专利名称：用于负载共享功率控制的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及功率控制方法和适合用于执行功率控制方法的装置。
背景技术：
在典型的移动通信系统中，用户体验的数据率通常由已分配或调度到用户的带宽及在调度的带宽内实现的信号质量组合来确定。调度和功率控制两者均可用于控制在移动通信系统服务的用户之间体验到的比特率的扩展或公平性。在上行链路(UI)中，可应用功率控制，使得在用于位于基站附近的 用户的传送功率降低时，以总系统吞吐量稍微降级的代价获得用于远离基站的用户的性能增大。在依赖诸如高速下行链路分组接入(HSDPA)或长期演进(LTE)等协议的典型移动通信系统中，在下行链路(DL)中只使用与固定传送功率组合的调度，而在UL中使用功率控制。在LTE中，UL开环功率控制机制基于路径损耗调节移动台的传送功率，尽力保持在基站接收器的功率谱密度(PSD)在恒定级别，而不考虑已调度到移动台的带宽量。在物理UL共享信道(PUSCH)上用于移动台的传送功率Ptx可通过以下公式表示
=10 Iog10(Mrkh) + % + a. HJ IcIBml(I)。其中，Pmax是最大传送功率，而Mpusai是调度到移动台的带宽，其中，带宽表示为多个(M个)调度的资源块(RB)，其中，M >=1。P0是PL=O的情况下用户每KB的目标接收功率的估计，其中，PL是在移动台与基站之间的路径损耗。a是用于控制在什么程度补偿路径损耗的参数。带宽Mpusai能够得到补偿以维持在基站接收器的恒定PSD。US20080188260 Al涉及用于在通信系统中提供UL功率控制的方法和设备，其中，根据一个示范实施例，小区边缘性能和谱效率可通过测量在第一节点B的至少一个系统性能度量而得到优化。第一节点B将一个或多个测量的度量传递到其它节点B，并且从其它节点B接收一个或多个对应的度量。基于第一节点B和其它相邻节点B测量的一个或多个系统性能度量，自适应功率控制参数被确定并用于为第一节点B服务的至少一个移动台更新UL传送功率电平。因此，US20080188260 Al依赖基于已在除第一节点B外的其它节点测量的度量的输入。用于避免在功率控制期间过载的方法代表熟知的技术。US7620004 B2涉及在通信系统中的功率过载控制的方法，其中，采用SIR目标避免过载。根据一个示范实施例，描述了一种在具有服务于至少一个小区的一个或多个用户的至少一个基站的通信系统中提供功率过载控制的方法。可为基站实现的内环功率控制来控制目标信号干扰比(SIRtoget),以便维持通信系统的负载低于过载条件。一个熟知的事实是调度只能控制在一个单一小区内的公平性。要实现跨多个小区的公平性，调度仅在每个小区中有同等数量的用户时才有效。然而，在实际系统中，活动用户的数量随时间和在不同小区之间变化。在此类条件下，比特率最低的用户经常遭受差无线电条件和高小区负载的组合的影响。图I是在移动台的PSD的示意图，其中，带宽(BW)已调度到移动台。更具体地说，在理论上，移动台的比特率(R)取决于调度的带宽和所得的信号质量(SNR)，使得
R=fUog2(l + SNW⑵。图2a示出典型的情形，其中，8个移动台由第一基站200a服务，而第二相邻基站201a只服务于两个移动台。如图2a的两个图形所示，其中这些图形的每个示出相应小区的PSD，基站200a服务的移动台每个调度有具有相对窄带宽的资源，而基站201a服务的每个移动台能够调度有大得多的带宽，由此使得小区201a的移动台能够更好地利用可用资源和获得更佳的数据吞吐量。带宽分配通常由调度器控制，而信号质量由功率控制机制控制。然而，在所述情形中，调度器将具有有限的能力来改进用户之间的公平性。上面提及的功率控制方案均未解决此问题
发明内容
