共存干扰避免系统和方法
【专利摘要】本发明提供一种装置内共存干扰避免的混合频分复用/时分复用方案。用户设备包括第一无线电收发机和协作的第二无线电收发机。用户设备基于无线电信号测量检测两个无线电收发机之间的共存干扰。用户设备将装置内共存干扰指示符发送给其基站。用户设备也将装置内共存信息报告给其基站，其中所述装置内共存信息包括频分复用配置的推荐信息以及时分复用配置的推荐信息。基站接收所述装置内共存干扰指示符并评估是否触发基于频分复用的方案以减小干扰。上述评估是基于推荐信息的频分复用配置和时分复用配置进行的。基站基于每种方案可行性和有效性的评估结果，可触发基于频分复用的方案、基于时分复用的方案或频分复用方案与时分复用方案的结合。
【专利说明】共存干扰避免系统和方法
[0001]本申请是申请日为2011年10月20日，申请号为201180006308.1，发明名称为“共存干扰避免系统和方法”的专利申请的分案申请。
_2] 交叉引用
[0003]本申请是2011年6月20日递交的，发明名称为“用来协调相同装置平台上多个无线电收发机的系统以及方法”的美国正式申请案第13/134，876号的部分延续案，依据35 U.S.C.§ 120要求此申请的优先权，且将此申请作为参考。而美国正式申请案第13/134,876号依据35 U.S.C.§ 119要求如下优先权:2010年6月18日递交的，发明名称为“减小相同装置平台上协作的LTE系统和其它通信系统之间干扰的方法”的美国临时申请案第61/356，088号；2010年8月12日递交的，发明名称为“减小移动蜂窝系统中设备内共存干扰的触发方法”的美国临时申请案第61/373，142号。上述申请标的在此一并作为参考。
[0004]本申请依据35 U.S.C.§ 119要求2010年10月20日递交的，发明名称为“混合FDM/TDM共存干扰避免的方法”的美国临时申请案第61/394，858号的优先权，且将此申请作为参考。
【技术领域】
[0005]本发明有关于无线网络通信，尤其有关于用于装置内共存(in-devicecoexistence, IDC)干扰避免的方案。
【背景技术】
[0006]如今，网络接入几乎已无处不在。从网络基础架构的层面来看，不同的网络属于不同的层(如分布层、蜂窝层、热点层、个人网络层以及固定/有线层)，从而提供不同大小的覆盖范围和不同程度的用户连通性。由于某个特定网络可能无法覆盖每个地方，且不同的网络擅长提供不同的服务，因此用户装置需要在同一装置平台(deviceplatform)上支持多个无线电接入网络。由于对无线通信的需求持续增长，诸如移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant, PDA)、智能手持设备、手提电脑、平板电脑等的无线通信设备越来越多地被配置多个无线电收发机。一个多无线电终端(MultipleRad1 Terminal, MRT)可同时包括长期演进(Long-Term Evolut1n, LTE)或先进长期演进(LTE-Advanced, LTE-A)无线电、无线局域网(Wireless Local Area Network, WLAN,如WiFi)接入无线电、蓝牙(Bluetooth, BT)无线电以及全球卫星导航系统(GlobalNavigat1n Satellite System, GNSS)无线电。
[0007]由于无线电频谱资源稀缺，不同的技术可在重叠或相邻的无线电频谱上运作。举例来说,LTE/LTE-A 时分双工(Time Divis1n Duplex, TDD)模式通常在 2.3-2.4GHz 运作，WiFi通常在2.400-2.4835GHz运作，而BT通常在2.402-2.480GHz运作。因此，同一物理设备上协作的多个无线电同时运作时可导致性能显著降低，如由于无线电频谱重叠或相邻而引起的显著的共存干扰。由于物理上的临近性(physical proximity)和无线电功率泄漏(power leakage),当第一无线电收发机的数据发送与第二无线电收发机的数据接收在时域上重叠时，第一无线电收发机的发送会干扰第二无线电收发机的接收。类似地，第二无线电收发机的发送也会干扰第一无线电收发机的接收。
[0008]图1 (现有技术)是相互协作的LTE收发机、WiFi/BT收发机以及GNSS接收机之间干扰的示意图。在图1所示的示范例中，作为MRT,用户设备(User Equipment, UE) 10包括在同一装置平台上协作的LTE收发机IUGNSS接收机12以及WiFi/BT收发机13。其中LTE收发机11包括LTE基带模块和耦接到天线#1的LTE射频(Rad1 Frequency, RF)模块。GNSS接收机12包括GNSS基带模块和耦接到天线#2的GNSS RF模块。WiFi/BT收发机13包括WiFi/BT基带模块和耦接到天线#3的WiFi/BT RF模块。当LTE收发机11发送无线电信号时，GNSS接收机12和WiFi/BT收发机13都会受到LTE的共存干扰。类似地，当WiFi/BT收发机13发送无线电信号时，GNSS接收机12和LTE收发机11都会受到WiFi/BT的共存干扰。因此，UEll如何通过不同的收发机同时与多个网络进行通信并避免/减小共存干扰成为了待解决的技术难题。
[0009]图2(现有技术)是来自两个协作RF收发机的无线电信号信号功率的示意图。在图2所示的示范例中，收发机A与收发机B在同一装置平台(即装置内)中协作。收发机A 的发送(TX)信号(如 ISM(the Industrial, Scientific and Medical,即开放给工业、科学和医学三个主要机构使用)信道(channel，CH) I的WiFi TX)与收发机B的接收(RX)信号(如频带40的LTERX)在频域上非常接近。由于TX滤波器和RF设计的非理想性，收发机B可能无法接受收发机A的带外(out of band, 00B)发射和杂散(spur1us)发射。举例来说，即使经过滤波后(如50dB抑制后)，收发机A的TX信号功率电平仍可能比收发机B的RX信号功率电平高(如滤波前高60dB)。
