[发明专利]天线辐射图案的干扰感知适配

说明书

一种被配置为在无线通信网络中进行操作的设备被配置为形成用于与通信伙伴进行通信的天线辐射图案。天线辐射图案包括主瓣和旁瓣。该设备被配置为：控制主瓣朝向到通信伙伴的路径；以及控制旁瓣以解决另一设备的位置处的干扰。

技术领域

本发明涉及用于在无线通信网络中进行通信的设备、无线通信网络以及操作它们的方法。本发明还涉及天线辐射图案的干扰感知适配以及使用网络设备对天线图案特性的评估。

发明内容

在下文中，给出了某些蜂窝无线电原理的简短描述。

鉴于固定数量的无线电频谱可用于提供某种服务(例如增强型移动宽带和个人通信服务)，系统设计人员必须平衡区域覆盖和系统容量这两个明显矛盾的要求。不仅解决了这些约束而且已经获得广泛且高度发展的商业成功的蜂窝方案已经使用了频率重用的原理。在蜂窝网络中，每个小区具有它自己的相对较低功率的基站发送机，并被分配了无线电信道，使得在距该小区一定距离的地方，可以将相同的无线电信道重新分配给另一小区。另一方面，在距离上未分开的相邻小区被分配不同的无线电信道。虽然现在应该清楚频率重用的优点，但也存在缺点。由于总可用频谱被划分为可重复使用的较小无线电信道，因此任何单个小区内的可用带宽会减少，并且其容量和吞吐量也会减少。

频率重用方案

蜂窝无线电通信网络的设计和开发在很大程度上取决于其性能是受到噪声(通常由于有源电子组件和无源电子组件两者的热效应)的更多限制，还是受到网络中操作的其他设备所产生的干扰的更多限制。

已经提出频率重用方案来提高频谱效率和信号质量。不同的方案提供了资源利用与服务质量(QoS)之间不同的折衷。针对GSM系统提出的经典重用-3(N＝3)方案提供了针对小区间干扰的保护。然而，每个小区内仅使用了三分之一的频谱资源。在每个小区中使用所有资源的重用-1方案(N＝1)中，小区边缘处的干扰可能是关键的[2]。对于2G网络(例如，GSM或AMPS)中使用的N＞1，情况会比较好，因为由于频率重用距离，同信道干扰源在物理上彼此相距较远。对于N＝1的网络，由于每个小区都是干扰源，因此情况最糟糕。“导频污染”(或“无主导服务器”)描述了一种情况，即在给定位置，从许多不同的小区接收到的功率差异不大。结果，复合信号电平很高，但来自任何单个小区的SINR都很差，因为总干扰很高。结果是，即使在整体信号电平很高的情况下，RF性能也会很差[2]。

识别网络运行的机制是系统的设计、媒体接入控制(MAC)和物理层过程的核心。例如，虽然干扰受限网络可以受益于先进的技术，如蜂窝间干扰协调、协调波束成形和动态正交化，但这些技术在热噪声而不是干扰占主导地位的网络中几乎没有价值[1]。

小区边缘性能

由于“切换拖曳效应”，高速行驶的车辆可能受到更差的小区边缘SINR的影响。实质上，这是由于快速移动的UE(用户设备)不能总是由最佳服务器服务的这一事实造成的，因为直到UE已经移动越过小区边界才会触发切换，并且在切换完成时存在时间流逝[2]。在基于卫星的系统中可以经历类似的效果，例如在非陆地网络(NTN)中考虑的那些，NTN是当前3GPP 5G标准化中正在进行的研究项目。

小区边缘附近的一个常见问题是，来自最佳服务器的SINR已经很差，而来自第二最佳服务器和第三最佳服务器的SINR值甚至更差。3GPP模拟通常仅显示来自最佳服务器的SINR分布。然而，在现实生活情况中，UE还必须与第二最佳服务器或第三最佳服务器一起工作，因此现实生活中的情况不太有利[2]。

扩频系统(例如，CDMA或UMTS)可以在较大负值的SINR值下工作，因为处理增益很大，尤其是对于低数据速率；软切换也很有用。然而，LTE接口不能在相同的负SINR条件下操作，并且不支持软切换。小区间干扰协调(ICIC)可以应对这些小区边缘挑战。实质上，ICIC通过增加小区边缘SINR值来减少小区边缘用户从直接相邻小区经历的同信道干扰[2]。