CN1882187A

CN1882187A - 单频网中上行链路干扰协调的方法、基站、终端和网络

Info

Publication number: CN1882187A
Application number: CNA2006100879832A
Authority: CN
Inventors: 克里斯蒂安·格奥尔格·格拉赫; 贝恩德·哈伯兰
Original assignee: Alcatel NV
Current assignee: Alcatel Lucent NV
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2026-06-09
Also published as: KR20060130493A; US20060292989A1; EP1734773A1; JP2006352859A; CN100574531C

Abstract

本发明涉及一种用于通过将用于上行链路的频带细分为至少两个子集(F₁、F₂、…、F_R)来对单频网的多个小区(C1、C6)之间的上行链路中的干扰进行协调的方法、基站、移动终端和移动网络，其中：选择所述至少两个子集(F₁、F₂、…、F_R)的一个专用子集(F₁)更多地负担小区间干扰，并且在所述专用子集中观察到强的小区间干扰的情况下将所述专用子集分配给位于第一小区(C1)中的移动终端；并且基于另外的网络标准而尝试将位于与所述第一小区相邻的所述多个小区的第二小区(C6)的边界区域中的、并在所述第一小区(C1)中引起最强干扰的移动终端(T2)调度给所述专用子集(F₁)。

Description

单频网中上行链路干扰协调的方法、基站、终端和网络

相关申请的交叉引用

本发明基于欧洲优先申请EP 05291278.9，在此通过参考引入其内容。

技术领域

本发明涉及一种用于通过将用于上行链路的频带细分为至少两个子集来对单频网的多个小区之间的上行链路中的干扰进行协调的方法，其中：

·选择所述至少两个子集的一个专用子集更多地负担小区间干扰(inter-cell interference)，并且在所述专用子集中观察到强的小区间干扰的情况下将所述专用子集分配给位于所述多个小区的第一小区或第一小区的一个区域中的移动终端；并且

·基于另外的网络标准而尝试将位于与所述第一小区相邻的所述多个小区的第二小区的边界区域中的、并在所述第一小区或所述第一小区的所述区域中引起最强干扰的移动终端调度给所述专用子集，

一种用于通过将用于上行链路的频带细分为至少两个子集来对单频网的多个小区之间的上行链路中的干扰进行协调的基站，其中：

·所述基站包括用于通过从移动终端发送的专用的小区特定信号来识别干扰源自于哪个小区或小区区域的装置；

·所述基站包括用于向另一基站发送关于干扰的通知的装置；

·所述基站包括用于通过其历史信息或关于其终端的另外的信息找出干扰从哪个移动终端引起的装置；

·所述基站包括用于将来自多个基站的关于干扰的通知相比较的装置；并且

·所述基站包括用于将移动终端调度给经历由所述移动终端引起的最强干扰的小区或小区区域的专用子集的装置，

一种用于通过将用于上行链路的频带细分为至少两个子集来对单频网的多个小区之间的上行链路中的干扰进行协调的移动终端，其中：

·所述移动终端包括用于通过下行链路干扰或路径损耗测量来评估所述移动终端在哪个小区或小区区域中产生了干扰的装置；并且

·所述移动终端包括用于要求被调度给在其中所述移动终端产生了最强干扰的小区或小区区域的专用子集的装置，

以及一种移动网络，包括用于通过将用于上行链路的频带细分为至少两个子集来对单频网的多个小区之间的上行链路中的干扰进行协调的基站，其中：

·所述基站包括用于将移动终端调度给经历由所述移动终端引起的最强干扰的小区或小区区域的专用子集的装置，以便执行一种用于通过将用于上行链路的频带细分为至少两个子集来对单频网的多个小区之间的上行链路中的干扰进行协调的方法，其中

·选择所述至少两个子集的一个专用子集更多地负担小区间干扰，并且在所述专用子集中观察到强的小区间干扰的情况下将所述专用子集分配给位于所述多个小区的第一小区或第一小区的一个区域中的移动终端；并且

·基于另外的网络标准而尝试将位于与所述第一小区相邻的所述多个小区的第二小区的边界区域中的、并在所述第一小区或所述第一小区的所述区域中引起最强干扰的移动终端调度给所述专用子集。

