CN111034064A - 具有波束选择技术的协同侧链干扰管理 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制由集群设备传输的波束成形信号的网络控制器，所述网络控制器用于为每一设备分配波束索引，所述波束索引确定各自的波束参考信号结构，以在通过所述设备之间的侧链路传输波束成形信号时使用，并且使得以所述波束成形信号之间的干扰最小化的方式进行分配。

Description

具有波束选择技术的协同侧链干扰管理
技术领域
本发明涉及管理集群设备之间的干扰，设备通过侧链路进行相互通信。
背景技术
车辆到车辆(vehicle-to-vehicle，V2V)通信是智能运输系统的重要部分，所述智能运输系统使用来自车辆的数据以通过允许车辆彼此通信且与路边基础设施，例如，交通灯和标志通信来改善交通管理。通过允许车辆向彼此提供例如安全性警告和交通信息等信息，该类系统可有效地避免事故和交通堵塞。
长期演进车辆(long-term evolution vehicle，LTEV)是允许车辆之间的通信的标准。LTEV版本14使用基于区域的资源分配技术，其中基于所述位置重复使用设备到设备资源，因此使侧链干扰最小化。在V2X侧链路阶段1和阶段2中，还关注用于模式3和模式4的单独资源池，并且还重复使用相同资源池。
许多最新道路车辆配备有具有多个天线的用户设备装置(user equipment，UE)，因此使用波束成形来增强链路可靠性。然而，这将使具有相同或重叠资源的车辆之间的干扰变得更为复杂，且因此系统容量受到限制。
当空间中存在高密度的车辆时，例如当交通拥堵时，区域内干扰可能较大。在例如集群或车队等协作群组通信的情况下，需要在基站之间管理干扰。
US 2017/0012692A1公开了一种将波束索引分配到从基站传输的波束成形信号的系统。
需要一种有效地减少集群车辆中的波束成形信号之间干扰的方法，所述集群车辆通过侧链路进行彼此通信。
发明内容
根据第一方面，提供用于控制由集群设备传输的波束成形信号的网络控制器，所述网络控制器用于为每一设备分配波束索引，所述波束索引确定各自的波束参考信号结构，以在通过所述设备之间的侧链路传输波束成形信号时使用，并且使得以所述波束成形信号之间的干扰最小化的方式进行分配。这提供了最小化干扰的有效方式。
所述网络控制器可存储指示哪一波束参考信号结构对应于哪个波束索引的映射。这可允许网络控制器确定哪个波束参考信号结构对应于哪个波束索引。
所述网络控制器可用于通过为所述集群中的每个设备分配唯一波束索引来控制所述波束成形信号之间的干扰，使得所述集群中的每个设备在所述侧链路上传输波束成形信号，所述波束成形信号具有的波束参考信号结构不同于所述集群中的其它设备在所述侧链路上传输的波束成形信号的波束参考信号结构。这可允许波束成形信号区分彼此。
所述网络控制器可用于通过分配和取消分配波束索引来控制所述波束成形信号之间的干扰。所述网络控制器可用于通过将波束索引与可接受发射功率相关联并将可接受发射功率传输至分配有波束索引的所述设备来控制所述波束成形信号之间的干扰。这些是最小化干扰的有效方式。
所述网络控制器可用于依据从所述集群中的一个或多个设备中接收到的关于在所述侧链路上传输的波束成形信号的信息进行分配。
所述信息可包括设备在所述侧链路上接收到的波束成形信号的强度和/或相位和/或幅度以及所述信号的所述对应波束索引。
所述集群中的一些设备可连接到不同的基站，所述网络控制器用于和与分配波束索引有关的一个或多个基站通信。这可允许从多个基站共享信息。
所述网络控制器可用于传输波束索引的分配至所述集群设备。所述网络控制器可用于依据从所述一个或多个基站接收到的信息分配所述波束索引。这可允许维持用于集群中的协作波束选择的唯一波束索引以最小化干扰。
所述网络控制器可用于在新设备加入所述集群时重新分配所述波束索引。网络控制器重新分配可使集群中的每一波束具有唯一索引。这可允许当设备从一个集群移动到另一个集群时进行干扰管理。
所述网络控制器可为以下各项中的一个：基站、属于集群一部分的设备和云端服务器。所述云端服务器可管理用于侧链路的无线电资源管理。该技术适合于多个不同架构。
根据第二方面，提供一种控制由集群设备传输的波束成形信号的方法，所述方法包括为每一设备分配波束索引，所述波束索引确定各自的波束参考信号结构，以在通过所述设备之间的侧链路传输波束成形信号时使用，并且使得以所述波束成形信号之间的干扰最小化的方式进行分配。