[0010]除了 TX滤波器和RF设计的非理想性外，RX滤波器和RF设计的非理想性也可导致不可接受的装置内共存干扰。举例来说，由于另一装置内收发机的发送功率，某些RF元件可饱和，但无法被完全滤出。而这会导致低噪声放大器(Low Noise Amplifier, LNA)饱和，并使得模数转换器(Analog to Digital Converter, ADC)不能正确工作。无论TX信道和RX信道的频率距离有多远，上述问题都实际存在。这是因为TX功率的某些电平(如来自谐波TX信号)可耦接到RX的RF前端，并使其LNA饱和。因此，需寻求减小装置内共存干扰的解决方案。
【发明内容】
[0011]无线装置具有一中央控制实体(central control entity),用来协调相同装置平台中协作的多个无线电收发机，从而减小共存干扰。无线装置包括中央控制实体、LTE收发机、WiFi/BT收发机以及GNSS接收机。
[0012]在一实施例中，中央控制实体从收发机中接收无线电信号信息，并测定控制信息。控制信息用来触发频分复用(Frequency Divis1n Multiplexing, FDM)方案,使得发送/接收信号移到指定信道，从而减小共存干扰。信号信息包括共存干扰测量信息、接收信号质量信息、发送状态、LTE服务频率信息、WiFi频道信息、BT跳频(frequency-hopping)范围信息以及GNSS信号的中央频率信息。FDM方案的控制信息包括触发LTE收发机的指令，以指示LTE基站哪个频道受到了共存干扰的影响；触发LTE收发机的指令，以发送指示给LTE基站，使其从第一 RF载波转换(如切换、无线链路失败(Rad1 Link Failure1RLF))到第二RF载波；WiFi收发机转换到或使用新的WiFi信道的指令或命令；以及调整BT收发机跳频范围的指令。
[0013]在另一实施例中，中央控制实体从收发机中接收流量和调度信息，并测定控制信息。控制信息用来触发时分复用(Time Divis1n Multiplexing, TDM)方案，以在特定持续时间内调度收发机来发送或接收无线电信号，从而减小共存干扰。流量和调度信息包括发送状态、操作模式、优先请求、接收信号质量或强度、流量模式信息、WiFi信标(Beacon)接收时间信息、LTE非连续接收(Discontinuous Receive, DRX)配置、BT主/从(master/slave)以及GNSS接收机类型。TDM方案的控制信息包括触发LTE收发机的指令，以将推荐的开/关持续时间、开/关比、开始时间或DRX配置的占空比(duty cycle)发送给LTE基站；在特定持续时间内终止或恢复LTE/WiFi/BT收发机TX或RX的指令；指示WiFi收发机利用节电协议(power saving protocol),通过与WiFi接入点(Access Point, AP)协商来控制发送/接收时间的指令。
[0014]在另一实施例中，采用功率控制方案来减小共存干扰。对于LTE功率控制来说，中央控制实体基于WiFi/BT/GNSS接收机接收到的信号质量，测定LTE收发机的最大功率限制电平(power restrict1n level)。LTE收发机将上述最大功率限制电平推荐给LTE基站。对于WiFi/BT功率控制来说，若LTE信号的接收信号质量差，中央控制实体指示WiFi/BT收发机调整发送功率电平。
[0015]在一实施例中，提出了一种混合FDM/TDM方案，以避免设备内共存干扰。UE包括第一无线电收发机和第二无线电收发机，其中上述两个收发机彼此协作。UE基于无线电信号测量，检测两个无线电收发机之间的共存干扰。UE将IDC干扰指示符发送给其服务基站(即演进节点B (evolved node-B, eNB))。UE另将包括FDM和TDM配置推荐的IDC信息报告给eNB。eNB接收IDC干扰指示符，并评估是否触发基于FDM的方案以减小共存干扰。eNB也评估是否触发基于TDM的方案以减小共存干扰。上述评估基于推荐的FDM和TDM配置。eNB可基于对每种方案可行性和有效性的评估结果，触发基于FDM的方案、基于TDM的方案或者FDM+TDM方案。
[0016]通过利用本发明，可有效减小或避免装置内协作无线电收发机之间的共存干扰。
[0017]以下详述其它实施例和优势。本部分内容并非对本发明作限定，本发明范围由权利要求所限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]附图用来阐释本发明的实施方式，其中相似标号指示相似组件。
[0019]图1 (现有技术)是相互协作的LTE收发机、WiFi/BT收发机以及GNSS接收机之间干扰的示意图。
[0020]图2 (现有技术)是同一装置平台中两个协作RF收发机的无线电信号的信号功率示意图。
[0021]图3是根据本发明一实施例的无线通信系统中具有多个无线电收发机的用户设备的不意图。
[0022]图4是根据第一实施例的具有中央控制实体的LTE用户设备的简化方块示意图。
[0023]图5是根据第二实施例的具有中央控制实体的LTE用户设备的简化方块示意图。
[0024]图6是2.4GHz ISM频段附近的全球频谱分配的细节示意图。
[0025]图7是用于3GPP装置内共存干扰避免的FDM方案的第一示范例的示意图。
[0026]图8是用于3GPP装置内共存干扰避免的FDM方案的第二示范例的示意图。
[0027]图9是用于3GPP装置内共存干扰避免的TDM方案的示范例的示意图。
[0028]图10是用于3GPP装置内共存干扰避免的功率控制方案的第一示范例的示意图。
[0029]图11是用于3GPP装置内共存干扰避免的功率控制方案的第二示范例的示意图。
[0030]图12是根据一实施例的采用中央控制实体的装置内共存干扰避免进程的细节性示意图。
[0031]图13是采用FDM方案的共存干扰避免方法的流程图。
[0032]图14是采用TDM方案的共存干扰避免方法的流程图。
[0033]图15是WiFi对LTE共存干扰的测量结果和不同滤波下对应的噪声上升的示意图。
[0034]图16是根据一实施例的无线通信系统中用户终端和基站的简化方块示意图。
[0035]图17是混合FDM/TDM共存干扰避免方案中UE和eNB之间的通信和信息互换的示意图。
