CN111095842A - 动态时分双工系统中干扰降低的改进及其相关 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于将第五代(5th‑Generation，5G)通信系统与物联网(Internet of Things，IoT)技术融合、以支持比第四代(4th‑Generation，4G)系统更高的数据速率的通信方法和系统。本公开可以应用于基于5G通信技术和物联网相关技术的智能服务，诸如智能家庭、智能建筑、智能城市、智能汽车、联网汽车、医疗保健、数字教育、智能零售、安全和安保服务。公开了一种利用动态时分双工TDD操作电信系统的方法。

Description

动态时分双工系统中干扰降低的改进及其相关
技术领域
本发明涉及一种在采用动态时分双工(Time Division Duplexing，TDD)的电信系统中实现干扰降低的改进方法。这种系统包括第五代(5G)系统中的新无线电(New Radio，NR)，尽管其他系统能够受益于本发明的实施例。
背景技术
为了满足自4G通信系统的开发以来无线数据流量已经增加的需求，已经做出了开发改进的5G或预5G通信系统的努力。因此，5G或预5G通信系统也被称为“超4G网络”或“后LTE系统”。5G通信系统被认为是在更高频率(毫米波)的频带(例如60GHz的频带)中实现的，以便实现更高的数据速率。为了减小无线电波的传播损耗并且增加传输距离，在5G通信系统中讨论了波束形成、大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)、全维MIMO(Full Dimensional MIMO，FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束形成、大规模天线技术。此外，在5G通信系统中，基于高级小小区、云无线电接入网(Radio Access Networks，RAN)、超密集网络、设备对设备(device-to-device，D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协作多点(Coordinated Multi-Points，CoMP)、接收端干扰消除等，系统网络改进的开发正在进行中。在5G系统中，已经开发了作为高级编码调制(advanced coding modulation，ACM)的混合FSK和QAM调制(Hybrid FSK and QAM Modulation，FQAM)和滑动窗口叠加编码(sliding window superposition coding，SWSC)以及作为高级接入技术的滤波器组多载波(filter bank multi carrier，FBMC)、非正交多址(non-orthogonal multiple access，NOMA)和稀疏码多址(sparse code multiple access，SCMA)。
作为人在其中生成并且消费信息的以人为中心的连接网络的互联网现在正在演变为物联网(Internet of Things，IoT)，在物联网中，诸如事物的分布式实体在没有人干预的情况下交换和处理信息。万物网(Internet of Everything，IoE)已经出现，其是通过和云服务器的连接的IoT技术和大数据处理技术的组合。因为IoT实现需要诸如“传感技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”以及“安全技术”等的技术元素，近来已经研究了传感器网络、机器对机器(Machine-to-Machine，M2M)通信、机器类型通信(Machine Type Communication，MTC)等。这种IoT环境可以提供通过收集和分析互联事物之间生成的数据来为人类生活创造新的价值的智能互联网技术服务。IoT可以通过现有的信息技术(Information Technology，IT)和各种工业应用的融合和组合，被应用于各种领域，包括智能家庭、智能建筑、智能城市、智能汽车或互联汽车、智能电网、医疗保健、智能电器和先进医疗服务。
与此相一致，已经进行了各种尝试来将5G通信系统应用于IoT网络。例如，诸如传感器网络、机器类型通信(MTC)和机器对机器(M2M)通信的技术可以通过波束成形、MIMO和阵列天线来实现。云无线电接入网(RAN)作为上述大数据处理技术的应用也可以被认为是5G技术和IoT技术之间的融合的示例。
动态TDD可以提供灵活性，允许网络提升下行链路(downlink，DL)和上行链路(uplink，UL)中的用户设备(user equipment，UE)吞吐量。这是通过允许TRP(transmissionpoint，传输点)灵活地将某些子帧配置为DL或UL来实现的。
