专利名称：改变训练信号功率电平的方法和装置的制作方法
背景技术：
在诸如无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)或蜂窝系统的现代通信系统中，先进的通信技术可以利用发射机处的下行信道知识提高数据传输的总吞吐量。
附图简述在说明书的结论部分特别指出并明确声明了本发明的主题。然而通过参考随后的详细描述并结合阅读附图可以最佳地理解作为组织和操作方法的本发明以及它的目的、特征和优点，所述附图包括
图1是根据本发明示例性实施例的通信系统的一部分的示意图。
应该认识到为了简洁明晰的说明，图中所示的元素未必按比例绘出。例如为了清晰，某些元素尺寸可以相对于其他元素而有所夸大。此外，在认为适当的情况下，在各附图中可重复相同的编号以指明相应或类似的元素。
本发明的详细描述在随后的描述中将阐明多个具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而本领域的普通技术人员应该理解无需这些具体细节也能实现本发明。在其他实例中，将不详细描述公知的方法、过程、部件和电路以免混淆本发明的主旨。
以对数据位或二进制数字信号的操作的算法和符号表示的形式在随后呈现详细描述的某些部分。信号处理技术领域的技术人员可以使用这些算法描述和表示以便将他们的工作的主旨传达给该领域其他技术人员。
除非另外特别指出，否则如可以从以下讨论中显见，可以理解贯穿本说明书使用诸如“处理”、“计算”、“演算”、“确定”之类的术语的讨论指的是计算机或计算系统或者类似的电子计算设备的动作和/或过程，这些动作或过程将计算机系统的寄存器和/或存储器内被表示为物理(例如，电子)量的数据处理并变换成计算机系统存储器或寄存器或其他这类信息存储、发送或显示设备内类似地被表示为物理量的其他数据。此外，在说明书全文中可使用术语“多个”来描述两个或多个部件、设备、元素、参数等。例如，“多个移动站”描述两个或多个移动站。
应该理解可以在多种应用中使用本发明。虽然本发明在这一方面不受限制，但是在此公开的电路和技术可用于许多装置，诸如无线电系统的通信设备。仅举几例，旨在包括在本发明范围内的通信设备包括无线电系统的移动站、基站和接入点，诸如无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)双向无线电发射机、数字系统发射机、模拟系统发射机、蜂窝无线电话发射机、数字用户线路等等。
旨在包括在本发明范围内的WMAN和/或WLAN移动站和/或基站包括但不限于用于发送并接收诸如跳频扩展频谱(FHSS)、直接序列扩展频谱(DSSS)等的扩展频谱信号的发射机和接收机。如有需要，扩展频谱信号可以是频分多路复用(FDM)(诸如正交频分多路复用/正交频分多址(OFDM/OFDMA)的或时分多路复用(TDM)或码分多址(CDMA)的。
本发明的某些实施例例如可以通过使用存储有一条指令或一组指令的机器可读介质或物品来实现，其中所述指令如果由一机器(例如，由图1中的移动站200和/或由其他合适的机器)执行会引发该机器执行根据本发明实施例的方法和/或操作。这一机器例如可以包括任何合适的处理平台、计算平台、计算设备、处理设备、计算系统、处理系统、计算机、处理器等等，并且可以使用硬件和/或软件的任何合适组合来实现。机器可读介质或物品例如可以包括任何合适类型的存储器单元、存储器设备、存储器物品、存储器介质、存储设备、存储物品、存储介质和/或存储单元等等。这些指令可以包括任何合适种类的代码，例如源代码、编译码、解释码、可执行码、静态码、动态码等等，并且可以使用诸如C、C++、Java、BASIC、Pascal、Fortran、Cobol、汇编语言或机器码之类的任何合适的高级、低级、面向对象的、可视的、编译的和/或解释的编程语言来实现。
根据本发明的实施例，信道可以是物理传送介质。物理传送介质可用于传送可由一种或多种调制方案调制的传送信号，诸如信息数据信号、训练信号、导频信号、子载波信号、前同步码信号等等。此外，信道可以是物理传送介质、发射机和/或接收机部件、例如路径损耗、噪声、干扰等的组合。本领域技术人员应该理解本发明可以使用部分已在上文提及的多种信号来工作，并且本发明不限于上述信号。为了描述清楚，将使用训练信号描述本发明的实施例，虽然本发明的范围在这一方面绝不受限。
