CN107852731B - 用于全双工通信的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于服务小区并与该小区的节点(M1，M2)无线通信的基站。小区包括多个地区(R1，R2)。基站适用于根据指示地区(R1，R2)之间的信号衰减(μ)水平的抑制因子(α)来选择要在全双工模式下服务的节点(M1，M2)。基站适用于在全双工模式下服务所选的节点(M1，M2)。本发明还涉及适用于定义指示基站服务的小区的地区(R1，R2)之间的信号衰减(μ)水平的抑制因子(α)的设备，并且涉及用于与服务小区的基站(BS)无线通信的节点。

Description

用于全双工通信的装置和方法

技术领域

本发明通常涉及无线通信领域，尤其涉及包括全双工模式的无线通信。

背景技术

在无线通信领域，已知可以使用半双工系统用于在基站和几个节点之间传输数据。图1示出了根据现有技术的这样的半双工系统100。所述系统包括基站BS以及几个节点或者移动终端M1，M2，M3，M4，M5，M6，M7，M8。系统100的半双工模式是基于频分双工，其中将所有的终端频率资源分配给所述节点。相应地，使用不同的频带f_a，f_b，f_c，f_d，f_m，f_n，f_o，f_p执行每个从节点到基站或者从基站到节点的传输。替代性的半双工系统可以使用时分双工模式，而不是图1中示出的频分双工模式。在这样的半双工时分双工模式下，可以将时间资源分配给从节点到基站的上行链路传输或者从基站到另一节点的下行链路传输，其中上行链路传输发生在与分配给下行链路的时隙不同的时隙中。

相对于图1中示出的半双工模式，带内全双工基站(也被称为全双工基站)可以改进无线通信系统的频谱效率。通过对上行链路和相应的下行链路使用相同的时间和频率资源，可以实现这种改进。图2示出了基于这样的全双工模式的系统200。相应地，从节点M1到基站BS的上行链路与从基站BS到另一节点M2的下行链路使用相同频带f_A。然而，所述对上行链路和下行链路使用相同的时间和相同频带的全双工模式会引起自干扰以及用户间干扰。一方面，自干扰是由基站传输产生的干扰，且其影响基站处的接收。另一方面，在相同的时间和相同频带上同时执行的上行链路和下行链路导致影响下行链路节点M2处接收的用户间干扰，且这种用户间干扰是由于上行链路节点M1的传输引起的。

已知通过增加使用相同的频率的节点之间的距离减少用户间干扰。在图2的系统中，这样会导致上行链路节点M1和下行链路节点M2之间的距离的增加。然而，这样的解决方案并不令人满意，因为位于基站周围的节点可能不被选择用于全双工模式，那么所述全双工模式被限制于位于基站服务的小区边缘的节点。此外，如果干扰用户之间距离的增加导致在全双工模式下服务的基站和下行链路用户之间的距离增加，则基站可能需要以更大的功率进行传输。然而，这样的基站传输功率的增加可能是不利的，因为其可能会增加总体的干扰水平。并且，基站和上行链路用户之间的距离也可能会增加，使得在基站处接收的来自上行链路节点的信号可能变得更弱，这样反过来导致基站处接收的信号/自干扰比更差。

发明内容

认识到上述缺点和问题，本发明旨在改进现有技术。特别地，本发明的目的是提供一种改进的全双工模式。

本发明特别旨在关于用户间干扰方面改进全双工模式。本发明旨在减轻用户间干扰，以增加全双工模式的频谱效率增益。

本发明的上述目的通过所附独立权利要求中提供的解决方案实现。并在其各自的从属权利要求中进一步限定了本发明的有利实施方式。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于服务小区以并与该小区的节点无线通信的基站。该小区包括多个地区。该基站适用于获得抑制因子α，其指示地区间的信号衰减水平。基站适用于根据所述抑制因子选择要在全双工模式下服务的节点。基站适用于在全双工模式下服务所选的节点。因此，可以在减少用户间干扰的同时支持全双工通信。换句话说，基站适用于通过考虑在其间选择节点的地区间的减轻因素指示的一定程度的信号衰减水平来选择要在全双工模式下服务的节点。

根据第一方面的基站的第一种可能的实现形式中，包含多个地区的第一地区和第二地区的每对地区与指示第一地区和第二地区之间的信号衰减水平的抑制因子相关联。基站适用于通过根据相关联的抑制因子选择一对地区以及从所选的对中选择第一地区和从所选的对中选择第二地区来选择在全双工模式下服务的节点。因此，可以在减少第一和第二地区之间的用户间干扰的同时支持全双工通信。

根据第一方面的第一种实现形式的基站的第二种可能的实现形式中，基站适用于如果相关联的抑制因子高于第一阈值选择一对地区。因此，可以确保第一地区的节点和第二地区的另一节点之间的用户间干扰低于给定阈值。

根据第一方面的第二种实现形式的基站的第三种可能的实现形式中，第一阈值取决于基站处的业务需求，和/或取决于所选的对中的节点的干扰要求。因此，如果基站处的业务需求增加，可以降低第一阈值以在全双工模式下服务更多的节点。此外，如果所选的对中的节点的干扰要求增加，可以增加第一阈值以减少所选的地区对中的用户间干扰水平。

根据第一方面的第二种或第三种实现形式的基站的第四种可能的实现形式中，基站适用于如果基站处的业务需求增加或者如果干扰要求减少时降低第一阈值，反之亦然。因此，可以将第一阈值适应性地设置为给定的业务需求。

根据第一方面的第一种到第四种实现形式中的任一的基站的第五种可能的实现形式中，基站适用于根据第一节点的干扰要求从所选的对的第一地区选择第一节点，和/或根据第二节点的干扰要求从所选的对的第二地区选择第二节点。因此，如果地区的两个节点具有不同的干扰要求，具有最低干扰要求的节点在可以在全双工模式下服务以改进频谱效率，且具有最高干扰要求的节点可以在半双工模式下服务以保证其较高的干扰要求。

