新无线电系统的干扰消除方案的制作方法

新无线电系统的干扰消除方案
1.交叉引用
2.本技术享有2021年8月19日提交的申请号为63/296,894、发明名称为“interference cancellation approach for new radio systems”的美国临时专利申请之优先权，该先前申请在此全文引用。
技术领域
3.所公开的实施例总体上涉及无线通信，并且更具体地涉及一种用于在5g新无线电(nr)蜂窝通信网络中干扰消除(interference cancellation)。


背景技术：

4.多年来，无线通信网络呈指数增长。长期演进(lte)系统提供高峰值数据速率、低延迟、改进的系统容量以及简化的网络架构带来的低运营成本。lte系统，也称为4g系统，还提供与旧无线网络(例如gsm、cdma和通用移动电信系统(umts))的无缝集成。在lte系统中，演进的通用陆地无线电接入网络(e-utran)包括多个演进的node-b(enodeb或enb)，其与多个移动台(称为用户设备(ue))通信。第三代合作伙伴项目(3gpp)网络通常包括2g/3g/4g系统的混合体。下一代移动网络(ngmn)委员会已决定将未来ngmn活动的重点放在定义5g新无线电(nr)系统的端到端要求上。在5g nr中，基站也称为gnodeb或gnb。
5.5g nr的频带被分成两个不同的频率范围。频率范围1(fr1)包括低于6ghz的频段，其中一些是以前标准传统上使用的频段，但已经扩展到涵盖从410mhz到7125mhz的潜在新频谱产品。频率范围2(fr2)包括从24.25ghz到71.0ghz的频段。在此毫米波(mmwave)范围内，fr2中的频段具有比fr1中的频段更短的传播范围，但可用带宽更高。为了补偿5g毫米波系统中的高传播损耗，ue通常配备多个天线以实现波束成形。对于下行链路数据接收，ue需要波束管理(bm)、同步(时间和频率)以及参考信号的准确第1层(l1)测量。
6.与lte一样，5g nr中的主同步信号(pss，primary synchronization signal)和辅同步信号(sss，secondary synchronization signal)代表物理小区标识(pci)，物理广播信道(pbch，physical broadcast channel)携带主信息块(mib，master information block)。5g nr中的ss块(ssb，ss block)代表同步信号块，它参考同步信号(pss/sss)和pbch块，因为同步信号和pbch信道被打包为一个块。ssb周期性传输，每个ssb突发包含pss/sss和pbch。具体地，具有四个ofdm符号(pss、pbch0、sss、pbch2)的ssb是在ue处执行波束管理(bm)和同步(sync)的良好参考信号。在gnb密集分布的场景中，ue可能会受到服务小区ssb上的邻区干扰，以及pss上的导频污染，因此bm和sync的性能可能会下降。在必要且可行的情况下减轻对ssb的干扰可以提高bm和sync的性能。


技术实现要素：

7.提出了一种对同步信号块(ssb)执行波束管理(bm)和/或同步(sync)和干扰消除的方法。ue确定干扰等级和/或导频污染等级。然后，ue可以执行bm或同步，有或没有干扰消
除，以适应确定的干扰和导频污染等级。如果干扰等级高，ue对bm和sync应用干扰消除。如果干扰等级低，ue不对bm和sync应用干扰消除。如果导频污染级别高，则ue遵循3符号模式，例如，仅使用pbch0、sss和pbch2符号用于bm或同步。如果导频污染等级较低，则ue遵循4符号模式，例如使用pss作为bm或sync的额外符号以提高系统性能。
8.在一个实施例中，ue监视来自移动通信网络中的服务小区和相邻小区的同步信号块(ssb)传输，其中每个ssb传输包括主同步信号(pss)、辅同步信号(sss)和物理广播信道(pbch)。ue基于接收到的ssb确定服务小区干扰等级。当干扰等级低于阈值时，ue在没有干扰消除的情况下执行波束管理(bm)或同步(sync)。当服务小区干扰等级高于或等于阈值时，ue执行具有干扰消除的bm或sync。
