專利名稱：針對無線廣播中單播-組播疊加的動態功率分配的制作方法
技術領域：
本發明總體涉及通信系統，更具體地，涉及無線通信系統。
背景技術：
傳統的無線通信系統包括 一個或更多個基站(還可以稱作 node-B)，用于提供與一個或更多個移動單元(還可以使用諸如用戶裝 備、移動設備、訂戶裝備、以及接入終端等術語來表示)的無線連接。 示例性移動單元包括蜂窩電話、個人數字助理、智能手機、文本消息 收發設備、膝上型計算機、臺式計算機、等等。每個基站可以在與該 基站相關聯的地理區域、或小區內，經由射頻(RF)信號提供與一個 或更多個移動單元的無線連接。例如，根據通用移動電信系統(UMTS) 協議來工作的基站可以通過無線通信鏈路，在與該基站相關聯的小區 內提供與一個或更多個移動單元的無線連接。
無線通信鏈路典型地包括使用組播和/或單播傳輸之一或兩者向 接入終端當中的每個傳遞信息的能力。典型地，單播傳輸被送往單個 接入終端，而組播傳輸被送往多個接入終端。典型的組播應用包括傳 輸電視信號、無線電、音頻和視頻流、股票估價、新聞摘要等等。單 播應用包括典型的語音通信會話、互聯網會話、即時消息會話、等等。 在每個小區中，針對所有活躍的用戶傳送單個組播信號，同時向這些 用戶當中的每個獨立地傳送多個單播信號。
可以使用疊加編碼來對組播和單播信號進行復用。也就是說，可 以采用順序的形式來疊加組播信號和多個單播信號。最近提出并討論 了該技術的簡化版本，以使其可能在若干無線標準中被采用。如圖l 中的文字所示出的，在該簡化版本中，在時間和/或頻率上(即，正交 地而不是疊加地)復用單播信號，并且僅在所述單播信號上疊加組播 信號。在每個時間/頻率資源上，傳輸從而在于組播信號與單個單播信
4號的疊加。可以針對組播和單播信號使用任意的調制格式。
在組播與單播業務量之間存在顯著的差異。例如，組播信號是以 固定速率編碼的，并以確保在大多數(例如90%至95%)的位置成功 解碼為目的而先驗地建立。此外，通常從系統中的所有傳輸站同時發 送組播信號，并且所有傳輸站都采用共同的速率和調制格式以便能夠 在用戶終端處進行結構組合。另一方面，單播信號是以根據至各個用 戶接收機的信道和干擾條件的可變速率進行編碼的。那么通常這樣的 速率可能在每個時間/頻率資源處是不同的。
每個用戶首先對組播信號進行解碼。如果成功解碼，則過程進行 至抵消組播信號的貢獻，并且進一步對疊加的單播信號進行解碼。因 為在具有來自單播信號的干擾的情況下對組播信號進行解碼，所以組 播信號必須相對于單播信號是足夠強的。可用于傳輸組播和單播信號
的總功率由尸r來表示。分配給組播的尸r的分數由a來表示。因此，組播 傳輸功率是aPp可用的單播傳輸功率是(l-a)iV。標準方法是在確定組 播編碼速率時使用靜態的a并且計算單播干擾所產生的電平。
然而，向用于接收組播傳輸的不同移動設備傳輸組播信號所需要 的功率量可以隨時間而顯著變化。也就是說，不同的移動設備可以重 新定位至條件更具傳導性的位置，使得傳輸不需要很強。然而，在給 定靜態的a的情況下，當前的系統將繼續以相同的功率電平進行傳輸， 而不必對可以用于單播傳輸的功率加以限制。
發明內容
本發明涉及解決上述問題當中的一個或更多個的影響。以下提出 了本發明的簡要概括，以提供對本發明某些方面的基本理解。該概括 并不是本發明的詳盡概述。并不意在標識本發明的關鍵或決定性要素， 或者限定本發明的范圍。其唯一目的是以簡化的形式表示某些概念， 作為之后討論的更詳盡的描述的前序。
