通过在累积功率步长值集中选择来实现异类网络中的闭环功率控制的制作方法
【专利摘要】一种在无线装置(700)中提供用于控制无线装置(700)的输出传送功率的方法。响应无线装置(700)中定义的准则，在驻留于无线装置(700)的存储器中的功率步长值的多个集中选择一个集。从无线电网络节点(102)接收功率控制命令。响应功率控制命令，选择该选择的集的功率步长值之一。响应该选择的功率步长值，控制来自无线装置(700)的输出传送功率。公开了无线电网络节点和设备中的有关方法。
【专利说明】通过在累积功率步长值集中选择来实现异类网络中的闭环功率控制
[0001]相关申请
本申请要求具有2011年8月12日提交，题为“用于LTE的闭环功率控制方法”(Closed-loop Power control method for LTE)的美国临时专利申请 61/522929 的优先权，该申请的公开内容通过引用结合于本文中，就好象其全文在此陈述了一样。
【技术领域】
[0002]本公开内容涉及无线通信，并且更具体地说，涉及控制无线电通信网络中的传送功率。
【背景技术】
[0003]在典型的蜂窝无线电系统中，用户设备单元(也称为UE、无线终端和/或移动台)经无线电接入网络(RAN)与一个或更多个核心网络进行通信。RAN覆盖某个地理区域，该区域分成多个小区区域，每个小区区域由无线电基站(也称为基站、网络节点、“NodeB”和/或增强 NodeB “eNodeB” 或 “eNB”)服务。
[0004]UE传送功率的动态控制是蜂窝系统中的共同特征。上行链路功率控制的目的包括:(a)在服务基站在使用的信道上达到充分的收到功率和信号质量，(b)限制在非服务基站的收到功率(干扰)，(C)限制在服务基站未使用信道上的收到功率(干扰)，以及(d)降低输出功率电平以限制功耗和节约UE中的电池寿命。
[0005]视使用的测量输入的类型而定，功率控制方案能够进一步细分成“闭环”和“开环”类别。闭环方案利用在功率控制应用到的相同链路上的测量，即，在用于上行链路闭环功率控制的上行链路上的测量。开环方案利用在相反链路方向上的测量，即在用于上行链路开环功率控制的下行链路上的测量。在比较中，闭环方案一般比开环方案更准确，但也要求更多的控制信令开销。
[0006]对异类网络操作的改进操作是在进行的3GPP LTE第10版的规范的一部分，并且其它改进在用于第11版的新特征的上下文中讨论。在异类网络中，部署不同大小和重叠覆盖区域的小区的混合体。此类部署的一个示例在图1中示出，其中，微微小区110由部署在由宏eNB 102提供的宏小区100的覆盖区域内的微微eNB 112提供。在异类网络中也称为点的低功率无线电网络节点的其它示例是家庭基站和中继器。如下面将进一步讨论的一样，输出功率的大差异(例如，宏小区100中的46 dBm和微微小区110中的30 dBm或更低)导致与在所有基站具有相同输出功率的网络中所看到的不同的干扰情况。
[0007]在宏小区覆盖区域100内部署诸如微微基站112等低功率节点的目的是借助于小区分割增益来改进系统容量，以及为用户提供在整个网络内极高速率数据接入的宽域体验。异类部署能够对覆盖业务热点(即，由例如微微小区110服务的高用户密度的小地理区域)特别有效，并且它们表示到更密集宏网络的备选部署。
[0008]用于操作异类网络的一种基本方案是在不同层之间提供频率分隔。例如，图1中的宏小区100和微微小区110能够配置成在不同的非重叠载波频率上操作并且由此避免在层之间的干扰。由于没有向内层小区(此处由图1中的微微小区110例示)的宏小区干扰，在所有资源能够由内层小区同时使用时，实现了小区分割增益。在不同载波频率上操作层的缺陷是它可导致资源利用效率低。例如，微微小区110中活动低时，在宏小区100中使用所有载波频率并且因而基本上关闭微微eNB 112使用某些频率以避免干扰，这能够更有效。然而，载波频率跨层的分割一般以静态方式进行。