根据第一方面或者根据第一方面的第一种到第五种实现形式中的任一的基站的第六种可能的实现形式中，基站适用于通过从第一节点接收数据并在相同频道同时向第二节点传输数据在全双工模式下服务所选的节点。因此，可以将相同的频率资源用于第一节点到基站的上行链路和第二节点到基站的下行链路。

根据第一方面或者根据第一方面的第一种到第六种实现形式中的任一的基站的第七种可能的实现形式中，基站适用于确定小区的节点是否位于多个地区中的一个。因此，基站能够为全双工模式选择这些节点。

根据第一方面的第七种实现形式的基站的第八种可能的实现形式中，基站适用于确定节点是否位于多个地区中的一个中，因为基站适用于获取节点的位置信息并将其与地区的位置信息比较。因此，基站能够为全双工模式选择这些节点。

根据第一方面的第七种实现形式的基站的第九种可能的进一步实现形式中，基站适用于确定节点是否位于多个地区中的一个中，因为基站适用于将地区的位置信息传输到节点并从节点接收通知，该通知用于指示节点位于地区之内还是之外或者是进入还是离开所述多个地区中的一个。因此，如果节点在多个地区中的一个之内或者进入所述多个地区中的一个，基站能够在全双工模式下服务节点。进一步地，基站能够对位于所述多个地区中的一个之外或者离开所述多个地区中的一个的节点停止全双工模式。

根据本发明的第二方面，为小区的基站和节点间的无线通信提供了一种方法。小区包括多个地区。该方法包括下列步骤：通过基站获得抑制因子α，其指示地区间的信号衰减μ的水平，

根据抑制因子α由基站选择在全双工模式下服务的节点以及由基站在全双工模式下服务所选的节点。

根据本发明的第二方面的方法的进一步的特征或者实现形式可以执行根据本发明的第一方面以及其不同实现形式的基站的功能。

根据本发明的第三方面，为计算由基站服务的小区的多个地区间的抑制因子α提供了一种方法，该方法包括下列步骤：通过基于地图确定地理区域中的至少一个障碍物，定义多个地区的第一地区R1A以及第二地区R2A，所述障碍物是使无线信号衰减的障碍，其中第一地区R1A和第二地区R2A被定义为围绕障碍物周围的两个地区，计算从第一地区R1A的不同的地点p1，1，...，p1，20到第二地区R2A的不同地点p2，1，...p2，20的信号衰减μ，以及基于信号衰减μ计算抑制因子α。

因此，可以在减少第一和第二地区之间的用户间干扰的同时支持第一和第二地区之间的全双工通信。

根据第三方面的方法的第一种可能的实现形式中，定义第一地区和第二地区的步骤包括，如果从第一地区R1A的第一地点p1，1到第二地区R2A的第二地点p2，1的信号衰减μ低于第二阈值μ^*，通过分别从其中移除第一点p1，1和第二点p2，1来改善第一地区R1A和第二地区R2A。

通过改善地区，也就是说，根据地区之间的信号衰减水平减小地区的大小或扩展，实现了两个改善的地区中的用户之间的用户间干扰的期望水平。换句话说，通过改善地区，提供了用于控制用户间干扰的机制。

特别地，第一阈值和第二阈值可以是相同的，或者可以彼此相关地选择。因此，可以改善地区的形状以确保来自第一地区和第二地区的用户/节点的用户间干扰的期望水平。

根据第三方面或者根据第三方面的第一种实现形式的方法的第二种可能的实现形式中，所述方法还可以包括计算来自第一地区(R1A)的不同点(p1，1，...，p1，20)到第二地区(R2A)的不同点(p2，1，...p2，20)的不同信号衰减(μ)，以及将抑制因子(α)定义为信号衰减(μ)的函数，例如不同信号衰减(μ)的最小值，或者不同信号衰减(μ)的平均值。

因此，与第一地区和第二地区相关联的抑制因子可以被用作反映来自两个地区的用户之间的用户间干扰抑制的值。

根据第一方面或者根据第一方面的一个实现形式的基站的进一步的实现形式中，基站还包括适用于使用第三方面的方法或者第三方面中的一个实现形式的方法来获得抑制因子α的处理器。

特别地，基站适用于基于射电图确定障碍物，其中射电图的每个位置与所述位置和所述位置的最佳服务基站之间的信号衰减相关联，其中优选地，与高于给定阈值的信号衰减相关联的射电图的位置被确定为障碍物。因此，障碍物的确定可以被简化。

特别地，射电图的每个位置可以与所述位置和所述位置的最佳服务基站之间的信号衰减相关联，且射电图的每个位置可以与所述位置和所述位置的最佳服务基站之间的信号相位或者信号相位的功能相关联。因此，可以更好地确定障碍物。

特别地，基站可以适用于通过街道地图信息改善障碍物的边界。因此，可以例如通过街道地图的道路边界改善障碍物的边界。

特别地，基站可以适用于基于街道地图或者楼层图确定障碍物。因此，可以简化障碍物的确定。

根据本发明的第四方面，提供了一种适用于实现第三方面的方法或者第三方面的实现形式中的一个的方法的设备。这样的设备可以是无线接入网(radio access network，RAN)的部分。设备还可以被实现为RAN控制器。设备还可以在另一网络或者核心网络的网络控制器处实现。设备可以位于基站内，或者位于包括基站的无线接入网内，或者位于连接到无线接入网的核心网络内。因此，抑制因子和相关联地区的计算可以根据例如该计算所需的资源通过期望的设备执行。

根据本发明的第五方面，提供了一种包括根据本发明的第一方面的基站的无线系统，根据本发明的第三方面的设备，以及至少一个节点。

根据本发明的第六方面，提供了一种用于与服务于基站的小区无线通信的节点。该小区包括多个地区。节点适用于接收地区的位置信息和传输包括关于节点相对于至少一个地区的位置的信息的通知。因此，可以由基站选择在全双工模式下服务的节点。

