专利名称：通信系统中的功率控制和服务质量(QoS)实施方案的制作方法
通信系统中的功率控制和服务质量(QoS)实施方案在35 U.S.C. §119下主张优先权本专利申请案主张2005年3月4日申请的题为"QUALITY OF SERVICE IMPLEMENTATION OF POWER CONTROL FOR A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM UTILIZING ORTHOGONAL MULTIPLEXING"的第60/658,990号临时申请案 和2005年8月10日申请的题为"POWER CONTROL AND QUALITY OF SERVICE (QOS) IMPLEMENTATION IN A COMMUNICATION SYSTEM"的第60/707,208号临时申请案 的优先权，且所述临时申请案转让给本受让人并以引用方式明确并入本文中。 技术领域本揭示内容大体上涉及通信，且更具体地说，涉及通信系统中的数据传镩和功率控制。
背景技术：
多路存取通信系统可在前向和反向链路上同时与多个终端通信。前向链路(或下行 链路)是指从基站到终端的通信链路，且反向链路(或上行链路)是指从终端到基站的 通信链路。多个终端可同时在反向链路上传输数据且/或在前向链路上接收数据。这通常 通过在每一链路上多路复用多个传输使其在时间、频率和/或代码域中彼此正交来实现。多路存取系统可支持多种通信服务，例如语音、包数据等。每一服务可与特定性能 要求相关联。接收不同服务的终端可分布在系统的整个覆盖区域上，且可观测到不同的 信道条件。因此，这些终端需要不同量的传输功率，以便实现针对正在接收的服务而指 定的性能。因此，此项技术中需要用以确保多路存取系统中的终端可实现针对系统所支持的服 务而指定的性能的技术。 发明内容本文描述用于在多路存取通信系统中控制传输功率且支持服务质量(QoS)实施方 案的技术。QoS是指数据传输的所需或最小性能水平。QoS可由一种或一种以上标准量 化，例如目标包错误率(PER)、最小数据速率、最大延迟或等待时间等。QoS等级与特 定QoS要求相关联，例如特定目标PER、特定最小数据速率、特定最大延迟等。可针对 系统界定具有不同QoS要求的多个QoS等级。系统所支持的服务可映射到QoS系统。
所述系统中针对一扇区的基站针对系统所支持的所有QoS等级而从终端接收数据传 输。基站处理所述数据传输，且获得这些传输的状态信息。状态信息可指示每一所接收 包是正确(良好)还是错误(擦除)解码以及每一所接收包经历的延迟。基站选择一个 或一个以上数据传输以用于更新每一 QoS等级的QoS参数。针对每一 QOS等级选择的 数据传输可以是来自位于覆盖边缘处的终端的数据传输。每一 QoS等级的QoS参数可以 是功率控制参数，其确定用于针对QoS等级发送的数据传输的传输功率。对于每一QoS 等级，基站基于针对所述QoS等级选择的数据传输的状态信息来确定一个或一个以上 QoS度量，且基于所述一个或一个以上QoS度量和针对所述QoS等级的一个或一个以上 QoS要求来更新QoS参数。基站可将针对所有QoS等级的QoS参数广播到所述扇区中 的终端。每一终端获得针对终端所属的QoS等级的QoS参数，且将此QoS参数用于发 送到基站的数据传输的功率控制。下文进一步详细描述所述揭示内容的各个方面和实施例。
图l展示具有多个基站和多个终端的系统。图2展示支持多个QoS等级的功率控制机制。图3展示用于更新QoS等级的QoS参数的过程。图4展示用于基于错误事件率来更新QoS等级的QoS参数的过程。图5展示具有四个循环的功率控制机制。图6展示终端和两个基站的方框图。
具体实施方式
本文中使用词"示范性"来意指"充当实例、例子或说明"。没有必要将本文中描述 为"示范性"的任何实施例或设计解释为比其它实施例或设计优选或有利。本文所描述的QoS和功率控制技术可用于各种多路存取通信系统。举例来说，这些 技术可用于码分多址(CDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、时分多址(TDMA)系 统、正交频分多址(OFDMA)系统、空分多址(SDMA)系统、准正交多路存取系统等。 所述技术也可用于前向和反向链路上的传输。为清楚起见，以下描述大部分针对反向链 路传输。图1展示具有多个基站110和多个终端120的多路存取通信系统100。基站通常是与 终端通信的固定站，且也可被称为存取点、节点B或某其它术语。每一基站110提供针 对特定地理区域102的通信覆盖。术语"小区"可取决于使用所述术语的上下文而指代
基站和/或其覆盖区域。为了改良系统容量，可将基站覆盖区域分割为多个较小区域，例 如三个较小区域104a、 104b和104c。每一较小区域由各自基地收发器子系统(BTS)服 务。术语"扇区"可取决于使用所述术语的上下文而指代BTS和/或其覆盖区域。对于扇 区化小区，用于所述小区的所有扇区的BTS通常共同定位在所述小区的基站内。出于简 化起见，术语"基站"在本文中一般用于服务于小区的固定站和服务于扇区的固定站两 者。系统控制器130耦合到基站110,且提供对这些基站的协调和控制。终端可以是固定的或移动的，且还可称为移动站、无线装置、用户设备或某其它术 语。每一终端可在任何给定时刻与零个、 一个或多个基站通信。在以下描述中，术语"终 端"与"用户"可交换地使用，且术语"扇区"与"基站"也可交换地使用。服务基站 是终端与之通信的基站/扇区。系统100可提供各种通信服务，例如语音、包数据、视频、媒体广播、文本消息传 送等。每一服务和/或服务的每一层级可与特定性能要求相关联。举例来说，语音服务可 与特定目标PER、最小数据速率和最大延迟要求'相关联。作为另一实例，包数据服务可 与特定目标PER要求相关联，且包数据服务的不同层级可与不同的最小数据速率要求相 关联。包数据服务也可与针对以下各项的要求相关联包等待时间、等待时间抖动、包 调用等待时间(其可对于例如HTTP的业务是恰当的，其中每次调用存在多个对象)、包 调用等待时间抖动、擦除速率、误检测、假警报、停机概率等或其任何组合。可针对系统界定多个(L个)QoS等级，其中L〉1。