專利名稱：混合移動無線電通信網(wǎng)絡(luò)中的干擾防止的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合移動無線通信網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及混合移動無 線通信網(wǎng)絡(luò)中的干擾防止。
背景技術(shù)：
近年來，由于移動ac hoc網(wǎng)絡(luò)的特點，其受到了顯著的關(guān)注， 這些特點包括自組織結(jié)構(gòu)、適應(yīng)性和魯棒性等。隨著3G移動通信系 統(tǒng)的新近研發(fā)和運用以及未來B3G/LTE系統(tǒng)的研究，ad hoc網(wǎng)絡(luò)和 蜂窩網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合(即，網(wǎng)絡(luò)終端可以工作在adhoc和蜂窩兩種模式) 已經(jīng)取得了很大的益處。把呈現(xiàn)出ad hoc網(wǎng)絡(luò)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)兩者特征 的無線通信網(wǎng)絡(luò)稱為混合無線通信網(wǎng)絡(luò)。為了避免這種網(wǎng)絡(luò)中從ad hoc終端到傳統(tǒng)終端的干擾，最容易 的方法是禁止ad hoc終端使用用于通信的下行鏈路時隙。然而，在 多訪問系統(tǒng)中，這將明顯損失系統(tǒng)效率。針對混合無線通信網(wǎng)絡(luò)，估計從ad hoc移動終端到傳統(tǒng)終端的 可能的干擾，使得在對傳統(tǒng)終端的干擾是可以忍受時，這些ad hoc 移動終端可以再次使用與傳統(tǒng)終端相同的下行鏈路時隙。結(jié)果，由于 較少干擾的產(chǎn)生以及更多資源的再次使用，可以極大改善系統(tǒng)效率。發(fā)明內(nèi)容一種方法估計了在啟用ad hoc的蜂窩系統(tǒng)中從ad hoc終端發(fā) 送機到傳統(tǒng)終端接收機的干擾，使得ad hoc移動終端可以選擇用于 通信的合適的無線資源，并且可以避免對傳統(tǒng)終端產(chǎn)生過多的干擾。 該方法的一種形式具有以下特點1.由干擾生成器自身(即，ad hoc終端發(fā)送機)來管理干擾防 止方法。2. ad hoc終端測量用于干擾估計的三個參數(shù)ad hoc終端接收 到的上行鏈路的干擾、從ad hoc終端到基站的路徑損失以及基站接 收到的傳統(tǒng)功率。3. 通過根據(jù)所測量的參數(shù)來把所計算的結(jié)果和預(yù)定義的閾值進 行比較，ad hoc終端可以判定其是否可能對附近的傳統(tǒng)移動終端產(chǎn) 生過多干擾，并且判定下行時隙是否可以用于ad hoc通信。僅由adhoc移動終端就可以實現(xiàn)整個過程，并且可以容易地得 到所需要的參數(shù)。結(jié)果，該方案易于實現(xiàn)并且可以在仍然保持很高的 頻譜效率的同時防止不希望的干擾。


在結(jié)合以下參考附圖、下文的簡要說明來閱讀和理解示范實施 例的詳細描述，將會理解其他特點和優(yōu)點。 圖1是啟用ad hoc的蜂窩系統(tǒng)的示圖； 圖2是示出啟用ad hoc的蜂窩系統(tǒng)中各種干擾的示圖； 圖3是示出啟用ad hoc的蜂窩系統(tǒng)中干擾估計的示圖；圖4是示出干擾防止過程的流程圖；以及圖5是能夠?qū)崿F(xiàn)干擾防止過程的ad hoc終端的框圖。
具體實施方式
