专利名称：用于无线通信网络中的上行链路功率控制的方法和设备的制作方法
技术领域：
一般来说，本发明涉及无线通信网络，具体来说，涉及这类网络中的传送功率控制。
背景技术：
干扰受限通信系统中的常见功率控制方式依靠接收器向传送器反馈传送功率控制命令。从接收器返流的命令以正进行为基础、根据保持由接收器所接收的传送器的信号的某个接收度量的需要来告诉传送器逐渐增长地增加或降低其传送功率。表示为信噪比(SNR)或信号与干扰加噪声比(SINR)的接收信号质量是常见接收度量。如同无线通信系统操作的许多方面一样，功率控制随着数据速率增加而变得越来越复杂。例如，宽带码分多址(WCDMA)最初被开发用于电路语音和中等数据速率，采用长(IOms)传输时间间隔(TTI)。上行链路传输始终包括专用物理控制信道(DPCCH)-它是固定速率控制信道-由此提供基于SINR的闭环功率控制的参考。当UE具有要发送的业务数据时，NodeB (WCDMA基站)向UE准予相对于DPCCH功率的增强专用物理数据信道(E-DTOCH)上的传送功率分配。进行这种操作与对UE准予其上行链路传输的数据速率是同义的，因为存在在建立时发送给UE的使相对功率和数据速率有关的固定表。当传送数据时，采用外环功率控制，其中NodeB根据块差错是否发生来升高或降低用于接收来自UE的E-DroCH的目标SINR值。NodeB继续进行这种功率控制，以便保持从UE进入的业务数据的目标块差错率(BLER)。用于上行链路功率控制的上述方式依靠在首次部署WCDMA系统时成立的多个假设。首先，基于SINR的闭环功率控制方式假定SINR能够在TTI之内发生变化，这在TTI相对于衰落速率长(IOms)时是成立的。其次，这种闭环功率控制假定NodeB具有足够的多余资源(接收功率上部空间(headroom))，以便允许UE使用更多资源(增加其接收功率)。第三，基于功率与速率之间的固定关系的数据速率选择假定自干扰不明显。这个第三假设在中等数据速率时是成立的。但是，WCDMA上行链路已经演进到这些假设不再成立的点。对于第一假设，引入了较短TTI (2ms)，使得信号质量在一个TTI上是大致恒定的。对于第二和第三假设，数据速率已经变得足够高，使得自干扰甚至在均衡之后也是明显的。因此，SINR不是只随信号功率S来缩放，而是还取决于衰落实现相关正交因子。因此，功率与可支持速率之间存在信道相关的关系，并且当目标SINR值闻于SINR最闻限度时，不稳定性会广生。对于上述问题中的一个或多个问题的已知方式包括基于S/(I+N)而不是S/(SelfI+I+N)的量度来调整闭环功率控制，参见例如W02008/057018(于2008年5月15日公布)。如上所述，S是信号功率(接收)，而I是来自自身小区和其它小区信号的同信道干扰，N是热噪声，以及“self I”是因弥散信道而引起的自干扰。这种方式以性能为代价(块差错率增加)来降低不稳定性。因此，更多重传发生，因而增加延迟(等待时间)。在另一个备选方案中，禁止一系列功率命令以改进稳定性，参见例如2008年I月30日提交的美国实用新型专利申请No. 12/022346。如同上述功率控制调整一样，这种方式能够使性能降级，因而引起更多重传。又一个备选方案引入第二外环功率控制环，使得刚好能够满足而不是超过业务和控制数据的质量(SINR)。虽然这种方式提高效率，但是它没有解决在不能满足SINR要求时引起的不稳定性。在另一个备选方案中，业务相对于控制(业务增益或增量因数)的功率调整成除了业务信道的SINR之外还保持控制信道上的质量(SINR)。这在网络侧(基于控制信道的测量质量)或者UE侧(基于来自NodeB的ACK/NACK反馈)进行。这种技术就其本身来说没有解决功率不稳定性问题，因为自干扰会导致SINR目标得不到满足。
发明内容
按照本文的示教，方法和设备为移动终端或其它件用户设备(UE)所传送的上行链路信道的集合提供有利的上行链路功率控制。所建议的上行链路功率控制将上行链路信 道的集合的总接收功率保持在目标接收功率处或保持在目标接收功率附近，冋时还将那些信道的子集-例如它们中的特定信道-的接收信号质量保持在目标接收信号质量处或保持在目标接收信号质量附近。在一个有利但非限制性的示例实施例中，该子集包括固定速率控制信道，并且该子集包括那个控制信道和可变速率业务信道。对应地，基站生成第一功率控制命令以将控制信道的接收信号质量保持在某个质量目标处或保持在某个质量目标附近，并且生成第二功率控制命令以将(两个信道的)总接收功率保持在某个功率目标处或保持在某个功率目标附近。在至少一个这种实施例中，根据需要来调整业务信道的数据速率。例如，业务信道上的数据速率能够随着升高(降低)控制信道的传送功率而向下(向上)调节。作为补充或替代，能够暂时升高(或违反)总接收功率目标，以便允许增加或保持业务信道上的给定数据速率，同时保持控制信道的必要的接收信号质量。对于宽带码分多址(WCDMA)，本文的示教提供针对处于经过所建议的上行链路功率控制的上行链路信道集合中的专用物理控制信道(DPCCH)和增强专用物理数据信道(E-DPDCH)的一个或多个实施例。建议的一个方面是添加新的功率控制环，以便保持分配给上行链路用户的总接收功率(S或SNR)。但是，由于对于业务数据(E-DTOCH、可变速率服务、总信号的一部分)没有保持SINR(质量)，所以UE必须随SINR发生变化而调整业务数据的速率。原始DPCCH功率控制环仍然用于保持固定速率(控制或开销、总信号的另一部分)服务的质量(SINR)。备选地，原始功率控制环能够由调整分配给DPCCH的功率的分数的环来替代。另一方面是在准予时如何设置速率。在准予时，通常对用户准予相对于当前DPCCH电平的功率。存在给出所准予功率与速率之间的一对一关系的表。假定新的DPCCH电平与旧的电平相同。在一个或多个实施例中，本文的示教建议将它们去耦合，使得单独地发信号通知速率和新的DPCCH电平。另一方面是当使用准予时如何调整速率。按常规，使速率保持相同，并且内功率控制环和外功率控制环均用于保持质量。脱离惯例，本文所建议的上行链路功率控制保持总接收功率，并且随业务信道的接收信号质量发生变化而调整(业务)速率。对应地，所建议的上行链路功率控制的一个或多个实施例使用智能“游走”算法，该智能“游走”算法根据块差错以及来自新的功率控制环的命令来降低、保持或升高速率。