[0009]用于操作异类网络的另一(有关)方案是通过协调跨宏和内层小区的传送，在相同载波频率上共享无线电资源。此类型的协调称为小区间干扰协调(ICIC)，其中，某些无线电资源在某个时间期分配用于宏小区100，而剩余资源能够由内层小区(例如，微微小区110)访问而无来自宏小区100的干扰。视跨层的业务情况而定，此资源分割能够随时间更改以适应不同业务需求。与载波频率的上述分割不同，跨层共享无线电资源的此方式能够视节点之间接口的实现而变得或多或少动态。在LTE中，已指定X2接口以便在基站之间交换不同类型的信息。此类信息交换的一个示例是基站能够通知其它基站它将在某些资源上降低其传送功率。
[0010]基站之间的时间同步要求确保跨层的ICIC将在异类网络中有效地工作。同步能够对于基于时间域的ICIC方案特别重要，其中，资源在相同载波上在时间上共享。
[0011 ] LTE在下行链路中使用0FDM，并且在上行链路中使用DFT扩展0FDM。基本LTE物理资源因此能够如图2所示表示为无线电接口资源的时间频率格网，其中，每个资源单元对应于在一个OFDM符号间隔期间的一个子载波(在特定天线端口上)。
[0012]在时间域中，LTE下行链路传送组织成10 ms的无线电帧，每个无线电帧由10个I ms的相等大小子帧组成，如图3所示。子帧分成两个时隙，每个时隙有0.5毫秒的持续时间。
[0013]在LTE中的资源分配根据资源块进行定义，其中，一个资源块对应于在时间域中的一个时隙和在频率域中的12个连续15 kHz子载波。两个时间上连续的资源块表示一个资源块对，并且对应于调度操作的时间间隔。
[0014]在每个子帧中动态调度LTE中的传送，其中，基站经物理下行链路控制信道(PDCCH)传送下行链路指派/上行链路授予到某些UE。PDCCH在每个子帧中的第一 OFDM符号中传送，并且跨(或多或少)整个系统带宽。已将HXXH携带的下行链路指派解码的UE知道子帧中哪些资源单元包含针对UE的数据。类似地，在接收上行链路授予时，UE知道它应在哪些时间/频率资源上传送。在LTE下行链路中，数据由物理下行链路共享信道(PDSCH)携带，并且在上行链路中，对应信道称为物理上行链路共享信道(PUSCH)。
[0015]发送的数据的解调要求估计无线电信道，这通过使用传送的参考符号(RS) (S卩，接收器已知的符号)进行。在LTE中，小区特定参考符号(CRS)在所有下行链路子帧中传送，并且除帮助下行链路信道估计外，它们也用于由UE执行的上行链路功率控制和移动性测量。LTE也支持只计划用于帮助信道估计以实现解调目的的UE特定RS。
[0016]图4示出在下行链路子帧内在资源单元上能够如何进行物理控制/数据信道和信号的映射。在此示例中，PDCCH占用三个可能OFDM符号的第一个符号，因此，在此特定情况下，数据的映射能够已经在第二 OFDM符号开始。由于CRS对小区中的所有UE是共同的，因此，CRS的传送不能轻易修改以满足特定UE的需要。这与UE特定RS不同，UE特定RS表示每个UE具有作为PDSCH的一部分的位于图4的数据区域中的其自己的RS。
[0017]在物理控制格式指示符信道(PCFICH)中输送能够在子帧基础上变化的控制区域的长度。在控制区域内在UE已知位置传送PCFICH。UE已将PCFICF解码后，它因此知道控制区域的大小和数据传送开始的OFDM符号。
[0018]也在控制区域中传送的是物理混合ARQ指示符信道。此信道携带到UE的ACK/NACK响应，以通知前一子帧中的上行链路数据传送是否由基站成功解码。
[0019]PUSCH在上行链路中携带数据时，PUCCH用于通信控制。PUCCH是使用RB对的窄带信道，其中，两个RB在潜在调度带宽的相对侧上。PUCCH用于输送ACK/NACK、定期CSI反馈及调度请求到网络。
[0020]在LTE UE能够与LTE网络进行通信前，它先要查找和获得与网络内小区的同步，即，执行小区搜索。随后，UE接收与小区进行通信和在小区内正常操作所需的系统信息并且将其解码，并且最后，UE使用所谓的随机接入过程接入小区。
