CN101816147B - 用于线性预编码下行传输以减少干扰的时间变化的方法和装置 - Google Patents

Abstract

根据本文教导的一个或更多个方法和装置实施方式，网络基站(10)通过相比于该基站(10)执行链路自适应的速率来减慢基站改变或更新应用于正交频分复用(OFDM)信号的线性预编码设置的速率而减少由网络(60)中运行的移动台(12)所感知的干扰的时间变化。也就是说，通过在实质上长于信道报告/链路自适应间隔的时间间隔期间使各基站(10)中使用的预编码设置固定可以有效地使移动台(12)测量到的干扰(如其它小区的干扰)的预编码相关分量对于信道质量报告/链路自适应间隔是准固定的。

Description

用于线性预编码下行传输以减少干扰的时间变化的方法和装置

技术领域

本发明总体上涉及无线通信网络，具体地涉及一种用于线性预编码下行传输以减少干扰的时间变化的方法和装置。 

背景技术

在线性预编码中，将不同加权向量应用于不同的信号分量上以控制这些信号分量从多个发射天线的发射，已经表明，这种线性预编码能够提高无线通信网络中的下行链路吞吐量。但是，这种提高很大程度上依赖于关于接收移动台的瞬时信道质量信息的可用性。瞬时信道质量信息使得支持网络发射机(supporting network transmitter)能够基于给定移动台处的当前主要干扰状况来使这个(这些)发射机的发射适应于该移动台。 

然而，在实践中，由于在移动台测量干扰并报告信道质量的时间与发射机响应于最新报告的信道质量来调整给定移动台的发射链路的时间之间总是存在延迟，所以网络发射机并不是使用瞬时信道知识来工作。该延迟意味着发射机的链路自适应滞后于移动台处的实际接收状况，意味着在该移动台处的接收状况随该滞后而改变的情况下，其链路自适应并不适用。 

在给定基站中使用的具体的线性预编码设置(即，利用其权重集合对正交频分复用(OFDM)子载波进行预编码)严重地影响了由基站向附近的移动台的发射所引起的干扰特性。因此，在这些预编码设置快速变化的情况下，单个移动台处的干扰状况也快速变化。 

发明内容

根据本文教导的一个或更多个方法和装置实施方式，网络基站通过 相比于基站执行链路自适应的速率来减慢它们改变或更新应用于它们发射的正交频分复用(OFDM)信号的线性预编码设置的速率，来减少由运行在该网络中的移动台所感知的干扰的时间变化。也就是说，通过在明显长于信道报告/链路自适应间隔的时间间隔上固定各基站所使用的预编码设置，可以使在移动台处测得的干扰的预编码相关分量相对于信道质量报告/链路自适应间隔是准固定的。 

在至少一个实施方式中，一种减少无线通信网络中的干扰的时间变化的方法在该网络中的一个或更多个小区中的每个小区内执行。所述方法包括如下步骤：在每个小区中，经由正交频分复用(OFDM)信号向多个移动台发射数据，该正交频分复用信号包括根据固定数量的线性预编码权重集合从两个或更多个天线发射的多个子载波。所述方法还包括如下步骤：针对每个小区，通过将每个子载波分配给所述权重集合之一来形成子载波集合，将每个移动台分配给所述子载波集合之一，以及将所述子载波集合的改变限制在超帧间隔(superframe interval)边界内。 

在本文中，术语“超帧间隔”表示这样一个时间间隔，该时间间隔被定义为至少是与移动台相关联的信道质量测量周期时间的几倍。该周期时间例如表示了链路自适应滞后，该链路自适应滞后与响应于接收自所述移动台的信道质量报告、对所述移动台中单个移动台的发射数据速率进行更新的基站相关联。 

相应地，在本文教导的一个或更多个实施方式中，一种基站被被设置为减少由其发射所造成的干扰的时间变化。所述基站包括发射电路以及一个或更多个支持处理电路。该发射电路被设置为经由正交频分复用(OFDM)信号向多个移动台发射数据，该正交频分复用信号包括根据固定数量的线性预编码权重集合从两个或更多个天线发射的多个子载波。依次地，所述一个或更多个处理电路被设置为：通过将每个子载波分配给所述线性预编码权重集合之一来形成子载波集合；将每个移动台分配给所述子载波集合之一；以及将所述子载波集合的改变限制在超帧间隔边界内。 

一个或更多个其它实施方式提供了一种减少运行在无线网络中的移 动台所感知的干扰的时间变化的方法。该方法包括如下步骤：从多个网络基站发射线性预编码的OFDM信号，将各个基站处的线性预编码限制到限定数量的线性预编码权重集合，以及仅在超帧间隔边界内在所述多个网络基站之间同步地改变线性预编码设置。在至少一个这样的实施方式中，超帧间隔被定义为至少是网络基站相对于这些移动台中的单个移动台执行的正在进行的链路自适应中所存在的链路自适应滞后时间的几倍。 

一个或更多个其它实施方式提供了一种减少运行在无线网络中的移动台所感知的干扰的时间变化的方法，该方法基于在超帧间隔内在多个基站中的每个基站处保持固定的线性预编码设置。该超帧间隔明显长于链路自适应间隔。如前所述，链路自适应间隔是作为变化的信道和干扰状况的函数，与更新到移动台中单个移动台的发射数据速率相关联的滞后。该方法还包括根据需要在超帧间隔边界内在每个基站处同步地改变所述固定的线性预编码设置。 

