CN102113382B - 使用干扰消除进行小区检测 - Google Patents

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Abstract

本文描述了使用干扰消除进行小区检测的技术。在一个方面，用户设备(UE)可以使用干扰消除来检测来自无线网络中的小区的导频。UE可以处理接收的信号，以检测来自一个或多个小区的导频。这些导频可以是使用值为一的重用因子发送的公共导频或者是使用大于一的重用因子发送的低重用导频。UE可以估计来自检测到的小区(例如，检测到的最强小区)的干扰，并从所接收的信号中消除所估计的干扰。随后，UE可以处理干扰消除后的信号，以检测来自其它小区的导频。通过消除由来自检测到的小区的导频造成的干扰，UE能够检测来自更多小区(例如，较弱小区)的导频。这些是诸如定位之类的各种应用所期望的。

Description

使用干扰消除进行小区检测
本专利申请要求享受2008年8月1日提交的、题目为“JOINT HIGHLYDETECTABLE PILOT AND INTERFERENCE CANCELLATION FORCELLULAR POSITIONING”的美国临时申请No.61/085,757的优先权，该临时申请已转让给本申请的受让人，故以引用方式并入本申请。
技术领域
概括地说，本发明涉及通信，具体地说，本发明涉及在无线通信网络中检测小区的技术。
背景技术
如今已广泛地布置无线通信网络以便提供诸如语音、视频、分组数据、消息、广播等等之类的各种通信内容。这些无线网络可以是多址网络，其能够通过共享可用的网络资源来支持多个用户。这种多址网络的例子包括：码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交FDMA(OFDMA)网络和单载波FDMA(SC-FDMA)网络。
无线通信网络可以包括多个小区，这些小区可以支持多个用户设备(UE)进行通信。例如，根据当前UE位置，UE在任何给定时刻可以位于一个或多个小区的覆盖范围内。UE可能不知道其在哪些小区范围之内。UE可以执行搜索以检测小区，并获得所检测到的小区的时间和其它信息。人们期望以某种方式检测小区，以便例如通过检测到尽可能多的小区来获得良好性能。
发明内容
本申请描述了使用干扰消除来进行小区检测的技术。在一个方面，UE可以使用干扰消除来检测来自无线网络中的小区的导频，其中，干扰消除使UE能够检测来自多个小区的导频。对于使用干扰消除的小区检测来说，UE可以处理所接收的信号，以检测来自一个或多个小区的导频。这些导频可以包括使用值为一的重用因子发送的公共导频或者使用大于一的重用因子发送的低重用导频。UE可以估计由于检测到的小区(例如，检测到的最强小区)造成的干扰，并从所接收的信号中消除所估计的干扰。随后，UE可以处理干扰消除后的信号，以检测来自其它小区的导频。通过消除由于来自检测到的小区的导频而造成的干扰，UE能够检测来自多个小区(例如，较弱小区)的导频。这些是诸如定位之类的各种应用所期望的。
下面进一步详细描述本发明的各个方面和特征。
附图说明
图1示出了一种无线通信网络。
图2示出了用于低重用导频的一种示例性传输结构。
图3示出了由一个小区进行的低重用导频传输。
图4示出了用于低重用导频的另一种示例性传输结构。
图5示出了基站和UE的框图。
图6示出了UE处的导频处理器/搜索器的框图。
图7A到7D示出了在使用干扰消除和不使用干扰消除的情况下，用于公共导频和低重用导频的四种小区检测方案的检测性能。
图8示出了针对四种小区检测方案，检测到的小区的数量的累积分布函数(CDF)图。
图9示出了针对四种小区检测方案，位置误差的CDF图。
图10示出了由UE进行小区检测的过程。
图11示出了用于进行连续检测和消除的过程。
图12示出了用于执行小区检测的装置。
具体实施方式
本申请描述的技术可以用于各种无线通信网络，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA和其它网络。术语“网络”和“系统”可以经常互换地使用。CDMA网络可以实现诸如通用陆地无线接入(UTRA)、CDMA 2000等等之类的无线技术。UTRA包括宽带CDMA(WCDMA)和CDMA的其它变型。CDMA 2000覆盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。TDMA网络可以实现诸如全球移动通信系统(GSM)之类的无线技术。OFDMA网络可以实现诸如演进UTRA(E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、闪速等等之类的无线技术。UTRA和E-UTRA是通用移动通信系统(UMTS)的一部分。3GPP长期演进(LTE)和LTE-改进(LTE-A)是使用E-UTRA的UMTS的新发行版，其中E-UTRA在下行链路上使用OFDMA，在上行链路上使用SC-FDMA。在来自名称为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文档中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A和GSM。在来自名称为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文档中描述了CDMA2000和UMB。本申请描述的技术可以用于上文提到的这些无线网络和无线技术以及其它无线网络和无线技术。