[0021]为支持移动性，UE需要持续搜索，同步到并且估计其服务小区和邻居小区的接收质量。随后，相对于当前小区的接收质量，估计邻居小区的接收质量以便断定是否应执行切换(对于在已连接模式中的UE)或小区重新选择(对于在闲置模式中的UE)。对于在已连接模式中的UE，基于UE提供的测量报告，由网络做出切换决定。此类报告的示例是参考信号收到功率(RSRP)和参考信号收到质量(RSRQ)。UE使用这些测量，并且可还使用可配置偏移以便连接到带有最强收到功率的小区，或者带有最佳路径增益的小区，或者介于这两者之间的小区。由于不同类型的小区的基站输出功率不同，因此，这些选择策略不会产生相同选择的小区。这有时称为链路不平衡。例如，微微基站或中继器的输出功率大约为30 dBm或更小，而宏基站能够具有46 dBm的输出功率。因此，甚至在微微小区的附近，来自宏小区的下行链路信号强度能够大于微微小区的信号强度。从下行链路角度而言，通常最好是基于下行链路收到功率选择小区，而从上行链路角度而言，最好将是基于路径损耗选择小区。图5中为提供在由宏eNB 102提供的宏小区100内的微微小区的微微eNB 112示出各种小区选择方案。
[0022]参照图5，在上述情形中，从系统角度而言，即使宏eNB 102下行链路比微微eNB112下行链路更强得多，可能更好的情况是连接到微微eNB 112。然而，UE在图5所示在UL边界502与DL边界500之间的区域(链路不平衡区)内操作时，将需要跨层的ICIC。跨小区层的某一形式的干扰协调对于下行链路控制信令特别重要。如果此干扰情况未得到适当处理，则在图5中在UL边界502与DL边界500之间的区域中并且连接到微微eNB 112的UE不能接收来自微微eNB 112的下行链路控制信令。
[0023]图6中示出提供跨层ICIC信令的一种方案，其中，干扰宏eNB (对微微eNB的下行链路干扰)在某些子帧避免调度单播业务，暗示在那些子帧中既不存在roccH，也不存在PDSCH。在此方案中，可能形成低干扰子帧，这些子帧能够用于保护连接到微ENB并且在链路不平衡区中操作的UE。宏eNB经回程接口 X2向微微eNB指示它将避免在哪些子帧内调度UE。随后，微微eNB能够在调度在链路不平衡区内操作的用户时将此信息考虑内，从而在与在宏层的低干扰子帧对齐的子帧中，即，在干扰保护子帧中调度这些UE。然而，能够在所有子帧中，即，在受保护和非受保护子帧中调度连接到微微ENB并且在DL边界内操作的UE0[0024]在原理上，通过确保在两个小区层中的调度决定在频率域中不重叠，例如，通过在不同基站之间交换协调消息，也能够在频率域中分隔在不同层中的数据传送(但不是控制信令)。LTE规范不允许控制信令跨完全带宽，并且因此，必须使用时间域方案。
[0025]典型对单一小区部署
用于部署网络的一个现有技术方案是让不同的传送/接收无线电网络节点形成分开的小区。也就是说，从无线电网络节点传送或在无线电网络节点收到的信号与某个小区id相关联，该小区id与用于其它附近无线电网络节点的小区id不同。一般情况下，每个无线电网络节点为广播(PBCH)和同步信道(PSS，SSS)传送其自己的独特信号。
[0026]点(例如，无线电网络节点)的概念经常结合用于协调式多点(CoMP)的技术使用。在本上下文中，点对应于以类似方式基本上覆盖相同地理区域的一组天线。因此，点可能对应于在某个站点的扇区之一，但它也可对应于具有全部用于覆盖类似地理区域的一个或更多个天线的站点。不同的点经常表示不同站点。天线在地理上充分分隔和/或具有指向充分不同方向的天线图时，它们对应于不同点。与从调度角度而言，一个点的操作几乎独立于其它点的常规蜂窝系统不同，用于CoMP的技术要求在不同点之间的调度或传送/接收中引入相关性。
[0027]图7中示出用于异类部署的每点一个小区id的提及的典型策略，其中，多个低功率(微微)点112位于更高功率宏点102的覆盖区域内，并且提供服务到各种UE 700。注意，类似的原理也可应用到典型的宏蜂窝部署，其中，所有点具有类似输出功率，并且可能以比用于异类部署的情况更规则的方式放置。