图I是无线通信网络中的基站和关联移动终端的一个实施例的框图。图2是所公开的上行链路功率控制方法可用于其中的上行链路信道的示例集合的简图。图3是应用于第一上行链路信道以保持该第一上行链路信道的接收信号质量的功率控制的示例绘图，而图4是应用于包括第一上行链路信道的上行链路信道集合以保持该集合的总接收功率的功率控制的示例绘图。
图5是示出本文所示教的上行链路功率控制的方法的一个实施例的逻辑流程图。图6是示出配置成实现两个功率控制环的基站处理电路的一个实施例的框图，其中两个控制环组合地控制一个或多个上行链路信道的接收信号质量，同时控制包括所述一个或多个上行链路信道的上行链路信道集合的总接收功率。图7是示出对于上行链路功率控制的已知方式的效果的绘图，其中根据需要来改变控制和业务信道的总功率分配S以保持两个信道上的SINR。图8是与图7对比的绘图，并且示出与图7所示相同的业务和控制信道的上行链路功率控制的所建议方法的一个实施例的效果。图9是与示出关于图7和图8所述的业务和控制信道的上行链路功率控制的所建议方法的又一个实施例的效果的绘图。图10是可包括与基站处的第一功率控制环和第二功率控制环对应的第一传送功率控制(TPC)和第二传送功率控制的TPC命令字的简图。图11是在移动终端的模态处理的一个实施例的逻辑流程图，其中移动终端根据它工作在第一模式还是第二模式以不同的方式解析和响应接收功率控制命令。图12是已知无线电承载表以及对应初始上行链路控制和业务信道功率分配的简图。图13是示出在传送上行链路控制和业务信道的移动终端的高传送功率电平的自干扰的影响的绘图。图14是控制和业务信道对的所建议初始信道功率分配的简图。图15是按照变化的信号与干扰加噪声的速率调整的绘图。图16是配置成实现上行链路功率控制的基站处理电路的一个实施例的框图。图17是配置成响应基站的上行链路功率控制命令的移动终端处理电路的一个实施例的框图。图18和图19是示出(业务)信道速率调整的示例方式的逻辑流程图。
具体实施例方式图I示出配置用于无线通信网络中的基站10。例如，在一个或多个实施例中，基站10包括宽带码分多址(WCDMA)网络中的NodeB。基站10配置成为移动终端12提供上行链路功率控制。仅示出一个移动终端12，但是本领域的技术人员将会理解，基站10能够支持其中包括本文提出的发明的上行链路功率控制的大量移动终端12。
所示基站10中包含的收发器电路14允许它从移动终端12接收上行链路信号并且向移动终端12传送下行链路信号。基站10还包括一个或多个处理电路16，处理电路16在操作上与收发器电路14关联，并且配置成为移动终端12生成第一功率控制命令，第一功率控制命令适合于将移动终端12所传送的第一上行链路信道的接收信号质量保持在接收信号质量目标处。此外，处理电路16配置成为移动终端12生成第二功率控制命令，第二功率控制命令适合于将移动终端12所传送的上行链路信道集合的总接收功率保持在总接收功率目标处，以及配置成向移动终端传送第一功率控制命令和第二功率控制命令。如图2所示，上行链路信道集合包括第一上行链路信道和至少第二上行链路信道，但在一些实施例中，该集合包括不只第一上 行链路信道和第二上行链路信道。对应地，图3和图4示出按照上述处理、由基站10所生成的第一功率控制命令和第二功率控制命令所驱动的、分别对第一上行链路信道和上行链路信道集合正进行的传送功率控制的示例绘图。虽然这些绘图没有按照任何特定比例示出，并且不一定意在示出精确波形，但是它们示出基站对第一上行链路信道的接收信号质量和上行链路信道集合的整体(总)接收功率的并发二环控制。经协调的控制因此维持第一上行链路信道(或者上行链路信道的某个子集)的接收信号质量，同时保持上行链路信道的整个集合的总接收功率。图5示出实现上述上行链路功率控制的一个实施例的基站处理。所示方法包括确定由移动终端12所传送的第一上行链路信道和第二上行链路信道的总接收功率(框100)。此外，该方法包括生成第一传送功率控制(TPC)命令，以将第一上行链路信道的接收信号质量保持在接收信号质量目标处或保持在接收信号质量目标附近(框102)。作为举例，接收信号质量目标可以是单位为dB的预定义的或动态配置的SINR值，将在基站处接收的第一上行链路信道的所测量SINR与该SINR值进行比较。该方法还包括生成第二 TPC命令以保持第一上行链路信道和第二上行链路信道的总接收功率(框104)。在一个实施例中，例如，基站10配置成测量热噪声增加量(RoT)或者UE信噪比(SNR)或者UE信号功率⑶，这指示基站10处的UE的接收信号功率高于其接收器电路的热噪声的程度。图6示出基站10中处理电路的一个实施例，该处理电路配置成生成与上述模态操作对应的功率控制命令。在示图中，上行链路功率控制器20包括信号功率估计器22和信号质量估计器24连同目标生成器/信息电路26。在操作中，目标生成器/信息电路26为上行链路功率控制器20提供信号质量和总接收功率目标。对应地，信号功率估计器22为上行链路功率控制器20提供对感兴趣的上行链路信道集合的总接收功率的(当前或最近的)估计。类似地，信号质量估计器24为上行链路功率控制器20提供对该集合中的特定上行链路信道或上行链路信道子集的接收信号质量的(当前或最近的)估计。上行链路功率控制器20将接收信号质量目标与所估计信号质量进行比较，并且将总接收功率目标与所估计总接收功率进行比较，并且对应地生成第一 TPC和第二 TPC。这些TPC组合地将给定移动终端12所传送的上行链路信道集合的总接收功率保持在所定义总接收功率目标处或保持在所定义总接收功率目标附近，同时还将该集合中的第一上行链路信道(或者上行链路信道子集)保持在所定义的接收信号质量目标处或保持在所定义的接收信号质量目标附近。
