CN101473685A - 频分多址通信系统中的上行链路功率控制的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种通信系统(100)通过基于由服务节点B(111)测量的以及进一步的由邻居节点B(110、112)测量并报告给该服务节点B的系统性能度量确定自适应功率控制参数来最优化小区边缘性能和频谱效率。然后该自适应功率控制参数被用来确定由服务节点B服务的用户设备(UE)(101～104)的上行链路发射功率。上行链路发射功率可以由节点B确定并且随后传送到UE，或者节点B可以向UE广播自适应功率控制参数，并且UE可以自己确定上行链路发射功率。此外，由于为1的频率再用因子已被提出用于这样的通信系统，因此通过在由节点B服务的扇区中使用站点内干扰消除方案，可以进一步改善干扰水平。

Description

频分多址通信系统中的上行链路功率控制的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请涉及在2006年1月18日提交的题为“Method and Apparatusfor Uplink Resource Allocation in a Frequency Division Multiple AccessCommunication System”的美国专利申请No.60/759,700，律师文案号CE15524R并且要求在2006年6月20日提交的题为“Method andApparatus for Uplink Power Control in a Frequency Division MultipleAccess Communication System”的美国专利申请No.60/815,171，律师文案号CE16132R的优先权。
技术领域
本发明通常涉及单载波和多载波频分多址(FDMA)通信系统，并且特别地，涉及单载波和多载波FDMA通信系统中的上行链路功率控制。
背景技术
单载波和多载波频分多址(FDMA)通信系统，诸如IFDMA、DFT-SOFDMA、和OFDMA通信系统，已被提出用于在3GPP(第三代伙伴项目)和3GPP2演进通信系统中通过空中接口传输数据。在单载波和多载波FDMA通信系统中，频率带宽被分为多个同时发射的连续频率子带或者子载波。这样可以向用户指派一个或更多频率子带用于交换用户信息，由此允许多个用户在不同的子载波上同时发射。这些子载波是相互正交的，并且因此减少了小区内干扰。
为了使频谱效率最大化，已提出了为1的频率再用因子，用于单载波和多载波FDMA通信系统中的下行链路和上行链路。对于为1的频率再用因子，一个扇区/小区中的数据和控制信道将很可能经历来自其他扇区/小区的干扰。这对于位于小区边缘或者差的覆盖位置的用户设备(UE)是特别正确的。因此，让扇区或小区中的每个用户设备(UE)在上行链路上全功率发射，导致了非常差的边缘性能。另一方面，在传统的功率控制方案中扇区或小区中的每个UE在导致对于每个这样的UE在无线电接入网络处的接收功率相同的上行链路功率上发射，传统的功率控制方案的实施受到由缺乏能够在高数据速率下发射的UE引起的低的整体频率效率的困扰。
因此，需要一种资源分配方案，其导致小区边缘性能和整体频谱效率之间的较好的权衡。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的无线通信系统的框图。
图2是根据本发明的实施例的图1的节点B的框图。
图3是根据本发明的实施例的图1的用户设备的框图。
图4是说明根据本发明的实施例由图1的通信系统执行的上行链路功率控制方法的逻辑流程图。
图5是说明根据本发明的实施例由图1的节点B确定由该节点B服务的一个或更多用户设备中的每个用户设备的上行链路发射功率水平的方法的逻辑流程图。
图6是根据本发明的另一实施例的通信系统的框图。
图7A是根据本发明的另一实施例由图6的通信系统执行的站点内干扰管理方法的逻辑流程图。
图7B是说明根据本发明的另一实施例由图6的通信系统执行的站点内干扰管理方法的图7A的逻辑流程图的继续。