本文档的目的是解决至少一些上面概述的问题。具体而言，本文档的目的是提供使得移动台能够更好地处理更改的业务条件的解决方案。通过应用根据随附独立权利要求的方法和基站或移动台，可实现这些目的和其它目的。根据一方面，提供了一种用于在由包括多个基站的通信网络的基站服务的移动台的上行链路功率控制的方法，其中，基于调度到移动台的带宽，移动台的功率谱密度是可适应的。通过考虑在功率控制期间调度到移动台的带宽，能够通过适应移动台的功率谱密度来补偿窄带宽。应用此类方法有关的优点是由于相对低功率谱密度的原因，在其它情况下将受其它移动台严重干扰的移动台将能够以更好的性能进行通信，并且由此能够获得在移动台之间更佳的公平性。能够通过考虑移动台的功率谱密度，并且如果发现调度到移动台的带宽低于最小带宽Mmin,则适应功率谱密度而获得建议的机制。除考虑带宽外，也可考虑其它准则。根据一个示范实施例，考虑移动台的服务质量(QoS)，其中，除调度的带宽低于Mmin外，如果确定移动台的QoS低于要求的QoS，QoSreq,则应用适应。根据一个示范实施例，功率谱密度适应是基于固定功率控制模式，该模式使得移动台能够调整功率谱密度，使得如果调度到移动台的带宽低于最小带宽Mfflin，则它利用固定最小传送功率Pmin。根据另一示范实施例，功率谱密度适应转而是基于非线性功率控制模式，该模式使得移动台能够调整功率谱密度，使得它利用等于或超过最小传送功率Pmin的传送功率。两个建议的实施例均允许移动台调整功率谱密度，使得在应用备选功率控制模式之一时，传送功率从不低于预定义的下限传送功率Pmin。作为始终应用完全补偿的备选，补偿等级也可以是可适应的。更具体地说，可在一定程度上基于预定义的补偿参数P执行功率谱密度适应，使得如果￠=1，则获得用于降低的带宽分配的完全补偿，以及如果￠=0，则不获得补偿。例如，可通过预期相对于预期比特率的干扰的级别，即SINR到比特率链路性能，确定补偿参数。根据另一方面，可从服务第一基站控制基于调度到移动台的带宽适应功率谱密度的可能性。此类方法通过认识到在基站应用备选功率控制模式的预定义准则已满足而启动。一旦触发，基站便指示至少一个被服务移动台应用备选功率控制模式。根据一个示范实施例，指示步骤可包括向第一基站服务的所有移动台指示更改功率控制模式的选项，其中，根据一备选实施例，可从多个移动台选择移动台的子群，其中，指示步骤包括只指示属于子群的移动台。根据一个实施例，触发可基于第一基站的平均负载和至少一个相邻基站的平均负载，其中如果第一基站的 平均负载相对于至少一个相邻基站的平均负载超过预定义的负载阈值Ith，则触发准则已满足。备选，可只考虑第一基站的平均负载，其中，如果第一基站的平均负载超过预定义的负载阈值Ith，则触发准则已满足。移动台的选择可基于一个或多个准则，如调度到移动台的带宽量、调度到移动台的时间、有关调度到移动台的带宽量与移动台请求的带宽量相比的统计和/或从中已向第一基站报告超过零的功率上升空间的移动台。根据一个实施例,指示步骤包括提供切换到备选功率控制模式的指示到至少一个移动台，即，指示是无条件的。备选，指示步骤包括提供信息到至少一个移动台，该信息使得至少一个移动台能够应用备选功率控制模式，即，是否应用备选功率控制模式的最终决定由每个相应移动台做出。同样在此情况下，可根据环境应用固定或非线性功率控制模式。另外，可根据选定备选功率控制模式，应用由补偿参数3确定的完全补偿或有限补偿。如果要应用移动台控制的选择机制，则要相应地适应移动台。根据另一方面，提供了配置成在由通信网络的基站服务时执行上行链路功率控制的此类移动台。根据建议的实施例的移动台包括适应单元，适应单元配置成使得移动台能够基于调度到移动台的带宽适应移动台的功率谱密度。除将调度的带宽考虑在内，适应单元可配置成也确定移动台的QoS，并且如果确定移动台的服务质量低于要求的QoS，QoSrai，则基于调度到移动台的带宽，适应功率谱密度。为提供用于功率谱密度的适应，适应单元可如上所述配置成应用固定或非线性功率控制模式。另外，基站一般也包括触发单元，触发单元适用于在预定义的触发准则已满足时触发功率控制单元切换到备选功率控制模式，其中，响应此类触发准则，功率控制单元配置成指示至少移动台之一切换到及应用备选功率控制模式。