然而，当UL子帧和DL子帧之间存在不匹配时，可能遭受UE到UE(UE-UE)交叉链路干扰(cross link interference，CLI)。这在很大程度上限制了系统性能。这在图1中示出，其中示出了与两个不同的传输点TRP1和TRP2相关的子帧结构。这还在图2中示出。在一个特定的子帧中，UE(干扰UE 20)在上行链路上与TRP1通信，而TRP2在下行链路上与期望的UE(10)通信。如图2所示，TRP1 100和TRP2 200经由回程数据连接进行通信，并且TRP1 100和TRP2200中的每一个与相应的UE进行通信。此外，由于动态TDD系统，将会存在当UE 10从TRP2200接收的同时UE 20向TRP1 100发送的情况。这导致从UE 20到UE 10的干扰信号，如两个UE之间的虚线所示。
发明内容
技术问题
当UL子帧和DL子帧存在不匹配时，可能会遭受UE到UE(UE-UE)交叉链路干扰(CLI)。这在很大程度上限制了系统性能。
解决方案的技术方案
本发明的实施例旨在解决在这种情况下遇到的源自UE-UE CLI的问题。
根据本发明，提供了如所附权利要求中阐述的装置和方法。从从属权利要求和随后的描述中，本发明的其他特征将是明显的。
根据本发明的第一方面，提供了一种利用动态时分双工TDD操作电信系统的方法，包括以下步骤：第一传输点(100)向第二传输点(200)发送(300)关于与第一传输点(100)通信的干扰用户设备(20)的参考信号的配置的信息，其中第二传输点(200)与期望的用户设备(10)通信；第二传输点(200)向期望的用户设备(10)发送消息(310)以分配资源，从而使期望的用户设备(10)能够测量干扰用户设备(20)的信道信息；期望的用户设备(10)测量(350)来自从干扰用户设备(20)到第一传输点(100)的传输(320)的干扰(340)；以及对从第二TRP(200)发送到期望的用户设备(10)的信号(360)执行接收操作(370)。
本发明的实施例在网络协作中提供UE-UE CLI缓解，由此允许多个传输点(TRP)经由回程数据连接相互交换信息。
为了协助这一过程，DL UE能够经由零功率信道状态信息(zero power channelstate information，ZP CSI)参考信号(RS)测量来自其他协作的TRP的干扰(信道)。由于具有ZP CSI RS的资源元素(resource element，RE)不包括来自服务TRP的信号，所以ZP CSIRS资源中的聚合信号将是干扰。在测量该干扰之后，UE可以执行高级接收操作以抑制这种干扰。
本质上，本发明的实施例将发送UL信号的干扰UE 20视为TRP。提供适当的信令，以使UL TRP通知DL TRP关于UL解调RS(demodulation RS，DMRS)的配置，该配置可以包括ULDMRS的时频位置、循环移位、组号等。利用这个信息，DL TRP可以将ZP CSI RS分配给DL期望的UE以测量干扰。
尽管已经示出和描述了本发明的几个优选实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种改变和修改。
发明的有益效果
有利的是，本发明的实施例能够利用现有的参考信号(RS)来缓解现有技术中遇到的问题。
然而，这在现有技术的LTE系统中不被支持，因为CSI RS资源不与UL DMRS重叠。因此，本发明的实施例提供了一种其资源与UL DMRS部分重叠的CSI RS。
附图说明
为了更好地理解本发明，并且为了示出本发明的实施例如何被付诸实施，现在将仅作为示例对所附示意图进行参考，其中：
图1示出了动态TDD系统中子帧结构的表示；
图2示出了在动态TDD模式下操作的网络的示意图；
图3示出了根据本发明的实施例的信令流程图；以及
图4a和图4b示出了根据本发明的实施例的某些网络资源。
具体实施方式
对于UE-UE干扰测量，考虑了两个选项。这些是基于使用两个不同的参考信号(RS)中的一个：US SRS和UL DMRS。每个选项都有一定的优缺点。如果使用UL SRS，则这是周期性的，并且对回程容量和延迟的要求较低，但是可能不会被预编码为用户数据。UL DMRS可以被预编码为使用的数据；可以测量UL DMRS的干扰信道功率；并且测量干扰信道系数是可能的。然而，UL DMRS对回程容量和延迟提出了更高的要求。
由于UL DMRS可以允许UE测量干扰信道的系数，这可以显著地缓解UE-UE CLI。因此，本发明的实施例利用UL DMRS作为缓解UE-UE CLI的策略的一部分。
本发明的实施例利用经由从UL TRP 100到DL TRP 200的回程发送的消息，向DLTRP 200通知关于干扰UE 20的UL DMRS的配置。UL DMRS的配置可以包括UL DMRS的位置、ULDMRS序列的循环移位、正交序列等，使得期望的UE 10能够从干扰UE 20中估计UL DMRS。
此外，需要零功率CSI RS资源设置，使得DL TRP 200能够通知期望的UE 10在哪里测量CLI的信道信息。因此，UE能够利用高级接收器算法缓解CLI，其细节将在后面介绍。
消息发送(messaging)协议在图3中示出，其中示出了四个实体(干扰UE 20、TRP1100、TRP2 200和期望的UE 10)之间的各种通信。