每一QoS等级与特定QoS要求 相关联，且不同的QoS等级具有不同的QoS要求。系统所支持的服务可映射到QoS等 级。 一般来说，每一服务可映射到不同QoS等级，某一服务的具有不同性能要求的不同 层级可映射到不同的QoS等级，具有相同性能要求的不同服务可映射到同一 QoS等级， 等等。举例来说，语音或包数据服务的不同层级可具有不同的最小数据速率要求，但具 有相同的目标PER和最大延迟要求，且每一层级可映射到不同QoS等级。针对每一QoS 等级的QoS要求可由映射到所述QoS等级的服务的性能要求确定。举例来说，语音服务 的QoS等级可与特定错误事件率相关联，其中错误事件可归因于经错误解码的包或在特 定最大延迟之后接收到的包。针对此QoS等级的QoS要求于是由针对语音服务的目标 PER和最大延迟要求确定。终端可在任何给定时刻接收一个服务或同时接收多个服务(例如，语音和包数据)。 系统中的终端可接收系统所支持的不同服务。每一终端将需要满足针对正由终端接收的 每一服务的每一 QoS等级的QoS要求。
如图l所示，终端可分布在系统的整个覆盖区域中，且可观测到不同的信道条件。 因此，对于给定数据速率，终端通常需要不同量的传输功率以在服务基站处实现给定的 接收信号噪声干扰比(SNR)。弱势终端对于服务基站具有较小信道增益(或较大路径损 耗)，且需要以较高功率电平进行传输，以便在服务基站处实现给定的接收SNR。弱势终 端通常位于覆盖边缘处，但一般来说可位于任何地方。强势终端对于服务基站具有较大 信道增益(较小路径损耗)，且可以较低功率电平进行传输以获得相同的接收SNR。每一 终端需要特定量的传输功率以便满足适用于所述终端的每一 QoS等级的QoS要求。功率控制机制可用于针对为每一 QoS等级发送的数据传输调节传输功率，使得可满 足QoS等级的QoS要求。功率控制机制可以各种方式来实施。出于清楚起见，下文描述 一些示范性设计。图2展示支持QoS实施方案的功率控制机制200。基站110a支持多个(L个)QoS 等级，其具有索引l到l，其中L>1。基站110a与N个终端120a到120n通信，其中 1。出于fe化起见，以下描述内容假定每个QoS等级适用于'一个终端，其中QoS等级" 适用于终端120a,其中aeU，…，L)，且QoS等级"适用于终端120n，其中"e(l,…，L)。 向每个终端指派一个业务信道，且指派业务信道上的数据传输需要满足可适用QoS等级 的QoS要求。对于图2所示的实施例，功率控制机制200包括参考循环202和QoS循环206。在 实施例中，参考循环202在基站110a与每一终端120之间操作，且QoS循环206在基站 110a与同一 QoS等级中的所有终端之间操作。下文描述参考循环202针对终端120a的操作。参考循环202调节来自终端120a的 指定传输的传输功率，以维持针对此传输的接收SNR (如在基站110a处测量的)尽可能 接近目标SNR。指定传输可以是由终端120a在控制信道上发送的信令、由终端120a在 指派业务信道上发送的包数据或某其它传输。指定传输的传输功率还称为参考功率电平。 对于参考循环202，基站110a处的SNR评估器210评估指定传输的接收SNR。传输功 率控制(TPC)命令产生器212将接收SNR与目标SNR进行比较，所述目标SNR可由 另一循环调节以实现指定传输的所需性能水平(例如，1%PER)。产生器212基于比较 结果而产生TPC命令。每一TPC命令可以是(1)引导终端120a以增加参考功率电平 的UP命令，如果接收SNR低于目标SNR;以及(2)引导终端120a以减少参考功率电 平的DOWN命令，如果接收SNR等于或高于目标SNR。基站110a在前向链路上将TPC 命令传输到终端120a。 终端120a接收并处理来自基站110a的前向链路传输。在终端120a内，TPC命令 (Cmd)检测器250检测针对终端120a发送的每一 TPC命令，且提供TPC决策，所述 TPC决策可以是(1) UP决策，如果认为接收TPC命令是UP命令；或(2) DOWN决 策，如果认为接收TPC命令是DOWN命令。传输功率计算单元260基于来自TPC命令 检测器250的TPC决策而调节参考功率电平。传输(TX)数据处理器270按比例縮放指 定传输以实现所述参考功率电平。终端120a将指定传输发送到基站llOa。由于反向链路上的路径损耗、衰减和多路径效应(其通常随着时间且尤其针对移动 终端变化)的缘故，指定传输的接收SNR不断波动。参考循环202试图在反向链路信道 条件中存在变化的情况下将指定传输的接收SNR维持在目标SNR处或目标SNR附近。QoS循环206维持系统所支持的每一 QoS等级的QoS参数。每一 QoS等级的QoS 参数用于(l)针对所述QoS等级调节发送到基站110a的每一数据传输的传输功率；以 及(2)确保属于所述QoS等级的所有终端可满足所述QoS等级的QoS要求。每一 QoS 等级中的终端可分希在基站110a的整个覆盖区域中。来自弱势终端的数据传输通常需要 较高传输功率，以便满足QoS要求。在实施例中，基于来自所述QoS等级中的弱势终端 的数据传输而调节每一 QoS等级的QoS参数。可通过确保甚至弱势终端都可满足这些 QoS要求来保证每一 QoS等级中的所有终端都满足所述QoS等级的QoS要求。对于QoS循环206，基站110a处的L个单元220a到2201 (其可包含在单个处理器 或多个处理器中)独立地调节L个QoS等级的QoS参数。在每一 QoS等级的单元220 中，接收(RX)数据处理器222处理由终端针对所述QoS等级发送的数据传输，确定每 一包经正确还是错误解码，且将状态信息(例如，每一包的状态和延迟)提供到QoS参 数调节单元224。单元224基于来自弱势终端的数据传输的状态信息来确定一个或一个 以上QoS度量。单元224接着调节QoS参数，使得QoS度量符合QoS要求。L个单元 224a到2241提供所述L个QoS等级的QoS参数，所述QoS参数在前向链路上被广播到 终端。在终端120a处，信令处理器252处理来自基站110a的前向链路传输，并获得QoS 等级o的QoS参数，所述QoS等级"适用于终端120a。传输功率计算单元260从处理器 252接收QoS参数并从检测器250接收TPC决策，并基于所有输入计算指派业务信道的 传输功率。TX数据处理器270基于所计算的传输功率而按比例缩放数据传输，且在业务 信道上将数据传输发送到基站110a。可以多种形式给出每一 QoS等级的QoS参数。对于QoS参数的合适选择可依赖于