本领域的普通技术人员将认识到，图中的元件是出于简单和清楚的目的说明的并且没有必要依比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大，以有助于改善对本发明的多种实施例的理解。而且，商业上可行的实施例中的有用的或者必需的常见和公知元件常常未被示出，以有利于较少地阻碍对本发明的多种实施例的了解。
具体实施方式
为了解决对一种导致小区边缘性能和整体频谱效率之间的较好的权衡的资源分配方案的需要，一种通信系统基于自适应功率控制参数，该自适应功率控制参数依次基于服务节点B和邻居节点B的系统性能度量测量，向用户设备(UE)分配上行链路发射功率。然后该自适应功率控制参数用于确定由服务节点B服务的用户设备(UE)的上行链路发射功率。上行链路发射功率可由节点B确定并且随后传送到UE，或者节点B可以向UE广播自适应功率控制参数以及UE可以自己确定上行链路发射功率。此外，由于为1的频率再用因子已被提出用于这样的通信系统，因此通过在由节点B服务的扇区中采用站点内干扰消除方案，可以进一步改善干扰水平。
通常，本发明的实施例包括一种在频分多址通信系统中由节点B控制上行链路功率的方法。该方法包括：由节点B测量系统性能度量，由节点B从一个或更多其他节点B中的每个节点B接收系统性能度量测量，并且由节点B基于由节点B测量的系统性能度量和从一个或更多其他节点B中的其他节点B接收的系统性能度量确定自适应功率控制参数，其中该自适应功率控制参数用于确定由节点B服务的一个或更多用户设备的上行链路发射功率水平。
本发明的另一实施例包括一种在频分多址通信系统中由节点B分配上行链路功率的方法。该方法包括：由节点B从一个或更多其他节点B中的每个节点B接收系统性能度量测量，并且由节点B基于接收的系统性能度量测量确定由节点B服务的一个或更多用户设备的上行链路发射功率水平。
本发明的又一实施例包括一种能够在FDMA通信系统中操作的节点B，该节点B包括处理器，该处理器被配置为：测量系统性能度量，从一个或更多其他节点B中的每个节点B接收系统性能度量测量，并且基于由节点B测量的系统性能度量和从一个或更多其他节点B中的其他节点B接收的系统性能度量测量确定自适应功率控制参数，其中该自适应功率控制参数用于确定由节点B服务的一个或更多用户设备的上行链路发射功率水平。
本发明的又一实施例包括一种能够在频分多址通信系统中操作的节点B，该节点B包括处理器，该处理器被配置为：从一个或更多其他节点B中的每个节点B接收系统性能度量测量，并且基于接收的系统性能度量测量确定由节点B服务的一个或更多用户设备的上行链路发射功率水平。
本发明的又一实施例包括一种能够在频分多址通信系统中操作的节点B，该节点B包括处理器，该处理器被配置为：确定系统性能度量测量并且经由回程向其他节点B广播系统性能度量。
本发明的又一实施例包括一种由节点B消除站点内干扰的方法，该节点B服务于至少第一扇区和第二扇区并且进一步经由该第一和第二扇区服务于多个用户设备(UE)。该方法包括：确定与多个用户设备(UE)中的每个UE相关联的信道条件；对于第一和第二扇区中的每个扇区，对由该扇区服务的UE进行排序；对于第一和第二扇区中的每个扇区，基于UE的排序将上行链路资源块指派给由RAN服务的每个UE，其中当经由多个扇区中的第一扇区服务的UE和由多个扇区中的第二扇区服务的UE与相似的信道条件相关联时，指派给经由多个扇区中的第一扇区服务的UE的上行链路资源块与指派给由多个扇区中的第二扇区服务的UE的上行链路资源块相同。该方法进一步包括：经由第一和第二扇区中的每个扇区从多个UE中的每个UE接收已知信号；经由服务扇区从多个UE中的每个UE接收包括数据分组的信号；以及对包括从多个UE接收的数据分组的每个信号进行解码。该方法进一步包括，当包括数据分组的信号未被成功解码时，将经由非服务扇区从其数据分组被成功解码的UE接收的已知信号从包括未成功解码的数据分组的信号中消除，以产生站点内干扰消除的数据分组信号，其中其数据分组被成功解码的UE的非服务扇区是与接收未成功解码的数据分组所经由的扇区相同的扇区；以及对站点内干扰消除的数据分组信号进行解码。
