对码块至物理层映射的控制的制作方法

对码块至物理层映射的控制的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于通信系统中的干扰消除的方法、设备、以及计算机程序产品。该方法包括：对码块至物理层映射的控制。该控制包括：将码块映射至该物理层使得干扰信号在用户设备的接收带宽处变得自可解码，并且该控制包括：将最大码块大小限制为物理层资源的最小分配分辨率。
【专利说明】对码块至物理层映射的控制
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年3月23日提交的美国专利申请N0.13/428，345的权益。这一更早提交的申请的整个内容由此通过引用以它的整体而被并入。

【技术领域】
[0003]本发明的各实施例涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及无线通信系统(诸如通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入网络(UTRAN)长期演进(LTE)和演进型UTRAN (E-UTRAN))中的干扰消除。

【背景技术】
[0004]通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入网络(UTRAN)是指包括基站或节点B或增强型节点B(eNB)以及无线电网络控制器(RNC)的通信网络。UTRAN允许用户设备(UE)与核心网络之间的连接性。RNC为服务于UE的一个或多个节点B提供控制功能。RNC及其相对应的节点B被称为无线电网络子系统(RNS)
[0005]长期演进(LTE)是指通过改进的效率和服务、更低的成本、以及对新频谱机会的使用的对UMTS的改进。特别是，LTE是提供至少50兆比特每秒(Mbps)的上行链路峰值速率以及至少10Mbps的下行链路峰值速率的3GPP标准。LTE支持从20MHz下至1.4MHz的可伸缩载波带宽，并且支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两者。
[0006]如上面所提到的，LTE还能够改进网络中的频谱效率，允许载波在给定的带宽上提供更多的数据和语音服务。因此，LTE被设计为满足对于高速数据和媒体输运以及高容量语音支持的未来需求。LTE的优点包括高吞吐量、低延时、在同一平台中对FDD和TDD支持、改进的终端用户体验、以及产生低操作成本的简单架构。
[0007]应当注意，为了实现无线通信系统中的高带宽或频谱效率，与系统中的节点(例如，UE)之间的传输相关联的干扰需要被控制并且被减少。


【发明内容】

[0008]一个实施例指向一种用于消除用户设备处的干扰的方法。该方法包括对码块至物理层映射的控制。码块被映射至该物理层使得干扰信号在用户设备的接收带宽处变得自可解码。
[0009]另一个实施例指向被配置为消除干扰的设备。该设备包括至少一个处理器，以及包括计算机程序代码的至少一个存储器。该至少一个存储器和该计算机程序代码被配置为，与该至少一个处理器一起，促使该设备至少控制码块至物理层映射。码块被映射至该物理层使得干扰信号在该用户设备的接收带宽处变得自可解码。
[0010]另一个实施例指向一种用于消除干扰的设备。该设备包括用于控制码块至物理层映射的装置。用于控制的该装置包括用于将码块映射至该物理层使得干扰信号在用户设备的接收带宽处变得自可解码的装置。
[0011]另一个实施例指向一种计算机程序，该计算机程序具体化在非瞬态计算机可读介质上，该计算机程序被配置为控制处理器执行一种过程。该过程包括对码块至物理层映射的控制。码块被映射至该物理层使得干扰信号在用户设备的接收带宽处变得自可解码。

【专利附图】

【附图说明】
[0012]为了对本发明的适当理解，应当对附图做出参考，在附图中:
[0013]图1图示了根据一种实施例的turbo编码过程的示例；
[0014]图2图示了在频率上部分重叠的资源分配的示例；
[0015]图3图示了根据一个实施例的被限制于物理层的最小分配分辨率的最大码块大小的示例；
[0016]图4图示了根据一个实施例的方法的流程图；
[0017]图5图示了根据一个实施例的设备；
[0018]图6图示了示出作为码块大小的函数的Turbo编码的性能的曲线图；以及
[0019]图7图示了根据另一个实施例的设备。

【具体实施方式】