以下是本發(fā)明的更詳細描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明白下面的 詳細描述只是說明性的，并非有意進行有些限制。本發(fā)明的其他實施 例將很容易地暗示這些本領(lǐng)域技術(shù)人員來受益于本公開。將詳細參考 本發(fā)明的實施例，如附圖所示。整個附圖和下面的詳細描述將使用相 同的標號來指代相同或相似部件。圖1示出了 ad hoc網(wǎng)絡(luò)和蜂窩系統(tǒng)的結(jié)合。移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 結(jié)構(gòu)被用作ad hoc網(wǎng)絡(luò)的物理層而不是傳統(tǒng)無線LAN的物理層。在 這種結(jié)合的系統(tǒng)中，移動終端用戶仍然可以通過傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)彼此通 信。另外，移動終端用戶還可以不經(jīng)過基站中繼而彼此直接通信，不 管他們是否處在基站的覆蓋范圍內(nèi)。移動終端自身可以形成網(wǎng)絡(luò)或者
請求來自能連接到基站的移動終端的幫助。在啟用ad hoc的蜂窩系統(tǒng)中，與基站具有數(shù)據(jù)流量鏈路的移動終端被稱為傳統(tǒng)移動終端，而與其他移動終端具有直接的數(shù)據(jù)流量鏈路的移動終端被稱為ad hoc 移動終端。在圖l的示例中，網(wǎng)絡(luò)蜂窩X用作基站BS-X，而網(wǎng)絡(luò)蜂 窩Y用作基站BS-Y。基站BS-X和BS-Y用作核心網(wǎng)絡(luò)NW。在蜂窩X 中，終端C1-C5是與基站BS-X具有傳統(tǒng)鏈路的傳統(tǒng)移動終端。終端 l-3是adhoc移動終端，位于基站BS-X范圍以外的邊緣范圍X'中。 在示出的示例中，ad hoc移動終端2和3通過使用蜂窩中繼的各個 傳統(tǒng)移動終端C4和C5與基站BS-X進行通信。ad hoc移動終端1通 過使用協(xié)作中繼的傳統(tǒng)移動終端C2和C3與基站BS-X進行通信。兩 種中繼技術(shù)是本領(lǐng)域熟知的。在蜂窩Y中，終端C6和C7是與基站Y具有傳統(tǒng)鏈路的傳統(tǒng)移 動終端。其余終端5-8是adhoc移動終端，包括在基站BS-Y范圍以 外的邊緣范圍Y' 。 adhoc移動終端4通過使用蜂窩中繼的傳統(tǒng)移動 終端C6與基站BS-Y進行通信。在該示例中，ad hoc移動終端5進 行與ad hoc移動終端6-8的廣播多點傳送通信。在包括邊緣范圍X'和Y'部分和蜂窩Y—部分的范圍內(nèi)，adhoc 移動終端9-16形成了 ad hoc網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)自身使用蜂窩頻率進行通 信。參考圖2，示出了啟用adhoc的蜂窩系統(tǒng)的簡化模型?；綛S 與傳統(tǒng)移動終端A和C進行通信。ad hoc移動終端B和D彼此進行 通信。如圖2所示，在啟用ad hoc的蜂窩系統(tǒng)中具有四種干擾1. 從ad hoc終端發(fā)送機到基站接收機的干擾IF1;2. 從基站發(fā)送機到ad hoc終端接收機的干擾IF2;3. 從ad hoc終端發(fā)送機到傳統(tǒng)終端接收機的干擾IF3;以及4. 從傳統(tǒng)終端發(fā)送機到ad hoc終端接收機的干擾IF4。 前兩種干擾容易管理，這是因為ad hoc終端和基站之間距離足夠長使得他們之間的干擾可以忽略。然而，后兩種干擾必須仔細對待， 這是因為ad hoc終端和傳統(tǒng)終端可能彼此非常接近，因此會引起嚴 重干擾。 對于從傳統(tǒng)終端發(fā)送機到ad hoc終端接收機的干擾來說，ad hoc 終端接收機會通過對具有最小干擾的無線資源進行動態(tài)調(diào)整來試圖 防止干擾。對于從ad hoc終端發(fā)送機到傳統(tǒng)終端接收機的干擾來說，解決 方案更加困難。在啟用ad hoc的TDD蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，使用傳統(tǒng)下行鏈 路時隙用于通信的ad hoc終端產(chǎn)生了從ad hoc終端發(fā)送機到傳統(tǒng)終 端接收機的嚴重干擾。