专利名称：用于lte tdd系统的功率控制布置的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及通信网络，并且尤其涉及无线通信网络，诸如通用移动电 信系统(UMTS)陆地无线电接入网(UTRAN)长期演进(LTE)和演进型UTRAN (E-UTRAN)。更 具体地，本发明的某些实施方式针对用于E-UTRAN时分双工(TDD)系统中的功率控制的方 法、系统和装置。
背景技术：
通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入网(UTRAN)是指包括基站或者节点B 以及无线电网络控制器(RNC)的通信网络。UTRAN允许用户设备(UE)和核心网络之间的连 接性。RNC提供一个或者多个节点B的控制功能性。RNC及其相应的节点B被称为无线电 网络子系统(RNS)。长期演进(LTE)是指通过改进的效率和服务、更低的成本以及使用新的频谱机会 而对UMTS进行的改进。特别地，LTE是提供高达每秒50兆比特(Mbps)的上行链路速度和 高达IOOMbps的下行链路速度的3GPP标准。如上所述，也期望LTE改进3G网络中的频谱 效率，允许载波在给定带宽上提供更多数据和话音服务。因此，除了高容量话音支持之外， LTE还被设计为满足高速数据和媒体传输的将来需要。
发明内容
在一个实施方式中，提供了一种长期演进时分双工(TDD)系统中的功率控制方 法。该方法包括由长期演进TDD系统中的控制器基于分配类型来控制路径损耗测量滤波器 的长度。该方法可以进一步包括使得或者使路径损耗测量滤波器的宽度和频率位置依赖于 分配类型。在另一实施方式中，提供了一种用于长期演进时分双工(TDD)系统中的功率控制 的装置。该装置包括控制器，其配置用于基于分配类型来控制路径损耗测量滤波器的长度。 该装置或者控制器可以进一步配置用于使得或者使路径损耗测量滤波器的宽度和频率位 置依赖于分配类型。根据一个实施方式，提供了一种用于长期演进时分双工(TDD)系统中的功率控制 的装置。该装置包括控制装置，其用于基于分配类型来控制路径损耗测量滤波器的长度。该 装置可以进一步包括引起装置，其用于使路径损耗测量滤波器的宽度和频率位置依赖于分 配类型。根据另一示例，提供了一种在长期演进时分双工(TDD)系统中的功率控制方法。 该方法包括测量来自在其中正在传输物理上行链路控制信道的频谱的多个子带的衰减。该 方法可以进一步包括将路径损耗测量计算为来自频带的多个子带中每一个的测量的平均。在又一实施方式中，提供了一种用于长期演进时分双工(TDD)系统中的功率控制 的装置。该装置包括控制器，其配置用于测量来自在其中正在传输物理上行链路控制信道 的频谱的两个边缘的衰减。该装置或者控制器可以进一步配置用于将路径损耗测量计算为来自频谱的每个边缘的测量的平均。在另一实施方式中，提供了一种用于长期演进时分双工(TDD)系统中的功率控制 的装置。该装置包括测量装置，其用于测量来自在其中正在传输物理上行链路控制信道的 频谱的两个边缘的衰减。该装置可以进一步包括计算装置，用于将路径损耗测量计算为来 自频谱的每个边缘的测量的平均。根据又一示例，提供了一种包含在计算机可读介质上的计算机程序。该计算机程 序配置用于控制处理器以基于分配类型来控制路径损耗测量滤波器的长度，以及使得或使 路径损耗测量滤波器的宽度和频率位置依赖于分配类型。在另一实施方式中，提供了一种包含在计算机可读介质上的计算机程序。该计算 机程序配置用于控制处理器以测量来自在其中正在传输物理上行链路控制信道的频谱的 两个边缘的衰减，以及将路径损耗测量计算为来自频谱的每个边缘的测量的平均。
为了适当地理解本发明，应当参考附图，其中
图1示出了根据本发明--个实施方式的PUCCH的传输格式；
图2示出了根据本发明--个实施方式的取决于传输的SNR的5位块错误率；