根据第六方面的节点的第一种可能的实现形式中，节点适用于基于接收到的地区的位置信息来确定其是位于所述至少一个地区之内还是之外，或者其是进入还是离开所述至少一个地区。通知指示节点是位于所述至少一个地区之内还是之外，或者节点是进入还是离开所述至少一个地区。因此，基站可以根据该通知在全双工模式下服务节点。

根据第六方面的节点的第二种可能的实现形式中，节点适用于从基站接收位置信息并将通知传输到基站。因此，基站可以根据该通知在全双工模式下服务节点。

根据本发明的第七方面，提供了一种用于在小区的节点和基站之间无线通信的方法。小区包括多个地区。节点接收地区的位置信息。节点传输指示节点相对于至少一个地区的位置的通知。

根据本发明的第七方面的方法的进一步的特征或者实现形式可以执行根据本发明的第六方面以及其不同的实现形式的节点的功能。

本发明的第八方面提供了一种具有用于当计算机程序在计算设备上运行时，执行根据本发明的第二个、第四个或者第六个方面的方法的程序代码的计算机程序。

本发明提出了一种用于特别基于地理环境信息来降低全双工通信中用户间干扰的方法。本发明利用地理环境，例如节点、反射体和散射体的位置，以抑制用户间干扰来支持全双工通信。计算可以指示不同地理区域之间的信号衰减的最低水平的抑制因子。然后使用抑制因子，与抑制因子相关联的地区，以及用户的位置的信息，以选择用于全双工无线通信的节点。选择用于全双工模式节点包括选择可以共享相同时间和频率资源的上行链路发射器节点和下行链路接收器节点。用户间干扰有利地减少。所选的节点可以在不需要经受用户间干扰或者用户间干扰的水平低于给定阈值的情况下与基站通信。

通过根据指示不同地区之间的信号衰减水平的抑制因子选择全双工节点，本发明提供了用于跟踪弱干扰的有利的技术，此方法不同于用于主要基于追踪强干扰来降低干扰水平的已知技术。所提出的技术允许相对于用于干扰抑制的已知技术降低用户间干扰水平。

需要注意的是，本申请中所描述的所有设备、元件、单元和装置均可以以软件或者硬件的元件或者其任意种类的组合实现。由本申请中所描述的各种实体执行的所有步骤以及所描述的由各种实体执行的功能旨在表示相应的实体适用于或者被配置为执行相应的步骤和功能。即使在具体实施例的以下描述中，外部实体完整形成的特定功能或者步骤未反映在执行该特定步骤或者功能的该实体的特定详细元素的描述中，于本领域技术人员应清楚这些方法和功能可以以相应的软件或者硬件元件或者其任何种类的组合来实现。

附图说明

将在以下关于具体实施例的描述中对本发明的上述方面和实现形式进行说明，其中：

图1示出了根据现有技术的半双工系统；

图2示出了根据现有技术的全双工系统；

图3示出了根据本发明的实施例的全双工系统；

图4示出了根据本发明进一步的实施例的全双工系统；

图5示出了根据本发明的实施例的用于无线通信的方法；

图6示出了根据本发明进一步的实施例的用于改善抑制因子的方法；

图7示出了根据本发明进一步的实施例的用于无线通信的方法；

图8示出了用于减轻全双工模式下的用户间干扰的本发明的实施例；

图9示出了用于减轻全双工模式下的用户间干扰的本发明的实施例；

图10示出了用于减轻全双工模式下的用户间干扰的本发明的实施例；

图11示出了用于改善地区间的抑制因子以及用于选择在全双工模式下服务的节点的本发明的实施例；

图12示出了根据本发明的实施例的射电图；

图13示出了用于确定障碍物的本发明的实施例；

图14示出了用于确定初步地区的本发明的实施例；

图15示出了用于定义初步地区中的点的本发明的实施例；

图16示出了用于定义初步地区之间的虚拟轨迹的本发明的实施例；

图17示出了根据本发明的虚拟轨迹的路径损耗值的实施例；

图18示出了根据本发明的虚拟轨迹的路径损耗梯度的实施例；

图19示出了根据本发明的初步地区的和相应的信号衰减的列表的实施例；

图20示出了根据本发明的最终地区的点的抑制因子的列表的实施例；

图21示出了用于获得最终地区的地理描述的本发明的实施例；

图22示出了用于获得最终地区的地理描述的本发明进一步的实施例；

图23示出了用于存储最终地区和它们相应的抑制因子的本发明的实施例；以及

图24示出了用于存储最终地区和它们相应的抑制因子的本发明进一步的实施例。

具体实施方式

图3示出了根据本发明的全双工系统300的实施例。

该系统包括用于服务小区并与小区的节点M1、M2无线通信的基站BS。小区包括多个地区R1、R2。基站适用于根据指示地区R1、R2之间信号衰减μ的水平的抑制因子α来选择在全双工模式下服务的节点M1、M2。基站BS进一步地适用于在全双工模式下服务所选的节点M1、M2。

图4示出了根据本发明的全双工系统400的进一步实施例。

系统包括用于服务小区并与小区的节点M1，M2，M3，M4，M5，M6，M7，M8无线通信的基站BS。小区包括多个地区，其中由多个地区中的第一地区R1A、R1B和第二地区R2A、R2B组成的每对地区R1A，R2A，R1B，R2B与指示第一地区R1A和第二地区R2A之间的信号衰减μ的水平的抑制因子α相关联。基站适用于根据相关联的抑制因子α选择一对地区R1A、R2A，且适用于从所选的对的第一地区R1A选择第一节点M1和从所选的对的第二地区R2A选择第二节点M2。基站BS进一步地适用于在全双工模式下服务所选的第一节点M1和第二节点M2。