多种因素，例如系统类型、所需性能特征等。举例来说，对于TDMA、 FDMA或OFDMA 系统，QoS参数可在业务信道的接收SNR上设置较低限度，使得可实现所需性能或更好 的性能。对于CDMA系统或某其它干扰限制系统，QoS参数可将业务信道的接收SNR 维持在可提供所需性能的SNR处或其附近。出于清楚起见，以下描述内容针对一个QoS等级。在一个实施例中，QoS参数是最小传输功率增量APmin，其在数据传输的传输功率上 设置较低限制。举例来说，业务信道的传输功率可表达为PdchO)-Pref0t) + AP(") 等式(1)其中Pdch (Ai)是针对更新间隔n的业务信道的传输功率； Pw(n)是针对更新间隔"的参考功率电平；且AP(/z)是针对更新间隔/i的传输功率增量。
传输功率电平Pdch (")和Pref W以及传输功率增量AP(/Z)以分贝(dB)为单位给出。 可如下文描述的那样确定AP(AZ)。如果业务信道上的数据传输和指定传输观测到相似噪声和干扰特征，那么等式(1 )导致数据传输的接收SNR比指定传输的接收SNR高AP(") dB。传输功率增量可限制为如下AP(") E [APmin ， AP丽] 等式(2)其中APmin是业务信道可允许的最小传输功率增量，且 AP^x是业务信道可允许的最大传输功率增量。QOS循环调节APmin以确保终端可满足所述QOS等级的要求。APmin主要适用于观测 到不良信道条件的弱势终端。弱势终端通常位于较靠近相邻扇区处，且较高传输功率电 平导致对此相邻扇区的较高扇区间干扰。较小APmin允许弱势终端以较低功率电平进行传 输，这接着降低小区间干扰。然而，不应将APn^设置得太低，以便确保弱势终端可满足所述QoS等级的要求。在另一实施例中，QoS参数是传输功率偏移P。s，其添加到参考功率电平以获得业务信道的传输功率。对于此实施例，Pdeh(/I)可表达为Pdch(")-Pref(") + P。s 等式(3)
其中P。s是以dB为单位给出的传输功率偏移。QoS循环维持业务信道上的数据传输 的接收SNR使其比指定传输的接收SNR高近似P。s dB。在又一实施例中，QOS参数是用于调节参考功率电平Pref(/Z)的目标SNR。对于此实施例，指定传输可以是业务信道上的数据传输。数据传输的接收SNR经调节以实现目标 SNR，其又经调节以满足QoS要求。最小传输功率增量APn^、传输功率偏移P。s和目标SNR是QoS参数的三种示范性形 式。QoS参数还可以其它形式给出，且可用于调节任何传输参数，且这属于本揭示内容 的范围内。举例来说，可代替目标SNR而改为调节每个包的目标平均传输数目(HARQ)。 接着可基于与目标平均传输数目相比的提早/滞后包终止来调节传输功率。可以多种方式识别每一QoS等级中的弱势终端。可基于导频或由终端发送的某其它 传输来评估每一终端的信道增益。导频是发射器和接收器两者先验得知的符号传输。在 实施例中，将每一终端的评估信道增益与增益阈值进行比较，且如果其信道增益低于增 益阈值，那么认为所述终端是弱势终端。在另一实施例中，对每一QoS等级中的所有终 端的评估信道增益进行排序，且认为预定百分比(例如，10%)或预定数目的具有最差 信道增益的终端是弱势终端。在又一实施例中，终端传输其最强信道增益比率，且此信 息用于识别弱势终端。在又一实施例中，基于其活动组的大小来识别弱势终端。终端的 活动组含有终端与之通信的基站，且较大活动组大小可指示弱势终端。在又一实施例中， 基于端口组的'SNR来识别弱势终端。每一端口组可覆盖一群组频率子频带。不同端口组 可对使用具有不同限制，其可基于频率再用方案来确定。不同的端口组也可具有不同的 QoS要求，其可通过为每一端口组维持单独的QoS参数且基于在所述端口组上接收到的 传输调节每一端口组的QoS参数来满足。还可基于导频强度、载波噪声比(C/N)或某 其它质量度量来识别弱势终端。可基于来自所述QoS等级中弱势终端的数据传输来更新每一 QoS等级的QoS参数， 如上文描述。用于更新QoS参数的弱势终端的数目可经选择以提供用于更新QoS参数的 良好的错误事件统计平均数。或者，可基于来自所述QoS等级中所有终端的数据传输来 更新每一QoS等级的QoS参数。出于清楚起见，以下描述内容大部分假定基于来自弱势 终端的数据传输来更新每一 QoS等级的QoS参数。图3展示用于更新QoS等级的QoS参数的过程300。接收并处理(例如，解调制和 解码)来自所述QoS等级中所有终端的数据传输以获得数据传输的状态信息(方框310)。 状态信息可包括(例如)每一接收包的状态(良好或擦除)、每一包的延迟等。基于来自
弱势终端的数据传输的状态信息来确定至少一个QoS度量(方框312)。可使用各种QoS 度量，例如事件错误率、PER、传输延迟等。可基于所述QoS等级的任何要求(例如， 上文描述的包数据的要求)来界定QoS度量。基于所述QoS等级的至少一个QoS度量 和至少一个QoS要求来更新QoS参数(方框314)。举例来说，最小传输功率增量APmin、传输功率偏移P。s和目标SNR可在满足所有QoS要求时减少，且在不满足任何QoS要求 时增加。可将所述QoS等级的经更新QoS参数广播到终端(方框316)。可依据用于更新的QoS参数和QoS度量的形式而以多种方式更新QoS参数。下文 描述用于更新QoS参数的特定实施例。对于此实施例，如等式(1)和(2)展示来计算 每一业务信道的传输功率，每一 QoS等级的QoS参数是APmin，;，且QoS度量是错误事 件率ER(O。错误事件可由于包被错误解码、包未满足最大延迟要求等的缘故而发生。每 一 QoS等级z'与错误事件率的特定上限相关联，所述上限表示为ER—limit(Z)。举例来说， 语音服务的QoS等级可与1%错误事件率的上限相关联。'