当然，本发明并不限于上面描述的特征和优点。实际上，本领域技术人员在阅读了后面的详细描述以及看过附图后，应当意识到附加的特征和优点。 

附图说明

图1为基站的一个实施方式的框图，该基站被设置为在其下行链路中以减少由该基站的发射引起的干扰的时间变化的方式来发射线性预编码的OFDM信号。 

图2为示出了基于基础的传输时间间隔(TTI)的超帧间隔定义的一个实施方式的时序图。 

图3为示出了减少由来自基站的线性预编码发射所导致的干扰的时间变化的方法的一个实施方式的处理逻辑的逻辑流程图。 

图4为示出了图3的逻辑流程图的附加处理细节的一个实施方式的逻辑流程图。 

图5为示出了图3的逻辑流程图的附加处理细节的一个实施方式的 逻辑流程图。 

图6为通过将单独的OFDM子载波分配给线性预编码权重集合来形成子载波集合的方法的一个实施方式的框图。 

图7为根据固定数量的线性预编码权重集合将无线通信网络小区分离(segregate)为固定波束方向的框图。 

图8为所定义的超帧间隔内的有代表性的正在进行的用户调度的时序图。 

图9为针对例如图1的基站而示出的处理电路的功能性处理电路的一个实施方式的框图。 

图10为示出了在超帧间隔边界处对预编码设置进行调整的时序图。 

图11为以简化形式展现的无线通信网络的一个实施方式的框图，该无线通信网络包括数个基站/网络小区，在这些基站/网络小区之间在超帧间隔边界上对线性预编码调整进行同步。 

具体实施方式

作为一非限制性示例，图1示出了基于经由2个或更多个发射天线14向移动台12发射线性预编码的正交频分复用(OFDM)信号而向多个移动台12提供服务的基站10。该基站10被设置为：基于对基站10改变其线性预编码设置速率的限制，减少移动台12(以及其发射范围内的其它移动台)感知到的干扰的时间变化。为了达到这样的目的，基站10包括一个或更多个处理电路16，该处理电路16被设置为控制由基站的发射电路18发射的OFDM信号的线性预编码。 

基站10可以是包括无线电路和相应的发射控制电路的基站收发台(BTS)，它提供了覆盖一个或更多个“扇区”或“小区”的服务。为了简化讨论起见，可以假设基站10对应于无线通信网络(未示出)中的一个小区，并且数个这样的基站10可以地区性地分布以提供形成了大面积覆盖的交迭小区集合。 

在本文的至少一个实施方式中，通过在超帧间隔边界处改变用于在各小区中进行下行传输的预编码设置来减少由基站发射引起的干扰的时 间变化。可以将超帧间隔定义为跨越期望数量的传输时间间隔(TTI)或其他供基站10使用以调度用户、调整发射速率等的传输时间基本单位。此外，可以在这些小区的集合中对该超帧间隔进行同步，使得受预编码权重集合(该预编码权重集合应用于由基站发射的OFDM信号内的子载波)影响的干扰状况在各超帧内保持固定。如后面将要描述的，这些操作改善了链路的自适应(由此提高了吞吐量)。 

本领域的技术人员应当理解，在一些实施方式中，基站10可以具有额外的天线阻14，并且可以将本文的预编码的教导应用于任何数量的所发射的OFDM子载波，例如提供多扇区发射。本领域的技术人员还应当理解，基站10的结构可以依赖于特定的网络标准和运行所要使用的协议而改变。例如，可以将基站10设置为在执行用于宽带码分多址(WCDMA)的长期演进(LTE)的第三代合作伙伴计划(3GPP)标准的无线通信网络中运行。当然，在此仅为非限制性示例，本文教导的各种实施方式可以实质上应用于使用OFDM信号的下行链路预编码的任何无线通信网络。 

保持这样的灵活性，图2示出了将超帧20定义为跨越期望数量的连续传输时间间隔(TTI)的时间间隔的示例场景。例如，在给定类型的通信系统中，一个TTI可以表示其间针对服务对单独的移动台12进行调度的最短时间间隔，并且可以表示移动台12生成信道质量报告(用于由这些移动台的支持基站(supporting base station)10进行链路自适应)的速率。作为非限制性示例，TTI 22可以包括0.5ms，可以将超帧20定义为跨越50或60个TTI 22。当然，各超帧20的实际跨距可以包括更少数量的TTI 22，尤其是在各TTI更长(如1或2ms)时。此外，应该理解，也可以使用其它传输间隔(如子帧的时隙)来定义超帧跨距。通常，将超帧间隔定义为信道测量周期时间/链路自适应滞后时间的至少几倍是有利的。 

采用针对所讨论的特定通信网络细节而适当定义的超帧间隔，图3示出了可以在一组一个或更多个通信网络小区中的各小区(例如一组一个或更多个基站10中的各小区)中执行的方法的一个实施方式。示出的处理可以包括较大的一组正在进行的发射的一部分以及各基站10处的基 站控制处理，或者示出的处理可以与其它处理并行地进行。此外，本领域技术人员可以理解，可以以硬件、软件或硬件和软件的任意结合来实现图3的处理。例如，可以由执行所存储的与示出的处理动作相对应的计算机程序指令的一个或更多个通用或专用微处理器(例如，图1中示出的处理电路16)来执行示出的处理。 

示出的处理动作“开始”于向多个移动台12发射数据。通常，给定基站10在其覆盖区域(小区)内服务于给定数量的移动台12。更具体地，基站10向这多个移动台12发射线性预编码的OFDM信号(块100)。 

