专利名称：调控波束方向改变而导致的上行负载变化的方法和基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及在通信系统中确保上行稳定性的方法和基站，更具体地，涉及用于调控由于波束方向改变而导致的上行负载变化的方法和相应的基站。
背景技术：
上行波束赋形目前，第三代伙伴计划(3GPP)正在评估在高速上行分组接入(HSUPA)(参见3GPPTdoc RP-090987, 3GPP Work Item Description Uplink Tx Divers ity for HSPA,将其一并引入作为参考)的上下文中上行传输分集的潜在优势。利用上行传输分集，配备了两根或多根发射天线的用户设备(UE)能够完全地利用这些天线。这可以通过将发射信号s (t)与权重因子W= [Wl，W2，...，Wi，...，WM]相乘来实现。术语“权重因子”也可以指预编码矢量。参见
图1，图I示出了上行传输分集的示意图。注意i = I...M，其中M表示发射天线的数量。上行传输分集的基本原理是，调整权重，从而在UE可以在给定时间段从多于一根天线同时进行发送的波束赋形的情况下，将用户和网络性能最大化。根据是否存在来自Node B的明确反馈，可以将上行波束赋形分为两种类型-开环波束赋形(OLBF)UE自主地决定天线权重。UE根据NodeB的现有反馈(如，上行传输功率控制(UL TPC)、混合重传请求(HARQ)反馈等)，来选择预编码矢量。-闭环波束赋形(CLBF)Node B向UE提供明确反馈，指示UE在发射信号时应当使用哪些权重。在3GPP TR 25.863，Uplink transmit diversity for High SpeedPacketAccess (HSPA) (Release 10)中公开了针对开环传输分集(OLTD)的研究。针对OLBF模式下的UE，基于接收到的上行TPC，由UE来调整上行波束方向。当UE处于软切换时，根据以下策略来组合时隙中的来自所有连接的Node B的上行TPC命令如果从所有连接的Node B接收的TPC为上升(UP)，则组合后的TPC为上升(UP)；以及如果从连接的NodeB接收的TPC中的任何一个为下降(DOWN)，则组合后的TPC为下降(DOWN)。针对软切换过程中的UE’上行中的最佳连接的Node B比其它连接的Node B具有更高的产生上行TPC DOWN的概率。因而，根据该TPC组合策略，TPC组合中最佳连接的NodeB起主导作用。OLBF模式下的UE通过调整上行波束方向分别沿相反的方向来进行信道探测，并将与两个相反方向相对应的上行的TPC进行比较。如果沿一个方向接收TPC D0WN，以及沿相反的方向接收TPC UP，则UE使上行波束转向前一方向。由于针对软切换过程中的UE, TPC组合中最佳小区起主导作用，所以UE逐渐使上行波束转向最佳连接的Node B。如果上行中的最佳Node B改变，则上行波束逐渐向新的最佳Node B改变。处在OLTD状态下的UE在侧进行上行波束方向调整时，并不通知网络。当前，3GPP中无线通信系统的主要厂商都启动了并驱动着针对闭环传输分集(CLTD)的研究。在CLBF的情况下，不确定是否仅由服务小区(或Node B)来确定预编码矢量，非服务小区也可以产生和确定预编码矢量。为了避免由于上行波束方向频繁地从一个活跃小区改变至另一个活跃小区而导致的热噪声增加量(RoT)振荡，最好由服务Node B而不是非服务Node B来产生并确定预编码矢量。非服务小区(或Node B)也可以出于其它目的来产生并确定预编码矢量。CLBF模式下的UE的上行波束指向产生并确定预编码矢量的活跃小区。在下文中，以CLBF/OLBF UE来表示CLBF/0LBF模式下的UE，而不是仅表示支持CLBF/0LBF功能的UE,并将针对上行波束赋形(BF)模式下的UE产生并确定预编码矢量的小区称为该UE的BF控制小区。对于OLBF UE,上行质量最好的小区一般是BF控制小区。 切换期间的上行波束方向改变当CLBF UE的BF控制小区从一个小区改变为另一个小区时，CLBF UE的上行波束从朝向当前BF控制小区转向目标BF控制小区。图2示出了上行波束方向改变的示例。参见图2，小区A和小区B是UE的两个活跃小区。