只使用上行鏈路時隙用于通信的ad hoc終端 不會與傳統(tǒng)移動終端發(fā)生干擾，這是因為傳統(tǒng)移動終端不在上行鏈路 時隙中接收數(shù)據(jù)。結(jié)果，必須仔細判定下行鏈路時隙是否可以分配給 ad hoc終端?；静恢纻鹘y(tǒng)移動終端中有關(guān)干擾的任何信息，因 此對有關(guān)這種干擾問題不做任何處理。另外，不應(yīng)該改變傳統(tǒng)終端， 因為在為蜂窩系統(tǒng)增加ad hoc特點之前大多數(shù)傳統(tǒng)終端已經(jīng)被銷售 出去。結(jié)果，只能由adhoc終端來管理從adhoc終端發(fā)送機到傳統(tǒng) 終端接收機的干擾。兩個移動終端之間的路徑損失影響兩者間的干擾。對于相同的 傳輸功率來說，路徑損失越低，從一個終端到另一終端而產(chǎn)生的干擾 越大。因此，通過估計兩個終端之間的路徑損失可以估計從ad hoc 移動終端到傳統(tǒng)移動終端的可能的干擾。參考圖3，示出了類似圖2 的啟用ad hoc的蜂窩系統(tǒng)的簡化模型?；綛S與傳統(tǒng)移動終端A 和C進行通信。adhoc移動終端B和D彼此進行通信。如圖3所示， 如果可以推導(dǎo)出A和B之間的路徑損失La一b，則可以計算出A和B之 間的干擾?？梢匀缦峦瓿蒛j的推導(dǎo)1. 如果Pi^為傳統(tǒng)終端A的上行鏈路傳輸功率，并且k是上 行鏈路無線資源中ad hoc終端B處的干擾，則LAf :U/P^^(式1)。2. 如果P^.Bs是基站處的終端A的接收到的功率，并且LBS—^為A 和基站之間的路徑損失，則P^e。n=P Con_BS /L BS—Con (式2)。3. 用式2替換PUL—Con，LA_B=(IuL><LBS-Con)/Pcon-BS (式3)。4.1^_,。。為B和基站之間的路徑損失。當A和B非常接近時，可以假定LBS_C。 "U,。c。因此，式3可以重寫為LA-B=(IULXLBS—Adh。c)/Pc。n-BS (式4)。
根據(jù)式4，通過得到三個參數(shù)IUL、 "w和PCon-BS ， ad hoc移 動終端可以估計上行鏈路時隙中ad hoc移動終端和傳統(tǒng)終端之間的 路徑損失。對于Iu,， ad hoc終端可以隨時利用其接收機直接計算。 ad hoc終端簡單調(diào)整到上行鏈接無線資源并且對上行鏈路時隙中的 接收信號強度進行RSSI閱讀。対于Lbw。， adhoc可通過對下行鏈 路導(dǎo)頻信號周期性地串音來估計它，該導(dǎo)頻信號以固定已知功率發(fā) 送。對于P^—Bs, ad hoc終端可以按照兩種方式得到。 一種方式是實 時得到由基站發(fā)送的這一參數(shù)；另一方式是根據(jù)PAdh。。一Bs估計該參數(shù)， P^。。；是訪問過程期間基站處的ad hoc終端的接收到的功率。更具體地說，在啟用ad hoc的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，如果ad hoc終端 位于基站覆蓋范圍內(nèi)，在設(shè)置通信鏈路之前，這些ad hoc終端可以 遵循與傳統(tǒng)終端相同或相似的訪問過程。在訪問過程中，基站可以確 定移動終端發(fā)送的訪問信號的功率PAdh。?！狟s，并且基站可以把所接收到 的功率告知移動終端。如果ad hoc終端把數(shù)據(jù)發(fā)送給基站，則 PAMe。n為基站所接收到的數(shù)據(jù)信號強度。通常，訪問信號強度P繞。OS和數(shù)據(jù)信號強度PAdh。e_BS》n之間的比值Ra"ess/data為可以在該區(qū)域中確定的值，該值取決于用戶密度、蜂窩半徑等。因此，根據(jù)P^"s和Ra^s/data，移動終端可以估計數(shù)據(jù)信號強度PAdh。。