[0036]图18是从UE角度的IDC干扰避免的混合FDM/TDM方案方法的流程图。
[0037]图19是从eNB角度的IDC干扰避免的混合FDM/TDM方案方法的流程图。
【具体实施方式】
[0038]以下描述为本发明实施的较佳实施例，且有些实施例通过附图进行了说明。
[0039]图3是根据本发明一实施例的无线通信系统30中具有多个无线电收发机的用户设备UE31的示意图。无线通信系统30包括用户设备UE31、服务基站(如eNB) eNB32、WiFi接入点 WiFi AP33、蓝牙装置BT34、全球卫星定位(Global Posit1ning Satellite, GPS)系统装置GPS35。无线通信系统30通过不同的无线电接入技术为UE31提供多种网络接入服务。举例来说，eNB32提供蜂窝无线电网络(如3GPP LTE或LTE-A系统)接入，WiFi AP33提供WLAN接入的局域覆盖，BT34提供短程个人网络通信，而GPS35作为GNSS的一部分提供全球接入。为更好利用多种无线电接入技术，UE31为在同一装置平台(即装置内)配置多个相互协作的无线电收发机的MRT。
[0040]由于无线电频谱资源稀缺，不同的技术可能在重叠或相邻的无线电频谱上运作。如图3所示，UE31通过无线电信号36与eNB32进行通信，通过无线电信号37与WiFi AP33进行通信，通过无线电信号38与BT34进行通信，并从GPS35中接收无线电信号39。其中无线电信号36属于3GPP频带40，无线电信号37属于WiFi信道中的一个，无线电信号38属于79个蓝牙信道中的一个。上述所有无线电信号的频率都落入2.3GHz-2.5GHz的范围，因而可导致彼此之间显著的共存干扰。在一实施例中，UE31包括中央控制实体，用来协调同一装置平台中不同的无线电收发机，从而减小共存干扰。
[0041]图4是根据第一实施例的具有中央控制实体的无线通信装置41的简化方块示意图。无线通信装置41包括存储器42、处理器43、LTE/LTE-A收发机45、GPS接收机46、WiFi收发机47、蓝牙收发机48以及总线49。其中处理器43中包括中央控制实体44。在图4所示的示范例中，作为逻辑实体，中央控制实体44可在处理器43中物理上实现，也可用于无线通信装置41的装置应用处理。中央控制实体44通过总线49连接至无线通信装置41中的多个收发机，并与上述多个收发机进行通信。举例来说，WiFi收发机47将WiFi信号信息以及/或者WiFi流量和调度信息发送给中央控制实体44 (如粗虚线101所示)。基于接收到的WiFi信息，中央控制实体44测定控制信息，并将控制信息发送给LTE/LTE-A收发机45 (如粗虚线102所示)。在一实施例中，LTE/LTE-A收发机45进一步基于接收到的控制信息与其服务基站eNB40进行通信，以减小共存干扰(如粗虚线103所示)。
[0042]图5是根据第二实施例的具有中央控制实体的无线通信装置51的简化方块示意图。无线通信装置51包括存储器52、处理器53、LTE/LTE-A收发机54、GPS接收机56、WiFi收发机57、蓝牙收发机58以及总线59。其中LTE/LTE-A收发机54具有中央控制实体55。每个收发机包括局部控制实体(如MAC处理器)、RF模块以及基带(baseband，BB)模块。在图5所示的示范例中，作为逻辑实体，中央控制实体55在处理器中物理上实现，其中上述处理器物理上位于LTE/LTE-A收发机54中。或者，中央控制实体55可物理上位于WiFi收发机57或蓝牙收发机58中。中央控制实体55通过总线59耦接至无线通信装置51中相互协作的多个无线电收发机，并与上述多个无线电收发机进行通信。举例来说，WiFi收发机57中的WiFi控制实体将WiFi信息发送给中央控制实体55 (如粗虚线104所示)。基于接收到的WiFi信息，中央控制实体55测定控制信息，并将控制信息发送给LTE/LTE-A收发机54中的LTE控制实体(如粗虚线105所示)。在一实施例中，LTE/LET-A收发机54进一步基于接收到的控制信息与其服务基站eNB进行通信，以减小共存干扰(如粗虚线106所示)O
[0043]如何有效减小重叠或相邻频道中协作运作的无线电收发机中的共存干扰是极富挑战性的问题。而在2.4GHz ISM无线电频带附近，这种问题甚至更严重。图6是2.4GHzISM频带附近的全球频谱分配细节和对应的3GPP频带40中WiFi对LTE的共存干扰的示意图。如图6上方表61所示，14个WiFi信道和79个蓝牙信道都使用2.4GHz ISM频带(如2400-2483.5MHz的范围)。WiFi信道的使用取决于WiFi AP决定(decis1n)，而蓝牙使用ISM频带上的跳频。除拥挤的ISM频带外，3GPP频带40的范围为2300_2400ΜΗζ，频带7上行链路(uplink, UL)的范围为2500_2570MHz。3GPP频带40和频带7 UL都与2.4GHz ISM无线电频带非常接近。
[0044]图6下方表62是典型衰减滤波器下，3GPP频带40中WiFi对LTE的共存干扰示意图。表62列出了特定频道(如表62中的每一行)下运作的LTE收发机的降敏值(desensitizat1n value),其中LTE收发机会受到另一特定频道(如表62中的每一列)下运作的协作WiFi收发机的干扰。表62中的降敏值表示LTE接收信号的灵敏度需要提升多少，以达到与没有协作WiFi收发机干扰时相同的信号质量(如信噪比(Signal-to-NoiseRat1, SNR) / 信干噪比(Signal-to-1nterference and Noise Rat1, SNIR))。举例来说，若LTE收发机在2310MHz运作，且WiFi收发机在2412MHz运作，则LTE接收信号需增加
2.5dB来抵消共存干扰的影响。另一方面，若LTE收发机在2390MHz运作，且WiFi收发机在2412MHz运作，则LTE接收信号需增加66dB来抵消共存干扰。因此，由于传统的滤波方案并没有额外的干扰避免机制，因而不能有效地减小共存干扰，无法使同一装置平台上的多种无线电接入技术更好地独立工作。