图1示出了具有多个基站110的无线通信网络100。基站是用于与UE进行通信的站，其还可以称作为节点B、演进节点B(eNB)、接入点等等。每一个基站110可以为特定地理区域提供通信覆盖。在3GPP中，依据术语“小区”使用的上下文，术语“小区”是指基站的覆盖区域和/或服务此覆盖区域的基站子系统。在3GPP2中，术语“扇区”或“小区-扇区”是指基站的覆盖区域和/或服务此覆盖区域的基站子系统。为了清楚说明起见，在下文描述中使用“小区”的3GPP2概念。基站可以支持一个或多个(例如，三个)小区。
无线网络100可以是仅包括一种类型基站(例如，仅宏基站)的同构网络。无线网络100还可以是包括不同类型基站(例如，分别为宏小区、微微小区和/或毫微微小区提供覆盖的宏基站、微微基站和/或毫微微基站)的异构网络。宏基站可以覆盖相对大的地理区域(例如，数公里范围内)，其可以允许具有业务预订的终端不受限制地接入。微微基站覆盖相对小的地理区域，其可以允许具有业务预订的终端不受限制地接入。毫微微基站或家庭基站覆盖相对小的地理区域(例如，家庭内)，其可以允许与该毫微微小区相关的终端(例如，家庭中用户的终端)受限制地接入。无线网络100还可以包括中继站。本申请描述的技术可以用于同构网络和异构网络两种。网络控制器130可以耦接至一组基站，并为这些基站提供协调和控制。
UE 120可以分散于无线网络100中，每一个UE可以是静止的或者移动的。UE还可以称为移动站、终端、用户单元、站等等。UE可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、无线通信设备、手持设备、膝上型计算机、无绳电话、无线本地环路(WLL)站等等。UE可以经由下行链路和上行链路与基站进行通信。下行链路(或前向链路)是指从基站到UE的通信链路，而上行链路(或反向链路)是指从UE到基站的通信链路。在图1中，具有单箭头的实线表示UE从服务小区接收数据传输，具有单箭头的虚线表示UE从小区接收导频。在图1中没有示出上行链路传输。
无线网络100可以使用值为一的重用因子，这意味着无线网络中的所有小区均可以使用给定的频率信道。使用值为一的重用因子可以提高频谱效率，还可以降低无线网络100中频率规划的复杂度。
无线网络100中的各小区可以发送公共导频，UE可以使用该公共导频来进行小区检测、时间同步、信道估计等等。导频是发射机和接收机先前均已知的信号或传输。导频还可以称为参考信号、前导码等等。公共导频是发向所有UE的导频。公共导频还可以称作为特定于小区的参考信号等等。
每一小区都可以发送低重用导频(LRP)，与公共导频相比，低重用导频具有更广的覆盖范围和更佳的可探测性。低重用导频是使用大于一的重用因子发送的导频，使得仅一部分小区在给定的时间和/或频率资源上发送它们的低重用导频。例如，在重用因子为M(其中M＞1)的情况下，每M个小区中仅一个小区可以在给定的资源上发送其低重用导频。较高的重用因子(即，较大的M值)与较低的重用相对应，反之亦然。来自给定小区的低重用导频受到来自其它小区的低重用导频的较小干扰，这使得多个UE能够检测到该低重用导频。低重用导频还可以称作为高度可检测导频(HDP)、定位辅助参考信号(PA-RS)、低重用前导码等等。UE可以根据远距离小区发送的低重用导频，来检测这些小区。
由于来自最接近小区的强干扰，UE在检测来自相邻小区的公共导频时可能有困难。这种远近效应可能导致可探测性问题，降低了UE对基于蜂窝网络的定位的准确性。可以通过增加导频处理增益，例如通过在多个资源上发送针对公共导频的多个导频符号和/或按更高的发射功率来发送公共导频，来减轻此可探测性问题。但是，由于物理资源限制和/或信道相干时间的原因，导频处理增益可能不是远近问题的可行解决方案。
低重用导频可以在检测其它小区时减少主小区的不利影响。这些小区可以根据某种复用模式来发送它们的低重用导频。在每一个LRP发送机会，各小区都能够以p＝1/M的概率来发送其低重用导频，且各小区在每M个LRP发送机会发送其低重用导频一次。各小区可以以不同的方式发送其低重用导频。下面描述低重用导频的一些示例性设计方案。
图2示出了在实现IS-856的高速分组数据(HRPD)网络中用于低重用导频的示例性传输结构。在HRPD中，低重用导频可以称作为高度可检测导频(HDP)。在HRPD中，可以将下行链路的传输时间轴划分成多个时隙单元，其中每一个时隙具有1.667毫秒(ms)的持续时间。还可以将传输时间轴划分为具有连续增加的索引的导频周期(pilot cycle)。每一个导频周期可以覆盖索引为0到N-1的N个时隙，其中，N可以等于768、2304或一些其它值。在每一个导频周期中，索引为t0、t1、...、tM-1的M个时隙可用于发送HDP，这M个时隙可以称作为HDP时隙。(如图2所示，对于HRPD而言)M可以等于9或者一些其它值。M可以是N的较小百分比，使得由于HDP引起的开销可以忽略。M个HDP时隙t0到tM-1取决于N的值，其是小区和UE都已知的。
给定小区x可以在每一个导频周期中的一个HDP时隙中发送其HDP。小区x可以根据伪随机函数来在每一个导频周期中选择一个HDP时隙，如下所示：
q＝f(PilotPN，Cell-ID，Time)，公式(1)
其中，PilotPN是分配给该小区的伪随机数(PN)序列，
Cell-ID是小区的标识，
Time表示绝对时间，
f()表示伪随机函数，
q∈{0，...，M-1}是确定所选HDP时隙的随机整数。
