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TWI566635B - 以多天線實現的倂發的裝置間與蜂窩式通信方法、使用此方法的使用者設備、使用此方法的基地台和使用此方法的通信系統 - Google Patents

以多天線實現的倂發的裝置間與蜂窩式通信方法、使用此方法的使用者設備、使用此方法的基地台和使用此方法的通信系統 Download PDF

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TWI566635B
TWI566635B TW103123652A TW103123652A TWI566635B TW I566635 B TWI566635 B TW I566635B TW 103123652 A TW103123652 A TW 103123652A TW 103123652 A TW103123652 A TW 103123652A TW I566635 B TWI566635 B TW I566635B
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cellular
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wireless signal
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TW103123652A
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Inventor
魏宏宇
Original Assignee
宏碁股份有限公司
國立臺灣大學
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Publication date
Application filed by 宏碁股份有限公司, 國立臺灣大學 filed Critical 宏碁股份有限公司
Publication of TW201507537A publication Critical patent/TW201507537A/zh
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
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    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
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    • H—ELECTRICITY
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Description

以多天線實現的併發的裝置間與蜂窩式通信方法、使用此方法的使用者設備、使用此方法的基地台和使用此方法的通信系統
本發明是有關於一種以多個天線實現的併發的裝置間(device to device；D2D)與蜂窩式(cellular)通信方法、一種使用此方法的使用者設備、一種使用此方法的基地台和一種使用此方法的通信系統。
近年來，已藉由基於多個天線的系統設計(例如，多輸入多輸出(multiple-input multiple-output；MIMO)天線技術)來大幅改進物理層無線傳輸技術。MIMO技術的特徵可在於發送器側與接收器側的多個天線的使用，以便透過將總發送功率在天線上展開以實現陣列增益與分集(diversity)增益而改進總系統性能。因此，MIMO技術已用作例如第三代合作夥伴計畫(Third Generation Partnership Project；3GPP)長期演進(Long Term Evolution；LTE)無線通信系統等無線通信系統的一部分。
然而，對於當前3GPP無線通信系統來說，即使例如MIMO、干擾置零(interference nulling)和干擾對準(interference alignment)等多天線傳輸技術已用於提高傳輸效率，但用於裝置間(D2D)通信或無線點對點(peer-to-peer；P2P)通信的多天線發送技術尚未用於LTE標準中，也未用於近接服務(proximity service；ProSe)標準中，其中，ProSe標準是裝置間通信或直接通信的LTE版本。
圖1A說明常規蜂窩式通信介於基地台101與使用者設備(user equipment；UE)102之間，其中UE 102無線地向基地台101發送上行鏈路(uplink；UL)信號並從基地台101接收下行鏈路(downlink；DL)信號。基地台101可繼而在後置(backhaul)鏈路上透過無線電控制器(未圖示)而連接到核心網路，以便透過基地台101將UE 102連接到核心網路。在LTE的狀況下，演進型節點B(evolved Node B；eNB)將執行基地台101和無線電控制器的功能。圖1B說明第一UE 103與第二UE 104之間的裝置間(D2D)通信，也稱為點對點通信。第一UE 103會將無線資料直接傳送到第二UE 104並直接從第二UE 104接收無線資料，而不需要基地台或eNB在UE至其他UE之間連續地傳遞無線資料。