基站的OFDM信号发射可以表示正在进行的操作，随着其余的处理动作一起完成。在这种情形下，示出的处理教导了将向用于所发射的OFDM信号的线性预编码的改变限制在所定义的超帧间隔边界上。更具体地，在能够用来向基站10所支持的移动台12提供数据的OFDM信号中存在多个子载波。根据在基站10中使用的不同的线性预编码权重集合对这多个子载波中不同的子载波进行线性预编码。 

为了减少这种预编码改变的速率，该处理包括如下步骤：通过将多个子载波中的每个子载波分配给线性预编码权重集合之一来形成子载波集合(块102)，并将多个移动台中的每个移动台分配给这些子载波集合之一(块104)。于是，该方法通过将子载波集合的改变限制在超帧间隔边界上而保持了每个超帧间隔内的线性预编码设置(块106)。 

也就是，如图4所示，仅在超帧间隔边界允许出现子载波集合的改变，例如改变由哪个线性预编码权重集合对哪个子载波进行预编码。更详细地，根据图4，基站10可以例如使用计时器对超帧间隔边界进行监视。另选地，可以利用例如无线网络控制器(RNC，未示出)将超帧间隔边界通知给基站。在任何情况下，基站10都检测超帧间隔边界(块110)并在没有检测到边界的情况下保持其当前的预编码设置(块112)。 

在另一方面，如果在块110检测到了超帧间隔边界，则处理过程根据需要继续改变预编码设置(块114)。基站10例如可以减少分配给线性预编码权重集合之一的子载波的数量，而增加分配给另一线性预编码权重集合的子载波的数量。 

例如，如图5所示，基站10可以基于确定出基站10中使用的哪个线性预编码权重集对于服务由基站10所支持的各移动台12而言是最佳的来在超帧间隔边界处进行预编码调整(块120)。本实施方式中的处理于是通过对分配给各线性预编码权重集合中的子载波的数量按比例地进行加权来继续形成子载波集合。此处，“形成”包括初始地形成子载波集合以及在超帧间隔边界处调整已存在的子载波集合。随后将在波束赋形场景中，对本方法的一个实施方式进行更加详细的解释，其中线性预编码权重集合定义了不同的发射波束方向，并且单独的移动台的位置相对于基站10的几何形状决定了哪个线性预编码权重集合对于服务由基站10所支持的各移动台12而言是最佳的。 

但是，在着手描述波束赋形之前，图6示出了上述基于预编码的子载波集合形成和移动台分配处理的一个宽泛的实施方式。图6作为针对基站10的非限制性示例，其中，将由基站10发射的OFDM信号中的一组30单独的子载波32细分为子载波集合34。例如，OFDM信号可以包括在向(由基站10支持的)移动台12发射数据的过程中使用的多个可用的OFDM子载波，并且这多个子载波可以被分为子载波集合34。 

如所示出的，每个子载波集合34都是通过将各子载波32分配给所限定的权重集合的定义的类集(collection)38中的线性预编码权重集合中的一个线性预编码权重集合之一而形成的。虽然各权重集合(图中为“W1”“W2”“W3”和“W4”)以相同的附图标记“36”来表示，但应当理解，各权重集合不在数字上进行区分，这样使得各权重集合36能够定义不同的线性预编码权重的集合(线性预编码矩阵)，该线性预编码权重的集合应用于相应子载波集合34的子载波32上，以便从基站10(图1中示出)的两个或更多个天线进行发射。根据此处的教导，这些子载波集合34是在子载波边界间隔处形成的，这意味着通过在超帧期间保持子载波32到线性预编码权重集合36的各自分配可以在一个超帧持续期间在基站10处预编码设置是固定的。 

图6进一步示出了通过将各个这样的移动台12分配给子载波集合34之一(或者，等效地，将各个这样的移动台12分配给线性预编码集合 36之一)，可以将基站10所支持的多个移动台12形成组40。在至少一个实施方式中，将移动台12到子载波集合34的分配视为基站10的预编码设置的一部分，同样，在超帧间隔期间保持这样的分配。当然，这样的处理是在适当的情况下为了终止或失效单独的移动台的服务的而提供的，并且是在适当的情况下为了准入新的移动台而提供的。为了容纳新增加的移动台，可以将新的移动台分配给已存在的子载波集合34，和/或可以在超帧边界间隔处形成新的子载波集合34。 

此外，可以将基站10设置为：针对各子载波集合34，利用相同的线性预编码权重集合来发射导频(pilot)信息。也就是说，可以将基站10设置为：使用与对子载波集合34进行预编码时所使用的相同的预编码权重集合36对导频信息(例如包括某一数量的导频子载波)进行预编码，由此允许给定的移动台12针对其使用的特定预编码来更好地估计信道的状况。 

为此，可以将各个这样的移动台12设置为：针对OFDM子载波到子载波集合34的逻辑分组来调整其信道估计。例如，移动台12可以接收所有OFDM信号的子载波(包括公共控制信令和开销子载波)，这些子载波中仅有一部分是经由权重集合36之一进行了线性预编码以向移动台12传送数据业务。 

从这方面来说，可以将移动台12设置为：认识到其信道估计处理(该信道估计处理可以基于跨越导频子载波频率位置之间的频率的内插信道响应)不应当跨越经受了不同的预编码(或没有经过预编码)的多个子载波。这样，移动台的信道估计处理的精度应当至少和将子载波组在一起时的精度一样好。另选地或附加地，移动台12可以确定，或者可以被通知，哪个导频子载波将被用于生成对于移动台所关心的那个业务和控制子载波的信道估计。 

