CN101917367B - LTE-Advanced的异构网络中下行控制信道的小区间干扰协调的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了LTE-Advanced的异构网络中下行控制信道的小区间干扰协调的方法，属于通信技术领域。针对R8/9的MUE以及R10的MUE分别提出了相应的解决方法。对于R8/9的MUE，使用清空2个OFDM符号的方法，极大减小了HeNB对MUE的PDCCH的干扰。而对于R10的受干扰的MUE，提出了一种新颖的PDCCH重复设计的方法，基本上能够完全避免来自于HeNB对MUE的PDCCH的干扰。本发明支持后向兼容性，即使用本发明，R8/9的UE能够在抑制干扰的同时正常工作，这对于3GPP是非常重要的。本发明既可以适用于TDD LTE***，也适用于FDD LTE***。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体涉及在LTE-Advanced网络中，在宏小区(macro cell)与具有闭合用户组(close subscriber group，CSG)的毫微微蜂窝小区(Femtocell)共同组成的异构网络中，针对宏小区的用户终端(MUE)的下行控制信道(PDCCH)受到的来自于毫微微蜂窝小区基站(Home eNB，HeNB)的强烈干扰，提出的面向Release 8/9(R8/9)以及Release10(R10)的用户终端(UE)的干扰减少及抑制方法。
背景技术
为了增加传统异构网中的***容量，消除死区，在蜂窝小区中引入了低功率节点(LPNs)，包括室内及室外的微微蜂窝小区(Picocells)，毫微微蜂窝小区(Femtocells)，中继节点(Relay nodes)等。其中，毫微微蜂窝是面向家庭服务的，其基站也被称为家庭基站，是为一闭合用户组(CSG)服务的，能够有效增加***容量及频谱效率。所谓的CSG是指HeNB只能允许事先注册过的用户接入该HeNB，而没有注册过的用户，即使处于该HeNB的覆盖范围之内也无法接入该HeNB进行通信。然而，由于Femtocell是与macro cells共信道部署的，在下行Femtocells对MUE将构成严重的干扰，特别是当HeNB只能为CSG服务的时候。图1示出了MUE位于HeNB覆盖范围之内场景下的干扰情况，HUE是家庭基站所服务的用户终端，MeNB是宏小区的基站，Victim MUE是受干扰的MUE。
在最近的3GPP RAN1第61次会议上指出，在Macro与Femto共信道部署的情况下，最严重的干扰的情况就是当有MUE进入Femtocell的覆盖范围之内的情况。在这种情况下，针对R8/9的UE有效的干扰抑制技术对于减少控制信道的干扰就没有这么好的效果了，见参考文献[R1-103427“WF on Identificationof Co-channel Problem and Needs in Macro-Femto”RAN1#61，May 2010，Montreal.]。
对于Macro与CSG Femtocell的部署，如何减少下行控制信道(PDCCH)小区之间的干扰是一个重要的研究内容。PDCCH上承载着非常重要的信息，包括上行资源的分配信息，功率控制信息，下行共享信道(PDSCH)的数据调制和编码的信息等。如果PDCCH不能正确译出，那么将会对整个上、下行的通信造成严重影响。然而，由于PDCCH是分布在整个***带宽上的，传统的小区间干扰随机化的方法不再适用。参考文献[R1-103126，“Enhanced ICIC for controlchannels to support HetNet”，Huawei.；R1-102350，“Assessment of Rel-8/9techniques available to cope with harsh interference conditions”，Qualcomm Incorporated.；R1-103822，“Enhanced ICIC considerations forHetNet scenarios”，Nokia Siemens Networks，Nokia.