在本發明的一個實施例中，提供了一種向無線系統中的多個移動
設備提供單播傳輸和組播傳輸的方法。該方法包括使用總體可用功 率的第一部分來提供組播信號，其中所述總體可用功率的第一部分是與移動設備當中的至少一個相關聯的信道質量指示符的函數。然后， 使用總體可用功率的第二部分來提供單播信號，其中所述總體可用功 率的第二部分是總體可用功率的第一部分的函數。
在本發明的另一實施例中，提供了一種向無線系統中的多個移動 設備提供單播傳輸和組播傳輸的方法。該方法包括按照與移動設備 當中的至少一個相關聯的信道質量指示符的函數，在單播傳輸與組播 傳輸之間定期地分配功率。
可以結合附圖參考以下描述來理解本發明，在附圖中相似的參考 數字表示相似的元素，附圖中-
圖l概念上示出了疊加組播信號和單播信號的無線通信系統的一 個示例實施例；
圖2概念上示出了根據本發明的方面的無線通信系統的一個示例 實施例；
圖3概念上示出了采用本發明的方面的基站和多個移動設備的一 個示例實施例；
圖4概念上示出了可以實現為對用于傳輸組播和單播信號的功率 量進行動態控制的控制方案的流程圖表示的一個示例實施例。
盡管本發明可以有各種修改和替換形式，然而在附圖中以示例的 方式示出了本發明的特定實施例，這里將對這些特定實施例進行詳細 描述。然而應理解，這里對特定實施例的描述并不意在將本發明限制 為所公開的特定形式，而相反，本發明旨在覆蓋由所附權利要求所限 定的本發明的精神和范圍之內的所有修改、等同物、以及替換。
具體實施例方式
以下描述本發明的示例實施例。為了清楚，在本說明書中并未描 述實際實現方式的所有特征。應意識到，在任何這樣的實際實施例的 開發中，可以進行實現方式特定的判定以實現開發者的特定目的，如 與系統相關和商業相關的限制相符合的目的，這些目的可以因實現方
6式的不同而不同。此外，可以意識到的是，這樣的開發努力可能是復 雜并且耗時的，然而對于受益于本公開的本領域技術人員而言卻是例 行任務。
在對計算機存儲器內數據位進行操作的軟件、或算法和符號表示 的方面給出了本發明的部分和相應的詳細描述。本領域技術人員利用 這些描述和表示有效地將他們工作的實質傳達給其他的本領域技術人 員。算法(作為在這里所使用、并且通常所使用的術語)被認為是產 生期望結果的自相一致的步驟序列。這些步驟需要對物理量進行物理 操作。通常(盡管不是必需地)，這些量采用可以被存儲、傳送、組合、 比較、以及其他處理的光信號、電信號或磁信號的形式。出于通用的 目的，有時方便地將這些信號稱作比特、值、元素、符號、字符、項、 數字、等等。 '
然而應意識到，所有這些和類似的術語都與適當的物理量相關 聯，并且僅僅是應用到這些量的方便標記。除非具體闡明，或者通過 論述而顯而易見，否則諸如"處理"或"計算"、或"運算"或"確定" 或"顯示"等術語是指計算機系統或類似的電子計算設備的動作或過 程，該計算機系統或類似的電子計算設備對表示為計算機系統的寄存 器和存儲器內物理、電子量的數據進行操作，并轉換成類似地表示為 計算機系統存儲器或寄存器或其他這樣的信息存儲、傳輸或顯示設備 內物理量的其他數據。
還應注意，以軟件實現的本發明的方面典型地是在某種形式的程 序存儲介質上編碼的，或者是在某種類型的傳輸介質上實現的。程序 存儲介質可以是磁的(例如，軟盤或硬盤)或光的(例如，壓縮盤只
讀存儲器、或"CDROM")，并且可以是只讀的或隨機存取的。類似
