[发明专利]用于协调无线通信系统中的极化的方法和装置

说明书

技术领域

一般来说，本发明涉及无线电装置和控制装置中的方法和装置。更具体来说，它涉及一个无线电装置的天线极化与另一个无线电装置的天线极化的协调。

背景技术

通用移动电信系统(UMTS)是设计成接替GSM的第三代移动通信技术之一。3GPP长期演进(LTE)是第三代合作伙伴项目(3GPP)中的项目，用于改进UMTS标准以应对诸如更高的数据速率、提高的效率和降低的成本之类的将来在改进服务方面的要求。通用陆地无线电接入网(UTRAN)是UMTS的无线电接入网，而演进UTRAN(E-UTRAN)是LTE系统的无线电接入网。

如图1所示，E-UTRAN通常包括以无线方式连接到（通常称作eNodeB(eNB)的）无线电基站(RBS)100a、100b、100c的用户设备(UE)150a、150b。在这种无线通信系统中，期望再使用各小区110a、110b、110c中尽可能多的无线电资源来实现良好谱效率。但是，每当再使用资源时，这可导致利用这个特定资源的链路之间的干扰(小区内干扰或小区间干扰)。

管理干扰的各种方式是已知的。一种方式依靠基于这些UE的信道状态信息来主动选择哪些UE能够访问特定资源。在所有可能的UE中，可联合调度相互干扰最小的UE。另一种方式是在向UE分配无线电资源时使用与eNB和UE天线极化有关的信息，所谓的基于极化的干扰管理，因为隔离在正交极化传输之间是良好的(即，干扰低)。

在到UE的传输以及来自UE的传输主要经过垂直极化(VP)或水平极化(HP)时，在向UE调度无线电资源时使用天线极化信息的有益效果为最大。其原因在于，这些极化在无线传播信道中得到良好的保持，甚至在严重遮蔽的情况下也是如此。因此，所传送的垂直极化波将在向接收侧的传播中以极有限交叉极化散射来保持其垂直极化，并且对应情况对水平极化波也成立。相比之下，包含VP和HP两者的要素的极化没有得到良好的保持，并且因此将不太有用。

由于无线电信道中有限数量的交叉极化散射，垂直-垂直极化组合和水平-水平极化组合(发射天线和接收天线极化组合)平均起来提供相等接收信号功率，而交叉极化组合(垂直-水平或者反过来)通常提供要弱5-15 dB的接收信号功率。因此，由具有VP传输天线的eNB所传送的信号将在具有VP接收天线(即，垂直-垂直极化组合)的UE中作为比HP接收天线(垂直-水平极化组合)中更强的信号来接收。

下面参照图2a来描述基于极化的干扰管理的基本思路。具有VP天线的UE 150b获益于调度成利用产生VP的传输/接收模式来向eNB 100b、100c传送或者从eNB 100b、100c接收，因而提供VP-VP组合信道220，与具有HP天线并且利用生成HP的传输/接收模式来调度到eNB 100c、100a的第二UE 150a联合，并且因而提供HP-HP组合信道210。与两个UE均使用相同极化组合(即，非正交极化)时相比，两个UE 150a、150b之间的干扰抑制将是额外的5-15 dB。

存在的一些性质将使图2a中描述的系统能够提供最佳可能的基于极化的干扰抑制。一个第一性质是eNB区分VP和HP与上行链路中其它极化的能力，即，确保RBS的接收天线产生VP或HP，使得它们能够通过上行链路功率测量来确定UE极化。第二性质是eNB传送在下行链路上良好保持的这两个极化的能力，即，确保RBS的发射天线也在下行链路中产生VP或HP。第三性质是在eNB中的接收侧与传送侧之间以及在两个或更多eNB之间关于哪一个极化是VP以及哪一个极化是HP的共识。

确保上述第一性质和第二性质的一种直接解决方案是使用VP/HP极化天线配置，并且每次向一个天线应用输出功率。但是，倾斜+45/-45极化天线优于VP/HP极化天线有若干原因。一个原因在于，倾斜+45/-45极化天线配置提供辐射图的对称性。另一个原因在于，倾斜+45/-45极化天线产生远离视轴、即在所有方向上的极化正交性。又一个原因与功率放大器(PA)利用有关。由于对每个天线存在一个PA，所以优选的是使用两个天线来传送信号，因为那样的话输出功率与仅使用一个天线和一个PA时相比能够加倍。通过倾斜+45/-45极化天线配置，VP或HP传输使用两个天线和两个PA。通过VP/HP天线配置，VP或HP传输将仅使用一个天线和PA，因而导致较小输出功率。VP/HP极化天线配置的缺点引起具有双极化天线的现有站点的绝大多数利用倾斜+45/-45极化天线。