图4展示针对上文描述的特定实施例用于更新Q'oS等级/的QoS参数的过程400。 最初，将用于QoS等级,'的错误事件计数器E(/)和传输计数器T(i')两者重设为零，或E(O =0且T(!') = O(方框410)。针对任何业务信道上的包传输监视QoS等级Z的业务信道(方 框412)。每当接收到包传输时，处理所述传输并确定所接收包的状态(例如，良好或擦 除)和包的延迟(方框414)。接着判断(1)包传输是否是来自弱势终端的以及(2)是否已对于所述包传输发生 了错误事件(方框416)。如果方框416的答案是"是"，那么将错误事件计数器递增为 E(!') == E(Z) + 1且也将传输计数器递增为T(O = T(!') + 1 (方框418)。否则，如果方框416 的答案是"否"，那么仅递增传输计数器(方框420)。在方框418和420之后，判断是否到更新QoS参数的时候了 (方框422)。可在接收 到预定数目的传输之后，在遇到预定数目的错误事件之后，以指定时间间隔等来更新QoS 参数。如果用于更新QoS参数的时间还没有到达且方框422的答案是"否"，那么过程 返回到方框412，以等待QoS等级z'的下一包传输。如果方框422的答案是"是"且将更新QoS参数，那么将错误事件率计算为ER(i')= E(/)/T(!')(方框424)。如果在每一预定数目的接收包传输之后更新QoS参数，那么错误 事件计数器E。表示非标准化错误事件率且可直接使用，使得不需要计算ER(i)。接着判 断错误事件率ER(!')是否超过QoS等级/的ERJ艮制(!')(方框426)。如果答案是"是"， 那么将QoS等级Z的QoS参数APn^，,增加AP叫i或PmitM = APmin" + AP叫；(方框428)。较
高APmin,i迫使弱势终端使用较高传输功率，其可降低QOS等级!'的错误事件。否则，如果错误事件率ERO')等于或小于ER—限制(O,那么将QoS等级；的QoS参数AP曲，z减小 APdn,i (方框432)。较低APn^，i允许弱势终端使用较低传输功率，其可减少对相邻扇区的 干扰。方框428和432可表达为<formula>formula see original document page 15</formula>等式(4)可根据先验针对QoS等级/确定APm^的可允许值范围，例如基于计算机模拟、经验测量等。可接着将APnnn,i限制为处于此范围内，或AP—i G [APmin,mln,,, APmin,max,,]，其 中APmin,min，,i APmW允许的最小值，且APmin,max.,.是APmin，,.允许的最大值。在方框428 中增加APmin，,.之后，经更新的APmin，,.限制为小于或等于AP^，max，,.(方框430)。类似地， 在方框432中减小AP^,之后，经更新的APn^限制为等于或大于APmin,:niW(方框434)。方框430和434可表达为<formula>formula see original document page 15</formula>等式(5)在方框430和434之后，过程返回到方框410以获得QoS参数的下一更新间隔。一般来说，可在更新QoS参数时明确地或隐含地考虑QoS等级的每一 QoS要求。 举例来说，可在计算错误事件率时明确地考虑QoS等级的PER和最大延迟要求。可在将 所接收的数据传输分类到恰当的QoS等级中隐含地考虑最小数据速率要求。图3和4展示更新一个QoS等级的QoS参数。可针对系统所支持的L个QoS等级 中的每一者独立地执行相同过程。相同或不同的QoS度量可用于所述L个QoS等级。可 以相同或不同的更新间隔来更新所述L个QoS等级的QoS参数。可基于多种因素(例如 所述QoS等级的数据速率和ER—限制(!'))来确定每一QoS等级的更新间隔。图3和4还展示用于更新QoS参数的特定实施例。 一般来说，可以多种方式且使用 多种度量来更新QoS参数。可针对每一 QoS等级维持QoS参数，且可基于来自所述QoS 等级中弱势终端的数据传输的错误事件率来更新QoS参数，如上文针对图4描述。还可 针对每一 QoS等级中的所有终端来维持QoS参数。还可针对每一个别终端维持QoS参 数，且可基于针对来自终端的数据传输而推导出的一个或一个以上QoS度量来更新。下文描述用于示范性准正交多路存取系统(其还称为准正交划分存取(QODA)系 统)的支持多个QoS等级的功率控制机制。所述QODA系统利用正交频分多路复用 (OFDM)，其是将整个系统带宽分割成多个(K个)正交频率子频带的多载波调制技术。 这些子频带还称为音调、子载波、块(bin)、频率信道等。每一子频带与可用数据调制 的各自子载波相关联。QODA系统具有多组(M组)业务信道，其中每一组含有多个(N个)业务信道。 每一业务信道映射到特定序列的时间-频率块。每一时间-频率块对应于特定时槽中的特定 子频带组。子频带组可包括一个或多个子频带，且时槽可横越一个或多个符号周期。每 一业务信道可与频率跳跃(FH)图案相关联，所述PH图案指示用于可用于数据传输的 每一时槽中的业务信道的特定时间-频率块。每一组中的N个业务信道彼此正交，且所述组中任何两个业务信道都不会使用相同 的时间-频率块。M个信迨组彼此交迭，且M组中的M个业务信道映射到每'个时间-频率 块。对于随机交迭，信道组中业务信道的映射相对于其它M-1个信道组的每一者中的业 务信道的映射是伪随机的。随机交迭可提供扇区内干扰差异。对于常见交迭，信道组中 业务信道的映射与其它M-l个信道组的每一者中的一个业务信道的映射相同。对于常见 交迭，M个业务信道映射并排他地再用相同序列的时间-频率块。在任何情况下，总共 M-N个业务信道可用于QODA系统。可指派这些业务信道用于所述L个所支持的QoS 等级的数据传输。通过准正交多路复用，多个终端可使用相同的时间-频率块。在每一扇区处观测到的 总体干扰由(1)来自相同扇区内终端的扇区内干扰以及(2)来自其它扇区中终端的扇 区间干扰组成。扇区内干扰可来自(1)在相同时间-频率块上发送的交迭传输以及(2) 在正交业务信道上发送的传输间的正交性损失。正交性损失可导致载波间干扰(ICI)和 符号间干扰(ISI)。扇区内干扰和扇区间干扰对性能具有较大影响，且可如下文描述的那 样减轻。图5展示功率控制机制500，其可用于调节QODA系统中的终端120x的传输功率。 终端120x与服务扇区110x通信，且可对相邻扇区造成干扰。图5出于简化目的仅展示 一个相邻扇区110y。功率控制机制500包括四个循环——参考循环502、 Q循环504、 QoS循环506和AP 循环508。参考循环502在服务扇区110x处评估终端120x的接收SNR且调节参考功率
