DE112009000692B4 - Reduzierung von Gleichkanalstörung - Google Patents

Abstract

Verfahren, umfassend:Schaffen eines Maßes für Gleichkanalstörung unter Verwendung von unterschiedlichen Sendeleistungspegeln und Signal-zu-Störung-und-Rauschen-Verhältnis-Information; gekennzeichnet durchVariieren von Phase und Leistungspegeln zum Bestimmen von Gleichkanalstörung.

Description

• Hintergrund
• Dies betrifft allgemein Funkkommunikation. Die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sind aus US 2004/0022207 A1 bekannt. Verwandte Technologien sind aus US 2007/0238480 A1 bekannt.
• Die Kapazität von gegenwärtigen Mobiltelefonsystemen ist durch Gleichkanalstörung begrenzt. Beim Downlink beruht Gleichkanalstörung auf Übertragungen von den Basisstationen in Nachbarzellen. Die stärkste Gleichkanalstörung wird von der Teilnehmerstation in der Nähe des Zellenrandes wahrgenommen. Unter Bezugnahme auf 1 befindet sich somit die Teilnehmerstation A nahe an einem Rand der Zelle C von Basisstation BS1 und kann Gleichkanalstörung von zum Beispiel Basisstation BS2 empfangen.
• Mehrfachbasisstationsendekooperation (Multiple Base Station Transmit Cooperation (MBSC)) und Einzelbasisstationsendenullstellung (Single Base Station Transmit Nulling (SBSN)) kann zur Reduzierung von Gleichkanalstörung mit erheblichem Gewinn bzw. erheblicher Verstärkung genutzt werden. Beide Schemata sind mit einer Schätzung der Kanalqualität zwischen jeder Basisstation und Teilnehmerstation verbunden. Die Schätzung des Signal-zu-Störung plus Rauschen-Verhältnisses (Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR)) für eine schwache Nachbarbasisstation kann jedoch schwierig sein. Die Präambeln von mehreren Basisstationen sind überlagert und die Präambeldetektionsrate von einer schwachen Basisstation ist gering. Zusätzlich wird Feedback (Rückmeldung) von SINRs für alle Basisstationen mit der Anzahl von Basisstationen multipliziert und kann somit aufgrund des komplizierten Overheads hinderlich sein. Informationsaustausch unter den lokalen Teilnehmerstationen ist zur Reduzierung von Feedback vorgeschlagen worden, aber dies erfordert zusätzliche Ressourcen, die für den lokalen Austausch zugeordnet sind.
• Figurenliste
• 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Funknetzwerkes gemäß einer Ausführungsform;
• 2 zeigt eine schematische Darstellung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
• 3 zeigt ein Flussdiagramm für eine Ausführungsform;
• 4 zeigt eine Grafik von Frequenz gegenüber Zeit, um Leistungslastverläufe bzw. -schemata auf üblichen Piloten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zu zeigen;
• 5A und 5B sind Grafiken von Frequenz gegenüber Zeit, um Mehrfachantennen-Pilot-Leistungs- und -phasenlast gemäß einer Ausführungsform zu zeigen; und
• 6 zeigt ein Schemadiagramm einer beispielhaften Basisstation gemäß einer Ausführungsform.
• Ausführliche Beschreibung
• Gemäß einigen Ausführungsformen können die hauptsächlich störenden Basisstationen (z.B. BS1, BS2, BS3 in 1) für jede Teilnehmerstation ohne Erhöhung von Feedback identifiziert werden. In einigen Ausführungsformen kann das Teilnehmerstations-Feedback unverändert bleiben. Genauer gesagt kann jede Teilnehmerstation unverändert nur das Signal-zu-Störung plus Rauschen-Verhältnis (Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR)) der gewünschten und/oder zugeordneten Basisstation rückmelden.
• Jede Basisstation kann jedoch Signale mit unterschiedlichen Frequenzen und Leistungspegeln über eine Reihe von Zeitintervallen senden. Die Basisstationen können die Sendeleistungspegel durch verdrahtete Fernnetze (backbone networks) austauschen, die die Basisstationen, wie beispielsweise die Basisstationen BS1 12a und BS2 12b, mit der Funk- bzw. Radionetzwerksteuerung (Radio Network Controller (RNC)) 14, wie in 2 gezeigt, verbinden. Der Kanalgewinn und der Störpegel können dann in jeder Basisstation unter Verwendung des Legacy-SINR-Feedbacks und der zahlreichen Leistungspegel bei unterschiedlichen Frequenzen berechnet werden.
• Noch genauer gesagt, kann die Differenz zwischen dem, was die Basisstation sendete, und den von den Teilnehmerstationen empfangenen Signalen (durch die SINRs dargestellt) verglichen werden, um die Gleichungen für die Gleichkanalstörung zu lösen. Da die Sendeleistung für die gesamte Teilnehmerstationsdatenzone C in 1 dieselbe ist, verbraucht der Austausch von Sendepegeln sehr geringen Overhead in dem verdrahteten Netzwerk.
• Ferner kann der Sendeleistungspegelaustausch in einigen Ausführungsformen beseitigt werden, während unverändert ermöglicht wird, dass Teilnehmerstationen störende Basisstationen identifizieren. Eine Gruppe von Nebenträgern, wie zum Beispiel gemeinsame Piloten, kann zum Übertragen eines zeitvarianten Leistungslastverlaufes verwendet werden. Die Leistungslastverläufe sind allen Basisstationen und Teilnehmerstationen anhand der Übertragung von unterschiedlichen Leistungspegeln, die durch eine Zellenkennung, wie zum Beispiel die für eine bestimmte Basisstation spezifische Sektor-ID, identifiziert sind, bekannt. Eine oder beide von der Basisstation und Teilnehmerstation kann/können den vorab festgelegten Leistungslastverlauf zum Berechnen von Gleichkanalstörpegeln genutzt werden.
• In einer Ausführungsform stellt jede der Basisstationen Teilnehmer- oder mobilen Stationen Kommunikationsdienste zur Verfügung. Dieser Dienst ist mit dem Austausch von Funksignalen verbunden. Derartige Signale können zum Beispiel gemäß OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)- und/oder OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)-Techniken moduliert sein. Dementsprechend können die Basisstationen und Teilnehmerstationen in IEEE 802.16-WiMAX (Worldwide Inoperability for Microwave Access)- System oder einem WiMAX II-System operieren. Die Ausführungsformen sind jedoch nicht auf solche Modulationstechniken oder -systeme beschränkt.
• Das SINR, das von der k-ten Teilnehmerstation beim t-ten Frame zugeführt wird, wobei die n-te Basisstation die gewünschte Basisstation ist, ist ausgedrückt als: $${\gamma }_{nk}\left(t\right)=\frac{{\Vert h_{nk}\Vert }^2{P}_n\left(t\right)}{{\displaystyle \sum _{i\ne n}^N{\Vert h_{ik}\Vert }^2}{P}_i\left(t\right)+{\sigma }_0^2}$$