[0020]将容易理解，如在本文的附图中一般描述和图示的本发明的各组件，可以以各种各样的不同配置来布置和设计。因此，如在所附的附图中表示的用于消除干扰的系统、方法、设备、以及计算机程序产品的各实施例的下列详细描述，不意图为限制本发明的范围，而是仅表示本发明的所选实施例。
[0021]如果需要，下面所讨论的不同功能可以按照不同的顺序和/或相互并发地执行。此外，如果需要，所描述的功能中的一个或多个功能可以是可选的或者可以被组合。如此，下列描述应当被考虑为仅举例说明了本发明的原理、教导和实施例，并且不是对它们的限制。
[0022]本发明的各实施例一般性地涉及一种用于在包括正交频分多址(OFDMA)系统(诸如LTE和WiMAX)的通信系统中的干扰消除的方法、设备和计算机程序。
[0023]用于UE的干扰消除接收器将是LTE-高级演进(即，3GPP Rel_12以及更高发布)的一部分。干扰消除接收器能够被用来消除小区内的多输入多输出(MIMO)传输(单用户-ΜΜ0、多用户-ΜΜ0)非正交接入的跨层干扰或者其他小区干扰(接收器CoMP)。本发明的各实施例涉及不同UE之间、或者去往/来自不同小区的传输之间的干扰消除。
[0024]干扰消除是一种用以改进多小区系统中的吞吐量的有前景的技术。通过减轻来自相邻小区的干扰，自己的信号的信号对干扰和噪声比率(SINR)改进了并且吞吐量增加了。干扰消除背后的概念是，从想要的(多个)信号中删除或减去来自主导干扰的不想要的(多个)信号。为了获得最好的性能，纠错编码应当被集成至该删除过程中。
[0025]在基于3GPP的系统中，Turbo编码被使用作为利用共享数据信道(诸如物理下行链路共享信道(PDSCH))的纠错编码。3GPP LTE规范(TS 36-系列)中所规定的3GPP LTETurbo编码使用并行级联卷积码。信息序列由递归卷积编码器来编码，并且该信息序列的经交织版本由另一个递归卷积编码器来编码。
[0026]在LTE中，已经规定了最小和最大的码块大小,使得这些码块大小与由Turbo交织器所支持的块大小兼容。特别地，最小码块大小=40比特；并且最大码块大小=6144比特。
[0027]图1图示了 turbo编码过程的一种示例。如图1中所图示的，如果输入码块的长度大于最大码块大小，则输入块在105处被分段。例如，一个TCP/IP分组(1500字节=12000比特)将会被分段成两段。取决于MMO方案，每个传输块可以包含一个或多个码块。在115处，这些传输块被映射至物理层符号中。该映射原理是，一个编码块被映射至调制符号的相异集合中，以便在接收器站点处使得时延高效管线处理成为可能。物理层资源由子载波的子集组成。在LTE中，子载波子集的最小大小是12个子载波。
[0028]如上面所提到的，干扰消除的基本概念是，不想要的信号首先被检测并且然后从想要的信号中被减去。在该减去和检测过程中，对纠错解码的利用是关键问题(仅有所谓的未编码的1C，即基于符号水平估计的干扰消除接收器表现得不够好)。然而，利用turbo解码器的输出的、对来自干扰传输的信号的检测，导致了过度的复杂性，尤其是在当干扰和不想要的传输被部分地分配在频域中的非重叠资源上时的情况中。这是因为UE需要从在频率上与自己的信号部分重叠的干扰信号检测所有的干扰信号，以便得到这些干扰信号的可靠估计。
[0029]图2图示了在频率上部分重叠的资源分配的一种示例。不同UE的信号可能源自不同的小区。例如，如图2中所示出的，如果UE#1尝试消除来自UE#2的干扰，它应当首先检测UE#2。为了得到被发射至UE#2的比特的可靠估计，腿需要检测具有比自己的信号大的带宽的UE#2信号。此外，在UE#1能够根据UE#2信号得到可靠的估计之前，它需要检测UE#3信号并且从UE#2信号中减去它。作为总结，从UE复杂度观点来说，DL干扰消除可能是具有挑战性的任务。因此，只有利用相等带宽和UE之间的完全重叠资源分配，才能够获得合理的复杂度。这引入了邻近小区之间的调度限制、严格的协调要求以及潜在的性能降低。
[0030]鉴于上文，本发明的各实施例指向一种干扰消除优化的码块至物理层映射。一个实施例包括一种方法和设备，该方法和设备为在检测过程中利用turbo解码的下行链路干扰消除接收器提供改进的支持。根据一种实施例，码块与如下的物理层资源分配对齐，该物理层资源分配使得低复杂度检测过程成为可能，即使干扰UE被分配在部分非重叠的频率资源中。
[0031]如图3中所图示的，一个实施例包括最大码块大小被限制为物理层的最小分配分辨率。在图3中，最小资源分配分辨率对应于由rmin所标记的最大码块大小。对于信令协调，eNB将需要交换rmin的信息。这能够经由回程(诸如X2接口)、经由空中(over-the-air)通信信道(直接eNB_eNB)来完成，或者甚至经由UE来中继。归因于协调的该信息交换应当小并且相当静态。