图3示出了根据本发明--个实施方式的取决于接收到的SNR的5位块错误率；
图4示出了根据本发明--个示例的用于不同类型的功率控制和复用次序的PUCCHSINR分布；
图5示出了根据本发明--个实施方式的PUCCH SINR分布，放大至95%覆盖点的TU 3km/h ；
图6示出了本发明一个实施方式的PUCCH SINR的均方差；
图7示出了根据本发明--个示例的针对具有最佳功率控制参数的慢速功率控制的 SINR ；
图8示出了根据本发明--个实施方式的功率控制方法；
图9示出了根据本发明--个实施方式的装置；
图10示出了根据本发明另一实施方式的方法；以及
图11示出了根据本发明-一个实施方式的TDD系统。
具体实施例方式容易理解，此处一般描述以及附图中示出的本发明的组件可以布置和设计在多种 不同的配置中。由此，以下对附图中表示的本发明的装置、系统和方法的实施方式的更加详 细的描述并不旨在限制本发明所要求保护的范围，而仅表示本发明所选择的实施方式。自适应调制编码(AMC)、自适应传输带宽(ATB)和混合自动重传请求(HARQ)是长 期演进(LTE)系统中使用的快速链路自适应方案。这些方案广泛地与动态调度物理上行 链路共享信道(PUSCH)结合使用。物理上行链路控制信道(PUCCH)和永久(persistent) PUSCH是这样的信道，其中利用快速AMC/ATB/HARQ的链路自适应能力即使不是完全不可能 也是非常有限的。为了保证永久分配的PUSCH和PUCCH的服务质量(QoS)，应当在资源分配 中将快衰落余量纳入考虑。需要经由导致资源浪费的较高编码增益(PUSCH)或者经由既导
6致覆盖减少又导致增加对其他小区的干扰的较高传输功率需求(PUCCH)来补偿额外余量。 因此，为了克服以上所述的问题，本发明的实施方式提供了用于优化时分双工(TDD)系统 中的下行链路路径损耗(PL)测量的方法、系统和装置，实现以减少衰落余量为目标的快速 功率控制。TDD通常是指允许用于上行链路和下行链路传输的不对称流的传输方案。在TDD 系统中，公共载波可以在上行链路和下行链路之间被共享，并且及时切换资源。然后用户可 以为上行链路和下行链路传输分配一个或多个时隙。图11示出了 TDD系统的一个示例。用户设备(UE) 1100经由上行链路和下行链 路连接与基站(或者节点B) 1110通信。上行链路连接可以包括物理上行链路共享信道 (PUSCH)和物理上行链路控制信道(PUCCH)。基站1110继而可以与至少一个无线电网络控 制器(RNC) 1120通信。本发明的实施方式涉及UTRAN长期演进(LTE)的上行链路(UL)部分。更具体地， 本发明的示例提供了针对永久分配的PUSCH和(UL)PUCCH 二者的TDD优化快速功率。关于PUCCH，在本发明的一个实施方式中，在对称地在中心频率上应用基于时隙的 跳频的带边缘上传输PUCCH。可以通过码分复用(CDM)来复用不同的用户设备(UE)。使用 在中心频率上基于时隙的跳频以相同的方式传输永久PUSCH也是可能的。另外，可以使用 各种PUSCH跳频方案，其能够根据预定跳频模式实现PUSCH跳频。针对这些跳频方案的资 源分配可以是半永久的(即，较高层配置)或者动态的(即，经由UL许可)。关于功率控制(PC)，可以使用组合的开环/闭环操作。针对操作在用户设备(UE) 侧的PUCCH的PC公式给出如下 P = min (Pmax, IOlog 10 (M) +P0+ α PL+ Δ mcs+f (Ai)),其中Pmax是允许的最大UE功率，M是指派的资源块数目，α是路径损耗补偿因子， P。是小区和UE特定比例参数，PL是UE处测量的下行链路路径损耗。是MCS特定值， 而 ·(Δ》是UE特定闭环校正值。可以在PUCCH上使用全路径损耗补偿(α =1)。