用于多载波无线系统中功率控制的方法和装置的制作方法

专利名称：用于多载波无线系统中功率控制的方法和装置的制作方法
相关申请的交叉引用本申请要求2004年6月30日提交的美国临时专利申请第60/584,215号的权益。
背景技术：
与码分多址(CDMA)系统相比，比如正交频分多址(OFDMA)系统这样的多载波(MC)系统具有如下优点由于所谓子载波之间的正交性而具有较少的小区/扇区之内干扰。然而，小区间干扰对于MC系统而言、尤其是对于具有高的频率再利用的MC系统而言仍然是具有挑战性的难题。
功率控制以及自适应调制和编码是用以增加无线系统容量的两种有效方法。例如，在CDMA中考虑以热噪声电平升高(Rise over Thermal，RoT)这一概念为基础的功率控制。比如OFDMA系统这样的MC系统具有与包括CDMA在内的其它类型的系统不同的许多系统特性，在该MC系统中，除了控制功率之外还进行自适应调制和编码，以便应对小区间干扰和最大化网络容量，这仍然是实际的问题。


图1示出了分别在频域和时域——子信道和时隙中划分成小型单元的无线电资源。
图2图示了三类子载波。
图3在时域中图示了一般由时间帧、时隙和OFDM符号组成的多载波信息的基本结构。
图4描绘了由多个小区组成的蜂窝无线网络，其中每个小区中的覆盖是由基站(BS)提供。
图5示出了如下网络，其中相邻小区将同一频率用于它们的传输，而在一个小区的边界处的移动站对于在相邻小区中的移动站造成干扰。
图6示出了如下网络，其中在移动站信号交迭区处的移动站对于在使用相同信道的相邻扇区中的移动站造成干扰。
图7图示了具有其输入和输出的AMCP(自适应调制、编码和功率)控制器，其中该AMCP控制器使用其部分或者全部的输入来生成其输出。
图8是针对每个子载波的热噪声电平上升(RoT)的图示，该RoT是接收功率密度与热噪声功率密度之比，而如果RoT是dB制式，则它是dB的接收功率与dB的热噪声之差。
图9是示例性OFDM系统中功率控制的图示，其中数字可变增益G1、G2...和GN被应用于可以使用不同MCS(调制和编码方案)和传输功率电平的子载波。
图10图示了控制算法的第一步，其中AMCP控制器在不考虑RoT阈的情况下导出适当的传输功率电平和MCS。
图11图示了该控制算法的第二步，其中AMCP控制器执行RoT检查。
图12图示了控制算法的第一步，该控制算法仅考虑适合于比如语音这样的应用的一个MCS。
图13描绘了RoT阈计算器，其中在每个小区中为每个数据链路计算RoT阈。
具体实施例方式
在以下描述中通篇提及的多载波系统可以是任何制式，比如OFDM或者多载波码分多址(MC-CDMA)。所提出的方法也可以应用到下行链路、上行链路或者二者，其中双工技术是时分双工(TDD)或者频分双工(FDD)。
以下描述提供了具体细节以便于对各种实施例的透彻理解和本领域技术人员的实施。然而，本领域技术人员将理解到，即使没有这样的细节仍然可以实践本发明。在一些实例中，没有具体地示出或者描述众所周知的结构和功能，以避免不必要地使得对实施例的描述难以理解。
除非上下文另有明显要求，遍及说明书和权利要求书的如“包括”等词语将被理解为具有与排他或者穷尽意义相对的包含意义；也就是说，具有“包括但不限于”的意义。在具体实施方式
中使用了单数或者复数的词语也分别地包括复数或者单数。此外，“上文”、“下文”和类似含义的词语在运用于本申请中时应当指代作为整体的本申请，而不是本申请的任何特定部分。当权利要求针对两个或者更多项的列举使用了词语“或者”时，该词语涵盖了对词语的所有以下解释该列举中的任何项目、该列举中的所有项目、以及该列举中项目的任何组合。
如图1中所示，多载波通信系统中的物理介质资源(例如无线电或者有线资源)可以在频域和时域二者中加以划分。这一规范划分为资源共享提供了高度灵活性和细微颗粒度。
多载波信号在频域中的基本结构是由子载波组成。子信道是由子载波形成，而每个子信道可以设置于不同功率电平。数据子载波可以用具体的方式分组到子信道中。在特定的频谱带或者信道之内，有固定数目的子载波。图2图示了如下三类子载波1.数据子载波，该子载波携带信息数据；2.导频子载波，该子载波的相位和幅度是预定的并且使之为所有接收器所知，而且用于辅助比如系统参数估计这样的系统功能；以及3.静默子载波，该子载波没有能量，而且用于防护带和用作DC载波。