9.在下面的详细描述中描述了其他实施例和优点。该概述并不旨在定义本发明。本发明由权利要求书限定。
附图说明
10.附图说明了本发明的实施例，其中相同的数字表示相同的组件。
11.图1示出了示例性5g新无线电(nr)网络，其中ue根据本发明的方面使用同步信号块(ssb)支持波束管理(bm)和同步(sync)的自适应干扰消除。
12.图2示出了根据本发明的实施例的无线设备的简化框图，例如，ue和gnb。
13.图3说明了bm和sync的自适应干扰消除的第一实施例，其中ue首先确定服务小区ssb上的干扰等级，然后确定pss上的导频污染。
14.图4图示了bm和sync的自适应干扰消除的第二实施例，其中ue首先确定pss上的导频污染，然后确定服务小区ssb上的干扰等级。
15.图5图示了由ue维护的用于基于预定条件自适应地执行干扰消除的状态机。
16.图6图示了干扰等级检测和基于预定条件确定干扰消除的顺序的实施例。
17.图7是根据一个新颖方面的对bm和sync执行自适应干扰消除的第一方法的流程图。
具体实施方式
18.现在将详细参考本发明的一些实施例，其示例在附图中示出。
19.图1说明了根据本发明的包含使用相同的同步信号块(ssb)支持适应性干扰消除以进行波束管理(beam management(bm))、同步(synchronization(sync))的用户设备(ue)的示例性5g新无线电(nr)网络100。5g nr网络100包括用户设备(ue)101和多个基站，包括服务基站gnb 102。ue 101通信连接到服务gnb 102，后者使用无线电接入技术(rat)提供无线电接入(例如，5g nr技术)。ue 101可以是智能手机、可穿戴设备、物联网(iot)设备和平板电脑等。可选地，ue 101可以是笔记本(nb)或个人计算机(pc)，插入或安装有数据卡，包括调制解调器和rf收发器，以提供无线通信功能。为了补偿5g毫米波系统中的高传播损耗，ue通常配备多个天线以实现波束成形。对于下行链路(dl)数据接收，ue需要波束管理(bm)、同步(sync，时间与频率)和参考信号的准确l1测量。
20.与lte一样，5g nr中的主同步信号(pss)和辅同步信号(sss)代表物理小区标识(pci)，物理广播信道(pbch)携带主信息块(mib)。5g nr中的ss块(ssb)代表同步信号块，它
指的是同步信号(pss/sss)和pbch块，因为同步信号和pbch信道被打包为一个块。ssb周期性传输，每个ssb突发包含pss/sss和pbch。具体来说，具有四个ofdm符号(pss、pbch0、sss、pbch2)的ssb是ue进行bm和sync的良好参考信号。在gnb密集分布的场景中，ue可能会受到服务小区ssb上的邻区干扰，以及pss上的导频污染，因此bm和sync的性能可能会下降。在必要且可行的情况下减轻对ssb的干扰可以提高bm和sync的性能。
21.根据一个新颖的方面，为了提高系统性能，提出了一种基于服务小区ssb上的干扰等级并且还基于导频自适应地执行用于波束管理(bm)和同步(sync)的干扰消除的方法pss上的污染等级。在图1的示例中，ue 101首先确定干扰等级(步骤111)和/或导频污染等级(步骤121)。ue 101然后可以在有或没有干扰消除的情况下执行bm或sync，以适应所确定的干扰和导频污染等级。如果干扰等级高，则ue 101对bm和sync应用干扰消除(112)。如果干扰等级低，则ue 101不对bm和sync应用干扰消除(113)。如果导频污染等级高，则ue 101遵循3符号模式，例如，仅使用pbch0、sss和pbch2符号用于bm或sync(122)。如果导频污染等级低，则ue 101遵循4符号模式(123)，例如使用pss作为bm或sync的额外符号以提高系统性能。