_BS;n 。在穩(wěn)定系統(tǒng)中，Pc。os差不多等于PAdh。?！狟S_"n。即，當基站流量負荷首次測量之后沒有明顯改變時，PC。n—BS可以以合理的精度由P綠。e—BS所代替。如果系 統(tǒng)的流量負荷變化太大，所估計的功率是不準確的，而且正確的解決方式是未知的。然而，當ad hoc終端首次訪問系統(tǒng)時，在資源分配過程中完成了 P^BS的估計。因此，在訪問過程和資源分配過程之間 的時間段內(nèi)網(wǎng)絡(luò)負荷將發(fā)生很大變化的概率很低。前面是有關(guān)從一傳統(tǒng)終端到一 ad hoc終端的路徑損失的估計。 針對從多個傳統(tǒng)終端到一 ad hoc終端的干擾的估計，通過假定把多 個傳統(tǒng)終端映射到一個位置，還可以使用基于式4的相同方法來估計 路徑損失。這種假定是合理的，因為所增加的干擾的變化小于路徑損 失的變化。對于多個傳統(tǒng)終端來說，P^Bs為基站處多個終端的接收 到的功率。
參考圖4，基于式4的用于干擾防止的詳細過程包括以下步驟-1. ad hoc移動終端Ml開始測試下行鏈路時隙是否為可用的。2. Ml周期性地接收基站發(fā)送的下行鏈路導(dǎo)頻信號。因為導(dǎo)頻信 號的傳輸功率是固定的，所以Ml可用根據(jù)所接收到的導(dǎo)頻信號來估 計基站與其之間的路徑損失LBS_Adh。c。3. Ml周期性地測量上行鏈路時隙中Ml的接收機端的干擾電平4. Ml從基站接收上行鏈路時隙中指示為P^—bs的消息(或者在其對基站的隨機訪問過程中根據(jù)P^。?！猙s來估計PC。n_BS)。5. M1利用上面三個步驟中得到的三個參數(shù)根據(jù)式4 (LA—B= (IULX LBSjdhoc )/Pcon一BS)來計算La_B 。6. Ml把LA—B與預(yù)定義閾值U—Tk進行比較。如果LA_B〉LAB—Th ，則 Ml可使用下行鏈路時隙，否則不能使用下行鏈路時隙。L^T^為考慮 了系統(tǒng)負荷、路徑損失模式、信令和數(shù)據(jù)鏈路之間的功率比值等的預(yù) 定義參數(shù)。7. 如果允許，Ml可以通過在下行鏈路時隙中使用無線資源來繼 續(xù)ad hoc通信；否則Ml只能使用上行鏈路時隙來建立/保持ad hoc 通信。圖4方法的步驟概括在下表中:步驟說明4-1ad hoc終端M1開始測試下行鏈路時隙是否為可用的4_2Ml估計LBS—Adh。e、其與BS之間的路徑損失4-3Ml測量上行鏈路時隙中的IUL、其接收機的干擾電平4-4Ml從BS接收上行鏈路時隙中指示為Pc;。os的消息4-5Ml根據(jù)U-B= (IULXLBS—Adhoc) /Pc。njsi十算LA—B4-6測試是否LA_B〉LAB—Thre4-7如果為是，Ml可以使用下行鏈路時隙4-8如果為否，Ml不能使用下行鏈路時隙參考圖5，示出了能夠?qū)崿F(xiàn)圖4的干擾防止過程的ad hoc終端 500的簡化框圖。adhoc終端包括信號接收機510、信號發(fā)送機520、 測量單元530、資源分配單元540和存儲器550。資源分配單元540 可以以硬件實現(xiàn)，或者在執(zhí)行多個功能的處理器上運行的軟件形式實 現(xiàn)。塊之間的主要信息流由實線表示，而控制信號的交換由虛線表示。 資源分配單元540連接到信號接收機510、測量單元530、信號發(fā)送 機520和存儲器550，并且根據(jù)需要與這些單元交換控制信號。來自 基站和其他終端的信號(由標號560所指示)被信號接收機510所接 收，并且運用到測量單元530和ad hoc終端的其他塊(由標號580 指示)。在資源分配單元540的控制下，將由ad hoc終端500發(fā)送 的信息(由標號590指示)被施加到信號發(fā)送機520并且被作為信號 發(fā)送到其他ad hoc終端(由標號570指示)。資源分配單元執(zhí)行圖4的干擾防止過程所需要的三條信息可以 例如如下獲得。