[0045]因此需寻求不同的方案来避免共存干扰。在不同的干扰避免方案中，本发明提出了 FDM、TDM和功率管理三种主要方案。此外，在本发明中使用中央控制实体来协调协作的收发机，并用于多种干扰避免方案中。以下段落和附图详述多种干扰避免方案的实施例和示范例。
[0046]图7是用于3GPP共存干扰避免的FDM方案的第一示范例的示意图。在图7所示的示范例中，LTE收发机与WiFi/BT收发机协作。WiFi/BT收发机的发送(TX)信号(如WiFi/BT TX信号71)与LTE收发机的接收(RX)信号(如LTE RX信号72)在频域上非常接近。因此，由于TX滤波器和RF设计的非理想性，LTE收发机无法承受WiFi/BT收发机的OOB发射和杂散发射。举例来说，若没有额外的干扰避免机制，即使经过滤波后(如50dB抑制后)，WiFi/BT TX信号功率电平仍比LTE RX信号功率电平高(如滤波前高60dB)。如图7所示，一种可能的FDM方案为通过采用切换进程，使LTE RX信号72远离ISM频带。
[0047]在LTE系统中，网络控制包括切换进程在内的大部分活动。因此，LTE网络控制(network-controlled)UE辅助(UE-assisted)的FDM方案开始后，UE可将指不发送给网络以报告共存干扰引起的问题，或者推荐应被执行的某个命令(如切换)。举例来说，服务频率上存在干扰时，若UE无法自行解决LTE下行链路(downlink，DL)或ISM DL接收时的问题,且eNB尚未基于无线资源管理(Rad1 Resource Management, RRM)测量采取行动，贝丨J UE可发送指示。指示的触发可基于预定义(pre-defined)准则或由eNB配置，也可基于服务频率上是否有不可接受的干扰或其它非服务频率上是否存在或潜在存在干扰。
[0048]3GPP FDM方案需要装置协调能力的支持。对于LTE来说，LTE收发机首先需要知道(如通过内部控制器)在有限的时间延迟内，装置内是否有其它收发机正在发送或接收数据。更明确来说，LTE收发机需要知道其测量WiFi/BT发送带来的共存干扰的持续时间，没有来自WiFi/BT收发机的共存干扰时的LTE接收持续时间。基于以上认知，LTE收发机可测量共存干扰，并评估对于LTE RX来说，哪些频率没受到严重干扰，哪些频率受到了严重干扰(如不可用频率)。LTE收发机随后将不可用频率指示给eNB以触发FDM。对于WiFi/BT/GNSS来说，LTE收发机也需要知道LTE以何种频率发送可导致装置内其它接收机(WiFi/BT/GNSS接收机)无法接受的性能。若LTE接收机测定显著的共存干扰可触发FDM方案，则UE将指示发送给eNB，以请求从当前的服务频率切换为远离WiFi/BT/GNSS信号的另一频率。
[0049]图8是用于3GPP共存干扰避免的FDM方案的第二示范例示意图。与图7类似，由于TX滤波器和RF设计的非理想性，WiFi/BT收发机的00B发射和杂散发射无法被LTE收发机承受。如图8所示，FDM方案是将ISM信号(如WiFi/BT TX信号81)远离LTE接收信号(如LTE RX信号82)。在一示范例中，WiFi收发机可接收转换到远离LTE频带的一个新的WiFi信道的指令，或者接收可用哪个WiFi信道的推荐。在另一示范例中，蓝牙收发机可接收调整其跳频范围的指令。
[0050]图9是用于3GPP共存干扰避免的TDM方案的示范例示意图。TDM方案的基本方针是减小WiFi/BT TX和LTE RX之间的时间重叠，以避免共存干扰。在基于DRX的TDM方案中，UE将DRX配置参数推荐给其服务eNB。与FDM方案类似，基于3GPP DRX的TDM方案需要装置协调能力的支持。举例来说，可利用控制实体将推荐的DRX开/关配置导入eNB。控制实体从协作WiFi/BT收发机中接收信息，其中上述信息包括操作类型(如WiFi AP,BT主机)、流量状态(如TX或RX)和特性(如活跃度(level of activity)、流量模式)、优先要求等。控制实体还测定推荐的DRX开/关持续时间、DRX开/关比、占空比以及开始时间。
[0051]在基于混合自动请求重传(HybridAutomatic Repeat Request, HARQ)保留(reservat1n)的TDM方案中，UE将位图(bitmap)或一些辅助信息推荐给其eNB,使eNB进行子巾贞级(sub-frame level)调度控制以避免干扰。本发明中提出了多种对协作的无线电收发机中发送和接收时隙(time slot)进行调度的方法。举例来说，BT装置(如RF#1)首先将其通信时隙与协作蜂窝无线电模块(如RF#2)同步，并在随后获取协作蜂窝无线电模块的流量模式(如BT增强型同步面向连接(Enhanced SynchronousConnect1n-oriented, eSCO)链路)。基于流量模式，BT装置选择性地跳过一个或多个TX或RX时隙，以避免某些时隙上数据的发送和接收，进而减小与协作蜂窝无线电模块之间的干扰。被跳过的时隙不能进行TX或RX操作，从而防止干扰并达到节电的功效。多无线电共存的其它细节请参照Ko等在2010年10月22日递交的，发明名称为“多无线电终端中增强共存有效性的系统和方法”的美国申请案N0.12/925，475 (且将此申请作为参考)。
[0052]除基于DRX和HARQ的TDM方案外，UE自制否认(autonomous denial)是用于避免干扰的另一种类型的TDM方案。在一实施例中，LTE收发机暂停上行链路(uplink，UL)TX来保护ISM或GNSS DL RX。上述方法只能偶尔使用并只能短期使用，否则LTE连接的性能就会受到影响。在另一实施例中，WiFi或BT收发机暂停UL TX来保护LTE DL RX。上述方法在保护诸如呼叫之类的重要LTE DL信号时是必要的。UE自制否认方案也要求装置的协调性能(如通过内部控制器)。LTE收发机需要知道WiFi/BT/GNSS接收机的优先RX请求以及多久终止LTE UL TX0 LTE接收机也需要将其自己的RX优先请求指示给内部控制器，以终止WiFi/BT UL TX0此外，上述信息需以实时方式指示或以特定模式指示。