  

  wobei der Index i die Gleichkanalstörungsbasisstationen repräsentiert; N die Gesamtanzahl von Basisstationen in der Nachbarschaft ist; P_i(t) die Sendesignalleistung der i-ten Basisstation auf einem Unterband ist; und σ₀ ² die thermische Rauschleistung bei jeder Teilnehmerstation repräsentiert. Der effektive Kanal von Basisstation n bis Teilnehmerstation k für das Unterband wird bezeichnet durch h_nk, wobei die Wirkung des Detektors (z.B. MMSE (Minimum Mean Squared Error)-Empfänger) enthalten ist; und die Terme ||h_ik||² in dem Nenner die Gleichkanalstörung bestimmen.
• Jede Teilnehmerstation ist mit einer Basisstation verbunden und sendet das SINR an die Basisstation zeitlich periodisch zurück. Zusätzlich zu ||h_nk||² muss Basisstation n ||h_ik||² für i≠n kennen, so dass Mehrfachbasisstationskooperation ermöglicht werden kann und die stärksten Störer/schlimmsten Opfer für Einfachbasisstationssendenullsetzung ermittelt werden können.
• Setzen wir g_ik= ||h_ik||² und schreiben (1) neu wie folgt: $${\gamma }_{nk}\left(t\right)=\left[{\displaystyle \sum _{i\ne n}^N{g}_{ik}P\left(t\right)+{\sigma }_0^2}\right]=g_{nk}{P}_n\left(t\right),$$

  

  und in einem Matrixformat $$\left[{\gamma }_{nk}\left(t\right)P_I\left(t\right)\cdots -P_n\left(t\right)\cdots {\gamma }_{nk}\left(t\right)P_n\left(t\right)\right]\left[\begin{array}{c}{g}_{lk}\\ ⋮\\ g_{nk}\\ ⋮\\ g_{Nk}\end{array}\right]=-{\gamma }_{nk}\left(t\right){\sigma }_0^2$$

  
• Eine Hauptbeobachtung anhand von (3) besteht darin, dass die Sendeleistungspegel P_i(t), I=1, ...N anhand des verdrahteten Fernnetzes für die Basisstation bekannt sind und die Kanaldämpfungen g_ik, i=1,...N die Unbekannten sind. Es wird angenommen, dass die Kanalkohärenzzeit der störenden Verbindungen lang genug ist, so dass die Kanalwerte g_ik über die Dauer von M Frames fest bleiben. Diese Annahme kann gelockert werden (, dahingehend, dass die g_ik korreliert sind), um nur die stärksten störenden Basisstationen zu ermitteln, anstatt g_ik mit hoher Genauigkeit zu schätzen. Die Festkanalannahme kann zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden. Unter Verwendung der Feedbacks über M Frames mit M ≥ N wird g_ik durch Lösen der linearen Gleichung ermittelt: $$\left[\begin{array}{ccccc}{\gamma }_{nk}\left(I\right)P_1\left(1\right)& \cdots & -P_n\left(I\right)& \cdots & {\gamma }_{nk}\left(1\right)P_N\left(1\right)\\ ⋮& & & & ⋮\\ {\gamma }_{nk}\left(M\right)P_1\left(M\right)& \cdots & -P_n\left(M\right)& \cdots & {\gamma }_{nk}\left(M\right)P_N\left(M\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{g}_{1k}\\ ⋮\\ g_{nk}\\ ⋮\\ g_{Nk}\end{array}\right]=-{\sigma }_0^2\left[\begin{array}{c}{\gamma }_{nk}\left(1\right)\\ ⋮\\ {\gamma }_{nk}\left(M\right)\end{array}\right]$$