转向图1，根据本发明的示例性实施例示出了诸如无线城域网(WMAN)1000的通信系统。虽然本发明的范围在这一方面不受限制，但是IEEE标准802.16家族可以描述与WMAN 1000可一并使用的宽带无线接入空中接口。WMAN 1000可以包括基站100、移动站200、上行链路信道300和下行链路信道400。上行链路信道300和下行链路信道400可以包括一个或多个信道。
虽然本发明的范围在这一方面不受限制，但是移动站200可以包括例如天线210的一个或多个天线。此外，移动站200还可以包括天线端口220、发射机(TX)230、接收机(RX)240、功率电平控制器250和估计器260。
虽然本发明的范围在这一方面不受限制，但是基站100可以包括例如天线110和天线115的一个或多个天线。此外，基站100还可以包括一个或多个天线端口120和125、发射机(TX)130、接收机(RX)140、计算器150和估计器160。移动站200和或基站100的天线可以包括偶极天线、全向天线、内部天线或八木(Yagi)天线等。
虽然本发明的范围在这一方面不受限制，但是如有需要，可以经由时分双工(TDD)互易在基站100处获取下行链路信道400的特性。当对上行链路和下行链路信道使用相似的频带时就能获取TDD互易的品质。根据本发明的某些实施例，可以从上行链路信道300的特性的知识中演绎出下行链路信道特性。例如，移动站200和基站100能够在TDD系统中发送。移动站200可以经由上行链路信道300发射其功率电平根据基站100已知的函数改变的训练信号，从而允许基站100测量和/或估计上行链路信道特性。这可通过在诸如OFDM/OFDMA的频率FDM或TDM或CDMA中等使用训练信号来实现。在本发明的某些实施例中，训练信号可包括训练码元的矢量。移动站200可以根据与下行链路信道400的特性相关的参数来改变这些训练码元的功率电平。在某些实施例中，不同的训练码元可具有根据下行链路信道特性的参数而改变的不同功率电平。
虽然本发明的范围在这一方面不受限制，但是移动站200可经由下行链路信道400接收信号，并且如有需要可以从接收到的信号中测量和/或估计下行链路信道400的特性的一个或多个参数。在本发明的某些实施例中，移动站200可以经由上行链路信道300发送一个或多个训练信号。例如，移动站200可以发送其功率电平根据与下行链路信道特性相关的参数改变的训练信号320。
虽然本发明的范围在这一方面不受限制，但是以频域表示的下行链路信道400可被定义为Y(f)＝H(f)x(f)+N(f)，其中Y是下行链路信道400的特性测量值的矢量。
x是所发送信息的矢量；N是其分量可以包括来自诸如邻近基站的源的干扰的噪声分量的矢量；以及H是信道系数的对角矩阵。应该理解某些干扰分量可能源于接收机240的内部结构，这些干扰分量可以包括热噪声、相位噪声、非线性干扰项或诸如路径损耗的任何其他内部噪声源。
在本发明的某些实施例中，可以在发射机130处使用两个或更多的天线。在这些实施例中，Y可以是Y(f)=Σm=1MHm(f)xm(f)+N(f),]]>其中xm是从天线m(例如，天线115和/或天线110)发送的信号，而Hm是从天线m(例如，天线115)到接收天线(例如，天线210)的信道响应。
虽然本发明的范围不限于此实施例，但是接收机240可以接收来自基站100的可能包括发送方法值的消息400。根据本发明的某些实施例，发送方法值可以是固定的功率方案和/或依干扰变化的功率方案。例如，如有需要，消息420可以包括根据依干扰变化的功率方案经由天线端口220发送训练信号的指令。依干扰变化的功率方案可以包括发送其功率电平与干扰电平相关的一个或多个训练信号。根据本发明的某些实施例，下行链路信道400干扰电平的功率可表述为σd2(f)。
根据本发明的实施例，接收机240可以接收包括下行链路特性的信号460。估计器260可以估计和/或测量与这些下行链路特性相关的至少一个参数。例如，估计器260可以估计下行链路信道400的干扰电平的值，例如σd2。功率电平控制器250可以根据该参数的估计值来改变训练信号320的功率电平。例如，第j个上行链路训练信号P(j)的功率电平可根据下式计算 其中在本发明的某些示例性实施例中，发射机功率是由功率电平控制器250预先设置的每个OFDMA码元的发送功率之和，而Tn是训练信号的个数。
虽然本发明的范围在这一方面不受限制，但是具有天线端口220的发射机230可以经由上行链路信道300发送其功率电平P(j)根据下行链路信道特性的参数调节的训练信号320。例如，该参数可以是下行链路信道400的干扰电平功率σd2、和/或下行链路路径损耗与干扰电平的比例 和/或下行链路信道400的信噪比(SNR)。