根据第三方面，提供一种形成用于通过侧链路进行彼此通信的集群设备的一部分设备，所述设备用于从网络控制器接收波束索引；形成波束成形信号以具有由所述波束索引确定的结构；以及在所述侧链路上传输所述波束成形信号。
所述设备可用于：确定在所述侧链路上接收到的信号的所述波束索引；确定所述波束成形信号的强度；以及将所述波束成形信号的波束索引和强度的指示传输到所述网络控制器。所述设备还可确定波束成形信号的相位和/或幅度，且将波束形成信号的相位和/或幅度的指示传输到所述网络控制器。
根据第四方面，提供一种用于集群设备通过侧链路进行彼此通信的方法，所述方法包括以下设备中的一个：所述从网络控制器接收波束索引；形成波束成形信号以具有由所述波束索引确定的结构；以及在所述侧链路上传输所述波束成形信号。
该设备可存储指示哪一波束参考信号结构对应于哪个波束索引的映射。这可允许设备确定哪个波束参考信号结构对应于哪个波束索引。
附图说明
现将参考附图借助于实例描述本发明。在附图中：
图1示出了与两个不同基站中的一者通信的集群中的三个UE。
图2说明了针对图1的布置进行的干扰最小化的过程。
图3示出了从一个集群移动到另一集群的UE。
图4示出了在基站处进行的处理操作。
图5示出了在UE设备处进行的处理操作。
图6和图7说明了在云中进行处理时该技术的使用
图8说明了在V2V底层系统中该技术的使用。
具体实施方式
图1中所说明的是三个车辆，其各自包括用户设备装置(UE)3、用户设备装置(UE)4、用户设备装置(UE)5。将车辆分组到集群6中。每一UE的主要通信信道指向基站1和基站2中的一者，但UE还能够通过侧链路传输和接收波束成形信号而进行彼此间的直接通信。集群6中的UE 3和UE 4与基站1通信。UE 5与基站2通信。基站通过基站间接口7彼此通信。在UE4与UE 5之间的波束成形信号之间存在干扰区域8。
图2进一步说明其中存在两个基站和三个UE的场景且在图的底部示出在基站与三个UE之间交换的信号。
该方法首先假设已经建立了集群，将UE同步且UE处于连接模式中。
为集群设备设置唯一波束索引RS1至RS9，如图2中的9所示。基站1为集群设备3和设备4分配用于通过集群中的侧链路传输和接收波束成形信号的唯一波束索引(例如，参考信号)。附接到设备5的基站2为设备5分配唯一波束索引。参考信号(reference signal，RS)可以为，例如波束特定参考信号或CSIRS(信道状态信息)参考信号。用于每一波束的唯一参考信号结构帮助每一UE测量属于集群中的其它UE的不同波束。这些唯一的参考信号结构为RS1至RS9，如在图1和图2所示。RS1至RS3与UE 3相关联，RS4至RS6与UE 4相关联，且RS7至RS9与UE 5相关联。
通过为每一装置分配唯一波束索引，集群中的每一装置在侧链路上传输波束成形信号，所述波束成形信号具有的波束参考信号结构不同于所述集群中的其它UE设备在所述侧链路上传输的波束成形信号的波束参考信号结构。
为了借助于基站维持用于集群中的协作波束分组的唯一波束索引，附接到基站的特定设备的侧链路波束索引的相关信息通过基站间接口7转发到共享同一集群的相邻基站。这允许在相邻基站中调整波束索引，使得在基站1和基站2之间连接的UE的集群中维持唯一波束索引。
设备到设备(device-to-device，D2D)链路的默认波束和发射功率随后在基站内部设置，如图2中的10所示。
随后对集群中的UE执行侧链路干扰矩阵测量，如图11所示。
接着将由集群中的UE执行的侧链路干扰矩阵测量连同波束索引一起上报至基站，以使得基站得知对产生干扰负责的波束索引。在图2中，该波束索引是波束RS7。
为了最小化干扰且增强集群或其它集群之间所需的车辆到车辆链路，基站可共同执行干扰管理，如图2中的12所示。其带来对波束的重新配置，如13所示。
可通过调整波束配置可以减小干扰。其可包括波束成形，或接通/断开侧链路波束。AUE可测量其它UE的波束且将干扰矩阵，包括来自集群中其它UE的每一最强波束的相位及振幅，连同波束索引一起发回到基站。基站随后决定接通/断开引起干扰的对应侧链路传输波束。得知所有波束的相位和幅度将等效于完美的CSI(假设为正交离散傅里叶变换(DFT)波束)。
此外或另外地，可通过控制集群中波束的功率来实现干扰的降低。每一车辆可估计每一可能接收的波束上的信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)。选择估计的具有最高SNR的波束。接着将SNR发送到基站。基站计算所需的发射功率且将功率控制信号发送到位于车辆处的UE。