图3示出了在HRPD中由一个小区x进行的HDP传输。小区x可以向伪随机函数提供其PilotPN、其Cell-ID和针对时间的导频周期索引s。在导频周期s中，伪随机函数输出值q(s)，小区x在时隙tq(s)中发送其HDP。在下一个导频周期s+1中，伪随机函数输出值q(s+1)，小区x可以在时隙tq(s+1)中发送其HDP。小区x可以按类似方式在每个后续导频周期中发送其HDP。
小区x可以通过使用沃尔什序列来扩展预定的符号序列(例如，全零)、调整获得的比特和使用分配给小区x的PN序列来加扰调整后的比特，来生成针对HDP时隙的HDP传输。这样，HDP传输可以仅携带分配的PN序列。
如图2和图3所示，小区x可以在每一个导频周期中的M个(例如，M＝9)可用HDP时隙中的一个HDP时隙中发送其HDP。这样，针对HRPD中的HDP，可以实现重用因子M。此外，小区x可以在不同的导频周期中在不同的HDP时隙中发送其HDP，以避免与来自较强相邻小区的HDP连续地发生冲突。这些特征使得多个UE检测到来自小区x的HDP。相比而言，HRPD网络中的所有小区可以在每一个时隙中的相同导频时间段发送它们的公共导频。因此，来自小区x的公共导频使用值为一的重用因子来进行发送，且来自小区x的公共导频可能受到来自相邻小区的更多干扰，与来自小区x的HDP相比，该公共导频被检测到的可能性较小。
在LTE中，低重用导频还可以在下行链路上发送。LTE在下行链路上使用正交频分复用(OFDM)，在上行链路上使用单载波频分复用(SC-FDM)。OFDM和SC-FDM将系统带宽划分为多个(K)正交的子载波，后者通常还称作为音调、频段等等。每一个子载波可以与数据进行调制。通常来说，调制符号在频域用OFDM来发送，在时域用SC-FDM来发送。相邻子载波之间的间隔可以是固定的，子载波的总数(K)依赖于系统带宽。例如，相邻子载波之间的间隔可以是15KHz，对于1.25、2.5、5、10或20MHz的系统带宽来说，K可以分别等于83、166、333、666或1333。
图4示出了在LTE网络中用于低重用导频的示例性传输结构。在LTE中，低重用导频可以称作为定位辅助参考信号(PA-RS)。在LTE中，可以将下行链路的传输时间轴划分成多个无线帧单元。每一个无线帧可以具有10ms的持续时间，可以将每一个无线帧划分成具有索引0到9的10个子帧。每一个子帧可以包括两个时隙，每一个时隙可以包括用于普通循环前缀的七个符号周期(如图4所示)或者用于扩展循环前缀的六个符号周期(在图4中没有示出)。可以向每个子帧中用于普通循环前缀的14个符号周期分配索引0到13。每一个符号周期可以包括多个资源单元。每一个资源单元可以覆盖一个符号周期中的一个子载波，每一个资源单元可以用于发送是实数值或复数值的一个符号。
给定小区x可以在每个子帧的某些符号周期中在某些子载波上发送特定于小区的参考信号(或仅仅一种参考信号)。具体而言，对于具有普通循环前缀的两付发射天线的情况来说，小区x可以在每个子帧的符号周期0、4、7和11中以子载波k0开始的每第三个子载波上发送参考信号。起始子载波k0可以是基于小区x的物理小区标识(PCI)来确定的。小区x可以在子帧的前L个符号周期中发送控制信息，其中在图4中L＝2。通常而言，L≤3，L可以是针对每一个子帧可配置的。
小区x还可以在指定用于PA-RS传输的子帧中发送PA-RS。在图4所示的设计方案中，小区x可以在不用于参考信号或控制信息的每一个符号周期中发送PA-RS。具有PA-RS传输的符号周期可以称作为PA-RS符号周期。在每一个PA-RS符号周期中，小区x可以在以某一特定子载波开始的每第六个子载波上发送PA-RS。例如，如图4所示，在不同的PA-RS符号周期中可以使用不同的起始子载波，以使得在K个全部子载波中的所有子载波或大部分子载波上发送PA-RS。起始子载波可以随时间变化，以避免与来自相同的强相邻小区的PA-RS发生连续冲突。这使得UE基于PA-RS来获得针对小区x的更精确的时间测量。
小区x可以以各种方式生成包括PA-RS传输的OFDM符号。在一种设计方案中，小区x可以根据其小区ID来生成采样序列，置换或打乱该采样序列，根据置换后的采样来生成调制符号，将这些调制符号映射到用于PA-RS的子载波，以及生成具有映射的调制符号的OFDM符号。为了降低实现复杂度，可以按与同步信号的采样序列相类似的方式来生成这些采样序列。可以针对不同的PA-RS符号周期，以不同的方式对采样序列进行置换。小区x还可以用其它方式来生成具有PA-RS传输的OFDM符号。
在图4所示的设计方案中，小区x可以在每一个PA-RS符号周期中的每第六个子载波上发送其PA-RS。这样，对于LTE中的PA-RS实现了值为六的重用因子。此外，小区x可以在不同的PA-RS符号周期中在不同的子载波上发送其PA-RS，以避免与来自强相邻小区的PA-RS发生连续冲突。由于在每个PA-RS符号周期中的其它子载波上不发送其它传输，所以小区x还可以按较高的发射功率电平来发送其PA-RS。这些特征使得多个UE检测到来自小区x的PA-RS。相比而言，例如，如图4所示，对于值为三的导频重用因子，LTE网络中的每个小区可以在每第三个子载波上发送其参考信号。但是，来自每个小区的参考信号可能受到相邻小区发送的数据传输的干扰，这些参考信号具有实际值为一的重用因子，从而与来自该小区的PA-RS相比，其被检测到的可能性较小。