如果常規蜂窩式通信(例如，圖1A所示的常規蜂窩式通信)和D2D型通信(例如，圖1B所示的D2D型通信)共存於相 同資源中，那麼將需要應用無線電資源分配策略，以便避免蜂窩式通信與D2D通信之間的干擾。舉例來說，資源分配策略可為對蜂窩式通信分配例如頻率載波、副載波或子頻帶等頻率資源，且對D2D通信分配不同頻率載波、不同副載波或不同子頻帶。另一資源分配策略可為對D2D通信和蜂窩式通信調度不同時槽(time slot)。另一資源分配策略可為透過對D2D通信和蜂窩式通信兩者分配不同時間和頻率資源而實現的上述兩種資源分配策略的組合。
然而，當前無意在點對點裝置之間的D2D通信的領域中併入多天線技術的使用，且因此，尚未有特定資源分配策略專用於區分D2D通信與蜂窩式應用以便解決將因多天線和D2D模式的通信的組合應用而產生的問題。
本發明提供一種以多天線實現的併發的蜂窩式(cellular)與裝置間(device to device；D2D)通信方法，其適用於使用者設備、基地台和通信系統。
本揭露提出一種適用於具有多個天線的使用者設備(UE)的併發的蜂窩式與裝置間(D2D)通信方法，且所述方法將包含至少(但不限於)下列步驟。UE與例如基地台等蜂窩式網路裝置建立蜂窩式連線，且還與另一使用者設備建立D2D連線。UE將從蜂窩式網路裝置接收傳輸配置。UE將使用多天線透過蜂窩式連 線而接收第一無線信號且透過D2D連線而接收第二無線信號，其中第一無線信號和第二無線信號是在相同資源上接收，例如，是在相同頻帶或載波上接收。所述UE將基於從蜂窩式網路裝置接收的傳輸配置中的資訊而執行第一無線信號和第二無線信號的干擾消除。
在本發明的一實施例中，上述的UE將從蜂窩式網路裝置接收傳輸配置之前，UE將測量UE與蜂窩式網路裝置之間的第一多輸入多輸出(MIMO)天線通道以獲得蜂窩式通道矩陣，UE還將測量UE與目標用戶裝置之間的第二MIMO天線通道以獲得D2D通道矩陣，且接著UE會將蜂窩式通道矩陣和D2D通道矩陣傳送到蜂窩式發送器。
在本發明的一實施例中，上述的UE將基於蜂窩式通道矩陣和D2D通道矩陣而從蜂窩式網路裝置接收傳輸模式配置。
在本發明的一實施例中，上述的傳輸配置將包含第一預編碼矩陣和第二預編碼矩陣。UE可接著使用第一預編碼矩陣而在蜂窩式通道上發送信號，且使用第二預編碼矩陣而在D2D通道上發送信號。
在本發明的一實施例中，上述的蜂窩式通道矩陣的測量將是對UE與蜂窩式網路裝置的發送器之間的第一多輸入多輸出(MIMO)天線通道執行。
在本發明的一實施例中，上述的傳輸配置將包含由蜂窩式網路裝置基於UE與蜂窩式網路裝置之間的第一多輸入多輸出 (MIMO)天線通道測量的蜂窩式通道矩陣，且還包含由蜂窩式網路裝置基於UE與目標用戶裝置之間的第二MIMO天線通道測量的D2D通道矩陣。
在本發明的一實施例中，上述的UE將透過使第一信號和第二信號在MIMO信號空間中相互正交而基於從蜂窩式網路裝置接收的傳輸配置來執行第一無線信號和第二無線信號的干擾消除。
在本發明的一實施例中，上述的傳輸配置將包含用於致能或禁能UE使用多天線透過蜂窩式連線而接收第一無線信號且透過D2D連線而接收第二無線信號的能力的資訊。
在本發明的一實施例中，上述的同時的D2D與蜂窩式傳輸的能力可由系統資訊區塊(system information block；SIB)指示。
在本發明的一實施例中，上述的透過蜂窩式連線的第一無線信號和透過D2D連線的第二無線信號是由UE同時接收。
在本發明的一實施例中，上述的透過D2D連線的第二無線信號是由UE在一個版本的長期演進(LTE)通信標準所定義的上行鏈路頻帶上接收。
本揭露提出一種適用於具有多天線的基地台的併發的蜂窩式與裝置間(D2D)通信方法，且所述方法將包含至少(但不限於)下列步驟。基地台與第一UE建立蜂窩式連線。執行蜂窩式連線的第一通道測量。接收D2D連線的第二信號測量，其中蜂窩 式連線和D2D連線處於相同頻譜上。基於第一通道測量和第二通道測量而配置傳輸配置。並且，將傳輸配置傳送到至少第一UE以消除蜂窩式連線與D2D連線之間的干擾。
在本發明的一實施例中，上述的將傳輸配置傳送到至少第一UE將更包含將另一傳輸配置傳送到參與D2D連線的第二UE。
在本發明的一實施例中，上述的傳輸配置將包含第一預編碼矩陣，且另一傳輸配置將包含第二預編碼矩陣，以使得假設第一預編碼矩陣用於蜂窩式連線且第二預編碼矩陣用於D2D連線，那麼第一預編碼矩陣和第二預編碼矩陣導致蜂窩式連線與D2D連線之間的正交性。
在本發明的一實施例中，上述的傳輸配置將在系統資訊區塊(SIB)、物理層信號(signaling)或媒體存取控制(media access control；MAC)層信號上發送。
本揭露還提出一種通信系統，其包含至少(但不限於)基地台、第一使用者設備(UE)、第二UE和第三UE，且系統將執行多個功能，包含至少(但不限於)下列步驟。基地台與第一UE建立蜂窩式連線。第二UE與第三UE建立裝置間(D2D)連接，其中第二UE與第三UE兩者可具有多個天線。基地台將傳輸配置傳送到第二UE。基地台透過蜂窩式連線而將第一無線信號傳送到第一UE，且第二UE使用多天線透過D2D連線而將第二無線信號傳送到第三UE，其中第一無線信號和第二無線信號是在相同 頻率等相同資源上發送。並且，第三UE基於從蜂窩式網路裝置接收的傳輸配置而相對於干擾的第一無線信號執行所要的第二無線信號的干擾消除。