；R1-102981，“Considerations on PBCH ICIC for CSG HeNB”，ITRI]的一些提案中提出了诸如时间偏移，频域分割，放宽CSG约束以及功率控制等方法，其中参考文献[R1-102350，“Assessment of Rel-8/9 techniques available to cope withharsh interference conditions”，Qualcomm Incorporated.]中的提案评估了这些方法并且指出了这些方法的优、缺点，并且得出结论，尽管一些方法减少了从HeNB到MUE的严重干扰，但是这些方法中没有一种方法能够在减少干扰的同时解决MUE信道质量变差的问题。
在本发明中，我们试图解决HeNB对MUE的下行PDCCH的干扰问题，针对R8/9的MUE以及R10的MUE分别提出了相应的解决方法。对于R8/9的MUE，我们建议使用清空2个OFDM符号的方法，而对于R10的受干扰的MUE，提出了一种新颖的PDCCH重复设计的方法。
发明内容
本发明面向LTE-A的异构网络，即当宏小区和支持闭合用户组的毫微微蜂窝小区共存时，提出了当宏小区的用户终端处于家庭基站的覆盖范围之内时，有效解决下行控制信道的小区间干扰协调(ICIC)的方法。
本发明采取的技术方案是：
步骤一：识别受干扰的宏小区用户终端；
步骤二：宏小区的基站向毫微微蜂窝小区基站广播受干扰的宏小区用户终端的时域调度信息即‘V’子帧的时域调度信息，同时要考虑到MeNB与HeNB之间进行信息交互过程所需的足够的时间提前量；
步骤三：得知受干扰的宏小区用户终端的调度信息与属性之后，若受干扰的宏小区用户终端仅是Release 8/9或者是Release 8/9和Release 10共存时按步骤四设置‘V’子帧格式，若受干扰的宏小区用户终端仅是Release 10则进行步骤五设置‘V’子帧格式；
步骤四：宏小区的基站和毫微微蜂窝小区基站的PCFICH的值均为3，宏小区的基站分配其PDCCH完全占用前3个OFDM符号，即symbol#1，#2和#3；毫微微蜂窝小区基站分配其PDCCH占用第一个OFDM符号即symbol#1，将第二个和第三个OFDM符号即symbol#2和#3清空；
步骤五：当来自于毫微微蜂窝小区基站的PDSCH的干扰可以容忍时，在下行‘V’子帧上，宏小区的基站的PCFICH是3，而毫微微蜂窝小区基站的PCFICH是1，分配宏小区的基站的PDCCH占满前3个OFDM符号即从symbol#1到#3，并且安排symbol#2和#3与symbol#1具有相同的PDCCH，即将symbol#1上的PDCCH在symbol#2和#3上各重复一次；分配毫微微蜂窝小区基站的PDCCH占用1个OFDM符号即symbol#1；当来自于毫微微蜂窝小区基站的PDSCH的干扰很大时，在下行‘V’子帧上，宏小区的基站和毫微微蜂窝小区基站的PCFICH的值均为3，分配宏小区的基站的PDCCH占满前3个OFDM符号并且3个OFDM符号具有相同的PDCCH，毫微微蜂窝小区基站的PDCCH占用第一个OFDM符号即symbol#1，将第二个和第三个OFDM符号即symbol#2和#3清空。
本发明的优点可以归纳为以下四点：
1)本发明支持后向兼容性，即使用本发明，R8/9的UE能够在抑制干扰的同时正常工作，这对于3GPP是非常重要的。
2)为了支持R8/9的UE，本发明提出了一种新颖的清空2个OFDM符号的方法，极大减小了HeNB对MUE的PDCCH的干扰。
3)为了更好地支持R10的UE，本发明提出了一种新颖的PDCCH重复设计的方法，基本上能够完全避免来自于HeNB对MUE的PDCCH的干扰。
4)本发明既可以适用于TDD LTE***，也适用于FDD LTE***。
附图说明
图1.当MUE位于HeNB的覆盖范围之内时的干扰场景示意图；
图2.下行子帧调度图；
图3.(a)是针对R8/9的MUE提出的下行‘V’子帧的格式，(b)是HeNB的下行‘V’子帧格式；