本发明的又一实施例包括一种能够在频分多址通信系统中操作的节点B，其中该节点B至少服务于第一扇区和第二扇区并且经由该第一和第二扇区进一步服务于多个用户设备(UE)，该节点B包括处理器，其被配置为：通过确定与多个用户设备(UE)中的每个UE相关联的信道条件消除站点内干扰；对于第一和第二扇区中的每个扇区，对由该扇区服务的UE排序；对于第一和第二扇区中的每个扇区，基于UE的排序将上行链路资源块指派给由RAN服务的每个UE，其中当经由多个扇区中的第一扇区服务的UE和由多个扇区中的第二扇区服务的UE与相似的信道条件相关联时，指派给经由多个扇区中的第一扇区服务的UE的上行链路资源块与指派给多个扇区中的第二扇区服务的UE的上行链路资源块相同；经由第一和第二扇区中的每个扇区从多个UE中的每个UE接收已知信号；经由服务扇区从多个UE中的每个UE接收包括数据分组的信号；对包括从多个UE接收的数据分组的每个信号进行解码，当包括数据分组的信号未被成功解码时，将经由非服务扇区从其数据分组被成功解码的UE接收的已知信号从包括未成功解码的数据分组的信号中消除，以产生站点内干扰消除的数据分组信号，其中其数据分组被成功解码的UE的非服务扇区是与接收未成功解码的数据分组所经由的扇区相同的扇区；以及对站点内干扰消除的数据分组信号进行解码。
参考图1～7B可以更加全面地描述本发明。图1是根据本发明的实施例的无线通信系统100的框图。通信系统100包括多个节点B110～120(示出了三个)，每个节点B经由各自的空中接口120～122向驻留在该节点B的覆盖区域，诸如小区或扇区，中的UE提供无线通信服务。每个空中接口120～122包括各自的下行链路和各自的上行链路。每个下行链路和上行链路包括多个物理通信信道，该多个物理通信信道包括至少一个信令信道和至少一个业务信道。多个节点B110～112中的每个节点B经由网络接入网关130和节点B间接口中的一个或更多与多个节点B中的其他节点B通信，该节点B间接口可以包括所有节点B的有线链路和无线链路中的一个或更多，并且每个节点B可以经由该节点B间接口向其他节点B进行广播。接入网关130是下述网关：即网络可以经由该网关接入每个节点B，诸如无线电网络控制器(RNC)、移动交换中心(MSC)、分组数据服务节点(PDSN)、或媒体网关，并且节点B可以经由该网关相互通信。
图2是根据本发明的实施例的节点B 200，诸如节点B 110～112的框图。节点B 200包括处理器202，诸如一个或更多微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、这些的组合或者本领域的普通技术人员公知的其他器件。处理器202的特定操作/功能，并且由此节点B 200的特定操作/功能由存储在各自的与处理器相关联的至少一个存储器器件204中的软件指令和例程的执行来确定，该存储器器件204，诸如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、和/或只读存储器(ROM)或者这些存储器的等效物，其存储数据以及可由相应处理器执行的程序。处理器202进一步基于在该至少一个存储器器件204中保存的指令实施调度器，诸如比例公平调度器，并且该调度器确定和分配由节点B服务的每个UE的发射功率。
通信系统100进一步包括多个无线用户设备(UE)101～104(示出了四个)，诸如但不限于，蜂窝电话、无线电电话、具有射频(RF)能力的个人数字助理(PDA)、或者对诸如膝上型计算机数字终端设备(DTE)提供RF接入的无线调制解调器。出于说明本发明的原理的目的，假设每个UE 101～104由节点B 111服务。图3是根据本发明的实施例的用户设备(UE)300，诸如UE 101～104的框图。UE 300包括处理器302，诸如一个或更多微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、这些的组合或者本领域的普通技术人员公知的其他器件。处理器302的特定操作/功能，并且由此UE 300的特定操作/功能分别由存储在各自的与处理器相关联的至少一个存储器器件304中的软件指令和例程的执行来确定，该存储器器件304，诸如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、和/或只读存储器(ROM)或者这些存储器的等效物，其存储数据以及可由相应处理器执行的程序。
