[发明专利]基于基站天线配置的下行链路预编码索引协同

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统。更具体来说，本发明涉及用于在无线通信系统中减轻小区间干扰的装置和方法。

背景技术

正在进行开发下一代通信系统的研究，所述下一代通信系统也被称为第4代(4G)通信系统或高级国际移动电信(IMT-Advanced)通信系统。这种下一代通信系统的代表性例子包括基于电气和电子工程师协会(IEEE)802.16m标准的通信系统(称为IEEE 802.16m系统)以及基于第三代合作伙伴计划(3GPP)高级长期演进(LTE)标准的通信系统(称为高级LTE系统)，这两种系统都在开发之中。IEEE 802.16m系统和高级LTE系统都采用正交频分复用(OFDM)/正交频分多址(OFDMA)方案，从而能够在物理信道中支持宽带网络。

在采用OFDM/OFDMA方案的无线通信系统中，由基站(BS)向该BS的小区覆盖区域内的一个或多个移动站(MS)分配正交的无线资源(radio resource)。因此，该BS的小区覆盖区域内的MS之间的干扰不明显。然而，如果在相邻小区中使用相同的无线资源，那么位于或邻近该BS小区的边缘的MS可能经受干扰。这样的干扰被称为小区间干扰。

图1是用于解释传统无线通信系统中的小区间干扰的生成的示意性流程图。

参考图1，MS 130通过解码使用服务BS 110所分配的无线资源接收的信号来接收下行链路数据。在此情况下，如果服务BS 110分配给MS 130的无线资源与干扰BS 120所使用的无线资源相同，那么MS 130既接收由BS 110发送的下行链路信号又接收由BS 120发送的下行链路信号。相应地，MS 130对这两个下行链路信号的混合信号进行解码，因此可能不能正确地实现数据接收。也就是说，由BS 120发送的下行链路信号成为MS 130的干扰。

如上所述，在诸如IEEE 802.16m或高级LTE系统的、使用OFDM/OFDMA方案的无线通信系统中，由于下行链路(DL)或上行链路(UL)信号是从使用相同频率资源或时间资源的不同小区发送的，因此小区间干扰导致系统性能退化。

除了OFDM/OFDMA方案之外，IEEE 802.16m和高级LTE系统都采用多输入多输出(MIMO)方案。与使用单个天线的无线通信系统相比，在发送端和接收端都使用多个天线的无线通信系统可以与天线的数量成比例地增加信道传输容量，而无需额外分配频率或发送(Tx)功率。MIMO方案的另一个益处是它允许减轻小区间干扰。

为了减轻小区间干扰，诸如IEEE 802.16m和高级LTE系统的、使用MIMO方案的无线通信系统使用预编码矩阵来减轻小区间干扰。也就是说，在DL通信中，BS将Tx信号乘以预编码矩阵，以便消除其对相邻小区造成的干扰，并且使其小区内的下行链路性能最大化。用于减轻干扰的预编码矩阵是码本(codebook)中所包括的多个预编码矩阵之一，其中所述预编码矩阵中的每一个都可以由预编码矩阵索引(Precoding Matrix Index，PMI)来标识。BS所使用的特定码本取决于该BS的操作所依据的标准。

PMI协同(coordination)方案被采用，以使用预编码矩阵来减轻小区间干扰。在操作中，位于小区边缘附近的MS测量服务BS和任何主要干扰BS的DL信道。为了方便解释，这里假设存在一个干扰BS。然后，MS确定用于其服务BS和干扰BS的适当PMI。当确定PMI时，MS可以确定优选的PMI和不想要的PMI之一或者它们二者。一旦确定了用于服务BS和干扰BS的PMI，则MS将所述用于服务BS和干扰BS的PMI反馈给它的服务BS。服务BS使用专用于其的PMI并且将用于干扰BS的PMI经由回程(backhaul)转发给干扰BS。干扰BS基于从服务BS接收的PMI调整它的DL传输。由此，干扰BS对MS造成的干扰被减小。

然而，DL信道条件随时间和位置变化。结果，存在这样的问题，即，当干扰BS应用PMI时，DL信道条件可能已经改变得太多，以至于上述PMI方案无效。换言之，当在测量DL信道的MS和调整其传输的干扰BS之间存在太大延迟时，上述的PMI方案遭受PMI老化(aging)问题。该延迟主要由反馈延迟和回程延迟造成。反馈延迟对应于MS从码本中的所有PMI中选择PMI、然后将所选择的PMI转发给服务BS所花费的时间量。回程延迟对应于由服务BS将从MS接收的PMI通过回程连接传送到干扰BS所花费的时间量。此外，PMI在其不可靠之前能够经历的时间与MS的移动速率成相反关系。相应地，在实际应用中，上述的PMI方案限于与具有低移动速率的MS一起使用。