22.图2示出了无线设备的简化框图，例如5g nr网络200中根据本发明的实施例的ue 201和gnb 211。gnb 211具有天线215，其发送和接收无线电信号。rf收发器模块214，与天线215耦合，接收来自天线215的rf信号，将它们转换为基带信号并将它们发送给处理器213。rf收发器214还转换从处理器213接收到的基带信号，将它们转换为rf信号，并发送到天线215。处理器213处理接收到的基带信号并调用不同的功能模块来执行gnb 211中的特征。存储器212存储程序指令和数据220以控制gnb 211的操作。在图2的示例中，gnb 211还包括协议栈280和一组控制功能模块和电路290。协议栈280可以包括非接入层(nas)层以与amf/smf通信/连接到核心网的mme实体，用于高层配置和控制的无线电资源控制(rrc)层，分组数据汇聚协议/无线电链路控制(pdcp/rlc)层，媒体访问控制(mac)层和物理(phy)层。在一个示例中，控制功能模块和电路290包括用于为ue配置测量报告和激活集的配置/控制电路291，以及用于在切换决定时向ue发送小区切换的切换处理电路，即调度电路292。
23.类似地，ue 201具有存储器202、处理器203和rf收发器204。rf收发器204与天线205耦合，接收来自天线205的rf信号，并将其转换为基带信号，以及发送给处理器203。射频收发器204还将接收到的来自处理器203的基带信号进行转换，转换为射频信号，发送给天线205。处理器203对接收到的基带信号进行处理，调用不同的功能模块和电路以执行ue 201中的特征。存储器202存储数据和程序指令210以由处理器203执行以控制ue 201的操作。合适的处理器例如包括专用处理器、数字信号处理器(dsp)、多个微处理器、一个或多个与dsp内核关联的微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(asic)、文件程序门阵列(fpga)电路和其他类型的集成电路(ic)和/或状态机。与软体相关联的处理器可用于实现和配置ue201的特征。
24.ue 201还包括协议栈260和一组控制功能模块和电路270。协议栈260可以包括用于与连接到核心网络的amf/smf/mme实体通信的nas层、rrc用于高层配置和控制的层、pdcp/rlc层、mac层和phy层。控制功能模块和电路270可以通过软体、轫体、硬体和/或其组合来实现和配置。控制功能模块和电路270在由处理器203经由包含在存储器202中的程序指令执行时相互配合以允许ue 201在网络中执行实施例和功能任务和特征。在一个示例
中，控制功能模块和电路270包括用于获取测量和配置信息并控制相应操作的配置/控制电路271、用于执行干扰检测和消除的干扰消除电路272、用于执行dl以及ul波束管理的波束管理(bm)电路273，以及用于基于从网络接收的配置来执行同步功能的同步处理电路(sync)274。
25.服务小区ssb上的干扰和导频污染都是执行bm和sync要考虑的问题。如上所述，ssb由同步信号(pss、sss)和pbch组成。同步信号用于小区id检测和同步。此外，5g nr中使用波束管理(bm)程序来获取和维护一组波束，以确保gnb和ue波束对齐以进行数据通信。具体来说，ssb中封装了4个ofdm符号(pss、pbch0、sss、pbch2)，供ue使用全部或部分符号进行bm和sync。每个基站和服务/相邻小区根据物理小区id(nid(cell))和ssb索引生成自己的ssb。服务小区和相邻小区中的服务基站和相邻基站的ssb传输之间存在相关性。根据网络部署，相关性也不同。