这种控制是有利的，相当重要的原因是，在上行链路中，基站10处的接收功率电平相对于基站10所支持的多个移动终端12是“共享”资源。也就是说，存在来自基站10能够处理的所有所接收信号的合计最大接收功率。这种界限通常根据RoT来表示。典型值为6或7dB，并且虽然基站10处的干扰消除可允许较高值，但是因没有消除的其它小区干扰而仍然将存在界限。另一方面，各移动终端12对于有效传输所需的上行链路传送功率一般随数据速率的增加而增加。因此，给定的多个移动终端12在某种意义上竞争基站的总接收功率余量的更大单独分配。因此，应当根据接收信号功率S或S/N来进行资源分配(因为因热噪声引起的噪声N是固定的)。如果对每个移动终端12或者至少对工作在高数据速率的那些移动终端12来保持S/N比(SNR)而不是可变速率业务SINR，则将防止不稳定性。另外，将实现对资源分配的更严格控制。注意，这个意义上的上行链路信道集合的总功率S是相对于固定功率电平(例如I瓦特)或者相对于缓慢变化功率电平、例如热噪声(SNR)的。
当SNR固定时，信号质量或SINR改变。SINR能够表示为SINR = o PSt (等式 I)
aS+ I+ N其中，S是信号功率，I是来自自身小区和其它小区信号的同信道干扰，N是热噪声，以及aS是自干扰，并且其中a是在O (完全正交性)与I之间变化的瞬时(信道相关)非正交性因子(0F)。(例如，a在平坦信道中为0，而在弥散信道中为非零。)另外，P是总功率S的分配给特定信道的分数。记住以上所述，本领域的技术人员将会理解，本文所建议的上行链路功率控制的一个或多个实施例为包括固定速率信道(诸如控制/开销信道)和可变速率信道(例如业务信道)的上行链路信道集合提供有利的功率控制。保持上行链路信道集合的总接收功率的结果当然是如下事实分配给该集合中的任何一个或多个上行链路信道的传送功率可根据需要向下调节，以便避免基站10处该集合的过多总接收功率。通过在其数据速率方面进行对应调节，能够在集合中的可变速率信道上补偿为了保持基站10处的总接收功率进行的功率变更，但是那种方式不适用于集合中的固定速率信道。为了维持对固定速率信道的SINR或其它质量相关接收要求，本文的理论提出这类信道的基于SINR的功率控制。由于上行链路信道集合的总接收功率(表示为S)是固定的，所以所建议方式涉及(总功率)在集合中两个或更多上行链路信道之间划分的功率的动态调整。为了便于论述，固定速率控制信道和可变速率业务信道用作组成由移动终端12传送给基站10的上行链路信道集合的第一上行链路信道和第二上行链路信道的示例。图7示出功率控制的常规已知方式。大家看到，控制和业务信道信号的整体接收功率S随业务信道和固定速率控制信道的功率增加而增加，例如以便补偿弥散(与平坦相对)传播信道条件。相比之下，图8示出使用本文所建议的上行链路功率控制的一个实施例对相同的两个信道进行上行链路功率控制的效果。大家看到，在所考虑的上行链路功率控制下，总功率S没有随信道条件从平坦改变到弥散(或者复原)而变化。而是业务信道与控制信道之间划分的功率随传播信道从平坦转到弥散而变化。
具体来说，增加用于传送控制信道的功率分配，以便保持基站处那个信道的接收信号质量。对应地，降低用于传送业务信道的功率分配并且执行伴随的传送数据速率降低，以便补偿功率到业务信道的较低分配。虽然这种降低是合乎需要的，但是有可能省略这个步骤，并且允许混合ARQ来针对会发生的分组差错。在某些时刻，基站10所使用的总功率目标可能过低而无法保持控制信道上的所需接收信号质量，即使业务信道速率降低到零并且控制信道获得所有总功率分配也是如此。因此，按照上行链路功率控制的一个或多个实施例，总接收功率目标由基站10根据需要暂时忽略(或升高)，以便允许用于控制信道的传送功率被增加，从而保持基站10处的目标接收信号质量。在图9中示出这类操作。
在其中将总接收功率界限应用于由给定移动终端12在上行链路上传送的DPCCH和E-DTOCH的WCDMA实施例中，与图9所示的功率控制/分配对应的处理能够被理解为表示E-DTOCH速率下降到零，并且总接收功率目标被忽略或暂时升高，其中所有那个升高的功率分配转到DPCCH，以便保持基站10处DPCCH的接收信号质量。为了实现这个有利的上行链路功率控制，无论是如上所述按照基于WCDMA的信道或者更一般地按照第一信道和第二信道来安排(cast)，基站10都包括适当配置的处理电路。又参照图1，所示基站10的处理电路16包括上行链路功率控制器20、信号功率估计器22和信号质量估计器24。这些处理电路16能够被理解为按照本文所提供的示教来为移动终端12生成功率控制命令。对应地，移动终端12包括收发器电路30，用于接收那些所传送的功率控制命令；以及关联处理电路32，用于按照那些接收的命令来控制收发器电路30的上行链路传送功率。本领域的技术人员将会理解，基站10和移动终端12的相应处理电路16和32可通过硬件、软件或者硬件和软件的某种组合来实现。