CN102300320B

CN102300320B - 小区间干扰协调的方法及装置

Info

Publication number: CN102300320B
Application number: CN201010206128.5A
Authority: CN
Inventors: 沈钢; 蒋琦; 郑武; 冷晓冰
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2010-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2030-06-22
Also published as: US9351306B2; EP2586259A2; KR20130031291A; WO2011161539A2; JP2013533687A; US20130084907A1; EP2586259A4; BR112012032885A2; KR101411345B1; WO2011161539A3; CN102300320A

Abstract

为了解决小区之间的干扰问题，本发明提出了小区间干扰协调的方法及装置。在本发明的一个实施例中，提出一种在无线通信网络中的基站中用于调节无线资源的方法，包括以下步骤：S1.确定一个用户设备是否具有干扰风险；如果所述用户设备具有干扰风险，则继续执行以下步骤：S2.确定所述用户设备的主干扰源基站；S3.与所述主干扰源基站协同地调度无线资源，以使得所述主干扰源基站闲置所述基站分配给所述用户设备的无线资源。通过使用本发明提出的方法及装置，可以有效地避免相邻小区之间的干扰，各小区可以充分地复用资源以获得复用增益，并且还可以支持用户设备的后向兼容。

Description

小区间干扰协调的方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及小区间干扰协调的技术。

背景技术

混合型网络可以显著地改善***性能，同是也面临着许多需要解决的问题，尤其是在共信道(co-channel)应用时下行控制信道的干扰问题。大多数控制信道，例如物理广播信道(PBCH)、物理下行控制信道(PDCCH)、物理格式指示信道(PCFICH)、物理混合自动重传请求指示符信道(PHICH)，都在信号帧中的固定位置传递而无法调度到其他资源块，因此在相邻小区共信道应用时会引起控制信道的干扰，尤其是在宏小区和相邻的小小区，例如中继节点、微微基站或家庭基站的小区，共信道应用时。干扰严重时很容易造成用户设备的无线连接失败。

发明内容

一种直接的解决小区间干扰的方法是下行控制信道时间偏移。小小区的定时相对于宏小区的定时有一定的偏移(子帧偏移或符号偏移)，从而使得宏小区和小小区之间的控制信号冲突得以避免。然而时间偏移导致了不同步的网络，使得许多具有同步要求的网络应用无法得以实现。

另一种解决小区间干扰的方法是载波聚合基础上的频率偏移。小小区占用与相邻宏小区不同的频率资源，从而避免了小区间的干扰。然而，用户设备跨越小区边界时，需要执行跨频率的小区切换，这增大了软硬件实现的难度。而且，符合3GPP LTE-A第八版本协议的用户设备也并非完全支持载波聚合。

无论时间偏移方法还是频率偏移方法都是利用了资源的正交性，但完全的时频正交是低效的，其付出的代价是损失了资源复用增益。

图1示出了一个混合型网络的组成示意图。如图1所示，网络中存在宏基站11、微微基站21、中继节点22、家庭基站23。中继节点22的信号覆盖范围基本落入宏基站11的信号范围之内，中继节点22所服务的用户设备很容易受到来自宏基站11的强烈干扰。微微基站21位于大楼之后，其所服务的用户设备所受到的干扰将因为宏基站11的信号覆盖盲区(或称阴影区)的存在而非常不同；例如用户设备31位于宏基站11的信号覆盖盲区，其基本不会受到宏基站11的干扰；而用户设备32则可能受到宏基站11的强烈干扰。家庭基站23位于建筑物内部，建筑物墙体对宏基站11和家庭基站23的信号进行了很好地的隔离，则建筑物内接受家庭基站23服务的用户设备35基本不会受到宏基站11的干扰。因为现实网络环境的复杂性，简单的让相邻基站占用正交无线资源的方法很大程度上降低了资源复用增益。

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了小区间干扰协调的方法及装置。

在本发明的一个实施例中，提出了一种在无线通信网络中的基站中用于调节无线资源的方法，包括以下步骤：S1.确定一个用户设备是否具有干扰风险；如果所述用户设备具有干扰风险，则继续执行以下步骤：S2.确定所述用户设备的主干扰源基站；S3.与所述主干扰源基站协同地调度无线资源，以使得所述主干扰源基站闲置所述基站分配给所述用户设备的无线资源。