在本發明的一實施例中，上述的基地台將透過測量基地台與第一UE之間的第一多輸入多輸出(MIMO)天線通道而獲得第一通道矩陣，且基地台還將透過測量基地台與所述第二UE之間的第二多輸入多輸出(MIMO)天線通道而獲得第二通道矩陣。
在本發明的一實施例中，上述的第三UE將透過測量第三UE與第一UE之間的第三多輸入多輸出(MIMO)天線通道而獲得第三通道矩陣，且第三UE還將透過測量第三UE與第二UE之間的第四多輸入多輸出(MIMO)天線通道而獲得第四通道矩陣，且第三UE將接著將第三通道矩陣和第四通道矩陣傳送到基地台。
在本發明的一實施例中，回應於接收到第三通道矩陣和第四通道矩陣，基地台會將第一傳輸配置傳送到第一UE且將第二傳輸配置傳送到第二UE，其中第一傳輸配置和第二傳輸配置中所含有的資訊是基於第一通道矩陣、第二通道矩陣、第三通道矩陣和第四通道矩陣來決定的。
在本發明的一實施例中，上述的第一傳輸配置將包含第一預編碼矩陣，以使得第一UE使用第一預編碼矩陣來發送第一無線信號，且第二傳輸配置將包含第二預編碼矩陣，以使得第二UE使用第二預編碼矩陣來發送第二無線信號。
在本發明的一實施例中，上述的第三UE將透過使第二無 線信號的相位旋轉成與第一無線信號的相位正交而基於從蜂窩式網路裝置接收的傳輸配置來相對於第一無線信號執行第二無線信號的干擾消除。
在本發明的一實施例中，上述的傳輸配置將包含用於致能或禁能併發的蜂窩式連線與D2D連線的資訊。
在本發明的一實施例中，上述的傳輸配置是在系統資訊區塊(SIB)中從基地台廣播的。傳輸配置可指示至少(但不限於)同時支援D2D與蜂窩式傳輸的能力。
在本發明的一實施例中，上述的UE將使用多天線以透過蜂窩式連線與D2D連線而同時發送資料。
在本發明的一實施例中，上述的透過D2D連線的第二無線信號將是在一個版本的長期演進(LTE)通信標準所定義的上行鏈路頻帶上接收。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。需理解的是，上述一般說明及下述詳細說明兩者皆為實施例，且其意圖提供主張的揭露的更進一步解釋。
需理解的是，然而，此發明內容可能不包含所有層面及本揭露的實施例，且因此不代表此發明內容限制或約束於任何方法。並且，本揭露會包括本領域技術人員所認為顯而易見的改進以及修改。
101、201、301、311、321‧‧‧基地台
102、322、323、324‧‧‧使用者設備
103、202、302‧‧‧第一使用者設備
104、203、303‧‧‧第二使用者設備
312‧‧‧裝置間發送器
313‧‧‧接收器
314‧‧‧蜂窩式發送器
ant11、ant12‧‧‧天線
Rx1‧‧‧接收器
S401~S406、S451~S457、S501~S506、S601~S606、S701~S706‧‧‧步驟
Tx1、Tx2‧‧‧發送器
x1‧‧‧裝置間資料串流
x2、x2'‧‧‧蜂窩式資料串流
包括的附圖用以提供本揭露進一步的理解，且併入及構成此說明書的一部分。附圖繪示本揭露的實施例，並隨同說明書，用於解釋本揭露的原理。
圖1A說明UE與基地台之間的常規蜂窩式通信。
圖1B說明兩個UE之間的裝置間(D2D)通信。
圖2為用以闡明根據本揭露的所提出的概念的示範性說明。
圖3A說明根據本揭露的示範性實施例中的一者的使用多天線而實現的基地台與兩個UE之間的併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸。
圖3B說明根據本揭露的示範性實施例中的一者的在沒有干擾抑制的情況下實現的併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸。
圖3C說明根據本揭露的示範性實施例中的一者的使用干擾抑制技術而實現的併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸。
圖4A是說明根據本揭露的示範性實施例中的一者的併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸的程式的流程圖。
圖4B是說明根據本揭露的示範性實施例中的一者的透過集中式控制而實現的併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸的程式的流程圖。
圖5是根據本揭露的示範性實施例中的一者從使用者設備的觀點說明併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸的流程圖。
圖6是根據本揭露的示範性實施例中的一者從基地台的觀點說明併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸的流程圖。
圖7說明根據本揭露的示範性實施例中的一者從通信系統的觀點說明併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸的流程圖。
將參考詳細描述本揭露的本優選實施例，其範例繪示於附圖中。在可能的情況下，在附圖與說明書中所使用相同的符號代表相同或相似的部件。
因為基地台或eNB和UE可具有多個天線，所以多個資料串流的並行發送可實施在多天線通信系統中。本揭露的基本原理之一是利用MIMO空間多工，以便實現併發的蜂窩式傳輸和D2D傳輸。還將透過應用適當的信號處理技術來改進併發的資料傳輸。