例如，专用数字信号处理硬件可用于传送和/或接收信号处理或控制的某些方面，同时基于软件的处理用于其它方面。在任一种情况下，基站10都构成特定机器，该机器由硬件、软件或者它们的混合来配置成执行本文所建议的上行链路功率控制方法。同样，移动终端12构成特定机器，该机器配置成在所建议的上行链路功率控制方法之下以及与其合作地工作。在至少一个实施例中，基站的处理电路16包括至少一个基于微处理器的电路(包括任何所需的程序/数据存储器)，该至少一个基于微处理器的电路至少部分地通过所存储程序指令的运行来配置成执行所建议的上行链路功率控制方法。为此，处理电路16包括基站10中包含的配置成存储一个或多个计算机程序的计算机可读介质或者与所述计算机可读介质关联。类似的基于微处理器的实现可在移动终端12中用于移动终端侧处理。与具体实现细节无关，基站10配置成为移动终端12生成第一功率控制命令，第一功率控制命令适合于将移动终端12所传送的第一上行链路信道的接收信号质量(例如SINR)保持在接收信号质量目标处。基站还配置成为移动终端12生成第二功率控制命令，第二功率控制命令适合于将移动终端所传送的上行链路信道集合的总接收功率保持在总接收功率目标处。如上所述，上行链路信道集合包括至少所述第一上行链路信道和移动终端12所传送的第二上行链路信道。(在这里，第一上行链路信道和第二上行链路信道可被理解为移动终端12进行的不同物理层信道传输。)另外，如上所述，基站12将所定义(静态或动态)信号质量目标用于评估第一上行链路信道的信号质量，并且将所定义(静态或动态)总接收功率目标用于评估第一上行链路信道和第二上行链路信道的组合接收功率(与集合中的任何另外的信道组合)。在一个或多个实施例中，第一上行链路信道是控制信道，而第二上行链路信道是业务信道。由基站10有选择地向移动终端12准予业务信道，并且作为向移动终端12准予业务信道的一部分，基站10配置成向移动终端12指示要用于在业务信道上传送的特定无线电承载，并且向移动终端12指示业务信道的传送功率相对于控制信道的传送功率的初始分配。在至少一个这种实施例中，移动终端12保存使业务-控制信道传送功率的不同比率与支持不同传送速率的不同无线电承载有关的表或公式。对应地，基站10配置成通过发信号通知表索引或公式参数，来指示将要由移动终端12使用的特定无线电承载。另外，在 至少一个实施例中，基站10配置成通过作为与业务信道关联的功率分配和所估计自干扰的函数预测基站10处业务信道的接收信号质量，来确定特定无线电承载。与基站的上行链路功率控制结合，移动终端12使用总传送功率来传送上行链路信道集合，并且基站10经由基站10生成第一功率控制命令和/或第二功率控制命令来对应地控制那个总功率。在至少一个实施例中，基站10配置成通过根据需要生成第一上升和下降命令以升高或降低移动终端10用于第一上行链路信道的传输的传送功率，来生成第一功率控制命令，以便将第一上行链路信道的接收信号质量保持在接收信号质量目标处或保持在接收信号质量目标附近。此外，基站10通过根据需要生成第二上升和下降命令以升高或降低移动终端10用于传送上行链路信道集合的总传送功率，来生成第二功率控制命令，以便将上行链路信道集合的总接收功率保持在总接收功率目标处或保持在总接收功率目标附近。在相同或其它实施例中，基站10配置成有选择地向移动终端12准予第二上行链路信道，以及有选择地在尚未准予第二上行链路信道时工作在第一模式，而在已经准予第二上行链路信道时工作在第二模式。在第一模式，基站10生成第一功率控制命令但没有生成第二功率控制命令，而在第二模式，基站10生成第一功率控制命令和第二功率控制命令。例如，如果移动终端12正在上行链路上传送控制信道，但没有传送关联业务信道，则基站10可通过根据需要只生成功率控制命令流以保持控制信道的SINR，来简化其功率控制。在向移动终端12准予业务信道时，基站10开始生成功率控制命令的附加流，以便控制控制和业务信道的总接收功率。在至少一个这种实施例中，基站10配置成在两种功率控制模式之一中准予第二上行链路信道。例如，如果该准予对应于低数据速率，则将使用第一模式，使得仅存在功率控制命令的一个集合。如果该准予对应于高速率，则将使用第二模式。因此，在一个或多个这类实施例中，基站10配置成有选择地向移动终端准予第二上行链路信道，以及当已经准予第二上行链路信道在低速率时工作在第一模式，而当已经准予第二上行链路信道在高速率时工作在第二模式。在第一模式，基站10生成第一功率控制命令但没有生成第二功率控制命令，而在第二模式，基站10生成第一功率控制命令和第二功率控制命令。代替使用功率控制命令的两个集合，与总功率对应的命令集合能够用传送速率命令来替代。更具体来说，在第一上行链路信道是固定速率控制信道而第二上行链路信道是可变速率业务信道的情况下，基站10的一个实施例配置成响应确定没有满足可变速率业务信道的速率相关接收信号质量目标，而发起移动终端12用于在可变速率业务信道上进行传送的传送速率的降低。相反，基站10响应确定满足可变速率业务信道的速率相关接收信号质量目标，而发起移动终端12用于在可变速率业务信道上进行传送的传送速率的增力口。注意,这类命令实际上是总功率命令,因为较低速率要求较小功率。在相同或其它实施例中，基站10配置成通过在一系列重复传输时隙的每个中传送二进制传送功率控制(TPC)字，来向移动终端12传送第一功率控制命令和第二功率控制命令。例如，TPC字中的位的第一子集包括第一功率控制命令，而位的第二子集包括第二功率控制命令。图10示出示例TPC字，其中TPC位的第一子集和第二子集表示移动终端12的第一功率控制命令和第二功率控制命令。