CLBF UE的上行波束方向改变之前，小区A是UE的BF控制小区，并受到来自主波瓣的干扰，而小区B是一个非BF控制小区，并受到来自较弱波瓣的干扰。在波束方向改变之后，小区B转变为BF控制小区，并受到来自主波瓣的干扰，而小区A转变为非BF控制小区，并受到来自较弱波瓣的干扰。当波束从小区A改变至小区B时，由于该CLBF UE而导致的小区A的上行负载突然减小，而由于该CLBF UE而导致的小区B的上行负载突然增加。而针对OLBF UE,由于网络并不明确地控制上行波束的预编码，因而网络并不清楚针对OLBF UE的上行波束方向改变。取决于UE中的预编码矢量选择算法和衰落改变，BF控制小区的改变需要的时间有非常大的不同。如果OLBF UE上行波束方向改变过快，则会引起与之连接的小区的上行负载稳定性问题。波束方向随BF控制小区改变而改变。波束方向改变不可避免，由于用户的移动性，波束方向改变会非常频繁。 上行负载估计可以基于专用物理控制信道(DPCCH)的载波干扰比(CIR)来估计UE的上行负载。假设UE具有N个并行上行信道，可以按照等式(I)，基于DPCCH CIR来估计UE所产生的
总上行负载(参见 HarriHolma, Antti Toskala,，，WCDMA for UMTS---Radio Access For
ThirdGeneration Mobile Communications，，，third Edition,将其一并弓I入作为参考)
权利要求
1.一种用于调控由于波束方向从朝向当前波束赋形控制小区改变为朝向目标波束赋形控制小区而导致的上行负载变化的方法，包括 在所述波束方向从朝向当前波束赋形控制小区改变为朝向目标波束赋形控制小区之前，估计由于波束方向改变而导致的目标波束赋形控制小区的上行负载增量； 将所述估计的上行负载增量与目标波束赋形控制小区的可用上行负载净空进行比较；以及 在所述上行负载增量大于所述可用上行负载净空的情况下，调控用户设备UE的上行负载许可，使得所述上行负载增量不超过所述上行负载净空。
2.根据权利要求I所述的方法，还包括在所述上行负载增量不大于所述目标波束赋形控制小区的可用上行负载净空的情况下，不对UE的上行负载许可进行调控。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其中闭环波束赋形模式下的UE基于来自基站的、指示了 UE在发射信号时应当使用的预编码矢量的明确反馈来确定预编码矢量以调整波束方向，使得所述闭环波束赋形模式下的UE的所述波束方向最初朝向当前波束赋形控制小区。
4.根据权利要求I或2所述的方法，其中在对上行负载许可进行调控之后，目标波束赋形控制小区开始产生并确定针对处于闭环波束赋形模式下的UE的预编码矢量，以使波束方向朝向目标波束赋形控制小区，以及当前波束赋形控制小区停止为闭环波束赋形模式下的UE产生和确定使波束方向朝向当前波束赋形控制小区的预编码矢量。
5.根据权利要求I或2所述的方法，其中针对闭环波束赋形模式下的UE，依据基于UE的专用物理控制信道的测量量，估计由于波束方向改变而导致的目标波束赋形控制小区的上行负载增量。
6.根据权利要求5所述的方法，其中针对闭环波束赋形模式下的UE，依据基于UE的专用物理控制信道载干比DPCCH CIR目标而估计的上行负载与基于目标波束赋形控制小区中所测量的DPCCHCIR而估计的上行负载之差，估计所述由于波束方向改变而导致的目标波束赋形控制小区的上行负载增量。
7.根据权利要求I或2所述的方法，其中针对开环波束赋形模式下的UE，使用经验波束赋形增益来估计所述目标波束赋形控制小区的上行负载增量。
8.根据权利要求3所述的方法，还包括 针对所述闭环波束赋形模式下的UE，对所述波束方向从朝向当前波束赋形控制小区向朝向目标波束赋形控制小区的改变进行延迟，在所述延迟期间，仍由当前波束赋形控制小区产生并确定预编码矢量，并且所述波束方向保持朝向所述当前波束赋形控制小区。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述估计、比较和调控步骤在所述延迟期间执行。