  
• Die Sendeleistung P_i(t) variiert mit der Zeit, da die Basisstation Sendeleistungssteuerung durchführt, um nahe und ferne Teilnehmerstationen zu bedienen. Da die Leistungssteuerung zwischen Basisstationen unabhängig ist, ist die erste Matrix auf der linken Seite von (4) mit Wahrscheinlichkeit eins invertierbar und können die Lösungen von Kanaldämpfungen erhalten werden. Da das Ermitteln der stärksten beiden Störer zum größten Teil des Gewinns führt, ist in der Praxis N = M = 3 ausreichend. Wenn man M größer als N werden lässt, wird (4) überbestimmt und wird Pseudo-Inversion angewandt.
• Da es Fehler in der SINR-Berechnung gibt, lautet ein Modell, das den Fehler enthält, wie folgt: $${\gamma }_{nk}\left(t\right)=-\frac{g_{nk}{P}_n\left(t\right)}{{\displaystyle \sum _{i\ne n}^N{g}_{ik}{P}_i\left(t\right)+{\sigma }_0^2}}+v_{nk}\left(t\right)$$

  

  wobei V_nk(t) der Fehler zur Zeit t ist und unabhängig von der Zeit ist. Dann kann (4) geschrieben werden als $$\left[\begin{array}{ccccc}{\gamma }_{nk}\left(1\right)P_1\left(1\right)& \cdots & -P_n\left(1\right)& \cdots & {\gamma }_{nk}\left(1\right)P_N\left(1\right)\\ ⋮& & & & ⋮\\ {\gamma }_{nk}\left(M\right)P_1\left(M\right)& \cdots & -P_n\left(M\right)& \cdots & {\gamma }_{nk}\left(M\right)P_N\left(M\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{g}_{1k}\\ ⋮\\ g_{nk}\\ ⋮\\ g_{Nk}\end{array}\right]=-{\sigma }_0^2\left[\begin{array}{c}{\gamma }_{nk}\left(1\right)\\ ⋮\\ {\gamma }_{nk}\left(M\right)\end{array}\right]$$

  

  wobei η der Fehlervektor aufgrund von SINR-Fehler ist. Die Kovarianzmatrix von η ist eine Funktion von g_ik und P_i(t). Die Matrix kann durch die Schätzung von g_ik approximiert werden, die durch Ignorieren des SINR-Fehlers erhalten werden. Wenn die Kovarianzmatrix berechnet ist, kann die minimaler-mittlerer-quadratischer-Fehler (Minimum Means Squared Error (MMSE))-Lösung von (6) berechnet werden. Erhöhen von M kann die Schätzgenauigkeit von g_ik verbessern. Da jedoch der Kanal über M Frames variieren kann und der Störleistungspegel für die Mehrfachbasisstationskooperation nicht mit hoher Genauigkeit geschätzt werden muss, ist in einigen Ausführungsformen eines kleines M wünschenswert. Für viele Fälle reicht Ermitteln der stärksten störenden Basisstationen aus, die die größten Werte für g_ik aufweisen, vorausgesetzt, dass die Summe der verbleibenden Störterme als Gaußsches Rauschen genau approximiert werden kann und die resultierende Rauschleistung korrekt geschätzt und in den η₀ ²-Term aufgenommen werden kann.
• Die obige Herleitung dient zur lokalen Ressourcenzuordnung, wie zum Beispiel bandadaptiven Modulations- und Kodier (Adaptive Modulation and Coding (AMC))-Modus. Sie kann auf verteilte Zuordnung, wie zum Beispiel Teilnutzung-von-Unterkanälen (Partial Usage of Subchannels (PUSC))-Modus erweitert werden. Die obige Herleitung gilt dann unverändert. Der g_ik ist nun der mittlere Kanalgewinn über mehrere Nebenträger. Zum Beispiel der die Kanalgewinn neu definiert als: $$g_{ik}=\frac{1}{L}{\displaystyle \sum _{l=1}^L{\Vert h_{ik}^{\left(l\right)}\Vert }^2}$$

  

  wobei L die Anzahl von Nebenträgern ist; h_ik ⁽¹⁾ der effektive Kanalgewinn für den 1-ten Nebenträger ist. Die Summierfunktion kann durch andere Funktionen, z.B. $g_{ik}=\text{exp}\left(g_{ik}=\frac{1}{L}{\displaystyle \sum _{l=1}^L{\Vert h_{ik}^{\left(l\right)}\Vert }^2}\right)$

  

