專利名稱：具有功率控制命令和擦除指示的功率控制和越區切換的制作方法
技術領域：
本發明大體上涉及通信，且更具體地說涉及用于在無線通信系統中執行功率控制和越區切換的技術。
背景技術：
無線多址通信系統可通過共享可用系統資源(例如，頻寬和傳輸功率)來支持多個無線終端的通信。每一終端可 經由前向和反向鏈路上的傳輸而與一個或一個以上基站通信。前向鏈路(或下行鏈路)是指從基站到終端的通信鏈路，且反向鏈路(或上行鏈路)是指從終端到基站的通信鏈路。多個終端可同時在前向鏈路上接收數據且/或在反向鏈路上傳輸數據。這可通過將每一鏈路上的傳輸多路復用為在時間、頻率和/或碼域上彼此正交來實現。在反向鏈路上，完全正交性(如果實現的話)導致在接收基站處來自每一終端的傳輸不干擾來自其它終端的傳輸。然而，由于信道條件、接收器缺陷等等的緣故，通常無法實現來自不同終端的傳輸之間的完全正交性。正交性的損失導致每一終端對與同一基站通信的其它終端引起一些干擾。此外，來自與不同基站通信的終端的傳輸通常并非彼此正交。因此，每一終端還可能對與附近基站通信的其它終端引起干擾。每一終端的性能由于來自系統中所有其它終端的干擾而降級。因此，此項技術中需要控制終端的傳輸功率以減少干擾且為所有終端實現良好性能的技術。
發明內容
本文中描述用于高效地執行功率控制和越區切換的技術。在一方面，以例如向上-向下PC模式和基于擦除的PC模式的多個PC模式來支持功率控制(PC)。可(例如)基于所需性能而選擇一個PC模式來使用。可發送信令(例如，PC模式位)來指示選定的PC模式。如果選擇所述向上-向下PC模式，那么基站估計終端的接收信號質量，并發送PC命令以引導所述終端調節其傳輸功率。如果選擇所述基于擦除的PC模式，那么所述基站檢測從所述終端接收到的碼字，并發送擦除指示，其指示這些碼字是經擦除的還是未經擦除的。對于所述兩個PC模式，所述終端都基于功率控制反饋(例如，PC命令和/或擦除指示)而調節其傳輸功率，以實現目標性能等級(例如，終端所發送的碼字的目標擦除率)。在另一方面，基于PC命令而實現功率控制，并基于擦除指示而實現越區切換。終端在反向鏈路上傳輸碼字。第一組至少一個基站(例如)基于從終端接收到的碼字而估計所述終端的接收信號質量，并基于所述接收信號質量而產生PC命令。第二組至少一個基站產生對從所述終端接收到的碼字的擦除指示。所述第一組可只包含服務基站。所述第二組可包含所述服務基站且可能包含其它基站。所述終端基于從所述第一組基站接收到的PC命令而調節其傳輸功率。所述終端可確定所述第二組中的每一基站的擦除率、選擇具有最低擦除率的基站并執行向選定基站的越區切換。下文進一步詳細描述本發明的各個方面和特征。
圖1展示無線通信系統。圖2展示支持多個PC模式的功率控制機構。圖3展示向上-向下PC模式的功率控制機構。圖4展示基于擦除的PC模式的功率控制機構。圖5展示基站為終端的功率控制而執行的過程。圖6展示基站處用于終端的功率控制的設備。圖7展示終端為功率控制而執行的過程。圖8展示在終端處用于功率控制的設備。圖9展示用于執行功率控制和越區切換的過程。圖10展示用于執行功率控制和越區切換的設備。圖11展示一個終端和兩個基站的框圖。
具體實施例方式圖1展示具有多個基站110的無線通信系統100。基站是與終端通信的站。基站亦還可稱為接入點、節點B和/或某一其它網絡實體，且可含有接入點、節點B和/或某一其它網絡實體的一些或所有功能性。每一基站為特定地理區域提供通信覆蓋。術語“小區”可視使用所述術語的上下文而指代基站和/或其覆蓋區域。為了改進系統容量，可將基站覆蓋區域分成多個(例如，三個)較小區域。每一較小區域可由相應的基站收發器子系統(BTS)來服務。術語“扇區”可視使用所述術語的上下文而指代BTS和/或其覆蓋區域。對于扇區化的小區來說，所述小區的所有扇區的BTS通常協同定位在所述小區的基站內。終端可分散在整個系統，且每一終端可以是固定的或移動的。為了簡單起見，圖1中只展示一個終端120。終端還可稱為接入終端(AT)、移動臺(MS)、用戶裝備(UE)和/或某一其它實體，且可含有接入終端(AT)、移動臺(MS)、用戶裝備(UE)和/或某一其它實體的一些或所有功能性。終端可以是無線裝置、蜂窩式電話、個人數字助理(PDA)、無線調制解調器、手持式裝置等。終端可在任一給定時刻在前向鏈路和/或反向鏈路上與零個、一個或多個基站通信。