图2和图3示出了针对低重用导频进行时间复用，以降低来自较强小区和较弱小区的低重用导频之间发生冲突的可能性的例子。图4示出了针对低重用导频进行频率复用，以降低来自较强小区和较弱小区的低重用导频之间发生冲突的可能性的例子。还可以使用其它复用方案来发送低重用导频。在任何情况下，低重用导频可以使得UE检测到来自多个小区的导频(包括来自较弱小区的导频)。但是，改善的可探测性是在某种耗费的基础上达到的，这是由于给定的资源(例如，HRPD中的时隙或LTE中的资源单元)仅由无线网络中的一部分小区使用。
在一个方面，UE可以使用干扰消除来检测来自无线网络中的小区的导频，其中干扰消除使UE能够检测来自多个小区的导频。对于使用干扰消除进行小区检测来说，UE可以处理所接收的信号，以检测来自一个或多个小区的导频。UE可以估计由于检测到的小区(例如，检测到的最强小区)造成的干扰，从所接收的信号中消除所估计的干扰。UE能够通过消除由于来自检测到的小区的导频造成的干扰，来检测来自多个小区(例如，较弱小区)的导频。干扰消除可以改善较弱小区的可探测性，以及可以用于低重用导频和公共导频。
图5示出了基站110和UE 120的一种设计方案框图，其中基站110和UE 120可以是图1中的一个基站和一个UE。基站110可以支持一个或多个小区。基站110装备有T付天线534a到534t，UE 120装备有R付天线552a到552r，其中通常T≥1和R≥1。
在基站110，发射处理器520从数据源512接收用于一个或多个UE的数据，对用于每个UE的数据进行处理(例如，编码、交织和符号映射)，并提供用于所有UE的数据符号。发射处理器520还可以处理来自控制器/处理器540的控制信息，以提供控制符号。发射处理器520还可以生成导频符号，以用于低重用导频、公共导频和/或用于基站110支持的每个小区的其它导频或参考信号。发射(TX)多输入多输出(MIMO)处理器530可以对这些数据符号、控制符号和/或导频符号(如果有的话)进行预编码。处理器530可以向T个调制器(MOD)532a到532t提供T个输出符号流。每一个调制器532可以处理各自的输出符号流(例如，CDMA、OFDM等等)，以获得输出采样流。每一个调制器532可以进一步处理(例如，转换成模拟信号，放大、滤波和上变频)这些输出采样流，以便获得下行链路信号。来自调制器532a到532t的T个下行链路信号可以分别经由T付天线534a到534t进行发送。
在UE 120，天线552a到552r从基站110和其它基站接收这些下行链路信号，并分别向解调器(DEMOD)554a到554r提供所接收的信号。每一个解调器554调节(例如，滤波、放大、下变频和数字化)各自所接收的信号，以获得输入采样。每一个解调器554可以进一步处理这些输入采样(例如，CDMA、OFDM等等)以获得所接收的符号。MIMO检测器556可以从所有R个解调器554a到554r获得接收的符号，对这些接收的符号执行接收机空间处理(如果有的话)，并提供检测的符号。接收处理器558可以处理(例如，解调、解交织和解码)检测的符号，向数据宿560提供UE 120的解码后数据，并向控制器/处理器580提供解码后的控制信息。导频处理器/搜索器584可以从所有解调器554接收输入采样，检测来自小区的导频，如下所述。
在上行链路上，在UE 120，发射处理器564可以从数据源562接收数据并对其进行处理，从控制器/处理器580接收(例如，用于检测到的小区、时间测量等等的)控制信息并对其进行处理。发射处理器564还可以生成导频符号。这些来自发射处理器564的符号可以由TX MIMO处理器566进行预编码(如果有的话)，由调制器554a到554r进一步处理，并发送到基站110。在基站110，这些来自UE 120和其它UE的上行链路信号由天线534进行接收、由解调器532进行处理、由MIMO检测器536进行检测(如果有的话)，并由接收处理器538进一步处理以获得由UE发送的解码后的数据和控制信息。
控制器/处理器540和580可以分别指导基站110和UE 120的操作。存储器542和582可以分别存储用于基站110和UE 120的数据和程序代码。调度器544可以对UE进行调度以用于下行链路和/或上行链路上的数据传输，并为所调度的UE提供资源授权。
图6示出了图5中UE 120的导频处理器/搜索器584的一种设计方案框图。在该设计方案中，导频处理器584可以在多个级610执行导频检测和干扰消除。为了简单起见，在图6中仅示出了两个级610a和610b。
在第一级610a中，导频检测器612a可以从解调器554接收输入采样，基于这些输入采样来检测小区发送的导频(例如，低重用导频)，提供每个检测到的小区的强度和时间。导频检测器612a可以以某种方式检测导频，该方式取决于小区如何生成和发送这些导频。在一种设计方案中，导频检测器612a可以针对来自要检测的小区的导频来本地生成采样序列。本地生成的采样序列是用于分配给HRPD中的小区的PN序列、包括LTE中的PA-RS传输的OFDM符号等等。导频检测器612a可以将输入采样与以不同时间偏移量本地生成的采样序列进行相关，以便获得针对该小区的不同时间偏移量的相关结果。如果任何时间偏移量的相关结果都超过了检测门限，那么导频检测器612a可以确定检测到了该小区。在一种设计方案中，UE 120可以(例如，从服务小区)接收潜在小区的列表，导频检测器612a可以检测该列表中的每一个小区。在另一种设计方案中，导频检测器612a可以通过循环所有可能的小区ID(例如，LTE中所有504个小区ID)，来检测每一个可能的小区。对于所有设计方案来说，导频检测器612a可以提供检测到的小区的列表，每个检测到的小区的能量和时间和/或其它信息。每一个检测到的小区的能量可以是针对该小区的相关峰值的能量。