26.对于pss生成，pss的值取决于扇区小区id因此pss只有三个序列可供选择；对于sss的生成，sss的顺序取决于复合小区id因此sss有336个序列可供选择；对于pbch生成，pbch-dmrs的序列取决于ssb索引和物理小区id，其中ssb索引确定其加扰序列，物理小区id确定其频率位置。因此，pss上的导频污染等级取决于网络部署场景。在更密集的网络部署示例中，相邻小区可能使用与服务小区相同的pss。因此，服务小区的pss可能遭受导频污染。作为比较，在较稀疏部署的示例中，相邻小区和服务小区很可能使用不同的pss。当服务小区的pss被相邻小区污染时，使用pss进行bm和sync是不可靠的。相反，如果服务小区的pss没有导频污染，它可以作为bm和sync的额外符号来提高性能。
27.图3图示了用于bm和sync的自适应干扰消除的第一实施例，其中ue首先确定服务小区ssb上的干扰等级，然后确定pss上的导频污染。在步骤311中，ue确定服务小区ssb上的干扰等级。在步骤312中，ue检查干扰等级是否低，例如sir是否高于预定义阈值。如果为真，则ue在没有干扰消除的情况下执行bm/sync。此外，ue假设pss上的导频污染也很低，并且将所有4符号ssb用于bm/sync程序。如果对步骤312的回答为假，则ue进行到步骤321并且确定pss上的导频污染等级。在步骤322中，ue检查pss上的导频污染等级是否低，例如，低于预定义的阈值。如果为真，则ue使用4符号ssb来执行具有干扰消除的bm/sync(步骤323)。如果对步骤322的回答为否，则ue通过跳过pss使用3符号ssb来执行具有干扰消除的bm/sync(步骤324)。
28.图4图示了用于bm和sync的自适应干扰消除的第二实施例，其中ue首先确定pss上的导频污染，然后确定服务小区ssb上的干扰等级。在步骤411中，ue确定pss上的导频污染等级。在步骤412中，ue检查pss上的导频污染等级是否低，例如，低于预定义的阈值。如果为真，则ue使用4符号ssb来执行没有干扰消除的bm/sync(步骤421)。在步骤422中，ue进一步确定服务小区ssb上的干扰等级。在步骤423中，ue检查干扰等级是否低，例如sir是否高于预定义阈值。如果为真，则ue返回到步骤421并且在没有干扰消除的情况下执行bm/sync。如果对步骤423的回答为否，则ue进行到步骤424并且使用4符号ssb来执行具有干扰消除的bm/sync。步骤425是使用所有四个ssb ofdm符号来执行该过程的bm/sync的示例。
29.如果对步骤412的回答为否，则ue使用3符号ssb来执行没有干扰消除的bm/sync
(步骤431)。在步骤432中，ue确定服务小区ssb上的干扰等级。在步骤433中，ue检查干扰等级是否低，例如sir是否高于预定义阈值。如果为真，则ue返回到步骤431并且在没有干扰消除的情况下执行bm/sync。如果对步骤433的回答为否，则ue进行到步骤434并且使用3符号ssb来执行具有干扰消除的bm/sync。步骤435是使用三个ssb ofdm符号来执行该过程的bm/sync的示例。
30.图5图示了由ue维护的用于基于预定条件自适应地执行干扰消除的状态机。在图5的实施例中，两种不同的方法用于执行bm和sync：无干扰消除和有干扰消除。在一个新颖的方面，提出了一种状态机，根据检测到的信号干扰比(sir)，在有(之后)和没有(之前)干扰消除的情况下，在bm和sync两种方法之间切换。为两种bm和sync方法之间的切换预定义了两个条件。条件-1定义为服务小区的sir低于预定义的阈值：sir_sc《sir_th；条件-2定义为干扰消除(之后)的服务小区的sir低于没有干扰消除(之前)的服务小区的sir加上一个阈值：sir_(sc,之后)《sir_(sc,之前)+th。如果满足条件-1，则说明服务小区的sir较低，触发ue应用干扰消除；如果满足条件2，则意味着干扰消除不会使sir提高太多。然后，ue回到在没有干扰消除的情况下执行bm和sync的操作。