重新回到附图，图7详细说明了前述的基于几何形状确定哪个移动台由哪个线性预编码权重集合最好地服务。图7示出了线性预编码权重集合36可以作为波束成形矩阵，各权重集合对应于不同的波束方向。因此，假设给定的一个基站1定义了小区42，则线性预编码权重集合36的 类集38定义了多个不同的波束方向。针对作为非限制性示例的线性预编码权重集合W1、W2、W3和W4，扇区42可以被划分为4个波束方向。通过将移动台12表示为小区42中的点，可以看见该示例性视图预计了移动台12在小区内的非均匀分布。 

相应地，基站10可以将来自多个30的子载波32的大部分分配给覆盖了大量移动台12的波束方向，和/或基站10可以将来自多个30的子载波32的部分分配给波束方向(作为针对各个这样的方向的累计的用户负载的函数)。在任何情况下，都可以将基站10设置为通过将各子载波32分配给固定数量的波束之一(如通过相应的线性预编码权重集合36所表示的)来形成子载波集合34，并将子载波集合的改变限制在超帧间隔边界上。也就是说，可以将基站10设置为仅在超帧间隔边界处改变波束分配-通过哪个线性预编码权重集合36对哪个子载波32进行预编码。 

因此，确定子载波集合34的一种方法是确定单独的移动台12相对于它们的支持基站10的几何形状，接着基于有多少移动台12落入由该权重集合表示的发射波束内来计算分配给各线性预编码权重集合36的子载波部分(数量)。尽管该计算可能包括移动台的精确(literal)计数，但也可以由相对计数或比率来驱动，并且可以基于用户特征(如服务质量(QoS)考虑因素、服务类型(流媒体等)和各种其它负荷/性能考虑因素)进行修改或另外加权。一种方法是从对子载波32的标称分配开始(例如在发射波束当中均分分配)，接着响应于小区中的实际状况来改变该分配。 

例如，图8示出了出于讨论目的的简化情况，其中，由线性预编码权重集合W_j为9个移动台(表示为用户“U1”到“U9”)提供最好的服务，由线性预编码权重集合W_k为1个移动台(“U10”)提供最好的服务。于是，针对给定的超帧间隔，基站10可以为权重集合W_j分配9个子载波，并为权重集合W_k分配1个子载波。可以在调度的基础上在超帧间隔持续期间对不同的用户进行服务，例如，利用权重集合W_j进行预编码的所有9个子载波在该超帧的一部分期间贡献给共享这些子载波的各用户，而利用权重集合W_k进行预编码的单个子载波在整个超帧期间用于该子载波上的唯一用户。 

注意的是，假设存在调度服务时间的差异，则对于超帧间隔，共享9个子载波的一个用户与具有单个子载波的用户相比，吞吐量可以是相同的。并且，注意的是，本领域技术人员可以理解，子载波的实际分配以及在超帧间隔内对所分配的子载波的调度使用可能按照需要或要求而复杂，并且可以基于待发射至移动台12中的单个移动台的不同数据量和数据类型、在各超帧时间间隔内的TTI的基础上驱动。 

在任何情况下，都应当理解，基站10的一个或更多个处理电路16可以提供多个支持功能以按照超帧间隔的基础对预编码进行管理。例如，图9图示了一种实施方式，其中处理电路在功能上至少包括分配处理器50。该分配处理器50被设置为例如基于如下步骤来形成子载波集合34：确定基站10所支持的多个移动台12中有多少个移动台12由线性预编码权重集合36中的每个线性预编码权重集合提供了最佳服务，并按比例地将组30中的子载波32分配给各线性预编码权重集合36。(应当注意的，替代精确的用户计数，该分配也可以由对于该组40移动台12(该组移动台被确定为由线性预编码权重集合36中的各线性预编码权重集合提供了最佳服务)来讲已知或预料到的累计业务负荷来驱动。) 

分配处理器50可以被设置为：确定在基站10处使用的哪个线性预编码权重集合36对于服务由基站10所支持的各移动台12而言是最佳的。另选地，基站10内的一个或更多个其它操作关联的处理器可以进行该确定。分配处理器50还可以与速率控制处理器52和调度处理器54操作关联。这些附加的处理器可以包括处理电路16的一部分，或者可以与处理电路16操作关联。 

在一个或更多个实施方式中，可以将调度处理器54设置为调度对(基站10所支持的)移动台12的服务。该调度包括如下步骤：确定各超帧间隔内的、用于分配给各线性预编码权重集合36的各组40移动台12的调度安排。例如，参见图8中表示的简化调度。调度处理器54还可以通过基于提供给定超帧内的服务的发射数据队列大小和/或基于发射数据速率(即基于它们的相对信道状况)确定针对该服务应该调度的频繁程度或应该调度给定的移动台12的什么范围，来与速率控制处理器52 协作。 

本领域的技术人员应当理解，在这一点上，考虑到移动台的不同信道状况，调度处理器54可以根据最大吞吐量调度目标来运行，该最大吞吐量调度目标试图以最大化针对基站10的累计下行链路吞吐量的方式来调度移动台12，或者调度处理器54可以根据公平机会调度程序(fairness-based scheduler)，如比例公平调度目标，来运行，比例公平调度目标试图对不同的移动台12提供公平的调度。当然，也可以根据需要或要求采用其它的调度算法，并且调度算法可以作为时间、负荷等的函数在基站10处进行改变。 

不再对调度处理器54进行描述，速率控制处理器52可以包括基站10内的自适应电路的全部或部分，该速率控制处理器52可以作为从单个的移动台12接收的信道质量报告(如信道质量指示符(CQI))的函数来调整用于服务于移动台12中的单个移动台的发射速率。不管怎样，都可以将速率控制处理器52设置为响应于从移动台12接收到的信道质量报告来更新向移动台12中的单个移动台的发射数据速率。 