10.根据权利要求I所述的方法，其中当UE的当前波束赋形控制小区无法准确获知所述上行负载增量时，在所述波束方向从朝向当前波束赋形控制小区改变为朝向目标波束赋形控制小区之前，将UE的上行负载许可减小至预定保守等级，使得在所述波束方向改变为朝向目标波束赋形控制小区之后，由于波束方向改变而导致的上行负载增量不超过目标波束赋形控制小区的可用上行负载净空。
11.一种用于调控由于波束方向从朝向当前波束赋形控制小区改变为朝向目标波束赋形控制小区而导致的上行负载变化的基站设备，包括估计单元，用于在所述波束方向从朝向当前波束赋形控制小区改变为朝向目标波束赋形控制小区之前，估计由于波束方向改变而导致的目标波束赋形控制小区的上行负载增量; 比较单元，用于将所述估计的上行负载增量与目标波束赋形控制小区的可用上行负载净空进行比较；以及 调控单元，用于在所述上行负载增量大于所述可用上行负载净空的情况下，调控用户设备UE的上行负载许可，使得所述上行负载增量不超过所述上行负载净空。
12.根据权利要求11所述的基站设备，其中所述调控单元在所述上行负载增量不大于所述目标波束赋形控制小区的可用上行负载净空的情况下，不对UE的上行负载许可进行调控。
13.根据权利要求11或12所述的基站设备，还包括预编码矢量产生和确定单元，用于针对闭环波束赋形模式下的UE，产生并确定在发射信号时应当使用的预编码矢量，以调整波束方向，使得所述闭环波束赋形模式下的UE的所述波束方向最初朝向当前波束赋形控制小区。
14.根据权利要求11或12所述的基站设备，其中，在所述调控单元对上行负载许可进行调控之后，所述预编码矢量产生和确定单元开始产生并确定针对处于闭环波束赋形模式下的UE的预编码矢量，以使波束方向朝向目标波束赋形控制小区，以及停止为闭环波束赋形模式下的UE产生和确定使波束方向朝向当前波束赋形控制小区的预编码矢量。
15.根据权利要求11或12所述的基站设备，其中所述估计单元针对闭环波束赋形模式下的UE，依据基于UE的专用物理控制信道的测量量，估计由于波束方向改变而导致的目标波束赋形控制小区的上行负载增量。
16.根据权利要求15所述的基站设备，其中所述估计单元针对闭环波束赋形模式下的UE，依据基于UE的专用物理控制信道载干比DPCCH CIR目标而估计的上行负载与基于目标波束赋形控制小区中所测量的DPCCH CIR而估计的上行负载之差，估计所述由于波束方向改变而导致的目标波束赋形控制小区的上行负载增量。
17.根据权利要求11或12所述的基站设备，其中所述估计单元针对开环波束赋形模式下的UE，使用经验波束赋形增益来估计所述目标波束赋形控制小区的上行负载增量。
18.根据权利要求13所述的基站设备，还包括 延迟单元，用于针对所述闭环波束赋形模式下的UE，对所述波束方向从朝向当前波束赋形控制小区向朝向目标波束赋形控制小区的改变进行延迟，在所述延迟期间，所述预编码矢量产生和确定单元针对当前波束赋形控制小区产生并确定预编码矢量，并且所述波束方向保持朝向所述当前波束赋形控制小区。
19.根据权利要求18所述的基站设备，其中所述估计单元、比较单元和调控单元在所述延迟期间执行操作。
20.根据权利要求11所述的基站设备，其中在UE的当前波束赋形控制小区无法通过所述估计单元准确获知所述上行负载增量时，在所述波束方向从朝向当前波束赋形控制小区改变为朝向目标波束赋形控制小区之前，将用户设备UE的上行负载许可减小至预定保守等级，使得在所述波束方向改变为朝向目标波束赋形控制小区之后，由于波束方向改变而导致的上行负载增量不超过目标波束赋形控制小区的可用上行负载净空。
全文摘要
本发明提出了一种用于调控由于波束方向改变而导致的上行负载变化的方法，包括在所述波束方向从朝向当前波束赋形控制小区改变为朝向目标波束赋形控制小区之前，估计由于波束方向改变而导致的目标波束赋形控制小区的上行负载增量；将所述估计的上行负载增量与目标波束赋形控制小区的可用上行负载净空进行比较；以及在所述上行负载增量大于所述上行可用上行负载净空的情况下，调控用户设备UE的上行负载许可，使得所述上行负载增量不超过所述上行负载净空。本发明还提出了一种用于调控由于波束方向改变而导致的上行负载变化的基站设备。
文档编号H04B7/06GK102655425SQ20111005402
公开日2012年9月5日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者刘进华, 张璋 申请人:爱立信(中国)通信有限公司