CN103826257A

CN103826257A - 一种干扰消除方法、系统、装置及ue

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Publication number: CN103826257A
Application number: CN201210468448.7A
Authority: CN
Inventors: 田亚飞; 杨晨阳; 孙程君; 李迎阳
Original assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-05-28
Also published as: US9491714B2; KR102168856B1; JP2016501479A; WO2014077625A1; EP2920895A4; US20150296462A1; EP2920895B1; EP2920895A1; KR20150087342A; JP6411357B2

Abstract

本发明提供了一种干扰消除方法、系统、装置及UE，其中方法包括：中央控制节点分别通过基站1和基站2获取UE1和UE2检测的下行信号信噪比和干噪比，并将所述关联用户设备的传输方式通知基站1、UE1、基站2和UE2，其中，UE1位于基站1服务的小区，UE2位于基站2服务的小区，所述UE1和UE2为一对关联用户设备。应用本申请，能够降低小区间干扰的影响，提高蜂窝系统的吞吐量。

Description

一种干扰消除方法、系统、装置及UE

技术领域

本申请涉及通信系统中的干扰消除技术，特别涉及一种干扰消除方法、系统、装置及UE。

背景技术

蜂窝系统的设计已经从单纯追求频谱效率发展为追求频谱的空间利用率。小区分裂是提高频谱空间效率的一种常用方法，但在第四代移动通信系统中小区半径已经相当小，继续分裂的潜力不大；另外，用户在空间上的分布并不是均匀的，某些热点地区和场合可能集中了小区中的大量用户。在这种用户分布不均匀的场景下，异构网络是一种更适合的选择，其基本思想是，采用大功率的宏基站对宏小区进行无缝覆盖，提供基本的接入；在宏小区中的热点场合布署低功率基站提供高速数据服务。这些低功率基站包括微微基站、家庭基站、中继节点等（以下统称微基站）。

在同构网络中，小区间干扰只在小区边缘才比较严重。但异构网络中，宏小区与其嵌套微小区之间的干扰有更独特的性质。低功率节点的部署更有随意性，例如家庭基站是由用户在室内部署的，其位置和开关都比较随机；它有可能位于宏小区的边缘，也有可能位于宏小区的中心。宏基站与微基站的功率相差很多，导致下行链路的不对称。

现有抑制小区间干扰的技术主要有三类：一是通过时、频、空域的回避或正交划分，如部分频率复用（FFR）、近空子帧（ABSF）等；二是通过基站协调进行功率控制，降低干扰电平，从而可以把干扰当背景噪声处理，如软频率复用（SFR）等；三是干扰删除，当干扰较强时，可以把干扰先解调出来再删去。但是传统的干扰删除是一种被动的处理方案，当接收端满足干扰解调的条件时才会去解调，否则仍是把干扰当噪声或者采取别的正交化的回避方法。这种传统的干扰消除方式限制了整个网络的吞吐量。

发明内容

本申请提供了一种干扰消除方法，能够更好地处理小区间干扰，提高蜂窝网络的吞吐量。

本发明还提供了用于实现干扰消除的系统、装置和UE，能够更好地处理小区间干扰，提高蜂窝网络的吞吐量。

本发明的技术方案是这样的：

一种干扰消除方法，包括：

中央控制节点分别通过基站1和基站2获取UE1和UE2检测的下行信号信噪比和干噪比，并将所述关联用户设备的传输方式通知基站1、UE1、基站2和UE2，其中，UE1位于基站1服务的小区，UE2位于基站2服务的小区，所述UE1和UE2为一对关联用户设备。

一种干扰消除系统，包括：

UE1和UE2，用于检测下行信号信噪比和干噪比，将检测的下行信号信噪比和干噪比分别上报至基站1和基站2；所述UE1位于基站1服务的小区，UE2位于基站2服务的小区，所述UE1和UE2为一对关联用户设备；

基站1和基站2，用于分别将UE1和UE2上报的下行信号信噪比和干噪比上报至中央控制节点；并将中央控制节点下发的关联用户设备的传输方式分别下发至UE1和UE2；

中央控制节点，用于分别通过基站1和基站2获取所述UE1和UE2检测的下行信号信噪比和干噪比，并将所述关联用户设备的传输方式下发至基站1和基站2。

一种干扰消除装置，包括：

信息获取模块，用于分别通过基站1和基站2获取UE1和UE2检测的下行信号信噪比和干噪比，其中，所述UE1位于基站1服务的小区，UE2位于基站2服务的小区，所述UE1和UE2为一对关联用户设备；