一般地，基站BS覆盖给小区定界的区域。基站适用于与存在于小区内的节点无线地并且直接地通信。基站可以适用于根据蜂窝网络标准(例如GSM，UMTS或者LTE演进)与节点通信。在这种情况下，优选地，基站与移动电话网络连接并且与节点直接通信点。根据使用的蜂窝网络标准，基站可以具有专用术语，例如节点B或者e节点B。根据服务的小区的大小，基站可以是小小区、微小区、毫微微小区。或者，基站可以是计算机网络的部分，且基站可以是允许无线设备连接到网络的无线接入点。

根据本发明的与基站BS通信的节点可以是用户设备或者例如手持电话或者任何其他被终端用户直接使用以通信的移动设备。或者，这样的节点可以是另一基站，即服务于另一小区的基站。其他的基站可以是例如任一小小区、微小区、毫微微小区，或者接入点。

根据图3或者图4的实施例的全双工系统300、400可以包括适用于定义指示由基站服务的小区的区域R1、R2之间的信号衰减水平的抑制因子的设备。特别地，该设备可以位于基站BS内。或者，该设备可以位于包括基站BS的无线接入网内，或者位于与包括基站BS的无线接入网连接的核心网络内。

特别地，根据图4的实施例，系统包括适用于将由小区的地区R1、R2的第一地区R1A和第二地区R2A组成的至少一对地区R1A、R2A与指示第一地区R1A和第二地区R2A之间的信号衰减μ的水平抑制因子α相关联的设备。

根据图3或者图4的实施例的全双工系统300，400包括用于与服务小区的基站无线地通信的至少一个节点M1，M2，M3，M4，M5，M6，M7，M8。小区包括多个地区R1，R2，R1A，R2A，R1B，R2B。节点适用于接收地区的位置信息以及向基站BS传输包括关于节点相对于至少一个地区的位置的信息的通知。

图5示出了根据本发明的实施例的用于在基站和小区节点M1、M2之间无线通信的方法500。小区包括多个地区R1、R2。

根据方法500，基站获得指示地区R1、R2之间的信号衰减μ的水平的抑制因子α。抑制因子可以要么在基站处从上述设备获得，要么由基站例如根据图11的步骤1101到1108来计算。基于所获得的抑制因子，在步骤502中，基站BS选择在全双工模式下服务的节点M1、M2。

根据方法500，基站BS在全双工模式下服务503所选的节点M1、M2。

图6示出了根据本发明进一步的实施例的方法600。

方法600包括定义601指示由基站服务的小区的地区R1、R2之间的信号衰减μ的水平的抑制因子α。

图7示出了根据本发明的实施例用于在节点M1、M2和小区的基站BS之间无线通信的方法700。小区包括多个地区R1、R2。

根据方法700，节点M1、M2接收701地区R1、R2的位置信息。

根据方法700，然后节点M1、M2传输702指示相对于地区R1、R2中的至少一个的节点M1、M2的位置的通知。

图8、图9和图10示出了根据本发明的用于抑制在全双工模式下的用户间干扰的不同的实施例。

特别地，可以通过地理环境信息抑制用户间干扰。可以被利用抑制在全双工模式下的用户间干扰的地理环境信息可以包括限制节点(即，用户)的移动性的地理属性。这样的地理属性可以包括街道的位置或者建筑物的位置。进一步地，地理环境信息可以包括限制无线通信中的信号传播的地理属性。这样的地理属性可以包括减弱信号强度或者充当反射体或者散射体的建筑的位置。在建筑物内，可以限制信号传播的地理属性也包括建筑物内墙壁的位置。进一步地，地理环境信息还可以包括用户(即，节点)的地理位置和基站的地理位置。

图8示出了包括建筑物形式的障碍物801的系统800。可以使用障碍物801来定义位于障碍物801的相反两侧的两个不同的地区R1、R2。位于第一地区R1的第一节点M1通过频带f_A传输数据并相应地充当上行链路节点。第二节点M2位于第二地区R2，其通过相同频带f_A从基站接收数据并充当下行链路节点。两个节点M1、M2使用相同频带可能导致用户间干扰，因为第二节点M2可能接收到第一节点M1传输的信号。

在这方面，由于由障碍物801暗含的信号衰减，在系统800中实现了用户间干扰抑制。在图8的宏小区情景下，在地区R1、R2中选择全双工节点M1、M2，根据地理环境定义地区R1、R2以抑制用户间干扰。地区R1、R2之间的干扰抑制由抑制因子α表征。抑制因子α是地区R1与R2之间信号衰减水平的指标。例如，所述抑制因子α可以表示所述地区之间的信号衰减的最小水平或平均水平。

因此，如果将抑制因子α定义为指示所述区域之间的信号衰减的最小水平，则区域R1、R2与减轻因子α之间的关系可以定义如下：对于位于第一区域R1中的任意第一节点M1和位于第二区域中的任意节点M2，第一节点M1与第二节点M2之间的用户间干扰抑制高于αdB。抑制因子α和相关联的区域R1、R2的计算可以以几种不同的方式完成，如下所示。

图9示出了包括以建筑物形式的障碍901的系统900，作为通过建筑物的衰减导致的用户间干扰抑制的示例。与图8的系统800相比，系统900涉及小小区情景。图10示出了由于通过位于建筑物内的障碍物的衰减(例如由于通过墙壁1001以及相关联的地区R1和R2的衰减)而导致的用户间干扰抑制的进一步的系统1000。系统1000涉及微微小区情景。

障碍801，901，1001可以被用于定义位于障碍相反两侧的两个不同的地区R1、R2。位于第一地区R1的第一节点M1通过频带f_A传输数据并相应地充当上行链路节点。第二节点M2位于第二地区R2内，其通过相同频带f_A从基站接收数据并充当下行链路节点。两个节点M1、M2使用相同频带可能会导致用户间干扰，因为第二节点M2可能接收第一节点M1传输的信号。