[0032]在一个实施例中，最大码块长度取决于最小资源分配分辨率(rmin)并且根据所使用的调制和编码方案而变化。因此，根据一种实施例，可以根据以下来计算最大码块长度:用于数据的调制符号的数量(每TTI)乘以编码速率乘以调制(比特/调制符号)。例如，考虑LTE，如果最小分配分辨率是10个物理资源块(PRB)，则最大码块长度是以下:具有1/2编码的正交相移键控(QPSK)大约是1440比特；并且具有2/3编码的16QAM(正交幅度调制)大约是3840比特。根据某些实施例，如果输入码块的长度大于最大码块长度，则输入码块被分段，即被划分成多个块。
[0033]本发明的另一个方面是，码块大小能够由eNB动态地改变和控制。基本规则是，码块被映射至物理层使得干扰信号在所期望的UE的接收带宽处变得自可解码。注意，这个规则不是必然需要与码块大小有关的任何附加信令，因为(I)所期望的UE可以通过读取干扰UE的控制信道而变得知道这些干扰UE的传输参数，以及(2)干扰UE遵循相同的“码块至物理层映射”规则。这照顾到了干扰信号的重叠部分仅由自可解码的(多个)编码块组成。例如，根据图3，如果UE#3是所期望的UE并且它尝试消除来自UE#2的干扰，则根据一种实施例，UE#2的重叠部分是自可解码的。例如，当UE#2的数据比特被分段成两个部分时，这能够被实现。两个分段被分离地映射至与rmin相对应的物理层资源中。交织也在该分段内被执行。这种布置将会使得UE#3能够试图解码仅重叠部分中的UE#2信号。
[0034]根据一个实施例，UE在频率上的分配根据rmin而对齐。这照顾到了使将被消除的干扰UE的数量最小化。“调度网格”的开始位置可以是相邻eNB之间的信令协调的一部分。
[0035]图4图示了根据本发明的一种实施例的方法的流程图。图4的方法包括干扰消除优化的码块至物理层映射。更具体地，在400处，该方法通过将最大码块大小限制为物理层资源的最小分配分辨率，来将码块与物理层资源对齐。在一种实施例中，码块被映射至物理层使得干扰信号在UE的接收带宽处变得自可解码。在410处，该方法可以包括:确定输入码块的长度是否大于最大码块大小。如果确定输入码块的长度大于最大码块大小，则该方法包括:在420处，将该输入码块分段成多个块。该方法可以可选地包括:在430处，动态地改变和/或控制码块大小。应当注意，并不是所有的实施例都包括或者需要动态地改变和/或控制码块大小的步骤430。
[0036]在一些实施例中，本文所描述的各方法中的任何方法的功能，可以由存储在存储器或者其他计算机可读或有形介质中的软件来实施，并且由处理器来执行。在其他实施例中，该功能可以由硬件来执行，例如通过使用专用集成电路(ASIC)、可编程门阵列(PGA)、现场可编程门阵列(FPGA)、或者硬件和软件的任何其他组合。
[0037]图5图示了根据一个实施例的设备10。在一种实施例中，设备10可以是被配置为消除UE处的干扰的该UE或eNB。设备10包括用于处理信息以及执行指令或操作的处理器22。处理器22可以是任何类型的通用或专用处理器。尽管图5中示出了单个处理器22，但是根据其他实施例可以利用多个处理器。事实上，处理器22可以包括以下各项中的一项或多项:作为示例，通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(“DSP”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)、专用集成电路(“ASIC”)、以及基于多核处理器架构的处理器。
[0038]设备10进一步包括耦合至处理器22的存储器14，用于存储可以由处理器22执行的信息和指令。存储器14可以是一个或多个存储器并且具有适合于本地应用环境的任何类型，并且可以使用任何合适的易失性或非易失性数据存储技术来实施，诸如基于半导体的存储器器件、磁存储器器件和系统、光存储器器件和系统、固定存储器、以及可移除存储器。例如，存储器14能够包括:随机访问存储器(“RAM”)、只读存储器(“ROM”)、诸如磁盘或光盘的静态存贮器、或者任何其他类型的非瞬态机器或计算机可读介质的任何组合。存储在存储器14中的指令可以包括:当由处理器22执行时使得设备10执行本文所描述的任务的程序指令或计算机程序代码。
