMP)小区，其中每个CoMP小区包括多个邻近的子小区和操作以管理所述CoMP小区的子小区内的传送以最小化CoMP小区内干扰的控制器，所述方法包括以下步骤：

通过第一CoMP小区控制器调度往来于第一CoMP小区内用户设备(UE)的传送；

在往来于所述第一CoMP小区的边界处的子小区中的UE所调度的传送之前，将有关所述传送的调度信息从所述第一CoMP小区控制器传送到相邻的第二CoMP小区的第二CoMP小区控制器；

由所述第二CoMP小区控制器利用从所述第一CoMP小区控制器接收的所述调度信息来调度往来于所述第二CoMP小区内UE的传送，以最小化第一与第二CoMP小区之间的CoMP小区间干扰；

在往来于所述第二CoMP小区的边界处的子小区中的UE所调度的传送之前，在所述第一CoMP小区控制器从所述第二CoMP小区控制器接收关于所述传送的调度信息；以及

由所述第一CoMP小区控制器利用从所述第二CoMP小区控制器接收的所述调度信息来调度往来于所述第一CoMP小区内UE的传送，以最小化所述CoMP小区间干扰，

其中，CoMP小区控制器传送调度信息和CoMP小区控制器利用所接收调度信息执行调度在包括第一和第二CoMP小区的CoMP小区之间旋转。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述调度信息包括：任何传送是否被调度往来于每个边界子小区中的任何UE的指示，或者去往或来自UE所调度的传送的至该UE的路径增益的估计，或者与调度成在将来预定义的传送持续时间期间进行的传送有关的信息。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一CoMP小区属于非邻近CoMP小区的第一集合，并且所述第二CoMP小区属于非邻近CoMP小区的第二集合，每个集合的CoMP小区在所述网络各处分布，使得来自特定集合内任何CoMP小区的传送对该集合中任何其它CoMP小区不造成干扰。

4.如权利要求2所述的方法，其中，所述指示包括每边界子小区的单比特。

5.如权利要求2所述的方法，其中，所述调度信息还包括去往或来自UE所调度的传送的至不相同UE的路径增益的估计。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述调度信息包括超过预定阈值的路径增益估计，或者其中所述路径增益估计是m x n矩阵的形式，其中，m是识别UE的索引，并且n是识别子小区的索引。

7.如权利要求1所述的方法，其中，从所述第二CoMP小区控制器接收的所述调度信息包括与调度成在将来预定义持续时间期间进行的传送有关的信息，所述将来预定义持续时间不同于所述第一CoMP小区控制器传送与往来于所述第一CoMP小区的边界处的子小区中UE所调度的传送有关的调度信息所用的持续时间。

8.如权利要求7所述的方法，其中，由所述第一CoMP小区控制器利用从所述第二CoMP小区控制器接收的调度信息调度往来于所述第一CoMP小区中UE的传送使得从所述第二CoMP小区控制器接收的调度信息所涉及的预定义持续时间期间的CoMP小区间干扰最小化。

9.一种在通信上链接到多个网络收发器的协调多点(CoMP)小区控制器，每个收发器提供无线电通信到所述CoMP小区的子小区中的用户设备(UE)，所述小区控制器包括：

调度器，用于调度与所述CoMP小区的子小区中UE的传送以最小化所述CoMP小区内的子小区间干扰，其中所述调度器生成调度信息；

通信接口，用于在往来于所述CoMP小区的边界处的子小区中UE所调度的传送之前，向相邻CoMP小区的一个或多个控制器传送由所述调度器生成的有关所述传送的调度信息；以及