注意，关于TDD系统中的UL PC，可能不仅补偿慢速衰落(S卩，距离相关路径损耗+ 遮蔽衰落)，而且还补偿基于下行链路(DL)测量的快衰落分量。这是因为信道相互作用，其 是TDD与频分双工(FDD)相比较而言的特殊性质。由于使用相同的频带传输UL和DL，所以 DL中测量的瞬时信道衰减对于两个链路是相同的。在一个示例中，本发明解决了 TDD系统 中的优化下行链路路径损耗(PL)测量。关于PUSCH，当PUSCH是永久或者半永久分配时，本发明的实施方式应用快速开环 功率控制。其还可以应用于动态调度的PUSCH。在TDD系统中，可以通过在信道衰减测量中 使用比动态PUSCH情况下使用的滤波周期较短的滤波周期来实现快衰落补偿。由此，根据 本发明的一个实施方式，基于分配类型来控制路径损耗测量滤波器的(时间)长度。另外，本发明的实施方式提供了根据分配类型来形成路径损耗测量滤波器的宽度 (频率上)和频率位置。在使用快衰落补偿的TDD系统中，在所分配的带宽上进行路径损耗 测量。而在没有快衰落补偿的情况下，在总带宽上进行路径损耗测量。由此，本发明的实施方式提供了一种用于通信系统(诸如UTRAN TDD系统)中的 功率控制的方法。如图8所示，该方法可以包括基于分配类型(例如，信道是否是永久分配 的)来控制路径损耗测量滤波器的测量800，并且根据分配类型来形成路径损耗测量滤波器的宽度和频率位置810。关于PUCCH，本发明的示例提供了 一种用于信道衰减测量的特定布置。根据在其中 传输PUCCH的频谱的两个边缘(两个簇)来测量衰减。按照如下将路径损耗(PL)测量计 算为两个测量上的平均
ρ + PPL =—--
2 ,其中相应地，P1是来自第一边缘带的瞬时信道衰减测量，而P2是从第二边缘带测 量的衰减。对于使用跳频的永久分配的PUSCH，也可以使用相同的规则。类似地，本发明的实施方式可以测量任何数目的簇(或者子带)处的衰减，而不是 仅测量两个边缘处的衰减。因此，路径损耗(PL)测量可以在任何数目的簇或者子带上平 均。在这种情况下，路径损耗(PL)测量可以按照如下计算为多个测量的平均PL = (P^P2+. . . +Pn) /N,其中，P1, P2......Pn是来自多个簇的瞬时信道衰减测量。同样，对于使用跳频的
永久分配的PUSCH也可以使用相同的规则。另外，在成簇的资源块(RB)映射的情况下，可以每个簇独立地执行路径损耗测 量。作为一个示例，如果存在两个簇，则可以应用簇特定的路径损耗(PL)测量而不是如上 所述的在两个簇上对路径损耗(PL)测量进行平均。例如，如果eNodeB配置为2Tx_2Rx并且UE配置为lTx_2Rx，则信道衰减测量的天 线配置(ΜΙΜΟ模式)相关组合可以例如如下(假设eNB使用MRC)
Prl +P2P1 -—
‘ 2其中Pt是UE天线之一(在UL中用于Tx的那个天线)与两个eNB Tx天线(在 UL中都用于Rx)之间的组合信道衰减，Prl和Prt分别是从两个路径测量的信道衰减。校准 UL/DL Tx-Rx链的校准校正因子，可以包括在PC公式中的UE特定参数(例如P。)中。因此，本发明的实施方式还提供了如图10所示的通信系统中的功率控制方法。该 方法包括测量来自频谱100的多个子带的衰减，如上所概述的。该方法进一步包括将路径 损耗测量计算为从频谱110的多个子带中的每一个所获得的测量的平均。根据本发明的另一实施方式，提供了一种用于通信系统中的功率控制的装置。如 图9所示，装置900可以包括控制器910。控制器910可以包括控制单元940，其配置用于 基于分配类型来控制路径损耗测量滤波器的长度。控制单元940可以进一步配置用于根据 分配类型来形成路径损耗测量滤波器的宽度和频率位置。在本发明的另一实施方式中，控制器910可以进一步包括测量器或者测量单元 920，其配置用于测量来自在其中正在传输物理上行链路控制信道的频谱的多个子带的衰 减。控制器910可以进一步包括计算器或者计算单元930，其配置用于将路径损耗测量计 算为来自频谱的多个子带中每一个的测量的平均。在备选的实施方式中，测量单元920和 /或计算单元930可以与控制器910分开实现。应当注意，装置900可以实现为仅具有控制器910，仅具有控制单元940，仅具有测 量单元920，仅具有计算单元930，或者这些元件的任意组合。附加地，控制器910可以实现 为直接执行控制单元940、测量单元920和计算单元930的功能。