[0039]设备10还可以包括一个或多个天线(未示出)，该一个或多个天线用于向设备10发射信号和/或数据并且从设备10接收信号和/或数据。设备10可以进一步包括收发器28，收发器28将信息调制到用于由该(多个)天线发射的载波波形上，并且解调经由该(多个)天线所接收的用于由设备10的其他元件进一步处理的信息。在其他实施例中，收发器28可以能够直接发射和接收信号或数据。
[0040]处理器22可以执行与设备10的操作相关联的功能，不带限制地包括:天线增益/相位参数的预编码、形成通信消息的个体比特的编码和解码、信息的格式化、以及设备10的整体控制(包括与通信资源的管理有关的过程)。
[0041]在一种实施例中，存储器14存储软件模块，当这些软件模块由处理器22执行时提供功能。这些模块可以包括为设备10提供操作系统功能的操作系统15。该存储器还可以存储一个或多个功能模块18，诸如一种应用或程序，来为设备10提供附加功能。设备10的各组件可以实施在硬件中，或者实施为硬件和软件的任何合适的组合。
[0042]根据一个实施例，设备10可以被配置为限制或消除UE处的干扰。更具体地，根据一个实施例，存储器14和处理器22被配置为，促使设备10将最大码块大小限制为物理层资源的最小分配分辨率。在一种实施例中，码块被映射至物理层使得干扰信号在UE的接收带宽处变得自可解码。存储器14和处理器22可以进一步被配置为，促使设备10确定输入码块的长度是否大于最大码块大小。如果确定输入码块的长度大于最大码块大小，则设备10可以被控制为将输入码块分段成多个块。存储器14和处理器22还可以被配置为促使设备10动态地改变和控制码块大小。
[0043]本发明的一些实施例能够被应用至略微协调的网络，并且还可以可应用至完全协调的网络、MU-MIMO和非正交多址网络。利用MU-MM0，各实施例利用基于turbo解码器的高效干扰消除而允许在非相等带宽分配上的配对。因此，除了吞吐量增益之外，本发明的各实施例还能够移除对于MU-MMO调度的重要调度约束。这将减缓调度器的实施并且增加调度灵活性，在考虑基于QoS供应的调度时这是有价值的。
[0044]因此，本发明的一些实施例可应用来改进非正交多址的性能。非正交多址被考虑为是:用以显著地增加能够被提供给小区边缘用户的下行链路容量的潜在多址方案。基于小区中心用户和小区边缘用户的路径损耗分离的原理，包括将更多的资源分配给小区边缘用户(以小区中心UE为代价)。在一种极端的情况中，所有的资源被给予最弱的用户。在这种情况中，QPSK被发射给该用户(以功率Sw)，并且较强的用户得到叠加的QPSK/QAM(以功率Ss)。Ss被视为对弱用户的附加干扰。如果SS/Sw〈SINRw，则弱用户的条件不会变差太多(还注意到小区边缘用户从附加资源受益)。对于较强的用户，较弱用户的信号应当被消除。该消除可以基于上面所讨论的实施例，其中码块大小能够动态地被改变和控制。
[0045]图6图示了作为码块大小的函数的Turbo编码的性能。如图6中所图示的，各实施例可能导致来自一些情况中的减少的Turbo编码增益。然而，该编码增益减少小于从利用Turbo编码的软输出的干扰消除中所获得的益处。
[0046]图7图示了根据另一个实施例的设备70的示例。设备70包括:控制装置74，用于控制码块至物理层映射。设备70还可以包括:限制装置75，用于将最大码块大小限制为物理层资源的最小分配分辨率。在一种实施例中，控制装置74将码块映射至物理层使得干扰信号在UE的接收带宽处变得自可解码。设备70可以进一步包括:确定装置76，用于确定输入码块的长度是否大于最大码块大小。如果确定装置76确定输入码块的长度大于最大码块大小，则分段装置77可以将输入码块分段成多个块。设备70还可以包括:改变装置78，用于动态地改变和控制码块大小。
[0047]鉴于上文，本发明的各实施例被配置为，将最大码块大小限制为物理层资源(即，PRB)的最小分配分辨率。根据一个方面，eNB可以被配置为动态地控制最大码块大小。对物理资源的码块指配以如下的方式来布置，该方式允许IC接收器的容易实施，并且使得不同UE的重叠码块是自可解码的，即便资源分配可能不同。以这种方式，对于UE有可能从干扰信号中消除干扰而不必需解码整个干扰信号(该干扰信号基本上在自可解码信号的集合中“被分解”，并且UE仅需要检测与其所期望的分配相重叠的信号)。在一种实施例中，在接收器侧的干扰消除基于发射器侧的分段turbo编码。
[0048]本发明的所描述的特征、优点、以及特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。相关领域的技术人员将认识到，本发明可以不带有特定实施例的具体特征或优点中的一个或多个特征或优点而被实行。在其他实例中，可能不是存在于本发明的所有实施例中的附加特征和优点，可能在某些实施例中被识别。