如本文在前面所指示的，通常会存在链路自适应滞后。该滞后例如可以定义为在给定移动台12处测量信道质量的时间与基站响应于该移动台12发射的信道质量报告来调整发射数据速率(该发射数据速率用于向该移动台12发射)的时间之间的延迟。 

在各移动台12处测得的干扰状况直接影响由该移动台12生成的信道质量报告。此外，在移动台的支持基站10处和在相邻基站10处使用的预编码设置直接影响测得的干扰的特性。于是，在超帧间隔(该超帧间隔可以是移动台的信道质量测量周期的许多倍)期间固定预编码设置可以有效地使由移动台12观察到的干扰的相关分量的预编码成为该超帧间隔期间的准固定的处理。也就是说，由于基站10在各超帧间隔内使用了固定的预编码设定，因而可以在连续的信道测量周期期间精确地估计在移动台12处对基站干扰的统计。由此就消除了在预编码设置相对于自适应延迟时间快速变化时会出现的链路自适应方面的差错。 

图10示出了在考虑了本文教导的预编码方法后减少干扰的时间变 化的附加方面。根据一个基本的方法，给定的基站10将其预编码设置的改变限制在超帧间隔边界，例如，其在超帧间隔边界根据需要来改变利用哪个线性预编码权重集合36对哪个子载波32进行预编码。(例如可通过改变负荷和接收条件来驱动这些改变。)然而，如图10所暗示的，基站10可以通过以如下方式进行必要的改变来进一步减少干扰的时间变化：在给定的超帧间隔边界处使从一个预编码权重集合变到另一预编码权重集合的子载波的数量最小化。 

更详细地，图10示出了在示出的超帧间隔左边的第一超帧包括：分配给权重集合W₁的3个子载波32，一个分配给权重集合W2，一个分配给权重集合W3。响应于边界处的必要改变，基站10选择第一超帧中在频率上与W2子载波相邻的W1子载波，并将其线性预编码权重集合分配变到W2。这样，基站10(如分配处理器50)在关键时选择要改变的子载波分配以最小化在超帧间隔边界处改变的子载波到权重集合的分配的总数量，而不是选择非相邻的子载波或重新排列多于一个的子载波分配。 

当然，与是否实行图10的增强无关，通过协调跨无线通信网络内的所有基站10或至少跨网络的给定区域内的所有基站10的基于超帧的预编码方法，可以在给定的网络内获得整个下行链路吞吐量的显著增加。图11给出了该扩展的非限制性示例。 

在图11中，无线通信网络60包括多个基站10，这些基站10可以经由无线网络控制器(RNC)62或网络60内的其它实体可通信地连接在一起。可以将RNC 62设置为在这些基站10之间进行超帧的同步预编码。此外或另选地，基站10可以包括这些基站之间的侧拖连接(sidehaulconnection)，这种连接支持它们之间的预编码超帧的同步。进一步地，通过具有公共定时基准源和/或包括派生定时信息的公共装置，如基于GPS的定时电路，各基站10可以访问相同的基准定时源(未明确示出)。在任何情况下都应当理解，本文考虑的一个或更多个无线通信网络实施方式包括被设置为对其超帧间隔边界进行同步，以使预编码的改变发生在超帧间隔边界处的多个基站10，并且这些边界在这些基站10之间是公共的。 

采用上述的多基站同步，由其中一个基站10定义的各小区42内的预编码设置在各超帧间隔内是固定的。此外，超帧间隔边界在这些小区42间是同步的。采用该方法，从在小区42内运行的移动台12的角度来看，将预编码相关的干扰特征转换成了各超帧间隔内的准固定的处理。这样，至少在超帧间隔内消除了由预编码的改变引起的其它小区干扰的可能显著改变。 

例如，通过在基站10处采用4个发射天线而在各移动台12处采用2个接收天线，与没有预编码相比，线性预编码可以使网络60的吞吐量增加50％。但是，该收益(gain)假设了在基站10处关于移动台12的瞬时的信道知识，而这在实际中是不可能的。因此，根据本文的教导，多个小区42内的基站10在各超帧内固定其预编码设置，但允许这些设置在超帧间隔边界处发生改变。 

可以将该方法展示为消除因预编码权重的转换而造成的其它小区干扰的时间变化。尽管这种类型的固定权重的重复使用确实导致了统计复用的一些丢失，但是，至少针对基站的小区42内的高负荷媒介，用固定权重的重复使用获得的收益要大于统计复用的丢失。例如，对于4天线基站和2天线移动台的情况，仿真显示本文教导的固定预编码方法与其它相同的系统相比，可以使小区的吞吐量增加大约44％。 

为了更好地了解这些优点，可以集中在给定的移动台12从其支持基站10接收的信号，该基站可以以下标“0”表示。该信号可以表示为： 

$y[f;n]=G_0[f;n]W_0[f;n]s_0[f;n]+\underset{k=1}{\overset{N_b}{\mathrm{\Σ}}}{G}_k[f;n]W_k[f;n]s_k[f;n]+v_0[f;n]$

公式(1) 