除非基站配置成始终提供指示到所有服务的移动台，否则，基站也可设有选择单元，选择单元配置成从基站服务的多个移动台中选择移动台的子群，其中，功率控制单元配置成只提供指示到属于选定子群的移动台，以及其中，指示可配置成指示选定移动台无条件切换模式，或者允许一个或多个移动台在每个相应移动台的倡导下切换模式。基站可配置成基于一个或多个预定义的准则选择移动台，如调度到移动台的资源量、调度到移动台的时间、有关调度到移动台的资源量与移动台请求的资源量相比的统计和从中已向所述基站报告超过零的功率上升空间的移动台。根据一个示范实施例，触发单元配置成确定基站的平均负载和至少一个相邻基站的平均负载，以及如果基站的平均负载相对于至少一个相邻基站的平均负载超过预定义的负载阈值Ith，则触发到备选功率控制模式的切换。备选，不考虑周围基站，并且因此触发单元只考虑基站的平均负载。从下面的详细描述中，能够理解本发明的其它特征及其益处。
现在将参照附图作为示例描述本发明，其中
图I是根据现有技术的用于用户的功率谱密度的图示。图2a是根据现有技术的用于多个移动台的功率谱密度的另一图示。图2b是根据一个实施例的在应用备选功率控制机制时仍有的用于多个移动台的 功率谱密度的另一图示。图3是根据一个实施例的用于备选功率控制模式的传送功率对带宽分配的相关性的图示。图4是根据另一实施例的用于备选功率控制模式的传送功率对带宽分配的相关性的图示。图5是在应用任何建议的备选功率控制模式时PSD可如何取决于调度的带宽的示范图示。图6是示出比特率对带宽分配的相关性的备选固定和非线性功率控制模式的示范模拟的图示。图7是用于图6的备选功率控制模式的传送功率对带宽分配的相关性的示范模拟的图示。图8是用于图6和图7的备选功率控制模式的传送功率增大对带宽分配的相关性的示范模拟的图示。图9是根据一个示范模拟的应用使用新PSD设置的备选功率控制模式的益处的图
/Jn o图IOa是根据一个示范实施例的用于在移动台应用备选功率控制模式的方法的图示。图IOb是根据另一实施例的用于在移动台应用备选功率控制模式的方法的图示。图11是配置成应用备选功率控制模式的移动台的示范图示。图12是根据一个示范实施例的用于在基站应用备选功率控制模式的方法的图
/Jn o图13是配置成应用备选功率控制模式的基站的示范图示。
具体实施例方式在下述内容中，将进一步详细地描述备选功率控制机制，该机制使能模式的更改，使得基于调度或分配到移动台的带宽，在移动台可能适应功率谱密度(PSD)。更具体地说，要为已调度有窄带宽的用户应用建议的功率控制机制，如果要使用的只是常规功率控制机制，则窄带宽能够损害可用于这些用户的比特率。建议的功率控制机制一般基于选择机制，该选择机制使得移动台能够切换到备选功率控制模式，该模式通过适应传送功率Ptx而提供用于PSD适应。一般情况下，建议的功率控制模式选择特征也考虑小区负载，使得在基站服务的小区能够应用备选功率控制模式，其中，小区的负载高以及其中，存在由小区服务的用户已调度有窄带宽，即低于某个预定义的最小带宽Mmin的带宽。对于满足上面提及的准则的基站和由基站服务的移动台，提议的备选功率控制模式可用，该模式提供用于为一些或所有服务的移动台增大移动台的接收功率目标，以补偿其窄带宽。建议的机制不必要求在任何周围基站上进行任何测量，而且能够只依赖服务基
站测量的度量。用于管理此类备选功率控制机制的功能性可位于基站中，基站可配置成完全根据要应用的一个或多个预定义的触发准则，将新功率控制参数以信号传送到所有或一些其用户/移动台。备选，建议的功率控制机制可转而实现为以终端为中心的解决方案，其中，在移动台中应用的一个或多个功率控制规则可转而直接在移动台是可适应的。如果由移动台控 制，则可应用基于调度的带宽的切换准则，使得在为移动台调度的带宽低于某个最小级别^in时，通过提升移动台的传送功率，从移动台传送的PSD能够增大以补偿带宽。图2b是对应于上面参照图2a所述情形的一种情形的图示。与称为现有技术解决方案的使用常规功率控制的图2a的情形相比，图2b的图形示出能够如何通过提升基站200b服务的所有移动台的传送功率，补偿调度到重负载基站200b服务的移动台的窄带宽。