[0028]典型部署策略的一种备选是转而通过与相同小区id相关联的信号，使得通过高功率宏点102的覆盖以轮廓显示的地理区域内的所有UE得到服务。换而言之，从UE角度而言，收到的信号显得来自单个小区。这在图8中示出，图8示出带有指派到每个点(例如，无线电网络节点)的相同小区标识符的异类无线电通信网络。注意，只示出了一个宏点102，其它宏点一般将使用不同小区id (对应于不同小区)，除非它们共处在相同站点(对应于宏站点的其它扇区)。在使用几个共位宏点的后一情况下，相同小区id可跨共位宏点和对应于宏点的覆盖区域的合集的那些微微点112共享。同步BCH和控制信道全部从高功率点102传送，而通过使用依赖UE特定RS的共享数据传送(PDSCH)，数据能够也从低功率点112传送到UE 700。此类方案对于能够基于UE特定RS实现I3DSCH的那些UE 700有益，而只支持CRS用于I3DSCH的UE 700 (可能至少包括用于FDD的所有第8/9版UE)要处理来自高功率点的传送，并且因此将在下行链路中不从特别低的功率点的部署中受益。
[0029]单小区id方案适合在与相同小区关联的点之间存有快速回程通信的情况。典型的情况将是基站服务于宏级别上的一个或更多个扇区以及具有到远程无线电单元(RRU)的快速光纤连接，而远程无线电单元起到共享相同小区id的其它点的作用。那些RRU能够表示低功率点，每个带有一个或多个天线。另一示例是所有点具有类似功率类，不存在单个点比其它点更重要的情况。基站因此将以类似方式处理来自所有RRU的信号。
[0030]与典型小区方案相比，共享小区方案的明显优点是在宏基础上只需要调用在小区之间一般涉及的切换过程。另一个重要优点是来自CRS的干扰大幅降低，这是因为CRS不必从每个点传送。在点之间的协调和调度中也有更大得多的灵活性，这意味着网络能够避免依赖半静态配置的“低干扰”子帧的不灵活概念，如图6所示。共享小区方案也允许下行链路与上行链路的分离，以便在上行链路中能够执行例如基于路径损耗的接收点选择，同时对下行链路不造成严重的干扰问题，其中，UE 700可由与在上行链路接收中使用的点不同的传送点服务。一般情况下，这意味着UE 700的传送由微微点112接收，同时在下行链路中，UE 700从宏点102接收。
[0031]LTE中的h行链路功率控制
根据第10版LTE，通过估计路径损耗(PL)项以及通过将它与各种UE和小区特定功率偏移项组合，执行UL功率控制(PC)。下面等式I中示出了来自第10版的示例PC公式:
【权利要求】
1.一种在无线电通信网络的无线装置(700)中用于控制来自所述无线装置(700)的输出传送功率的方法，所述方法包括: 响应所述无线装置(700)中定义的准则，在多个集中选择(1100) —个集，每个集包含驻留于所述无线装置(700)的存储器中的多个功率步长值，其中至少一些所述功率步长值在所述集之间不同； 接收(1102)功率控制命令； 响应所述功率控制命令，选择(1104)所述集中所述选择的集的所述功率步长值之一；以及 响应所述选择的功率步长值，控制(1106)来自所述无线装置(700)的所述输出传送功率。
2.如权利要求1所述的方法，其中: 所述功率控制命令在来自也包括第二无线电网络节点(112)的异类网络的第一无线电网络节点(102)的下行链路中收到，所述第一无线电网络节点(102)提供与所述第二无线电网络节点(112)不同的通信服务小区大小；以及 选择(1100)包含所述多个功率步长值的所述多个集中的一个集包括: 响应指示所述无线装置(700)在传送到所述第一无线电网络节点(112)的同时在接收来自所述第一无线电网络节点(112)的信号的所述准则，选择(1200)所述集中的第一集；以及· 响应指示所述无线装置(700)在传送到所述第二无线电网络节点的同时在接收来自所述第一无线电网络节点(112)的信号的所述准则，选择(1202)所述集中的第二集。
3.如权利要求2所述的方法，其中: 所述集中的所述第二集包括比所述集中的所述第一集更大量级的功率步长值，以控制所述无线装置(700)响应所述功率控制命令进行对应更大的功率更改。