数据子载波可以设置到有子信道之称的分组中，以便支持可伸缩性和多路访问。形成一个子信道的子载波可以相互邻近，也可以不这样。每个用户可以使用一些或者所有子信道。由邻近子载波形成的子信道被称为聚集(或者群集)子信道。聚集子信道可以具有彼此不同的功率电平。
如图3中所示，多载波信号在时域中的基本结构一般是由时间帧310、时隙312和OFDM符号314组成。帧310由许多时隙312构成，而每个时隙312包括许多OFDM符号314。通过在频域中对OFDM信号应用逆快速傅立叶变换(IFFT)来生成OFDM时域波形。在波形本身的开头中插入称之为循环前缀(CP)316的时间波形末尾部分的拷贝，以便形成OFDM符号314。使用该循环前缀扩展，就可以在符号长度之上的任一处获取在接收器处执行FFT所需要的采样。这就提供了多径抗扰性以及对于符号时间同步误差的容错性。
图4图示了通常有蜂窝结构之称的结构。在蜂窝无线网络中，待由该网络来服务的地理区域通常被划分成称作小区410的较小区域。在每个小区410中其覆盖是由基站(BS)412提供。在每个覆盖区之内，移动站用作为用户与网络之间的接口。基站412通常通过专用链路来连接到网络的主干线。基站412也起到焦点的作用，该焦点用以通过无线电信号分发信息到它的移动站和从它的移动站收集信息。
在具有基站和移动站的蜂窝系统中，从基站到移动站的传输称为下行链路，而从移动站到基站的传输称为上行链路。每个基站向通常有小区之称的它的指定区域提供覆盖。如果小区划分成扇区，则在系统工程看来每个扇区可以视为小区。在这一上下文中，术语“小区”和“扇区”是可互换的。所谓“基站”也可以是在物理上设置在一起但是它们的天线面向不同方向/扇区的基站收发器。
在小区400的边界510处，如图5中所示，移动站512可能需要传输较高功率以补偿较高路径损耗，在该情况下这可能对于在相邻小区中的基站412造成强干扰。这也可能在同一小区的两个相邻扇区的交迭区610中发生，如图6中所示。
热噪声电平升高(RoT)的值相对于单位频率带宽而言被限定为平均接收信号功率密度电平(分贝)与热噪声功率密度电平(分贝)之差。在线性标度中，RoT等效于信噪比(SNR)。在这一上下文中，SNR和RoT是可互换的。在OFDMA网络的情况下，为一个或多个子信道810在频域中测量RoT，如图8中所示。信道的平均RoT是每个子信道的RoT之和除以子信道数目。
使用RoT约束来控制传输功率的目的之一在于限制多载波、多小区无线通信网络中的小区间干扰，以便实现在最大化服务小区的容量与最小化由于来自服务小区的功率发射而造成的其他小区的容量减少之间的平衡。规则集将自行施加于或者由远程控制器施加于发射器(基站或者移动站)以便设置传输功率和MSC(调制和编码方案)。
根据所公开的实施例的多个方面，AMCP(自适应调制、编码和功率控制)控制器被设计用以在具有子信道配置的多载波、多小区无线通信网络中执行功率控制操作以减轻小区间干扰。对AMCP控制器的输入包括信道质量测量信息(CQI)、RoT测量以及比如RoT阈、信道质量要求、传输功率范围和服务类型这样的其他因素。AMCP控制器的输出包括传输功率和MCS。
在一个实施例中，每个子信道可以使用与其他子信道的MCS和功率控制不同的MCS和功率控制。AMCP控制器然后确定MCS和传输功率电平，而且单独为每个子信道执行RoT检查。
在另一实施例中，例如分配给同一用户的子信道这样的多个子信道可以使用同一MCS和功率控制以减少控制开销。AMCP控制器然后在共同考虑之下为子信道确定MCS和传输功率电平。AMCP控制器也为这些子信道共同地执行RoT检查。
为不失一般性，在本文中，比如发射功率电平或者接收功率电平这样的功率电平意味着一个或多个子信道的平均功率密度。实际功率是功率密度乘以一个或多个子信道的带宽。总功率就是系统中每个用户的功率之和。
在以下描述中，某些参数和控制过程被用来说明本发明的不同方面。然而，应当注意，例如改变控制步骤次序这样的其他等效实施可以被设计用来实现相同效果。
在图7中所示的一个实施例中，AMCP控制器710接收比如CQI和RoT测量这样的频繁变化和更新的信息以及比如RoT阈、服务类型、质量要求、发射器功率范围和下文考虑的其他因素这样的相对不那么频繁变化和更新的信息。下面描述的控制算法使用了部分或者全部的这些输入以生成比如MCS和传输功率电平这样的输出，该输出被发送到发射器而且在发射器的下一传输期间为发射器所遵循。