圖2說明用以闡明根據本揭露的所提出的概念的示範性情形。根據圖2，在LTE的狀況下，基地台或eNB可與第一使用者設備(UE)202和第二UE 203通信。此外，因為第一UE 202與第二UE 203兩者可具有兩個或兩個以上天線，所以常規上行鏈路蜂窩式傳輸和D2D傳輸的併發傳輸是可行的。換句話說，D2D通信信號的傳輸和蜂窩式信號的傳輸可透過共用相同頻譜而在時間上完全或部分重疊。這意味第一UE 202與第二UE 203兩者可相互直接交互，且同時第一UE 202與第二UE 203兩者還可與基 地台進行資料傳輸。同時的資料傳輸的數量將不限於同時僅有一個蜂窩式通信以及一個D2D通信，這是因為同時的資料傳輸的數量可根據發送天線和接收天線以及MIMO通道的數量而增大。由於併發的傳輸而造成的干擾將繼而需要透過應用MIMO信號處理技術來抑制，以改進在各種MIMO通道上接收的信號。
可透過各種手段來減少干擾。舉例來說，參與D2D通信的第一UE 202或第二UE 203可各自選擇預編碼(precoding)配置，以便減少與基地台的蜂窩式通信所導致的干擾。此外，第一UE 202或第二UE 203可各自從服務基地台獲得預編碼配置，而服務基地台預先計算預編碼矩陣會將D2D通道和蜂窩式通道的干擾減到最小。作為範例，具有多個天線的基地台201可使用信號處理技術以減少干擾。信號處理技術可為以下各者中的至少任一者：最大比組合(maximal ratio combining)、干擾消除或透過將預期的信號旋轉到正交信號空間而將干擾置零(nulling)。所提出的方案可結合預編碼、空間-時間(space-time)編碼、空間多工(spatial multiplexing)等MIMO信號處理技術而應用。
所提出的通信方案將包含針對多天線通道矩陣及/或預編碼矩陣的測量與回饋(feedback)機制。回饋機制將報告資訊，例如，MIMO通道矩陣、預編碼索引(index)或使用者設備和基地台之間的任何其他通道狀態資訊。報告機制可為封閉迴路(closed-looped)回饋或開放迴路(open-looped)回饋，且可再用(re-use)常規MIMO回饋機制。
所提出的通信方案還可包含針對併發的D2D通信與蜂窩式通信的配置機制。這意味存取層面(access stratum；AS)域中的控制網路實體(例如，無線電控制器)或非存取層面(non-access stratum；NAS)域中的控制網路實體(例如，移動管理實體(mobility management entity；MME))可配置基地台或eNB，以支援併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸。控制網路實體還可優化不同細胞之間的協調和併發的傳輸。基地台或eNB可配置使用者設備以在無線介面上併發的傳輸。
因為所提出的方案將包含D2D傳輸與蜂窩式傳輸兩者，所以傳輸模式的配置可為使D2D傳輸與蜂窩式傳輸共同開始。所述配置還可首先開始D2D傳輸，且接著根據現有的D2D傳輸和MIMO通道條件而調整蜂窩式傳輸。此外，所述配置還可首先開始蜂窩式傳輸，且接著根據現有的蜂窩式傳輸和MIMO通道條件而調整D2D傳輸。
所提出的通信方案還將包含控制信號(signaling)機制和訊息格式以實現傳輸的配置。網路可在控制信號中指示所提出的服務的存在，例如，這是透過使用系統資訊區塊(system information block；SIB)來指示這種服務來進行的。策略和配置可包含在控制通道中。基地台可向使用者設備描述所提出的服務的配置，例如，這是透過媒體存取控制(media access control；MAC)層信號或透過無線電資源控制(radio resource management；RRC)信號來進行的。類似地，UE可經由物理層信 號或MAC層信號而向其服務基地台指示其對所提出的服務的興趣。基地台還可基於來自UE的對MIMO通道狀態的回饋或其他通道狀態資訊(channel status information；CSI)回饋而作出配置決策。將如下解釋所提出的概念的實施例。
圖3A說明根據本揭露的示範性實施例中的一者的使用多個天線而實現的涉及基地台與兩個UE的併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸的實施例。在圖3A中，基地台301可參與到與第一UE 302的蜂窩式傳輸，而第一UE 302可同時參與到與基地台301的蜂窩式傳輸以及與第二UE 303的D2D傳輸。在這個範例中，第一UE 302可既是D2D發送器又是蜂窩式發送器，且第二UE 303將為D2D接收器；然而，第一UE 302和第二UE 303的角色可顛倒，這是因為第一UE 302可為接收器，且第二UE 303可為發送器。在圖3A中，第一UE 302的發送器Tx1具有兩個天線，即，ant11和ant12。多天線空間多工可利用天線ant11與ant12兩者，以實現D2D資料串流x1到第二UE 303的接收器Rx1和蜂窩式資料串流x2到基地台301的併發的資料傳輸。可應用MIMO多工和其他多天線信號處理技術，以使得可分別在UE2 303和基地台301的接收器處以較好的信號完整性接收兩個資料串流x1和x2。