31.图6图示了干扰等级检测和基于预定义条件确定干扰消除顺序的实施例。ue监视来自服务小区和相邻小区的ssb传输。在步骤611中，ue基于pbch-dmrs或sss计算服务小区sirsc。在一个例子中，服务小区sirsc计算如下：总符号功率＝估计信号功率+干扰功率+系统噪声功率；干扰功率＝总符号功率-估计信号功率-系统噪声功率；sir＝估计信号功率/干扰功率。在步骤612中，ue检查服务小区sir
sc
是否小于预定阈值。如果为假，则意味着服务小区的sir高，ue可以跳过干扰消除(步骤613)。如果为真，则意味着服务小区的sir较低，ue可以应用干扰消除。在步骤621中，ue根据服务小区和相邻小区的无线电信号强度和质量rsrp
sc
、snr
sc
和rsrp
nc
、snr
nc
确定干扰消除的顺序。
32.在步骤622中，ue检查服务小区和相邻小区之间的rsrp或snr差异是否大于阈值。如果回答是，则ue转到步骤623；否则，ue转到步骤623。否则，ue进入步骤624。在步骤623中，ue执行以下子步骤：步骤1：估计服务小区信道并重构服务小区信号；步骤2：从接收信号中去除服务小区信号(接收信号＝服务小区信号+相邻小区信号+系统噪声)；步骤3：估计相邻小区信道，根据步骤2后的信号重构最强相邻小区信号；步骤4：从原始接收信号中消除最强相邻小区信号。在步骤624中，ue执行以下子步骤：步骤1：估计相邻小区信道并重建最强相邻小区信号；步骤2：从接收信号中消除相邻小区信号(接收信号＝服务小区信号+相邻小区信号+系统噪声)。
33.图7是根据一个新颖方面的对bm和sync执行自适应干扰消除的第一方法的流程图。在步骤701中，ue监测来自移动通信网络中的服务小区和相邻小区的同步信号块(ssb)传输，其中每个ssb传输包括主同步信号(pss)、辅同步信号(sss)和物理广播信道(pbch)。在步骤702中，ue基于接收到的ssb确定服务小区干扰等级。在步骤703中，当干扰等级低于阈值时，ue在没有干扰消除的情况下执行波束管理(bm)或同步(sync)。在步骤704中，当服务小区干扰等级高于或等于阈值时，ue执行具有干扰消除的bm或sync。
34.尽管为了说明的目的结合特定的具体实施例描述了本发明，但是本发明不限于此。因此，在不脱离根据权利要求中所阐述的本发明的范围的情况下，可以实践所描述的实施例的各种特征的各种修改、改编和组合。

技术特征：
1.一种干扰消除方法，包括：监视移动通信网络中用户设备(ue)从服务小区和相邻小区发送的同步信号块(ssb)，其中每个ssb传输包括主同步信号(pss)、辅助同步信号(sss)，以及物理广播信道(pbch)；基于接收到的ssb确定所述服务小区干扰等级；当所述干扰等级低于阈值时，在不进行干扰消除的情况下执行波束管理(bm)或同步(sync)；以及当所述服务小区干扰等级高于或等于所述阈值时，执行bm或干扰消除同步。2.根据权利要求1所述的干扰消除方法，其特征在于，所述干扰等级是通过基于接收到的服务小区的ssb计算信号干扰比(sir)来确定的。3.根据权利要求1所述的干扰消除方法，其特征在于，还包括：确定所述服务小区的pss上的导频污染等级。4.根据权利要求3所述的干扰消除方法，其特征在于，当所述pss上的所述导频污染等级高于或等于预定阈值时，ue仅使用sss和pbch符号来执行bm或sync。5.根据权利要求3所述的干扰消除方法，其特征在于，当所述pss上的导频污染等级低于阈值时，ue使用pss、sss和pbch符号执行bm或sync。6.根据权利要求3所述的干扰消除方法，其特征在于，所述ue在ue基于接收到的ssb确定服务小区干扰等级之前或之后确定pss上的导频污染等级。7.根据权利要求1所述的干扰消除方法，其特征在于，所述ue维护用于在执行具有干扰消除和不具有干扰消除的bm或sync之间切换的状态机。8.根据权利要求7所述的干扰消除方法，其特征在于，当所述服务小区干扰等级未降低预定阈值时，ue从执行具有干扰消除的bm或sync切换到不执行干扰消除的bm或sync。9.