CQI可以是SINR(信号与干扰加噪声之比)、BER(误码率)、PER(包错误率)或者其任何组合。CQI也可以是比如平均SNR这样的单个数字或者比如SINR的分布或者SINR的期望值和方差这样的统计。
比如数据、语音或者视频这样的称之为应用的不同服务类型可以要求不同的功率控制机制。
传输功率范围被设置为将传输功率保持于发射器功率发射能力的范围之内。当发射器的总功率受限时，最大传输功率密度与所用带宽成反比。
质量要求，又称之为用以维持数据吞吐量或者语音质量的对信号质量的要求，可以包括用于不同MCS的BER/PER或者SINR阈。与质量要求的生成和使用有关的更多细节将在随后的实施例中有详细阐述。
RoT阈是最大容许RoT。它用作为调节传输功率电平的一个因素。设置RoT阈的一个目的在于限制与其他小区的干扰以及稳定多小区网络的功率控制。与RoT阈的生成和使用有关的细节也将在随后的实施例中有详细阐述。
在图7中描绘的AMCP控制器710为移动站或者子信道生成比如MCS和传输功率电平这样的输出，该输出被发送到发射器而且在发射器的下一传输期间为发射器所遵循。功率控制可以包括所请求的绝对功率电平和/或当前功率设置的相对增加量或者减少量。在一个实施例中，不同地设置不同子信道的功率电平，使得适当功率被分配给每个子信道以在最小化对其他用户的干扰同时满足它所需的性能。
图9是对OFDM系统中功率控制的图示，其中数字可变增益902 G1、G2、GN被应用于子信道904，该子信道可以包括具有不同传输功率电平的不同MCS。模拟域增益906 Ga被用来控制总传输功率信号处理以满足设备的传输功率要求。在图9中，在可变增益应用于子信道904之后，它们被输入到逆离散傅立叶变换(IDFT)模块908。来自IDFT的输出是时域信号，该信号在增添了循环前缀之后(方块914)从并行信号转换成顺序信号(方块910)、进而转换成模拟信号(方块912)。
在一个实施例中，使用以下两步控制过程，AMCP控制器710在满足RoT阈的要求和控制传输功率的同时最大化数据吞吐量。
如图10中所示，在步骤1中，AMCP控制器710在不考虑RoT阈的情况下导出适当的传输功率电平和MCS(方块1002)。通过下式来更新在接收器处的可实现CQI(Qnew)，Qnew＝Qcurrent+Pmax-Pcurrent其中Qcurrent表示在接收器处的当前测量CQI，Pmax表示在发射器处可用的最大传输功率，而Pcurrent表示在发射器处的当前传输功率。起初，通过在发射器处使用最大功率这一假设来计算Qnew。如果Qnew超过协议中对于最高MCS的CQI要求，则AMCP控制器710选择最高MCS，而且以某一裕度为该MCS设置必要的传输功率电平(Pnew)(方块1004)。换句话说，控制方案削减CQI溢出部分。一旦已经实现最高MCS，这就潜在地最小化传输功率，以便限制在其他小区中的干扰。
如果Qnew低于对于最高MCS的CQI要求(方块1006)，则AMCP控制器710选择使用最大传输功率作为Pnew，而且基于Qnew的值导出适当的MCS(方块1010)。如果Qnew甚至低于协议中对于最低MCS的CQI要求，则AMCP控制器710可以拒绝传输而且开始断讯过程(方块1008)，在其过程中这一特定链路的请求被拒绝或者考虑其他补救，比如切换到另一信道或者增加传输功率密度。在一个实施例中，AMCP控制器710请求该系统中的资源分配工具以减少目标链路的传输带宽，以便提升传输功率密度。其中资源分配工具是将适量的时间-频率资源分配给特定用户的设备。
在步骤2中，AMCP控制器710执行RoT检查，如图11中所示。通过下式来更新在接收器处的新的潜在RoT(Rnew)
Rnew＝Rcurrent+Pnew-Pcurrent其中Rcurrent表示当前RoT测量。起初，通过使用在步骤1中设置的传输功率电平这一假设来计算Rnew。如果Rnew小于RoT阈(方块1102)，则AMCP控制器710维持在步骤1中对传输功率电平和MCS的决策(方块1104)，而这些就是控制算法的最终输出，直至利用更新的测量来进行下一轮计算为止。如果Rnew超过RoT阈，则AMCP控制器710减少传输功率电平以满足RoT阈要求(方块1106)。新的传输功率电平计算如下Pnew＝Pcurrent+Rthreshold-Rcurrent而新的可实现CQI计算如下Qnew＝Qcurrent+Rthreshold-Rcurrent其中Rthreshold表示RoT阈。
