用于最小化蜂窝OFDM通信系统中干扰的方法、基站和移动台

摘要

本发明涉及一种用于最小化蜂窝OFDM通信网络(CN)中干扰的方法，以及用于此方法的基站(BS1)和移动台(T1－T4)。在所述方法中，依照无线信道质量(RCQTvec)将移动台(T1－T4)分组；将属于具有低于至少一个其他组的无线信道质量(RCQTvec)的第一组移动台(T1，T2)的移动台(T1，T2)的干扰水平(NLTvec)组合成公共干扰水平(NLGvec)；依照第一组移动台(T1，T2)的公共干扰水平(NLGvec)将OFDM通信网络(CN)的子载波(SC)分为多个数量；以及，选择属于具有低于至少一个其他组的公共干扰水平(NLGvec)的第一数量的子载波(SC)作为用于向属于第一组的移动台(T1，T2)传输的优选的子载波。

说明书

技术领域

本发明涉及用于最小化通信系统中的干扰的方法、基站和移动台。

背景技术

OFDM空中接口(OFDM＝正交频分复用)对于以下正在变得日益重要：例如3GPP无线接入网(3GPP＝第三代合作伙伴计划)中的空中接口的未来发展、诸如根据标准IEEE802.11a的无线局域网(WLAN)的无线局域网、或第四代空中接口。

能够通过用于资源分割的频率选择算法的使用来提高蜂窝OFDM系统的容量，如例如自适应调制、子载波分配或功率控制。为了在预计存在高干扰的区域中增加容量，降低干扰，能够应用干扰协调原理。这意味着属于相同频率图案的某些子载波在小区中仅以减小的传输功率而使用。这种传输功率的减小无可否认地导致在该小区的区域内容量的恶化，但在相邻的小区中对于这些特定的子载波干扰降低，这增加了那里的容量。恶化的程度依赖于干扰基站的无线信道的条件，并依赖于以减小的功率使用的频率图案。该干扰协调原理需要在涉及的基站之间的协调。用于干扰降低的其他概念是例如基于跳频或特定编码方法，例如所谓的科斯塔斯(Costas)序列的原理。

传统的用于OFDM接口的干扰降低的方法首先伴随有在小区周缘区域中容量的减小。此外，科斯塔斯序列仅能最小化干扰的影响，但不允许频率资源的瞬时使用的适应或最优化。

发明内容

本发明是基于如下目的的，发现对于上文描述情形的补救和最小化在相互干扰的基站之间的干扰，以便根据全部移动台的位置得到全部移动台的最佳容量，同时最小化基站之间的相互影响。

通过以下的方法、基站和移动终端而实现依照本发明的该目的。

一种用于最小化蜂窝OFDM通信网络中的干扰的方法，包括步骤：分配到小区的移动台测量各个子载波的无线信道质量和干扰水平，并将其传输给所述小区的基站，对于每个移动台，将无线信道质量组合成无线质量参数，依照无线质量参数将移动台分组，将属于具有低于至少一个其他组的无线质量参数的第一组移动台的移动台的干扰水平组合成公共干扰水平，依照第一组移动台的公共干扰水平将OFDM通信网络的子载波分为多个数量，以及选择属于具有低于至少一个其他数量的公共干扰水平的第一数量的子载波，作为用于向属于第一组的移动台传输的优选的子载波。

一种蜂窝OFDM通信网络中的基站，所述基站具有用于如下用途的装置：对于每个移动台，将无线信道质量组合成无线质量参数，依照无线质量参数将移动台分组，将属于具有低于至少一个其他组的无线质量参数的第一组移动台的移动台的干扰水平组合成公共干扰水平，依照第一组移动台的公共干扰水平将OFDM通信网络的子载波分为多个数量，以及选择属于具有低于至少一个其他数量的公共干扰水平的第一数量的子载波，作为用于向属于第一组的移动台传输的优选的子载波。

一种蜂窝OFDM通信网络中的移动台，该移动台包含用于以下的装置：测量无线信道质量和干扰水平，以及将这些传输到其所分配小区的基站。

本发明的基本思想是基于这样的事实，无线信道和干扰水平两者的变化造成了在相关联移动台中的噪声。当基站知道依赖于各个子载波的无线信道质量和各个移动台中的噪声时，基站能够推算出大概在哪个子载波上传输是最好的。在这个基础之上，能够在降低小区之间和小区内部的干扰的目的下进行总体的最优化。借助于依照基于自适应原理的本发明的方法，可以进行适应以动态地改变干扰情形，其例如随容量的利用、移动台的分布或无线信道的条件而变化。

如果关于干扰的基站和无线信道质量的信息在传输基站中是可用的，则干扰能够降低到最小值。这个信息包含在几个可能存在的度量中，例如信噪或信干比、信道传递函数或干扰信号的强度。