其中，f为子载波频率索引(f＝1，...，N_f)，N_f为子载波数。n表示传输间隔索引(如TTI索引)，G₀[f；n]为第0个基站10和移动台12之间的信道矩阵，W₀[f；n]为第0个基站10处使用的、用于向移动台12进行发射的预编码权重集合，而s₀[f；n]为第0个基站10向移动台12发射的符号矢量。此外，对于其它基站10，G_k[f；n]为第k个基站和移动台12之间的(n_R，n_T)信道矩阵，s_k[f；n]为第k个基站10发射的符号矢量；W_k[f；n] 为第k个基站12使用的(n_T，n_S)预编码矩阵；而v₀[f；n]为移动台12处存在且在子载波之间独立的高斯热噪声。 

假设在(线性预编码权重集合36所定义的)不同发射波束上发射的符号是独立的，则预期的符号值可表示为： 

公式(2) 

用i[f；n]将公式(1)中的其它小区干扰项表示为： 

$i[f;n]=\underset{k=1}{\overset{N_b}{\mathrm{\Σ}}}{G}_k[f;n]W_k[f;n]s_k[f;n]$ 公式(3) 

此外，用如下公式表示移动台12处的噪声加干扰： 

v[f；n]＝i[f；n]+v₀[f；n]         公式(4) 

这样，假设 则可以看出，移动台12处的噪声加干扰的协方差矩阵为： 

公式(5) 

通常，W_k[f；n]取决于第k个基站10和该第k个基站10所服务的移动台12之间的信道在第n个TTI内的长期统计。各移动台12的信道的统计变化得非常缓慢，因此针对移动台的最好的线性预编码矩阵随时间变化得非常缓慢。换句话说，针对给定移动台12的最佳线性预编码矩权重集合要取决于移动台相对于其服务基站10的位置的几何形状，该几何形状与快速衰退相比，变化得非常缓慢。 

在传统的方法中，在其OFDM下行链路上使用线性预编码的给定基站会在每TTI的基础上调度该给定基站所支持的移动台中的单个移动台，并相应地同各TTI一样快地调整其预编码矩阵，以适合被服务的移动台的不同几何形状。也就是说，如果在一个TTI中所服务的移动台的方向不同于在下一TTI中所服务的移动台的方向，则该线性预编码矩阵在这些TTI之间将会改变以反映这些不同的方向。 

反过来，线性预编码矩阵的快速改变(例如，每TTI)可以快速地并且以潜在的显著方式改变干扰状况。干扰的快速改变意味着干扰状况在附近的移动台报告其信道质量的时间与移动台的支持基站试图以按照 先前的信道质量报告而设定的数据速率服务于该移动台的时间之间可能会显著地改变。该延迟是一种形式的链路自适应滞后，它意味着给定基站的发射数据速率调整可能跟不上它所服务的移动台处的干扰变化。 

相比之下，根据本文的教导，一组一个或更多个基站10中的各基站10在实质上长于链路自适应滞后的时间间隔期间固定其线性预编码设置。例如，通过在超帧间隔(该超帧间隔长于一个TTI)内固定子载波向线性预编码权重集合的分配，在超帧期间，公式(5)中给出的干扰协方差计算中的预编码相关元素变得固定。例如，在TTI包括0.5ms的一个实施方式中，超帧间隔可以跨越50至60个TTI，或更多TTI。采用的超帧间隔的具体持续时间是执行的问题，可以根据网络类型而改变。 

更详细地，在一个或更多个实施方式中，一个或更多个基站10中的各基站将其线性预编码权重限制为取有限数量的固定值。在一个这样的示例中，各基站10将波束赋形矩阵限制为取有限数量的固定值(即基站10限制自己仅使用固定的波束)。令N_B表示允许从基站10发射的OFDM信号使用的固定波束的数量，而令 表示允许的波束赋形角。在各基站10处，将多个子载波(例如来自用于发射流量的多个子载波)中的各子载波分配给固定波束中的一个波束。可以令B_k[f]表示在基站10中的第k个基站的第f个子载波上使用的波束赋形角。这些分配在超帧间隔内保持固定，但允许根据需要在超帧间隔边界处发生改变。 

采用上面的布置，公式(5)的W_k[f；n]分量在超帧间隔内不发生改变，该超帧间隔被定义为至少是基站10的链路自适应滞后的几倍，并且可以跨越多个TTI(如50或60个)。此外，由于信道状况G_k[f；n]也相对于一个TTI缓慢地改变，所以可以看出，由各移动台12观察到的噪声加干扰协方差K_vv[f；n]在从一个TTI到下一个TTI期间将不会发生显著的变化。在具有更稳定的干扰状况的情况下，发射链路自适应滞后变得更不明显。也就是，当干扰状况在延迟期间基本不发生改变时，接收到基于干扰的信道质量报告与支持基站的、用于发射给报告移动台12的相应发射数据速率调整之间的延迟变得相当不明显。 

注意的是，在第k个基站10中使用的映射B_k[f]有很多种选择。假 设基站10对应于图11示出的无线通信网络60中的一个“小区”，则，针对各小区，可以为相同的波束分配多个相邻的子载波。例如，可以将OFDM“块(chunk)”中的所有子载波都分配给相同的波束。此外，分配给给定的波束的子载波部分将与落入该波束的移动台12的累计平均负荷成比例。采用这样的布置，所有小区都可以在有规律地定义的场合(如每隔一超帧)同步地改变其波束分配。 

当然，在超帧间隔边界处改变波束分配的情况下，所报告的信道质量与实际的信道质量之间可能存在短暂的不匹配。但是，相对于TTI间隔时间，这些情况很少发生，因此这些情况的影响也很小，并且在必要时可以通过自动重传请求(ARQ)来解决。例如，如果在特定小区内突然有大的文件需要在下行链路上传输给目标移动台12，则可以将该小区内的大多数子载波暂时分配给最适于目标移动台12的波束。另选地，如果在小区内只有一个移动台在运行，则可以将该小区内的所有(数据)子载波分配给最适于这个移动台12的波束。 