消息300经由回程连接从UL TRP 100发送到DL TRP 200，通知DL TRP200关于与ULTRP 100通信的干扰UE 20的UL DMRS的配置。消息300包括UL DMRS的时频位置、UL DMRS序列的循环移位、正交序列、组号、基序列号等。
UL DMRS的配置可以包括UL DMRS的位置、UL DMRS序列的循环移位、正交序列等。在消息310中，DL TRP 200然后为期望的UE 10分配ZP CSI RS资源，以测量干扰UE 20的信道信息。
为了在期望的UE 1处估计复信道系数或干扰协方差矩阵，可以将另外的可选消息330从DL TRP 200发送到期望的UE 10。此消息被描述为可选的，因为它不是在所有情况下都是必需的。更多细节将在后面介绍。
干扰UE 20将UL信号320发送到UL TRP 100。这是对于期望的UE 10的干扰信号340，并且因此破坏了从TRP2 200发送到期望的UE 10的DL信号。
在步骤350，期望的UE 10在ZP CSI RS资源处测量干扰，并且在步骤370，执行高级接收器算法以解码从TRP2 200发送到期望的UE 10的DL信号360。高级接收器算法可以包括诸如干扰抑制合并接收器算法的技术。
为了期望的UE 10估计来自干扰UE 20的信道，DL TRP 200向期望的UE 10分配ZPCSI RS资源。在现有技术的LTE系统中，DL CSI RS资源和UL DMRS的设计是独立的。
然而，在本发明的实施例中，这些资源之间存在关联。这在图4a和图4b中示出。这种关联是通过允许CSI RS资源(如图4b所示)为由UL DMRS(如图4a所示)占用的资源元素(RE)的子集来完成的。在每种情况下，相应的资源被示出为阴影，并且可以清楚地看到，CSIRS完全存在于UL DMRS的资源分配范围内。
换句话说，CSI RS资源可以被配置在与UL DMRS重叠的RE中。DL TRP 200可以在这些资源上配置ZP CSI RS，使得期望的UE能够估计干扰信道。期望的UE通过在这些资源中利用“静默(silence)”来估计由于干扰UE10引起的干扰来做到这一点。术语“静默”在这里表示TRP 200没有正在发送，并且因此在期望的UE 10处接收到的任何信号都被认为是由于干扰UE 20引起的。
此外，DL TRP 200可以可选地向期望的UE 10发送(在步骤330)干扰UE 20的ULDMRS配置。
如果干扰UE 20的UL DMRS配置被发送(在步骤330)，则期望的UE10可以尝试估计干扰信道的复信道系数或协方差矩阵。因此，期望的UE 10可以执行最小均方误差干扰抑制合并(Minimum Mean Squared Error Interference Rejection Combining，MMSE-IRC)来抑制CLI。在这种情况下，由于需要估计干扰信道的复信道系数或协方差矩阵，所以UE-UECLI缓解过程对于期望的UE 10是非透明(non-transparent)的，即期望的UE积极地参与该过程。
然而，如果干扰UE 20的UL DMRS的配置没有被发送，则期望的UE 10可以尝试估计干扰信道的功率。因此，期望的UE可以执行最小均方误差最大比合并(Minimum MeanSquared Error Maximum Ratio Combining，MMSE-MRC)来抑制CLI。由于不需要估计干扰信道的复信道系数或协方差矩阵，并且仅需要估计干扰信道的功率，所以UE-UE CLI缓解过程对于期望的UE是透明(transparent)的。
如上所述，取决于特定的环境，本发明的实施例可以在所谓的透明模式或非透明模式下操作。当报告的、期望的UE 10的信号与干扰加噪声比(signal-to-interference-plus-noise，SINR)是中等的或相对较好的或者高于定义的阈值时，DL TRP 200可以让期望的UE 10在透明模式下工作。然而，当报告的、期望的UE 10的SINR下降到定义的阈值以下时，DL TRP 200将期望的UE10配置为在非透明模式下工作，即，期望的UE 10然后操作以估计干扰信道的复信道系数或协方差矩阵，并且利用干扰抑制接收器解码用户数据。
相比于动态TDD系统中使用的现有技术，本发明的实施例提供了明显的优点。特别地，本发明的实施例为期望的UE提供了有效的方法，以在动态TDD中发生DL/UL不匹配时测量干扰信道。
实施例对于期望的UE可以是透明的或非透明的，这可以最小化UE的复杂性，特别是在其操作码方面。如前所述，所选择的特定的模式可以取决于阈值，并且经由来自TRP的指令处于网络的控制之下。特定的阈值可以是固定的，或者可以动态地变化以反映当前的网络状况。
有利的是，使用本发明的实施例，可以至少降低或者最佳地抑制UE之间的交叉链路干扰(UE-UE CLI)。
本发明的实施例能够利用UE和TRP系统两者中的已知硬件资源。根据本发明的实施例，可以如前所述调整操作码，以确保UE和TRP资源是可操作的。