移动终端12处的接收功率控制命令字的模态处理的一个示例如图11所示。如图所示，移动终端12接收TPC命令(框110)，并且根据它正工作在第一模式和第二模式中的哪一种模式以不同的方式对它们进行处理。如果工作在第一模式(框112的“是”)，则处 理电路32按照接收功率控制命令来控制移动终端12用于传送第一上行链路信道的传送功率(框114)。因此，在第一模式，在功率控制命令字中接收的TPC被接收并且解释为第一上行链路信道的命令。但是，如果工作在第二模式(框112的“否”)，则处理电路32将每个接收功率控制命令(字)解析为第一命令和第二命令(如图10所示)(框116)，并且按照第一命令和第二命令来控制移动终端12用于第一上行链路信道和第二上行链路信道的传送功率(框118和119)。此外，如针对响应变化的功率分配而进行数据速率调节所述的那样，在一个或多个实施例中，移动终端12配置成响应用于传送第二上行链路信道的传送功率的降低，而自主地降低用于在第二上行链路信道上的传输的传送速率。在一个或多个实施例中，基站10包括CDMA基站，第一上行链路信道包括CDMA物理控制信道，以及第二上行链路信道包括有选择地准予的CDMA物理数据信道。在这个上下文中，移动终端12在尚未被准予数据信道时工作在第一模式，而在已被准予数据信道时工作在第二模式。在另一个实施例中，移动终端12在已被准予数据信道但准予数据速率低时也工作在第一模式，而在已被准予高速率数据信道时工作在第二模式。对应地，在这类实施例中，基站10配置成基于确定CDMA物理控制信道的接收SINR来估计CDMA物理控制信道的接收信号质量，并且估计CDMA物理控制和数据信道的总接收功率。(估计能够是绝对的(S)或相对的(SNR)。)例如，它可估计基站10处的可归因于CDMA物理控制和数据信道的热噪声功率增加量(rise-over-thermal noise power)。在基站10的宽带CDMA实施例中，它配置用于作为宽带CDMA网络中的NodeB工作。在这里，第一上行链路信道包括上行链路专用物理控制信道(DPCCH)，并且第二上行链路信道包括上行链路增强专用物理数据信道(E-DTOCH)。相应地，基站10配置成生成第一功率控制命令和第二功率控制命令，以便将DPCCH的接收信号质量保持在接收信号质量目标处，并且将DPCCH和E-DTOCH的总接收功率保持在总接收功率目标处。与基站10和移动终端12所采用的特定空中接口 /网络标准无关，将会理解，移动终端12配置成支持所建议的上行链路功率控制。在一个或多个实施例中，移动终端的收发器电路30 (如图I所示)配置用于向基站10发送上行链路信号，并且从基站10接收下行链路信号。此外，它的一个或多个处理电路32在操作上与收发器电路30关联，并且配置成从作为控制基站的基站10接收功率控制命令字，并且在一个或多个实施例中，有选择地工作在第一模式和第二模式。更广义来说，所建议的上行链路功率控制使用两个功率控制环一个控制用于一个(或多个)第一信道的传送功率以保持接收信号质量，而一个控制包括该一个(或多个)第一信道的信道集合的总传送功率以便将那个信道集合的总接收功率保持在某个总接收功率目标处或保持在某个总接收功率目标附近。这能够被理解为基站10为给定移动终端12生成上行链路传送功率控制命令，用于保持由那个移动终端12所传送的两个或更多上行链路信号的总接收功率S，并且保持那些信道其中之一(或者特定子集)的接收SINR。上述控制能够通过控制多个成对量来实现。使用DPCCH和E-DTOCH作为示例上行链路信道，基站10能够控制用于DPCCH和E-DroCH的总接收功率以及分配给DPCCH或者E-DPDCH的功率的分数。备选地，基站能够控制分配给DPCCH的功率和分配给E-DTOCH的功率，其中那些控制按照使得总接收功率得以保持的方式来协调。也考虑其它控制布置。
使用其中基站10控制用于DPCCH和E-DTOCH的总传送功率和分配给DPCCH的那个总传送功率的量的一个示例，本领域的技术人员将会理解，仍然存在实现这两个控制环的各种方式。一个选项是以不同方式来使用现有WCDMA传送功率控制(TPC)位。按照WCDMA标准，在每个传送时隙发送两个或四个TPC位，以便控制总传送功率。所考虑的基站10能够配置成将那些位的一半用于控制DPCCH功率(为了维持基站10处的DPCCH SINR的目的)。能够以相同的方式来调节其它固定速率控制信道(例如高速专用物理控制信道(HS-DPCCH)、增强专用物理控制信道(E-DPCCH))的功率电平。TPC位的另一半用于控制总功率，因而保持基站10处的预期总SNR。其它划分也是可能的。在另一个所考虑的控制选项中，基站10在E-TFCI根据需要用于高数据速率时“窃取”传输格式组合指示符(TFCI)位。另外，如上所述，当移动终端尚未被准予(高速率)业务信道、例如E-DTOCH时，移动终端12仅需要一个功率控制环。因此，基站10能够配置成运行生成用于保持移动台的DPCCH传输的接收SINR的TPC命令的一个功率控制环，并且在向移动终端12准予E-DTOCH时切换到两个功率控制环。速率选择/调整假定所建议的功率分配方式应用于在保持控制信道的SINR的同时保持控制信道和业务信道的总接收功率，将会理解，业务数据的SINR将随变化的传播信道条件而改变。因此，本文的示教还提出速率选择和调整的对应新方式。这些示教扩展到初始数据速率设定以及在SINR发生变化时调整该速率。准予时的速率选择在现有WCDMA系统中，NodeB和移动终端或者其它用户设备(UE)在建立时商定E-TFC表。这个表给出所准予E-DTOCH功率与无线电承载之间的一对一关系-即，该表定义相对于当前DPCCH功率的所准予E-DTOCH功率与用于E-DTOCH传输的数据速率之间的直接关系。