用于減輕d2d干擾的空間校準(zhǔn)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于減輕D2D干擾的空間校準(zhǔn)
[0001] 本國(guó)際申請(qǐng)要求于2013年3月13日遞交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)13/798,652的 優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容被通過(guò)引用結(jié)合于此。
【背景技術(shù)】
[0002] 設(shè)備到設(shè)備（device-to-device，D2D)通信是提高LTE(LongTermEvolution，長(zhǎng) 期演進(jìn)）和其它蜂窩網(wǎng)絡(luò)的性能的一種方式。在D2D通信中，終端（在LTE中被稱(chēng)為用戶(hù) 設(shè)備或UE)直接與彼此進(jìn)行通信而不通過(guò)基站（在LTE中被稱(chēng)為演進(jìn)的節(jié)點(diǎn)B或eNB)連 接。兩個(gè)或更多D2D設(shè)備之間的D2D通信通常由于D2D設(shè)備之間的距離較短從而十分具有 局域性，并且該D2D通信使用很低的傳輸功率。D2D通信還是提高蜂窩系統(tǒng)中資源的空間復(fù) 用從而獲得更高吞吐量的有效方法。
[0003] -種實(shí)現(xiàn)作為L(zhǎng)TE網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的底層的D2D通信的方法是帶外解決方案，在 該方案中，D2D流量被卸載到應(yīng)用層上的無(wú)許可帶（例如，由IEEE802. 11標(biāo)準(zhǔn)定義的 Wi-Fi)。另一方法是帶內(nèi)解決方案，在該方案中，D2D傳輸發(fā)生在LTE網(wǎng)絡(luò)所使用的同一許 可帶中。在后者的方法中，管理由D2D傳輸所引起的干擾成為重要問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0004] 圖1示出了eNB和用于D2D通信的UE設(shè)備。
[0005] 圖2示出了D2D鏈路的配置示例。
[0006] 圖3表示相對(duì)于基站的D2D發(fā)射器和宏用戶(hù)信道方向的示例。
[0007] 圖4示出了用于針對(duì)D2D鏈路執(zhí)行集中式準(zhǔn)入控制以降低干擾的示例算法。
[0008] 圖5示出了用于針對(duì)D2D鏈路執(zhí)行分布式準(zhǔn)入控制以降低干擾的示例算法。
[0009]圖6示出了用于執(zhí)行基站輔助的時(shí)空干擾校準(zhǔn)以降低干擾的示例算法。
[0010] 圖7是示出了示例機(jī)器的框圖，根據(jù)示例實(shí)施例，在該機(jī)器上可執(zhí)行本文所探討 的技術(shù)（方法）中的任意一個(gè)或多個(gè)。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 以下描述和附圖充分地示出了具體實(shí)施例，以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)這些 實(shí)施例。其它實(shí)施例可以包括結(jié)構(gòu)、邏輯、電學(xué)、過(guò)程及其它改變。一些實(shí)施例的部分和特 征可被包括在其它實(shí)施例的部分和特征中，或者取代其它實(shí)施例的部分和特征。權(quán)利要求 中給出的實(shí)施例包括這些權(quán)利要求的所有可用的等同。
[0012] 作為L(zhǎng)TE或其它蜂窩網(wǎng)絡(luò)的底層的D2D通信可以在許可帶中被實(shí)現(xiàn)，其中，獨(dú)立的 正交資源被分配給每個(gè)D2D會(huì)話。在這種情況下，D2D設(shè)備不產(chǎn)生干擾。然而，當(dāng)可用資源 使得非正交資源在D2D通信與蜂窩網(wǎng)絡(luò)之間共享時(shí)，D2D傳輸可能與其它D2D會(huì)話并且與蜂 窩UE和eNB之間的通信相干擾，如果只有上行鏈路資源被分配給D2D通信，則后者被限制 于向eNB的UE傳輸。解決這一問(wèn)題的一個(gè)方法是控制D2D設(shè)備的傳輸功率。然而，隨著通 信中的D2D設(shè)備之間的距離的增加，通過(guò)功率控制來(lái)降低D2D干擾變得越來(lái)越困難。本文 描述的是用于管理由D2D傳輸所產(chǎn)生的干擾的技術(shù)，該技術(shù)可與傳輸功率控制結(jié)合使用， 但二者獨(dú)立操作。