基于Qnew，AMCP控制器710选择适当的MCS。这些决策是AMCP控制器710的最终输出，直至利用更新的测量来进行下一轮计算为止。
在另一实施例中，通过使用如图12中所示、在步骤1中有所修改的上述两步控制过程，AMCP控制器710最小化传输功率，同时满足RoT阈的要求以及满足对于比如语音这样的具有恒定码速率的应用而言的数据速率要求，其中该控制算法仅考虑适合于该应用的一个MCS。如图12中所示，如果确定适当的/所需的MCS对于最大传输功率是可能的(方块1202)，则利用与该适当的/所需的MCS对应的传输功率(方块1204)。但是如果确定适当的/所需的MCS对于最大传输功率是不可能的(方块1202)，则AMCP控制器170将拒绝传输而且将开始断讯过程(方块1206)。在上文描述的方法中，可以应用滞后以避免控制的频繁变化。例如，MCS只有在CQI增加已经通过某一阈时才可以增加。
也可以修改上文描述的过程用于开放式循环控制。例如，在网络登录的初始阶段，移动站可以基于来自下行链路的观察路径损耗来估计上行链路CQI和RoT，而且选择适当的传输功率和MCS。也可以增添某一裕度以便将开放式循环估计误差纳入考虑之中。
在一个实施例中，以统计方式完成质量要求的计算，其中基于系统仿真或者测量在表中预存对于不同MCS的要求。在另一实施例中，动态地调整质量要求，促成了双循环功率控制方案。上文讨论的具有RoT约束的功率控制循环变成内部功率控制循环，其中通过外部控制循环来动态地调整质量要求。例如，通过外部控制循环基于帧误差率测量来确定形式为SINR的质量要求。外部循环尝试通过基于它的测量适当地设置内部循环阈来维持链路质量。
正确地设置RoT阈改进了整体网络容量也稳定了网络操作。低的RoT阈将重点放在限制小区间干扰，而很高的RoT本质上禁止RoT约束，并且每个小区表现得既独立又“自私”。
在一个实施例中，在AMCP控制器710与RoT阈的全局优化之间全网络性的协调被用来实现最佳整体性能。在这一实施例中，中央处理器基于来自基站的信息来确定用以对特定子信道上的网络容量进行优化的RoT阈值。
在另一实施例中，分布式方法被用来提供针对以上问题的解决方案，其中在基站处设计了RoT阈计算器1310用以基于输入因素来为每个数据链路确定RoT阈值，该输入因素比如是小区配置、频率再利用因子、几何/路径损耗信息、传输优先级、子信道配置和来自其它小区或者其它用户的反馈，如图13中所示。一些因素是准确的数字值(例如频率再利用因子“1”)，一些因素是统计量(例如路径损耗)，而其它因素是定性测量(例如小区配置和子信道配置)。阈值连同其它信息元素一起输入到AMCP控制器710。可以时常更新该计算以反映通信环境和背景的变化。
小区配置又称为邻近小区的半径和分布。对于其中整体容量的主要限制在于传输功率的大型小区或者隔离小区而言，RoT阈设置可以较高。另一方面，对于其中此情形变为主要受干扰限制的拥堵小型小区而言，RoT阈设置可以较低。
频率再利用因子是指多少频谱为不同小区所用。频率再利用因子“1”意味着同一频率用于每个小区中。频率再利用因子“3”意味着三个不同频率集用于三个相邻小区。对于大的频率再利用因子而言，RoT阈可以设置得较高，而对于小的频率再利用因子而言，RoT阈可以设置得较低(注意小的频率再利用因子实际上意味着高的频率再利用，而大的频率再利用因子实际上意味着低的频率再利用)。
几何信息是指基站和移动站的相对位置，例如从移动站到不同基站的距离。与关于传播环境的信息相组合的几何信息可以用来导出从移动站到它的服务基站或者邻近基站或者相反的路径损耗。也可以导出和使用从基站到它自己的小区和其它小区中的移动站的路径损耗。路径损耗影响了由于当前小区的功率发射而对其它小区施加的干扰的数量。如果到其它小区的路径损耗很大则可以针对通信链路设置相对较高的RoT阈，在该情况下在当前小区中即使是相对大的功率发射却可以生成对其它小区微乎其微的干扰。
如果到服务基站的路径损耗接近于到一个或者多个其它基站的路径损耗，如下表1中所示，则移动站可能在相邻小区的边界或者交迭区处。在这一情况下，较低的RoT阈是合乎需要的。另一方面，如果到服务基站的路径损耗显著地小于到其它基站的路径损耗，如表2中所示，则移动站可能在服务小区的中央处，并且可能因它的功率发射而生成对其它小区微乎其微的干扰。在这一情况下，可以使用较高的RoT阈。
表1.