这样，根据本文的教导，一组一个或更多个基站10中的各基站10在延长的间隔内固定其线性预编码设置以由此减少其发射在基站的覆盖范围内运行或在基站的覆盖范围周围运行的移动台处造成的干扰的时间变化。该延长的间隔，如超帧，被定义为至少是基站的链路自适应滞后的几倍，并且可以包括多个TTI。 

作为一个示例，一组小区内的各小区可以在各超帧期间固定该小区的各子载波上使用的波束权重(即预编码矩阵)，并在超帧边界处改变这些权重的分配。采用该方法，至少在超帧间隔内，可以完全消除由基站处的预编码设置的改变而引起的单个移动台12处的其它小区干扰的时间改变。尽管该方法丧失了通过精确/瞬时的信道质量信息可获得的统计复用利益，但至少针对高流量负荷媒介，可以认为，本文提出的固定权重的重复使用提供了更好的真实世界性能。 

作为另一示例，一种减少由运行在无线通信网络60中的移动台12感知到的干扰的时间变化的方法包括如下步骤：从多个网络基站10发射线性预编码的OFDM信号，将各基站10处的线性预编码限制到所定义的一组线性预编码权重集合，以及仅在超帧间隔边界处在多个网络基站10之间同步地改变线性预编码设置。(其中超帧间隔被定义为至少是在由网络基站执行的进行中的链路自适应中存在的、相对于移动台中的单个移动台的链路自适应滞后时间的几倍。)

在至少一个实施方式中，改变预编码设置包括如下步骤：改变由在各网络基站10中使用的线性预编码权重集合中的哪个线性预编码权重集合对哪个子载波进行预编码。此外，形成子载波集合可以包括如下步骤：在各基站10，将由该基站10发射的OFDM信号中的多个子载波中的各子载波分配到在基站10中使用的一组预编码权重集合中的一个预编码权重集合，以及将由基站10所支持的多个移动台12中的单个移动台分配到子载波集合中之一。采用这样的布置，仅在超帧间隔边界在多个网络基站10之间同步地改变线性预编码集合包括如下步骤：在各基站10处，至少在各超帧间隔的持续期间保持子载波集合和移动台12到子载波集合的分配。 

概括地来讲，本文提出的一个或更多个实施方式减少了由无线通信网络60中运行的移动台12感知到的干扰的时间变化。可以通过在超帧间隔(该超帧间隔作为不断改变的信道和干扰状况的参数，实质上长于链路自适应间隔，该链路自适应间隔与更新到移动台12中单个移动台的发射数据速率的基站相关联)期间在多个基站10中的各基站10处保持固定的线性预编码设置，以及通过根据需要在超帧间隔边界处在各基站中同步地改变固定的线性预编码设置来获得该有益效果。 

在一些实施方式中： 

基站10可以进一步包括速率控制器52，该速率控制器52被设置为响应于从移动台12接收的信道质量报告来更新到移动台12中单个移动台的发射数据速率。信道质量测量周期时间为从给定移动台12接收到信道质量报告与相应地更新发射数据速率以向该给定移动台12进行发射之间的滞后时间。 

无线基站可以被设置为：响应于负荷状况的改变，根据需要在超帧间隔边界处改变子载波集合34，还被设置为以如下方式改变子载波集合 34：在任何给定的超帧间隔边界使从一个预编码权重集合(36)变到另一预编码权重集合的子载波32的数量最小化。 

基站10为无线通信网络60中的多个基站10中的一个基站，其中这多个基站10被设置为在该多个基站10之间对超帧间隔边界进行同步。在一些实施方式中，一个或更多个处理电路16可以包括分配处理器50，该分配处理器50被设置为：基于确定步骤来形成子载波集合34，并按比例地将子载波32分配给各线性预编码权重集合36，该确定步骤确定在多个移动台12中有多少个移动台12由线性预编码权重集合36中的各线性预编码权重集合提供了最佳服务。 

此外，分配处理器50或基站10内的相关处理器可以被设置为：基于将线性预编码权重集合36所表示的波束方向与移动台12相对于基站10的位置的几何形状相联系来确定哪个移动台12由哪个线性预编码权重集合36提供了最佳服务。 

基站10可以被设置为：针对各子载波集合34，使用与针对该子载波集合34所使用的相同的线性预编码权重集合36来发射导频信息。 

所述固定数量的线性预编码权重集合36可以包括固定数量的波束矩阵，该固定数量的波束矩阵将基站10处的波束赋形限制在固定波束角的固定数量的波束。 

基站10可以被设置为：通过将各子载波分配到固定数量的波束中的一个波束来形成子载波集合34，并通过仅在超帧间隔处改变将哪个子载波32分配给哪个波束来将子载波集合34的改变限制在超帧间隔边界处。 

所述一个或更多个处理电路16还可以包括调度处理器54，该调度处理器54被设置为在超帧20的持续期间调度针对分配给各子载波集合34的移动台12的业务。 

但是，本领域技术人员应当理解，前述的说明和附图展现了本文教导的方法和装置的非限制性示例。因此，本发明并不受前述的说明和附图的限制。而是本发明仅受所附的权利要求和法律意义上的等同物来进行限定。 

Claims (13)

1.一种减少无线通信网络(60)中的干扰的时间变化的方法，所述方法的特征在于，在一个或更多个基站(10)的各基站处：

经由正交频分复用OFDM信号向多个移动台(12)发射数据，该正交频分复用信号包括根据固定数量的线性预编码权重集合(36)从两个或更多个天线(14)发射的多个(30)子载波(32)；