[0053]图10是用于3GPP共存干扰避免的功率控制方案的第一示范例的示意图。如图10所示，若WiFi/BT TX信号107恰好位于靠近LTE RX信号108的频道中，则WiFi/BT收发机的ISM发送功率可降低。举例来说，基于LTE接收信号的质量，内部控制器可将指令发送给WiFi/BT收发机以调整发送功率点平。
[0054]图11是用于3GPP共存干扰避免的功率控制方案的第二示范例的示意图。与图10类似，若LTE TX信号111恰好位于靠近WiFi/BT RX信号112的频道中，则LTE收发机的发送功率可降低。然而在LTE系统中，不能中止遗留LTE功率控制机制。因此，一种更能接受的方案是调整功率净空边缘(headroom margin)，而不是直接减小LTE TX的功率。举例来说，基于WiFi/BT/GNSS接收信号的质量，内部控制器评估新的最大发送功率限制电平。随后LTE收发机将上述新的最大发送功率限制电平推荐给其eNB。
[0055]由于用来共存干扰避免的多种方案都需要装置协调能力的支持，本发明在无线装置中加入中央控制实体，用来协调协作的无线电收发机。请参照图4或图5，中央控制实体(如图4中的44或图5中的55)与装置内协作的所有无线电收发机通信，并作出共存干扰避免判决。中央控制实体检测哪个收发机已与其连接，并在随后使能对应的共存干扰协调。若特定收发机/接收机并未连接至中央控制实体，则认为未进行协调，即中央控制实体可指示其它收发机进行被动(passive)干扰避免(如BT减小跳频范围)。
[0056]图12是无线通信系统中利用装置内中央控制实体的共存干扰避免进程具体实施的示意图。无线通信系统包括UE以及多个协作的无线电收发机。其中UE包括中央控制实体，多个协作的无线电收发机包括LTE、WiF1、BT收发机和GNSS接收机。为了实施多种干扰避免方案，中央控制实体首先需要从协作的收发机中收集信息，且测定并发送控制信息以对协作的收发机进行协调(步骤121)。举例来说，中央控制实体从第一收发机(如LTE)中接收信号/流量/调度信息(步骤151)，并将对应的控制信息发送给第二收发机(如WiFi/BT/GNSS)(步骤152)。类似地，中央控制实体从第二收发机(如WiFi/BT/GNSS)中接收信号/流量/调度信息(步骤153)，并将对应的控制信息发送给第一收发机(如LTE)(步骤154)。收发机随后基于接收到的控制信息进行某些动作，以触发FDM/TDM/功率控制方案。
[0057]在FDM方案(步骤122)中，中央控制实体接收无线电信号信息并测定控制信息，以触发FDM方案。有关FDM方案的无线电信号信息可包括以下内容:发送状态(如开或关，TX模式或RX模式)、共存干扰电平、接收信号质量或强度(如LTE的参考信号接收功率(Reference Signal Received Power, RSRP)、参考信号接收质量(Reference SignalReceived Quality, RSRQ)、信道质量指不符(Channel Quality Indicator, CQI)电平)、LTE的服务频率、WiFi频道信息、BT跳频范围信息以及GNSS信号的中心频率。基于无线电信号信息，中央控制实体测定测量的共存干扰是否应触发FDM方案(如对于LTE来说步骤161，以及对于WiFi/BT/GNSS来说步骤162)。若触发FDM方案，则中央控制实体会发送以下控制信息:触发LTE收发机的指令，以指示LTE eNB共存干扰带来的下行链路接收问题；触发LTE收发机的指令，以将哪些频率受到或未收到共存干扰的严重干扰(如可用频率或不可用频率)告知LTE eNB ;触发LTE收发机的指令，以将进行切换的指示发送给LTE eNB,(如步骤163);使WiFi收发机转换到新的WiFi信道的指令；建议WiFi收发机使用特定WiFi信道的推荐；以及使BT收发机调整BT跳频范围的指令(如步骤164)。
[0058]在LTE系统中，为了有效减小共存干扰，LTE收发机需要知道何时测量共存干扰以及何时将共存干扰问题报告给其eNB。中央控制实体的一个重要功能是收集有关WiFi/BT收发机是否在限定时间延迟内进行发送或接收的信息。控制实体随后测定LTE收发机测量共存干扰的持续时间，以及LTE收发机在没有共存干扰时的接收持续时间。网络配置报告共存干扰问题和申请FDM方案的触发状况。此外，需注意，尽管FDM方案的最终决定(如切换后的服务频率)是基于控制信息触发的，但也是由LTE系统中的eNB(而不是UE)作出的决定。
[0059]在TDM方案(步骤123)中，中央控制实体接收流量和调度信息，并测定控制信息以触发TDM方案。有关TDM方案的流量和调度信息可包括以下内容:发送状态(如开或关，TX模式或RX模式)、共存干扰电平、接收信号质量或强度(如LTE的RSRP、RSRQ、CQI电平)、优先TX或RX请求(如TX或RX重要信号)、操作模式(如WiFi AP模式、WiFi基站(stat1n, STA)模式、BT eSCO、BT 高级音频分发模型(Advanced Aud1 Distribut1nProfile, A2DP)、初始卫星信号捕捉、GNSS追踪模式)、WiFi Beacon接收时间信息、LTE DRX配置、LTE连接模式(如无线资源控制(Rad1 Resource Control, RRC)_连接或RRC_空闲)、LTE 双工模式(如 TDD 或 FDD)、LTE 载波聚合(Carrier Aggregat1n, CA)配置、BT 主或从、流量模式信息(如BT周期、所需TX/RX时隙数)以及GNSS接收机类型(如GPS、俄国全球卫星导航系统(GL0NASS)、欧洲卫星导航系统伽利略(Galileo)、北斗卫星导航系统(Beidou)或双接收机(dual-receiver))。
[0060]基于流量和调度信息，中央控制实体将指令和部分控制信息发送给LTE收发机中的局域控制实体以触发TDM方案。其中控制信息包括:LTE收发机推荐给LTE eNB的DRX配置(如开/关持续时间或比值或占空比信息)(如步骤171)、适合触发LTE干扰避免机制的开始时间、LTE收发机应终止信号发送的持续时间(如步骤172)、在某段时间延迟内终止LTE UL发送的指令、在特定持续时间内终止WiFi/BT发送的指令(如步骤173)、WiFi/BT/GNSS可在没有LTE共存干扰时接收信号的特定持续时间信息、在某段时间延迟内终止WiFi/BT发送的指令、恢复WiFi/BT发送的指令、通过省电协议就数据发送和/或接收时间与远程WiFi AP进行协商的指令(如步骤174)、转换BT共存TX/RX或开/关模式的指令、GNSS接收受到LTE共存干扰的特定持续时间的信息。