排序器614a可以从导频检测器612a接收搜索结果，并将检测到的小区的能量进行排序。排序器614a可以选择一个或多个检测到的小区用于进行干扰消除，向干扰估计器616a提供每个所选小区的标识。如上所述，排序器614a可以以各种方式来选择用于进行干扰消除的一个或多个小区。
干扰估计器616a可以从排序器614a接收所选小区和输入采样，估计由于来自每个所选小区的导频造成的干扰。为了估计由于给定的所选小区造成的干扰，干扰估计器616a可以根据输入采样(例如，使用由小区发送的公共导频)来导出所选小区的信道估计。干扰估计器616a可以以与所选小区相同的方式来本地生成来自该小区的导频，将此本地生成的导频施加至上述信道估计以获得干扰估计。该干扰估计的准确度依赖于信道估计的准确度，其中信道估计对于较强小区更佳和/或在消除来自较强小区的干扰之后更佳。
干扰消除器618a可以从干扰估计器616a接收输入采样和针对每个所选小区的所估计的干扰。干扰消除器618a可以从输入采样中减去每个所选小区的所估计的干扰，并向第二级610b提供干扰消除后的采样。
第二级610b包括导频检测器612b、排序器614b、干扰估计器616b和干扰消除器618b，这些部件以与第一级610a中的相应单元类似的方式对上述干扰消除后的采样进行操作。导频检测器612b可以检测在第一级610a中没有检测到的或没有消除的小区的导频(例如，低重用导频)。排序器614b可以选择一个或多个检测到的小区用于进行干扰消除。干扰估计器616b可以估计由于每个所选小区造成的干扰。干扰消除器618b可以从上述干扰消除后的采样中消除针对每个所选小区的所估计的干扰，并将新的干扰消除后的采样提供给下一级。
通常而言，导频处理器584可以包括任意数量的级610，以及以各种方式进行操作。在一种设计方案中，导频处理器584可以执行连续检测和消除(SDC)，其中SDC是一种干扰消除方案。使用SDC，导频处理器584可以在各级中对所有检测到的小区的能量进行排序，选择该级中检测到的最强小区用于进行干扰消除。可以通过在每一级中消除来自最强小区的干扰，随后在下一级中处理此干扰消除后的采样，来改善检测性能。这使得基于干扰消除后的采样(其具有来自每个先前级中检测到的最强小区的较低干扰)，可以对来自在下一级中检测到的最强小区的干扰进行更准确的估计。
在另一种设计方案中，导频处理器584可以针对每一级中所有检测到的小区进行干扰消除。对于每一级而言，导频处理器584可以估计由该级中检测到的每个小区造成的干扰，消除由于所有检测到的小区造成的干扰，向下一级提供干扰消除后的采样。在另一种设计方案中，导频处理器584可以针对在每一级中检测到的预定数量的最强小区来进行干扰消除。在另一种设计方案中，导频处理器584可以针对每一级中能量超过门限的所有检测到的小区进行干扰消除。门限可以是提供良好性能的固定值。门限还可以是可配置值，其被设置为UE的总接收能量的特定百分比。导频处理器584还可以以其它方式来执行干扰消除。
例如，如图6所示，导频处理器584可以在多个级中执行导频检测和干扰消除。导频处理器584可以在每一级中对一个或多个检测到的小区提供搜索结果，还可以在每一级中消除来自一个或多个所选小区的干扰。导频处理器584可以重复导频检测和干扰消除，直到满足终止条件为止。当检测到目标数量的小区、检测到潜在小区列表中的所有小区、导频处理器584不再检测到小区等等时，此终止条件产生。
通过计算机仿真，来确定在使用低重用导频和/或干扰消除情况下的检测性能。计算机仿真模拟具有37个基站的蜂窝网络，其中每一个基站具有三个小区，每一个小区具有750米的半径。在此仿真中，每个小区使用值为一的重用因子(M＝1)来发送公共导频，使用大于一的重用因子(M＞1)来发送低重用导频。这样，在没有复用的情况下发送公共导频，在有复用的情况下发送低重用导频。多个UE随机地散布于此蜂窝网络中的中央小区。每一个UE可以使用或不使用干扰消除来检测公共导频或低重用导频。
图7A示出了给定小区x中的UE在针对公共导频(M＝1)且不使用干扰消除的情况下的检测性能。小区x的覆盖范围由六边形710来表示，其中六边形710是小区x的粗略近似的天线方向图。小区x位于经度0米和纬度0米处，即在左边垂直轴的中间。UE位于小区x中随机所选的位置处。通过UE不使用干扰消除的情况下基于公共导频可以检测到的小区数量，来量化检测性能。具体而言，图7A中给定位置的值k指示该位置的UE可以检测到k个小区，其中k可以是任意整数值。
如图7A所示，通常，在不使用干扰消除的情况下公共导频的可探测性是较差的。由于来自小区x的强干扰，位于小区x中间附近的UE仅检测到一个或几个小区。由于来自小区x的较少干扰，位于小区x边缘处的UE能够检测到更多的小区。对于使用值为一的重用因子的大多数蜂窝网络来说，图7A中的检测性能是典型情况。
图7B示出了在针对重用因子为M＝4且小区x中的UE不使用干扰消除的情况下的检测性能。如图7B所示，与图7A中公共导频的可探测性相比，在不使用干扰消除的情况下，低重用导频的可探测性得到改善。在大多数情况下，位于小区x中的UE可以检测到九个或更多的小区。由于在为低重用导频保留的但小区x并未用于其低重用导频的资源(例如，HDP时隙或PA-RS资源单元)上排除了来自小区x的干扰，所以可探测性和检测到的小区的数量的改善不取决于UE的位置。