在本发明的又一个实施例中，提出了一种在无线通信网络中的基站中用于调节无线资源的资源调节装置，包括：第一确定装置、第二确定装置、协调装置；所述第一确定装置用于确定一个用户设备是否具有干扰风险；当所述用户设备被确定为具有干扰风险时，所述第二确定装置用于确定所述用户设备的主干扰源基站；所述协调装置用于与所述主干扰源基站协同地调度无线资源，以使得所述主干扰源基站闲置所述基站分配给所述用户设备的无线资源。

通过使用本发明提出的方法及装置，可以有效地避免相邻小区之间的干扰，各小区可以充分地复用资源以获得复用增益，并且还可以支持用户设备的后向兼容。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：

图1示出了一个混合型网络的组成示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的在无线通信网络中的基站中用于调节无线资源的方法流程图；

图3示出了根据本发明一个实施例的子帧分配示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的在无线通信网络中的基站中用于调节无线资源的资源调节装置的框图；

在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示对应的特征。

具体实施方式

图2示出了根据本发明的一个实施例的在无线通信网络中的基站中用于调节无线资源的方法流程图。如图2所示，该方法包括三个步骤S1、S2、S3。该方法适用于任意类型的基站，包括宏基站、微微基站、家庭基站、中继节点。

首先，在步骤S1中，基站将确定一个用户设备是否具有干扰风险。如果所述用户设备被确定为具有干扰风险，则继续执行步骤S2和S3；如果所述用户设备被确定为没有干扰风险，则不必执行步骤S2、S3。

在步骤S2中，基站将确定所述用户设备的主干扰源基站。

然后，在步骤S3中，基站将与所述主干扰源基站协同地调度无线资源，以使得所述主干扰源基站闲置所述基站分配给所述用户设备的无线资源。

也就是说，对于没有干扰风险的用户设备，其服务基站不必与相邻基站协调以确定其无线资源。对于没有干扰风险的用户设备，其相邻基站可以使用其服务基站分配给该没有干扰风险的用户设备的相同无线资源服务相邻基站自己的用户设备。

例如，中继节点22在步骤S1中确定用户设备33具有干扰风险；在步骤S2中，中继节点22确定出用户设备33的主干扰源基站，例如宏基站11；则在步骤S3中，中继节点22将与宏基站11协同地调度无线资源，以使得宏基站11闲置中继节点22分配给用户设备33的无线资源。

上述方法可以对不同状态(干扰水平不同)的用户设备采取不同的处理，因而具有较高的资源利用效率。通过识别主干扰源基站并与之协调地调度资源，可以付出较小的资源复用增益的代价而获得较好的干扰消除的效果。

在本发明的一个实施例中，步骤S1中，基站根据用户设备的信干噪比报告来评估其干扰风险。具体地，在步骤S1中，如果一个用户设备的信干噪比低于一个预定值，则基站确定其具有干扰风险。对于不同类型的基站，该预定值可以取不同的值。

在本发明的其他实施例中，步骤S1中，基站还可以根据用户设备的信道质量指示报告等来评估用户设备的干扰风险。

在本发明的一个实施例中，步骤S2中，基站将根据用户设备检测到的干扰波动和相邻基站的信号抑制波动之间的匹配程度从所述相邻基站中确定主干扰源基站。

参考图1，具体地，例如，用户设备33连续地检测干扰，并将检测结果报告给中继节点22。相邻基站均具有各自的资源配置，因而产生相应的信号抑制的波动。中继节点22根据用户设备33检测到的干扰波动和相邻基站，包括宏基站11、微微基站21、家庭基站23，的信号抑制波动之间的匹配程度来确定主干扰源基站。

更具体地，如果相邻基站按照各自配置在不同的时频资源空闲，则可以根据所述用户设备某一时频资源上检测到的干扰变化值确定对应该时频资源空闲的相邻基站对所述用户设备的干扰估计。例如，宏基站11在第n子帧空闲、微微基站21在第m子帧空闲、家庭基站23在第p子帧空闲；则中继节点22可以将用户设备33检测到的第n子帧的干扰变化值确定为宏基站11对用户设备33的干扰估计，将第m子帧的干扰变化值确定为微微基站21对用户设备33的干扰估计，将第p子帧的干扰变化值确定为家庭基站23对用户设备33的干扰估计。该干扰估计可以是多次或者多帧测量的平均值。对应的干扰估计最大的一个或多个基站将被确定为用户设备33的主干扰源基站。如果最大的多个干扰估计之间的差值远小于这多个最大干扰估计与其他干扰估计之间的差值，则可将对应于这最大的多个干扰估计的多个基站确定为用户设备33的主干扰源基站，‘远小于’的数值比较标准可以根据需要而设定。