[0061]在功率控制方案(步骤124)中，中央控制实体接收无线电信号和功率信息，并测定控制信息以触发功率控制方案。功率控制方案的无线电信号和功率信息主要包括LTE/WiFi/BT/GNSS测量的接收信号质量、WiFi/BT的发送功率信息以及LTE的当前最大发送功率电平。对于LTE功率控制来说，中央控制实体可基于WiFi/BT/GNSS的接收信号质量来评估还能承受多少干扰。中央控制实体可进一步基于当前最大LTE发送功率电平来评估要达到最小接收信号质量，WiFi/BT/GNSS所能承受的最大LTE发送功率电平(步骤181)。另一方面，对于WiFi/BT功率控制来说，若LTE信号的接收信号质量差，中央控制实体可简单指示WiFi/BT收发机调整发送功率电平(步骤182)。
[0062]需注意，FDM、TDM和功率控制方案中所列出的信息仅为说明目的，并不相互排斥。相反地，可将附加信息应用于任何方案中，同样的信息也可以应用于不同的方案中。举例来说，尽管操作类型信息或流量模式信息一般用于TDM方案中，上述信息也可以用于FDM方案中，以测定何时触发可能的切换进程。此外，不同的方案可一起应用，从而更好地减小共存干扰。
[0063]还需注意，尽管上述方案的目的是防止并减小共存干扰，在应用上述FDM/TDM/功率控制方案后，并不能完全防止或减小共存干扰。举例来说，在某些地理区域，LTE网络仅能用较差频率，所以当LTE装置移动到上述地理区域后，LTE装置总是会切换到具有更大共存干扰的频率上。
[0064]图13是利用FDM方案的共存干扰避免方法的流程图。无线装置包括多个无线电收发机和中央控制实体。中央控制实体从属于第一 LTE收发机的第一控制实体中接收第一无线电信号信息(步骤131)。中央控制实体另从属于第二无线电收发机的第二控制实体中接收第二无线电信号信息，其中第二无线电收发机与第一 LTE收发机协作(步骤132)。基于第一无线电信号信息和第二无线电信号信息，中央控制实体测定控制信息，并将控制信息发送给第一控制实体和第二控制实体(步骤133)。至少部分基于控制信息，第一 LTE收发机和第二无线电收发机在指定频道操作，从而减小共存干扰。
[0065]图14是利用TDM方案的共存干扰避免方法的流程图。无线装置包括多个无线电收发机和中央控制实体。中央控制实体从属于第一 LTE收发机的第一控制实体中接收第一流量和调度信息(步骤131)。中央控制实体另从属于第二无线电收发机的第二控制实体中接收第二流量和调度信息，其中第二无线电收发机与第一 LTE收发机协作(步骤132)。基于第一流量和调度信息以及第二流量和调度信息，中央控制实体测定控制信息，并将控制信息发送给第一控制实体和第二控制实体(步骤133)。至少部分基于控制信息，调度第一LTE收发机和第二无线电收发机在特定持续时间内发送和接收无线电信号，从而减小共存干扰。
[0066]混合FDM/TDM 方案
[0067]在实际的无线电装置中，两个相互协作的无线电收发机之间的实际共存干扰电平是可以测量的。图15是不同滤波下WiFi对LTE共存干扰的测量结果以及对应的噪声上升的示意图。测量中采用了三种WiFi模式。第一种模式是具有IM数据率和23dBm输出功率(Pout)的WiFi 802.11b，第二种模式是具有54M数据率和20 dBm输出功率的WiFi802.llg，而第三种模式是具有65M数据率和18 dBm输出功率的WiFi 802.11η。如表1501所示，分别对应三种WiFi模式的无线电信号，WiFi信道#I (2412MHz)的发送功率密度各自为-47.68dBm/Hz、-51.5dBm/Hz和_54dBm/Hz。而分别对应三种WiFi模式的无线电信号，LTE 频带 40 (2370MHz)的接收功率密度各自为-107.6dBm/Hz,-107.5dBm/Hz 和-110.7dBm/Hz。
[0068]通过另外使用带通滤波器(Band Pass Filter, BPF)和天线隔离(antennaisolat1n),可进一步改进性能。不同的WiFiBPF和天线隔离可为频带40的LTETDD (TD-LTE)带来不同的性能改进。理想情况下，WiFi可能达到的BPF性能改进约为45dB，天线隔离可达到20dB。正常情况下，WiFi可能达到的BPF性能改进约为40dB，天线隔离可达到15dB。恶劣情况下，WiFi可能达到的BPF性能改进约为35dB，天线隔离可达到10dB。
[0069]如表1502所示，理想情况下，802.1lb模式时WiFi共存干扰引起的噪声上升为1.4dB，802.1lg模式时为1.5dB，802.1ln模式时为-1.7dB。正常模式下，802.1lb模式时WiFi共存干扰引起的噪声上升为11.4dB，802.1lg模式时为11.5dB，802.1ln模式时为8.3dB。恶劣情况下，在特定示范例中，802.1lb模式时控制信道可用路径损耗降低
16.79dB，802.1lg模式时为16.89dB，802.1ln模式时为13.78dB。而802.1lb模式时共存干扰引起的控制信道覆盖范围的减小为1.4km —0.5km(87%覆盖范围的损失)，802.1lg模式时为1.4km —0.5km(87%覆盖范围的损失)，802.1ln模式时为1.4km — 0.6km(81%覆盖范围的损失)。因此，滤波器似乎无法完全解决WiFi干扰问题。采用最理想的滤波器和天线隔离或可达到可接受的性能，然而正常(或恶劣)的滤波器和天线隔离便会导致无法接受的性能。此外，将TD-LTE性能与特定滤波器绑定且仅依赖滤波器方案显然是有风险的。仅有少数滤波器供应商可提供上述理想滤波器，而天线隔离也难以保证。
[0070]尽管基于FDM的方案似乎很有前景，FDM方案的可行性和有效性依赖于服务频率与目标频率之间的频率间隔增大时，带来的IDC干扰的显著降低。然而，由于上述IDC干扰降低的电平可能并不足以减小到可接受的位准，所以上述推论可能并不总是成立。此外，TD-LTE的频带40中存在WiFi共存干扰问题。实际上，基于测量结果，2320MHz与2370MHz之间仅有2.6dB的差距。因此，基于FDM的方案并不总是能正常工作，即使将LTE信号远离ISM频带，共存干扰可能仍然很高。