根据权利要求1所述的干扰消除方法，其特征在于，所述ue基于所述服务小区和所述相邻小区的无线电信号强度和质量来确定干扰消除的顺序。10.根据权利要求9所述的干扰消除方法，其特征在于，当所述服务小区和所述相邻小区之间的无线电信号强度或质量差异大于或等于预定阈值时，所述ue从接收到的信号中重构服务小区信号，从接收到的信号中消除所述服务小区信号，然后重构最强相邻小区信号，然后从接收到的信号中消除所述最强相邻小区信号。11.根据权利要求9所述的干扰消除方法，其特征在于，当所述服务小区与所述邻区之间的无线信号强度或质量差异小于等于预定阈值时，所述ue重建最强相邻小区信号，然后从接收到的信号中消除所述最强相邻小区信号。12.一种干扰消除用户设备(ue)，包括：接收器，其从移动通信网络中的服务小区和相邻小区接收同步信号块(ssb)传输，其中每个ssb传输包括主同步信号(pss)、辅助同步信号(sss)和物理广播信道(pbch)；控制电路，根据接收到的ssb确定服务小区干扰等级；以及波束管理(bm)和同步(sync)电路，当所述干扰等级低于阈值时执行不具有干扰消除的bm或sync，当服务小区干扰等级高于或等于时执行具有干扰消除的bm或sync。13.根据权利要求12所述的干扰消除用户设备，其特征在于，通过基于接收到的服务小区的ssb计算信号干扰比(sir)来确定干扰等级。14.根据权利要求12所述的干扰消除用户设备，其特征在于，还包括：
确定所述服务小区的pss上的导频污染等级。15.根据权利要求14所述的干扰消除用户设备，其特征在于，当所述pss上的所述导频污染等级高于或等于预定阈值时，所述ue仅使用sss和pbch符号来执行bm或sync。16.根据权利要求14所述的干扰消除用户设备，其特征在于，当所述pss上的所述导频污染等级低于阈值时，ue使用pss、sss和pbch符号执行bm或sync。17.根据权利要求14所述的干扰消除用户设备，其特征在于，所述ue在基于接收到的ssb确定服务小区干扰等级之前或之后确定pss上的导频污染等级。18.根据权利要求12所述的干扰消除用户设备，其特征在于，所述ue维护用于在执行具有干扰消除和不具有干扰消除的bm或sync之间切换的状态机。19.根据权利要求18所述的干扰消除用户设备，其特征在于，当所述服务小区干扰等级未降低预定阈值时，所述ue从执行具有干扰消除的bm或sync切换到不具有干扰消除的bm或sync。20.根据权利要求12所述的干扰消除用户设备，其特征在于，所述用户设备基于所述服务小区和相邻小区的无线电信号强度和质量来确定干扰消除的顺序。21.根据权利要求20所述的干扰消除用户设备，其特征在于，当所述服务小区和所述相邻小区之间的无线电信号强度或质量差异大于预定阈值时，所述用户设备从接收到的信号中重建服务小区信号，从接收到的信号中消除所述服务小区信号，然后重建最强的相邻小区信号，然后从接收到的信号中消除最强的相邻小区信号。22.根据权利要求20所述的干扰消除用户设备，其特征在于，当所述服务小区和所述相邻小区之间的无线电信号强度或质量差异小于等于预定阈值时，所述ue重建最强相邻小区信号，然后从接收到的信号中消除所述最强相邻小区信号。

技术总结
提出了一种通过对同步信号块(SSB)进行干扰消除来执行波束管理(BM)和/或同步(Sync)的方法。UE确定干扰等级和/或导频污染等级。然后，UE可以执行BM或同步，具有或不具有干扰消除，以适应确定的干扰和导频污染等级。如果干扰等级高，UE对BM和Sync应用干扰消除。如果干扰等级低，UE不对BM和Sync应用干扰消除。如果导频污染级别高，则UE遵循3符号模式，例如，仅使用PBCH0、SSS和PBCH2符号用于BM或同步。如果导频污染等级较低，则UE遵循4符号模式，例如使用PSS作为BM或Sync的额外符号以提高系统性能。能。能。


技术研发人员：张博涵 李亚波 陈威任
受保护的技术使用者：联发科技(新加坡)私人有限公司
技术研发日：2023.01.03
技术公布日：2023/7/12