在本发明的一个实施例中，步骤S2中，基站将根据用户设备的定位信息，将与所述用户设备之间具有最大等效接收功率的一个或多个相邻基站确定为所述主干扰源基站。

具体地，用户设备33将向中继节点22报告其定位信息，或者由中继节点22通过测量方式取得用户设备33的定位信息。中继节点22根据用户设备33的定位信息可以得知各相邻基站，包括宏基站11、微微基站21、家庭基站23，的路径损耗。不同类型的基站具有不同的发射功率标准，中继节点22可以根据各相邻基站的发射功率和路径损耗的差值确定各相邻基站在用户设备33的等效接收功率。对应的等效接收功率最大的一个或多个基站将被确定为用户设备33的主干扰源基站。如果最大的多个等效接收功率之间的差值远小于这多个最大等效接收功率与其他等效接收功率之间的差值，则可将对应于这最大的多个等效接收功率的多个基站确定为用户设备33的主干扰源基站，‘远小于’的数值比较标准可以根据需要而设定。

在本发明的一个实施例中，步骤S2中，基站将根据用户设备的接收信号质量报告，将所述用户设备的接收信号质量最优的一个或多个相邻基站确定为所述主干扰源基站。

某些控制信道，例如物理下行控制信道、物理混合自动重传请求指示符信道、物理格式指示信道，是对应于数据调度的，也就是说，不能在指定子帧中不调度数据的情况下仅发送这些信道。因此，不同小区之间可以通过调度来避免物理下行控制信道、物理混合自动重传请求指示符信道、物理格式指示信道的干扰，而不对用户设备的后向兼容和网络同步带来任何影响。

符合3GPP LTE-A第八版本协议的用户设备遵循传统的程序以检测物理下行控制信道，如果其服务节点没有发送物理下行控制信道，则用户设备将无法找到任何调度。此时，用户设备认为当前子帧没有其调度信息，并继续检测下一子帧的物理下行控制信道。因此，本发明中的一些实施例可以兼容符合3GPP LTE-A第八版本协议的用户设备。

在本发明的一个实施例中，步骤S3包括：所述基站为所述用户设备分配指定的子帧；所述主干扰源基站闲置所述指定子帧。

具体地，例如，在步骤S3中，中继节点22为被确定为具有干扰风险的用户设备33分配指定的子帧，例如第n子帧，则用户设备33的主干扰源基站，例如宏基站11，将闲置第n子帧。而用户设备33则在所分配的指定子帧中通信。

优选地，在上述步骤S3中，所述基站为所述用户设备分配指定的子帧；所述主干扰源基站对于选定信道闲置所述指定子帧；其中所述选定信道包括以下各项中的一项或多项：物理下行控制信道、物理混合自动重传请求指示符信道、物理格式指示信道、数据信道。

具体地，例如，在步骤S3中，中继节点22为被确定为具有干扰风险的用户设备33分配指定的子帧，例如第n子帧，则用户设备33的主干扰源基站，例如宏基站11，将不在第n子帧发送物理下行控制信道、物理混合自动重传请求指示符信道、物理格式指示信道、数据信道。这样可以避免小区之间的干扰。而主干扰源基站仍可以在第n子帧发送广播信道、同步信道和参考信号。

在本发明的另一个实施例中，步骤S3包括：所述基站为所述用户设备分配选定信道；所述主干扰源基站闲置所述选定信道；其中所述选定信道包括以下各项中的一项或多项：物理下行控制信道、物理混合自动重传请求指示符信道、物理格式指示信道、数据信道。所述选定信道可以是上行信道和/或下行信道。

物理混合自动重传请求指示符信道用于承载上一个上行传输，例如在频分双工模式下4个子帧之前的上行传输，的混合自动重传请求的确认或非确定(HARQ ACK/NACK)消息。图3示出了根据本发明一个实施例的子帧分配示意图，其中示出了混合自动重传的时间线。如果在具有干扰风险的用户设备的服务基站的小区中，第n子帧被作为指定子帧分配给该具有干扰风险的用户设备，则第n+8子帧也被分配用于可能的重传；上行第n+4子帧用于该用户设备的上行数据以及对第n子帧的响应，包括确认(ACK)消息或非确认(NACK)消息。该用户设备的主干扰源基站的小区中，相应的上行子帧没有数据传输。具有干扰风险的用户设备只能在以上指定的子帧内传输，其服务基站小区内的其他用户设备可以在以上指定的子帧内传输，也可以在其他子帧内传输。该用户设备的主干扰源基站的小区中，相应的下行子帧对于指定控制信道和数据信道闲置。