前述MIMO多工和其他多天線信號處理技術可涉及旋轉兩個資料串流x1和x2中的信號的相位，以使得在信號空間中，資料串流x1和x2將相互實質上或完全正交。這意味基地台301可測量兩個資料串流x1和x2的通道，或依賴於第一UE 302和/或第二 UE 303來執行且回饋通道測量。基地台301可接著指派預編碼配置，或允許第一UE 302採用其自身的預編碼配置。預編碼配置可旋轉兩個資料串流x1和x2的相位，以使得在信號空間中，資料串流x1和x2將相互實質上或完全正交。這會將資料串流x1與x2之間的干擾減到最小。
一些回饋可能並不是所需的，這是因為第一UE 302可同時發送D2D資料串流和上行鏈路蜂窩式資料串流。通道測量中的一些可再用可透過先前蜂窩式資料發送獲得的常規蜂窩式通信通道測量程式或結果。針對所提出的服務，回饋機制可修改常規MIMO回饋機制或建立新的回饋機制。信號回饋中的一些可再用或共用常規蜂窩式通信通道測量程式。
圖3B說明併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸的另一實施例。針對此特定情形，D2D發送器Tx1 312和蜂窩式發送器Tx2 314位於兩個不同UE中。當蜂窩式發送器Tx1 314在蜂窩式通道上將蜂窩式資料串流x2傳送到基地台311時，D2D發送器Tx1 312可在D2D通道上將D2D資料串流x1傳送到接收器Rx1 313。然而，假設x1和x2是在相同載波頻率上或在相同頻帶上發送，那麼D2D資料串流x1不僅可由接收器Rx1 313在D2D通道上接收，而且可由基地台311接收，且因此在沒有任何干擾抑制的情況下，將導致資料串流x1與x2之間的干擾。類似地，在接收器Rx1 313處，將由接收器Rx1 313所要的資料串流x1可被蜂窩式資料串流x2干擾。並且，在基地台311處，蜂窩式上行鏈路資料串流x2可被D2D 資料串流x1干擾。
圖3C的情形將類似於圖3B的情形，不同之處在於根據本揭露的示範性實施例中的一者，已應用干擾抑制技術。在D2D接收器Rx1 323處，一種干擾抑制技術可為將源於蜂窩式發送器Tx2 324的干擾的x2旋轉成變為蜂窩式資料串流x2'，以便正交於源於D2D發送器Tx1 322的預期的資料串流x1。類似地，在基地台321處，可將預期的資料串流x2和干擾的資料串流x1處理為正交的(即，在圖3C中，成為x1和x2')。可透過使用預編碼矩陣以在MIMO信號空間中旋轉資料串流x1與x2來改善資料串流x1與x2'之間的正交性。預編碼矩陣可由基地台321指派給UE 324、UE 322和UE 323中的一者或一者以上。在這種情形下，基地台321可執行發送資料串流x2的通道的通道測量或依賴於UE 324以報告通道測量。UE 322可執行將資料串流x1從UE 322傳送到UE 323的通道的通道測量。透過瞭解通道測量，基地台321可接著就應使用什麼預編碼配置作出決策。預編碼配置可基於LTE通信系統的現有碼本(codebook)。
用於抑制併發的D2D通信與上行鏈路蜂窩式通信之間的干擾的干擾抑制技術的範例可包含置零、干擾對準、MIMO預編碼矩陣選擇和信號旋轉。
圖3A和圖3B的情形還可根據圖4A和圖4B的程式來實施，圖4A和圖4B說明根據本揭露的示範性實施例中的一者的併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸的程式。在步驟S401中，將執行通 道矩陣測量。明確地說，基地台或eNB可測量用戶終端的蜂窩式發送器與基地台之間的MIMO通道。針對本揭露，通道矩陣可表示為H[tx2→BS]。舉例來說，針對圖3B的情形，H[tx2→BS]將是在基地台311與蜂窩式發送器Tx2 314之間測量。基地台或eNB可測量D2D發送器與基地台之間的MIMO通道，其中通道矩陣可表示為H[tx1→BS]。針對圖3B的情形，H[tx1→BS]將是在基地台311與D2D發送器Tx1 312之間測量。
D2D接收器可測量蜂窩式發送器與D2D接收器之間的MIMO通道，其中通道矩陣可表示為H[tx2→rx1]。針對圖3B的情形，H[tx2→rx1]將是在蜂窩式發送器Tx2 314與接收器Rx1 313之間測量。D2D接收器可測量D2D發送器與D2D接收器之間的MIMO通道，其中通道矩陣可表示為H[tx1→rx1]。針對圖3B的情形，H[tx1→rx1]將是在D2D發送器Tx1 312與接收器Rx1 313之間測量。應注意，針對上述MIMO通道測量，可按照任何次序執行這些測量。
在步驟S402中，將透過信號訊息來回饋上述通道矩陣。回饋機制將報告資訊，例如，MIMO通道矩陣、預編碼索引或使用者設備和基地台之間的任何其他通道狀態資訊。報告機制可為封閉迴路回饋或開放迴路回饋，且可再用(re-use)常規MIMO回饋機制。所提出的通信方案還將包含控制信號機制和訊息格式以實現發送的配置。網路可在控制信號中指示所提出的服務的存在，例如，這是透過使用系統資訊區塊(SIB)來指示這種服務來 進行的。策略和配置可包含在控制通道中。基地台可向使用者設備描述所提出的服務的配置，例如，這是透過MAC層信號或透過RRC信號來進行的。類似地，UE可向其服務基地台指示其對所提出的服務的興趣。基地台還可基於來自UE的對MIMO通道狀態的回饋或其他CSI回饋而作出配置決策。