当移动台向基站传输关于干扰信号强度、无线信道质量和无线信道特征的信息时，针对使用特定的功率向移动台传输特定的信号的情况，基站能够为每个移动台评估和预测关于干扰和无线信道质量的情况。

同样，能够应用保证整个波段不被单个传输器完全占用的结构。为了这个目标，能够实现基站总是减少子载波的特定部分的最大传输功率，结果在子载波频谱中产生一个缺口，其能够由其他基站使用，以使分配给所述基站的移动台到达这些子载波。由于能够为每个传输单独地选择子载波，所以这个结构特别地适合于基于OFDM的系统。能够容易地实现用于避免由于子载波频谱中的缺口频繁改变而造成的振荡的附加的措施。

在从属权利要求和下面的描述中给出了本发明的另外的实施方式。

附图说明

下文借助参考附图更详细地解释了本发明。

图1示出了其中能够实现本发明的蜂窝通信网络的例子。

图2通过从移动台到基站的关于干扰水平和无线信道质量的信息的传输作为例子示出了依照本发明的方法的执行。

图3作为例子示出了用于选择子载波的依照本发明的方法的原理，其中在所述子载波上以减少的功率进行传输。

图4以图的形式示出了关于干扰水平和无线信道质量的信息处理的各个层次。

具体实施方式

在图1中所示的蜂窝通信网络CN作为例子被分割为八个小区C1-C8，并作为例子包含八个基站BS1至BS8以及四个移动台T1-T4。

8个基站BS1-BS8的每个都提供其所分配的小区C1-C8，并因此使在所分配的小区C1-C8中的移动台能够交换数据。

为了清晰，基站BS1-BS8与通信网络中例如控制单元的另外的元件的连接没有在图1中显示。

小区C1作为例子被分割为包含具有较差无线信道质量的移动台T1、T2的区域OA和包含具有较好无线信道质量的移动台T3、T4的区域IA。区域OA通常等同于小区的外部区域，而区域IA等同于小区的内部区域。

移动台T1-T4和基站BS1之间的无线连接由来自相邻基站BS2-BS8的干扰所干扰。作为例子通过宽箭头指示上述干扰来自小区C6、C7。

基站BS1-BS8包含蜂窝通信网络中基站的功能，即，它们向移动台T1-T4提供了连接到通信网络CN的可能性。

此外，依照本发明的基站BS1-BS8具有依照无线信道质量将移动台T1-T4分组的装置，其目的是将属于具有低于至少一个其他组的无线信道质量的第一组移动台T1、T2的移动台T1、T2的干扰水平，组合成公共干扰水平，以便依照第一组移动台T1、T2的公共干扰水平将OFDM通信网络CN的子载波分为多个数量，并且以便选择属于具有低于至少一个其他数量的公共干扰水平的第一数量的子载波，作为用于向属于第一组的移动台T1、T2传输的优选的子载波。

移动台T1-T4包含蜂窝通信网络中移动台的功能，即，移动台T1-T4能够通过基站BS1与通信网络CN相连接。

此外，依照本发明的移动台T1-T4具有用于测量无线信道质量和干扰水平、并将其传输到所述移动台所分配的小区C1的基站BS1的装置。

图2作为例子给出了依照本发明的方法的执行。为了清晰，该方法通过垂直点划线的描绘示意性地分为三个处理步骤。第一处理步骤延伸到移动台T1-T4。每个移动台T1-T4测量各个子载波SC的无线信道质量RCQTvec和干扰NLTvec。

在第二处理步骤中使用反馈信道FC，用箭头符号表示，移动台T1-T4在反馈信道FC上例如以信道传递函数CTF的形式向基站BS1传输无线信道质量，其中第三处理步骤涉及所述基站。与无线信道质量RCQTvec的传输相类似，干扰水平NLTvec在反馈信道FC上从移动台T1-T4传输到基站BS1。

两个图作为例子示出了在子载波SC上的如通过信道传递函数CTF所表达的无线信道质量RCQTvec和干扰水平NLTvec。

与干扰水平NLTvec较少地传输(例如每百传输时间间隔)相对照，无线信道质量RCQTvec通常以非常短的重复速率传输，例如在每个或每隔一个传输时间间隔(TTI)传输。

在扩展到基站BS1的第三处理步骤中，在基站BS1中用于传输功率和子载波的选择的模块TSS中，分析关于无线信道质量RCQTvec和干扰水平NLTvec的信息。基于该分析，将子载波SC分配给移动台T1-T4使用。

在基于该分析的另外实施方式中，在用于传输功率和子载波选择的模块TSS中选择一组子载波，该组由基站BS1以修改的传输功率P使用。这个传输功率P的修改，即衰减或放大，能够为每个子载波SC单独进行。这个传输功率的配置存储在基站BS1的存储模块TPP中。该配置的示例曲线在存储模块TPP下的图中示出。在子载波SC上示出了传输功率P。