电平Prrf(n)，使得将接收SNR维持在目标SNR处或其附近。AP循环508基于扇区间干 扰考虑而调节终端120x的传输功率。QoS循环506调节APmin，且确保所述终端120x可 实现适用QoS等级的QoS要求。Q循环504调节交迭因数以实现扇区110x的良好性能。参考循环502、 Q循环504和QoS循环506在终端120x与服务扇区110x之间操作。 AP循环508在终端120x与相邻扇区110y之间操作。参考循环502、 Q循环504、 QoS 循环506和AP循环508可以不同速率进行更新以确保稳定性。举例来说，Q循环504可 以比QoS循环506慢的速率进行更新，所述QoS循环506可以比AP循环508慢的速率 进行更新，所述AP循环508可以比参考循环502慢的速率进行更新。参考循环502可以上文针对图2中的参考循环202描述的方式进行操作。基站llOx 基于来自终端llOx和目标SNR的指定传输的接收SNR而产生用于终端120x的TPC命 令。终端120x接收所述TPC命令，且可基于每一接收的TPC命令而调节参考功率电平， 如下p (") = <[Pref("-l) + Pup，如果TPC = UP ，且iPref"-l) —Pdn，如果TPC = DOWN ， 等式(6)其中Pup是参考功率电平的上升步长，且Pdn是参考功率电平的下降步长。AP循环508调节业务信道的传输功率，使得尽可能高的功率电平用于业务信道且同 时将扇区间干扰保持在可接受水平内。对于AP循环508,相邻扇区110y内的扇区间干 扰评估器540在反向链路上接收传输，且评估由扇区110y从其它扇区中的终端处观测到 的扇区间干扰。其它扇区干扰(OSI)位产生器542接收扇区间干扰评估且设置相邻扇区 110y的OSI位，如下其中IintM (m)是时间间隔m中扇区110y的扇区间干扰评估；ItMget是额定扇区间干扰阈值；且OSIB(m)是时间间隔附中扇区llOy的OSI位。相邻扇区110y还可产生扇区110y观测到的扇区间干扰的某其它指示。相邻扇区110y 在前向链路上将OSI位广播到系统中的终端。等式(7)
在终端120x处，OSI位检测器562接收由相邻扇区广播的OSI位，且提供所检测到 的OSI位。信道评估器564接收来自服务扇区和相邻扇区的导频，且评估每一扇区的信道增益。传输功率增量调节单元566基于检测到的OSI位、信道增益和APmin而调节传输功率增量AP(n)。举例来说，终端120x可基于来自最强相邻扇区的OSI位以确定性方式 调节AP(")，如下lAP("")-APA(")，如果OS/位=7'，其中APup (")和APdn (")可以是固定值或可变值。举例来说，APup (")和APdn ( )可 以是最强相邻扇区的信道增益比。 ,&)与先前更新间隔"-l的传输功率增量AP("-1)的函 数。r^Oz)是最强相邻扇区的信道增益与服务扇区的信道增益的比率。如果最强相邻扇区 观测到较高扇区间干扰且将其OSI位设置为"l."，那么AP扭(")可与r^(n)和AP(m-l)相关， 使得(1)最强相邻扇区的较大信道增益导致较大APdn(")，且AP(Az-l)的较大值导致较大 APdn(")。相反，如果最强相邻扇区感测到较低扇区间干扰且将其OSI位设置为"0"，那 么APup(")可与r^(/z)和AP(/z-l)逆向相关，使得(1)最强相邻扇区的较大信道增益导致 较小APupO)，且(2) AP0z-l)的较大值导致较小APup(/i)。AP(")也可以概率性方式进行调节。举例来说，如果将OSI位设置为"0"，那么确定 用于增加AP(/i)的概率Prup0z)，且基于此概率将AP(X)增加APup。相反，如果将OSI位设 置为"1"，那么确定用于减小AP(")的概率Prdn("),且基于此概率将AP(")减小APdn。可 基于AP(rt)和r加(")来确定Pr叩(")和Prdn (")，且APup和APdn可以是固定值。QoS循环506基于在服务扇区llOx处针对每一 QoS等级接收到的数据传输来调节每 一 QoS等级的APmini。 rx数据处理器522处理针对每一 QoS等级的所接收数据传输并提供状态信息。信道评估器524评估向基站IIOX传输的每一终端的信道增益。APmin调节单元528接收数据传输的状态信息和所有终端的信道增益，识别每一 QoS等级中的弱 势终端，基于来自弱势终端的数据传输的状态信息来确定每一QoS等级的QoS度量，且 基于针对所述QoS等级的QoS度量和QoS要求来更新每一 QoS等级的APmin，,。处理器 522和单元528可针对每一 QoS等级实施图4所示的过程400。服务扇区110x将所有QoS等级的APn^，i在前向链路上广播到所述扇区内的终端。在终端120x处，信令处理器560接收适用于所述终端的QoS等级的APmin,i。传输功 率增量计算单元566将APm^用于功率控制，例如如等式(2)中所示。等式(2)中的 约束有效地将每一 QoS等级! 的数据传输的接收SNR限制在[SNR一,., SNR皿，,]范围内。 此约束限制了这些数据传输的接收SNR的可变性的量，且确保由每一终端造成的扇区内 干扰量在可接受水平内。位于靠近报告高干扰的相邻扇区处的弱势终端可以较低传输功 率增量来传输，使得其接收SNR较接近SNRmin,;。相反，位于靠近服务扇区处的强势终 端可以较高传输功率增量来传输，使得其接收SNR较接近SNRmaxJ。Q循环504调节交迭量以实现服务扇区llOx的良好性能。每一时间-频率块的交迭 终端(Q)的平均数目被称为交迭因数。较高交迭因数可改良服务扇区的总体处理量，但 也会增加相邻扇区的扇区内干扰。可基于性能度量、QoS度量等调节交迭因数。