對于集中式結構，系統控制器130耦合到基站110，并為所述基站提供協調和控制。系統控制器130可以式單個網絡實體或網絡實體的集合。對于分布式結構，所述基站可根據需要而彼此通信。本文中所描述的功率控制和越區切換技術可用于各種無線通信系統和各種無線電技術，例如碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、正交FDMA (OFDMA)、單載波FDMA (SC-FDMA)等。OFDMA利用正交頻分多路復用(OFDM)，且SC-FDMA利用單載波頻分多路復用(SC-FDM)。OFDM和SC-FDM將頻帶(例如，系統帶寬)分成多個正交副載波，其也稱為音調、頻率組(bin)等。可用數據來對每一副載波進行調制。一般來說，在頻域中用OFDM來發送調制符號，且在時域中用SC-FDM來發送調制符號。所述技術還可用于利用多種無線電技術(例如，CDMA和0FDMA)的無線通信系統。本文中所描述的技術還可用于具有扇區化小區的系統，以及具有未扇區化小區的系統。為了清楚起見，下文描述用于具有扇區化小區的系統的技術。在以下描述內容中，術語“基站”與“扇區”可互換使用，且術語“終端”與“用戶”也可交換使用。終端120可在反向鏈路上傳輸數據、信令、導頻和/或其它內容。可視系統設計而定，以各種方式支持反向鏈路上的傳輸。在一種設計中，為終端維持活動組，且所述活動組包含可在反向鏈路上對終端進行服務的一個或一個以上扇區。可基于可能由終端和/或扇區作出的信號質量測量而向所述活動組添加扇區或從所述活動組移除扇區。可將所述活動組中的一個扇區設計為所述終端的反向鏈路(RL)服務扇區。所述服務扇區可執行各種功能(例如調度、數據解碼、功率控制等)以支持所述終端的反向鏈路傳輸。所述活動組中的其余扇區(如果存在的話)可稱為活動組非服務扇區。所述非服務扇區可執行各種功能(例如，反饋報告)以輔助服務扇區的選擇。如圖1中所示，來自終端120的傳輸可由任何數目的扇區接收。這些扇區可包含服務扇區ΙΙΟχ、非服務扇區120a到120m以及不在所述終端的活動組中的其它扇區(例如，相鄰扇區120η)。來自終端120的 傳輸可對向同一服務扇區IlOx傳輸的其它終端以及向其它扇區(例如，扇區IlOa到IlOn)傳輸的其它終端引起干擾。因此，需要控制終端120的傳輸功率，使得在減少對其他終端的干擾的同時為終端120實現所需性能。1. RL功率控制反向鏈路(RL)功率控制指代對終端在反向鏈路上的傳輸功率的控制。一般來說，可基于允許扇區估計終端的反向鏈路的信號質量的任一 RL傳輸而實現RL功率控制。所述RL傳輸可用于導頻、數據、信令或其任一組合。為了實現良好的功率控制性能，應規則地發送RL傳輸，使得可以足夠快的速率調節終端的傳輸功率以跟蹤信道條件的改變。在一種設計中，基于終端在控制信道上發送的碼字而實現RL功率控制。一般來說，所述碼字可用于各種類型的信息。在一種設計中，所述碼字用于在信道質量指示(CQI)信道上發送的CQI報告。終端可針對活動組中的扇區進行信號質量測量，產生這些測量的CQI報告并在CQI信道上將所述CQI報告傳輸給(例如)服務扇區。可使用所述CQI報告來選擇合適的扇區以在前向鏈路上對終端進行服務。在其它設計中，所述碼字可用于其它類型的信息。CQI報告(或信令消息)可以是含有L個位的小字，其中通常L彡I。可將此字映射到碼簿中的2L個可能碼字中的一者。接著在CQI信道上發送所述碼字。可針對每一 CQI報告發送同一數目個位(例如，L個位)。在此情況下，可針對每一 CQI報告使用同一碼簿。或者，可針對不同CQI報告發送不同數目個位，并視發送的位的數目而使用不同碼簿。可基于區塊碼或某一其它映射方案而產生給定碼簿中的碼字。在一種設計中，所述2L個可能碼字由2L個長度為2L的不同沃爾什(Walsh)碼形成。可發送特定沃爾什碼作為L位CQI報