传输方式下发模块，用于将所述关联用户设备的传输方式下发至基站1和基站2。

一种用于干扰消除的UE，包括：

检测模块，用于检测下行信号信噪比和干噪比；

上报模块，用于将所述下行信号信噪比和干噪比经由基站上报至中央控制节点；

接收模块，用于接收所述中央控制节点经由基站下发的包括所述UE在内的关联用户设备的传输方式。

由上述技术方案可见，本发明中，两个基站通过协调关联用户设备的传输方式，可以控制互相干扰的程度，创造出有利于干扰删除的局面，从而提高两个互相干扰用户的和数据率，提高网络的吞吐量。

附图说明

图1为本发明提出的干扰消除方法流程图；

图2为实施例一的系统环境示意图；

图3为实施例一的信令交互示意图；

图4为实施例二的信令交互示意图；

图5为本申请实施例中的传输数据率性能比较图；

图6为本发明提出的干扰消除系统结构示意图；

图7为本发明提出的干扰消除装置结构示意图；

图8为本发明提出的实现干扰消除的UE结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请做进一步详细说明。

本发明提出一种干扰消除方法，如图1为该方法流程图，包括：

步骤101：中央控制节点分别通过基站1和基站2获取UE1和UE2检测的下行信号信噪比和干噪比；其中，UE1位于基站1服务的小区，UE2位于基站2服务的小区，所述UE1和UE2为一对关联用户设备。

步骤102：中央控制节点将所述关联用户设备的传输方式通知基站1、UE1、基站2和UE2。

上述步骤101中，可以由基站1选取UE1，基站2选取UE2，并分别将选取的UE1和UE2的信息上报至中央控制节点；或者，可以由基站1和基站2分别向中央控制节点上报自身服务的小区内的用户设备信息，由中央控制节点选取关联用户设备UE1和UE2。

上述基站1和基站2可以分别为同构网络中的两个宏基站，或者，分别为异构网络中的一个宏基站和一个微基站。

上述方法中，UE1和UE2检测下行信号信噪比和干噪比的方式为：

UE1和UE2分别检测本小区基站的信号功率、邻小区基站的干扰功率和背景噪声功率，所述信噪比为本小区基站的信号功率与背景噪声功率的比值，所述干噪比为邻小区基站的干扰功率与背景噪声功率的比值；

其中，UE1的本小区基站为基站1、邻小区基站为基站2；UE2的本小区基站为基站2、邻小区基站为基站。

中央控制节点可以根据通过基站1和基站2获取的信噪比和干燥比确定关联用户设备的传输方式。

上述关联用户设备的传输方式包括：UE1的调制编码方式（MCS）、UE1的解调顺序、UE2的MCS和/或UE2的解调顺序。

上述步骤102中，中央控制节点将关联用户设备的传输方式通知UE1和UE2的方式可以为：分别通过基站1通知UE1和通过基站2通知UE2。

上述中央控制节点可以设置于基站1或基站2中，或者也可以是独立的设备或功能单元。

上述步骤102之后进一步包括：

基站1或基站2发送信号时，根据所述关联用户设备的传输方式发送；或者，UE1或UE2接收信号时，根据所述关联用户设备的传输方式接收。

以下举具体的实施例详细介绍。

实施例一：

本申请的实施例一的系统环境如图2所示，在一个圆形区域内布署了一个宏基站BS1和一个微基站BS2，两个基站之间通过骨干网连接并交互信息，并且中央控制节点设置于宏基站BS1中。

中央控制节点从宏基站BS1服务的宏小区中选取一个用户设备UE1，从微基站BS2服务的微小区中选取另一个用户设备UE2，作为一对关联用户设备。通常微小区中的用户设备数目远小于宏小区中的用户设备数目，所以可以先确定微小区中的用户设备，然后再确定宏小区中与其相关联的用户设备。关联用户设备选取的原则有很多种，一种可能的方案是，首先随机选取微小区中的用户UE2，然后以微基站到宏基站的距离为半径确定一个圆形区域，随机选取此圆形区域外面的一个用户作为与UE2关联的UE1。