下文参考图3给出了第三处理步骤的更详细的描述。

依照例如通过在用于传输功率和子载波的选择的模块TSS中分析信道传递函数CTF得到的无线信道质量RCQTvec，对移动台T1-T4进行分类，其中无线信道质量RCQTvec优选地对于每个移动台T1-T4平均，以便存在对于每个移动台T1-T4的无线质量参数RCQT。可选择地，每个移动台T1-T4的无线信道质量RCQTvec也能够加权组合成无线质量参数RCQT。依照无线质量参数RCQT将激活的和报告的移动台T1-T4的数目分组。

能够例如通过每个组的移动台T1-T4的最大数目或全部移动台T1-T4的数目的百分比来确定组的大小。

图3给出了依照无线质量参数RCQT的移动台T1-T4的分类。上一行涉及具有较差平均无线信道质量，即具有低的无线质量参数RCQT的第一组移动台T1、T2，下一行涉及具有较好平均无线信道质量，即具有高的无线质量参数RCQT的第二组移动台T3、T4。对于这两组，在图中作为例子，针对各组移动台示出了在子载波SC上的公共无线信道质量RCQGvec的曲线。通过加权组合相关组的各个移动台的无线信道质量RCQTvec来得到对于一组移动台的公共无线信道质量RCQGvec。为了清晰的目的，在图3中描述的例子限制为依照无线质量参数RCQT将移动台T1-T4分类为两个组。然而本发明的原理能够扩展到任何数目的组。

然而对关于各个移动台T1-T4的干扰水平NLTvec的信息进行不同地分析。首先将小区内的干扰，即由基站BS1自身造成并且对其来说是了解的，从所报告的干扰水平NLTvec中扣除，以给出由其他基站BS2-BS8所造成的单纯的小区间的干扰。将具有低的无线质量参数RCQT的第一组移动台T1、T2的小区间干扰的水平组合成公共干扰水平NLGvec，其中在组合时，各个移动台T1、T2的小区间干扰的水平能够加以不同的权重。相似地，将具有高的无线质量参数RCQT的第二组移动台T3、T4的小区间干扰的水平组合成公共干扰水平NLGvec，其中此处同样在组合时，各个移动台T3、T4的小区间干扰水平能够加以不同的权重。在图3的图中作为例子示出了用于两个组的在子载波SC上的干扰水平NLGvec。

如果我们现在考虑用于第一组移动台T1、T2的分析，基站BS1选择那些具有低于某个门限值L1的公共干扰水平NLGvec的子载波SC，作为用于向移动台T1、T2传输的优选的子载波SC。做出这个选择的原因是远离基站BS1的移动台T1、T2通常具有低的无线质量参数RCQT。为了完成通信，这样的移动台T1、T2应该由基站BS1在具有低的公共干扰水平NLGvec的子载波上服务，以实现任何通信。

这样的具有低于门限值L1的公共干扰水平NLGvec的子载波SC很可能由其他基站BS2-BS8以减少的传输功率使用。然而其他因素如所谓的高路径损耗，即在相邻小区C2-C8中的传播损耗，或在相邻小区中在这些子载波上不进行传输的事实，造成了低的公共干扰水平NLGvec。能够例如选择该门限值L1和因此产生的具有低的公共干扰水平NLGvec的子载波SC的数目，以便给出具有低的公共干扰水平NLGvec的子载波SC的定义的数目或定义的百分比。

在有益的实施方式中，基站BS1判定在特定时间间隔期间用于以减少的传输功率P使用的优选的子载波的特定数目。为了这个目的，我们考虑用于第一组移动台T1、T2的公共干扰水平NLGvec的分析，且选择那些具有高于门限值L1的公共干扰水平NLGvec的子载波HISC1作为用于以减少的传输功率P传输的优选的子载波，因为这些具有高的公共干扰水平NLGvec的子载波HISC1可能在相邻的小区C2-C8中使用，并且在小区C1中减少的传输功率P降低了在相邻小区C2-C7中的干扰。

在另外的实施方式中，使用具有高的无线质量参数RCQT的第二组移动台T3、T4，选择用于以减少的传输功率P传输的优选的子载波。仅选择那些不适宜由第二组移动台T3、T4使用的子载波，作为用于以减少的传输功率P传输的优选的子载波PSC。

如果在图3中我们考虑用于第二组移动台T3、T4的公共干扰水平NLGvec的分析，以与第一组移动台T1、T2中相同的方式，由基站BS1选择具有低于特定门限值L2的公共干扰水平NLGvec的那些子载波SC，作为用于向移动台T3、T4传输的优选的子载波。然而优选地不使用具有高于门限值L2的公共干扰水平NLGvec的子载波HISC2用于向第二组移动台T3、T4传输。能够例如选择该门限值L2和因此产生的具有低的公共干扰水平NLGvec的子载波SC的数目，以便给出具有低的公共干扰水平NLGvec的子载波SC的定义的数目或定义的百分比。