背景技术

例如，对用于移动无线系统的空中接口的未来发展来说，诸如正交频分复用(OFDM)、单载波频分多址(FDMA)或者例如具有多个终端的交织FDMA等的分布式FDMA之类的正交上行链路传输方案会变得越来越重要。例如，目前，在第三代合作伙伴计划(3GPP)技术规范组(TSG)无线接入网(RAN)中，正在针对例如根据IEEE 802.11a标准的无线局域网(WLAN)或针对第四代空中接口讨论这些无线系统。

给定许可的带宽，来自网络供应者的例如用于图片上传或视频通信的传输容量必须对所有用户都尽可能高，以便为尽可能多的订户提供服务。此外，由用户所体验到的服务质量并且尤其是服务覆盖是用户所要求的重要性质。因此，上行链路接入方案应当在单频网(SFN)的小区边界处运转良好。

在具有频率重用因子为1的蜂窝系统中，小区边界处的信干比可以达到因子1或0dB，因此如果来自相邻小区的移动终端靠近所考虑的移动终端并以相同功率在相同频率上进行发送，则不能维持从移动终端到基站的有用传输。

因此，在CDMA(CDMA＝码分多址)中，存在软切换，并且移动终端在上行链路中总是使用不同的(终端特定的)扰码。然后，使用来自CDMA的扩频增益进行接收成为可能。已知由于较强的干扰，上行链路容量受到相当大的限制。

在OFDM传输中，将频率组分配给移动终端而不像在CDMA传输中那样将码分配给移动终端。在其他FDMA正交上行链路方案中，也在上行链路中将频率分配给移动终端。因此，在这些方案中，不同于CDMA传输，可以对干扰进行规划和避免。对于这些正交上行链路传输方案，也必须解决在小区边界处的问题。

迄今为止，通过为每一整个小区给定不同的频带，可以对小区进行频率规划。

然而，对不同小区的频率分配非常显著地(例如以因子1/3或1/7)减少了每个小区可用上行链路资源，并从而减小了整个系统的吞吐量。对于小区内部区域这是对资源的浪费。

仅在小区外部进行例如1/3的频率重用是可能的，但仍然浪费了过多的资源。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于对单频网的多个小区之间的上行链路中的干扰进行协调的方法，以提供对可用上行链路资源的良好的利用率。

该目的通过以下来实现：

一种用于通过将用于上行链路的频带细分为至少两个子集来对单频网的多个小区之间的上行链路中的干扰进行协调的方法，其中：

·所述基站包括用于将移动终端调度给经历由所述移动终端引起的最强干扰的小区或小区区域的专用子集的装置，以便执行一种用于通过将用于上行链路的频带细分为至少两个子集来对单频网的多个小区之间的上行链路中的干扰进行协调的方法；其中

·选择所述至少两个子集的一个专用子集更多地负担小区间干扰，并且在所述专用子集中观察到较强的小区间干扰的情况下将所述专用子集分配给位于所述多个小区的第一小区或第一小区的一个区域中的移动终端；并且

本发明的主要思想是将上行链路频带细分为子集并在每个小区中在上行链路中调度移动终端，以便将对其他基站的小区间干扰集中在例如每个小区中的一个专用子集上并以这种方式减小其他子集中的干扰。假定在不同子集之间几乎没有干扰。

将上行链路信道设计为使得例如根据由移动终端发送并被记录的小区特定导频来识别对其他基站产生干扰的移动终端。察觉到干扰的基站向该移动终端的服务基站发送报告。在服务基站中收集关于受到干扰的报告，并且由服务基站对移动终端的上行链路进行调度，以便避免最大的干扰并且以便对受到最强影响的基站进行帮助。因此，移动终端被分配给一个专用子集，受到最强影响的基站不将其自己的移动终端调度给该专用子集，或者仅当它们非常靠近该基站的天线时，该基站才将其自己的移动终端调度给该专用子集。

因此，以这种方式在除专用子集之外的所有其他子集上减小了受到最强影响的基站中的上行链路干扰，使得移动终端可以以减小的干扰在受到最强影响的小区的边界区域中使用这些其他的子集，从而可以维持有用的传输。