此外，在本发明的某些实施例中，移动站200能够以平均功率电平T发送两个或更多训练信号(其中n可以是训练信号的个数)。这样，训练信号功率电平之和可以不超过期望的平均功率T。例如，假设将正常的平均发送功率设置为T，则设置p=TΣi=1n1σM2(i)]]>并使用 的功率发送第k个训练信号可使发送的平均功率为T。在本发明的某些实施例中，如有需要，基站100通过使用例如低速率发送来将平均发送功率T发送给基站100就能在移动站200处恢复SINR。
虽然本发明的范围在这一方面不受限制，但是基站100可以分别经由天线端口120和125通过天线110和115接收由移动站200经上行链路信道400发送的一个或多个训练信号(例如，训练信号320)。接收机140可经上行链路信道400接收以与下行链路信道特性成反比的功率电平发送的训练信号320。估计器160可基于所接收的训练信号估计下行链路信道400的特性。计算器150例如可以基于由估计器160从训练信号320中估计的下行链路信道400的特性(例如，SINR)来计算将经下行链路信道400发送的信号420的发送功率值Pbase。此外，如有需要，计算器150可以基于经上行链路信道300接收的消息360所提供的附加值来计算信号420的发送功率值。
根据本发明的某些实施例，如有需要，基站100可以经由选定天线将信号发送给用户。在本发明的一个实施例中，为了降低可忽略干扰电平的影响，诸如 的项可由 代替，其中Q(·)Q(·)是软限幅函数。例如，Q(x)=cx>cx|x|≤c-cx<-c.]]>此外，如有需要，值 可以表示平均干扰电平。
根据本发明的实施例，可在移动站200处使用如下的算法1.计算接收机侧的干扰功率电平；2.计算降低近-远效应的常数；3.计算软功率限幅函数；以及4.使用依平均功率电平T、近-远效应和干扰电平而变化的功率电平来发送训练信号320。
虽然本发明的范围在这一方面不受限制，但是基站100和移动站200可以使用包括执行上述算法的消息的协议。例如，基站100可以经下行链路信道400发送请求消息，例如消息460。基站100可以通过嵌入请求消息中的信息元来指令移动站200开始发送训练信号。
虽然本发明的范围在这一方面不受限制，但是移动站可以经上行链路信道400发送其功率电平与干扰电平成反比的训练信号。在本发明的某些实施例中，移动站200可根据干扰电平改变训练信号的功率电平。此外，如有需要，移动站200可发送具有不同功率电平的训练信号。在本发明的某些实施例中，移动站200可以改变其频率与经下行链路信道400接收的干扰信号的频率很接近的训练信号的功率电平。例如，移动站200可以根据干扰信号的干扰电平降低其频率与该干扰信号的频率很接近的训练信号的功率电平。
根据本发明的某些实施例，移动站200可以发送带有可由基站100使用以计算下行链路信道特性的值的消息360。例如，这一值可以是在一个或多个频率槽处的SINR。基站100可根据上行训练信号320测量下行链路信道400的特性，并且如有必要，可以经下行链路信道400发送其功率电平与干扰电平及在消息360中接收到的值相关联的信号。
虽然已经在此示出并描述了本发明的某些特征，但是本领域技术人员仍可以得出许多修改、替换、变化和等效。因此应该理解所附权利要求旨在覆盖所有这些落入本发明真实范围内的修改和变化。
权利要求
1.一种方法，包括经上行链路信道发送两个或更多训练信号；以及根据与下行链路信道的特性相关联的参数改变所述两个或更多训练信号中至少一个训练信号的功率电平。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数是干扰电平，并且改变所述功率电平包括将所述功率电平改变至与所述下行链路信道的所述干扰电平成反比的电平。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数是信号干扰噪声比，并且改变所述功率电平包括将所述功率电平改变至与所述下行链路信道的所述信号干扰噪声比成反比的电平。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发送所述训练信号包括发送分别与两个或更多下行链路信道相关联的两个或更多的训练信号。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，发送包括发送所述两个或更多训练信号中的至少一个训练信号以提供所述下行链路信道的干扰电平的函数。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，发送还包括经所述上行链路信道发送包括用于计算所述两个或更多下行链路信道的特性的值的消息。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，发送还包括经所述上行链路信道发送包括用于计算所述两个或更多下行链路信道的信号干扰噪声值的信号干扰噪声比值的消息。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括在时分双工系统中发送所述训练信号。