图7C示出了在小区x中的UE在针对公共导频(M＝1)且使用干扰消除的情况下的检测性能。如图7C所示，与图7A中不使用干扰消除情况下的公共导频的可探测性相比，使用干扰消除情况下的公共导频的可探测性得到改善。位于小区x中的UE使用干扰消除可以检测到更多的小区。通常而言，与位于小区x中间附近的UE相比，位于小区x边缘的UE由于受到小区x的较少干扰从而可以检测到更多的小区。除了靠近小区x发射机的位置之外，与低重用导频的可探测性相比，具有干扰消除的可探测性更好。
图7D示出了在针对重用因子为M＝4的低重用导频且小区x中的UE使用干扰消除的情况下的检测性能。如图7D所示，与以下二者的可探测性相比，在使用干扰消除的情况下低重用导频的可探测性得到极大改善：(i)在图7B中不使用干扰消除的情况下，低重用导频的可探测性；(ii)在图7C中使用干扰消除情况下，公共导频的可探测性。位于小区x中的UE使用干扰消除，根据低重用导频可以检测到更多小区。此外，可探测性和检测到的小区的数量的改善通常不取决于UE的位置。
图8示出了针对图7A到图7D中所示的四种配置而检测到的小区的数量的CDF。水平轴表示检测到的小区的数量，垂直轴表示CDF。曲线810示出了在针对公共导频和不使用干扰消除的情况下检测到的小区的数量的CDF，其与图7A中的配置相对应。曲线820示出了在针对M＝4的低重用导频和不使用干扰消除的情况下检测到的小区的数量的CDF，其与图7B中的配置相对应。曲线830示出了在针对公共导频和使用干扰消除的情况下检测到的小区的数量的CDF，其与图7C中的配置相对应。曲线840示出了在针对M＝4的低重用导频和使用干扰消除的情况下检测到的小区的数量的CDF，其与图7D中的配置相对应。如图8所示，在使用低重用导频和/或干扰消除的情况下，检测到的小区的数量得到极大改善。
通常而言，通过使用具有较高重用因子的复用，可以改善检测性能。逐渐增大的更高的重用因子可以导致逐渐增大的更大的可探测性，但同时也需要用于低重用导频的更多开销。较高的重用因子还导致检测低重用导频的时间更长，并进一步导致基于检测到的低重用导频来获得位置估计的延迟更长。在改善具有较强显著导频的位置(例如，靠近小区发射机)处的可探测性方面，复用更为高效。例如，如图7B所示，复用还可以导致在整个小区中的可探测性更一致。
还可以通过使用干扰消除来改善检测性能，其中干扰消除适用于公共导频和低重用导频二者。干扰消除可以在即使使用较小重用因子的情况下也能提供良好的检测性能。可以观察到，与使用M＝8的低重用导频和不进行干扰消除的情况下的检测性能相比，使用M＝4的低重用导频和进行干扰消除的情况下的检测性能要更好。因此，干扰消除可以用于改善检测性能和/或降低重用因子M。
本申请描述的技术可以用于诸如定位UE之类的各种应用。UE可以使用干扰消除来检测来自不同小区的导频(例如，低重用导频)，以增加可以检测到的小区的数量。UE根据来自每个检测到的小区的导频，可以获得时间测量值(例如，到达时间(TOA)测量值)。根据针对检测到的小区的时间测量值和它们已知的位置，使用三边测量法导出该UE的位置估计。利用更多检测到的小区，可以改善该位置估计的准确度和减少位置误差。
图9示出了利用图7A到图7D所示的四种配置而获得的位置估计的位置误差的CDF。水平轴表示单位为米的位置误差，垂直轴表示CDF。曲线910示出了在使用公共导频和不进行干扰消除的情况下位置误差的CDF。曲线920示出了在使用M＝4的低重用导频和不进行干扰消除的情况下位置误差的CDF。曲线930示出了在使用公共导频和进行干扰消除的情况下位置误差的CDF。曲线940示出了在使用M＝4的低重用导频和进行干扰消除的情况下位置误差的CDF。如图9所示，在使用低重用导频和/或进行干扰消除的情况下，位置误差可以得到非常大的降低。
如图7A到图9所示，通过消除来自较强小区的干扰以改善较弱小区的可探测性，干扰消除可以减少远近效应的不利影响。具有大于一的重用因子的低重用导频可以以一致方式改善小区中的可探测性。低重用导频和干扰消除的联合使用可以显著地改善检测性能。对于给定的检测性能来说，可以通过使用干扰消除来减小低重用导频的重用因子。较小的重用因子可以减少用于低重用导频的开销，使得能够更快速地检测到来自不同小区的低重用导频，减少获得UE的位置估计的延迟，所有这些都是人们高度期望的。此外，在由于使用低重用导频和/或干扰消除而检测到更多小区的情况下，可以获得更准确的位置估计。
图10示出了UE进行小区检测的过程1000的设计方案。UE可以获得接收的信号，其中所接收的信号包括由无线网络中的多个小区发送的导频(方框1012)。UE可以使用干扰消除来处理所接收的信号，以便检测来自多个小区的导频(方框1014)。干扰消除可以提高检测到的小区的数量。在一种设计方案中，这些导频可以包括多个小区使用值为一的重用因子发送的公共导频。在另一种设计方案中，这些导频可以包括多个小区使用大于一的重用因子发送的低重用导频。每一个小区可以在可用于发送低重用导频的时隙的子集(例如，如图3所示)上、或者可用于发送低重用导频的子载波的子集(例如，如图4所示)上、或者可用于发送低重用导频的其它资源上发送其低重用导频。
图11示出了图10中方框1014的一种设计方案，其实现了用于干扰消除的连续检测和消除(SDC)。UE可以处理所接收的信号，以检测来自至少一个小区的至少一个导频(方框1112)。UE可以识别所述至少一个小区中的最强小区(方框1114)。随后，UE可以估计由于来自最强小区的导频造成的干扰(方框1116)。UE可以从所接收的信号中消除所估计的干扰，以获得干扰消除后的信号(方框1118)。随后，UE可以处理干扰消除后的信号，以检测来自至少一个其它小区的至少一个其它导频(方框1120)。UE可以对任意数量的小区重复方框1114到1120。