对于一对地区R1、R2，这两个地区之间的抑制因子α可以例如指示从第一地区R1传输并在第二地区R2处接收的信号的衰减至少为αdB。地区R1、R2和相应的抑制因子α对基站已知。基站获取关于节点的位置信息(即，用户的位置信息)，以知晓哪个节点在所确定的地区R1、R2中。这些所确定的地区中的用户适宜于全双工上行链路-下行链路通信。换句话说，基站具有关于地区R1、R2，关于与地区R1、R2相关联的抑制因子α，和关于属于这些地区R1、R2的节点的信息。基于这些信息，基站可以选择可以在全双工上行链路-下行链路模式下服务的节点。

图11示出了根据本发明的用于定义指示由基站服务的小区的地区之间的信号衰减水平的抑制因子实施例。图11的实施例将在下面使用图12至24的进一步的实施例进行解释。

用于定义或者计算由基站服务的小区的多个地区R1、R2之间的抑制因子α地方法包括以下步骤：通过基于地图确定地理区域中的至少一个障碍物来定义多个地区R1、R2中的第一地区R1A和第二地区R2A，所述障碍物是使无线信号变弱的障碍，其中第一地区R1A和第二地区R2A被定义为围绕障碍物的两个区域，计算从第一地区R1A的不同点p1，1，...，p1，20到第二地区R2A的不同点p2，1，...p2，20的信号衰减μ，以及

基于信号衰减μ计算抑制因子α。

图11中示出的方法1100包括涉及地区R1、R2和相应的抑制因子α的计算步骤的块1101到1108。地区和相关联的抑制因子取决于地理属性，例如仅会在大时间尺度上改变的建筑物、墙或者街道。因此，与这些地区相关联的地区和抑制因子不需要经常的更新。可以由在基站内部或外部的处理器离线执行地区和相关联的抑制因子的计算和更新。

方法1100还包括涉及在全双工模式下服务的节点的选择以及定义如何使用地区和抑制因子的信息以确定节点(即适宜于全双工上行链路-下行链路通信的用户)的块(1109、1110)。

根据图11中示出的实施例的方法1100使用街道地图、射电图和/或楼层图作为输入(1101)。射电图在现有技术中已知且可以根据文献“网络规划的模型和仿真和UMTS的控制(Models and Simulations for Network Planning and Control of UMTS)”(于2004年发表于MOMENTUM，http：//momentum.zib.de)生成。

图12示出了根据本发明的实施例的可以被用作方法1100的输入的射电图的实施例。示出的射电图1201包括像素点，其中每个像素点表示40m*40m的区域。每个黑方块像素点1202表示基站。射电图对应于由最佳服务基站为每个像素点计算的路径损耗。被视作无线信号的障碍的障碍物，例如建筑物，可以通过图像/像素点信息和街道信息确认。例如，如果与射电图的给定像素点相关联的路径损耗高于阈值，那么相关联的像素点可以被理解为位于建筑物的位置处。在像素点所定义的位置上的建筑物的存在可以进而基于街道地图信息来验证。

方法1100的下一步包含根据本发明确定(1102)可以用于用户干扰抑制的障碍物。这样的障碍物是可以减弱无线信号的障碍。障碍物的确定可以通过射电图执行。

图13示出了射电图用于确定例如建筑物的障碍物的可能位置。由虚线限定的区域1301包括具有高于所述阈值的相关联的路径损耗的像素点。进一步地，区域1301的一侧可以由从街道地图得来的道路信息进行限定。因此，基于射电图与街道地图信息的结合，区域1301被确定为建筑物的可能位置。

除了基于射电图和/或街道地图确定障碍物，附加地或者替代地，还提出了基于对地点的访问来确定障碍物。例如，在基站部署期间或者在路测期间，给定高度的建筑物可能被确认为障碍物。

一旦确定(1102)了全部的障碍物，就选取(1103)这些障碍物中的一个并处理。

对于这些所选取的障碍物，初步地区R1’、R2’被定义(1104)为围绕障碍物。图14示出了在射电图上确定的初步地区R1’、R2’的实施例。初步地区R1’、R2’可以被指定为在障碍物1301两侧距离障碍物1301的边界x米之内的空间内的点。或者，可以由在距离障碍物边界y个像素点内并位于障碍物两侧的射电图的像素点指定初步地区R1’、R2’。

一旦针对给定的障碍物1301确定(1104)了初步地区R1’、R2’，就计算(1105)初步地区R1’、R2’内的不同位置之间的信号衰减。

对于计算信号衰减，首先提出在初步地区R1’、R2’中选择点，所述点用于计算两个地区之间的信号衰减。可以由射电图完成该选择。例如，根据实施例，提出射电图的每个像素点选择一个点，使得每个初步地区R1’、R2’中所选的点的数量等于各自地区的像素点的数量。或者，另一种可能是在地区内统一选择点数。

图15示出了用于计算两个初步地区间的信号衰减的在初步地区R1’中选择的点p1，1到p1，20和在另一个初步地区R2’中选择的点p2，1到p2，20的示例。

在定义了初步地区R1’、R2’中的点之后，计算地区中的点之间的信号衰减。值μ(a，b)被定义为第一初步区域R1’的第一点p1，a和位于另一个初步区域R2’的另一点p2，b之间的信号衰减。针对第一初步区域R1’的所有点和第二初步区域R2’的所有点计算信号衰减μ(a，b)。或者，所述仅针对点p1，a和p2，b的子集计算信号衰减μ(a，b)。初步地区中的点的数量和初步区域之间计算的信号衰减值μ(a，b)的数量定义了使初步地区之间的信号衰减是已知的粒度。在图15的示例中，20个点被定义在第一初步地区R1’中，20个点被定义在第二初步地区R2’中。那么第一初步地区R1’的第一点p1，a和第二初步地区R1’的点p2，b之间计算的信号衰减值μ(a，b)的最大值为400。根据期望的粒度，将计算的信号衰减值μ(a，b)降低到400以下是可能的。