在本发明的一个实施例中，在步骤S3中，所述基站通过交换资源分配信息的方式与所述主干扰源基站协同地调度无线资源。

具体地，所述资源分配信息包括子帧分配信息。

在本发明的一个实施例中，资源分配采用分布式管理，前述步骤S3包括：所述基站确定所述用户设备的资源分配，请求所述主干扰源基站在所述资源分配上闲置，并获得所述主干扰源基站的确认。

具体地，***中的资源分配采用分布式管理，各基站决定自身的资源分配。例如但不限于，步骤S3可以包括以下子步骤：

-所述基站(例如中继节点22)为所述具有干扰风险的用户设备(例如用户设备33)预定资源分配，并将预定的资源分配通知所述主干扰源基站(例如宏基站11)，以请求主干扰源基站闲置所述预定的资源。

-所述主干扰源基站(例如宏基站11)同意所述基站(例如中继节点22)的请求，返回一个确认(ACK)消息，并将所述预定的资源闲置。

-所述基站(例如中继节点22)接收到确认消息后，将所述预定的资源分配给所述用户设备(例如用户设备33)使用。

步骤S3中经常需要不止一次的信息交换过程。如果所述主干扰源基站(例如宏基站11)不同意所述基站(例如中继节点22)的请求，则返回一个非确认(NACK)消息。所述基站(例如中继节点22)接收到非确认消息后，将为所述用户设备(例如用户设备33)更新预定资源分配，并将更新的预定资源分配通知所述主干扰源基站(例如宏基站11)，以请求主干扰源基站闲置所述更新的预定资源。直至获得主干扰源基站的确认，所述基站将更新的预定资源分配给所述用户设备使用，主干扰源基站将更新的预定资源闲置。优选地，基站之间的信息交换通过X2接口来完成。

可选地，上述资源分配包括子帧分配。优选地，相邻基站交互子帧闲置图案，也就是在指定的周期内指定哪几个子帧闲置。

在本发明的一个实施例中，资源分配采用集中式管理，前述步骤S3包括：所述基站将所述用户设备所需资源以及主干扰源基站报告给一个中央协调者，并由所述中央协调者确定所述基站对于所述用户设备的资源分配和所述主干扰源基站的资源分配。

具体地，***中的资源分配采用集中式管理，一个基站组中有一个中央协调者，该基站组中各基站的针对具有干扰风险用户设备的资源分配均由中央协调者决定。基站组通常由地理位置接近的多个基站组成。例如在包括宏基站11、微微基站21、中继节点22、家庭基站23的基站组中，可以由宏基站11来担任中央协调者。例如但不限于，步骤S3可以包括以下子步骤：

-所述基站(例如中继节点22)获知具有干扰风险的用户设备(例如用户设备33)所需要的资源，并将所述用户设备所需资源以及主干扰源基站(例如宏基站11)报告给所述中央协调者；

-所述中央协调者将统一调度资源分配，确定所述基站(例如中继节点22)对于所述用户设备(例如用户设备33)的资源分配和所述主干扰源基站(例如宏基站11)的资源分配，以使得所述主干扰源基站的资源分配避开所述基站对于所述用户设备的资源分配。

可选地，上述资源分配包括子帧分配。优选地，中央协调者通知各个基站配置好的子帧闲置图案，也就是在指定的周期内指定哪几个子帧闲置。

优选地，相邻基站之间的资源配置以避免对于干扰风险用户设备的干扰可以是动态的，根据用户设备的干扰变化、业务流量变化等更新。

在本发明的一个实施例中，在步骤S3中，所述基站通过交换用户设备信息的方式与所述主干扰源基站协同地调度无线资源。具体地，用户设备信息可以包括：用户设备指示符、干扰级别(dBm)、主干扰源指示符。优选地，***中的资源分配采用集中式管理。中央协调者收集各基站的用户设备信息，并统一地决定各基站的资源分配。如果决定具有干扰风险的用户设备的服务基站在某一子帧服务于该用户设备，则决定改用户设备的主干扰源基站不在该子帧发送选定信道，包括：物理下行控制信道、物理混合自动重传请求指示符信道、物理格式指示信道、数据信道。