[0013] 系統(tǒng)描述
[0014] 圖1示出了UE10和UE20的示例，UE10和UE20中的每一個(gè)均包括處理器21， 處理器21被接口到射頻（RF)收發(fā)電路22,射頻（RF)收發(fā)電路22被連接到一條或多條天 線23。圖1示出了具有處理器41的基站或eNB40,處理器41被接口到RF收發(fā)電路42,RF 收發(fā)電路42被連接到多條天線43。所示出的組件意圖表示用于為L(zhǎng)TE和D2D通信二者提 供空中接口并且用于執(zhí)行本文所描述的處理功能的任意類(lèi)型的硬件/軟件配置。在該圖所 示的實(shí)施例中，UE10和UE20二者均通過(guò)LTE鏈路與eNB40通信，并且通過(guò)D2D鏈路彼此 通信。
[0015]LTE的物理層針對(duì)下行鏈路基于正交頻分復(fù)用（0FDM)，并且針對(duì)上行鏈路基于相 關(guān)技術(shù)，單載波頻分復(fù)用（FC-FDM)。在0FDM/FC-FDM中，根據(jù)調(diào)制方案（例如，QAM(正交幅 度調(diào)制））的復(fù)雜調(diào)制符號(hào)中的每一個(gè)被單獨(dú)映射到在0FDM/FC-FDM符號(hào)（被稱(chēng)為資源元 素（RE))期間傳輸?shù)奶囟?FDM/FC-FDM子載波。RE是LTE中的最小時(shí)頻資源。時(shí)域中的 LTE傳輸被組織為無(wú)線電幀，每個(gè)無(wú)線電幀具有10ms的持續(xù)時(shí)間。每個(gè)無(wú)線電幀包括10個(gè) 子幀，并且每個(gè)子幀包括兩個(gè)連續(xù)的0. 5ms的時(shí)隙。對(duì)于擴(kuò)展的循環(huán)前綴，每個(gè)時(shí)隙包括六 個(gè)經(jīng)索引的0FDM符號(hào)，而對(duì)于正常的循環(huán)前綴，每個(gè)時(shí)隙包括七個(gè)經(jīng)索引的0FDM符號(hào)。對(duì) 應(yīng)于單個(gè)時(shí)隙內(nèi)的十二個(gè)連續(xù)的子載波的一組資源元素被稱(chēng)為資源塊（RB)，或者參考物理 層而被稱(chēng)為物理資源塊（PRB)。在與FDD(頻分雙工）相對(duì)的TDD(時(shí)分雙工）操作中，子載 波被分配給上行鏈路傳輸或下行鏈路傳輸，其中，專(zhuān)用子幀出現(xiàn)在從下行鏈路到上行鏈路 傳輸?shù)霓D(zhuǎn)變處（而不在從上行鏈路到下行鏈路傳輸?shù)霓D(zhuǎn)變處）。
[0016] 圖2示出了四對(duì)UE的布置，每對(duì)UE由發(fā)射器TXJP接收器RX i組成（i= 1到4)， 發(fā)射器TXi通過(guò)D2D鏈路向接收器RX送信號(hào)。每個(gè)D2D鏈路的信道傳輸函數(shù)被指定為 hi,i(i= 1到4)。UE還與基站或eNB40通信，其中從發(fā)射器TXi到基站的鏈路增益是fi>b， 從基站到接收器RXi的鏈路增益是gi>b(i= 1到4)。宏用戶(hù)或蜂窩UEMl還被示為通過(guò)宏 鏈接與基站通信，其中信道傳輸函數(shù)是mB。如果D2D鏈路和宏鏈路利用共同的時(shí)頻資源，則 宏用戶(hù)與基站的上行鏈路可能被D2D傳輸干擾，并且每個(gè)發(fā)射器與其配對(duì)接收器的D2D鏈 路可能被其它D2D發(fā)射器的傳輸干擾。用于管理這兩種類(lèi)型的干擾的技術(shù)將在下文中進(jìn)行 描述。
[0017] 機(jī)會(huì)性干擾校準(zhǔn)和聚類(lèi)
[0018] 在一種方法中，蜂窩用戶(hù)和D2D用戶(hù)之間的層間干擾問(wèn)題可以通過(guò)D2D用戶(hù)的機(jī) 會(huì)性干擾校準(zhǔn)和聚類(lèi)進(jìn)行管理。在一個(gè)實(shí)施例中，基站（BS)(其可以是eNB)選擇性地只允 許這樣的D2D發(fā)射器的傳輸：這些D2D發(fā)射器在BS處的干擾功率可以通過(guò)蜂窩UE傳輸?shù)?空間解碼來(lái)減輕。因此，BS可允許同時(shí)從選定的D2D發(fā)射器進(jìn)行D2D傳輸，并且仍然能夠可 靠地為宏上行鏈路（即，蜂窩）用戶(hù)服務(wù)。