为了避免干扰报告的大量信令，在本发明的一个变型中，移动终端还可以基于其下行链路干扰或路径损耗测量与其上行链路干扰的产生可相互对换的近似而自己提前预测这些移动终端会在哪个小区中产生干扰。然后，移动终端会要求适当的上行链路调度，以便仅在受干扰小区的专用子集中，即在受限的频率组中产生干扰。这还导致在未受限资源中对每个基站的上行链路干扰的减小。

如果在接收分集，即波束形成的情况下，仅观察到来自一个或几个干扰移动终端的干扰，则基站还可以尝试避免干扰并尝试将其移动终端调度到受到更少干扰的子集上，这在原理上与自适应子载波分配相同。

在靠近基站的小区的内部区域中，可以使用所有子集，即所有频率，并且由于来自其他小区的移动终端的有限的干扰，不需要超过专用的功率电平。因此，在整个区域上均匀地使用所有的频率，为均匀分布的移动终端提供了最优的资源利用率。

可以从从属权利要求和以下描述中总结出本发明的另外的发展。

附图说明

下面，将参考附图进一步说明本发明。

图1示意性地示出了在单频网中的两个小区之间的边界处，上行链路中的干扰情况。

图2示意性地示出了将OFDM或单载波FDMA的频带划分为不相交的子集以及在上行链路中对专用子集的功率限制。

图3示意性地示出了六边形小区图案，其中将专用子集分配给在边界区域中的终端。

图4示意性地示出了扇区化(sectorized)小区图案，其中在上行链路中将专用子集分配给在边界区域中的终端。

图5示意性地示出了OFDM传输中的小区特定的上行链路导频。

具体实施方式

根据本发明的移动网络包括移动终端和基站。

每个所述移动终端连接到一个或多个所述基站，并且基站则经由基站控制器连接到核心网。

移动终端包括用于在例如OFDM网络之类的单频网中进行发送和接收的移动终端的功能性，即移动终端可以通过基站连接到移动网络。

此外，根据本发明的移动终端包括用于通过下行链路干扰或路径损耗测量来评估该移动终端在哪个小区或小区区域中产生了干扰的装置，并且该移动终端包括用于要求被调度给在其中该移动终端产生了最强干扰的小区或小区区域的专用子集的装置。

基站包括例如WLAN网络或OFDM网络之类的单频网的基站的功能性，即基站为移动终端提供与移动网络连接的可能性。

此外，根据本发明的基站包括用于通过从移动终端发送的例如导频或训练序列之类的专用的小区特定信号来识别干扰源自于哪个小区或小区区域的装置，用于向另一基站发送关于干扰的通知的装置，用于通过其历史信息或诸如地理信息之类的关于其终端的另外的信息找出干扰从哪个移动终端引起的装置，用于将来自多个基站的关于干扰的通知相比较的装置，以及用于将移动终端调度给经历由该移动终端引起的最强干扰的小区或小区区域的专用子集的装置。

下面，通过示例，参考图1至图5对根据本发明的方法进行详细的描述。

针对用于UTRAN(UTRAN＝通用移动通信系统陆地无线接入网)增强的OFDM传输来描述根据本发明的方法，但本发明还可以用于例如具有循环前缀和频域均衡的单载波系统或将不同的载波分配给移动终端的其他FDMA系统。

图1示出了在作为示例而包括两个基站NodeB(节点B)A和NodeBB以及两个移动终端T1和T2的单频多小区OFDM网络中的上行链路中的干扰情况。

移动终端T1连接到基站NodeB A，即基站NodeB A是移动终端T1的服务基站，这用从移动终端T1到基站NodeB A的箭头示出。由于移动终端T2位于由基站NodeB A提供服务的小区的小区边界处(这用虚线示出)附近，因此基站NodeB A会注意到来自移动终端T2的干扰，这用从移动终端T2到基站NodeB A的箭头示出。

如果不能保证对小区的同步，则干扰避免就不得不只基于分配不同的频率并且不能基于分配不同的时隙。

对于UMTS(UMTS＝通用移动通信系统)中的宽带CDMA(WCDMA)，分配给移动终端的资源永远都会受到干扰，因此移动终端在进入新的小区时仍然继续使用其扰码和信道化码不会有特别的问题。