告的碼字。在一方面，以多個PC模式來支持RL功率控制。所述PC模式還可稱為PC方案、PC機制、PC算法等。在一種設計中，所述多個PC模式包含向上-向下PC模式和基于擦除的PC模式。在向上-向下PC模式中，扇區(例如，服務扇區)估計終端的接收信號質量，并發送PC命令/位以引導所述終端調節其傳輸功率。在基于擦除的PC模式中，扇區(例如，月艮務扇區)發送擦除指示/位，其指示所述扇區處對從終端接收到的碼字的擦除檢測的結果。對于所述兩個PC模式，終端都基于功率控制反饋(例如，PC命令和/或擦除指示)而調節其傳輸功率，以實現目標性能等級，可通過目標擦除率和/或某一其它測量值來量化所述目標性能等級。圖2展示支持向上-向下PC模式和基于擦除的PC模式的功率控制機構200的設計。在此設計中，服務扇區IlOx向終端120發送指示用于RL功率控制的PC模式的信令。在一種設計中，此信令是RLCtrlPC模式位，可將所述位設置為“O”以指示基于擦除的PC模式，或設置為“I”以指示向上-向下PC模式。每當PC模式改變(等等)時，可在通信會話開始時發送所述信令。在另一設計中，扇區IlOx向其覆蓋區域內的所有終端廣播所述扇區所支持的PC模式。在任一情況下，終端120處的信令處理器258從服務扇區IlOx接收所述信令，并提供模式控制，其指示是使`用向上-向下PC模式還是基于擦除的PC模式。如果選擇向上-向下PC模式，那么服務扇區IlOx周期性地估計終端120的接收信號質量，并經由前向鏈路(云狀框252)向終端120發送PC命令。每一 PC命令可以是(I)引導傳輸功率增加的向上命令，或(2)引導傳輸功率減小的向下命令。在終端120處，向上-向下PC模式處理器260從服務扇區IlOx接收所述PC命令，基于接收到的PC命令而調節終端120的傳輸功率，并向傳輸(TX)數據處理器/調制器280提供傳輸功率電平Pud(n)。處理器280在反向鏈路(云狀框250)上以傳輸功率Pud(n)向服務扇區IlOx和非服務扇區IlOa到IlOm傳輸碼字。扇區IlOx和扇區IlOa到IlOm從終端120接收碼字。每一扇區110對每一接收到的碼字進行解碼，并執行擦除檢測以確定解碼結果是否滿足所需置信度等級。(I)如果解碼結果不滿足所需置信等級，那么可認為接收到的碼字是“經擦除的”，或(2)如果解碼結果滿足所需置信等級，那么可認為接收到的碼字是“未經擦除的”。每一扇區110向終端120發送擦除指示。擦除指示可指示接收到的碼字是經擦除的還是未經擦除的。如果選擇基于擦除的PC模式，那么將來自服務扇區IlOx的擦除指示用于RL功率控制。在終端120處，基于擦除的PC模式處理器270接收來自服務扇區IlOx的擦除指示，基于接收到的擦除指示而調節終端120的傳輸功率，并向TX數據處理器280提供傳輸功率電平Peb (η)。處理器280接著以傳輸功率Peb (η)傳輸碼字。在圖2中所示的設計中，單獨基于來自服務扇區IlOx的功率控制反饋而執行RL功率控制。此反饋可包括向上-向下PC模式中的PC命令和基于擦除的PC模式中的擦除指示。因為基于來自一個來源的反饋而調節終端120的傳輸功率，所以此設計可簡化RL功率控制。還可基于來自多個扇區的反饋而執行RL功率控制。在向上-向下PC模式的另一設計中，多個扇區可估計終端120的接收信號質量，并向所述終端發送PC命令。終端120接著可基于從所有扇區接收到的PC命令而調節其傳輸功率。終端120可應用向下的“或”(OR-of-the-down)規則，且每當任一扇區發送下命令時可降低終端120的傳輸功率。終端120還可以其它方式組合所接收到的PC命令。在基于擦除的PC模式的另一設計中，終端120可基于從多個扇區接收到的擦除指示而調節其傳輸功率。在又一設計中，可支持混合PC模式，且終端120可基于PC命令與擦除指示的組合而調節其傳輸功率。還可以其它方式來執行RL功率控制。在一種設計中，如上文所描述，活動組包含服務和非服務扇區。在另一設計中，活動組可包含多個同步子組。可從所述同步子組中的一者選擇服務扇區，并(例如)基于扇區的擦除率來識別每一其余同步子組(如果存在的話)中的最佳扇區。終端可響應來自服務扇區的反饋(例如，PC命令和/或擦除指示)以及來自每一其余同步子組中的最佳扇區的反饋。