在图10中的方框1014的另一种设计方案中，例如，如图6所示，UE可以在多个级中执行导频检测和干扰消除。对于每一级，UE都检测来自一个或多个小区的一个或多个导频，从一个或多个检测到的小区中选择至少一个小区用于进行干扰消除。所选小区可以是最强小区或者可以是如上所述来确定的。UE可以消除由所述至少一个所选小区造成的干扰。对于每一个所选小区，UE可以在消除来自先前所选小区的干扰之后，导出针对所选小区的信道估计，生成针对所选小区的导频，根据所生成的导频和针对所选小区的信道估计来估计由所选小区造成的干扰，以及消除所估计的干扰。当不再检测到导频时、或者已检测完小区列表时、或者已检测到预定数量的小区时、或者满足某种其它终止条件时，UE可以终止导频检测和干扰消除。
返回参见图10，在一种设计方案中，UE可以根据来自多个检测到的小区的导频，来获得针对这些小区的时间测量值(方框1016)。随后，UE可以根据针对多个检测到的小区的时间测量值，来获得其本身的位置估计(方框1018)。UE可以根据上述时间测量值和检测到的小区的已知位置，例如使用三边测量法来计算位置估计。或者，UE可以向计算该UE的位置估计的网络发送上述时间测量值。在另一种设计方案中，UE可以识别多个检测到的小区，根据所检测到的小区的标识，例如使用增强的小区ID定位方法来获得其本身的位置估计。对于所有设计方案来说，由于使用干扰消除而检测到更多数量的小区，所以位置估计可以具有改善的准确性。
图12示出了用于执行小区检测的装置1200的设计方案。装置1200包括：模块1212，用于获得接收的信号，其中接收的信号包括由无线网络中的多个小区发送的导频；模块1214，用于使用干扰消除来处理所接收的信号，以检测来自多个小区的导频；模块1216，用于根据来自检测到的小区的导频，获得针对多个检测到的小区的时间测量值；模块1218，用于根据针对检测到的小区的时间测量值，来获得UE的位置估计。
图12中的模块可以包括处理器、电子设备、硬件设备、电子部件、逻辑电路、存储器、软件代码、固件代码等或者其任意组合。
本领域普通技术人员应当理解，信息和信号可以使用任意多种不同的技术和方法来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。
本领域普通技术人员还应当明白，结合本申请所公开内容描述的各种示例性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的可交换性，上面对各种示例性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了总体描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本发明的保护范围。
用于执行本申请所述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意组合，可以实现或执行结合本申请所公开内容描述的各种示例性的逻辑框图、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，或者，该处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构。
结合本申请所公开内容描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质。一种示例存储介质耦接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。或者，存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件位于用户终端中。
在一个或多个示例性的设计方案中，本申请所述功能可以用硬件、软件、固件或其任意组合的方式来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用计算机或专用计算机能够存取的任何可用介质。通过示例的方式而不是限制的方式，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储介质或其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储期望的指令或数据结构形式的程序代码模块并能够由通用计算机或专用计算机或通用处理器或专用处理器存取的任何其它介质。此外，任何连接可称作为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术从网站、服务器或其它远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在所述介质的定义中。如本申请所使用的，盘(disk)和碟(disc)包括压缩光碟(CD)、激光影碟、光碟、数字通用光碟(DVD)、软盘和蓝光光碟，其中盘通常磁性地复制数据，而碟则用激光来光学地复制数据。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。
为使本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本发明，上面围绕本发明进行了描述。对于本领域普通技术人员来说，对本发明的各种修改是显而易见的，并且，本申请定义的总体原理也可以在不脱离本发明的精神或保护范围的基础上适用于其它变型。因此，本发明并不限于本申请所描述的示例和设计方案，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