  in Abhängigkeit von dem Kodierschema ersetzt werden. Die Gleichungen (1)-(6) gelten unverändert.
• Wenn die Basisstation die Nachbarbasisstationen für P_i(t) (d.h. Leistungssteuerungsmeldung) mithören kann, dann ist der Informationsaustausch über das verdrahtete Netzwerk nicht notwendig.
• Diese Methodik kann auf mehrere Antennen an Basisstationen sowie Teilnehmerstationen erweitert werden. Die stärkste störende Basisstation kann auf eine einfache Weise ermittelt werden. In einem Relais-unterstützten Mobilfunknetz kann der störende Kanal von Relaisstationen auch durch diese Methodik geschätzt werden, vorausgesetzt, dass die Sendeleistung der Relais-Station für die sie steuernde Basisstation bekannt ist.
• Das Schema bevorzugt, dass die erste linke Matrix in Gleichungen 4 oder 6 oben invertierbar ist. Dies impliziert, dass der Sendeleistungspegel jedes SINR-Schätz-Blocks zeitlich variiert. Die SINR-Berechnung in jeder Teilnehmerstation kann für ein kurzes Zeitfenster, wie zum Beispiel vier OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)-Symbole, durchgeführt werden. Wenn andernfalls die P_i(t) eine über einen Frame ermittelte Größe ist, ist die Variation von P_i(t) gering und beeinflusst die geringe Variation die Inversion und somit die Schätzgenauigkeit. Somit können in einigen Ausführungsformen Industriestandards das Zeit- und/oder Frequenz-Fenster für das SINR-Feedback spezifizieren.
• Da derselbe Frequenz-Zeit-Ressource-Block in einer Reihe von Frames derselben Teilnehmerstation zugeordnet werden kann und die Leistungssteuerung für eine bestimmte Teilnehmerstation zeitlich langsam variiert, kann die SINR-Messung für unterschiedliche Ressource-Blöcke durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Teilnehmerstation die SINRs der ersten und zweiten OFDM-Symbole für die ersten bzw. zweiten Frames messen.
• In einer Ausführungsform kann der Austausch von Leistungssteuerinformation unter Basisstationen beseitigt werden. Dies kann durch Variieren der Pilotleistung durchgeführt werden. Wenn die Sendeleistung bekannt ist, dann besteht keine Notwendigkeit, die Leistungssteuerinformation auszutauschen. Eine Gruppe von Nebenträgern in Frequenz und Zeit kann in allen Übertragungen der Basisstationen reserviert werden. Es gibt einen eindeutigen bekannten Leistungslastverlauf auf den Trägern für jede Basisstation. Die reservierten Nebenträger sind einige der gemeinsamen Piloten. Der Leistungslastverlauf variiert von Frame zu Frame für jede Basisstation. Der Verlauf kann durch die Zellenkennung oder Sektor-ID bestimmt werden. Die Teilnehmerstation schätzt das SINR unter Verwendung der leistungsveränderlichen Piloten und normalen gemeinsamen Piloten. Die vollständige Randbedingung der Leistungslastmatrix in Gleichungen 4 und 6 kann dann durch Optimieren der Leistungslastverläufe garantiert werden.
• Unter Bezugnahme auf 4 kann eine Sequenz zum Beispiel in Sourcecode in einer Basisstation implementiert sein. Die Basisstation kann Frequenz, Leistungspegel und Phase, die an eine Teilnehmerstation gesendet wird, wie in 3, Block 30, angedeutet, variieren. Wie in Block 32 angedeutet, kann die Information über Leistungspegel und Phasenvariationen über einen verdrahteten Backbone zu anderen Basisstationen übertragen werden. Alternativ kann eine Zellen-ID verwendet werden, so dass nahegelegene Basisstationen diese Information aus den Übertragungen selbst extrahieren können.
• Nach Empfang von Feedback in der Form von SINR-Signalen von Teilnehmerstationen (Block 34) können die Basisstationen (oder Teilnehmerstationen) Gleichkanalstörung bestimmen. Nachfolgende Übertragungen können modifiziert werden, um der Störung Rechnung zu tragen (Block 36).
• Somit können unter Bezugnahme auf 4 unterschiedliche Leistungspegel, die durch die rechteckigen Blöcke angedeutet sind, für jede Basisstation verwendet werden. In jedem Zeitintervall t₁, t₂, t₃ und t₄ wird eine Gruppe von drei unterschiedlichen Leistungspegeln, und mit drei unterschiedlichen Frequenzen gesendet. In einigen Ausführungsformen können mehr oder weniger Frequenzen, Leistungsstufen und Zeitintervalle verwendet werden. Die reservierten Nebenträger überlappen vollständig in Frequenz und Zeit über die Zellen. Da sowohl die Basisstationen als auch die Teilnehmerstationen die Sendeleistungen auf den reservierten Nebenträgern, die aus der Zellen-ID berechnet sind, kennen, können beide von ihnen Gleichungen 4 und 6 ohne irgendeinen Austausch von Leistungssteuerinformation lösen. Somit ist der Austausch auf dem Backbone-Draht-Netzwerk bei einigen Ausführungsformen unnötig.
• Da die Pilotleistung variiert, kann die Teilnehmerstation das berechnete SINR gemäß dem variierten Pilotleistungspegel Speisen des Kanalqualitätsindikator (Channel Quality Indicator (CQI)) zurück zur Legacy-Unterstützung (Legacy Support) skalieren. Die Basisstation kann die Skalierung umkehren. Da die Teilnehmerstation auch die stärksten störenden Basisstationen ermitteln kann, kann die Teilnehmerstation eine Nachricht an die Basisstation zur gemeinsamen Kanalstörungslinderung senden.
• Da die Phaseninformation in dem SINR-Feedback verloren ist, ermöglicht das oben skizzierte Feedback-Schema nicht, dass die Basisstation die vollständige komplexe Kanalinformation berechnet. Mit der zusätzlichen Phaseninformation kann die Sendenullsetzung (transmit nulling) an jeder Basisstation durchgeführt werden, um Gleichkanalstörungen zur reduzieren.
• Ein Schema zum Schätzen der Phase des Kanals sieht wie folgt aus. Unter Bezugnahme auf die 5A und 5B kann die Phaseninformation für mehrere Antennen einer Basisstation geschätzt werden. Da nur die relativen Phasen zwischen den Antennen von Basisstationen wichtig sind, kann die gemeinsame Phase der Antennen einer Basisstation ignoriert werden. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit nehmen wir zwei Antennen in einer Basisstation und eine einzige Antenne an einer Teilnehmerstation an. Die Pilotleistungslast ist dieselbe wie diejenige in 4. Eine Phasenlast wird zum Piloten addiert, wobei (+), (j) und (-) eine Phase von 0, 90 bzw. 180 Grad repräsentieren. Beispielsweise durch Empfangen von drei aufeinander folgenden SINR-Feedbacks auf Frequenz F1 können die Gleichungen 4 und 6 gelöst werden und weist die Basisstation die folgende Information auf: $${\text{g}}_{\mathrm{1,}\text{k}}\left(1\right)={\Vert {\text{h}}_{\mathrm{1,1}\text{k}}+{\text{h}}_{\mathrm{1,2}\text{k}}\Vert }^2$$