為了避免可能的不確定，每一扇區可將向上-向下PC模式用于由所述扇區在反向鏈路上服務的終端，且可將基于擦除的PC模式用于在其活動組中具有所述扇區的其它終端。在另一方面，基于服務和非服務扇區所發送的擦除指示而支持終端的RL越區切換。越區切換或越區移交指代從一個服務扇區越區切換到另一服務扇區的過程。在反向鏈路上，不同扇區通常由于不同路徑損失和/或干擾等級的緣故而觀測到終端的不同接收信號質量。需要觀測到最佳接收信號質量的扇區來對所述終端進行服務。一般來說，扇區可基于終端所發送的任何傳輸而估計所述終端的接收信號質量。然而，如果終端已正在為其它目的而傳輸碼字，那么所述扇區可高效地使用這些碼字來估計所述終端的接收信號質量。所述扇區所發送的擦除指示接著將表示指示所述扇區針對所述終端而測量到的接收信號質量的反饋。終端可使用所述擦除指示來選擇最佳扇區以在反向鏈路上對所述終端進行服務。在圖2中所示的設計 中，RL越區切換處理器290從服務扇區IlOx以及非服務扇區IlOa到IlOm接收擦除指示。如下文所描述，處理器290基于接收到的擦除指示而識別觀測到終端120的最佳接收信號質量的扇區。如果與當前服務扇區相比，另一扇區觀測到終端120的更好接收信號質量，那么處理器290可產生越區切換請求。在一種設計中，可基于PC命令而執行RL功率控制，且可基于擦除指示而執行RL越區切換。在另一設計中，可基于擦除指示而執行RL功率控制和越區切換兩者。在其它設計中，可基于來自扇區的其它反饋而執行RL功率控制和越區切換。可以各種方式來實施向上-向下PC模式和基于擦除的PC模式。下文描述兩種PC模式的示范性設計。圖3展示用于向上-向下PC模式的功率控制機構300的設計。功率控制機構300包含內部回路310、外部回路312和第三回路314。內部回路310在服務扇區IlOx與終端120之間操作。外部回路312和第三回路314由服務扇區IlOx維持。在終端120處，內部回路310由向上-向下PC模式處理器260支持，所述處理器260包含PC命令處理器262和TX功率調節單元264。內部回路310調節終端120的傳輸功率以使接收信號質量維持接近服務扇區IlOx處的目標信號質量。可由信噪比(SNR)、信噪干擾比(SINR)、載波干擾比(C/Ι)、每符號能量與噪聲比(Es/No)等來量化信號質量。為了清楚起見，在下文的描述內容中使用SNR來表示信號質量。在服務扇區IlOx處，SNR估計器220 (例如基于運載碼字的控制信道)估計終端120的接收SNR，并提供所述接收SNR。SNR估計器220可求多個幀的SNR估計的平均值，以獲得接收SNR的經改進的估計值。SNR估計器220還可廢除接收到的碼字被擦除的幀的SNR估計值。PC命令產生器222獲得所述接收SNR和目標SNR，將所述接收SNR與所述目標SNR進行比較，并產生PC命令，如下如果SNRrx (n) < SNRtarget，那么PC命令=向上命令，否則等式(I)如果SNRm (η)彡SNRtarget，那么PC命令=向下命令， 其中，SNRrx (η)是幀η中的接收SNR，且SNRtarget是目標SNR。服務扇區IIOx將所述PC命令傳輸給終端120。在終端120處，PC命令處理器262接收由服務扇區I IOx發送的PC命令，并對每一接收到的PC命令作出決策。如果認為接收到的PC命令為向上命令，那么PC決策可以是上決策，或如果認為接收到的PC命令為向下命令,那么PC決策可以是下決策。調節單元264接著可基于來自處理器262的PC決策而調節終端120的傳輸功率，如下
權利要求
1.一種方法，其包括 基于從第一組至少一個基站接收到的傳輸功率(PC)命令而調節終端的傳輸功率； 以及 基于從第二組至少一個基站接收到的擦除指示而執行越區切換， 其中，確定所述第二組至少一個基站中每一者的擦除率包括對預定時間窗口內的擦除碼字的數目進行計數，以確定該基站的所述擦除率。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括 以基于所述接收到的PC命令而調節的傳輸功率來傳輸碼字；以及 從所述第二組至少一個基站接收對所述碼字的所述擦除指示。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述執行越區切換包括 基于從所述第二組至少一個基站中的每一者接收到的擦除指示而確定該基站的擦除率， 選擇具有最低擦除率的基站，以及 執行向所選定基站的越區切換。