如同在CDMA传输中，在OFDM传输中，同样可以在两个小区的重叠区域中对移动终端执行采用分集的软切换。但与在CDMA传输中不同，在OFDM传输中，所用的载波信号是严格正交的。因此，如果移动终端T2使用小区B中的资源并进入小区A，则这些资源通常已经被小区A中的一个或多个其他的移动终端所用。现在，这些一个或多个其他的移动终端受到移动终端T2的干扰。如果只有一个受干扰的移动终端，则可以通过信道编码来区分这两个竞争的移动终端，这意味着干扰会再次扩散，并且对于这两者，这都限制了信道容量。

现在的任务是找到一种解决方案，使得这种具有频域均衡的OFDM或单载波系统以频率重用因子1且优选地没有软切换而工作，并且对上行链路中的干扰进行协调。

本发明基于将频带划分为子集。图2在上面部分沿频率轴f示出了R个不相交的子集F₁、F₂、...、F_R。所有这些子集沿功率轴P可以具有相同的最大功率值，即以相同的最大功率来使用所有子集。这些子集可以包含频率分集频率图案以有力地对抗频率选择性衰落信道。为简单起见，如图2所给出的，以在频率轴f上的方块示出这些子集。

在本发明的一个实施例中，提出了对特定小区的移动终端对频带中的子集的上行链路使用进行功率规划。根据移动终端归属于哪个小区，在上行链路中，专用子集在该小区中只能以有限的功率使用。

在图2的下面部分中示出了这种功率限制。在此，可以看到，专用子集F_n最多只能以有限的功率P₁来使用。

如果移动终端使用特定子集用于到其基站的数据传输，则有可能该特定子集正好也在相邻小区或扇区中用于另一上行链路连接。因此，例如，如果图1中的移动终端T1使用特定子集来向基站NodeB A进行发送，并且移动终端T1靠近小区的小区边界，相邻小区中的移动终端T2使用该相同的特定子集来向基站NodeB B进行发送，那么如果基站NodeB A尝试从其客户移动终端T1接收该子集，则基站NodeB A经历来自T2的干扰。

可以针对如图3中针对R＝7的情况而给出的全向天线和六边形小区来说明该采用干扰功率规划的发明。

将小区表示为Cn，其中数字n表示各小区的专用子集F_n，并用数字k来表示用于小区的边界区域中的子集F_k。在小区的内部区域中，所有的子集都用于上行链路。

在本发明的一个实施例中，仅以根据图2的有限功率来使用各专用子集F_n。

通过选择R＝7，使得小区被具有不同的小区编号n，即具有不同的专用子集F_n的相邻小区包围。

图4中示出了模拟的场景。在此，针对用于R＝9的示例性情况的扇区化六边形小区说明了干扰功率规划。

将扇区表示为Sn，其中n表示各扇区的专用子集F_n，并用数字k来表示用于扇区的边界区域中的子集F_k。在扇区的内部区域中，所有的子集都用于上行链路，但各专用子集F_n更多地负担干扰并且只能在该内部区域中观察到强的小区间干扰的情况下使用这些专用子集F_n。

如果在OFDM传输的情况下，小区中的移动终端使用不同的子集来实现移动终端的复用，则每个子集或移动终端必须具有特定的导频，即特定的信号，使得基站能够针对每个移动终端分别地进行信道均衡。

在本发明的一个优选实施例中，基站识别例如最强的干扰源自于一个时间-频率或频率图案中的哪一个小区的移动终端。这可以例如通过在上行链路中将时间-频率或频率图案中的终端导频定位在小区特定的或扇区特定的且在相邻小区或扇区之间不同的位置上来实现。图5中概略地示出了这种场景。

在图5中，针对沿频率轴f的频率图案，即子集，沿信号轴S(f)示出了信号电平。在每个频率图案中，有一个具有与用于数据传输的绝对幅度电平不同的幅度电平的终端导频。

在图5的上面部分中，示出了用于小区A的频率图案，并且在图5的下面部分中，示出了用于小区B的频率图案。终端导频在用于小区A和小区B中的频率图案的频率轴上具有不同位置，这可以用于识别移动终端的服务小区。