  

  $${\text{g}}_{\mathrm{1,}\text{k}}\left(2\right)={\Vert {\text{h}}_{\mathrm{1,1}\text{k}}+{\text{jh}}_{\mathrm{1,2}\text{k}}\Vert }^2$$

  

  $${\text{g}}_{\mathrm{1,}\text{k}}\left(3\right)={\Vert {\text{h}}_{\mathrm{1,1}\text{k}}-{\text{h}}_{\mathrm{1,2}\text{k}}\Vert }^2$$

  
• Wobei h_n,1k im Kanal zwischen Basisstation n, Antenne 1 und Teilnehmerstation k repräsentiert. Da die Gesamt (gemeinsame)-Phase des Kanalvektors [h_1,1k, h_1,2k] redundant ist, sind nur drei reelle Werte unbekannt. Das Feedback reicht zum Lösen derselben aus. Das Schema kann auf N Sendeantennen an der Basisstation durch 2N-1 unterschiedliche Phasenlasten erweitert werden.
• In einigen Ausführungsformen wird das Legacy-SINR von jeder Teilnehmerstation zurückgespeist. Es kann nicht notwendig sein, die Kanäle für jede Basisstation zu berechnen.
• Eine Basisstation BS1, BS2 oder BS3 kann gemäß 2 implementiert sein. Die Ausführungsformen sind jedoch nicht auf diese Implementierung beschränkt.
• Die in 6 gezeigte Basisstation 200 kann zahlreiche Elemente, einschließlich Antennen 202a-d, ein Radiofrequenz (RF)-Front End 204, ein Basisbandverarbeitungsmodul 206, ein Strahlenbündelungsmodul 208, ein Abbildungsmodul 210, ein Kanalkodiermodul 212, ein Kanaldekodiermodul 214, ein Steuermodul 216 und ein Backbone-Kommunikationsschnittstellenmodul 217, enthalten. Diese Elemente können in Hardware, Software, Firmware oder irgendeine Kombination davon implementiert sein.
• Zu Darstellungszwecken (und nicht zur Beschränkung) zeigt 6 Basisstation 200 mit zwei Antennen (202a-b). Die Ausführungsformen sind jedoch nicht auf diese Anzahl beschränkt. In der Tat kann irgendeine Anzahl von Antennen benutzt werden. Über die Antennen 202a-b kann die Basisstation 200 mit einer oder mehreren mobilen Station(en) kommunizieren. Genannte Kommunikation kann die hierin beschriebenen Strahlenbündelungstechniken benutzen.
• Das RF-Front End 204 tauscht Signale zwischen Antennen 202a-b und Basisbandverarbeitungsmodul 206 aus. Insbesondere bereitet RF-Front End 204 vom Basisbandverarbeitungsmodul 206 empfangene modulierte Signale für eine Funkübertragung vor und bereitet es empfangene RF-Signale zur Verarbeitung (z. B. Demodulation) durch Basisbandverarbeitungsmodul 206 vor. Das RF-Front End 204 kann zahlreiche Komponenten (z. B. Elektronik), wie zum Beispiel Verstärker, Filter, Sendeumsetzer (upconverters), Empfangsumsetzer (downconverters), Diplexers und/oder Zirkulatoren, enthalten. Die Ausführungsformen sind jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
• Basisbandverarbeitungsmodul 206 empfängt gewichtete Signale vom Strahlenbündelungsmodul 208 und moduliert diese Signale. Zum Beispiel kann das Basisbandverarbeitungsmodul 208 ein gewichtetes Signal für jede der Antennen 202a-b empfangen. Bei Empfang dieser Signale führt das Basisbandverarbeitungsmodul 206 Modulationsoperationen zum Erzeugen von modulierten Signalen durch, die jeder der Antennen 202a-b entsprechen.
• Zusätzlich kann das Basisbandverarbeitungsmodul 206 diese modulierten Signale von digitalen Signalen in analoge Signale umwandeln und sie zum RF-Front End 204 senden.
• Ferner empfängt das Basisbandverarbeitungsmodul 206 mehrere analoge Signale vom RF-Front End 204. Jedes dieser Signale entspricht einer der Antennen 202a-b. Bei Empfang dieser Signale wandelt das Basisbandverarbeitungsmodul 206 diese Signale in digitale Signale um und demoduliert sie.
• In Ausführungsformen können die von dem Basisbandverarbeitungsmodul 206 durchgeführten Modulations- und Demodulationsoperationen gemäß OFDM- oder OFDMA-Techniken erfolgen. Somit können die Modulationsoperationen mit inversen schnellen Fourier-Transformationen (Inverse Fast Fourier Transforms (IFFTs)) verbunden sein, während Demodulationsoperationen mit schnellen Fourier Transformationen (Fast Fourier Transforms (FFTs)) verbunden sein können.
• In einer Ausführungsform implementiert das Basisbandverarbeitungsmodul 206 die Variation von Leistungspegeln und Phase zur Bestimmung von Gleichkanalstörung. Diesbezüglich kann eine Reihe von Leistungspegeln und Frequenzen in unterschiedlichen Zeitintervallen gesendet werden. Außerdem kann auch unterschiedliche Phaseninformation gesendet werden. Die Steuerung von genannter Übertragung kann in einigen Ausführungsformen durch Software erfolgen, aber Hardware oder Firmware können auch verwendet werden. Diese Übertragungen können mit Ermittlung der Zelle unter Verwendung beispielsweise einer Zellen-ID korreliert werden. Die Zellen-ID kann auch anzeigen, ob Leistungspegel verschieden sind und wo die Phase verschieden ist.
• Das Strahlenbündelungsmodul 208 kann eine Gruppe von Gewichtungen auf Signale anwenden, die zur Übertragung durch die Basisstation 200 vorgesehen sind. Zum Beispiel kann das Strahlenbündelungsmodul 208 eine Gruppe von Gewichtungen auf ein von dem Abbildungsmodul 210 empfangenes Signal anwenden. Als Folge erzeugt das Strahlenbündelungsmodul 208 ein gewichtetes Signal für jede der Antennen 202a-b. Diese gewichteten Signale werden zum Basisbandverarbeitungsmodul 206 zur oben beschriebenen Verarbeitung gesendet.