如也在图中所示，即使这将造成诸如基站201b等相邻小区服务的移动台的噪声电平增大，调度到基站201b服务的移动台的更广带宽将极可能能够处理此类相对有限的干扰。诸如LTE等移动通信无线电网络具有一般称为节点B的基站，基站服务于通常在UL中在整个系统内分散的用户。即使相应基站服务的用户数量通常随时间变化，但UL业务需求可一般在一段时间内保持总体是高的。在通信无线电网络中，所有基站持续测量和过滤来自其它基站的遇到的干扰以确定在下行链路(UL)中发送到移动台的最适合UL传送参数。在此类情形中，建议的功率控制机制可作为传统PSD设置的选项实现，使得在认识到在基站一个或多个预定义的准则已满足时，可在基站服务的所有或一些移动台应用允许功率提升的备选功率控制模式。图3是示出在应用建议的功率控制机制时移动台的传送功率Ptx可如何取决于调度到移动台的带宽的图形。调度的带宽表示为多个(M个)调度的资源块(RB)。在图形中，作为参考提供的常规线性Ptx/调度的带宽行为由实线指示。如图3所指示，根据通过虚线指示的非线性方法，PSD适应可通过在调度到移动台的RB的数量小于RB的最小数量，即，KMmin时为移动台提升Ptx而实现。备选，可根据图4应用确实转而依赖固定功率提升规则的方法，其中，如果带宽分配低于Mmin,则移动台使用最小传送功率Pmin。图5是示出在应用建议的功率控制机制时如何适应PSD使得能够为低于Mmin的带宽分配增大PSD的另一图形。如上所提及的一样，用于使能选择备选功率控制模式的方法可在通信网络的基站中实现，其中，例如，如果基站的业务负载超过预定义的阈值，则在基站可触发到使能PSD补偿的备选功率控制模式的切换。因此，基站可持续测量其业务负载，例如，通过确定基站服务的调度的用户的平均数量，并且如果测量的负载超过阈值，则根据上面参照图3或图4所述的任何实施例，基站自动切换到允许基站服务的一些或所有移动台提升其功率输出的模式。要将切换到另一功率控制模式的选项提供到哪些移动台的选择可基于调度的资源量，使得选择带有最小调度的资源量的移动台。如果基站采用频分复用调度，则这意味着选择已为其调度最小带宽的移动台。根据一备选实施例，选择可转而基于调度到移动台的时间，使得选择已为其调度最小时间量的移动台。根据仍有的另一实施例，有关资源(一般为带宽量)的统计可形成用于移动台的选择的基础，使得选择在调度的资源与请求的资源之间的差相差最大的移动台。备选，移动台的可用功率对于移动台的选择可以是决定性的，使得例如选择从中已报告超过零的功率上升空间的所有移动台。建议的功率控制方法一般可布置成使得在切换到备选模式的条件不再得以满足时，例如，在切换依据的负载条件已转移成基站登记的总业务被视为是突发性、间歇性的情况时，或者在系统负载变低时，自动执行切换回常规功率控制模式。根据一个实施例，响应从服务基站接收指示，选择的移动台可由服务基站指示成执行到备选功率控制模式的无条件切换。备选，移动台可配置成在内部做出是否切换到备选模式的决定，使得一旦指示已从服务基站提供到移动台，便能够在移动台做出切换到备选功率控制模式的决定。例如，在由于调度的资源量低而认为移动台的用户比特率太低，不能支持服务时，能够通过增大传送功率Ptx来调整PSD。Ptx能够描述为
权利要求
1.一种用于在由包括多个基站的通信网络的基站服务的移动台的上行链路功率控制的方法，所述方法的特点在于 基于调度到所述移动台的带宽，所述移动台的功率谱密度是可适应的。
2.根据权利要求I所述的方法，其中如果调度到所述移动台的带宽低于最小带宽Mmin，则适应所述移动台的功率谱密度(401a)。