表2.


在一个实施例中，从移动站到它的服务基站和相邻基站的路径损耗是根据来自这些基站的下行链路信号的强度来计算。每个基站可以发送唯一下行链路前导信号或者导频模式。移动站通过信号互相关或者其它信号处理方法来扫描这些前导信号或者导频模式。每个互相关结果的量值指示了到每个基站的路径损耗。路径损耗信息可以反馈到基站以供进一步处理。
在另一实施例中，唯一测距信号可以定期地或者在接入之初由移动站发送到目标基站。其它相邻基站也可以检测这样的信号而且测量对应的路径损耗。路径损耗信息可以馈送到服务基站以供RoT阈设置。
在设置RoT阈时也考虑传输优先级。传输优先级可以包括如下因素，比如用户或者应用的QoS、当前传输延迟或者等待通过链路来传输的数据缓冲器的大小。优先级越高、延迟越大或者缓冲器大小越大，指示了将所考虑的链路的吞吐量最大化就越紧迫。这样的紧迫性可能超越对小区间干扰进行限制的重要性，其影响在RoT阈的设置期间可能是不确定的。在这一情况下，可以设置较高RoT阈。另一方面，如果优先级为低，则可以设置相对较低的RoT阈。
在一个实施例中，使得相邻小区中链路的优先级信息可为服务基站所用。然后，RoT阈设置算法共同地考虑所有可用信息以优化整体容量。
子信道配置又称为子信道中的子载波组成。在称为配置A的一个实施例中，子信道是由分布于广阔频谱中的子载波组成。在称为配置B的另一实施例中，子信道是由相互更为邻近的子载波组成。用于这些不同子信道配置的RoT阈设置可能由于它们与相邻小区的不同干扰而不同。
对于配置A而言，对其它小区的干扰更为均匀地分布于频谱之上，因而平均RoT的控制比每个单独子信道的RoT阈更为重要。另一方面，对于配置B而言，对其它小区的干扰集中在某一频率子带中。这种子带中的高干扰可能压倒这种子带在其它小区中的使用。因此，单独子信道的RoT阈控制变得非常重要，而较低的RoT阈更为合乎需要。
在一个实施例中，可以先为一个方向上的所有现用链路设置共同的RoT阈以便控制对相邻小区的干扰发射。然后这一共同的RoT阈可以在为每个链路计算单独的RoT阈时用作为一个约束。
在又一实施例中，在邻近扇区/小区之间交换从一个小区中的移动站生成的对其它小区中的基站的干扰之信息，而且确定对应的RoT阈。在协调式功率控制的简单情况下，一个基站经历的总干扰级在相邻小区之间被分摊，然后用于设置RoT阈。
增加基站传输功率可以改进在它自己的小区之内的信号质量，但是与此同时它也增加与相邻小区的干扰。在一个实施例中，调整基站的总传输功率以最大化网络容量。用于大型小区、隔离小区或者具有大的频率再利用因子之小区的功率被设置得高于用于小型小区、拥堵小区或者具有小的频率再利用因子之小区的功率。通过改变每个子载波/子信道的功率密度或者改变所用子载波/子信道的数目来调整总传输功率。
在一个实施例中，为了功率控制而对RoT约束的以上考虑被应用于语音呼叫和新数据连接请求这二者的接纳控制。如果来自RoT阈计算器1310的RoT阈在接纳控制阈以下，这意味着小区中的当前传输非常可能对相邻小区中的用户生成强干扰，则对于新连接的请求将被拒绝，直至RoT阈移到接纳控制阈以上为止。
在另一实施例中，针对基站总传输功率控制的以上考虑被应用于语音呼叫和新数据连接请求这二者的接纳控制。如果所用基站功率已经达到它的最大阈，则对于新连接的请求将被拒绝，直至总传输功率移到其阈以下为止。
对本发明实施例的以上具体描述并非旨在于穷举或者限制本发明于上文公开的确定形式或者在本公开中提及的具体使用领域。尽管上文出于说明的目的描述了本发明的具体实施例及其例子，但是正如本领域技术人员将认识到的那样，各种等效修改在本发明的范围之内是可能的。同样，这里提供的本发明的教授可以应用于其他系统而未必是上文描述的系统。上文描述的各种实施例的单元和行为可以组合用以提供更多实施例。
以上专利和申请以及其他参考文献，包括可能在附带的提交文件中列举的任何参考文献，都通过引用结合于此。如有必要则可以修改本发明的诸多方面，以便利用上文描述的各种参考文献的系统、功能和概念来提供本发明进而更多的实施例。