Claims (20)

1.一种在无线通信网络中检测小区的方法，包括：
获得所接收的信号，其中，所接收的信号包括由所述无线通信网络中的多个小区发送的导频；
使用干扰消除来处理所接收的信号，以检测所述导频，
其中处理所接收的信号包括：在多级中对所接收的信号进行导频检测和干扰消除，并且至少一级包括：
检测来自所述多个小区中一个或多个小区的一个或多个导频；
根据所述一个或多个导频，从所述一个或多个小区中选择至少一个小区用于进行干扰消除；
导出所选择的至少一个小区的至少一个信道估计；
生成所选择的至少一个小区的至少一个导频；
根据所生成的至少一个导频和所述至少一个信道估计，估计由于所选择的至少一个小区造成的干扰；以及
根据所估计的干扰从所接收的信号消除由于所选择的至少一个小区造成的干扰。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所选择的至少一个小区包括最强小区，并且消除干扰这一操作产生给下一级的消除了干扰的信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述使用干扰消除来处理所接收的信号包括：
当检测不到导频时，在至少一次迭代以后终止所述导频检测和干扰消除。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述使用干扰消除来处理所接收的信号包括：
当已检测到小区列表中的所有小区或者已检测到预定数量的小区或者满足终止条件时，在至少一次迭代以后终止所述导频检测和干扰消除。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
根据所述一个或多个导频，获得所选择的至少一个小区的时间测量值；
根据所选择的至少一个小区的时间测量值，获得用户设备(UE)的位置估计。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
根据所述一个或多个小区，来获得针对用户设备(UE)的位置估计。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述导频包括由所述多个小区使用值为一的重用因子发送的公共导频。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述导频包括由所述多个小区使用大于一的重用因子发送的低重用导频。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，每一个小区都在可用于发送低重用导频的时隙的子集上发送所述低重用导频。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，每一个小区都在可用于发送低重用导频的子载波的子集上发送所述低重用导频。
11.一种在无线通信网络中检测小区的装置，包括：
用于获得所接收的信号的模块，其中，所接收的信号包括由所述无线通信网络中的多个小区发送的导频；
用于使用干扰消除来处理所接收的信号，以检测所述导频的模块，
其中处理所接收的信号包括：在多级中对所接收的信号进行导频检测和干扰消除，并且至少一级包括：
检测来自所述多个小区中一个或多个小区的一个或多个导频；
根据所述一个或多个导频，从所述一个或多个小区中选择至少一个小区用于进行干扰消除；
导出所选择的至少一个小区的至少一个信道估计；
生成所选择的至少一个小区的至少一个导频；
根据所生成的至少一个导频和所述至少一个信道估计，估计由于所选择的至少一个小区造成的干扰；以及
根据所估计的干扰从所接收的信号消除由于所选择的至少一个小区造成的干扰。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所选择的至少一个小区包括最强小区，并且消除干扰这一操作产生给下一级的消除了干扰的信号。
13.根据权利要求11所述的装置，其中所述使用干扰消除来处理所接收的信号包括：
当检测不到导频时，在至少一次迭代以后终止所述导频检测和干扰消除。
14.根据权利要求11所述的装置，其中所述使用干扰消除来处理所接收的信号包括：
当已检测到小区列表中的所有小区或者已检测到预定数量的小区或者满足终止条件时，在至少一次迭代以后终止所述导频检测和干扰消除。
15.根据权利要求11所述的装置，还包括：
用于根据所述一个或多个导频，获得所选择的至少一个小区的时间测量值的模块；
用于根据所选择的至少一个小区的时间测量值，获得用户设备(UE)的位置估计的模块。
16.根据权利要求11所述的装置，还包括：
用于根据所述一个或多个小区，来获得针对用户设备(UE)的位置估计的模块。
17.根据权利要求11所述的装置，其中所述导频包括由所述多个小区使用值为一的重用因子发送的公共导频。
18.根据权利要求11所述的装置，其中所述导频包括由所述多个小区使用大于一的重用因子发送的低重用导频。
19.根据权利要求18所述的装置，其中每一个小区都在可用于发送低重用导频的时隙的子集上发送所述低重用导频。
20.根据权利要求18所述的装置，其中每一个小区都在可用于发送低重用导频的子载波的子集上发送所述低重用导频。
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