假定基站和用户都是单天线，并且在一个时频资源块上处理，多载波或多天线时可以做类似的推广。

当两个基站发送下行信号时，两个UE各自对其直传信号链路和交叉干扰链路进行信道测量。这里直传信号链路指的是BS1到UE1的链路h₁₁，以及BS2到UE2的链路h₂₂；交叉干扰链路指的是BS1到UE2的链路h₂₁，以及BS2到UE1的链路h₁₂。因为UE只能测到本小区基站的信号功率、邻小区基站的干扰功率和背景噪声的功率，所以当宏基站BS1和微基站BS2的发射功率分别为P₁和P₂时，UE1检测到本小区基站（即BS1）的信号功率为P′₁₁＝|h₁₁|²P₁，邻小区基站（即BS2）的干扰功率为P′₁₂=|h₁₂|²P₂；UE2检测到本小区基站（即BS2）的信号功率为P′₂₂=|h₂₂|²P₂，邻小区基站（即BS1）的干扰功率为P′₂₁＝|h₂₁|²P₁。假设UE1和UE2处的背景噪声功率均为N0，则定义UE1处检测的信噪比和干噪比分别为

{SNR}_{1} = \frac{{| h_{11} |}^{2} P_{1}}{N_{0}},

{INR}_{1} = \frac{{| h_{12} |}^{2} P_{2}}{N_{0}} .

UE2处检测的信噪比和干噪比分别为

{SNR}_{2} = \frac{{| h_{22} |}^{2} P_{2}}{N_{0}},

{INR}_{2} = \frac{{| h_{21} |}^{2} P_{1}}{N_{0}} .

UE1将测到的信噪比与干噪比的值SNR₁和INR₁传给BS1，UE2将测到的信噪比与干噪比的值SNR₂和INR₂传给BS2；BS2再通过骨干网链路将SNR₂和INR₂传给BS1。这样BS1就拥有了四条链路的信噪比与干噪比信息。

BS1根据收到的信噪比和干噪比信息计算此干扰网络所能传输的最大和数据率，以及两个UE各自的传输数据率。计算方法如下：

步骤1，如果四条链路的信噪比和干噪比满足条件SNR₁<INR₂并且SNR₂>INR₁，则转入步骤2执行；如果不满足上述条件，则使用正交传输方式FFR或ABSF。

步骤2，根据信噪比条件细分为两种情况：

①如果SNR₁SNR₂+SNR₁≥INR₁INR₂+INR₂，则和数据率需满足约束：

R_sum≤log(1+SNR₂+INR₂)

单个UE的传输数据率需满足约束：

R_{1} \leq \log (1 + \frac{{SNR}_{1}}{1 + {INR}_{1}})

R₂≤log(1+SNR₂)

所以在这种情况下，如果先给定UE1的传输数据率R₁，则UE2的传输数据率为：

R_{2} = \{\begin{matrix} R_{sum} - R_{1}, & if R_{sum} - R_{1} \leq \log (1 + {SNR}_{2}) \\ \log (1 + {SNR}_{2}), & otherwise \end{matrix}

同理，如果先给定UE2的传输数据率R₂，则UE1的传输数据率为：

R_{1} = \{\begin{matrix} R_{sum} - R_{2} & if R_{sum} - R_{2} \leq \log (1 + \frac{{SNR}_{1}}{1 + {INR}_{1}}) \\ \log (1 + \frac{{SNR}_{1}}{1 + {INR}_{1}}) & otherwise \end{matrix}

对于这种情况，和数据率受限于UE2处的多址信道。UE1和UE2的解调顺序均为先解调BS1的信号、后解调BS2的信号。因此，在UE1处，UE1直接解调BS1的信号，把BS2的信号当作噪声处理；在UE2处，UE2先解调BS1的信号，此时把BS2的信号当作噪声，然后把BS1的信号删除，再去解调BS2的信号。

②如果SNR₁SNR₂+SNR₁<INR₁INR₂+INR₂，则和数据率需满足约束：

R_{sum} = \log (1 + \frac{{SNR}_{1}}{1 + {INR}_{1}}) + \log (1 + {SNR}_{2})

单个UE的传输数据率仍需满足约束：

R_{1} \leq \log (1 + \frac{{SNR}_{1}}{1 + {INR}_{1}})

R₂≤log(1+SNR₂)

在这种情况下，和数据率受限于UE1处的多址信道，此时单用户传输数据率约束与和数据率约束是一致的，所以UE1和UE2的传输数据率只用满足单用户传输数据率的约束。同样，UE1和UE2的解调顺序均为先解调BS1的信号、后解调BS2的信号。因此，在UE1处，UE1先解调BS1的信号，把BS2的信号当作噪声处理；在UE2处，来自BS1的信号先被解调并删除，然后再解调BS2的信号。

由数据率可以决定编码及调制方式（MCS），然后，BS1把决定的两个UE的传输方式（包括MCS方式和解调顺序）通过骨干网下发至BS2，两个基站再通过下行控制信道通知两个UE。这里每个基站都要通知用户自己和另一个用户的MCS方式以及解调顺序。