3.根据权利要求2所述的方法，包括确定(401b)所述移动台的服务质量的又一步骤，以及其中如果确定所述移动台的服务质量低于要求的服务质量QoSrai,则应用所述适应。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中所述功率谱密度适应是基于固定功率控制模式(301)，所述固定功率控制模式使得所述移动台能够调整所述功率谱密度，使得如果调度到所述移动台的带宽低于所述最小带宽Mmin，则它利用固定最小传送功率？_。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中所述功率谱密度适应是基于非线性功率控制模式(300)，所述非线性功率控制模式使得所述移动台能够调整所述功率谱密度，使得它利用等于或超过最小传送功率Pmin的传送功率。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中执行所述功率谱密度适应，使得如果调度到所述移动台的带宽低于所述最小带宽Mmin，则维持最小比特率BRmin (301)。
7.根据前面权利要求任一项所述的方法，其中在一定程度上基于预定义的补偿参数β执行所述功率谱密度适应，使得如果β=1，则获得用于降低的带宽分配的完全补偿，以及如果β=0，则不获得补偿。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述补偿参数是根据预期SINR到比特率链路性能确定。
9.一种用于执行包括多个基站的移动通信网络的第一基站服务的多个移动台的上行链路功率控制的方法，所述方法包括在所述第一基站中执行的以下步骤 -认识到(601)应用备选功率控制模式的一个或多个预定义的触发准则已满足； -指示(602)至少所述移动台之一应用所述备选功率控制模式，其中所述备选功率控制模式使得移动台能够基于调度到所述移动台的带宽适应功率谱密度。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述指示步骤包括向所述第一基站服务的所有移动台指示更改功率控制模式的选项。
11.根据权利要求9所述的方法，包括从所述多个移动台选择(500)移动台的子群的又一步骤，其中所述指示步骤(503)包括只指示属于所述子群的移动台。
12.根据权利要求9、10或11所述的方法，包括确定所述第一基站的平均负载和至少一个相邻基站的平均负载的又一步骤，其中如果所述第一基站的平均负载相对于所述至少一个相邻基站的平均负载超过预定义的负载阈值Ith，则所述触发准则已满足。
13.根据权利要求9、10或11所述的方法，包括确定所述第一基站的平均负载的又一步骤，其中如果所述第一基站的平均负载超过预定义的负载阈值Ith，则所述触发准则已满足。
14.根据权利要求11、12或13所述的方法，其中所述选择步骤包括基于以下的一项或多项选择移动台 -调度到所述移动台的带宽量， -调度到所述移动台的时间，-有关调度到所述移动台的带宽量与所述移动台请求的带宽量相比的统计，以及 -从中已向所述第一基站报告超过零的功率上升空间的移动台。
15.根据权利要求9-14任一项所述的方法，其中所述指示步骤包括提供切換到所述备选功率控制模式的指示到所述至少一个移动台。
16.根据权利要求9-14任一项所述的方法，其中所述指示步骤包括提供信息到所述至少ー个移动台，使得所述至少一个移动台能够应用所述备选功率控制模式。
17.根据权利要求9-16任一项所述的方法，其中所述备选功率控制模式使得所述至少ー个移动台能够应用固定功率控制模式，使得所述至少一个移动台能够适应所述功率谱密度，使得如果调度到所述移动台的带宽低于最小带宽lin，则获得最小传送功率Pmin。
18.根据权利要求9-16任一项所述的方法，其中所述备选功率控制模式使得所述至 少ー个移动台能够应用非线性功率控制模式，使得所述至少一个移动台能够适应所述功率谱密度，使得从所述至少ー个移动台获得最小传送功率Pmin。
19.根据权利要求9-18任一项所述的方法，其中所述指示步骤还包括指示所述移动台有关由补偿參数P确定的要由所述备选功率控制模式应用的补偿等级，使得如果0=1，则获得用于降低的带宽分配的完全补偿，以及如果P =0，则不获得补偿。
20.一种在由包括多个基站的通信网络的基站服务时用于执行上行链路功率控制的移动台(500)，所述移动台(500)包括 -适应单元(502)，配置成使得所述移动台(500)能够基于调度到所述移动台的带宽来适应所述移动台(500)的功率谱密度。