在实施 例中，基于服务扇区llOx的总体处理量来调节交迭因数。RX数据处理器522处理所有 QoS等级的数据传输且提供包状态。交迭因数调节单元526基于所接收且解码的包来计 算所述扇区的平均总体处理量。单元526接着基于平均总体处理量来更新交迭因数，如下Q(,)=Q(《一i).Qup ，如果otp("〉otp(/—i)，Q" — l》Qdn '如果OTP^〈OTP" —lj ，且 等式(9)Q(￡-l)，否则，其中OTP(f)是时间间隔/内服务扇区llOx的平均总体处理量； QW)是时间间隔《内服务扇区110x的交迭因数； Qup是交迭因数的上升步长，其中(2叩>1;且Qdn是交迭因数的下降步长，其中Qdn〈1。Qup和Q^步长经选择以实现交迭因数的所需响应。服务扇区110x可将交迭因数广 播到所述扇区中的终端。在终端120x处，信令处理器560处理来自服务扇区110x的前向链路传输，并获得 交迭因数。传输功率计算单元570从单元552接收参考功率电平Pref (")、从单元566接 收传输功率增量AP(")并从处理器560接收交迭因数。单元570基于所有输入计算业务信 道的传输功率Pdeh(W)，例如如下Pdch(") = Pref(") + AP(")-QdB("), 等式(10)其中QdB (")是适用于更新间隔"的交迭因数，且以dB为单位给出。Pdch(")可进一步
被约束为等于或小于预定最大功率电平，或Pdeh(W)SPmax。 TX数据处理器580对于到服 务扇区IIOX的数据传输使用传输功率Pdch( )。功率控制机制500有效地使用不同机制来单独控制扇区间干扰和扇区内干扰。弱势 终端是扇区间干扰的主要来源。QoS循环506调节每一 QoS等级的APn^,,.(其主要影响 弱势终端)，且因此控制由这些弱势终端引起的扇区间干扰的量。交迭终端是扇区内干扰 的主要来源。Q循环504调节交迭因数且因此控制由交迭终端观测到的扇区内干扰的量。图2和5展示支持QoS实施方案的两个特定功率控制机制。还可以其它方式且/或用 不同于上述参数的参数来执行功率控制。举例来说，QoS参数可以是广播并施加在终端 处的功率控制参数(如上文所述)，或可以是施加在服务扇区处的功率控制参数。QoS参 数可用专用循环明确地调节(如上文所述)，或可在另一循环内隐含地调节。 一般来说， 支持QoS实施方案的功率控制机制可包括任何数目的循环，且每一循环可对任何功率控 制参数进行操作。QoS参数可以是APmilM (如上文在图4和5中描述)、P。s (如等式(3) 中展示)或某其亡功率控制参数。 '图6展示终端120x、服务基站110x和相邻基站110y的实施例的方框图。出于清楚 起见，以下描述假定使用图5中的功率控制机制500。在反向链路上，在终端120x处，TX数据处理器610对反向链路(RL)业务数据和 控制数据进行编码、交错和符号映射，且提供业务和控制数据的数据符号。调制器(Mod) 612接收数据符号和导频符号并将其映射到恰当子频带和符号周期上，执行OFDM调制， 且提供一序列的复值芯片。发射器单元(TMTR) 614调节(例如，模拟转换、放大、过 滤和升频转换)所述序列的芯片且产生反向链路信号，所述信号经由天线616来发射。在服务基站110x处，多个天线652xa到652xt从终端120x和其它终端接收反向链路 信号，且每一天线652x将所接收的信号提供到各自接收器单元(RCVR) 654x。每一接 收器单元654x调节(例如，过滤、放大和降频转换)其接收的信号，将经调节的信号数 字化，执行OFDM解调制，且提供所接收的符号。RX空间处理器658获得来自所有接 收器单元654xa到654xt的接收符号，执行接收器空间处理以分离交迭传输，且提供检测 到的符号，所述符号是所传输的数据符号的评估。RX数据处理器660x对检测到的符号 进行去交错和解码，针对终端120x以及正由基站110x服务的其它终端提供解码数据， 且还提供用于推导性能的状态信息(例如，包状态和延迟)和用于调节交迭因数和QoS 参数的QoS度量。可以类似于上文针对反向链路描述的方式执行针对前向链路传输的处理。针对前向
和反向链路上的传输的处理通常由系统指定。对于QoS和功率控制，在服务基站llOx处，RX空间处理器658x评估终端120x的 接收SNR且将SNR评估提供到控制器670x。控制器670x基于对终端的SNR评估和目 标SNR产生用于终端120x的TPC命令。控制器670x还从RX数据处理器660x接收包 状态，推导出QoS度量和/或性能度量，基于所述QoS等级的QoS度量来更新每一 QoS 等级的QoS参数(例如，APmin，,.)，且更新交迭因数(例如，基于例如总体处理量的性能 度量)。TPC命令、交迭因数(Q)和QoS参数由TX数据处理器682x和TX空间处理器 684x处理，由发射器单元654xa到654xt调节，且经由天线652xa到652xt发射到终端 120x。在相邻基站110y处，RX空间处理器658y评估由基站llOy观测到的扇区间干扰， 且将干扰评估提供到控制器670y。控制器670y基于所述干扰评估和额定干扰阈值而产 生基站110y的OSI位。OSI位经处理并广播到系统中的终端。在终端120x处，天线616从服务基站和相邻基站接收前向链路信号，且将所接收信 号提供到接收器单元614。所述接收的信号由接收器单元614调节和数字化，且进一步 由解调器(Demod)642和RX数据处理器644处理以获得由服务基站110x针对终端120x 发送的TPC命令、由相邻基站发送的OSI位、用于适用于终端120x的QoS等级的QoS 参数和基站110x的交迭因数。解调器652内的信道评估器评估每一基站的信道增益。控 制器620检测所接收的TPC命令，且基于所述TPC决策来更新参考功率电平。控制器 620还基于从相邻基站接收的OSI位、服务基站和相邻基站的信道增益、可适用QoS等 级的QoS参数和交迭因数(例如如上文所述)来调节业务信道的传输功率。控制器620 提供指派到终端120x的业务信道的传输功率。处理器610和/或调制器612基于由控制 器620提供的传输功率来按比例縮放数据符号。控制器620、 670x和670y分别引导终端120x和基站110x及110y处各种处理单元 的操作。这些控制器还可针对QoS和功率控制执行各种功能。举例来说，控制器620可 实施(1)图2所示的单元250到260中的任何或所有单元或(2)图5所示的单元550 到570中的任何或所有单元。用于每一基站110的控制器670可实施(1)图2中的单元 210到224中的任何或所有单元或(2)图5中的单元510到542中的任何或所有单元。 控制器670还可实施图3中的过程300或图4中的过程400的若干部分。存储器单元622、 672x和672y分别为控制器620、 670x和670y存储数据和程序代码。调度器680x调度 终端以与基站110x通信，且还向所调度的终端指派业务信道。本文描述的QoS和功率控制技术可以各种方式来实施。举例来说，这些技术可在硬