為了得到Ia，資源分配單元使得信號接收機510調(diào)諧到目標無 線資源。測量單元530測量接收到的由資源分配單元540讀取的功率 信號電平。為了得到LBS_Adh。。，資源分配單元使得信號接收機510調(diào)諧 來從基站接收導(dǎo)頻信號。測量單元530測量接收到的由資源分配單元 540讀取的功率信號電平。如果知道了發(fā)送的導(dǎo)頻信號的功率信號電 平，資源分配單元540就可以計算L^Adh。。。在示出的實施例中，為了 得到Pe。n_BS，資源分配單元540利用從基站傳輸?shù)膶崟r更新的值來從 存儲器550重新得到最新存儲的值。使用上面的信息，資源分配單元540計算LA—B，并且將其與閾值 比較。如果比較結(jié)果是滿意的，則資源分配單元540認為資源是可使 用的，并且命令信號發(fā)送機520使用無線資源來繼續(xù)發(fā)送準備發(fā)送的 伶自I 口站o盡管已詳細描述了本發(fā)明的實施例，但是應(yīng)當理解在不脫離所附 權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進行各種改變、 替代和變化。
權(quán)利要求
1. 一種在多個移動終端之間防止干擾的方法，該多個移動終端包括至少第一移動終端和第二移動終端，其中，所述第二移動終端使用無線資源與基站進行通信，如果干擾條件允許，則所述第一移動終端對用于與終端或者除所述基站以外的基站進行通信的相同的無線資源進行評估，該方法包括步驟估計所述第一移動終端和所述第二移動終端之間的無線資源的路徑損失；把所估計的路徑損失與閾值進行比較；如果所估計的路徑損失大于所述閾值，則所述第一移動終端允許其自身使用所述無線資源；以及如果所估計的路徑損失小于所述閾值，則所述第一移動終端不允許其自身使用所述無線資源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中估計所述第一移動終端和 所述第二移動終端之間的無線資源的路徑損失包括估計所述第一移 動終端和所述基站之間的無線資源的路徑損失。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中估計所述第一移動終端和 所述第二移動終端之間的無線資源的路徑損失包括測量所述第一移 動終端處由于所述第二移動終端的傳輸所引起的無線資源的干擾電 平。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中估計所述第一移動終端和 所述第二移動終端之間的無線資源的路徑損失包括得到所述第二移 動終端在所述基站處的功率電平的有關(guān)信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中得到所述第二移動終端在 所述基站處的功率電平的有關(guān)信息包括從所述基站接收測量信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中得到所述第二移動終端在 所述基站處的功率電平的有關(guān)信息包括所述第 一移動終端訪問所述基站；確定所述第一移動終端在所述基站處的功率電平；以及 相對于所述第一移動終端在所述基站處的功率電平，來估計所 述第二移動終端在所述基站處的功率電平。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中估計所述第一移動終端和所述第二移動終端之間的無線資源的路徑損失包括估計所述第一移動終端和所述基站之間的無線資源的路徑損失；測量所述第一移動終端處由于所述第二移動終端的傳輸所引起 的無線資源的干擾電平；以及得到所述第二移動終端在所述基站處的功率電平的有關(guān)信息。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，包括估計所述第一移動終端 和所述第二移動終端之間的無線資源的路徑損失，作為l)所述第一 移動終端和所述基站之間的無線資源的所估計的路徑損失與2)所述 第一移動終端處的無線資源的干擾電平的乘積，并且3)除以所述第 二移動終端在所述基站處的功率電平。