地，傳輸介質可以是雙絞線、同軸線纜、光纖、或本領域己知的其他 合適的傳輸介質。本發明不受任何給定實現方式的這些方面的限制。 現在將參考附圖來描述本發明。各種結構、系統以及設備僅僅是 出于說明的目的在圖中示意性描述的，以使得不會將本發明與本領域 技術人員公知的細節混淆。然而，附圖被包括用于描述和說明本發明 的說明性示例。應該將這里所使用的詞語和短語理解和解釋為具有與相關領域技術人員對這些詞語和短語的理解相一致的含義。術語或短 語的一致使用不旨在暗示所述術語或短語的特殊定義，即，與本領域 技術人員所理解的普通和習慣性含義不同的定義。對于旨在具有特殊 含義的術語或短語，即，除了本領域技術人員所理解的含義以外的其 他含義，將以直接且明白地為所述術語或短語提供特殊定義的限定方 式，在說明書中明確地闡述這樣的特殊定義。
通常，在本發明的一個實施例中，描述了一種對分配給組播傳輸 的功率進行動態調節的方法。該方法有效地使用移動設備的實際位置 來提高單播數據速率，同時保持組播覆蓋請求。
圖2在概念上示出了通信系統100的一個示例實施例。在所示的實
施例中，通信系統100是包括無線電網絡控制器105的無線通信系統。 通信系統100和無線電網絡控制器105可以根據通用移動電信服務
(UMTS)協議來進行操作，并且可以實現正交頻分復用(OFDMA)。 然而，受益于本公開的本領域技術人員應意識到，本發明不限于根據 UMTS和/或OFDMA來進行操作的通信系統。在可選實施例中，通信 系統100可以根據包括而不限于全球移動通信系統(GSM)、碼分多址
(CDMA、 CDMA2000)等的一個或更多個其他協議來進行操作。 無線電網絡控制器105與基站110 (1-2)通信連接。在下文中索引
(1-2)用于表示獨立的基站和/或基站的子集。然而，為了清楚起見， 當總的提到基站110時，可以不用索引(1-2)。在下文中還會將這種約
定應用到使用單個參考數字和一個或更多個索引來表示的其他元素。 基站110可以提供與相應的地理區域或小區的無線連接。如上所述，基 站110可以根據UMTS協議來提供無線連接，并且可以實現OFDMA， 然而基站110不限于這些協議。在所示實施例中，基站IIO (1)提供與 移動單元(120)的無線連接，基站IIO (2)提供與移動單元125 (1-2) 的無線連接，基站IIO (3)提供與移動單元130 (1-2)的無線連接。 然而，受益于本公開的本領域技術人員應意識到，基站UO可以提供與 在小區內或靠近小區的任何位置處任何數目的移動單元的無線連接。
現在參考圖3，考慮上述類型的獨立基站300以及基站110和K 個與基站300連接的移動設備310。本領域技術人員將意識到，移動
8設備310可以使用疊加來接收來自多個附近基站(在圖2中未示出)
的組播信號。因此，當基站300所廣播的組播信號可能本身不是足夠 時，從其他附近的基站(圖2中未示出)接收的集合信號可能是足夠 的。因此，在某些應用中，基于(如與組播業務傳輸相對的)單播業 務傳輸來定義連接會是有用的。為了說明本發明，假設將全部功率分 配給組播信號，即，a=l。給定基站300與K個移動設備310之間的 信道條件，并且給定預定的組播速率
移動設備310當中的一些(典型地，大部分)將能夠對組播信號
進行解碼；以及
少數用戶可能無法對組播信號進行解碼。這樣的用戶處于斷供 中(in outage)并且無法得到系統的幫助。