图4.当PDSCH的干扰可以容忍时，(a)是针对R10的MUE提出的下行‘V’子帧的格式，(b)是HeNB的下行‘V’子帧格式；
图5.当PDSCH的干扰很大时，(a)是针对R10的MUE提出的下行‘V’子帧的格式，(b)是HeNB的下行‘V’子帧格式；
具体实施方式
在本发明中，针对Macro+Femto的面向LTE-A的异构网络中下行控制信道的严重干扰问题，我们分别提出了针对R8/9以及R10的UE的PDCCH的小区间干扰协调的方法。下面结合附图对本发明做进一步描述。
一、受干扰MUE的检测：
在Macro与Femto共信道部署的场景中，如何识别受干扰MUE(victim MUE)是一个基本问题，在参考文献[R1-103846，“HeNB eICIC for HetNet”，picoChip Designs，Kyocera]中展示了两种识别出victim MUE的方法：HeNB检测来自于MUE的上行参考信号再向MeNB报告以及MUE直接向MeNB发送干扰报告，MeNB识别出victim MUE。
二、V子帧的发送
一旦MeNB接收到来自于victim MUEs的消息，就触发了PDCCH的ICIC的过程。获得了victim MUEs的消息后，MeNB向HeNB广播victim MUEs的时域调度信息。调度信息可以是半静态的以减少信令开销。考虑到由于HeNB没有X2接口，因此HeNB收到MeNB的消息之前将会有一段延时，足够的时间提前量应该被考虑进去。广播的格式如图2所示，图中victim MUEs只能在‘V’子帧调度，而其他的MUE可以在所有子帧调度。
注意：
●由于HeNB的覆盖范围是十分有限的，因而victim MUE的数量也很小，‘V’子帧的数量也十分有限。
●无论victim MUEs是否被调度，其他的MUE都将被正常调度。
●MeNB与HeNB之间的消息交换可以采用参考文献[R1-103048，“Static/Dynamic Home eNB ICIC function”，Samsung]提案中的方法，通过UE辅助中继的方法或者通过空口的广播。
三、针对CSG HeNB的场景PDCCH的小区间干扰协调方法
针对victim MUEs是R8/9的UE还是R10的UE，在‘V’子帧上调度victimMUEs时，PDCCH将使用不同的格式来减小或者避免来自于HeNB的强干扰。我们认为MeNB能够识别出victim MUEs的性质，即是R8/9的UE还是R10的UE。
1、针对R8/9UE在‘V’子帧上清空OFDM符号
为了支持后向兼容性，这里建议了一种在‘V’子帧上清空OFDMs符号的方法。
如图3(a)、(b)所示，对于一个‘V’子帧，MeNB一定要分配其PDCCH完全占用前3个OFDM符号，即symbol#1，#2和#3；然而，对于HeNB，它只能分配其PDCCH占用第一个OFDM符号即symbol#1，而要把OFDM symbol#2和#3清空。通过这样做，就可以大大减少来自于HeNB的干扰。
注意：
●当victim MUEs仅仅是R8/9的UE时，以及是R8/9的UE及R10的UE时，均可以使用这种方法。
●这样的PDCCH的设计仅发生在‘V’子帧上，其他子帧上的PDCCH不必这样设计。
●尽管MeNB的第一个符号上的PDCCH被干扰了，但是symbol#2和symbol#3上无干扰。
●对于MeNB以及HeNB，物理控制格式指示信道(PCFICH)的值均为3。
●对于HeNB，尽管2个OFDM symbols被浪费掉了，但是考虑到这样的‘V’子帧很少，因此这种设计不会对***的频谱效率产生显著影响。
2、针对R10 UE提出的PDCCH重复设计的方法
A.当来自于HeNB的PDSCH的干扰可以容忍的时候