以這種方式控制允許D2D發(fā)射器進(jìn)入到D2D會(huì) 話中可以通過(guò)集中式準(zhǔn)入控制或分布式D2D準(zhǔn)入控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)使用集中式準(zhǔn)入控制，具有多條天線的BS首先選擇解碼器 (空間方向）以供宏用戶(hù)信號(hào)檢測(cè)，然后選擇一組D2D發(fā)射器，該組D2D發(fā)射器具有D2D發(fā) 射器與BS之間的信道方向，該信道方向幾乎與用于宏用戶(hù)檢測(cè)的解碼器方向正交。選定的 組可被稱(chēng)為集群，并且BS在控制消息中向設(shè)備提供D2D集群信息。然后，選定的D2D發(fā)射 器集群可以與上行鏈路宏用戶(hù)同時(shí)向BS接收器發(fā)送數(shù)據(jù)，并且具有降低的干擾。在另一實(shí) 施例中，通過(guò)使用分布式D2D準(zhǔn)入控制，BS決定空間解碼器方向并且使用與D2D發(fā)射器共 享的預(yù)定義碼本對(duì)其進(jìn)行量化。此后，BS使用控制信道來(lái)廣播碼本索引。通過(guò)使用該碼本 索引信息，每個(gè)D2D發(fā)射器通過(guò)計(jì)算可能對(duì)BS造成的干擾功率來(lái)決定D2D傳輸是否繼續(xù)。 同樣，這使得在蜂窩網(wǎng)絡(luò)（上行鏈路）中能夠同時(shí)進(jìn)行多個(gè)D2D傳輸，同時(shí)保護(hù)宏用戶(hù)免受 由D2D發(fā)射器產(chǎn)生的干擾。因?yàn)橥瑫r(shí)發(fā)生多個(gè)D2D傳輸，因此這些技術(shù)提高了網(wǎng)絡(luò)的空間 復(fù)用因素，這產(chǎn)生了顯著的網(wǎng)絡(luò)吞吐量增益。隨著D2D鏈路數(shù)量的增加，這些技術(shù)甚至可以 產(chǎn)生更高的復(fù)用能力，因?yàn)檫@些技術(shù)利用多用戶(hù)分集效應(yīng)。
[0020] 用于D2D準(zhǔn)入控制以聚類(lèi)D2D用戶(hù)從而與（一個(gè)或多個(gè)）宏用戶(hù)使用共同的 時(shí)頻資源同時(shí)進(jìn)行傳輸?shù)囊粋€(gè)示例性情境如下。參考圖2,考慮以下情況：四對(duì)D2D設(shè)備 TXi-RXi(i = 1到4)想要通過(guò)D2D鏈路進(jìn)行通信，并且BS40還想要為上行鏈路UE或宏用 戶(hù)Ml服務(wù)。為了便于說(shuō)明，假設(shè)BS具有兩條天線，使得只存在二維的空間信號(hào)空間。圖3 示出了對(duì)于D2D發(fā)射器TXi(i = 1到4)并且對(duì)于宏用戶(hù)或UE，從D2D發(fā)射器到BS的信道 方向與從宏用戶(hù)到BS的信道方向可被如何表示在二維空間信號(hào)空間中的示例。在該示例 中，發(fā)射器TXpTXjPTX4的信道方向幾乎與UE的信道方向正交，而發(fā)射器TX2的信道方向 幾乎與UE的信道方向相同。因此，例如，被實(shí)現(xiàn)為集中式或分布式準(zhǔn)入控制的準(zhǔn)入控制算 法將允許由TXi-RX2、TX3-RX3、TX4-RX4構(gòu)成的D2D對(duì)的集群繼續(xù)它們的D2D會(huì)話，而將排除 tx2-rx4〇
[0021] 圖4示出了集中式D2D準(zhǔn)入控制算法的示例。在階段401，宏用戶(hù)Ml向BS發(fā)送 上行鏈路傳輸請(qǐng)求，而在階段402,D2D發(fā)射器TXk向BS請(qǐng)求與D2D接收器RXk的D2D會(huì)話 (k= 1到Z，并且Z是D2D對(duì)的數(shù)量）。在階段404和405,D2D發(fā)射器TXk和宏用戶(hù)Ml分 別向BS發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)。然后在階段406,BS估計(jì)所有用戶(hù)的信道方向。在知道了信道方 向之后，在階段407，BS生成針對(duì)宏用戶(hù)信號(hào)的解碼器。例如，BS可以選擇最大比率組合器 作為解碼器，該最大比率組合器匹配宏用戶(hù)的信道方向以便為宏用戶(hù)信號(hào)獲取最大分集增 益。此后，在階段408,BS計(jì)算來(lái)自D2D傳輸?shù)目赡艿母蓴_功率（假設(shè)使用所生成的解碼 器）。然后在階段409,基于這些計(jì)算，BS對(duì)被允許沿其各自的接收器發(fā)送的那些D2D發(fā)射 器進(jìn)行聚類(lèi)。再次參考圖3,例如，B