根据上文的“具体实施方式
”可以对本发明进行变化。尽管上文的描述详述了本发明的某些实施例和说明了所构思的最佳模式，但是无论以上描述在文字上表现得有多么详尽，本发明仍然可以用许多方式加以实践。
因此，实施细节可以相当之多地加以变化，而仍然为这里公开的本发明所涵盖。如上所述，在描述本发明的某些特征或者方面时使用的特定术语不应当理解为意味着该术语在这里被重新限定为限于该术语所关联的本发明的任何具体特性、特征或者方面。
一般来说，在所附权利要求中使用的措词不应当理解为将本发明限制于在说明书中公开的具体实施例，除非上文的具体实施方式
部分明确地限定了这样的措词。因而，本发明的实际范围不仅涵盖了所公开的实施例，而且涵盖了在权利要求之内实践或者实施本发明的所有等效方式。
尽管在某些权利要求形式中提出了本发明的某些方面，但是发明人在任何数目的权利要求形式中构思了本发明的各种方面。因而，发明人保留在提交申请之后增添附加的权利要求以便利用这样的附加权利要求继续寻求本发明的其他方面之权利。
权利要求
1.一种在多小区的无线通信系统中对信号发射器的传输功率以及所传输的信号的调制和编码进行控制、以便增加小区的服务容量和减少与附近小区的小区间干扰的方法，所述方法包括将通信信道设置成多个子信道，其中每个子信道由至少一个子载波构成；以及自适应地控制所传输的信号的调制和编码以及信号传输功率，其中所述自适应控制是基于从系统参数和直接或者间接的性能测量中导出的规则和约束，以及其中所选的传输功率电平满足热噪声电平升高(RoT)的阈要求，以及其中所述自适应控制包括第一过程，其中通过下式来更新在接收器处的可实现信道质量信息(Qnew)Qnew＝Qcurrent+Pmax-Pcurrent，其中Qcurrent表示在接收器处的近期测量CQI(信道质量信息)，Pmax表示在发射器处可用的最大传输功率，而Pcurrent表示在所述发射器处的近期传输功率；在主要标准是要在控制传输功率的同时最大化吞吐量的情况下如果Qnew超过协议中对于最高MCS(调制和编码方案)的CQI要求，则选择最高MCS，而且以某一裕度设置Pnew作为用于该MCS的传输功率电平；如果Qnew低于对于所述最高MCS的CQI要求，则选择所述最大传输功率(Pnew)以基于Qnew的值导出对应的MCS；以及如果Qnew低于所述协议中对于所述最低MCS的CQI要求，则可以拒绝传输而且可以开始断讯过程；在所述主要标准要在满足数据速率要求的同时最大化传输功率的情况下如果Qnew超过所述协议中对于给定MCS的CQI要求，则以某一裕度为所述给定MCS设置必要的传输功率电平；以及如果Qnew低于对于所述给定或者最低MCS的CQI要求，则拒绝传输；以及第二过程，其中执行RoT检查，而且如有需要则调整所述功率以满足所述RoT阈，所述第二过程包括Rnew＝Rcurrent+Pnew-Pcurrent，其中Rnew表示从所述第一过程的计算中获得的新RoT，而Rcurrent表示在应用Pnew之前的RoT测量，以及其中如果Rnew小于所述RoT阈，则维持在所述第一过程期间关于所述传输功率电平和MCS而做出的决策；以及如果Rnew超过所述RoT阈，则减少所述传输功率电平以满足所述RoT阈要求；以及新的传输功率电平计算如下Pnew＝Pcurrent+Rthreshold-Rcurrent，以及新的可实现CQI计算如下Qnew＝Qcurrent+Rthreshold-Rcurrent，其中Rthreshold表示所述RoT阈，而且基于Qnew来选择适当的MCS。
2.如权利要求1所述的方法，其中服务容量是用以传送数据、语音、视频或者其任何组合的容量。
3.如权利要求1所述的方法，在网络登录的初始阶段，移动站可以基于来自下行链路消息的观察路径损耗来估计上行链路CQI和RoT，而且选择适当的传输功率和MCS以及某一裕度以将所述估计误差纳入考虑之中。