21.根据权利要求20所述的移动台(500)，其中所述适应単元(502)还配置成确定所述移动台(500)的服务质量并且如果确定所述移动台(500)的服务质量低于要求的服务质量QoSrai，则基于调度到所述移动台的带宽，适应所述功率谱密度。
22.根据权利要求20或21所述的移动台(500)，其中所述适应单元(502)配置成应用固定功率控制模式，所述模式使得所述适应単元(502)能够调整所述功率谱密度，使得如果调度到所述移动台(500)的带宽低于最小带宽Mmin，则它利用最小传送功率Pmin。
23.根据权利要求20或21所述的移动台(500)，其中所述适应单元(502)配置成应用非线性传送功率提升补偿功能，所述功能使得所述移动台(500)能够调整所述功率谱密度，使得它等于或超过最小传送功率Pmin。
24.根据权利要求22或23所述的移动台(500)，其中所述适应单元(502)配置成在应用所述固定或所述非线性功率控制模式时基于预定义的补偿參数P确定所述功率谱密度的补偿等级。
25.—种包括多个基站的移动通信网络的第一基站(700)，用于执行由所述第一基站(700)服务的移动台的上行链路功率控制，所述第一基站(700)包括 -触发单元(702)，适用于响应ー个或多个预定义的触发准则得以满足而触发功率控制単元(703)指示所述移动台至少之ー应用所述备选功率控制模式，其中所述备选功率控制模式使得已接收所述指示的移动台能够基于调度到所述移动台的带宽适应所述功率谱密度o
26.根据权利要求25所述的第一基站(700)，还包括配置成从所述多个移动台选择移动台的子群的选择单元(701)，其中所述功率控制单元(703)配置成提供所述指示到属于所述选定子群的移动台。
27.根据权利要求25或26所述的第一基站(700)，其中所述选择单元(701)配置成基于以下的一项或多项选择移动台 -调度到所述移动台的带宽量， -调度到所述移动台的时间， -有关调度到所述移动台的资源量与所述移动台请求的资源量相比的统计，以及 -从中已向所述第一基站报告超过零的功率上升空间的移动台。
28.根据权利要求25或26所述的第一基站(700)，其中所述选择单元(701)配置成选择所述第一基站(700)服务的所有移动台。
29.根据权利要求25-28任一项所述的第一基站(700)，其中所述选择单元(701)配置成指示所述选定移动台切换到所述备选功率控制模式。
30.根据权利要求25-28任一项所述的第一基站(700)，其中所述选择单元(701)配置成提供信息到所述选定移动台，所述信息使得所述选定移动台能够应用所述备选功率控制模式。
31.根据权利要求25-30任一项所述的第一基站(700)，其中所述触发单元(702)还配置成确定所述第一基站(700)的平均负载和至少一个相邻基站的平均负载，以及如果所述第一基站(700)的平均负载相对于所述至少一个相邻基站的平均负载超过预定义的负载阈值Ith，则触发所述功率控制单元703传送所述指示。
32.根据权利要求25-31任一项所述的第一基站(700)，其中所述触发单元(702)还配置成确定所述第一基站(700)的平均负载，以及如果所述第一基站(700)的平均负载超过预定义的负载阈值Ith，则触发所述功率控制单元703传送所述指示。
全文摘要
本发明提供了用于在由包括多个基站的通信网络的基站服务的移动台的上行链路功率控制的方法，其中，基于调度到移动台的带宽，移动台的功率谱密度是可适应的。通过提供到使能在移动台传送功率提升的备选功率控制模式的切换，获得建议的功率谱适应。是否应用建议的功率谱适应的决定能够在服务于移动台的基站或在选定移动台做出。
文档编号H04W52/18GK102860096SQ201080066544
公开日2013年1月2日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者P.伯斯特伦, A.富鲁斯卡, A.西蒙森 申请人:瑞典爱立信有限公司