基站用于通过将波束索引与可接受发射功率相关联并将可接受发射功率传输至分配有波束索引的UE设备来控制所述波束成形信号之间的干扰。
在一个实施例中，当UE从一个集群移动到另一集群中时，波束索引可重新配置。这在图3中示出。三个UE，即UE 14、UE 15和UE 16在集群17中。UE 14、UE 15和UE 16附接到基站21、基站22和基站23中的一者。UE 14和UE 15接着从集群17移动到集群19，如箭头24所指示。该集群19中的UE 14和UE 15附接到基站21和基站23中的一者。两个或多于两个集群可再使用波束索引，如图3中所展示。具有关节集群的基站在新的UE进入集群时关注分配新的波束索引。基站维持集群中的UE的列表(波束索引)且交换该信息。
图4和图5分别示出在基站和UE处进行的操作。
如图4中所说明，在第一步骤30中，基站向连接车辆用户设备装置(vehicle userequipment，V-UEs)的集群的每一UE的每一波束成形信号提供唯一的侧链路参考信号或唯一的波束索引。在介于多个基站之间建立集群的情况下，关于唯一参考信号或波束索引的信息在基站间接口上进行交换以共同选择如31所示的唯一的波束索引。
接着在步骤32中，从基站设置用于车辆到车辆(V2V)链路的默认波束发射功率。
在步骤33中，基站随后从每个所连接的UE中接收各自的干扰矩阵以及波束索引。基站随后进行干扰管理，或者在步骤34中在基站之间进行干扰协调。在此步骤中，基站可共同决定执行波束成形、断开/接通侧链路波束或控制集群中的波束的功率。
在步骤35中建立新波束的配置。其可包括建立新的预编码器、接通/断开旗标和/或传输功率命令。其可包括RRC重配置、MAC CE元素或DCI信令。
在VUE处执行的操作在图5的流程图中示出。在步骤36中，UE从基站接收唯一的侧链路参考信号或波束接口索引。在步骤37中，UE从基站接收用于V2V链路的默认波束发射功率。在步骤38中，VUE随后基于其它UE的参考信号(波束参考信号功率-BRSP)测量干扰。在步骤39中，VUE仅上报最强干扰源、BRSP以及基站对应的波束索引。在步骤40中，VUE随后从基站接收新波束配置消息。
由于干扰管理发生在具有基站间信息协调的侧链路中，因此该干扰管理的方法还适合于借助于云端服务器的具有不同移动网络运营商(mobile network operators，MNOs)的UE，如图6和7中所说明。
在此实施例中，在云端服务器41中居中管理侧链路无线电资源管理(radioresource management，RRM)。云端服务器可为独立操作的，且在此情况下操作者充当透明比特管道。
该实施例假设已经建立集群，UE与不同移动网络运营商(MNOs)同步且处于连接模式，并且集群中的所有UE都连接到云端服务器41。云端服务器为进入集群的新UE提供新的波束索引。云端服务器维持集群中的UE的列表，且通过断开/接通波束或传输功率控制来管理集群内和集群之间的干扰。
因此，云服务器可执行与V2X侧链路通信有关的所有无线电资源控制(radioresource control，RRC)和/或MAC功能。与V2X链路通信相关的制式RRC/MAC控制信令消息经IP封装/解封装且传输至UE/从接收中UE。其具有不需要公用陆地移动网络(public landmobile network，PLMN)与云服务器提供者之间的双边协定的益处。
与V2X侧链路通信有关的所有RRC/MAC功能从PLMN运营商(基站)移动到云服务器。云服务器可利用UE的PLMN的无线电接口，以便与UE建立IP通信链路以交换标准RRC/MAC控制信令消息。
通过使用上述在具有唯一索引的集群中波束分组的方法，如上述实施例例示，且传送正交波束的幅度和相位，可实现干扰管理的改善。
通过基站之间的协调以通过动态波束配置管理UE之间的干扰，增强了侧链路的可靠性和系统容量。该技术能较好地处理UE离开和加入不同集群，且能使用集群中UE的最小反馈(相位和幅度信息)而不是信道状态信息(channel state information，CSI)的完整知识。得知所有波束的相位和幅度将等效于完美的CSI(假设为正交离散傅里叶变换(DFT)波束)。