整个过程的信令交互图如图3所示，包括：

步骤301：UE1将测到的信噪比与干噪比的值SNR₁和INR₁传给BS1，UE2将测到的信噪比与干噪比的值SNR₂和INR₂传给BS2；

步骤302：BS2再通过骨干网链路将SNR₂和INR₂传给BS1；

步骤303：BS1把两个UE的MCS方式及各UE处的解调顺序通过骨干网传给BS2；

步骤304：BS1把两个UE的MCS方式及解调顺序传给UE1，BS2把两个UE的MCS方式及解调顺序传给UE2。当UE1不需要解调来自BS2的信号时，BS1可以只把UE1的MCS方式及解调顺序传给UE1，或者只把UE1的MCS方式传给UE1。

实施例二：

本实施例考虑系统中有一个独立的中央控制节点，则BS1和BS2将信道测量信息SNR₁,INR₁,SNR₂和INR₂都汇报给中央控制节点；中央控制节点计算出两UE的MCS方式和解调顺序后，再把这些信息分发给BS1和BS2，并通过BS1和BS2传递给UE1和UE2。在这种情况下，整个过程的信令交互图如图4所示，包括：

步骤401：UE1将测到的信噪比与干噪比的值SNR₁和INR₁传给BS1，UE2将测到的信噪比与干噪比的值SNR₂和INR₂传给BS2；

步骤402：BS1通过骨干网链路将SNR₁和INR₁传给中央控制节点；BS2通过骨干网链路将SNR₂和INR₂传给中央控制节点；

步骤403：中央控制节点把两个用户的MCS方式及各用户处的解调顺序通过骨干网传给BS1和BS2；

步骤404：BS1把两个用户的MCS方式及解调顺序传给UE1，BS2把两个用户的MCS方式及解调顺序传给UE2。当UE1不需要解调来自BS2的信号时，BS1可以只把UE1的MCS方式及解调顺序传给UE1，或者只把UE1的MCS方式传给UE1；同样，当UE2不需要解调来自BS1的信号时，BS2可以只把UE2的MCS方式及解调顺序传给UE2，或者只把UE2的MCS方式传给UE2。

下面我们通过一组实验比较本发明方法与正交传输（FFR、ABSF）方法的数据率性能。考虑图2所示的网络架构，给定宏基站位置（0m，0m），微基站位置（118m，118m）,微用户位置（69m,153m），让宏用户位置从（0m,180m）移动到（0m,480m）。宏基站到两个用户的路径损耗模型为

P_L=128.1+37.6lg(d/1000)

微基站到两个用户的路径损耗模型为

P_L=140.7+36.7lg(d/1000)

这样的位置分布全部满足条件SNR₁<INR₂并且SNR₂>INR₁。按照本发明所述方法选取两个UE的传输数据率和MCS方式，在UE端按照约定顺序解调，则两个UE的可达和数据率如图5所示。图5中还给出了正交传输方案的可达和数据率，可以看出，本发明方法比正交传输有很大的性能提升；当宏用户位置距宏基站较远时，本发明方法的数据率接近正交传输的两倍。

本发明还提出一种干扰消除系统，如图6为该系统结构示意图，包括：

上述系统中，基站1和基站2分别为同构网络中的两个宏基站，或者，所述基站1和基站2分别为异构网络中的一个宏基站和一个微基站。

上述系统中，UE1和UE2检测下行信号信噪比和干噪比的方式为：

UE1和UE2分别检测本小区基站的信号功率、邻小区基站的干扰功率和背景噪声功率，所述信噪比为本小区基站的信号功率与背景噪声功率的比值，所述干噪比为邻小区基站的干扰功率与背景噪声功率的比值。

关联用户设备的传输方式包括：UE1的调制编码方式MCS、UE1的解调顺序、UE2的MCS和/或UE2的解调顺序。

上述中央控制节点可以设置于基站1或基站2中，或者是独立的设备或功能单元。

上述系统中，基站1或基站2发送信号时，根据所述关联用户设备的传输方式发送；或者，UE1或UE2接收信号时，根据所述关联用户设备的传输方式接收。

本发明还提出一种干扰消除装置，如图7为该装置结构示意图，包括：

信息获取模块701，用于分别通过基站1和基站2获取UE1和UE2检测的下行信号信噪比和干噪比，其中，所述UE1位于基站1服务的小区，UE2位于基站2服务的小区，所述UE1和UE2为一对关联用户设备；