根据E-DTOCH功率(相对于当前DPCCH)来给出绝对准予，并且该表用于确定承载(速率)。相对准予相对于前一个准予，并且因此能够转换为绝对准予等级。图12示出E-DTOCH的传送功率分配的已知方式中使用的E-DTOCH相对功率表-又称作E-TFC表。示出三个(无线电)承载的表条目。对应过程用于基站发信号通知4 I的准予，意味着能够使用5倍于当前DPCCH功率的总功率。UE则使用该表来确定能够使用承载4。作为一般建议，如果DPCCH和E-DTOCH的总传送功率分配引起基站处的总接收功率S小于图13所示的绘图中的“A”，则能够保持基站处的E-DTOCH接收信号质量。否则，符号间干扰(ISI，自干扰)变为明显，并且业务和DPCCH SINR不是预计的。按照所建议上行链路功率控制的一个实施例，能够在移动终端12中使用与图2所示的相同E-DTOCH准予表。另外，作为常规，可根据根据相对于DPCCH功率的E-DTOCH功率来进行准予。通常，这种准予指向标称承载(速率)。但是，按照本文所提供示教的一个方面，基站10还发送表内的绝对或相对位置(对应于某个开销百分比和承载)。发送那个信息给出与功率无关的速率。例如，4 I的准予意味着能够使用5倍于当前DPCCH功率。但是，假定存在明显的ISI，这会引起业务和DPCCH SINR受损害。为了修正这个方面，基站10发信号通知关于承载2的使用。值得注意，这个附加信令改变速率和分配给DPCCH的功率的分数。因此，如图14所示，在五倍于原始DPCCH电平的功率电平使用承载2。还要注意，新DPCCH电平因承 载的独立信令而是不同的。这个组合信令用于如下目标在保持DPCCH的SINR的同时保持信道对(DPCCH和E-DPDCH)的总SNR。准予的上述方式的一个方面涉及基站确定要分配哪一个速率。按常规，离线模拟用于确定给出所准予的功率与速率之间的一对一关系的表。那种方式假定SINR与S成比例(即，自干扰是可忽略的)。但是，按照本文所建议的一个或多个实施例，基站10在考虑使用准予时将产生的自干扰的情况下预测SINR。例如，基站10的一个或多个实施例采用线性均衡器、例如G-Rake接收器。G-Rake接收器操作的示例细节出现于随本申请共同拥有的Cairns等人的已公布专利申请W02005/096517。一种类型的G-Rake接收器使用接收信号减损相关性的参数模型。具体来说，接收的CDMA信号的减损相关矩阵R能够基于如下所示的理论表达式表示为某些参数的函数，R =务 Jlr1SZ+a^orw (等式 2)其中，Ep是每个单位时间的导频能量，Et是每个单位时间的总传送器能量，N是扩展因子，C是比例因子，乂是噪声因子，Rsi是干扰相关矩阵(包括自干扰)，以及Rn是产生于接收器滤波的自相关性质的热噪声相关矩阵。注意，Rsi可构成为干扰协方差(或相关)矩阵，并且Rn可构造为噪声相关矩阵。来看以上(等式2)，应当注意，接收器一般不能明确地知道Et/Ep，也不能明确地知道K。这个问题能够通过确定参数模型减损项Rsi和Rn信道系数以及接收器脉冲形状信息得到解决。本领域的技术人员将会理解，给定接收器能够配置有关于其接收器滤波器脉冲形状的知识、例如其滤波器自相关函数，并且能够基于接收导频符号、训练数据或者接收器先验地已知的其它信号来保持信道系数估计，使得已知信号的接收能够用于表征传播信道。本文中给出用于根据信道系数和脉冲形状信息来计算Rsi和Rn的示范公式。例如，本文的示教可使用减损相关模型，该模型在一个示范实施例中包括根据第一模型拟合参数来缩放的干扰项以及根据第二模型拟合参数来缩放的噪声项。使用这种方法，减损相关性R能够建模为，R= a Rsi+ β Rn (等式 3)
其中
权利要求
1.一种在无线通信网络基站中进行上行链路功率控制的方法，所述方法包括 为移动终端生成第一功率控制命令，所述第一功率控制命令适合于将所述移动终端所传送的第一上行链路信道的接收信号质量保持在接收信号质量目标处或保持在接收信号质量目标附近； 为所述移动终端生成第二功率控制命令，所述第二功率控制命令适合于将所述移动终端所传送的上行链路信道集合的总接收功率保持在总接收功率目标处或保持在总接收功率目标附近，所述集合包括至少所述第一上行链路信道和由所述移动终端传送的第二上行链路信道；以及 向所述移动终端传送所述第一功率控制命令和所述第二功率控制命令。
2.如权利要求I所述的方法，其中，所述第一上行链路信道是控制信道，而所述第二上行链路信道是由所述基站有选择地向所述移动终端准予的业务信道，以及作为向所述移动终端准予所述业务信道的一部分，还包括向所述移动终端指示所述业务信道的传送功率相对于所述控制信道的传送功率的初始分配。
3.如权利要求I所述的方法，其中，所述移动终端保存使业务-控制信道传送功率的不同比率与支持不同传送速率的不同无线电承载有关的表或公式，以及其中所述基站通过发信号通知表索引或公式参数来指示将要由所述移动终端使用的特定无线电承载。
4.如权利要求I所述的方法，其中，所述基站通过作为与所述业务信道关联的功率分配和所估计自干扰的函数预测所述业务信道在所述基站处的接收信号质量，来确定将要由所述移动终端使用的特定无线电承载。
5.如权利要求I所述的方法，其中，所述移动终端使用总传送功率来传送所述上行链路信道集合，以及其中生成所述第一功率控制命令包括根据需要来生成第一上升和下降命令以升高或降低所述移动终端用于传送所述第一上行链路信道的传送功率，以便将所述第一上行链路信道的接收信号质量保持在接收信号质量目标处或保持在接收信号质量目标附近。