在用于单载波FDMA系统的本发明的另一个实施例中，可以通过在上行链路中使用小区特定的训练序列来实现小区识别。

基站识别干扰从哪个小区、在哪个频率图案上、在什么时候产生，以及干扰具有何种强度或损害。然后，该基站联系所识别的有可能带来最严重干扰的小区的服务基站。

在图1的例子中，基站NodeB A识别由移动终端T2引起的干扰来自由基站NodeB B提供服务的小区，并且该基站NodeB A例如经由无线网络控制器(RNC)或直接地联系基站NodeB B。

利用该信息或诸如地理信息之类的关于其终端的另外的信息，基站NodeB B能够通过查看其历史信息来找出干扰是从其哪个移动终端发出的。然后，基站NodeB B为该移动终端T2对来自受到干扰的其他基站的干扰报告进行组合。

在图3和图4的例子中，将如移动终端T2之类的使用例如子集F₂用于上行链路的、接近并干扰图3中的小区C1的干扰移动终端示出为箭头。

在该例子中，在小区C1或扇区S1的基站中，现在，如果可能，则在观察到诸如负荷或网络标准之类的某些其他条件的情况下，通过将移动终端T2调度在小区C1或扇区S1的专用子集F₁的频率图案上来对具有最强干扰强度或最高损害的基站进行帮助。这消除了对以前所用的子集F₂的干扰，该子集F₂现在可以以改善的信噪比在小区C1或扇区S1的上行链路中使用。

因此，如果如图3和图4所示的将上述根据本发明的方法应用于所有的小区或扇区，则在小区或扇区的边界区域中使用的并表示为k的子集F_k就是选择为负担具有最强干扰强度或最高损害的小区或扇区的小区间干扰的专用子集。

在示例中，假定最接近的相邻小区或扇区是如上所述的具有最强干扰强度或最高损害的小区或扇区。然而，本发明不限于这种情况。

从图3和图4中可以看到，如果标出同样具有所使用的子集编号k的所有小区的边界区域，则在假定各向同性的传播条件的情况下，上行链路中的所有频率是完全对称地在多个小区的区域上均匀地使用，对于均匀分布的移动终端得到近乎最优的资源利用率。

此外，观看图3中的小区C1的周围，在来自相邻小区的所有周围的移动终端中使用子集F₁。因此，作为目标，外部移动终端对小区C1的基站的干扰集中于子集F₁上并且在其他子集上减小。

在本发明的一个实施例中，为防止根据本发明的方法发生故障，归属于小区Cn或扇区Sn的移动终端观察用于专用子集F_n的功率限制，并且将该移动终端调度为使得该移动终端仅以有限的功率P₁发射F_n。应当通过观察其中期望信号和干扰几乎等同地被衰减的小区边界处的情况来选择该有限的功率P₁。因此，该值应当保证来自小区Cn或扇区Sn的移动终端不会干扰到相邻移动终端的上行链路传输，该相邻移动终端在相邻小区或者扇区中正好调度在子集F_n的图案上且位于小区或扇区边界处附近。因此，小区Cn或扇区Sn内的子集F_n只能被靠近小区Cn或扇区Sn的天线，即在小区Cn或扇区Sn的内部区域中的移动终端使用，并且可以在相当大的程度上容忍来自相邻小区或扇区的移动终端的对子集F_n的干扰。

在本发明的一个实施例中，为了避免干扰损害报告的大量信令，移动终端也可以基于其下行链路干扰测量与其上行链路干扰产生可相互对换的近似而自己提前预测这些移动终端会在哪些小区中引起损害。

然后，例如图1中的移动终端T2的移动终端向其服务基站，例如NodeB B通报关于下行链路干扰的测量，并且随后要求进行适当的上行链路调度，以调度到受干扰小区或扇区的专用子集，以便仅在受限的频率组中，即在受干扰小区或扇区的专用子集中产生干扰。