• 6 zeigt, dass die von dem Strahlenbündelungsmodul 208 angewendeten Gewichtungen von Steuermodul 216 (als Gewichtungen 220) empfangen werden. Für Systeme vom OFDM/OFDMA-Typ umfassen die Gewichtungen eine Gruppe von Gewichtungen für jede der Antennen 202a-b. Jede Gruppe von Gewichtungen enthält eine Gewichtung für jeden an der korrespondierenden Antenne verwendeten Nebenträger. Diese Gewichtungen können jeweils einen komplexen Wert (d. h. mit einem Betrag und einer Phase) aufweisen.
• Dementsprechend wird für jede Gruppe von Gewichtungen jeder Nebenträgerwert für ein von dem Abbildungsmodul 210 empfangenes Signal mit der korrespondierenden Nebenträgergewichtung multipliziert. Dies ergibt ein gewichtetes Signal für jede der Antennen 202a-b. Wie oben beschrieben, werden diese gewichteten Signale an das Basisbandverarbeitungsmodul 206 gesendet. Somit wird in Ausführungsformen eine Strahlenbündelung im Frequenzbereich durchgeführt. Es können jedoch auch äquivalente Zeitbereichoperationen (die genannten Frequenzbereichstrahlenbündelungsoperationen entsprechen) genutzt werden. Somit können Ausführungsformen Strahlenbündelung im Frequenzbereich und/oder Zeitbereich nutzen.
• Darüber hinaus können Ausführungsformen Empfangsstrahlenbündelung mit Nullsetzung durchführen. Dies kann mit Multiplizieren von Signalen, die von dem Basisbandverarbeitungsmodul 206 empfangen sind (d. h. ein Signal für jede der Antennen 202a-d) mit deren korrespondierenden Gewichtungen verbunden sein. Wie oben beschrieben, kann dies mit Multiplizieren von Nebenträgerwerten mit korrespondierenden Nebenträgergewichtungen verbunden sein. Die Ergebnisse der Multiplikation für jede Gruppe von Gewichtungen kann kombiniert (z. B. summiert) werden, um ein kombiniertes Signal zu erzeugen, das zum Abbildungsmodul 210 zur weiteren Verarbeitung gesendet wird.
• Das Abbildungsmodul 210 empfängt Bits vom Kanalkodiermodul 212 und bildet sie auf bestimmte Nebenträger ab. Dies erzeugt ein abgebildetes Signal (z. B. ein abgebildetes Quadraturmodulations (quadrature amplitude modulation (QAM)) -Signal oder ein abgebildetes Phasenumtastungs (phase shift keying (PSK) signal)) -Signal, das an das Strahlenbündelungsmodul 208 zur hierin beschriebenen Verarbeitung gesendet wird.
• Zusätzlich zum Transportieren von Information, die von dem Kanalkodiermodul 212 empfangen ist, kann das von dem Abbildungsmodul 210 generierte Signal auch Strahlenbündelungs-Piloten enthalten. Diese Strahlenbündelungs-Piloten werden von mobilen Stationen zum Abschätzen von Funkkanalcharakteristiken genutzt. Wie hierin beschrieben, können Strahlenbündelungs-Piloten auf festgelegte Werte für einen oder mehrere festgelegten Nebenträger umfassen. Diese Nebenträger können über Frequenz sowie über Zeit verteilt sein.
• Ferner empfängt das Abbildungsmodul 210 ein kombiniertes Signal vom Strahlenbündelungsmodul 208 und wandelt das kombinierte Signal in Soft-Bits oder -Symbole um. Diese Soft-Bits oder -Symbole werden zum Kanaldekodiermodul 214 gesendet.
• Das Kanalkodiermodul 212 empfängt eine Informationssequenz 224 (zum Beispiel Nutzlastdaten und/oder Steuerinformation) vom Steuermodul 216. Das Kanalkodiermodul 212 führt wiederum zahlreiche Operationen auf dieser Sequenz durch. Genannte Operationen schließen Randomisierung (randomizing), Vorwärtsfehlerkorrektur (forward error correction (FEC))-Kodierung und/oder Verschachtelungs (interleaving)-Operationen ein. Das Kanalkodiermodul 212 liefert wiederum ein kodiertes Signal an das Abbildungsmodul 210 zur hierin beschriebenen Verarbeitung.
• Das Kanaldekodiermodul 214 kann Soft-Symbole oder -Bits vom Abbildungsmodul 210 empfangen. Bei Erhalt kann das Kanaldekodiermodul 214 Operationen, wie zum Beispiel Entschachtelung (deinterleaving), FEC-Dekodierung und/oder De-Randomisierung, durchführen. Nach Durchführung von genannten Operationen erzeugt das Kanaldekodiermodul 214 eine empfangene Informationssequenz 222.
• 6 zeigt, dass die empfangene Informationssequenz 222 zum Steuermodul 216 gesendet wird. Die empfangene Informationssequenz 222 kann Daten und Steuerinformation enthalten. Genannte Steuerinformation kann von mobilen Stationen erzeugte Kanalqualitätsindikator (channel quality indicator (CQI))-Nachrichten enthalten.
• Backbone-Kommunikationsschnittstellenmodul 217 sorgt für den Austausch von Information mit anderen Basisstationen. Zum Beispiel kann das Backbone-Kommunikationsschnittstellenmodul 217 Informationen bezüglich Charakteristiken von störenden Downlink-Kanälen, wie hierin beschrieben, senden und empfangen. Dieser Austausch von Information unter Basisstationen kann über verkabelte oder Funknetzwerke erfolgen. Außerdem können Basisstationen genannte Information über zahlreiche Netzwerk- und/oder Systemeinrichtungen austauschen.