4.一种在多载波、多小区的无线通信系统中对信号发射器的传输功率以及所传输的信号的调制和编码进行控制的过程，所述过程包括将通信信道配置成多个子信道，其中每个子信道由至少一个子载波构成；以及自适应地控制所传输的信号的调制和编码以及信号传输功率，以基本上实现在最大化服务小区的容量与最小化由于来自所述服务小区的功率发射而造成的与其他小区的干扰之间的平衡，其中所述自适应控制是基于从系统参数和性能测量中导出的规则和约束。
5.如权利要求4所述的过程，其中所述过程适用于下行链路、上行链路或者二者；多载波系统包括OFDM或者多载波码分多址(MC-CDMA)；以及利用时分双工(TDD)或者频分双工(FDD)技术。
6.如权利要求4所述的过程，其中控制基站的总传输功率，而且对于大型小区、隔离小区或者具有大的频率再利用因子的小区，将最大容许电平设置为相对地高，以及其中对于小型小区、拥堵小区或者具有小的频率再利用因子的小区，将所述基站的总传输功率设置为相对地低，以及其中通过改变每个子载波/子信道的功率密度或者改变所用子载波/子信道的数目来调整所述总传输功率。
7.如权利要求4所述的过程，其中性能测量是SINR(信号与干扰加噪声之比)、BER(误码率)、PER(包错误率)或者其任何组合，以及其中所述性能测量是单个数字或者统计指示。
8.如权利要求4所述的过程，其中基于系统仿真或者测量在表中预存调制和编码要求，或者动态地调整所述质量要求。
9.如权利要求4所述的过程，其中所选的传输功率电平要求满足热噪声电平升高(RoT)的阈，以及其中适用中央控制方法，而且在自适应控制器之间全网络性的协调全局地优化所述RoT阈以实现高的整体性能；以及中央处理器，基于来自基站的信息，确定用来对特定子信道上的网络容量进行优化的所述RoT阈；或者适用分布式方法，而且为每个数据链路计算所述RoT阈；以及RoT阈计算器驻留于控制器内部或者外部，其中对所述计算器的输入包括以下因素中的一个或多个小区配置、频率再利用因子、几何/路径损耗信息、传输优先级、子信道配置和来自其他小区或者其他用户的反馈，而所述计算器的输出是RoT阈值。
10.一种用于在多载波、多小区的通信系统中对传输功率以及所传输的信号的调制和编码进行控制的装置，其中通信信道配置成多个子信道，而每个子信道包括多个子载波，所述装置包括至少一个控制器，配置用以处理输入信息和生成输出信号以便控制传输功率、调制和编码或者二者，其中所述控制器使用部分或者全部的所述输入来生成所述输出信号，以及其中所述输出信号被发送到发射器而且在所述发射器的下一传输期间为所述发射器所遵循；以及其中对所述控制器的所述输入包括直接或者间接的性能测量，其中所述性能测量频繁地变化和反复地更新；以及系统参数和要求，其中所述系统参数是稳定的和不频繁地更新的。
11.如权利要求10所述的装置，其中所述AMCP控制器(a)选择传输功率电平，所述传输功率电平满足信噪比(SNR)或者热噪声电平升高(RoT)的阈要求，而且所述传输功率电平针对具有自适应MCS方案的应用来实现最高的调制和编码方案(MCS)，以及(b)选择对应的MCS。
12.如权利要求10所述的装置，其中使用小区配置、频率再利用因子、几何和路径损耗信息、传输优先级、子信道配置、来自其他小区的反馈或者其任何组合来计算所述SNR或者RoT阈；以及其中所述SNR或者RoT阈在以下情况时被设置为相对地低所述小区的大小相对地小；所述配置相对地拥堵；所述频率再利用因子为小；所述路径损耗增量相对地小；或者所述传输优先级为低；以及所述SNR或者RoT阈在以下情况时被设置为相对地高所述小区的大小相对地大；所述配置相对地隔离；所述频率再利用因子为大；所述路径损耗增量相对地大；或者所述传输优先级为高。
13.如权利要求12所述的装置，其中先为一个方向上的所有现用链路设置共同的SNR或者RoT阈以控制与附近小区的干扰，以及其中所述共同的SNR或者RoT阈在为每个链路计算单独的SNR或者RoT阈时用作为约束。
14.如权利要求12所述的装置，其中与网络之内的干扰出现有关的信息由所述基站用来计算所述SNR或者RoT阈。