9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，包括以不同功率电平发送所述两个或更多训练信号，并且其中所述两个或更多训练信号的功率电平之和不超过期望的平均功率电平。
10.一种方法，包括根据信号的噪声和干扰功率电平改变频率与经下行链路信道接收的信号的频率相接近的训练信号的功率电平；并且经由上行链路信道发送所述训练信号。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，发送包括发送两个或更多训练信号，并且改变还包括根据所述干扰信号的干扰电平降低所述两个或更多训练信号中至少一个训练信号的所述功率电平。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，发送包括发送所述两个或更多训练信号中的至少一个训练信号以提供所述下行链路信道的干扰电平的函数。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括经所述上行链路信道发送包括用于计算所述两个或更多下行链路信道的特性的值的消息。
14.一种方法，包括经上行链路信道接收两个或更多训练信号，其中所述两个或更多训练信号中的至少一个训练信号以与下行链路信道特性成反比的功率电平发送。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，包括基于与所述训练信号相关联的干扰电平计算将要经下行链路信道发送的信号的发送功率值。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，包括从两个或更多移动站接收两个或更多训练信号；以及将下行链路信道资源分配给所述两个或更多基站。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括基于由经所述上行链路信道接收到的消息提供的值来计算所述信号的发送功率值。
18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，包括通过经下行链路信道发送请求消息来请求所述下行链路信道特性。
19.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述下行链路特性包括干扰电平，并且所述方法包括基于所述训练信号的所述功率电平估计下行链路信道的所述干扰电平。
20.如权利要求14所述的方法，其特征在于，包括经下行链路信道发送包括上行链路发送方法值的请求消息。
21.一种装置，包括带有天线端口以经由上行链路信道发送两个或更多训练信号的发射机，其中所述两个或更多训练信号中的至少一个训练信号具有根据与下行链路信道特性相关的参数调节的功率电平。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，还包括用于估计所述参数的值的估计器；以及根据所述参数的估计值改变所述训练信号的功率电平的功率电平控制器。
23.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述参数是下行链路信道的干扰电平。
24.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述参数是下行链路信道的信号干扰噪声比。
25.如权利要求21所述的装置，其特征在于，包括用于接收根据依干扰变化的功率方案经由所述天线端口发送所述训练信号的指令的接收机。
26.一种装置，包括用于经上行链路信道接收训练信号的接收机，其中所述训练信号是以与下行链路信道特性成反比的功率电平发送的。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，包括基于所述训练信号的功率电平计算将要经下行链路信道发送的信号的发送功率值的计算器。