本领域技术人员应能理解，上述实施例均为示例性而非限制性的。上述方法适用于任意类型的基站，包括宏基站、微微基站、家庭基站、中继节点、等。上述方法尤其适用于相对于宏基站而言具有较小发射功率和信号覆盖范围的基站，例如微微基站、家庭基站、中继节点、等。

图4示出了根据本发明的一个实施例的在无线通信网络中的基站中用于调节无线资源的资源调节装置的框图。如图3所示，该实施例中的资源调节装置100包括：第一确定装置101、第二确定装置102、协调装置103。资源调节装置100典型地设置于宏基站11、微微基站21、中继节点22、家庭基站23之中。

第一确定装置101、第二确定装置102、协调装置103分别用于执行前述方法中的步骤S1、S2、S3。

第一确定装置101用于确定一个用户设备是否具有干扰风险。

当所述用户设备被确定为具有干扰风险时，第二确定装置102用于确定所述用户设备的主干扰源基站；协调装置103用于与所述主干扰源基站协同地调度无线资源，以使得所述主干扰源基站闲置所述基站分配给所述用户设备的无线资源。

本领域技术人员应能理解，本发明中所称的各装置既可以由硬件模块实现，也可以由软件中的功能模块实现，还可以由集成了软件功能模块的硬件模块实现。

本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；不定冠词“一个”不排除多个；术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。权利要求中出现的多个部分的功能可以由一个单独的硬件或软件模块来实现。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。

Claims

1.一种在无线通信网络中的基站中用于调节无线资源的方法，包括以下步骤：

S1.确定一个用户设备是否具有干扰风险；

如果所述用户设备具有干扰风险，则

S2.确定所述用户设备的主干扰源基站；

S3.与所述主干扰源基站协同地调度无线资源，以使得所述主干扰源基站闲置所述基站分配给所述用户设备的无线资源。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

如果所述用户设备的信干噪比低于一个预定值，则确定所述用户设备具有干扰风险。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

根据所述用户设备检测到的干扰波动和相邻基站的信号抑制波动之间的匹配程度从所述相邻基站中确定所述主干扰源基站。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

按照各自配置在不同的时频资源空闲，根据所述用户设备某一时频资源上检测到的干扰变化值确定对应该时频资源空闲的相邻基站对所述用户设备的干扰估计。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

根据所述用户设备的定位信息，将与所述用户设备之间具有最大等效接收功率的一个或多个相邻基站确定为所述主干扰源基站。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

根据所述用户设备的接收信号质量报告，将所述用户设备的接收信号质量最优的一个或多个相邻基站确定为所述主干扰源基站。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

-所述基站为所述用户设备分配指定的子帧；

-所述主干扰源基站闲置所述指定子帧。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

-所述基站为所述用户设备分配选定信道；

-所述主干扰源基站闲置所述选定信道；

其中所述选定信道包括以下各项中的一项或多项：物理下行控制信道(PDCCH)、物理混合自动重传请求指示符信道(PHICH)、物理格式指示信道(PCFICH)、数据信道(DCH)。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述基站通过交换资源分配信息的方式与所述主干扰源基站协同地调度无线资源。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述资源分配信息包括子帧分配信息。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：所述基站确定所述用户设备的资源分配，请求所述主干扰源基站在所述资源分配上闲置，并获得所述主干扰源基站的确认。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：所述基站将所述用户设备所需资源以及主干扰源基站报告给一个中央协调者，并由所述中央协调者确定所述基站对于所述用户设备的资源分配和所述主干扰源基站的资源分配。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述基站通过交换用户设备信息的方式与所述主干扰源基站协同地调度无线资源。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述基站包括：中继节点、微微基站、家庭基站。

15.一种在无线通信网络中的基站中用于调节无线资源的资源调节装置，包括：第一确定装置、第二确定装置、协调装置；

所述第一确定装置用于确定一个用户设备是否具有干扰风险；

当所述用户设备被确定为具有干扰风险时，

所述第二确定装置用于确定所述用户设备的主干扰源基站；

所述协调装置用于与所述主干扰源基站协同地调度无线资源，以使得所述主干扰源基站闲置所述基站分配给所述用户设备的无线资源。