[0049]本领域的技术人员将容易理解，如上面所讨论的本发明可以以按照不同顺序的步骤来实行，和/或以与所公开的那些配置不同的配置中的硬件元件来实行。因此，尽管已经基于这些优选的实施例描述了本发明，但是对本领域的技术人员将明显的是，某些修改、变型、以及备选构造将是明显的，同时保持在本发明的精神和范围内。因此，为了确定本发明的边界和界限，应当对所附权利要求做出参考。
【权利要求】
1.一种方法，包括: 对码块至物理层映射的控制； 其中码块被映射至所述物理层使得干扰信号在用户设备的接收带宽处变得自可解码。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制包括:将最大码块大小限制为物理层资源的最小分配分辨率。
3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括:动态地改变和控制所述码块的大小。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中当输入码块的长度大于所述最大码块大小时，所述方法进一步包括:将所述输入码块分段成多个块。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述最大码块大小取决于所述最小分配分辨率并且根据所使用的调制和编码方案而变化。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述最大码块长度等于:用于数据的调制符号的数量X编码速率X调制。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中根据与所述最大码块大小相对应的所述最小分配分辨率，而在频率上对齐多个用户设备的分配。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，进一步包括:交换与所述最大码块大小相对应的所述最小资源分配的信息，其中所述交换包括:经由X2接口、经由空中通信信道来交换所述信息，或者经由所述用户设备来中继。
9.一种设备,包括: 用于控制码块至物理层映射的装置； 其中码块被映射至所述物理层使得干扰信号在用户设备的接收带宽处变得自可解码。
10.根据权利要求9所述的设备，进一步包括:用于通过将最大码块大小限制为物理层资源的最小分配分辨率来消除用户设备处的干扰的装置。
11.根据权利要求9或10所述的设备，进一步包括:用于动态地改变和控制所述码块的大小的装置。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的设备，其中当输入码块的长度大于所述最大码块大小时，所述设备进一步包括:用于将所述输入码块分段成多个块的装置。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的设备，其中所述最大码块大小取决于所述最小分配分辨率并且根据所使用的调制和编码方案而变化。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的设备，其中所述最大码块长度等于:用于数据的调制符号的数量X编码速率X调制。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的设备，其中根据与所述最大码块大小相对应的所述最小分配分辨率，而在频率上对齐多个用户设备的分配。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的设备,进一步包括:用于与至少一个eNB交换与所述最大码块大小相对应的所述最小资源分配的信息的装置， 其中用于交换的所述装置包括:用于经由X2接口、经由空中通信信道来交换所述信息或者经由所述用户设备来中继的装置。
17.一种计算机程序产品，被配置为执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法。
18.根据权利要求17所述的计算机程序产品，其中所述计算机程序产品具体化在计算机可读介质上。
【文档编号】H04L5/00GK104205717SQ201380015807
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月13日 优先权日:2012年3月23日
【发明者】K·P·帕瑞科斯基, E·T·蒂罗拉, O·蒂尔科南 申请人:诺基亚通信公司