在步驟S403中，將回應於步驟S401中的通道矩陣測量和/或從用戶裝置到基地台的通道矩陣回饋S402而選擇傳輸模式選擇。傳輸模式選擇可包含預編碼矩陣的選擇。預編碼矩陣可由基地台選擇或由各別用戶裝置選擇。在基地台中央決策模型中，基地台可使用來自現有LTE碼本或定制碼本的預定義的預編碼矩陣來發送下行鏈路串流，且基地台可將預編碼矩陣指派給一個或一個以上用戶裝置。
在步驟S404中，將執行傳送用於傳輸模式配置的信號。除非在用戶裝置的蜂窩式發送器或D2D發送器處執行步驟S403的傳輸模式選擇，否則可能需要用於遞送傳輸模式選擇結果的信號訊息。信號訊息可經由MAC層訊息、物理層訊息或透過週期性SIB訊息來遞送。在步驟S405中，將執行資料發送。這將意味可隨一個或一個以上蜂窩式資料串流同時發送一個或一個以上D2D資料串流。在步驟S406中，將執行接收器處的信號處理。一種可用於改善接收品質的技術是基於所選擇的或所指派的預編碼矩陣來旋轉所接收的信號。預編碼矩陣可旋轉信號的信號空間，以使得兩個信號可相互正交。可使用的其他技術將包含最大比組合、 干擾消除(例如，置零)、干擾對準等。
圖4B是說明根據本揭露的示範性實施例中的一者的透過集中式控制而實現的併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸的流程圖。在步驟S451中，基地台可測量蜂窩式鏈路的MIMO通道。在步驟S452中，D2D接收器可測量D2D鏈路的MIMO通道，且接著在步驟S453中，D2D接收器可將訊息遞送到基地台以報告D2D鏈路的MIMO通道。可在不同時間執行步驟S451和S453，且其中一個可先於另一個。在步驟S454中，基地台可確定D2D發送器和蜂窩式發送器的預編碼矩陣。在步驟S455中，基地台可將訊息遞送到蜂窩式發送器以配置預編碼矩陣。在步驟S456中，基地台可將訊息傳送到D2D發送器以配置預編碼矩陣。可在不同時間執行步驟S455和S456，且其中一個可先於另一個。在步驟S457中，D2D發送器可使用所配置的預編碼矩陣來發送資料串流，且蜂窩式發送器可使用所配置的預編碼矩陣來發送資料串流。
圖5是根據本揭露的示範性實施例中的一者從使用者設備的觀點說明併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸的流程圖。在步驟S501和S502中，UE可分別同時與另一點對點用戶裝置建立D2D連線且與基地台建立蜂窩式連線。在步驟S503中，UE可從基地台接收傳輸配置。傳輸配置可包含至少預編碼矩陣。在步驟S504和S505中，UE可分別同時透過蜂窩式連線來傳送第一無線信號，且透過D2D連線來傳送第二無線信號。在步驟S506中，UE可基於所接收的傳輸配置而執行干擾消除。舉例來說，UE可使用預編 碼矩陣以旋轉第一無線信號和第二無線信號中的至少一者，以使得第一無線信號和第二無線信號相互正交。
圖6說明根據本揭露的示範性實施例中的一者從基地台的觀點說明併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸的流程圖。在步驟S601中，基地台可與第一UE建立蜂窩式連線。在步驟S602中，基地台可執行蜂窩式連線的第一通道測量。在步驟S603中，基地台可接收D2D連線的第二通道測量。在步驟S604中，基地台可配置傳輸配置，所述傳輸配置可包含用於蜂窩式連線和D2D連線的預編碼配置。在步驟S605中，基地台可將傳輸配置傳送到第一UE和/或將另一傳輸配置傳送到第二UE。第一UE和第二UE將基於傳輸配置而執行信號處理。在步驟S606中，基地台將同時從蜂窩式連線和D2D連線接收資料傳輸。
圖7說明根據本揭露的示範性實施例中的一者從通信系統的觀點說明併發的蜂窩式傳輸與D2D傳輸的流程圖。在步驟S701中，基地台將與第一UE建立蜂窩式連線。在步驟S702中，第二UE將與第三UE建立D2D連線。可按照任何次序執行步驟S701和S702。在步驟S703中，基地台會將傳輸配置傳送到第二UE。可回應於通道測量而執行步驟S703。舉例來說，基地台與第一UE之間的蜂窩式通道可由基地台或第一UE測量。D2D通道可由第二UE或第三UE測量且報告回基地台。在步驟S704中，基地台可透過蜂窩式連線而將第一無線信號傳送到第一UE。在步驟S705中，第二UE可透過D2D連線而將第二無線信號傳送到第三 UE。應注意，步驟S704和S705的序列將為可互換的或還可同時發生。在步驟S706中，第三UE將基於所接收的傳輸配置而相對於第一無線信號執行第二無線信號的干擾消除，其中所接收的傳輸配置可包含預編碼矩陣或MIMO通道矩陣。
鑒於上述描述，本揭露適用於無線通信系統中，且能夠透過將D2D傳輸與蜂窩式傳輸之間的干擾減到最小來使用MIMO天線技術設施併發的D2D傳輸與蜂窩式傳輸。
用於本申請案的所揭露實施例的詳細描述中的元件、動作或指令不應解釋為對本揭露來說為絕對關鍵或必要的，除非明確地如此描述。而且，如本文中所使用，用詞“一”可包含一個以上項目。如果打算指僅一個項目，那麼將使用術語“單一”或類似語言。此外，如本文中所使用，在多個項目和/或多個項目種類的列表之前的術語“中的任一者”希望包含所述項目和/或項目種類個別地或結合其他項目和/或其他項目種類“中的任一者”、“中的任何組合”、“中的任何多個”和/或“中的多個的任何組合”。另外，如本文中所使用，術語“集合”希望包含任何數量個項目，包含零個。另外，如本文中所使用，術語“數量”希望包含任何數量，包含零。