可以根据不同的方式计算两个初步地区R1’、R2’的两个点之间的信号衰减值μ(a，b)。第一可能性是由计算是从路径损耗模型计算信号衰减值。根据第二种可能性，信号衰减值可以使用射线追踪来计算。根据第三种可能性，执行路测并在位于第一初步地区R1’的点p1，a的发射器和位于第二初步地区R1’的点p2，b的接收器之间执行测量。

根据第四可能性，可以从如下所述的射电图信息计算信号衰减值μ(a，b)。在第一步骤中，考虑第一初步地区的点p1，a和第二初步地区的点p2，b之间的虚拟轨迹。在图16中，这样的虚拟轨迹1601由箭头表示。在第二步骤中，提出列举，即列出由虚拟轨迹1601从第一点p1，a到第二点p2，b经过的像素点。例如，如果虚拟轨迹1601经过N个像素点，这些N个像素点可以被经过并被定义为像素点p1，p2，...，pN。

在第三步骤中，提出计算在虚拟轨迹1601上确定的像素点p1，...，pN上的路径损耗值集合上的离散梯度。图17示出了虚拟轨迹1601上确定的每个像素点的路径损耗L的值。给定像素点处的梯度根据以下等式计算：

ΔL(像素点)＝L(像素点)-L(像素点-1)。

图18是示出虚拟轨迹的每个像素点的路径损耗梯度ΔL，即示出沿着虚拟轨迹1601的离散梯度的图。

在第四步中，信号衰减值μ(a，b)被计算为沿着虚拟轨迹1601的离散梯度的绝对值之和，即，根据以下等式计算：

在计算(1105)了初步地区R1’、R2’的不同位置之间的信号衰减之后，方法1100的下一步骤包含获得(1106)最终地区R1、R2和相应的抑制因子α。换句话说，可以改进步骤1104中获得的地区的边界。

在初步地区R1’、R2’中选择的点p1，a，p2，b以及初步地区的点之间的信号衰减值μ(a，b)被用于获得(1106)最终地区R1、R2和最终地区R1、R2之间的抑制因子α。此步骤可以按照下述的子步骤执行。

在第一子步骤中，关于初步地区R1’、R2’和信号衰减μ(a，b)中的点的信息可以被组织在一个列表中。图19示出了这样的列表1901的实施例，其列出了对应于第一初步地区R1’的点p1，a和第二初步地区R1’的点p2，b的每个计算出的信号衰减。

在第二子步骤中，通过移除(2001)，即过滤掉列表1901中信号衰减小于阈值μ*的行，来获得最终地区R1、R2的点。阈值μ*是可以根据抑制需要设置的抑制阈值。例如，如果需要的干扰抑制为100dB或者以上，那么提出在实施例中设定μ*＝100dB。阈值μ*也可以根据初步地区的统计信息进行设置。例如可以设置阈值μ*等于列表1901中所有信号衰减μ(a，b)的平均值。

通常，从列表中移除(2001)μ＜μ*的行导致过滤异常值。图20中示出了通过过滤掉μ＜μ*的行获得的列表1901和列表2002的实施例。通过过滤获得的2002是最终地区R1、R2中的点和它们相应的信号衰减的列表。

在第三子步骤中，最终地区R1、R2之间的抑制因子α被定义为信号衰减μ的函数。在图20的实施例中，最终地区R1、R2之间的抑制因子α根据下列等式被设定(2003)为获得的列表2002的不同信号衰减μ的最小值：

α＝min(μ)。

或者，最终地区R1、R2之间的抑制因子α可以被定义为获得的列表2002的不同信号衰减μ的平均值。

在第四子步骤中，最终地区的点的列表被用于最终地区R1、R2的地理描述。图21示出了根据最终地区R1、R2中的点的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)位置信息可以被用于获得(2102)最终地区R1、R2的地理描述的实施例。最终地区R1、R2的形状为圆形，且从获得的列表2101中的点的位置信息获得关于最终地区R1、R2的中心和半径的信息。

在图22的实施例中，最终地区R1、R2被近似为矩形地区，并且可以使用最终地区R1、R2，即所获得的列表2202中的点的GPS位置信息来获得2202在地区的矩形形状的两个方向上限定地区的GPS x和y区间的地理描述。

一旦获得(1106)了最终地区R1、R2，存储1107所述获得的地区和它们相应的抑制因子α。在障碍物1301周围的两个最终地区R1、R2由三元组(R1，R2，α)表示，其中R1和R2是最终地区和特别是它们各自的地理描述，α是这两个最终地区R1、R2之间的抑制因子。对于每个确定的障碍i，i＝1到N，获得三元组(R1_i，R2_i，α_i)并将其存储在包括地区的基站中。可以将三元组组织在表格中。所述一个或者多个表格可以与邻近的基站或者中央控制器共享。

图23和24示出了可能的表格组织的两个实施例。图23示出了根据图21获得的最终地区R1、R2的地理描述存储最终地区和它们相应的抑制因子α的本发明的实施例。该实施例的形式为i＝1到N的N个三元组(R1_i，R2_i，α_i)的列表。最终地区R1_i、R2_i被定义为圆形，使得对应的存储的信息对应于圆的各个中心的位置和圆的半径。优选地，中心的位置被存储为二维GPS位置信息X、Y。优选地，抑制因子α_i对应于第一最终地区R1_i的任意点和第二最终地区R2_i的任意点之间的最小抑制。

图24示出了用于存储最终地区和它们相应的抑制因子α的本发明进一步的实施例，其中最终地区R1、R2被近似为矩形地区。该实施例利用了图22的实施例中获得的最终地区R1、R2的地理描述。因此，在此实施例中，每个三元组(R1_i，R2_i，α_i)(其中i＝1到N)包括限定的第一矩形最终区域R1_i的GPS x和y区间以及限定第二矩形最终区域R2_i的GPS x和y区间的地理描述。