通过将各子载波分配给所述线性预编码权重集合(36)之一来形成子载波集合(34)，包括：响应于负荷状况的改变，根据需要在超帧间隔边界处改变所述子载波集合(34)，并以如下方式进行所述子载波集合(34)的所述改变：使从一个预编码权重集合(36)变到另一个预编码权重集合的子载波(32)的数量最小化；

将各移动台(12)分配给所述子载波集合(34)之一；以及

将所述子载波集合(34)的改变限制在超帧间隔边界处；

其中，超帧间隔被定义为是与所述移动台(12)相关联的信道质量测量周期时间的至少几倍

其中所述信道质量测量周期时间是链路自适应滞后，该链路自适应滞后与所述基站(10)响应于从所述移动台(12)接收到信道质量报告而对到所述移动台(12)中的单个移动台的发射数据速率进行更新相关联。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，所述一个或更多个基站(10)包括所述无线通信网络(60)中的多个基站(10)，并且所述方法还包括如下步骤：在所述多个基站(10)之间使所述超帧间隔边界同步。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征还在于，通过将各子载波(32)分配给所述线性预编码权重集合(36)之一来形成子载波集合(34)的步骤包括：确定所述多个移动台(12)中有多少个移动台(12)由每个所述线性预编码权重集合(36)提供了最佳服务，并对分配给各线性预编码权重集合(36)的子载波(32)的数量按比例进行加权。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征还在于，基于将由所述线性预编码权重集合(36)表示的发射波束方向与移动台(12)相对于基站(10)的位置的几何形状相联系，来确定哪些移动台(12)由哪个线性预编码权重集合(36)提供了最佳服务。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征还在于，针对各子载波集合(34)，使用与针对该子载波集合(34)所使用的相同的线性预编码权重集合(36)来发射导频信息。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征还在于，所述固定数量的线性预编码权重集合(36)包括多个波束矩阵，所述多个波束矩阵将所述OFDM信号的波束赋形限制到固定波束角的固定数量的波束。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征还在于，通过将各子载波(32)分配给所述线性预编码权重集合(36)之一来形成子载波集合(34)的步骤包括：将各子载波(32)分配到所述固定数量的波束之一，并且其中将所述子载波集合(34)的改变限制在超帧间隔边界处的步骤包括：仅在超帧间隔处改变将哪些子载波(32)分配给哪个波束。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征还在于，在所述超帧(20)的持续时间内调度对于分配给各子载波集合(34)的移动台(12)的业务。

9.根据权利要求1或2的方法，其特征还在于，将所述子载波集合(34)的改变限制在超帧间隔边界处的步骤包括：仅在超帧间隔边界处在所述多个网络基站(10)之间同步地改变线性预编码设置，其中，超帧间隔被定义为是所述网络基站(10)针对移动台(12)中的单个移动台执行的进行中的链路自适应中存在的链路自适应滞后时间的至少几倍。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征还在于，仅在超帧间隔边界处在所述多个网络基站(10)之间同步地改变线性预编码设置的步骤包括：在各网络基站(10)处，根据需要来改变利用在所述网络基站(10)处使用的线性预编码权重集合(36)中的哪个线性预编码权重集合来对哪些子载波(32)进行线性预编码。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征还在于，针对各网络基站(10)和各超帧间隔，通过如下步骤形成子载波集合(34)：将由所述网络基站(10)发射的所述OFDM信号中的多个(30)子载波(32)中的各子载波(32)分配到在所述网络基站(10)中使用的一组(38)线性预编码权重集合(36)之一，以及将由所述网络基站(10)支持的多个移动台(12)中的单个移动台分配到所述子载波集合(34)之一。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征还在于，仅在超帧间隔边界处在所述多个网络基站(10)之间同步地改变线性预编码设置的步骤包括：在各网络基站(10)处，至少在各超帧间隔的持续时间内保持所述子载波集合(34)以及移动台(12)到子载波集合(34)的分配。

13.一种基站(10)，该基站被设置为减少由其发射造成的干扰的时间变化，所述基站(10)的特征在于：

发射电路(18)，其被设置为经由正交频分复用OFDM信号向多个移动台(12)发射数据，该正交频分复用信号包括根据固定数量的线性预编码权重集合(36)从两个或更多个天线(14)发射的多个(30)子载波(32)；以及

一个或更多个处理电路(16)，其被设置为：

通过将各子载波(32)分配给所述线性预编码权重集合(36)之一来形成子载波集合(34)；

将各移动台(12)分配给所述子载波集合(34)之一；以及

将所述子载波集合(34)的改变限制在超帧间隔边界处；

其中，超帧间隔被定义为是与所述移动台(12)相关联的信道质量测量周期时间的至少几倍；以及

所述基站(10)包括速率控制器(52)，该速率控制器(52)被设置为：响应于从所述移动台(12)接收到的信道质量报告来更新到所述移动台(12)中的单个移动台的发射数据速率，并且其中，所述信道质量测量周期时间是从给定移动台(12)接收到信道质量报告与相应地更新用于向该给定移动台12进行发射的发射数据速率之间的滞后时间；以及

所述基站(10)被设置为：响应于负荷状况的改变，根据需要在超帧间隔边界处来改变所述子载波集合(34)，还被设置为以如下方式改变所述子载波集合(34)：在任何给定的超帧间隔边界处使从一个线性预编码权重集合(36)变到另一个线性预编码权重集合的子载波(32)的数量最小化。

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