在D2D或V2V底层通信的情况下，对于蜂窝上行链路通信,侧链路频率重复使用Uu面所使用的上行链路频率中的一者，且无线电资源管理需要小心地处理V2V或D2D链路中的上行链路干扰。因此，为上行链路分配波束索引的以上方法可有助于测量上行链路干扰源波束索引和强度并将其上报至基站以协调干扰管理，如图8所说明。(描述于Distributedresource management for Device-to-Device(D2D)communication underlay cellularnetworks,2013IEEE24日的个人、室内与行动无线通讯国际会议(PIMRC)的国际研讨会(发行日期：2013年9月8至11日))
除了由基站进行管理，波束配置管理还可由超UE、簇头或排头处理。
本申请公开在此描述的每个单独的特征以及两个或更多个这样的特征的任何组合，达到使得此类特征或特征的组合能够根据本说明书整体地根据本领域的技术人员的一般常识而实行的程度，不论这些特征或特征的组合是否解决了本文公开的任何问题，并且不限于权利要求的范围。本申请指示本发明的各方面可由任何此类个别特征或特征的组合组成。鉴于前述描述，所属领域的技术人员将显而易见，可在本发明的范围内作出各种修改。

Claims (15)

1.一种用于控制由集群设备传输的波束成形信号的网络控制器，其特征在于，所述网络控制器用于为每一设备分配波束索引，所述波束索引确定各自的波束参考信号结构，以在通过所述设备之间的侧链路传输波束成形信号时使用，并且使得以所述波束成形信号之间的干扰最小化的方式进行分配。
2.根据权利要求1所述的网络控制器，其特征在于，所述网络控制器用于通过为所述集群中的每个设备分配唯一波束索引来控制所述波束成形信号之间的干扰，使得所述集群中的每个设备在所述侧链路上传输波束成形信号，所述波束成形信号具有的波束参考信号结构不同于所述集群中的其它设备在所述侧链路上传输的波束成形信号的波束参考信号结构。
3.根据权利要求1或2所述的网络控制器，其特征在于，所述网络控制器用于通过分配和取消分配波束索引来控制所述波束成形信号之间的干扰。
4.根据前述任一项权利要求所述的网络控制器，其特征在于，所述网络控制器用于通过将波束索引与可接受发射功率相关联并将可接受发射功率传输至分配有波束索引的所述设备来控制所述波束成形信号之间的干扰。
5.根据前述任一项权利要求所述的网络控制器，其特征在于，所述网络控制器用于依据从所述集群中的一个或多个设备中接收到的关于在所述侧链路上传输的波束成形信号的信息进行分配。
6.根据权利要求5所述的网络控制器，其特征在于，所述信息包括设备在所述侧链路上接收到的波束成形信号的强度和所述信号的所述对应波束索引。
7.根据前述任一项权利要求所述的网络控制器，其特征在于，所述集群中的一些设备连接到不同的基站，所述网络控制器用于和与分配波束索引有关的一个或多个基站通信。
8.根据权利要求7所述的网络控制器，其特征在于，所述网络控制器用于传输波束索引的分配至所述集群设备。
9.根据权利要求7或8所述的网络控制器，其特征在于，所述网络控制器用于依据从所述一个或多个基站接收到的信息分配所述波束索引。
10.根据前述任一项权利要求所述的网络控制器，其特征在于，所述网络控制器用于在新设备加入所述集群时重新分配所述波束索引。
11.根据前述任一项权利要求所述的网络控制器，其特征在于，所述网络控制器为以下各项中的一个：基站、属于集群一部分的设备和云端服务器。
12.一种控制由集群设备传输的波束成形信号的方法，其特征在于，所述方法包括为每一设备分配波束索引，所述波束索引确定各自的波束参考信号结构，以在通过所述设备之间的侧链路传输波束成形信号时使用，并且使得以所述波束成形信号之间的干扰最小化的方式进行分配。
13.一种形成用于通过侧链路进行彼此通信的集群设备的一部分设备，其特征在于，所述设备用于：
从网络控制器接收波束索引；
形成波束成形信号以具有由所述波束索引确定的结构；以及
在所述侧链路上传输所述波束成形信号。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述设备用于：
确定在所述侧链路上接收到的信号的所述波束索引；
确定所述波束成形信号的强度；以及
将所述波束成形信号的波束索引和强度的指示传输到所述网络控制器。
15.一种用于集群设备通过侧链路进行彼此通信的方法，其特征在于，所述方法包括以下设备中的一个：
从网络控制器接收波束索引；
形成波束成形信号以具有由所述波束索引确定的结构；以及
在所述侧链路上传输所述波束成形信号。
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