用于减少多用户无线系统中的小区间干扰的多天线方法和装置制造方法及图纸

技术编号:8327934 阅读:273 留言:0更新日期:2013-02-14 14:25
提供了一种在移动无线系统中且特别是在TDD无线系统中减少小区间干扰的方法。在一个实施方式中,基站在多个基站天线处从其服务的移动终端中的至少一个移动终端接收导频信号,多个基站天线包括主天线和辅助天线二者。作为响应,每个基站天线提供一个输出,要对该输出进行处理以获得用于从主天线进行的发送的预编码权重的集合。处理包括使用至少来自辅助天线的输出使至少一个干扰信号为零。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般性地涉及无线通信网络,其中为了测量传播特征的目的,用户终端向基站发送导频信号。本专利技术更具体地涉及采用时分复用(TDD)的移动无线系统。
技术介绍
在典型的移动无线多用户系统中,多个无线电小区覆盖广泛的地理区域。基站(BS)位于每个小区中心。BS接收并且向那些移动用户终端发送数据,此后称为“移动台”或“移动站”,其与BS位于同一小区中。但是,由给定基站发送的信号将不仅向其自己小区中的移动台传播,而且也向相邻小区中的移动台传播。因此,来自每个基站的下行链路传输将趋于在相邻小区的移动台产生噪声,被称为“小区间干扰”。类似地,给定小区中每个移动台发送的信号将不仅向服务该小区的基站传播,而且向服务相邻小区的基站传播。因此,来自每个移动台的上行链路传输将趋于在服务相邻小区的基站产生小区间干扰。例如,图1图示了蜂窝网络的一部分,其中来自小区1的基站的下行链路传输干扰小区2中的移动站。小区间干扰,如上所述,是现代无线系统中提高数据传输速率的主要障碍。尤其是,小区间干扰降低了传输速率中的增益,这可以另外通过在基站采用多个天线而实现。即,下行链路上理论的最大可行传输速率随着基站天线的数目而线性地增加。但是,小区间干扰量随着基站天线的数目以仅获得次线性增加的方式而增加。
技术实现思路
我们已发现减少在移动无线系统中并且尤其是在时分复用(TDD)无线系统中的小区间干扰的有效方式。在一个实施方式中,服务一个或多个移动终端的基站在多个基站天线处从服务的移动终端中的至少一个移动终端接收导频信号,多个基站天线包括至少一些主天线和至少一些辅助天线。响应于导频信号在每一天线被接收,从多个天线中的每一天线提供输出。对天线输出进行处理以获得用于从主天线进行的发送的预编码权重的集合。处理包括使用至少来自辅助天线的输出使至少一个干扰信号为零。附图说明图1是具有六边形几何形状的典型的蜂窝网络的一部分的示意图,图示了图中编号为1和2的小区间的小区间干扰。图2是图示了来自一组相邻小区中的移动站的导频信号的同步传输的定时图。图3是图示了图2的格式的替换的定时图,其中在不同小区中的导频传输之间有定时偏移。图4是根据本专利技术的实施方式的网络的一部分的示意图,其中两个基站配备有主和辅助天线。图5是显示了模型网络中的吞吐量对辅助天线的数目的仿真结果的图。具体实施方式信道系数为了例示的目的,我们将基于我们对其中使用OFDM数据传输的网络的描述。本专利技术不限于应用于OFDM网络,而是可应用于其中为了测量传播信道的特征的目的而使用上行链路导频信号的任何类型的网络。为了简化演示,我们将下列讨论限制到在OFDM系统中使用的用于数据传输的多个正交子信道之一。将下列讨论扩展到OFDM子信道的完整集合是简单的。在下列讨论中,信号和系数将使用下列符号来索引:j标识移动台所在的特定小区;l标识特定基站以及通过扩展标识该特定基站所服务的小区;k标识给定小区中的特定移动台;以及m标识在给定基站的特定天线。我们将假设在包括给定的小区及其相邻小区的组中有L个小区,每个小区中有k个移动台。我们将假设所有基站具有M个用于发送和接收的天线并且每个移动台具有一个天线。我们用xjk表示第j个小区的第k个移动台发送的信号。我们用ylm表示第l个基站的第m个天线接收的信号。我们用pMS和pBS分别表示移动台和基站的发送功率水平。