传输方式下发模块702，用于将所述关联用户设备的传输方式下发至基站1和基站2。

上述装置还包括：关联用户设备选取模块703，用于选取所述关联用户设备UE1和UE2。

上述装置中，关联用户设备的传输方式包括：UE1的调制编码方式MCS、UE1的解调顺序、UE2的MCS和/或UE2的解调顺序。

上述装置可以设置于基站1或基站2中，或者是独立的设备或功能单元。

本发明还提出一种用于干扰消除的UE，如图8为该UE结构示意图，包括：

检测模块801，用于检测下行信号信噪比和干噪比；

上报模块802，用于将所述下行信号信噪比和干噪比经由基站上报至中央控制节点；

接收模块803，用于接收所述中央控制节点经由基站下发的包括所述UE在内的关联用户设备的传输方式。

检测模块801分别检测本小区基站的信号功率、邻小区基站的干扰功率和背景噪声功率，所述信噪比为本小区基站的信号功率与背景噪声功率的比值，所述干噪比为邻小区基站的干扰功率与背景噪声功率的比值。

关联用户设备的传输方式包括：所述UE的调制编码方式MCS、所述UE的解调顺序、与所述UE关联的用户设备的MCS和/或与所述UE关联的用户设备的解调顺序。

上述UE还包括：传输模块804，由于根据所述关联用户设备的传输方式接收下行信号。

上述即为本申请干扰消除方案的具体实现。由上述本申请的技术方案可见，UE不仅向基站汇报信噪比信息，而且汇报干噪比信息；两个UE的信噪比和干噪比信息通过基站间骨干网链路汇总到中央控制节点（或者作为中心的某一基站）；中央控制节点通过协调两个基站的传输数据率和调制方式，可以创造出有利于干扰删除的局面，从而提高两个互相干扰用户的和数据率，提高网络的吞吐量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种干扰消除方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站1和基站2分别为同构网络中的两个宏基站，或者，所述基站1和基站2分别为异构网络中的一个宏基站和一个微基站。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UE1和UE2检测下行信号信噪比和干噪比的方式为：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关联用户设备的传输方式包括：UE1的调制编码方式MCS、UE1的解调顺序、UE2的MCS和/或UE2的解调顺序。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中央控制节点将关联用户设备的传输方式通知UE1和UE2的方式为：分别通过基站1通知UE1和通过基站2通知UE2。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中央控制节点设置于基站1或基站2中，或者所述中央控制节点是独立的设备或功能单元。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

8.一种干扰消除系统，其特征在于，所述系统包括：

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述基站1和基站2分别为同构网络中的两个宏基站，或者，所述基站1和基站2分别为异构网络中的一个宏基站和一个微基站。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述UE1和UE2分别检测本小区基站的信号功率、邻小区基站的干扰功率和背景噪声功率，所述信噪比为本小区基站的信号功率与背景噪声功率的比值，所述干噪比为邻小区基站的干扰功率与背景噪声功率的比值。

11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述关联用户设备的传输方式包括：UE1的调制编码方式MCS、UE1的解调顺序、UE2的MCS和/或UE2的解调顺序。

12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述中央控制节点设置于基站1或基站2中，或者所述中央控制节点是独立的设备或功能单元。

13.根据权利要求8至12任意一项所述的系统，其特征在于，所述基站1或基站2发送信号时，根据所述关联用户设备的传输方式发送；或者，UE1或UE2接收信号时，根据所述关联用户设备的传输方式接收。

14.一种干扰消除装置，其特征在于，所述装置包括：

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

关联用户设备选取模块，用于选取所述关联用户设备UE1和UE2。

16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述关联用户设备的传输方式包括：UE1的调制编码方式MCS、UE1的解调顺序、UE2的MCS和/或UE2的解调顺序。

17.根据权利要求14、15或16所述的装置，其特征在于，所述装置设置于基站1或基站2中，或者所述装置是独立的设备或功能单元。

18.一种用于干扰消除的UE，其特征在于，所述UE包括：

检测模块，用于检测下行信号信噪比和干噪比；

19.根据权利要求18所述的UE，其特征在于，所述检测模块分别检测本小区基站的信号功率、邻小区基站的干扰功率和背景噪声功率，所述信噪比为本小区基站的信号功率与背景噪声功率的比值，所述干噪比为邻小区基站的干扰功率与背景噪声功率的比值。

20.根据权利要求18所述的UE，其特征在于，所述关联用户设备的传输方式包括：所述UE的调制编码方式MCS、所述UE的解调顺序、与所述UE关联的用户设备的MCS和/或与所述UE关联的用户设备的解调顺序。

21.根据权利要求18、19或20所述的UE，其特征在于，所述UE还包括：

传输模块，由于根据所述关联用户设备的传输方式接收下行信号。