由ko來表示在可以對信號進行解碼的所有用戶當中具有通過質量 度量(例如，長期質量度量，包括而不限于信號干擾噪聲比(SINR)、 比特差錯率(BER)、塊差錯率(BLER)、或某些其他長期信道質量指 示符(CQI))來測量的最差接收信號的用戶。由Y(&沐表示隨著接收 的SINR而單調增大、或隨著BER或BLER而單調減小的接收信號質量
的測量值。另外以Ymin來表示根據組播信號的編碼速率對所述組播信號
進行解碼所需要的長期CQI。
如果從組播下個單播重新分配傳輸功率當中的一些，從而減小ot， 則針對所有用戶的、接收到的組播信號的平均質量將降低。然而，只
要Y (&)不下降到Ymin以下，組播性能就不變。因此，項厶=11^(0〃^)-
YmhO與額外功率的電平(level)相對應，其中可以至少部分地將所述
額外功率重新分配給單播分量而沒有顯著的組播降級。用于向單播分
量實際重新分配的額外功率由g(A)來表示，從而函數g(O還解釋了從組 播向單播分量重新分配的功率也引起對組播信號的附加干擾的這一事 實。該重新分配的功率使得可以以更高的速率來進行單播傳輸而不犧 牲組播廣播的性能。
前述觀點構成了針對前述動態功率分配算法的基礎，在圖4中給 出了該算法的流程圖。為了適應算法的迭代特性，(xW用于索引cc所采 用的值的連續性。因此，過程400以方塊410開始，設置aW等于l。在方塊420，基站300從用于接收組播傳輸的每個移動設備310接收長期 CQI反饋。在方塊430，識別具有最差長期CQI的移動設備310。在圖4 所述的實施例中，識別具有Ymi。以上的最差SINR的移動設備310。然后 在方塊440使用該信息，利用方程A=maX(0，Y(^)-Ymin;^計算可以至少 部分地重新分配給單播傳輸的額外功率的電平。
在塊450使用更新算法來計算單播傳輸與組播傳輸之間新的功率 分配。可以采用多種方式來實現更新算法。在本發明第一個實施例中， 可以將全部額外組播功率重新分配給單播信號，如
a('"W')-g(A)
然而，為了避免單播和組播功率之間過多的功率變化，可以例如使用 低通濾波器(如具有"遺忘因子"卩的1抽頭IIR濾波器)，對可用組播 功率共享的更新進行濾波，如 a('+/)= (l-卩)a('.)-卩g(A)
卩的選擇確定了功率重新分配的侵占性(aggressiveness)。高的(3 值提高了重新分配給單播的額外功率的更新速率，這可能是以組播斷 供方面的某種小的增加為代價的。
本領域技術人員將意識到，更一般地，可以使用其他類型的濾波， 從而更新方程可以表示為
a""W),g(A)) 其中f(V)是兩個自變量的類函數。
可以利用系統中的每個基站300來自發地執行算法。在靜態條件 下，每個基站300處的a值然后可以收斂于穩定值。在用戶運動、到達、 偏離等情況下，算法跟蹤這些穩定值。
本領域技術人員將意識到，算法的操作僅依賴于長期CQI。因此， 可以允許移動設備310僅向它們各自的基站300提供關于移動設備310 各自的CQI的不經常的反饋，以在單播傳輸與組播傳輸之間動態地分 配功率。在本發明的一些實施例中，可能有用的是，釆用附加的快速 反饋來布置對單播信號的時間/頻率復用以及控制相應的單播速率。
以上公開的具體實施例僅僅是說明性的，因為可以采用不同但是 等效的方式來修改和實現本發明，這些方式對于受益于本發明教義的
10本領域技術人員來說是顯而易見的。此外，除了權利要求所描述的以 外，不存在對此處所示出的結構或設計的細節的限制。從而可以看出， 可以對以上公開的具體實施例進行改變和修改，并且認為所有這些變 化都在本發明的精神和范圍之內。相應地，在權利要求中闡述了本發 明的保護范圍。