在本揭露中，3GPP類的關鍵字或用語僅用作範例以呈現根據本揭露的發明概念；然而，本揭露中呈現的相同概念可由所屬領域的技術人員應用於任何其他系統，例如IEEE 802.11、IEEE 802.16、WiMAX等等。
在本揭露中，對所屬領域的技術人員來說將明顯的是，基地台(BS)或eNB還可為先進基地台(advanced base station；ABS)、基地台收發系統(base transceiver system；BTS)、存取點、家庭基地台、中繼(relay)站、中繼器(repeater)、中間節點、仲介(intermediary)和/或基於衛星的通信基地台。
針對基地台而描述的功能還可實施在例如以下各者的實體中：移動管理實體(Mobility Management Entity；MME)、服務閘道(Serving Gateway；S-GW)、分組資料網路閘道(Packet Data Network Gateway；PDN-GW)、服務GPRS支援節點(Serving GPRS Support Node；SGSN)、閘道GPRS支持節點(Gateway GPRS Support Node；GGSN)、移動交換中心(Mobile Switching Center；MSC)，以及歸屬用戶伺服器(Home Subscriber Server；HSS)或維持與用戶資訊有關的資料庫的節點。
從硬體觀點，基地台可含有至少(但不限於)發送器電路、接收器電路、類比至數位(A/D)轉換器、數位至類比(D/A)轉換器(converter)、處理電路、一個或一個以上天線單元和存儲媒體。發送器和接收器以無線方式發送下行鏈路信號和接收上行鏈路信號。接收器可包含執行例如低噪音放大、阻抗匹配、混頻、降頻轉換、濾波、放大等操作的功能元件。發送器可包含執行例如放大、阻抗匹配、混頻、升頻轉換、濾波、功率放大等操作的功能元件。類比至數位(A/D)或數位至類比(D/A)轉換器經配置以在上行鏈路信號處理期間從類比信號格式轉換為數位信號格 式且在下行鏈路信號處理期間從數位信號格式轉換為類比信號格式。
處理電路經配置以處理數位元信號且根據本揭露的示範性實施例執行與所提出的方法有關的程式。而且，處理電路可視情況耦接到記憶體電路以儲存程式碼、裝置組態、碼本(codebook)、經緩衝的資料或永久資料等。處理電路的功能可使用例如微處理器、微控制器、數位信號處理(digital signal processing；DSP)晶片、場可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array；FPGA)等可程式化單元來實施。處理電路的功能還可用單獨電子裝置或積體電路(integrated circuit；IC)實施，且處理電路還可用硬體或軟體實施。
在本揭露中，術語“使用者設備”(UE)可表示各種實施例，其(例如)可包含(但不限於)移動站、先進移動站(advanced mobile station；AMS)、伺服器、用戶端、桌上型電腦、筆記型電腦、網路電腦、工作站、個人數位助理(personal digital assistant；PDA)、平板個人電腦(personal computer；PC)、掃描器、電話裝置、尋呼機(pager)、相機、電視、掌上型視頻遊戲裝置、音樂裝置、無線感測器等等。在一些應用中，UE可為在例如公共汽車、火車、飛機、船隻、汽車等移動環境中操作的固定電腦裝置。
從硬體觀點，UE也可稱作設備，其包含至少(但不限於)發送器電路、接收器電路、類比至數位(A/D)轉換器、數位至類比(D/A)轉換器、處理電路、一個或一個以上天線單元，和視情 況選用的記憶體電路。記憶體電路可儲存程式碼、裝置配置、經緩衝的資料或永久資料、碼本等。處理電路也可用硬體或軟體實施。UE的每一元件的功能將類似於針對基地台所述且因此將不重複對每一元件的詳細描述。
所屬領域的技術人員將明白，在不脫離本揭露的範圍或精神的情況下，可對所揭露的實施例的結構進行各種修改和變化。鑒於以上內容，希望本揭露涵蓋本揭露的修改和變化，只要所述修改和變化落入所附權利要求書和其等效物的範圍內。
S701~S706‧‧‧步驟

Claims (14)

  1. 一種併發的蜂窩式與裝置間通信方法，適用於包括多個天線的使用者設備，所述方法包括：與一蜂窩式網路裝置建立一蜂窩式連線，且與一目標用戶裝置建立一裝置間連線；從所述蜂窩式網路裝置接收一傳輸配置；使用所述多個天線透過所述蜂窩式連線而接收一第一無線信號且同時透過所述裝置間連線而接收一第二無線信號，其中所述第一無線信號和所述第二無線信號是在相同頻率上接收；以及基於從所述蜂窩式網路裝置接收的所述傳輸配置而對同時接收的所述第一無線信號和所述第二無線信號的執行干擾消除。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中在從所述蜂窩式網路裝置接收所述傳輸配置的步驟之前，更包括：測量所述使用者設備與所述蜂窩式網路裝置之間的一第一多輸入多輸出天線通道以獲得一蜂窩式通道矩陣；測量所述使用者設備與所述目標用戶裝置之間的一第二多輸入多輸出天線通道以獲得一裝置間通道矩陣；以及將所述蜂窩式通道矩陣和所述裝置間通道矩陣傳送到一蜂窩式發送器。