本发明的实施例优选地在节点B 110～112和UE 101～104中实施。更具体地，此处描述的由每个节点B 110～112完成的功能通过在节点B的至少一个存储器器件204中存储的并且由节点B的相关联的处理器202执行的软件程序和指令来实施或者在所述软件程序和指令中实施，以及此处描述的由每个UE 101～104完成的功能通过在UE的至少一个存储器器件304中存储的并且由UE的相关联的处理器302执行的软件程序和指令来实施或者在所述软件程序和指令中实施。然而，本领域的普通技术人员应认识到，本发明的实施例可替换地可以在硬件中实施，例如，集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)等，诸如UE 101～104和节点B 110～112中的一个或更多中实施的ASIC。基于本公开，本领域的技术人员将容易地能够在不进行实验的情况下产生和实施该软件和/或硬件。
通信系统100包括采用单载波或多载波频分多址(FDMA)空中接口技术的宽带分组数据通信系统，其中频率带宽被分为包括物理层信道的多个频率子带或子载波，业务和信令信道在该物理层信道上被同时发射。然后可以向用户指派一个或更多频率子带用于交换用户信息，由此允许多个用户同时在不同的子载波上发射。而且，通信系统100优选地根据3GPP(第三代伙伴项目)E-UTRA(演进UMTS地面无线电接入)标准操作，该标准指定了无线通讯系统操作协议，包括无线电系统参数和呼叫处理过程。然而，本领域的普通技术人员应认识到，通信系统100可以根据采用频分复用方案或者时分和频分复用方案的任何无线通讯系统操作，其中子带包括频率子带或者时间和频率子带，诸如3GPP2(第三代伙伴项目2)演进通信系统，例如，CDMA(码分多址)2000 1XEV-DV通信系统、如由诸如802.11a/HiperLAN2、802.11g、802.16或802.21标准的IEEE(电气电子工程师协会)802.xx标准描述的无线局域网(WLAN)通信系统、或者多个已提出的超宽带(UWB)通信系统中的任何一个。
为了最优化覆盖区域的边缘处的系统性能，通信系统100提供了上行链路分数功率控制和最小带宽分配。即，在任何给定的时间并且对于与多个节点B 110～112中的节点B，诸如节点B 111，相关联的给定覆盖区域，通信系统100将上行链路发射功率分配给由节点B服务的每个UE，诸如UE 101～104，并且该功率被设计为提供在节点B处可接受的接收功率，同时最小化所有这样的UE和相邻覆盖区域中的UE之间的干扰。此外，对于任何给定的传输时间间隔(TTI)，节点B，即节点B 111，基于测量的系统性能度量确定和分配给参与通信会话的每个UE 101～104最小带宽量，该最小带宽量足够用于向UE提供可接受的服务。
现在参考图4，提供了逻辑流程图400，其说明了根据本发明的实施例由通信系统100执行的上行链路功率控制方法。逻辑流程图400在多个节点B 110～112中的每个节点B测量(404)与对应的空中接口120～122相关联的一个或更多系统性能度量时开始(402)。例如，节点B可以测量下述内容中的一个或更多：干扰-热噪声比(IoT)；由节点B服务的覆盖区域，诸如扇区或小区中的负载；公平性或小区边缘性能度量，诸如公平性准则或者小区边缘用户吞吐量；以及与节点B相关联的吞吐量，诸如与节点B相关联的小区或扇区吞吐量。例如，覆盖区域中的负载可以包括覆盖区域中的一个或更多UE、覆盖区域中激活的UE的数量、覆盖区域中的可用于指派的或者当前被指派的信道的数量、节点B处的当前可用的或者当前利用的发射功率水平、或者经由覆盖区域当前指派给由节点B服务的UE的发射功率总量。公平性和小区边缘性能度量在本领域中是公知的并且此处将不作详细描述，但是应注意公平性典型地由驻留在节点B，诸如节点B 110～112中的调度器实施，诸如比例公平调度器，并且涉及提供给由节点B服务的UE的发射机会以及经历差的信道条件。相似地，小区边缘性能涉及提供给驻留在小区边缘处的UE的发射机会和在服务节点B处接收的它们的信号质量。然而，本领域的普通技术人员应认识到，对于节点B存在许多种方法来确定与由该节点B服务的UE相关联的系统性能度量，并且在不偏离本发明的精神和范围的前提下，此处可以使用任何这样的方法。