• Dementsprechend kann das Backbone-Kommunikationsschnittstellenmodul 217 Elemente, wie z. B. Netzwerkschnittstellenkarten, Elektronik und/oder andere Elemente zum Liefern von genannten Kommunikationsfähigkeiten erhalten. Diese Elemente können in Hardware, Software, Firmware oder eine beliebige Kombination davon implementiert sein.
• 6 zeigt, dass das Steuermodul 216 mit dem Kanalkodiermodul 212 und Kanaldekodiermodul 214 verbunden ist. Somit kann das Steuermodul 216 Information senden und empfangen, die mit mobilen Stationen ausgetauscht ist. Dementsprechend kann das Steuermodul 216 Komponenten und/oder Funktionalität enthalten, die gemäß einer oder mehreren Protokollschicht(en) arbeiten/arbeitet. Genannte Protokollschichten können Merkmale, wie zum Beispiel Paketkapselung/-entkapselung, Fehlerkorrekturkodierung/- dekodierung, Signalisierung, Verbindungsprotokolle und/oder Medienzugangsprotokolle, bereitstellen. Das Steuermodul 216 kann jedoch andere Komponenten und/oder Funktionalität enthalten. Das Steuermodul 216 kann wiederum Information (z. B. Nutzlastdaten) mit höherschichtigen Protokollen und/oder Anwendungseinrichtungen (nicht gezeigt) austauschen.
• 6 zeigt, dass das Steuermodul 216 ein Gewichtungsbestimmungsmodul 218 enthält. Während des Betriebs empfängt das Steuermodul 216 Kanalqualitätsindikator (CQI)-Nachrichten vom Demodulationsmodul 214 und liefert sie an das Gewichtungsbestimmungsmodul 218. Genannte CQI-Nachrichten werden von mobilen Stationen, die von der Basisstation 200 bedient werden, gesendet.
• 6 zeigt ferner, dass Steuermodul 216 mit dem Backbone-Kommunikationsschnittstellenmodul 217 gekoppelt ist. Wie oben beschrieben, kann das Backbone-Kommunikationsschnittstellenmodul 217 Downlink-Störkanalcharakteristiken empfangen. Genannte Charakteristiken werden von mobilen Stationen berichtet, die von anderen Basisstationen bedient werden. Wie in 6 gezeigt, wird diese Information an das Gewichtungsbestimmungsmodul 218 (als Störkanalcharakteristiken 226) gesendet.
• Das Gewichtungsbestimmungsmodul 218 bestimmt Strahlenbündelungsgewichtungen (z. B. Gewichtungen 220) für die mobilen Stationen, die von der Basisstation 200 bedient werden. In Ausführungsformen sind diese mobilen Stationen Zellenrandstationen. Diese Bestimmungen basieren auf Charakteristiken von zahlreichen Funkkanälen.
• Wie oben beschrieben, können die Elemente der Basisstation 200 in Hardware, Software, Firmware oder irgendeiner Kombination davon implementiert sein. Somit können Implementierungen einen oder mehrere Prozessor(en), der/die Befehle ausführt/ausführen, oder Steuerlogik enthalten, die in einem Speichermedium (z. B. Speicher) gespeichert ist. Diese Befehle oder Steuerlogik können/kann Merkmale von einem oder mehreren Elemente der Basisstation 200 bereitstellen. Die Ausführungsformen sind jedoch nicht auf derartige Implementierungen beschränkt.
• Solche Speichermedien können auf vielerlei Arten implementiert sein. Zum Beispiel können genannte Speichermedien Nur-Lese-Speicher (read-only memory (ROM)), Direktzugriffsspeicher (random-access memory (RAM)), dynamischen RAM (DRAM), Double-Data-Rate DRAM (DDRAM), synchronen DRAM (SDRAM), statischen RAM (SRAM), programmierbaren ROM (PROM), löschbaren programmierbaren ROM (EPROM), elektrisch löschbar programmierbaren ROM (EEPROM), Flash-Speicher, Polymer-Speicher, wie zum Beispiel ferroelektrischer Polymer-Speicher, Ovonik-Speicher, Phasenänderungs- oder ferroelektrischen Speicher, Silizium-Oxid-Nitrid-Oxid-Silizium (silicon-oxide-nitride-oxidesilicon (SONOS))-Speicher, magnetische oder optische Karten oder irgendeinen anderen Typ von zum Speichern von Information geeigneten Medien enthalten. Die Ausführungsformen sind diesbezüglich nicht beschränkt.
• Bezugnahmen in der gesamten Beschreibung auf „eine (1) Ausführungsform“ oder „eine Ausführungsform“ bedeuten, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Charakteristik, das/die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben ist, mindestens in einer Implementierung enthalten ist, die von der vorliegenden Erfindung umfasst wird. Somit bezieht sich die Phrase „eine (1) Ausführungsform“ oder „in einer Ausführungsform“ nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform. Ferner können die besonderen Merkmale, Strukturen oder Charakteristiken in anderen geeigneten Formen, die sich von der dargestellten speziellen Ausführungsform unterscheiden, eingesetzt werden, und alle genannten Formen können von den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung umfasst sein.
• Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden Fachleute auf dem Gebiet zahlreiche Modifikationen und Variationen erkennen. Die beigefügten Ansprüche sollen alle genannten Modifikationen und Variationen, die in den wahren Geist und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen, abdecken.