现在将具有高于门限值L1的公共干扰水平NLGvec的子载波HISC1与具有高于门限值L2的公共干扰水平NLGvec的子载波HISC2相比较，且仅选择包含在子载波HISC1的数量和子载波HISC2的数量两者中的那些子载波作为用于以减少的传输功率P传输的优选的子载波PSC。在图3中子载波HISC1和HISC2由双箭头标识并由实线划定界线，用于以减少的传输功率P传输的优选的子载波PSC同样由双箭头标识，但由虚线划定界线。

在另外的实施方式中，将具有高于门限值L1的公共干扰水平NLGvec的子载波HISC1与具有低于门限值L2的公共干扰水平NLGvec的子载波相比较，且仅选择在子载波HISC1的数量中而不在具有低于门限值L2的公共干扰水平NLGvec的子载波的数量中包含的那些子载波作为用于以减少的传输功率P传输的优选的子载波PSC。

在另外的实施方式中，从那些不属于具有低于门限值L1的公共干扰水平NLGvec的子载波SC的数量中随机地选择用于以减少的传输功率P传输的优选的子载波PSC。

基站BS1从用于以减少的传输功率P传输的优选的子载波PSC中，选择用于以减少的传输功率P使用的多个子载波。

在一个实施方式中，基站BS1，从优选的子载波PSC中，选择那些具有最高的公共干扰水平NLGvec的子载波，所述子载波用于以减少的传输功率P使用。

在另外的实施方式中，基站BS1，从优选的子载波PSC中，选择那些具有最差的公共无线信道质量RCQGvec的子载波，所述子载波用于以减少的传输功率P使用。

在另外的实施方式中，考虑到数据吞吐量的优化，从优选的子载波PSC中，选择多个用于以减少的传输功率P传输的子载波。在这个例子中，关于优选的子载波PSC所能够提供的数据吞吐量速率而对优选的子载波PSC进行研究。接着使用预期的具有最低的数据吞吐量速率的优选的子载波PSC用于以减少的传输功率P传输。

干扰水平NLTvec的测量仅在这样的子载波上可能实现，其中移动台T1-T4在所述子载波上接收有用数据。因此在另外的实施方式中，为了优化依照本发明的方法，控制模块SCH这样将子载波SC分配给移动台T1-T4，以便移动台T1-T4在干扰水平NLTvec的测量间隔期间至少一次接收有用数据。图3示出了控制模块SCH从存储模块TPP接收应用于子载波SC之上的传输功率的配置，并且将用于将子载波SC分配给移动台T1-T4的控制信号发送到用于传输功率和子载波选择的模块TSS。

在图4中，为了清晰的目的，给出了关于干扰和无线信道质量的信息处理的不同层次。在涉及每个移动台分析的第一层次S1中，在移动台T1-T4的层次，每个移动台测量无线信道质量RCQTvec。图4给出了在子载波SC上的每个移动台T1-T4的无线信道质量RCQTvec。

为每个移动台T1-T4，从对应移动台T1-T4的无线信道质量中判定无线质量参数RCQT。

相似地，每个移动台测量干扰水平NLTvec，并且为每个移动台在子载波SC上给出这个值。

在另外的实施方式中，为每个移动台T1-T4，从干扰水平NLTvec的加权平均中判定干扰参数NLT。

将移动台依照无线质量参数RCQT进行分组，如在第二层次中显而易见，分为具有移动台T1和T2的一组和具有移动台T3和T4的一组。

在涉及一组移动台中的分析的第二层次S2中，从有关组的各个移动台的无线信道质量RCQTvec的加权组合中为每个组判定公共无线信道质量RCQGvec。

相似地，从有关组的各个移动台的干扰水平NLTvec的加权组合中为每个组判定公共干扰水平NLGvec。

在层次S2中，在子载波SC上给出了公共无线信道质量RCQGvec和公共干扰水平NLGvec。

在另外的实施方式中，为每个移动台组，在全部子载波SC上从公共无线信道质量RCQGvec的加权组合中判定一个组无线质量参数RCQG。

相似地，为每个移动台组，在全部子载波SC上从公共干扰水平NLGvec的加权组合中判定一组干扰参数NLG。

最后在另外的实施方式中，如从层次S3中所能够看到的，为全部组中的全部移动台T1-T4，从全部组的组无线质量参数RCQG的加权组合中确定全局的无线质量参数RCQA。

相似地，为全部组中的全部移动台T1-T4，从全部组的组干扰参数NLG的加权组合中判定全局干扰参数NLA。

在另外的实施方式中，使用组干扰参数NLG或全局干扰参数NLA来建立门限值L1或L2。