如本领域中公知的，节点B服务的UE向节点B报告信道条件测量。在本发明的另一实施例中，由每个节点B 110～112测量的或者由每个节点B 110～112测量和报告的系统性能度量可替换地，或者额外地包括这些报告的信道条件测量。例如，由节点B服务的每个UE，诸如关于节点B 111的UE 101～104可以测量与通信系统100采用的带宽的每个子带相关联的下行链路信道条件，优选地测量如本领域中公知的信道质量信息(CQI)，以产生多个下行链路信道测量。本领域的技术人员应认识到，在确定信道质量时可以测量许多参数并且在不偏离本发明的精神和范围的前提下，此处可以使用任何这样的参数。如本领域中公知的，每个UE 101～104在测量周期中，诸如传输时间间隔(TTI)(还被称为子帧)或者无线电帧传输周期，测量每个子带的信道条件。然后，多个UE 101～104中的每个UE优选地在信道质量信息(CQI)消息中向服务节点B，即节点B 111报告针对所有子带的测量的信道条件。多个UE 101～104中的每个UE可以进一步存储UE的下行链路信道条件测量。
然后多个节点B 110～112中的每个节点B经由网络回程，优选地经由节点B间接口或者经由接入网关130向多个节点B中的其他节点B报告(406)，优选地广播其系统性能度量测量。基于从多个节点B110～112中的其他节点B接收(408)的系统性能度量测量，并且进一步基于由节点B关于其自身的空中接口测量的系统性能度量，然后每个节点B 110～112确定(410)自适应功率控制参数，该参数用于确定(412)由该节点B服务的一个或更多UE中的每个UE，诸如关于节点B 111的UE101-104中的每个的上行链路发射功率水平。然后利用每个UE的确定的上行链路发射功率水平并且经由对应的空中接口的上行链路，每个UE向该UE的服务节点B发射(414)数据，并且该服务节点B从该UE接收(416)数据，直至下一上行链路功率水平更新周期。然后逻辑流程400结束(418)。
图5是根据本发明的实施例的在确定由节点B服务的一个或更多UE中的每个UE的上行链路发射功率水平时由节点B 110～112执行的方法的逻辑流程图500。逻辑流程图500开始(502)，在那时节点B，诸如节点B 111从多个节点B 110～112中的其他节点B，即节点B 110、112接收(504)系统性能度量测量，并且进一步测量(506)与其自身的空中接口，即空中接口121相关联的系统性能度量。尽管此处关于节点B 111描述了上行链路发射功率的确定，但是本领域的普通技术人员应认识到，该方法同样适用于多个节点B 110～112中的任何一个，并且仅仅出于说明本发明原理的目的引用节点B 111。
基于从其他节点B 110、112接收的系统性能度量测量以及进一步基于关于其自身空中接口121确定的系统性能度量测量，节点B 111确定(508)自适应功率控制参数，其中该自适应功率控制参数是由其他节点B报告的系统性能度量测量和由节点B测量的且与该节点B自身的空中接口相关联的系统性能度量的函数。例如，当系统性能度量包括IoT、小区负载、公平性/小区边缘性能度量、和扇区吞吐量时，可以基于下述等式确定自适应功率控制参数，该等式保存在节点B的至少一个存储器器件204和/或每个UE 101～104的至少一个存储器器件304中，
自适应功率控制参数＝f(I节点B 110，LOAD节点B 110，Fairness/CEP节点 B 110，ST节点B 110，I节点B 111，LOAD节点B 111，Fairness/CEP节点B 111，ST节 点B 111，I节点B 112，LOAD节点B 112，Fairness/CEP节点B 112，ST节点B 112，...)