4.如权利要求3所述的方法，其中: 所述第一无线电网络节点(102)是宏小区无线电网络节点；以及 所述第二无线电网络节点(112)是微微小区无线电网络节点。
5.如权利要求1所述的方法，其中选择(1100)包含所述多个功率步长值的所述多个集中的一个集包括: 接收(1300)下行链路控制消息； 识别(1302)由所述下行链路控制消息定义的格式；以及 响应所述下行链路控制消息定义的所述格式，选择(1304)所述多个集中的所述一个集。
6.如权利要求5所述的方法，其中响应所述下行链路控制消息定义的所述格式，选择所述多个集中的所述一个集包括: 响应指示所述无线装置(700)在接收来自异类网络的第一小区的下行链路信号的同时在将上行链路信号传送到所述第一小区的所述下行链路控制消息定义的所述格式，选择(1304)所述多个集中的第一集；以及 响应指示所述无线装置(700)在接收来自所述第一小区的下行链路信号的同时在将上行链路信号传送到所述异类网络的第二小区的所述下行链路控制消息定义的所述格式，选择(1306)所述多个集中的第二集，其中所述第一小区大于所述第二小区。
7.如权利要求6所述的方法，其中: 所述多个集的所述第二集包括比所述多个集的所述第一集更大量级的功率步长值，以控制所述无线装置(700)响应所述功率控制命令进行更大的功率更改。
8.如权利要求1所述的方法，其中选择(1100)包含所述多个功率步长值的所述多个集中的Iv集包括: 接收(1400)无线电资源控制信令和/或媒体接入控制信令；以及响应所述无线电资源控制信令和/或所述媒体接入控制信令，在所述多个集中进行选择(1402)。
9.如权利要求1所述的方法，其中选择(1100)包含所述多个功率步长值的所述多个集中的一个集包括: 接收(1500)路径损耗测量参考符号的当前集； 识别(1502)路径损耗测量参考符号的所述当前集与更早收到的路径损耗测量参考符号的以前集不同；以及 响应所述识别的不同，在所述多个集中进行选择(1504)。
10.一种在无线电通信网络的无线电网络节点(102)中用于控制来自无线装置(700)的输出传送功率的方法，所述方法包括: 响应所述无线电网络节·点(102)中定义的准则，在多个集中选择(1600) —个集，每个集包含多个功率步长值，其中至少一些所述功率步长值在所述集之间不同； 响应所述选择的集，将集选择命令传送(1602)到所述无线装置(700)，以控制所述无线装置(700)在多个集中选择对应的一个集，每个集包含驻留于所述无线装置(700)的存储器中的多个功率步长值； 选择(1604)所述选择的集的所述功率步长值之一；以及 响应所述选择的功率步长值，将功率控制命令传送(1606)到所述无线装置(700)，以控制所述无线装置(700)选择驻留于所述无线装置(700)的所述存储器中所述选择的对应集的所述功率步长值的一个对应值，以便控制来自所述无线装置(700)的所述输出传送功率。
11.如权利要求10所述在所述无线电网络节点(102)中的方法，还包括: 接收(1800)来自另一无线电网络节点(112)的测量报告，所述测量报告包含由所述另一无线电网络节点(112)从所述无线装置(700)收到的上行链路信号的功率测量；以及响应所述测量报告，选择(1802)要传送到所述无线装置(700)的所述功率控制命令。
12.如权利要求11所述在所述无线电网络节点(102)中的方法，其中响应在用于由所述另一无线电网络节点(112)从所述无线装置(700)收到的所述上行链路信号的所述测量报告中包含的信号强度测量，选择所述功率控制命令。
13.如权利要求11所述在所述无线电网络节点(302)中的方法，还包括 比较(1900)所述测量报告中包含的所述功率测量和阈值功率电平以生成比较值，以及 其中在包含所述多个功率步长值的所述多个集中选择一个集包括响应所述比较值，在所述多个集中选择(1902)所述一个集。