针对在步骤1102中确定的每个障碍物执行步骤1104到1107。确定(1102)障碍物，获得(1106)和存储(1107)相应的地区R1、R2和抑制因子α的步骤，以及更通常的步骤1101到1108，由可以位于基站或者可以与基站不同的设备执行。例如，执行这些步骤的设备可以位于包括基站的无线接入网中，或者位于连接到无线接入网的核心网络中。

优选地，由基站执行另外的步骤1109和1110。在步骤1109中，基站确定被定义和存储在最终地区R1、R2的节点，即用户。如果存储步骤1108由基站外的设备执行，优选地，基站适用于与所述设备通信，以读取关于存储的地区R1、R2和抑制因子α的信息。例如，基站适用于读取图23或者24中示出并存储在所述设备中的表格的内容。优选地，基站适用于与所述设备通信，以从所述设备接收所述表格的副本并与在基站中预存储接收到的列出三元组(R1_i，R2_i，α_i)的所述表格的副本。

根据实施例，可以通过周期性地获取节点的GPS信息来确定(1109)地区R1和R2中的节点。通过将获取到的节点M1的GPS信息与地区R1、R2的位置信息比较，基站可以确定节点M1的GPS信息与地区R1、R2中的一个的位置信息匹配。例如在图3的实施例中，如果基站BS确定节点M1的GPS信息与地区R1的位置信息匹配，那么基站BS确定(1109)节点M1位于所述地区R1中。

根据进一步的实施例，基站适用于向小区的每个节点发送地区R1、R2的地理信息，且每当节点进入或者退出这样区域R1、R2时，请求节点发送一个通知。在区域为圆形的情况下，如图21和23所示，地区的地理信息例如在圆形区域的情况下可以是区域中心和区域半径的GPS信息。作为另一示例，地区的地理信息可以是如图22和24所示的矩形区域的x和yGPS区间。

节点和地区R1、R2的位置信息(例如GPS信息)可以是二维或者三维的。使用三维信息对于识别建筑物内的节点(其中地区R1、R2是建筑物的子部分)可能是特别有利的。

一旦确定(1109)节点(即用户)位于最终地区R1、R2中，将关于最终地区R1、R2和相应的抑制因子α的信息用于选择要在全双工模式下服务的节点M1、M2，即，用于分配(1110)上行链路和下行链路节点M1、M2，以全双工上行链路-下行链路操作。

在图3中示出的实施例中，从节点M1到基站BS的上行链路和从基站BS到节点M2的下行链路可以发生在相同的时间在相同频带f_A中发生，因为用户间干扰从地理环境得到抑制。障碍物抑制由节点M1在节点M2处产生的用户间干扰。

在图4中示出的进一步的实施例中，四个节点M1，M3，M5，M7具有要被传输到基站BS的数据，且基站BS要被传输到四个节点M2，M4，M6，M8的数据。如图1中所示，半双工频分双工(frequency division duplexing，FDD)方法将每个通信链路分配给不同的频带。与此相反，使用用于提出的用户间抑制的方法的能够全双工的基站BS可以利用最终地区R1、R2的存在，其中地区间的用户间干扰可以被抑制。如果确定(1109)节点位于所述最终地区中的一个中，那么通过在全双工模式下服务这样的节点，全双工基站BS可以更有效率地分配(1110)资源。

更具体地，如图4中所示，节点M1，M3被确定(1109)为在地区R1A中，用户M2、M4被确定为在地区R2A中。因为已经根据本发明获得(1106)这些地区R1A、R2A，确保了地区R1A中的节点和地区R2A中的节点之间的用户干扰抑制至少是取决于抑制因子α的某个值αA，该抑制因子α与所述地区R1A、R2A相关联并与所述地区R1A、R2A一起存储(1107)。

使用此知识，如果所述抑制值对基站是可接受的，αA基站BS可以同时调度上行链路和下行链路。优选地，基站用来确定用户间抑制值αA是否可接受的标准取决于对于上行链路和下行链路的具体要求。如果抑制值αA可接受，那么基站可以调度上行链路区域R1A中的节点M1、M3和下行链路中区域R2A中的节点M2、M4。

有利地，可以通过相同频带f_a执行需要的从节点M1到基站BS的上行链路通信和需要的从基站BS到节点M2的下行链路通信。关于图1的现有解决方案，仅使用频率资源的一半。

综上所述，本发明的全双工模式使用比现有技术的半双工模式更少的频率资源来服务相同数量的上行链路和下行链节节点。因此，通过用户间干扰抑制，全双工上行链路-下行链路是可能的，这导致了更高的频谱效率。通过使用所提出的方法，用户间干扰的问题得到抑制。地区R1、R2确定区域，其中用户间干扰被抑制且可以基于这些地区R1、R2和相应的抑制因子α以及位于这些地区R1、R2中的节点的信息分配(1110)全双工上行链路和下行链路节点。全双工模式的更高的频谱效率导致可以用于例如服务小区中的更多用户和/或调度相邻小区中的传输的频带未使用。

已经结合了作为示例和实现方式的各种实施例描述了本发明。然而，通过对附图，本公开和独立权利要求的研究，本领域技术人员和实践所要求保护的本发明可以理解和实现其他变型。在权利要求以及说明书中，词语“包括”不排除其他元件或者步骤，并且不定冠词“一”或者“一个”不排除多个。单个元件或者其他单元可以实现权利要求中记载的若干实体或者项目的功能。在在相互不同的独立权利中引用某些措施的事实表示这些措施的组合不能用于有利的实施形式中。

Claims (18)