其中“I节点B 110”表示在节点B 110处测量的干扰，“LOAD节点B 110”表示在节点B 110处测量的负载，“Fairness/CEP节点B 110”表示由节点B 110确定的公平性或小区边缘性能度量，“ST节点B 110”表示由节点B110测量的扇区吞吐量，“I节点B 111”表示在节点B 111处测量的干扰，如此等等。在本发明的多个实施例中，自适应功率控制参数可以是在每个节点B处确定的任何一个或更多这些参数的函数，只要每个节点B的相同的一个或更多参数被用来确定自适应功率控制参数。
例如，自适应功率控制参数可由符号α表示并且可以基于下述等式确定，该等式保存在节点B的至少一个存储器器件204和/或每个UE101～104的至少一个存储器器件304中，
α(n)＝α(n-1)-sgn{It-∑ccellIcell}·Δ
“Δ”表示功率调节步长大小，优选地以dB为单位并且包括小的步长，诸如0.1dB或0.01dB。It表示由节点B 111服务的覆盖区域的目标系统性能度量水平，诸如目标干扰水平并且优选地表示平均系统性能度量水平。Icell表示由每个节点B 110～112测量和报告的系统性能度量，例如干扰水平。ccell表示施加给每个节点B报告的系统性能度量测量，例如干扰水平的加权因子。ccell用于基于在由节点B服务的小区中生成的诸如干扰的信道条件对节点B 111的覆盖区域中的信道条件的预期影响，对该节点B的系统性能度量测量加权。例如，ccell可以对应于节点B离开服务节点B 111的距离。∑对应于对所有多个节点B110～112的ccellIcell求和，并且α(n-1)表示从前一上行链路功率水平更新周期确定的α。在最先确定α时，α(n-1)可以是预先确定的值。“Sgn”对应于符号函数，即，在数量{}小于零(<0)时，sgn{}·Δ＝-Δ，以及在数量{}大于零(>0)时，sgn{}·Δ＝+Δ。
而且，基于由节点B 111服务的UE，即UE 101～104报告的信道条件测量，节点B确定(510)每个这样的UE的分数路径损失。即，节点B 111确定每个UE 101～104的路径损失(L)并且基于它们的确定的路径损失对UE排序。典型地，路径损失L被确定为发射功率与接收功率的比。例如，节点B 111可以通过对与UE测量和报告的每个子带相关联的路径损失取平均来确定UE的路径损失。然而，本领域的普通技术人员将想到用于确定对UE排序时使用的路径损失的其他算法，诸如使用UE报告的最佳路径损失或最差路径损失，在不偏离本发明的精神和范围的前提下此处可以使用所述算法。基于排序，节点B 111随后确定在排序中被排在预先确定的百分点处的UE的路径损失，以产生路径损失阈值，即其路径损失处于第x百分点水平(Lx-ile)的UE的路径损失。节点B 111随后将UE(L)的实际路径损失与路径损失阈值比较以确定UE的分数路径损失，例如Lx-ile/L。
然后节点B 111基于所确定的关于UE的分数路径损失和基于与每个节点B 110～112相关联的系统性能度量测量确定的自适应功率控制参数，确定(512)每个UE 101～104的上行链路发射功率水平。节点B 111向每个UE 101～104指派(514)和传送针对UE确定的上行链路发射功率水平。然后每个UE 101～104在针对UE确定的上行链路发射功率水平上向节点B 111发射(522)数据。节点B 111接收(524)来自UE 101～104的发射数据并且逻辑流程500随后结束(526)。即，对于由节点B 111服务的每个UE 101～104，节点B基于用于在上行链路114上传输的UE的最大发射功率水平Pmax、与UE相关联的分数功率控制参数FPC、和在下述等式中由α表示的自适应功率控制参数，针对UE确定上行链路发射功率水平Pt。分数功率控制参数FPC对应于指派给UE的用于在上行链路114上传输的UE的最大发射功率水平的分数或部分，并且基于与UE相关联的分数路径损失。更具体地，基于下式，节点B 111确定每个UE 101～104的上行链路发射功率水平Pt，或者每个UE 101～104自己确定上行链路发射功率水平Pt，该等式保存在节点B的至少一个存储器器件204和/或每个UE 101～104的至少一个存储器器件304中，