用于在往来于相邻CoMP小区的边界处的子小区中UE所调度的传送之前，经由所述通信接口从相邻CoMP小区的一个或多个控制器接收有关所述传送的调度信息的部件，

其中，所述调度器还用于利用所接收调度信息来调度往来于所述CoMP小区的子小区内UE的传送，以最小化与相邻CoMP小区的CoMP小区间干扰，以及

其中，CoMP小区控制器传送调度信息和CoMP小区控制器利用所接收调度信息执行调度在这些CoMP小区之间旋转。

10.如权利要求9所述的CoMP小区控制器，其中，所述旋转根据预定的协议对于每个预定义的传送持续时间来执行。

11.如权利要求9所述的CoMP小区控制器，其中所述调度信息包括：任何传送是否被调度成来或往于每个边界子小区中的任何UE的指示，或者去往或来自UE所调度的传送的至该UE的路径增益的估计。

12.如权利要求11所述的CoMP小区控制器，其中所述指示包括每边界子小区的单比特。

13.如权利要求11所述的CoMP小区控制器，其中所述调度信息还包括：去往或来自UE所调度的传送的至不相同UE的路径增益的估计，或者超过预定阈值的路径增益估计。

14.如权利要求13所述的CoMP小区控制器，其中所述路径增益估计是m x n矩阵的形式，其中，m是识别UE的索引，并且n是识别子小区的索引。

15.一种在蜂窝通信网络中用于最小化协调多点(CoMP)小区之间的小区间干扰的系统，所述系统包括：

第一CoMP小区控制器，在通信上链接到第一多个网络收发器，每个收发器提供无线电通信到第一CoMP小区的子小区中的用户设备(UE)；以及

第二CoMP小区的第二CoMP小区控制器，所述第二CoMP小区控制器在通信上链接到与所述第一多个网络收发器相邻的第二多个网络收发器；

其中所述第一和第二CoMP小区控制器均包括：

调度器，用于调度与相应CoMP小区的子小区中UE的传送，以最小化相应CoMP小区内的子小区间干扰，其中所述调度器生成调度信息；以及

通信接口，用于在往来于相应CoMP小区的边界处的子小区中UE所调度的传送之前，从相应CoMP小区控制器向第一和第二CoMP小区控制器中的另一个传送由所述相应CoMP小区控制器的调度器所生成的有关所述传送的调度信息；

其中所述调度器还用于利用从第一和第二CoMP小区控制器中的另一个所接收调度信息来调度往来于所述相应CoMP小区的边界处子小区中UE的传送，以便最小化所述第一CoMP小区与所述第二CoMP小区之间的CoMP小区间干扰，以及

其中，CoMP小区控制器传送调度信息和CoMP小区控制器利用所接收调度信息执行调度在包括第一和第二CoMP小区的CoMP小区之间旋转。

16.一种降低具有多个协调多点(CoMP)小区的CoMP蜂窝网络架构内小区间干扰的方法，其中每个CoMP小区包括其中往来于用户设备(UE)而进行无线电传送的多个子小区，所述方法包括以下步骤：

将所述多个CoMP小区编组成多个互斥子集，其中每个子集中的CoMP小区在地理上彼此充分分隔，使得无CoMP小区间干扰在任何给定子集中的CoMP小区之间发生；

调度往来于第一子集中CoMP小区的子小区中UE的传送，以最小化所述第一子集中CoMP小区内的子小区之间的CoMP小区内干扰；

将调度信息从所述第一子集中的每个CoMP小区传递到其它子集中的相邻CoMP小区；

利用从所述第一子集接收的调度信息调度往来于第二子集中CoMP小区的子小区中UE的传送，以最小化与所述第一子集中CoMP小区的CoMP小区间干扰；

将调度信息从所述第二子集中的每个CoMP小区传递到包括第一子集的其它子集中的相邻CoMP小区；

利用从所述第二子集接收的调度信息调度往来于第一子集中CoMP小区的子小区中UE的传送，以最小化与所述第二子集中CoMP小区的CoMP小区间干扰；以及

在包括第一和第二子集中的CoMP小区的CoMP小区之间旋转CoMP小区传送调度信息和CoMP小区利用所接收调度信息执行调度。

17.如权利要求16所述的方法，还包括以下步骤：

利用从所述第一和第二子集收到的调度信息来调度往来于第三子集中CoMP小区的子小区中的UE的传送，以最小化与所述第一和第二子集中CoMP小区的CoMP小区间干扰。