1.一种用于服务于小区且与所述小区的节点(M1,M2)无线通信的基站，

其中所述小区包括多个地区(R1,R2)，

其中所述基站适用于获得指示所述地区(R1,R2)之间信号衰减μ水平的抑制因子α，以根据所述抑制因子α选择要在全双工模式下服务的节点(M1,M2)，并且在全双工模式下服务所选的节点(M1,M2)；

其中所述要在全双工模式下服务的节点(M1，M2)包括可以共享相同时间和频率资源的上行链路发射器节点和下行链路接收器节点。

2.根据权利要求1的基站，

其中由所述多个地区(R1,R2)中的第一地区R1A和第二地区R2A组成的每对地区(R1A,R2A)与指示所述第一地区R1A和所述第二地区R2A之间信号衰减μ水平的抑制因子α相关联，并且

所述基站适用于通过根据所述相关联的抑制因子α选择一对地区(R1A,R2A)并从所选的对的第一地区(R1A)选择第一节点M1以及从所选的对的第二地区R2A选择第二节点M2，来选择要在全双工模式下服务的节点(M1,M2)。

3.根据权利要求2的基站，

其中所述基站适用于如果所述相关联的抑制因子α高于第一阈值，选择一对地区(R1A,R2A)。

4.根据权利要求3的基站，

其中所述第一阈值取决于所述基站处的业务需求，和/或取决于所选的对中的节点的干扰要求。

5.根据权利要求4的基站，

其中所述基站适用于如果所述基站处的业务需求增加或者如果所述干扰要求降低，降低所述第一阈值，反之亦然。

6.根据权利要求2至5中任一项的基站，

其中所述基站适用于根据所述第一节点M1的干扰要求从所选的对的第一地区R1A选择第一节点M1，和/或根据所述第二节点M2的干扰要求从所选的对的第二地区R2A选择第二节点M2。

7.根据权利要求2至5中任一项的基站，

其中所述基站适用于通过从所述第一节点M1接收数据和在相同的频带同时向所述第二节点M2传输数据来在全双工模式下服务所选的节点。

8.根据权利要求2至5中任一项的基站，

其中所述基站适用于确定所述小区的节点(M1,M2)是否位于所述多个地区(R1,R2)中的一个。

9.根据权利要求8的基站，

其中所述基站适用于确定节点(M1,M2)是否位于所述多个地区(R1,R2)中的一个，其中：

所述基站适用于获取所述节点(M1,M2)的位置信息，并将获取到的节点(M1，M2)的位置信息与所述地区(R1,R2)的位置信息比较。

10.根据权利要求8的基站，

其中所述基站适用于确定节点(M1,M2)是否位于所述多个地区(R1,R2)中的一个，其中：

所述基站适用于将所述地区(R1,R2)的位置信息传输到所述节点(M1,M2)并且从所述节点(M1,M2)接收通知，所述通知用于指示所述节点(M1,M2)是位于所述多个地区(R1,R2)之内还是之外或者是进入还是离开所述多个地区(R1,R2)中的一个。

11.一种用于在小区的基站和节点(M1,M2)之间无线通信的方法，其中所述小区包括多个地区(R1,R2)，

所述方法包括以下步骤：

由所述基站获得指示所述地区(R1,R2)之间的信号衰减μ水平的抑制因子α，

由所述基站根据所述抑制因子α选择要在全双工模式下服务的节点(M1,M2)，以及

由所述基站在全双工模式下服务所选的节点(M1,M2)；

其中选择要在全双工模式下服务的节点(M1，M2)包括选择可以共享相同时间和频率资源的上行链路发射器节点和下行链路接收器节点。

12.一种用于计算基站服务的小区的多个地区(R1,R2)之间的抑制因子α的方法，所述方法包括以下步骤：

通过基于地图确定地理区域中的至少一个障碍物，定义所述多个地区(R1,R2)的第一地区R1A和第二地区R2A，所述障碍物是使无线信号衰减的障碍，

其中所述第一地区R1A和所述第二地区R2A被定义为围绕所述障碍物的两个区域，

计算从所述第一地区R1A的不同点(p1,1,…,p1,20)到所述第二地区R2A的不同点(p2,1,…p2,20)的信号衰减μ，以及

基于所述信号衰减μ计算所述抑制因子α，使得所述基站根据所述抑制因子α选择要在全双工模式下服务的节点(M1,M2)，并且在全双工模式下服务所选的节点(M1,M2)；

其中所述要在全双工模式下服务的节点(M1，M2)包括可以共享相同时间和频率资源的上行链路发射器节点和下行链路接收器节点。

13.根据权利要求12的方法，

其中定义第一地区和第二地区所述步骤包括，

如果从所述第一地区R1A的第一点的(p1,1)到所述第二地区R2A的第二点(p2,1)的信号衰减μ低于第二阈值μ*时，通过分别从所述第一地区R1A和所述第二地区R2A移除所述第一点(p1,1)和所述第二点(p2,1)来改善所述第一地区R1A和所述第二地区R2A。

14.根据权利要求12的方法，还包括：

计算来自所述第一地区R1A的不同点(p1,1,…,p1,20)到所述第二地区R2A的不同点(p2,1,…p2,20)的不同信号衰减μ，以及

将所述抑制因子α定义为所述信号衰减μ的函数，例如所述不同信号衰减(μ)的最小值或者所述不同信号衰减(μ)的平均值。

15.根据权利要求14的方法，所述信号衰减μ的函数为所述不同信号衰减μ的最小值或者所述不同信号衰减μ的平均值。

16.根据权利要求1至5、9和10中任一项的基站，还包括适用于使用权利要求12至15中任一项所述的方法获得所述抑制因子α的处理器。

17.一种通信设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器存储的计算机程序以实现权利要求12至15中任一项所述的方法。

18.一种无线通信系统，所述无线通信系统包括根据权利要求1至10或者16中任一项的基站，根据权利要求17的设备，以及至少一个节点(M1,M2)。

Images