这还导致在未受限资源中对每个基站的上行链路干扰的减小，并且不需要基站之间的信令。

对于所提出的上行链路干扰协调，在小区或扇区的内部区域中，所有频率都未受影响。网络规划和协调所带来的限制仅发生在边界区域中，其中频率的可用性仅仅很小地减小(例如在图3的情况下为6/7)，并且不会大量减小(例如在没有频率重用的情况下为1/7)。

通过采用所提出的发明，OFDM系统或单载波FDMA系统可以对所有的并且特别是移动的移动终端具有完全的小区覆盖。

此外，由于增加了移动终端的服务范围，因此该解决方案有助于避免对宏分集的需要。

Claims

1.一种用于通过将用于上行链路的频带细分为至少两个子集来对单频网的多个小区之间的上行链路中的干扰进行协调的方法，其中：

2.根据权利要求1所述的方法，其中位于所述多个小区的所述第一小区或所述第一小区的一个区域中的所述移动终端以有限功率使用所述至少两个子集的所述专用子集，所述有限功率保证也使用所述专用子集的与所述第一小区相邻的所述多个小区的所述第二小区的所述移动终端的上行链路传输不会受到所述第一小区的所述移动终端的上行链路传输的干扰并且仍然可以进行所述第一小区的所述移动终端的上行链路传输。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

·所述第一小区的相邻小区均具有与所述第一小区的所述至少两个子集的至少一个专用子集的至少一个不同的所述至少两个子集的至少一个专用子集；并且

·位于所述相邻小区的一个相邻小区的小区内部区域中或所述第一小区中的移动终端仅以有限的功率使用所述至少两个子集的相应专用子集。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

·所述第一小区和所述第二小区是扇区化小区，对于相邻扇区的内部区域，具有所述至少两个子集的不同专用子集；

·位于扇区化小区的内部区域中的移动终端仅以有限的功率使用所述至少两个子集相应的专用子集；并且

·将位于所述第二小区内、扇区的边界区域中的移动终端调度给与在其中所述移动终端引起最强干扰的扇区有关的专用子集。

5.根据权利要求3所述的方法，其中：

·小区的基站可以通过从移动终端发送的专用的小区特定的或小区区域特定的信号来识别干扰源自于哪个其他的小区或小区区域；

·所述基站向产生所述干扰的小区的基站发送关于所述干扰的通知；

·产生所述干扰的小区的基站通过其历史信息或关于其终端的另外的信息找出干扰是从哪个移动终端引起的；

·产生所述干扰的小区的基站将来自多个基站的关于由所述移动终端引起的干扰的通知相比较；并且

·产生所述干扰的小区的基站将引起所述干扰的移动终端调度给经历由所述移动终端引起的最强干扰的小区或小区区域的专用子集。

6.根据权利要求3所述的方法，其中：

·移动终端通过下行链路干扰或路径损耗测量来评估所述移动终端在哪个小区或小区区域中产生了干扰；并且

·所述移动终端要求被调度给在其中所述移动终端产生了最强干扰的小区或小区区域的专用子集。

7.一种用于通过将用于上行链路的频带细分为至少两个子集来对单频网的多个小区之间的上行链路中的干扰进行协调的基站，其中：

·所述基站包括用于将移动终端调度给经历由所述移动终端引起的最强干扰的小区或小区区域的专用子集的装置。

8.一种用于通过将用于上行链路的频带细分为至少两个子集来对单频网的多个小区之间的上行链路中的干扰进行协调的移动终端，其中：

·所述移动终端包括用于要求被调度给在其中所述移动终端产生了最强干扰的小区或小区区域的专用子集的装置。

9.一种移动网络，包括用于通过将用于上行链路的频带细分为至少两个子集来对单频网的多个小区之间的上行链路中的干扰进行协调的基站，其中：

·所述基站包括用于将移动终端调度给经历由所述移动终端引起的最强干扰的小区或小区区域的专用子集的装置，以便执行根据权利要求1所述的方法。

10.一种移动网络，包括用于通过将用于上行链路的频带细分为至少两个子集来对单频网的多个小区之间的上行链路中的干扰进行协调的移动终端，其中：

·所述移动终端包括用于要求被调度给在其中所述移动终端产生了最强干扰的小区或小区区域的专用子集的装置，以便执行根据权利要求1所述的方法。