Claims (22)

1. Verfahren, umfassend: Schaffen eines Maßes für Gleichkanalstörung unter Verwendung von unterschiedlichen Sendeleistungspegeln und Signal-zu-Störung-und-Rauschen-Verhältnis-Information; gekennzeichnet durch Variieren von Phase und Leistungspegeln zum Bestimmen von Gleichkanalstörung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, enthaltend Austauschen von unterschiedlichen Sendeleistungspegeln zwischen mehreren Basisstationen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, enthaltend Austauschen von Sendeleistungspegeln über einen verdrahteten Backbone.
4. Verfahren nach Anspruch 1, enthaltend Bestimmen der unterschiedlichen Sendepegel anhand der Signale selbst und einer Zellenidentifizierung.
5. Verfahren nach Anspruch 1, enthaltend Bestimmen von genanntem Maß in einer Teilnehmerstation.
6. Verfahren nach Anspruch 1, enthaltend Ermitteln einer stärksten störenden Basisstation.
7. Verfahren nach Anspruch 1, enthaltend Bestimmen von Gleichkanalstörung in einer Basisstation.
8. Verfahren nach Anspruch 1, enthaltend Verwenden von Nebenträgern zum Befördern eines zeitvarianten Leistungslastverlaufs.
9. Verfahren nach Anspruch 8, enthaltend Reservieren einer Gruppe von Nebenträgern in Frequenz und Zeit für eine Basisstationübertragung.
10. Verfahren nach Anspruch 9, enthaltend Reservieren von Nebenträgern, die gemeinsame Piloten sind.
11. Verfahren nach Anspruch 1, enthaltend Senden von Signalen mit unterschiedlichen Phasen zum Bestimmen der Phasenkomponente von Gleichkanalstörung.
12. Verfahren nach Anspruch 11, enthaltend Verwenden von zwei Antennen zum Variieren der Phase von Übertragungen von einer Basisstation zum Bestimmen von Gleichkanalstörung.
13. Vorrichtung, umfassend: ein Radiofrequenz-Front End; und ein mit besagtem Front End gekoppeltes Modul, wobei besagtes Modul zum Senden auf unterschiedlichen Leistungsstufen und Schaffen eines Maßes von Gleichkanalstörung dient; dadurch gekennzeichnet, dass besagte Vorrichtung zum Variieren von sowohl der Phase als auch Leistungspegeln zum Bestimmen von Gleichkanalstörung dient.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Modul zum Extrahieren einer Zellenidentifizierung anhand von Übertragungen von anderen Basisstationen zum Bestimmen von Gleichkanalstörung dient.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Modul zum Bestimmen von Gleichkanalstörung unter Verwendung von Rauschinformation in der Form von Signal-zu-Störung plus Rauschen-Verhältnis von Teilnehmerstationen dient.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Modul zum Ermitteln von nur den beiden stärksten störenden Basisstationen dient.
17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Vorrichtung eine Basisstation ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Modul zum Generieren von Nebenträgern zum Befördern eines zeitvarianten Leistungslastverlaufes dient.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Modul zum Reservieren einer Gruppe von Nebenträgern in Frequenz und Zeit zur Übertragung von einer Basisstation dient.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Modul zum Reservieren von Nebenträgern dient, die gemeinsame Piloten sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Modul ein Basisbandverarbeitungsmodul ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 13, enthaltend einen mit besagten Front End gekoppelten Prozessor und eine mit besagtem Prozessor gekoppelte Antenne.

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