Pt＝Pmax×FPC，其中FPC＝min{1，max[Rmin，(Lx-ile/L)α]}。
其中Rmin是最小功率减少比，即通信系统100中的UE的最小上行链路发射功率水平与Pmax的比。对应于Rmin的值取决于通信系统100的设计者并且被设计为防止经历好的路径损失，即最小路径损失的UE被要求在过低的功率水平上发射。例如，如果期望UE的最小上行链路发射功率不少于Pmax的十分之一(1/10)，则Rmin＝0.1。再一次地，Lx-ile/L的比对应于UE经历的分数路径损失，即Lx-ile/L的比是UE(L)经历的实际路径损失与路径损失阈值的比较，优选地是处于由节点B 111服务的所有UE的第x百分点(Lx-ile)处的UE的路径损失，或者“x百分点路径损失”。基于UE测量的下行链路信道质量和/或由节点B 111测量的上行链路信道质量确定“L”。优选地，L包括由遮蔽和慢衰落导致的路径损失但是不包括由快衰落导致的路径损失。Lx-ile是处于由节点B 111服务的所有UE的第x百分点处的UE的路径损失。例如，如果“x-ile”＝5，即第5百分点(5％-ile)，则在基于路径损失对由节点B 111服务的所有UE排序时，Lx-ile是处于所有被排序的UE中的第5百分点(从最低计起)处的UE的路径损失。结果是路径损失L大于Lx-ile(当“x-ile”＝5时，最低5％)的所有UE可以在Pmax上发射，而路径损失L小于Lx-ile的UE均可以在基于其路径损失L与路径损失阈值，即Lx-ile的比较的功率水平上发射。
节点B 111可以使用“α”确定Pt。然而，在本发明的另一实施例中，在完成步骤508之后，节点B 111可以向由节点B服务的UE101～104广播(516)自适应功率控制参数，即“α”。节点B 111可以进一步确定路径损失阈值，即路径损失处于第x百分点水平处的UE的路径损失(Lx-ile)，并且通过将路径损失阈值广播给UE，向由节点B服务的每个UE 101～104通知(518)路径损失阈值。响应于接收到Lx-ile和α，每个UE 101～104可以将该参数存储在该UE的至少一个存储器器件304中并且随后基于由该UE测量的下行链路信道条件和所存储的路径损失阈值Lx-ile和α，自己确定(520)分数路径损失和上行链路发射功率Pt。然后每个UE 101～104在针对UE确定的上行链路发射功率水平上向节点B 111发射(522)数据。节点B 111接收(524)来自UE 101～104的发射数据并且随后逻辑流程500结束(526)。典型地，1>α>0。当α＝0时，由节点B 111服务的所有UE可以在满功率(Pt＝Pmax)上发射并且节点B 111的覆盖区域中的UE可能经历来自该覆盖区域中的其他UE的高干扰水平和差的边缘性能，例如，由与节点B 111较接近的UE的高的上行链路发射功率水平引起。当α＝1时，由节点B 111服务的所有UE可以在导致节点B 111处的相同的接收功率的上行链路功率水平上发射，导致了差的频谱效率。通过自适应地调节α，通信系统100能够使频谱效率与小区边缘性能平衡，由此提供了二者的最优化的组合。
即，通过供给基于与服务节点B相关联并且进一步与邻居节点B相关联的且由邻居节点B报告给服务节点B的系统性能度量测量的自适应功率控制参数的确定，该自适应功率控制参数被用来确定由服务节点B服务的UE的上行链路发射功率，通信系统100为单载波或多载波频分多址(FDMA)通信系统，诸如3GPP或3GPP2演进通信系统，诸如E-UTRA通信系统中的边缘用户提供了改善的性能和更好的发射机会，同时提高了整体频谱效率。然而，由于为1的频率再用因子已被提出用于这样的通信系统，因此通过在由节点B服务的扇区中供给站点内干扰消除，可以进一步改善干扰水平。
现在参考图6，提供了根据本发明的另一实施例的通信系统600的框图。通信系统600包括被分为多个扇区的小区站点，包括第一扇区602和第二扇区604(示出了两个)。该扇区均由相同的节点B 610提供无线通信服务。通信系统600进一步包括多个UE 620～625(示出了六个)，其中多个UE 620～625中的第一组620～622驻留在多个扇区602、604中的第一扇区602中，并且多个UE 620～625中的第二组623～625驻留在多个扇区602、604中的第二扇区604中。节点B 610分别经由空中接口606和608向扇区602和604提供无线通信服务，其中每个空中接口606、608包括上行链路(未示出)和下行链路(未示出)。