權利要求
1、一種向無線系統中的多個移動設備提供單播傳輸和組播傳輸的方法，包括使用總體可用功率的第一部分來提供組播信號，其中所述總體可用功率的第一部分是與移動設備當中的至少一個相關聯的信道質量指示符的函數；以及使用總體可用功率的第二部分來提供單播信號，其中所述總體可用功率的第二部分是總體可用功率的第一部分的函數。
2、 根據權利要求l所述的方法，其中，所述使用總體可用功率的第一部分來提供組播信號還包括使用總體可用功率的第一部分來提 供組播信號，其中所述總體可用功率的第一部分是與移動設備當中的 至少一個相關聯的長期信道質量指示符的函數。
3、 根據權利要求l所述的方法，其中，所述使用總體可用功率的 第一部分來提供組播信號還包括使用總體可用功率的第一部分來提 供組播信號，其中所述總體可用功率的第一部分是與移動設備當中的 至少一個相關聯的信號干擾噪聲比的函數。
4、 根據權利要求l所述的方法，其中，所述使用總體可用功率的 第一部分來提供組播信號還包括使用總體可用功率的第一部分來提 供組播信號，其中所述總體可用功率的第一部分是與移動設備當中的 至少一個相關聯的比特差錯率的函數。
5、 根據權利要求l所述的方法，其中，所述使用總體可用功率的 第一部分來提供組播信號還包括使用總體可用功率的第一部分來提 供組播信號，其中所述總體可用功率的第一部分是與移動設備當中的 至少一個相關聯的塊差錯率的函數。
6、 一種向無線系統中的多個移動設備提供單播傳輸和組播傳輸 的方法，包括按照與移動設備當中的至少一個相關聯的信道質量指示符的函 數，在單播傳輸與組播傳輸之間定期地分配功率。
7、 根據權利要求6所述的方法，其中，所述按照與移動設備當中 的至少一個相關聯的信道質量指示符的函數在單播傳輸與組播傳輸之 間定期地分配功率還包括按照與移動設備當中的至少一個相關聯的 長期信道質量指示符的函數，在單播傳輸與組播傳輸之間定期地分配 功率。
8、 根據權利要求6所述的方法，其中，所述按照與移動設備當中 的至少一個相關聯的信道質量指示符的函數在單播傳輸與組播傳輸之 間定期地分配功率還包括按照與移動設備當中的至少一個相關聯的 信號干擾噪聲比的函數，在單播傳輸與組播傳輸之間定期地分配功率。
9、 根據權利要求6所述的方法，其中，所述按照與移動設備當中 的至少一個相關聯的信道質量指示符的函數在單播傳輸與組播傳輸之 間定期地分配功率還包括按照與移動設備當中的至少一個相關聯的 比特差錯率的函數，在單播傳輸與組播傳輸之間定期地分配功率。
10、 根據權利要求6所述的方法，其中，所述按照與移動設備當 中的至少一個相關聯的信道質量指示符的函數在單播傳輸與組播傳輸 之間定期地分配功率還包括按照與移動設備當中的至少一個相關聯 的塊差錯率的函數，在單播傳輸與組播傳輸之間定期地分配功率。
全文摘要
本發明提供了一種向無線系統中的多個移動設備提供單播傳輸和組播傳輸的方法。該方法包括使用總體可用功率的第一部分來提供組播信號，其中所述總體可用功率的第一部分是與移動設備當中的至少一個相關聯的信道質量指示符的函數。然后，使用總體可用功率的第二部分來提供單播信號，其中所述總體可用功率的第二部分是總體可用功率的第一部分的函數。
文檔編號H04W52/16GK101584228SQ200880002689
公開日2009年11月18日 申請日期2008年1月14日 優先權日2007年1月22日
發明者安杰爾·洛薩諾, 賴納·沃爾特·白奇爾 申請人:郎訊科技公司