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中測量所述使用者設備與所述蜂窩式網路裝置之間的所述第一多輸入多輸出天線通道以獲得所述蜂窩式通道矩陣的步驟，更包括： 測量所述使用者設備與所述蜂窩式網路裝置的發送器之間的所述第一多輸入多輸出天線通道以獲得所述蜂窩式通道矩陣；以及將通道狀態資訊傳送到所述蜂窩式發送器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述傳輸配置包括基於所述使用者設備與所述蜂窩式網路裝置之間的一第一多輸入多輸出天線通道的一蜂窩式通道矩陣、基於所述使用者設備與所述目標用戶裝置之間的一第二多輸入多輸出天線通道的一裝置間通道矩陣、一蜂窩式通道預編碼矩陣和一裝置間通道預編碼矩陣。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的方法，其中基於從所述蜂窩式網路裝置接收的所述傳輸配置而執行所述第一無線信號和所述第二無線信號的干擾消除的步驟包括：透過使所述第一無線信號和所述第二無線信號相互正交而基於從所述蜂窩式網路裝置接收的所述傳輸配置來對所述第一無線信號和所述第二無線信號執行信號處理。
  6. 一種併發的蜂窩式與裝置間通信方法，適用於包括多個天線的基地台，所述方法包括：與一第一使用者設備建立一蜂窩式連線；執行所述蜂窩式連線的一第一通道測量；接收一裝置間連線的一第二通道測量，其中所述蜂窩式連線和所述裝置間連線是在相同頻譜上； 基於所述第一通道測量和所述第二通道測量而配置一傳輸配置；以及將所述傳輸配置傳送到至少所述第一使用者設備，以在同時進行所述蜂窩式連線與所述裝置間連線時，消除所述蜂窩式連線與所述裝置間連線之間的干擾。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中將所述傳輸配置傳送到至少所述第一使用者設備的步驟，更包括：將另一傳輸配置傳送到參與所述裝置間連線的一第二使用者設備。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中所述傳輸配置包括一第一預編碼矩陣，且所述另一傳輸配置包括一第二預編碼矩陣，以使得所述第一預編碼矩陣和所述第二預編碼矩陣導致所述蜂窩式連線與所述裝置間連線之間的正交性。
  9. 一種通信系統，包括一基地台、一第一使用者設備、一第二使用者設備和一第三使用者設備，所述系統包括：所述基地台與所述第一使用者設備建立一蜂窩式連線；所述第二使用者設備與第三使用者設備建立一裝置間連線，其中所述第二使用者設備和所述第三使用者設備各自包括多個天線；所述基地台將一傳輸配置傳送到所述第二使用者設備；所述基地台透過所述蜂窩式連線而將一第一無線信號傳送到所述第一使用者設備且所述第二使用者設備使用所述多個天線透 過所述裝置間連線而將一第二無線信號傳送到所述第三使用者設備，其中所述第一無線信號和所述第二無線信號是在相同頻率上發送；以及所述第三使用者設備基於從所述基地台接收的所述傳輸配置而相對於所述第一無線信號執行所述第二無線信號的干擾消除，其中所述第一無線信號與所述第二無線信號是併發傳送的。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的系統，更包括：所述基地台透過測量所述基地台與所述第一使用者設備之間的一第一多輸入多輸出天線通道而獲得一第一通道矩陣；以及所述基地台透過測量所述基地台與所述第二使用者設備之間的一第二多輸入多輸出天線通道而測量一第二通道矩陣。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的系統，更包括：所述第三使用者設備透過測量所述第三使用者設備與所述第一使用者設備之間的一第三多輸入多輸出天線通道而獲得一第三通道矩陣；所述第三使用者設備透過測量所述第三使用者設備與所述第二使用者設備之間的一第四多輸入多輸出天線通道而獲得一第四通道矩陣；以及所述第三使用者設備將所述第三通道矩陣和所述第四通道矩陣傳送到所述基地台。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的系統，更包括：回應於接收到所述第三通道矩陣和所述第四通道矩陣，所述 基地台將一第一傳輸配置傳送到所述第一使用者設備且將一第二傳輸配置傳送到所述第二使用者設備，其中所述第一傳輸配置和所述第二傳輸配置是基於所述第一通道矩陣、所述第二通道矩陣、所述第三通道矩陣和所述第四通道矩陣。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的系統，其中所述第一傳輸配置包括一第一預編碼矩陣，以使得所述第一使用者設備使用所述第一預編碼矩陣來發送所述第一無線信號，且所述第二傳輸配置包括一第二預編碼矩陣，以使得所述第二使用者設備使用所述第二預編碼矩陣來發送所述第二無線信號。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的系統，其中所述第三使用者設備基於從所述蜂窩式網路裝置接收的所述傳輸配置而相對於所述第一無線信號執行所述第二無線信號的干擾消除的步驟包括：透過將所述第二無線信號的相位旋轉成與所述第一無線信號的相位正交而執行所述第二無線信號的干擾消除。
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