6.如权利要求5所述的方法，其中，生成所述第二功率控制命令包括根据需要来生成第二上升和下降命令以升高或降低所述移动终端用于传送所述上行链路信道集合的总传送功率，或者升高或降低所述移动终端用于传送所述上行链路信道集合中的至少所述第二上行链路信道的传送功率，以便将所述上行链路信道集合的所述总接收功率保持在所述总接收功率目标处或保持在所述总接收功率目标附近。
7.如权利要求I所述的方法，其中，有选择地向所述移动终端准予所述第二上行链路信道，以及还包括有选择地在所述第二上行链路信道尚未被准予时在第一模式操作所述基站而在所述第二上行链路信道已被准予时在第二模式操作所述基站，其中在所述第一模式，所述基站生成所述第一功率控制命令但没有生成所述第二功率控制命令，而在所述第二模式，生成所述第一功率控制命令和所述第二功率控制命令。
8.如权利要求I所述的方法，其中，有选择地向所述移动终端准予所述第二上行链路信道，以及还包括有选择地在所述第二上行链路信道已被准予在低速率时在第一模式操作所述基站，而在所述第二上行链路信道已被准予在高速率时在第二模式操作所述基站，其中在所述第一模式，所述基站生成所述第一功率控制命令但没有生成所述第二功率控制命令，而在所述第二模式，所述基站生成所述第一功率控制命令和所述第二功率控制命令。
9.如权利要求I所述的方法，其中，所述第一上行链路信道是固定速率控制信道，而所述第二上行链路信道是可变速率业务信道，以及还包括响应确定没有满足所述可变速率业务信道的速率相关接收信号质量目标，而发起所述移动终端用于在所述可变速率业务信道上进行传送的传送速率的降低。
10.如权利要求9所述的方法，还包括响应确定满足所述可变速率业务信道的速率相关接收信号质量目标，而发起所述移动终端用于在所述可变速率业务信道上进行传送的传送速率的增加。
11.如权利要求I所述的方法，其中，向所述移动终端传送所述第一功率控制命令和所述第二功率控制命令包括在一系列重复传输时隙的每个中传送二进制传送功率控制字，其中位的第一子集包括所述第一功率控制命令，而位的第二子集包括所述第二功率控制命令。
12.如权利要求I所述的方法，其中，所述第一上行链路信道包括CDMA物理控制信道，而所述第二上行链路信道包括CDMA物理数据信道，以及还包括基于确定所述CDMA物理控制信道的接收信号与干扰加噪声比来估计所述CDMA物理控制信道的接收信号质量，以及估计所述CDMA物理控制和数据信道的总接收功率。
13.一种用于无线通信网络中的基站，所述基站配置成为移动终端提供上行链路功率控制，以及包括 收发器电路，用于从移动终端接收上行链路信号以及向移动终端传送下行链路信号；以及 一个或多个处理电路，操作上与所述收发器电路关联以及配置成 为移动终端生成第一功率控制命令，所述第一功率控制命令适合于将所述移动终端所传送的第一上行链路信道的接收信号质量保持在接收信号质量目标处；以及 为所述移动终端生成第二功率控制命令，所述第二功率控制命令适合于将所述移动终端所传送的上行链路信道集合的总接收功率保持在总接收功率目标处，所述集合包括至少所述第一上行链路信道和由所述移动终端传送的第二上行链路信道；以及 向所述移动终端传送所述第一功率控制命令和所述第二功率控制命令。
14.如权利要求13所述的基站，其中，所述第一上行链路信道是控制信道，而所述第二上行链路信道是由所述基站有选择地向所述移动终端准予的业务信道，以及其中作为向所述移动终端准予所述业务信道的一部分，所述基站配置成向所述移动终端指示要用于在所述业务信道上进行传送的特定无线电承载，以及向所述移动终端指示所述业务信道的传送功率相对于所述控制信道的传送功率的初始分配。
15.如权利要求14所述的基站，其中，所述移动终端保存使业务-控制信道传送功率的不同比率与支持不同传送速率的不同无线电承载有关的表或公式，以及其中所述基站配置成通过发信号通知表索引或公式参数来指示将要由所述移动终端使用的特定无线电承载。
16.如权利要求14所述的基站，其中，所述基站配置成通过作为与所述业务信道关联的功率分配和所估计自干扰的函数预测所述业务信道在所述基站处的接收信号质量，来确定所述特定无线电承载。
17.如权利要求13所述的基站，其中，所述移动终端使用总传送功率来传送所述上行链路信道集合，以及其中所述基站配置成通过根据需要生成第一上升和下降命令以升高或降低所述移动终端用于所述第一上行链路信道的传输的传送功率来生成所述第一功率控制命令，以便将所述第一上行链路信道的接收信号质量保持在所述接收信号质量目标处或保持在所述接收信号质量目标附近。
18.如权利要求17所述的基站，其中，所述基站配置成通过根据需要生成第二上升和下降命令以升高或降低所述移动终端用于传送所述上行链路信道集合的总传送功率，来生成所述第二功率控制命令，以便将所述上行链路信道集合的所述总接收功率保持在所述总接收功率目标处或保持在所述总接收功率目标附近。
19.如权利要求13所述的基站，其中，所述基站配置成有选择地向所述移动终端准予所述第二上行链路信道，以及有选择地在所述第二上行链路信道尚未被准予时工作在第一模式，而在所述第二上行链路信道已被准予时工作在第二模式，以及其中在所述第一模式，所述基站生成所述第一功率控制命令但没有生成所述第二功率控制命令，而在所述第二模式，所述基站生成所述第一功率控制命令和所述第二功率控制命令。
20.如权利要求13所述的基站，其中，所述基站配置成有选择地向所述移动终端准予所述第二上行链路信道，以及在所述第二上行链路信道已被准予在低速率时工作在第一模式，而在所述第二上行链路信道已被准予在高速率时工作在第二模式，其中在所述第一模式，所述基站生成所述第一功率控制命令但没有生成所述第二功率控制命令，而在所述第二模式，所述基站生成所述第一功率控制命令和所述第二功率控制命令。