当victim MUEs仅包含R10的UE时，在这种情况，HeNB和victim MUE可能不是位于宏小区的边缘，或者HeNB的下行进行了功控。在这种场景下，在‘V’子帧上，我们依然限制HeNB的PDCCH占用1个OFDM符号，即OFDM symbol#1，而PDSCH可以使用剩下的OFDM符号。然而，为了避免来自于HeNB的干扰，我们分配MeNB的PDCCH占满前3个OFDM symbols，从symbol#1到#3，但是，与目前使用的PDCCH的映射方式不同，我们分配在这3个符号上的PDCCH是相同的，即实际上MeNB上的PDCCH只用1个OFDM符号就够了，但是我们安排OFDMsymbol#2和#3与OFDM#1具有相同的PDCCH。这样，victim MUEs就可以以符号为单位来独立地译码PDCCH，下行‘V’子帧的设计如图4(a)和(b)所示。通过使用这样的设计方法，当HeNB的干扰不是很强的时候，victim MUE就能在第一个OFDM符号上成功译出PDCCH，但是考虑到异构网之间的干扰，这种情况很少发生。因此，victim MUE将继续在第2个符号译码PDCCH，如果它能够成功译出PDCCH，则跳转去译码从第4个符号开始的PDSCH，否则，victim MUE将继续在第3个符号去译码PDCCH，这里，victim MUE也可以使用第2个符号和第3个符号的分集的结果来译码PDCCH。从上面的描述中我们可以看出，victimMUE总共有3次机会来译出PDCCH。考虑到来自于HeNB的PDSCH的干扰不是很严重，我们认为victim MUE在这3次机会内成功译出PDCCH的几率是比较大的。
注意：
●为了保证R10UE的victim MUEs的性能，在‘V’子帧上，仅调度R10的victim MUEs及正常的MUE。考虑到‘V’子帧数量非常有限，这样的调度不会对R8/9的MUE产生显著影响。
●这样的PDCCH格式仅适用于‘V’子帧，对于其他子帧，PDCCH都是正常地映射。
●在PCFICH应该额外增加一位来指示R10 UE是以符号为单位进行译码PDCCH还是把3个符号都接收下来后再译码PDCCH。
●由于‘V’子帧数量十分有限，将不会对***频谱效率产生显著影响。
●这里，MeNB的PCFICH是3，而HeNB的PCFICH是1。
B.当来自于HeNB的PDSCH的干扰很大时
对于这种情况，HeNB和victim MUEs都位于如图1所示的宏小区的边缘，这时，来自于HeNB的PDSCH的干扰是不可忽视的。为了解决这个问题，在下行‘V’子帧上，MeNB仍然使用上述的PDCCH重复设计原理在前3个OFDM符号上进行映射，但是对于HeNB将有不同的PDCCH的设计。
如图5(a)和(b)所示，HeNB的PDCCH也占满3个OFDM symbols，不同于正常的PDCCH映射，这里symbol#2和#3是空的。通过这样做，MeNB上的PDCCH将不会在符号2和3上受到来自于HeNB的PDSCH的干扰，因此就能够成功地在前3个符号的范围内译出PDCCH。
注意：
●由于‘V’子帧数量十分有限，将不会对***频谱效率产生显著影响。
●在PCFICH应该额外增加一位来指示R10 UE是以符号为单位进行译码PDCCH还是把3个符号都接收下来后再译码PDCCH。
●MeNB和HeNB上的PCFICH都是3。
●我们认为这对于HUE而言是后向兼容的。
综上述所，本发明实现Macro+Femto的异构网络中下行PDCCH的小区间干扰协调的方法实现步骤可归纳为以下几步：
步骤一：识别受干扰的宏小区用户终端；
步骤二：宏小区的基站向毫微微蜂窝小区基站广播受干扰的宏小区用户终端的时域调度信息即‘V’子帧的时域调度信息，同时要考虑到MeNB与HeNB之间进行信息交互过程所需的足够的时间提前量；
步骤三：得知受干扰的宏小区用户终端的调度信息与属性之后，若受干扰的宏小区用户终端仅是Release 8/9或者是Release 8/9和Release 10共存时按步骤四设置‘V’子帧格式，若受干扰的宏小区用户终端仅是Release 10则进行步骤五设置‘V’子帧格式；
步骤四：宏小区的基站和毫微微蜂窝小区基站的PCFICH的值均为3，宏小区的基站分配其PDCCH完全占用前3个OFDM符号，即symbol#1，#2和#3；毫微微蜂窝小区基站分配其PDCCH占用第一个OFDM符号即symbol#1，将第二个和第三个OFDM符号即symbol#2和#3清空；