[0071]在一实施例中，无线网络采用混合的基于FDM/TDM的方案来减小共存干扰。首先，网络评估FDM方案是否可行并足以解决共存干扰问题。若FDM方案可行并足以解决共存干扰问题，则网络将UE切换到另一个远离ISM频带的频率。若FDM方案不可行或不足以解决共存干扰问题，则网络试图激活TDM方案。此外，激活FDM方案后，网络评估共存干扰问题是否已有效解决。若并没有有效解决，则网络试图激活TDM方案。
[0072]图16是根据本发明一实施例的无线通信系统1600中用户设备UE1601和基站eNB1611的简化方块示意图。UE1601包括LTE/LTE-A收发机1602、协作的WiFi收发机1603以及IDC干扰检测模块1604。类似地，eNB1611包括存储器1612、处理器1613、LTE/LTE-A收发机1614以及IDC干扰控制模块1615。在一实施例中，UE1601检测LTE和WiFi无线电之间的IDC干扰，并将IDC干扰指示符1621发送给eNB1611。UE1601另将附加的IDC信息发送给eNB1611，其中IDC信息包括推荐的FDM和TDM配置。举例来说，推荐的FDM配置为基于LTE测量结果的不可用频率，而推荐的TDM配置为基于WiFi流量/调度信息的一系列DRX参数。基于接收到的IDC干扰指示符和IDC信息，eNB1611评估基于FDM的方案和基于TDM的方案的可行性和有效性，以减小IDC干扰。评估完成后，eNB1611将测定出的FDM/TDM方案的信息/配置1622发送给UE1601。
[0073]图17是应用混合FDM/TDM共存干扰避免方案的UE1701和eNB1702之间通信和信息互换进程的示意图。在步骤1710中，UE1701首先进行服务小区的无线电信号测量。UE1701还进行相邻小区的无线电信号测量，其中相邻小区的频率与服务小区的频率不同。UE1701相应得到IDC的测量结果。其中IDC的测量结果可包括接收信号强度指示符(Received Signal Strength Indicator, RSSI) (RSRP)、SINR(RSRQ)、CQ1、块错误率(BlockError Rate, BLER)或吞吐量结果。在步骤1720中，UE1701基于IDC测量结果检测协作的无线电模块间是否有任何IDC干扰问题。上述检测可通过将有共存干扰源发送时的接收干扰电平(或总接收功率电平)与无共存干扰源发送时的接收干扰电平(或总接收功率电平)做比较完成。需注意，IDC测量结果可不与传统RSRP/RSRQ清晰度(definit1n)相同。相反地，IDC测量结果可基于协作无线电的流量/定时信息而获得。测定IDC测量结果以及检测IDC干扰问题的其它细节请参照1-Kang Fu等在2011年8月11日递交的，发明名称为“移动蜂窝系统中装置内共存干扰减小的触发方法”的美国申请案N0.13/136，862 (且将此申请作为参考)。
[0074]若UE1701检测到IDC干扰问题，则UE1701通过发送IDC干扰指示符，将共存干扰问题指示给eNB1702 (步骤1730)。需注意,上述IDC干扰指示符仅指示出干扰问题(如中性的)，而并不触发任何特定方案或提供应用何种方案的特定推荐。然而，UE1701可将附加IDC信息与指示符一起发送，以帮助ΘΝΒ1702评估该适用何种方案。其中IDC信息可包括基于步骤1710中所获得的测量结果的FDM和TDM配置推荐，以及协作无线电模块的流量和调度信息(如从中央控制实体中获得)。
[0075]ΘΝΒ1702接收到IDC干扰指示符后，便开始评估可能的基于FDM的方案以减小干扰(步骤1740)。首先，eNB 1702评估是否有可行的FDM方案。举例来说，eNB 1702评估将UE1701切换到另一小区是否可行，其中另一小区与原服务小区的频率不同。接下来，eNB1702评估通过将UE1701切换到另一频率是否能有效解决共存干扰问题。上述评估可通过比较不同频率上原服务小区和相邻小区的RSRP或SINR(RSRQ)测量结果来完成。在第一示范例中，若目标小区的测量结果比服务小区的测量结果低，即表示FDM方案的有效性可降低。在第二示范例中，若不同频率上的另一小区的RSSI(RSRP)测量结果比原小区的RSSI(RSRP)测量结果高，则eNB1702可预期FDM方案有效。在第三示范例中，若不同频率上的另一小区的SINR(RSRQ)测量结果比原小区的SINR(RSRQ)测量结果高，则eNB1702可预期FDM方案有效。
[0076]若eNB1702基于评估发现了 UE1701可切换的理想小区，eNB1702会初始化切换进程，从而触发FDM方案(步骤1750)。反过来，eNB 1702基于评估可能并不触发任何FDM方案。举例来说，ΘΝΒ1702可能无法找到合适的小区进行切换。在另一示范例中，若与加载小区相关的目标频率比一特定阈值大，则eNB1702可不触发FDM方案。在另一示范例中，若评估结果显示共存干扰并不能通过切换到另一频率来有效解决，则eNB1702可不触发FDM方案。
[0077]在步骤1760中，eNB1702进一步评估可能的基于TDM的方案，以减小共存干扰(步骤1760)。上述评估可基于UE1701与干扰指示符一起发送的共存ISM流量和调度信息。举例来说，若ISM流量具有一定的周期性，则eNB1702可为UE1701配置对应的DRX配置，以减小干扰(步骤1770)。需注意，无论是否已经应用FDM方案，步骤1760都应执行。即使UE1701已经切换到了另一个频率，eNB1702仍继续评估共存干扰问题是否已有效解决，以及TDM方案是否需要进一步激活。此外，需注意，步骤1740和1760的顺序可互换。也就是说，eNB 1702在评估并应用基于FDM的方案之前，可先评估并应用基于TDM的方案。