15.如权利要求10所述的装置，其中关于移动站到它的服务基站和/或相邻基站的所述路径损耗是根据来自所述基站的和去往所述基站的下行链路或者上行链路信号的强度来确定，其中每个基站发送唯一下行链路前导信号或者导频模式，而所述移动站使用互相关或者其他信号处理方法来扫描这些前导信号或者导频模式，以及其中互相关的结果指示了到每个基站的路径损耗，以及其中所述路径损耗的信息由所述移动站反馈到它的服务基站；或者所述移动站将唯一测距信号发送到目标基站，而所述基站和同样检测这种上行链路信号的其他附近基站根据这种上行链路信号的强度来测量对应的路径损耗。
16.如权利要求10所述的装置，其中所述控制器的输入和输出在每个子信道使用与其他子信道的调制和编码以及功率控制不同的调制和编码以及功率控制的情况下对应于单独子信道，或者在子信道集使用同一调制和编码以及功率控制以减少控制开销的情况下对应于该子信道集。
17.一种在多小区的无线通信系统中对信号发射器的传输功率以及所传输的信号的调制和编码进行控制、以便增加小区的服务容量和减少与附近小区的小区间干扰的装置，所述装置包括用于将通信信道设置成多个子信道的装置，其中每个子信道由至少一个子载波构成；用于对所传输的信号的调制和编码以及信号传输功率自适应地进行控制的装置，其中所述自适应控制的操作是基于从系统参数和直接或者间接的性能测量中导出的规则和约束，以及其中所选的传输功率电平满足热噪声电平升高(RoT)的阈要求；以及用于计算所述RoT阈的装置，其中所述计算装置通过应用以下因素中的至少一个来计算所述RoT阈小区配置、频率再利用因子、几何/路径损耗信息、传输优先级、子信道配置和来自其他小区或者其他移动用户的反馈。
18.一种在多小区的无线通信网络中能对传输功率以及所传输的信号的调制和编码进行控制的基站，所述基站包括收发器；耦合到所述收发器用于对所传输的信号的调制和编码以及信号传输功率自适应地进行控制的设备，其中所述自适应控制是基于从系统特性和直接或者间接的性能指示中导出的边界，以及其中所选的传输功率电平满足热噪声电平升高(RoT)或者信噪比(SNR)的阈要求；用于基于小区配置、频率再利用因子、几何/路径损耗信息、传输优先级、子信道配置、来自其他小区或者其他远程单元的反馈或者其任何组合来计算所述RoT阈的设备；如下配置，其中与所述网络之内的干扰出现有关的信息由所述基站用来计算所述RoT阈；以及如下配置，其中从移动站到所述基站的所述路径损耗是根据来自所述基站的和去往所述基站的下行链路或者上行链路的强度来确定。
19.如权利要求18所述的基站，其中控制所述基站的总传输功率，而且对于大型小区、隔离小区或者具有大的频率再利用因子的小区，将最大容许电平设置为相对地高，以及其中对于小型小区、拥堵小区或者具有小的频率再利用因子的小区，将所述基站的总传输功率设置为相对地低，以及其中通过改变每个子载波/子信道的功率密度或者改变所用子载波/子信道的数目来调整所述总传输功率。
20.如权利要求18所述的基站，其中关于移动站到所述基站的所述路径损耗是以如下方式来确定每个基站发送唯一下行链路前导信号或者导频模式，而所述移动站使用互相关或者其他信号处理方法来扫描这些前导信号或者导频模式，以及其中互相关的结果指示了到每个基站的路径损耗，以及其中所述路径损耗的信息由所述移动站反馈到它的服务基站；或者所述移动站将唯一测距信号发送到所述基站，而所述基站和同样检测这种上行链路信号的其他附近基站根据这种上行链路信号的强度来测量对应的路径损耗。
全文摘要
所公开的方法和装置在多载波、多小区的通信系统中最大化服务小区的容量和最小化由于来自服务小区的功率发射而造成的小区间干扰。该控制方法和装置将比如小区配置、频率再利用、几何和路径损耗信息、传输优先级、子信道配置、来自其他小区的反馈或者其任何组合这样的各种因素纳入考虑之中，而且产生对传输功率电平以及所传输的信号的调制和编码进行控制的信号。
文档编号H04W52/00GK1998247SQ200580015747
公开日2007年7月11日 申请日期2005年6月29日 优先权日2004年6月30日
发明者李小东, 李克民, 罗国扬, 黄海明, 孟军 申请人:桥扬科技有限公司