28.如权利要求26所述的装置，其特征在于，包括基于所述训练信号的信号干扰噪声比来计算将要经下行链路信道发送的信号的发送功率值的计算器。
29.如权利要求27所述的装置，其特征在于，所述计算器能够基于由经所述上行链路信道接收到的消息提供的值来计算所述信号的发送功率值。
30.如权利要求26所述的装置，其特征在于，包括经下行链路信道发送请求消息的发射机。
31.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述下行链路特性包括干扰电平，并且所述装置包括基于所述训练信号的所述功率电平估计下行链路信道的干扰电平的估计器。
32.如权利要求26所述的装置，其特征在于，包括经所述上行链路信道接收请求消息并经下行链路信道发送包括发送方法值的响应消息的两个或更多天线端口。
33.一种通信设备，包括操作性地耦合至偶极天线以经由上行链路信道发送两个或更多训练信号的发射机，其中所述两个或更多训练信号中的至少一个训练信号具有根据下行链路信道特性的参数调节的功率电平。
34.如权利要求33所述的通信设备，其特征在于，还包括用于估计所述参数的值的估计器；以及根据所述参数的估计值来改变所述训练信号的功率电平的功率电平控制器。
35.如权利要求33所述的通信设备，其特征在于，所述参数是下行链路信道的信号干扰比。
36.如权利要求33所述的通信设备，其特征在于，包括接收根据依干扰变化的功率方案经由所述偶极天线发送所述训练信号的指令的接收机。
37.一种通信设备，包括操作性地耦合至接收机以经由上行链路信道接收训练信号的偶极天线，其中所述训练信号是以与下行链路信道特性成反比的功率电平发送的。
38.如权利要求37所述的通信设备，其特征在于，包括基于所述训练信号的功率电平计算将要经下行链路信道发送的信号的发送功率值的计算器。
39.如权利要求37所述的通信设备，其特征在于，包括基于所述训练信号的信号干扰噪声比来计算将要经下行链路信道发送的信号的发送功率值的计算器。
40.如权利要求38所述的通信设备，其特征在于，所述计算器能够基于由经所述上行链路信道接收到的消息提供的值来计算所述信号的发送功率值。
41.如权利要求37所述的通信设备，其特征在于，包括经下行链路信道发送请求消息的发射机。
42.如权利要求37所述的通信设备，其特征在于，所述下行链路特性包括干扰电平，并且所述通信设备包括基于所述训练信号的所述功率电平估计所述下行链路信道干扰电平的估计器。
43.如权利要求37所述的通信设备，其特征在于，还包括经所述下行链路信道发送包括发送方法值的请求消息并经所述上行链路信道接收响应消息的两个或更多偶极天线。
44.一种通信系统，包括经上行链路信道发送两个或更多训练信号的通信设备，其中所述两个或更多训练信号中的至少一个训练信号具有根据下行链路信道特性的参数调节的功率电平。
45.如权利要求44所述的通信系统，其特征在于，所述通信设备包括操作性地耦合至天线以发送所述训练信号的发射机；用于估计所述参数的值的估计器；以及根据所述参数的估计值来改变所述训练信号的功率电平的功率电平控制器。
46.如权利要求44所述的通信系统，其特征在于，所述参数是所述下行链路信道的信号干扰比。
47.如权利要求44所述的通信系统，其特征在于，所述通信设备包括接收根据依干扰变化的功率方案经由天线发送所述训练信号的指令的接收机。
48.一种物品，包括其上存储有指令的存储介质，当所述指令被执行时会导致经上行链路信道发送两个或更多的训练信号；并且根据与下行链路信道特性相关的参数改变所述两个或更多训练信号中至少一个训练信号的功率电平。
49.如权利要求48所述的物品，其特征在于，当所述指令被执行时会导致将所述功率电平改变至与下行链路信道的所述干扰电平成反比的电平。
50.如权利要求48所述的物品，其特征在于，当所述指令被执行时会导致经所述上行链路信道发送包括用于计算所述两个或更多下行链路信道的信号干扰噪声比的信号干扰噪声比值的消息。
51.如权利要求48所述的物品，其特征在于，当所述指令被执行时会导致以不同功率电平发送所述两个或更多的训练信号，并且其中所述两个或更多训练信号的功率电平之和不超过期望的平均功率电平。
全文摘要
简要地，提供了一种经上行链路信道发送其功率电平根据与下行链路信道特性相关的参数而改变的训练信号。还提供了包括发送并接收该训练信号的通信设备的通信系统。
文档编号H04B7/005GK1993899SQ200580025561
公开日2007年7月4日 申请日期2005年7月6日 优先权日2004年8月2日
发明者I·苏茨科弗, D·本－艾利 申请人:英特尔公司