[0078]图18是从UE角度避免IDC干扰的混合FDM/TDM方案方法的流程图。在步骤1801中，UE检测第一无线电收发机和第二协作无线电收发机之间的共存干扰问题。在步骤1802中，UE将IDC共存干扰指示符发送给基站。在步骤1803中，UE将IDC信息报告给基站。IDC信息包括基于测量结果的FDM和TDM配置的推荐以及第二无线电收发机的流量/调度信息。
[0079]图19是从eNB角度避免IDC干扰的混合FDM/TDM方案方法的流程图。在步骤1901中，eNB从无线系统的UE中接收IDC干扰指示符。在步骤1902中，eNB从UE中接收IDC信息。IDC信息包括基于测量结果的FDM和TDM配置的推荐以及流量/调度信息。在步骤1903中，eNB基于IDC信息测定是否触发FDM方案以减小IDC干扰问题。在步骤1904中，eNB基于IDC信息测定是否触发TDM方案以减小IDC干扰问题。
[0080]虽然本发明已就较佳实施例揭露如上，然其并非用以限制本发明。举例来说，尽管本发明中以先进LTE移动通信系统作示范，但也可类似地用于其它移动通信系统中，如时分同步码分多址(Time Divis1n Synchronous Code Divis1n MultipleAccess, TD-SCDMA)系统。本发明所属【技术领域】中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变更和润饰。因此，本发明的保护范围当视之前的权利要求书所界定为准。
【权利要求】
1.一种共存干扰避免方法，其特征在于，包括: 检测第一无线电收发机和第二无线电收发机之间的装置内共存干扰问题，其中所述第一无线电收发机与所述第二无线电收发机在装置平台内协作； 将所述第一无线电收发机中的装置内共存干扰指示符发送给无线系统的基站；以及 从所处第一无线电收发机将装置内共存信息报告给所述基站，其中所述装置内共存信息包括频分复用配置的推荐以及时分复用配置的推荐，所述频分复用配置的推荐包括频率信息，所述时分复用配置的推荐包括用于非连续接收操作的参数。
2.如权利要求1所述的共存干扰避免方法，其特征在于，进一步包括: 通过测量参考信号质量来测定所述频分复用配置的推荐信息，以及基于所述第二无线电收发机的流量和调度信息来测定所述时分复用配置的推荐信息。
3.如权利要求2所述的共存干扰避免方法，其特征在于，所述频分复用配置的推荐信息是基于服务小区的参考信号接收质量来测定的。
4.如权利要求2所述的共存干扰避免方法，其特征在于，所述频分复用配置的推荐信息是基于相邻小区的参考信号接收质量来测定的，其中所述相邻小区的频率与服务频率不同。
5.如权利要求2所述的共存干扰避免方法，其特征在于，所述装置内共存干扰问题是基于测量结果进行检测的。
6.一种共存干扰避免方法，其特征在于，包括: 由无线系统中的基站从用户设备中接收装置内共存干扰指示符； 由所述基站从所述用户设备中接收装置内共存信息，其中所述装置内共存信息包括频分复用配置的推荐以及时分复用配置的推荐； 基于所述装置内共存信息，测定是否触发频分复用方案以减小装置内共存干扰，其中所述频分复用配置的推荐包括频率信息；以及 基于所述装置内共存信息，测定是否触发时分复用方案以减小装置内共存干扰，其中所述时分复用配置的推荐包括用于非连续接收操作的参数。
7.如权利要求6所述的共存干扰避免方法，其特征在于，所述频分复用方案包括基于频分复用配置的推荐信息，将用户设备从服务小区切换到目标小区，其中所述目标小区与所述服务小区位于不同的频率上。
8.如权利要求7所述的共存干扰避免方法，其特征在于，所述频分复用配置的推荐信息是基于服务小区的参考信号接收质量进行测定的。
9.如权利要求7所述的共存干扰避免方法，其特征在于，所述频分复用配置的推荐信息是基于不同频率上目标小区的参考信号接收质量进行测定的。
10.如权利要求6所述的共存干扰避免方法，其特征在于，所述时分复用方案包括基于流量和调度信息，安排用户设备在特定持续时间内发送和接收无线电信号。
11.如权利要求6所述的共存干扰避免方法，其特征在于，若所述基站测定出所述频分复用方案可行并有效，所述基站触发所述频分复用方案。
12.如权利要求11所述的共存干扰避免方法，其特征在于，所述基站在触发所述频分复用方案后，进一步测定是否触发所述时分复用方案。
13.如权利要求6所述的共存干扰避免方法，其特征在于，所述基站触发所述频分复用方案以及所述时分复用方案。
14.一种基站，其特征在于，包括: 接收机，用来从无线系统的用户设备中接收装置内共存干扰，其中所述接收机也从所述用户设备中接收装置内共存信息，其中所述装置内共存信息包括频分复用配置的推荐以及时分复用配置的推荐，且所述频分复用配置的推荐包括频率信息，所述时分复用配置的推荐包括用于非连续接收操作的参数；以及 装置内共存控制模块，用来基于所述装置内共存信息测定是否触发频分复用方案来减小所述装置内共存干扰，其中所述装置内共存控制模块也基于所述装置内共存信息测定是否触发时分复用方案来减小装置内共存干扰。
15.如权利要求14所述的基站，其特征在于，所述频分复用方案包括基于所述频分复用配置的推荐信息，将用户设备从服务小区切换到目标小区，其中所述目标小区与所述服务小区位于不同的频率上。
16.如权利要求15所述的基站，其特征在于，所述频分复用配置的推荐信息是基于所述服务小区的参考信号接收质量测定的。
17.如权利要求15所述的基站，其特征在于，所述频分复用配置的推荐信息是基于不同频率上所述目标小区的参考信号接收质量测定的。
18.如权利要求14所述的基站，其特征在于，所述时分复用方案包括基于流量和调度信息，安排用户设备在特定持续时间内发送和接收无线电信号。
19.如权利要求14所述的基站，其特征在于，若所述基站测定出所述频分复用方案可行并有效，则所述基站触发所述频分复用方案。
20.如权利要求19所述的基站，其特征在于，所述基站在触发所述频分复用方案后，进一步测定是否触发所述时分复用方案。
21.如权利要求14所述的基站，其特征在于，所述基站触发所述频分复用方案以及所述时分复用方案。
【文档编号】H04B15/00GK104202065SQ201410452782
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2011年10月20日 优先权日:2010年10月20日
【发明者】傅宜康, 刘捷超 申请人:联发科技股份有限公司