在此描述的示例实施例中的至少一些可以部分地或全部地使用专用硬件来构建。在此使用的术语(诸如“组件”、“模块”或“单元”)可以包括但不限于执行某种任务或提供相关联的功能的硬件设备，诸如分立或集成组件形式的电路、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)。在一些实施例中，所描述的元件可以被配置为驻留在有形的、持久的、可寻址的存储介质上，并且可以被配置为在一个或多个处理器上执行。例如，在一些实施例中，这些功能元件可以包括组件(诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件)、进程、函数、属性、过程、子程序、程序代码段、驱动、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、阵列和变量。尽管已经参考在此讨论的组件、模块和单元描述了示例性实施例，但是这些功能元件可以组合成更少的元件或者分离成附加的元件。在此已经描述了可选特征的各种组合，并且应当理解，所描述的特征可以以任何合适的组合来组合。特别地，任何一个示例性实施例的特征可以适当地与任何其他实施例的特征组合，除非这种组合是相互排斥的。贯穿整个说明书中，术语“包括”或“包含”是指包括指定的(多个)组件，但不排除其他组件的存在。
请注意与本申请相关的、与本说明书同时提交或在本说明书之前提交的所有文件和文档，这些文件和文档对公众开放，所有这些文件和文档的内容通过引用结合于此。
本说明书中公开的所有特征(包括任何附带的权利要求、摘要和附图)和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可以以任何组合进行组合，除了其中至少一些这样的特征和/或步骤是相互排斥的组合。
除非另有明确说明，否则本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由服务于相同、等同或类似目的的替代特征来代替。因此，除非另有明确说明，所公开的每个特征仅是一系列等同或类似特征中的一个示例。
本发明不限制于前述(多个)实施例的细节。本发明延伸到本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的特征的任何新颖的一个或任何新颖的组合，或者延伸到如此公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖的一个或任何新颖的组合。

Claims (9)

1.一种利用动态时分双工TDD操作电信系统的方法，包括以下步骤：
第一传输点(100)向第二传输点(200)发送(300)关于与第一传输点(100)通信的干扰用户设备(20)的参考信号的配置的信息，其中第二传输点(200)与期望的用户设备(10)通信；
第二传输点(200)向期望的用户设备(10)发送消息(310)以分配资源，从而使期望的用户设备(10)能够测量干扰用户设备(20)的信道信息；
期望的用户设备(10)测量(350)来自从干扰用户设备(20)到第一传输点(100)的传输(320)的干扰(340)；以及
对从第二TRP(200)发送到期望的用户设备(10)的信号(360)执行接收操作(370)。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括第二传输点(200)向期望的用户设备(10)发送包括关于干扰UE(20)的配置的信息的信号(330)的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，干扰UE(20)的配置是UL DMRS配置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，UL DMRS配置经由回程连接从第一传输点(100)发送到第二传输点(200)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，向期望的用户设备(10)消息(310)以分配资源从而使期望的用户设备(10)能够测量干扰用户设备(20)的信道信息包括为期望的UE(10)分配ZP CSIRS资源以测量干扰UE20的信道信息。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中，如果报告的、期望的UE(10)的信号与干扰加噪声比SINR低于定义的阈值，则向期望的用户设备(10)发送包括关于干扰UE(20)的配置的信息的信号(330)的步骤被执行。
7.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，执行接收操作的步骤包括使用干扰抑制接收器。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，干扰抑制接收器选自最小均方误差干扰抑制合并MMSE-IRC接收器和最小均方误差最大比合并MMSE-MRC接收器中的一个。
9.一种电信系统，包括可操作来执行任何前述权利要求的方法的至少两个传输点(100，200)和至少两个用户设备(10.20)。
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