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本发明的实施方式得到TDD系统的容量改进。在永久分配的PUSCH的情况下，基 于来自快速PC的链路级增益类似于WCDMA中的链路级增益的假设，可以得到多达50 %的资 源节约。在PUCCH中，图2中示出了 Tx功率方面的链路级增益，图3中示出了 Rx功率方面 的链路级增益。针对理想PC和包括对数正态分布的测量错误的较实际的PC方案二者都生 成了结果。针对大约的块错误率(BLER)，结果示出约为平均Tx功率降低2dB增益，以 及平均接收功率减低3dB增益。关于系统级增益，存在至少如下不同的增益分量 由于Rx功率在UE上的变化减少，所以由小区内用户之间改进的正交性而导致 链路性能改进。这导致PUCCH上的复用容量更高或者覆盖增加。· Tx功率降低导致对相邻小区的干扰增加，如图4和图5所示。这是由于如图6 所示的接收SINR的变化减小。当SINR变化减小时，SINR目标可能降低，这导致平均UE传 输功率降低。在图4-图6中所示的系统级结果中不考虑来自改进正交性的增益。另外，不应用 PUCCH跳频。比较图5和图7，注意，对于快速PC，至少可以支持6个UE。而对于慢速PCjn 果覆盖极限是_9dB，则可以支持3个UE。所以，对于在PUCCH上操作的快速PC，仅需要一半 的PUCCH资源来支持相同数目的用户。由此，如上所述，本发明的实施方式提供了一种长期演进时分双工(TDD)系统中 的功率控制方法。该方法包括基于分配类型来控制路径损耗测量滤波器的长度。根据分配 类型来形成路径损耗测量滤波器的宽度和频率位置。因此，在本发明的一个实施方式中，当 PUSCH是永久分配时，应用快速开环功率控制。本发明的实施方式还提供了一种用于长期演进时分双工(TDD)系统中的功率控 制的装置。该装置包括控制器，其配置用于基于分配类型来控制路径损耗测量滤波器的长 度。该装置可以配置用于根据分配类型来形成路径损耗测量滤波器的宽度和频率位置。根据本发明的另一实施方式，提供了一种长期演进时分双工(TDD)系统中的功率 控制方法。该方法包括测量来自在其中正在传输物理上行链路控制信道的频谱的两个边缘 的衰减。该方法可以进一步包括将路径损耗测量计算为来自频谱的每个边缘的测量的平 均。在本发明的另一实施方式中，提供了一种用于长期演进时分双工(TDD)系统中的 功率控制的装置。该装置包括测量器，配置用于测量来自在其中正在传输物理上行链路控 制信道的频谱的两个边缘的衰减。该装置可以进一步包括计算器，其配置用于将路径损耗 测量计算为来自频谱的每个边缘的测量的平均。本发明的附加实施方式包括一种包含在计算机可读介质上的计算机程序。计算机 程序可以配置用于控制处理器、处理设备和/或计算机以执行特定步骤或者指令。步骤可 以包括基于分配类型来控制路径损耗测量滤波器的长度，以及使得路径损耗测量滤波器的 宽度和频率位置基于分配类型。在另一示例中，一种包含在计算机可读介质上的计算机程序可以配置用于控制处 理器以测量来自在其中正在传输物理上行链路控制信道的频谱的两个边缘的衰减。该计算 机程序可以进一步控制处理器以将路径损耗测量计算为来自频谱的每个边缘的所述衰减的测量的平均。此处所公开的计算机可读介质可以包括各种存储器介质，例如包括所有形式的易 失性存储器或者非易失性存储器。存储器可以包括RAM、光盘、硬盘驱动器/硬盘、闪存或者 能够存储计算机程序或者可以由计算机或处理器访问的任何其他类型的储存器或者存储