9. 一種第一移動終端，其防止第二移動終端與其之間的干擾， 其中，所述第二移動終端使用無線資源來與基站進行通信，如果干擾 條件允許，所述第一移動終端對用于與終端或者除所述基站以外的基 站進行通信的相同無線資源進行評估，所述第一移動終端包括接收機；信號測量單元，其連接到所述接收機用于執(zhí)行相對于所述無線 資源的信號測量；以及資源分配單元，其連接到所述信號測量單元用于從所述信號測量單元接收測量值，確定所述第一移動終端和所述第二移動終端之間的無線資源的所估計的路徑損失，并且把所估計的路徑損失與閾值進 行比較；其中，如果所估計的路徑損失大于所述閾值，則所述資源分配單元允許所述第一移動終端使用所述無線資源；而如果所估計的路徑 損失小于所述閾值，所述資源分配單元不允許所述第一移動終端使用 所述無線資源。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述信號測量值包括接 收到的由于所述第二移動終端的傳輸所引起的無線資源的信號功率 電平。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述信號測量值包括接收到的導(dǎo)頻信號的信號功率電平。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述信號測量值包括接 收到的由于所述第二移動終端的傳輸所引起的無線資源的信號功率 電平以及接收到的導(dǎo)頻信號的信號功率電平。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，包括存儲器，其用于存儲接 收到的所述基站處的使用無線資源的第二移動終端傳輸?shù)墓β孰娖健?br> 14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所估計的路徑損失被確 定為1)所述第一移動終端和所述基站之間的無線資源的所估計的路 徑損失與2)所接收到的由于所述第二移動終端的傳輸所引起的無線 資源的信號功率電平的乘積，并且3)除以所接收到的所述基站處的 使用無線資源的第二移動終端傳輸?shù)墓β孰娖健?br> 15. —種操作無線通信網(wǎng)絡(luò)以利于進行干擾防止的方法，所述 無線通信網(wǎng)絡(luò)包括基站、第一移動終端和第二移動終端，其中所述 第二移動終端使用無線資源與基站進行通信，如果干擾條件允許，則 所述第一移動終端對用于與終端或者除所述基站以外的基站進行通 信的相同的無線資源進行評估，該方法包括步驟所述基站發(fā)送所述基站處的所述第二移動終端的功率電平的有 關(guān)信息；在所述第一移動終端接收所述基站處的所述第二移動終端的功 率電平的有關(guān)信息；以及所述第一移動終端使用所述基站處的所述第二移動終端的功率 電平的有關(guān)信息來判定是否可以再次使用由所述第二移動終端所使 用的無線資源。
全文摘要
在啟用ad hoc的蜂窩系統(tǒng)中，ad hoc通信中的終端可能對傳統(tǒng)通信中的終端產(chǎn)生嚴重的干擾。估計從ad hoc移動終端到傳統(tǒng)終端將產(chǎn)生的可能的干擾，使得ad hoc移動終端可以選擇適合的無線資源用于干擾防止。ad hoc移動終端可以通過三個步驟來實現(xiàn)干擾估計參數(shù)采集、參數(shù)計算以及根據(jù)所計算的結(jié)果和預(yù)定義閾值的比較進行的判定。整個過程易于實現(xiàn)并且可以在保持很高的頻譜效率的同時保證了傳統(tǒng)通信的質(zhì)量。
文檔編號H04B17/00GK101399562SQ200710164218
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者張曉博, 鋼 鄔, 霓 馬 申請人:Nxp股份有限公司