步骤五：当来自于毫微微蜂窝小区基站的PDSCH的干扰可以容忍时，在下行‘V’子帧上，宏小区的基站的PCFICH是3，而毫微微蜂窝小区基站的PCFICH是1，分配宏小区的基站的PDCCH占满前3个OFDM符号即从symbol#1到#3，并且安排symbol#2和#3与symbol#1具有相同的PDCCH，分配毫微微蜂窝小区基站的PDCCH占用1个OFDM符号即symbol#1；当来自于毫微微蜂窝小区基站的PDSCH的干扰很大时，在下行‘V’子帧上，宏小区的基站和毫微微蜂窝小区基站的PCFICH的值均为3，分配宏小区的基站的PDCCH占满前3个OFDM符号并且3个OFDM符号具有相同的PDCCH，毫微微蜂窝小区基站的PDCCH占用第一个OFDM符号即symbol#1，将第二个和第三个OFDM符号即symbol#2和#3清空。
Claims (5)
1.LTE-Advanced的异构网络中下行控制信道的小区间干扰协调的方法，其特征是包括：
步骤一，识别受干扰的宏小区用户终端；
步骤二，宏小区的基站向毫微微蜂窝小区基站广播受干扰的宏小区用户终端的时域调度信息即‘V’子帧的时域调度信息，所述受干扰的宏小区用户终端只在‘V’子帧调度，其他的宏小区用户终端在所有子帧都能调度；同时要考虑到宏小区的基站与毫微微蜂窝小区基站之间进行信息交互过程所需的足够的时间提前量；
步骤三，得知受干扰的宏小区用户终端的调度信息与属性之后，若受干扰的宏小区用户终端仅是Release 8/9或者是Release 8/9和Release 10共存时按步骤四设置‘V’子帧格式，若受干扰的宏小区用户终端仅是Release 10则进行步骤五设置‘V’子帧格式；
步骤四，宏小区的基站和毫微微蜂窝小区基站的PCFICH的值均为3，宏小区的基站分配其PDCCH完全占用前3个OFDM符号，即symbol#1，#2和#3；毫微微蜂窝小区基站分配其PDCCH占用第一个OFDM符号即symbol#1，将第二个和第三个OFDM符号即symbol#2和#3清空；
步骤五，当来自于毫微微蜂窝小区基站的PDSCH的干扰可以容忍时，在下行‘V’子帧上，宏小区的基站的PCFICH是3，亳微微蜂窝小区基站的PCFICH是1，分配宏小区的基站的PDCCH占满前3个OFDM符号即从symbol#1到#3，并且安排symbol#2和#3与symbol#1具有相同的PDCCH，即将symbol#1上的PDCCH在symbol#2和#3上各重复一次；分配毫微微蜂窝小区基站的PDCCH占用1个OFDM符号即symbol#1；当来自于毫微微蜂窝小区基站的PDSCH的干扰很大时，在下行‘V’子帧上，宏小区的基站和毫微微蜂窝小区基站的PCFICH的值均为3，分配宏小区的基站的PDCCH占满前3个OFDM符号并且3个OFDM符号具有相同的PDCCH，毫微微蜂窝小区基站的PDCCH占用第一个OFDM符号即symbol#1，将第二个和第三个OFDM符号即symbol#2和#3清空。
2.根据权利要求1所述LTE-Advanced的异构网络中下行控制信道的小区间干扰协调的方法，其特征是：在步骤一通过毫微微蜂窝小区基站检测来自于宏小区的用户终端的上行参考信号来识别受干扰的宏小区用户终端或者通过宏小区的用户终端向宏小区的基站发送干扰报告来识别受干扰的宏小区用户终端。
3.根据权利要求1所述LTE-Advanced的异构网络中下行控制信道的小区间干扰协调的方法，其特征是：步骤二所述宏小区的基站与毫微微蜂窝小区基站之间进行信息交互是通过用户终端辅助中继的方法或者通过空口的广播来实现。
4.根据权利要求1所述LTE-Advanced的异构网络中下行控制信道的小区间干扰协调的方法，其特征是：步骤五中在PCFICH额外增加一位来指示Release 10的用户终端是以符号为单位进行译码PDCCH还是把3个符号都接收下来后再译码PDCCH。
5.根据权利要求1所述LTE-Advanced的异构网络中下行控制信道的小区间干扰协调的方法，其特征是：步骤四和步骤五所述PDCCH格式仅适用于‘V’子帧，对于其他子帧，PDCCH都是正常地映射。
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2010
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