21.如权利要求13所述的基站，其中，所述第一上行链路信道是固定速率控制信道，而所述第二上行链路信道是可变速率业务信道，以及其中所述基站配置成响应确定没有满足所述可变速率业务信道的速率相关接收信号质量目标，而发起所述移动终端用于在所述可变速率业务信道上进行传送的传送速率的降低。
22.如权利要求21所述的基站，其中，所述基站配置成响应确定满足所述可变速率业务信道的速率相关接收信号质量目标，而发起所述移动终端用于在所述可变速率业务信道上进行传送的传送速率的增加。
23.如权利要求13所述的基站，其中，所述基站配置成通过在一系列重复传输时隙的每个中传送二进制传送功率控制字，来向所述移动终端传送所述第一功率控制命令和所述第二功率控制命令，其中位的第一子集包括所述第一功率控制命令，而位的第二子集包括所述第二功率控制命令。
24.如权利要求13所述的基站，其中，所述基站包括CDMA基站，以及其中所述第一上行链路信道包括CDMA物理控制信道,而所述第二上行链路信道包括CDMA物理数据信道，以及其中所述基站配置成基于确定所述CDMA物理控制信道的接收信号与干扰加噪声比来估计所述CDMA物理控制信道的接收信号质量，以及估计所述CDMA物理控制和数据信道的总接收功率。
25.如权利要求13所述的基站，其中，所述基站包括配置用于作为宽带CDMA网络中的NodeB工作的宽带CDMA基站，以及其中所述第一上行链路信道包括上行链路专用物理控制信道(DPCCH)，以及其中所述第二上行链路信道包括上行链路专用物理数据信道(DTOCH)，以及其中所述基站配置成生成所述第一功率控制命令和所述第二功率控制命令，以便将所述DPCCH的接收信号质量保持在所述接收信号质量目标处，以及将所述DPCCH和DTOCH的总接收功率保持在所述总接收功率目标处。
26.—种在移动终端中进行上行链路功率控制的方法，所述方法包括 从控制基站接收功率控制命令； 有选择地工作在第一模式和第二模式； 如果工作在所述第一模式，则按照接收功率控制命令来控制所述移动终端用于传送所述第一上行链路信道的传送功率；以及 如果工作在所述第二模式，则将每个接收功率控制命令解析为第一命令和第二命令，以及按照所述第一命令和所述第二命令来控制所述移动终端用于所述第一上行链路信道和所述第二上行链路信道的传送功率。
27.如权利要求26所述的方法，还包括响应用于传送所述第二上行链路信道的传送功率的被命令降低，而自主地降低用于所述第二上行链路信道上的传输的传送速率。
28.如权利要求26所述的方法，还包括在尚未向所述移动终端准予所述第二上行链路信道时选择所述第一操作模式，而在已经向所述移动终端准予所述第二上行链路信道时选择所述第二操作模式。
29.如权利要求28所述的方法，其中，所述第一上行链路信道是用于上行链路控制信令的上行链路控制信道，而所述第二上行链路信道是用于高速率上行链路数据传输的上行链路业务信道。
30.一种移动终端，包括 收发器电路，用于向基站发送上行链路信号，以及从基站接收下行链路信号；以及 一个或多个处理电路，操作上与所述收发器电路关联以及配置成 从控制基站接收功率控制命令； 有选择地工作在第一模式和第二模式； 如果工作在所述第一模式，则按照接收功率控制命令来控制所述移动终端用于传送所述第一上行链路信道的传送功率；以及 如果工作在所述第二模式，则将每个接收功率控制命令解析为第一命令和第二命令，以及按照所述第一命令和第二命令来控制所述移动终端用于所述第一上行链路信道和第二上行链路信道的传送功率。
31.如权利要求30所述的移动终端，其中，所述移动终端配置成响应用于传送所述第二上行链路信道的所述传送功率的被命令降低，而自主地降低用于所述第二上行链路信道上的传输的传送速率。
32.如权利要求30所述的移动终端，其中，所述移动终端配置成在尚未向所述移动终端准予所述第二上行链路信道时选择所述第一操作模式，而在已向所述移动终端准予所述第二上行链路信道时选择所述第二操作模式。
33.如权利要求32所述的移动终端，其中，所述第一上行链路信道是用于上行链路控制信令的上行链路控制信道，而所述第二上行链路信道是用于高速率上行链路数据传输的上行链路业务信道。
34.如权利要求30所述的移动终端，其中，所述第一上行链路信道是用于上行链路控制信令的上行链路控制信道，而所述第二上行链路信道是用于高速率上行链路数据传输的上行链路业务信道，以及其中所述移动终端配置成结合响应所述接收功率控制命令而使用智能游走算法来调整所述上行链路业务信道上的速率，所述智能游走算法配置成当在所述基站处所述上行链路业务信道上不存在擦除时向上调整所述速率 ，而当在所述基站处所述上行链路业务信道上存在擦除时向下调整所述速率。
全文摘要
方法和设备为移动终端或其它件用户设备(UE)所传送的上行链路信道集合提供有利的上行链路功率控制。所建议的上行链路功率控制将上行链路信道集合的总接收功率保持在目标接收功率处或附近，同时还将那些信道的子集-例如它们中的特定信道-的接收信号质量保持在目标接收信号质量处或附近。在一个有利但非限制性的示例实施例中，该子集包括固定速率控制信道，以及该子集包括那个控制信道和可变速率业务信道。对应地，基站生成第一功率控制命令以将控制信道的接收信号质量保持在某个质量目标处或附近，以及生成第二功率控制命令以将(两个信道的)总接收功率保持在某个功率目标处或附近。
文档编号H04W52/14GK102668651SQ201080039721
公开日2012年9月12日 申请日期2010年8月30日 优先权日2009年9月3日
发明者G·E·博顿利, M·赫克, S·格兰特, 王怡彬 申请人:瑞典爱立信有限公司