14.如权利要求10所述在无线电网络节点(102)中的方法，其中选择包含所述多个功率步长值的所述多个集中的一个集包括: 响应指示所述无线装置(700)在传送到第一无线电网络节点的同时在接收来自所述第一无线电网络节点的信号的所述准则，选择(1700)所述集中的第一集；以及 响应指示所述无线装置(700)在传送到第二无线电网络节点(112)的同时在接收来自所述第一无线电网络节点(102)的信号的所述准则，选择(1702)所述集中的第二集，所述第一和第二无线电网络节点(102，112)在异类网络内具有不同通信服务小区大小。
15.如权利要求14所述在所述无线电网络节点中的方法，其中: 所述集中的所述第二集包括比所述集中的所述第一集更大量级的功率步长值，以控制所述无线装置(700)响应所述功率控制命令进行更大的功率更改。
16.如权利要求15所述在所述无线电网络节点(102)中的方法，其中: 所述第一无线电网络节点是宏小区无线电网络节点；以及 所述第二无线电网络节点是微微小区无线电网络节点。
17.如权利要求10所述在所述无线电网络节点(102)中的方法，其中将所述集选择命令传送到所述无线装置(700)包括: 控制(2000)由从所述无线电网络节点传送到所述无线装置(700)的下行链路控制消息定义的格式，以控制所述无线装置(700)选择驻留于所述无线装置(700)的所述存储器中的所述多个集的所述对应一个集。`
18.如权利要求10所述在所述无线电网络节点(102)中的方法，其中将所述集选择命令传送到所述无线装置(700)包括: 通过无线电资源控制信令和/或媒体接入控制信令，将所述集选择命令从所述无线电网络节点传送到所述无线装置(700)。
19.一种在无线电通信网络中使用的无线装置(700)，所述无线装置(700)包括: 至少一个收发器(2302)，配置成与所述无线电通信网络中的多个无线电网络节点(700)进行通信； 存储器(2306)，配置成存储多个集，每个集包含多个功率步长值，其中至少一些所述功率步长值在所述集之间不同；以及 处理器电路(2304)，配置成响应所述无线装置(700)中定义的准则，选择(1100)包含所述功率步长值的所述多个集中的一个集，配置成通过所述至少一个收发器，接收(1102)来自第一无线电网络节点(102)的功率控制命令，配置成响应所述功率控制命令，选择(1104)所述选择的集的所述功率步长值之一，以及配置成响应所述选择的功率步长值，控制(1106)从所述至少一个收发器到第二无线电网络节点(112)的输出传送功率。
20.一种无线电通信网络的无线电网络节点(102)，所述无线电网络节点(102)包括: 网络接口(2202)，配置成接收来自另一无线电网络节点(112)的测量报告，所述测量报告包含由所述另一无线电网络节点(112)从无线装置(700)收到的上行链路信号的功率测量； 至少一个收发器(2201)，配置成将信号传送到所述无线装置(700);以及 处理器电路(2204)，配置成: 响应所述无线电网络节点(102)中定义的准则，在多个集中选择(1600) —个集，每个集包含多个功率步长值，其中至少一些所述功率步长值在所述集之间不同； 响应所述选择的集，通过所述至少一个收发器(2201)将集选择命令传送(1602)到所述无线装置(700)，以控制所述无线装置(700)在多个集中选择对应的一个集，每个集包含驻留于所述无线装置(700)的存储器(2306)中的多个功率步长值； 响应所述测量报告之一，选择(框1604)所述选择的集的所述功率步长值之一；以及响应所述选择的功率步长值，通过所述至少一个收发器将功率控制命令(框1606)传送到所述无线装置(700)，以控制所述无线装置(700)选择在驻留于所述无线装置(700)的所述存储器中的所述选择的对应集中包含的所述功率步长值的对应一个值，以便控制从所述无线装置(700)到所述另·一无线电网络节点(112)的所述输出传送功率。
【文档编号】H04W52/22GK103858493SQ201280050158
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年8月1日 优先权日:2011年8月12日
【发明者】A.安托, G.荣格伦, S.帕克瓦尔, S.索伦蒂诺 申请人:瑞典爱立信有限公司