件、软件或其组合中实施。对于硬件实施方案，基站处用于计算QoS度量、更新QoS参 数且支持功率控制的处理单元可在一个或一个以上专用集成电路(ASIC)、数字信号处 理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列 (FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、经设计以执行本文描述的功能的其 它电子单元或其组合内实施。终端处的处理单元可在一个或一个以上ASIC、 DSP、处理 器、控制器等内实施。对于软件实施方案，所述技术可用执行本文描述的功能的模块(例如，程序、函数 等)来实施。软件代码可存储在存储器单元(例如，图6中的存储器单元622、 672x或 672y)中且由处理器(例如，控制器620、 670x或670y)执行。存储器单元可构建在处 理器内部或处理器外部。提供以上对所揭示实施例的描述以使得所属领域的技术人员能够制作或使用本揭示 内容。所属领域的技术人员将容易了解对这些实施例的各种修改，且本文所界定的一般 原理可在不脱离本揭示内容的精神或范菌的情况下应用于其它实施例。因此，本揭示内 容不希望局限于本文展示的实施例，而是应符合与本文所揭示的原理和新颖特征一致的 最广范围。
权利要求
1.一种设备，其包含处理器，其可操作以处理服务质量(QoS)等级的至少一个数据传输且提供所述至少一个数据传输的状态信息；以及控制器，其可操作以基于所述状态信息和对所述QoS等级的至少一个要求而更新所述QoS等级的QoS参数且基于所述QoS参数而产生功率控制信息。
2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器可操作以提供针对所述至少一个数据 传输而接收的包的状态，且其中所述控制器可操作以基于所述包的所述状态而推导 出至少一个度量且基于所述至少一个度量和对所述QoS等级的所述至少一个要求 而更新所述QoS参数。
3. 根据权利要求l所述的设备，其中所述处理器可操作以提供针对所雄至少一个数据 传输而接收的包的状态，且其中所述控制器可操作以确定所述至少一个数据传输的 错误事件率且基于所述错误事件率和所述QoS等级的错误事件限制而更新所述QoS 参数。
4. 根据权利要求3所述的设备，其中所述控制器可操作以将经错误解码的每一包和在 预定最大延迟之后接收到的每一包视为错误事件。
5. 根据权利要求1所述的设备，其进一步包含信道评估器，其可操作以评估多个终端中每一者的信道增益，且其中所述控制器 可操作以基于所述多个终端的信道增益而选择至少一个终端，且其中所述至少一个 数据传输来自所述至少一个终端。
6. 根据权利要求l所述的设备，其中所述至少一个数据传输来自所述QoS等级中的至 少一个弱势终端，且其中不使用来自所述QoS等级中的其它终端的数据传输来更新 所述QoS等级的所述QoS参数。
7. 根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器可操作以维持多个QoS等级的多个 QoS参数，且基于状态信息和对所述QoS等级的至少一个要求而更新每一 QoS等 级的QoS参数。
8. 根据权利要求7所述的设备，其中所述多个QoS等级对应于多组端口。
9. 根据权利要求1所述的设备，其中控制器经配置以基于所述QoS参数而确定所述至 少一个数据传输中每一者的最小传输功率、最大传输功率或最小及最大传输功率两 者。
10. 根据权利要求1所述的设备，其中控制器经配置以基于所述QoS参数而确定所述至 少一个数据传输中每一者的传输功率。
11. 根据权利要求1所述的设备，其中控制器经配置以基于所述QoS参数而确定所述至 少一个数据传输中每一者的信号噪声干扰比(SNR)。
12. 根据权利要求1所述的设备，其中控制器经配置以基于所述QoS参数而确定所述至 少一个数据传输的至少一个传输参数。
13. —种设备，其包含-处理装置，其用于处理服务质量(QoS)等级的至少一个数据传输以获得所述至 少一个数据传输的状态信息；以及更新和产生装置，其用于基于所述状态信息和对所述QoS等级的至少一个要求而 更新所述QoS等级的QoS参数，且用于基于所述QoS参数而产生功率控制信息。
14. 根据权利要求13所述的设客，其进一步包含-识别装置，其用于识别所述QoS等级中的至少一个弱势终端，其中所述至少一个 数据传输来自所述至少一个弱势终端。
15. —种在通信系统中实施服务质量(QoS)的方法，其包含处理QoS等级的至少一个数据传输以获得所述至少一个数据传输的状态信息；以及基于所述状态信息和对所述QoS等级的至少一个要求而更新所述QoS等级的QoS 参数，其中所述QoS参数用于所述至少一个数据传输的功率控制。
16. 根据权利要求15所述的方法，其进一步包含识别所述QoS等级中的至少一个弱势终端，其中所述至少一个数据传输来自所述 至少一个弱势终端。
17. —种设备，其包含处理器，其可操作以处理多个服务质量(QoS)等级中每一者的至少一个数据传 输且提供每一QoS等级中的所述至少一个数据传输的状态信息；以及控制器，其可操作以基于对所述QoS等级的至少一个要求和所述QoS等级中所 述至少一个数据传输的所述状态信息而更新每一 QoS等级的QoS参数，且基于所述QoS等级的所述QoS参数而产生所述QoS等级中所述至少一个数据传输的功率控制信息。