为了例示的目的,我们将简化假设:所有移动台具有相同功率并且所有基站具有相同功率。在传输期间,传播信道的影响是将从第j个小区的第k个移动台到第l个基站的第m个天线的每个信号乘以复值信道系数hjlkm。从第j个小区的第k个移动台到第l个小区的第M个天线的对应信道系数形成信道向量(这里,粗体用于表示向量。)信道系数hjlkm被建模为随机变量。在相干间隔T期间信道系数hjlkm大致保持恒定。相干间隔T的长度取决于移动台的速度。移动台移动越快,用于其信道系数的相干间隔越短。对于以50或70km/h的速度移动的移动台,相干间隔T大致等于分别传输20或10OFDM符号所需要的时间。因为在我们的示例中,相同频率子信道用在下行链路和上行链路二者上,所以应用互易原则,并且从第l个基站的第m个天线向移动台发送的信号同样被乘以相同信道系数hjlkm。阴影系数实际经验已经显示在建模无线网络时,包括变化相对慢、通常实数值系数以表示发送的信号因距离或诸如中间的地形特征、建筑物或其他物理障碍物之类的其他因素而发生的衰减是有用的。即,从第j个小区的第k个移动台向第l个基站的任一天线发送的信号被乘以阴影系数βjlk。阴影系数βjlk取随机值。不同于信道系数,阴影系数更久地保持恒定。因此,基站可以,至少在原则上,对相邻小区的所有移动台准确估计阴影系数。因此,我们将假设在下列讨论中,阴影系数βjlk,j=1,...,L,k=1,...,K,对第l个基站是已知的。还重要的是注意阴影系数βjlk一般将与第l个基站和第j个小区的第k个移动台之间的距离非常相关。距离越大,βjlk的值将(典型地)越小。知道信道系数允许基站通过使用干扰消除预编码来减少小区内干扰和小区间干扰。为了允许基站估计信道系数hjlkm,所有小区中所有移动台同步(在当前示例中)发送每个是τ个符号的训练导频信号因此,每个导频信号是标量值符号的τ元组,并且因此是τ维向量。作为导频信号已被发送的结果,在第l个小区的第m个天线收到τ维向量其形式为:其中τ元组表示附加噪声。现在我们引入下列定义,其按照以上定义的数量来表示:根据等式(1),在第l个基站接收的信号是:(是τ×M矩阵)将会理解是矩阵,其每一列对应于第l个基站的M个天线中的一个。的每一列是标量值的τ元组。每个标量值对应于发送的导频信号的τ个符号之一,以及表示第m个天线处的如从占据服务的小区和相邻小区的各个移动台接收的符号的多个版本加上附加噪声的总和。当导频信号被设计为相互正交时(典型的是这种情况),它们的正交属性可用在适当设计的接收器中以恢复在第l个基站处的各个信道系数的估计。即使与完全正交有小的偏离,也可以采用相同技术来获得信道系数的估计。因此,应理解我们在这里说到“正交”导频信号,我们的意思是包括可能与完全正交有一定偏离的导频信号,但是不会多到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.14 US 61/334,667;2010.08.06 US 12/851,7281.一种由服务一个或多个移动终端的基站执行的方法,包括:
(a)在多个基站天线处从服务的所述移动终端中的至少一个移动
终端接收导频信号,所述多个基站天线包括至少一些主天线和至少一
些辅助天线;
(b)从所述多个基站天线中的每个天线提供输出,所述输出响
应于接收的导频信号;以及
(c)处理天线输出以获得用于从所述主天线进行的发送的预编码
权重的集合,所述处理包括使用至少来自所述辅助天线的输出使至少
一个干扰信号为零。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括使用所述预编码权重向
服务的所述移动终端中的一个或...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·阿什克米恩T·L·玛泽塔
申请(专利权)人:阿尔卡特朗讯
类型:
国别省市:

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