ο如此处所描述的，用户设备(UE)可以包括能够与任何通信系统或者网络进行通 信的有线或无线设备。此类设备可以包括移动电话、计算机、膝上型计算机、个人数字助理 或者能够与网络通信的任何其他设备。应当注意，本说明书中描述的某些功能单元和/或元件表示为控制器或者处理 器，以便更特别地强调其实现独立性。控制器或者处理器可以实现为包括定制VLSI电路或 者门阵列的硬件电路、诸如逻辑芯片、晶体管的成品半导体或者其他分立组件。另外，控制 器或者处理器所执行的功能可以利用此处描述的其他组件的协作来执行。例如，控制器或 者处理器可以配置用于通过执行存储在易失性或者非易失性存储器中的一个或多个代码 段来执行此处所描述的操作。另外，根据实施方式，控制器或者处理器可以包括多个处理器 或者处理设备。另外，在一个或多个实施方式中可以将本发明所描述的特征、优点和特性按照任 意适合的方式进行组合。本领域技术人员将认识到，可以在不具有特定实施方式的一个或 多个特定特征或者优点的情况下，以及按照任意的组合或者次序来实现本发明。本领域技术人员将容易理解，以上所讨论的本发明可以利用不同次序的步骤和/ 或与所公开不同的配置中的硬件元件来实现。因此，虽然基于这些优选实施方式描述了本 发明，但是对于本领域技术人员明显的是，在本发明的精神和范围内，某些修改、变体和备 选构造将是明显的。因此，为了确定和本发明的边界和范围，应当参照所附的权利要求。
权利要求
一种方法，包括由控制器基于分配类型来控制路径损耗测量滤波器的长度；以及使所述路径损耗测量滤波器的宽度和频率位置依赖于所述分配类型。
2.如权利要求1的方法，其中所述控制包括在长期演进时分双工系统中，由所述控制 器基于所述分配类型来控制所述路径损耗测量滤波器的长度。
3.如权利要求2的方法，其中，当所述时分双工系统使用快衰落补偿时，在所分配的带 宽上计算所述路径损耗测量。
4.如权利要求2的方法，其中，当所述时分双工系统不使用快衰落补偿时，在总带宽上 计算所述路径损耗测量。
5.一种装置，包括 控制器，配置用于基于分配类型来控制路径损耗测量滤波器的长度，以及使所述路径损耗测量滤波器的宽度和频率位置依赖于所述分配类型。
6.如权利要求5的装置，其中所述控制器是长期演进时分双工系统中的控制器。
7.如权利要求6的装置，其中，当所述时分双工系统使用快衰落补偿时，在所分配的带 宽上计算所述路径损耗测量。
8.如权利要求6的装置，其中，当所述时分双工系统不使用快衰落补偿时，在总带宽上 计算所述路径损耗测量。
9.一种包含在计算机可读介质上的计算机程序，所述计算机程序配置用于控制处理器 以执行基于分配类型来控制路径损耗测量滤波器的长度；以及使所述路径损耗测量滤波器的宽度和频率位置依赖于所述分配类型。
10.如权利要求9的计算机程序，其中所述控制包括由长期演进时分双工系统中的控 制器来控制。
11.一种装置，包括控制装置，用于基于分配类型来控制路径损耗测量滤波器的长度；以及 引起装置，用于使所述路径损耗测量滤波器的宽度和频率位置依赖于所述分配类型。
12.如权利要求11的装置，其中所述控制装置包括用于在长期演进时分双工系统中基 于所述分配类型来控制所述路径损耗测量滤波器的长度的装置。
13.一种方法，包括由控制器测量来自在其中正在传输物理上行链路控制信道的频谱的多个子带的衰减;以及将路径损耗测量计算为来自所述频谱的多个子带中每一个的所述衰减的测量的平均。
14.如权利要求13的方法，其中所述测量包括在长期演进时分双工系统中，由所述控 制器来测量来自在其中正在传输物理上行链路控制信道的频谱的多个子带的衰减。