18. 根据权利要求17所述的设备，其中所述多个QoS等级支持多个服务，且其中对每 一 QoS等级的所述至少一个要求是基于对映射到所述QoS等级的服务的至少一个 性能要求而确定的。
19. 根据权利要求17所述的设备，其中每一QoS等级的所述QoS参数是用于确定由属 于所述QoS等级的终端发送的数据传输的传输功率的功率控制参数。
20. —种设备，其包含处理器，其可操作以处理来自与基站通信的多个终端的多个数据传输，其中所述 多个数据传输包含至少一个服务质量(QoS)等级中每一者的至少一个数据传输； 以及控制器，其可操作以基于对所述QoS等级的至少一个要求和所述QoS等级的所 述至少一个数据传输的状态信息而更新所述至少一个QoS等级中每一者的QoS参 数。
21. 根据权利要求20所述的设备，其进一歩包含至少一个发射器单元，其可操作以广播每一 QoS等级的QoS参数。
22. 根据权利要求20所述的设备，其中所述处理器可操作以推导出所述多个终端中每 一者的信号噪声干扰比(SNR)评估，且其中所述控制器可操作以基于所述终端的 所述SNR评估而产生每一终端的传输功率控制(TPC)命令。
23. 根据权利要求20所述的设备，其进一步包含干扰评估器，其可操作以评估由所述基站观测到的扇区间干扰，且其中所述控制 器可操作以产生关于由所述基站观测到的所述扇区间干扰的指示。
24. 根据权利要求23所述的设备，其中所述控制器可操作以产生指示由所述基站观测 到的相对于干扰阈值的其它扇区干扰(OSI)位。
25. 根据权利要求20所述的设备，其中所述控制器可操作以确定所述多个传输的至少 一个性能度量，且基于所述至少一个性能度量而更新交迭因数，所述交迭因数指示 所述基站的交迭传输的平均数目。
26. —种设备，其包含处理装置，其用于处理来自与基站通信的多个终端的多个数据传输，其中所述多 个数据传输包含至少一个服务质量(QoS)等级中每一者的至少一个数据传输；以 及更新装置，其用于基于对所述QoS等级的至少一个要求和所述QoS等级的所述 至少一个数据传输的状态信息而更新所述至少一个QoS等级中每一者的QoS参数。
27. 根据权利要求26所述的设备，其进一步包含推导装置，其用于推导出所述多个终端中每一者的信号噪声干扰比(SNR)评估; 以及产生装置，其用于基于所述终端的所述SNR评估而产生每一终端的传输功率控制 (TPC)命令。
28. 根据权利要求26所述的设备，其进一步包含评估装置，其用于评估由所述基站观测到的扇区间干扰；以及 产生装置，其用于产生指示由所述基站观测到的相对于干扰阈值的所述扇区间干 扰的其它扇区干扰(OSI)位。
29. —种设备，其包含处理器，其可操作以获得服务质量(QoS)等级的QoS参数，所述QoS参数用于 '功率控制以满足对所述QoS等级的至少一个要求;'以及控制器，其可操作以基于所述QoS参数而确定到达基站的数据传输的传输功率，
30. 根据权利要求29所述的设备，其中所述处理器可操作以检测来自所述基站的传输 功率控制(TPC)命令，且其中所述控制器可操作以进一步基于所述检测到的TPC 命令而确定所述数据传输的所述传输功率。
31. 根据权利要求30所述的设备，其中所述控制器可操作以基于所述检测到的TPC命令而调节参考功率电平，且基于所述参考功率电平而确定所述数据传输的所述传输 功率。
32. 根据权利要求29所述的设备，其中所述处理器可操作以获得至少一个关于由至少 一个相邻基站观测到的干扰的指示，且其中所述控制器可操作以进一步基于所述至 少一个干扰指示而确定所述数据传输的所述传输功率。
33. 根据权利要求32所述的设备，其中所述控制器可操作以基于所述至少一个干扰指 示而调节传输功率增量，基于所述QoS参数而限制所述传输功率增量，且基于所述 传输功率增量而确定所述数据传输的所述传输功率。
34. 根据权利要求29所述的设备，其中所述处理器可操作以获得指示所述基站的交迭 传输的平均数目的交迭因数，且其中所述控制器可操作以进一步基于所述交迭因数 而确定所述数据传输的所述传输功率。
35. —种设备，其包含 获得装置，其用于获得服务质量(QoS)等级的QoS参数，所述QoS参数用于功 率控制以满足对所述QoS等级的至少一个要求；以及确定装置，其用于基于所述QoS参数而确定到达基站的数据传输的传输功率。
36. 根据权利要求35所述的设备，其进一步包含检测装置，其用于检测来自所述基站的传输功率控制(TPC)命令，且其中所述 用于确定所述数据传输的所述传输功率的装置包含用于进一步基于所述检测到的 TPC命令而确定所述数据传输的所述传输功率的装置。
37. 根据权利要求35所述的设备，其进一步包含获得装置，其用于获得至少一个关于由至少一个相邻基站观测到的干扰的指示， 且其中所述用于确定所述数据传输的所述传输功率的装置包含用于进一步基于所 述至少一个干扰指示而确定所述数据传输的所述传输功率的装置。
38. 根据权利要求35所述的设备，其进一步包含-获得装萱，其用于获得指示所述基站的交迭传输的平均数目的交迭因数，且其中 所述用于确定所述数据传输的所述传输功率的装置包含用于进一步基于所述交迭 因数而确定所述数据传输的所述传输功率的装置。
全文摘要
对于多路存取通信系统中的服务质量(QoS)实施方案，基站处理来自终端的所述系统所支持的所有QoS等级的数据传输，并获得所述数据传输的状态信息。所述状态信息可指示每一包被正确解码还是错误解码以及每一包的延迟。对于每一QoS等级，所述基站基于来自弱势终端的数据传输的状态信息而推导出一个或一个以上度量，且基于所述度量和对所述QoS等级的要求而更新QoS参数。每一QoS等级的QoS参数确定针对所述QoS等级发送的数据传输的传输功率。所述基站广播所有QoS等级的QoS参数。每一终端使用针对可适用QoS等级的QoS参数以对发送到所述基站的所述数据传输进行功率控制。
文档编号H04W52/26GK101164248SQ200680013728
公开日2008年4月16日 申请日期2006年3月6日 优先权日2005年3月4日
发明者穆拉特·梅谢, 阿拉克·舒蒂望 申请人:高通股份有限公司