4.一種設備,包括 用于基于從第一組至少一個基站接收到的傳輸功率(PC)命令而調節傳輸功率的裝置；以及 用于基于從第二組至少一個基站接收到的擦除指示而執行越區切換的裝置， 其中，確定所述第二組至少一個基站中每一者的擦除率包括對預定時間窗口內的擦除碼字的數目進行計數，以確定該基站的所述擦除率。
5.根據權利要求4所述的設備，還包括 用于以基于所述接收到的PC命令而調節的傳輸功率來傳輸碼字的裝置；以及 用于從所述第二組至少一個基站接收對所述碼字的所述擦除指示的裝置。
6.根據權利要求4所述的設備，其中，用于所述執行越區切換的裝置包括 用于基于從所述第二組至少一個基站中的每一者接收到的擦除指示而確定該基站的擦除率的裝置， 用于選擇具有最低擦除率的基站的裝置，以及 用于執行向所選定基站的越區切換的裝置。
7.—種處理器可讀介質，其存儲指令，所述指令可執行用于 基于從第一組至少一個基站接收到的傳輸功率(PC)命令而調節終端的傳輸功率；以及 基于從第二組至少一個基站接收到的擦除指示而執行越區切換， 其中，確定所述第二組至少一個基站中每一者的擦除率包括對預定時間窗口內的擦除碼字的數目進行計數，以確定該基站的所述擦除率。
8.根據權利要求7所述的介質，還包括指令可執行用于 以基于所述接收到的PC命令而調節的傳輸功率來傳輸碼字；以及 從所述第二組至少一個基站接收對所述碼字的所述擦除指示。
9.根據權利要求7所述的介質，其中，所述可執行以執行越區切換的指令包括指令可執行用于基于從所述第二組至少一個基站中的每一者接收到的擦除指示而確定該基站的擦除率， 選擇具有最低擦除率的基站，以及 執行向所選定基站的越區切換。
10.一種設備，其包括 至少一個處理器用于 基于從第一組至少一個基站接收到的傳輸功率(PC)命令而調節終端的傳輸功率； 以及 基于從第二組至少一個基站接收到的擦除指示而執行越區切換， 其中，確定所述第二組至少一個基站中每一者的擦除率包括對預定時間窗口內的擦除碼字的數目進行計數，確定該基站的所述擦除率；以及存儲器，其耦合到所述至少一個處理器。
11.根據權利要求10所述的設備，其中所述第一組包含被指定為服務基站的單個基站，且其中所述第二組包含所述服務基站。
12.根據權利要求10所述的設備，其中，所述至少一個處理器配置為 以基于所述接收到的PC命令而調節的傳輸功率來傳輸碼字；以及 從所述第二組至少一個基站接收對所述碼字的所述擦除指示。
13.根據權利要求10所述的設備，其中，所述至少一個處理器配置為 基于從所述第二組至少一個基站中的每一者接收到的擦除指示而確定該基站的擦除率， 選擇具有最低擦除率的基站，以及 執行向所選定基站的越區切換。
14.根據權利要求10所述的設備，其中，所述至少一個處理器配置為 在接收到的PC命令為向上命令時使所述傳輸功率增加向上步進，以及 在所述接收到的PC命令為向下命令時使所述傳輸功率減小向下步進。
全文摘要
本發明描述具有功率控制命令和擦除指示的功率控制和越區切換的技術。在一方面，以例如向上-向下功率控制(PC)模式和基于擦除的PC模式等多種PC模式來支持PC。可選擇一個PC模式供使用。可發送信令來指示所述選定的PC模式。如果選擇所述向上-向下PC模式，那么基站估計終端的接收信號質量，并發送PC命令以引導所述終端調節其傳輸功率。如果選擇所述基于擦除的PC模式，那么所述基站發送指示從所述終端接收到的碼字是經擦除的還是未經擦除的擦除指示。對于所述兩個PC模式，所述終端都基于功率控制反饋(例如，PC命令和/或擦除指示)來調節其傳輸功率，以實現目標性能等級(例如，所述碼字的目標擦除率)。所述擦除指示還可用于越區切換。
文檔編號H04W52/12GK103037487SQ20121005356
公開日2013年4月10日 申請日期2007年1月5日 優先權日2006年1月5日
發明者穆罕默德·J·博蘭, 阿莫德·卡恩德卡爾 申請人:高通股份有限公司