15.如权利要求13的方法，其中所述计算包括使用以下公式计算所述路径损耗测量 PL = (PJP2+. ··+Pn)/N，其中，PL是所述路径损耗，而P1J2......Pn是来自多个子带的瞬时信道衰减测量。
16.如权利要求13的方法，进一步包括使用以下公式来计算针对所述物理上行链路控制信道的功率控制P = min (Pmax，IOlog 10 (M) +P0+ α PL+ Δ mcs+f (Ai)),其中Pmax是允许的最大用户设备功率，M是指派的资源块数目，α是路径损耗补偿因 子，P。是小区和用户设备特定比例参数，PL是用户设备处测量的下行链路路径损耗，是 MCS特定值，而f (Ai)是用户设备特定闭环校正值。
17.如权利要求13的方法，进一步包括使用以下公式来计算组合信道衰减 ρ - ^n + P η尸‘一 2其中Pt是用于在上行链路中发射的用户设备天线与用于在上行链路中接收的两个 eNodeB天线之间的组合信道衰减，而Pri和Ρ,2是从两个路径测量的信道衰减。
18.一种装置，包括 控制器，配置用于测量来自在其中正在传输物理上行链路控制信道的频谱的多个子带的衰减；以及 将路径损耗测量计算为来自所述频谱的多个子带中每一个的所述衰减的测量的平均。
19.如权利要求18的装置，其中所述控制器是长期演进时分双工系统中的控制器。
20.如权利要求18的装置，其中使用以下公式来计算所述路径损耗测量 PL = (PJP2+. ··+Pn)/N，其中，PL是所述路径损耗，而P1J2......Pn是来自多个子带的瞬时信道衰减测量。
21.如权利要求18的装置，其中使用以下公式来计算针对所述物理上行链路控制信道 的功率控制P = min (Pmax，IOlog 10 (M) +P0+ α PL+ Δ mcs+f (Ai)),其中Pmax是允许的最大用户设备功率，M是指派的资源块数目，α是路径损耗补偿因 子，P。是小区和用户设备特定比例参数，PL是用户设备处测量的下行链路路径损耗，是 MCS特定值，而f (Ai)是用户设备特定闭环校正值。
22.如权利要求18的装置，其中使用以下公式来计算组合信道衰减 P _ Pn其中Pt是用于在上行链路中发射的用户设备天线与用于在上行链路中接收的两个 eNodeB天线之间的组合信道衰减，而Pri和Ρ,2是从两个路径测量的信道衰减。
23.一种包含在计算机可读介质上的计算机程序，所述计算机程序配置用于控制处理 器以执行在长期演进时分双工系统中，测量来自在其中正在传输物理上行链路控制信道的频谱 的多个子带的衰减；以及将路径损耗测量计算为来自所述频谱的多个子带中每一个的所述衰减的测量的平均。
24.如权利要求23的计算机程序，其中所述测量包括在长期演进时分双工系统中，测 量来自在其中正在传输物理上行链路控制信道的频谱的多个子带的衰减。
25.一种装置，包括测量装置，用于在长期演进时分双工系统中，测量来自在其中正在传输物理上行链路 控制信道的频谱的多个子带的衰减；以及计算装置，用于将路径损耗测量计算为来自所述频谱的多个子带中每一个的所述衰减 的测量的平均。
26.如权利要求25的装置，其中所述测量装置包括用于在长期演进时分双工系统中， 测量来自在其中正在传输物理上行链路控制信道的频谱的多个子带的衰减的装置。
全文摘要
本发明的实施方式提供了用于优化时分双工(TDD)系统中的下行链路路径损耗(PL)测量的方法、系统和装置，实现以减低衰落余量为目标的快速功率控制。在一个实施方式中，提供了一种长期演进时分双工(TDD)系统中的功率控制方法。该方法包括基于分配类型来控制路径损耗测量滤波器的长度。根据分配类型来形成路径损耗测量滤波器的宽度和频率位置。
文档编号H04W52/24GK101940038SQ200980104233
公开日2011年1月5日 申请日期2009年2月4日 优先权日2008年2月5日
发明者E·T·蒂罗拉, K·P·帕瑞科斯基, P·斯科夫, 车向光 申请人:诺基亚公司