与通信系统100相似，通信系统500包括采用单载波或多载波频分多址(FDMA)空中接口技术的宽带分组数据通信系统，其中频率带宽被分为包括物理层信道的多个频率子带或子载波，业务和信令信道在该物理层信道上同时被发射。然后可以向用户指派一个或更多频率子带用于交换用户信息，由此允许多个用户同时在不同的子载波上发射。而且，通信系统500优选地根据3GPP(第三代伙伴项目)E-UTRA(演进UMTS地面无线电接入)标准操作，该标准指定了无线通讯系统操作协议，包括无线电系统参数和呼叫处理过程。然而，本领域的普通技术人员应认识到，通信系统500可以根据采用频分复用方案或者时分和频分复用方案的任何无线通讯系统操作，其中子带包括频率子带或者时间和频率子带，诸如3GPP2(第三代伙伴项目2)演进通信系统，例如，CDMA(码分多址)2000 1XEV-DV通信系统、如由诸如802.11a/HiperLAN2、802.11g、802.16或802.21标准的IEEE(电气电子工程师协会)802.xx标准描述的无线局域网(WLAN)通信系统、或者多个已提出的超宽带(UWB)通信系统中的任何一个。通信系统600进一步实施了为1的频率再用因子，其中多个扇区602、604中的每个扇区利用相同的频率带宽。
通信系统600通过在每个扇区602、604中将相同的资源块分配给具有相似路径损失和/或发射功率的UE并且随后完成站点内干扰消除，提供了高速率的频率再用。现在参考图7A和7B，提供了说明根据本发明的另一实施例由通信系统600执行的站点内干扰管理方法的逻辑流程图700。逻辑流程图700开始(702)，此时节点B 610确定(704)与下述UE相关联的信道条件：所述UE是由节点B服务的并且在由节点B服务的扇区中激活的且由节点B服务的扇区服务的每个UE，即关于扇区602的UE 620～622和关于扇区604的UE 623～625。在本发明的一个实施例中，多个UE 620～625中的每个UE可以测量与在该UE所驻留的扇区中采用的带宽中的多个子带中的每个子带相关联的下行链路信道条件，优选地测量如本领域中公知的信道质量信息(CQI)。然后多个UE 620～625中的每个UE可以优选地在信道质量信息(CQI)消息中向节点B 610报告针对所有子带的测量的下行链路信道条件。在本发明的另一实施例中，节点B 610可以基于从UE接收的上行链路传输，诸如上行链路导频信号、上行链路控制信号、或者上行链路业务信号，测量每个UE 620～625的上行链路信道条件。再一次地，本领域的普通技术人员应认识到对于节点B存在许多方法来确定与由该节点B服务的UE相关联的信道条件，并且在不偏离本发明的精神和范围的前提下，此处可以使用任何这样的方法。
基于信道条件测量，节点B 610确定(706)每个UE 620～625的路径损失。然后节点B 610基于针对UE确定的路径损失，对由每个扇区602、604服务的多个UE，诸如关于扇区602的UE 620～622以及关于扇区604的UE 623～625，进行排序(708)。然后节点B 610基于UE的排序将不同的上行链路资源块，诸如一个或更多子带的集合或者上行链路发射功率水平指派(710)给由扇区服务的每个UE。当上行链路资源块包括一个或更多子带的集合时，该上行链路资源块中包括的子带不需要在频率或时间上是连续的。在指派上行链路资源块时，当UE，即UE 621和623与相似的信道条件相关联，指出这两个UE正在经历相似的路径损失时，节点B 610将相同的上行链路资源块指派给每个扇区中的UE，诸如指派给关于扇区602的UE 621以及关于扇区604的UE 623。
例如，并且仅仅出于说明本发明的原理的目的，并非意在以任何方式限制本发明，假设扇区602中的第一UE 622经历第一路径损失PL1，扇区602中的第二UE 621经历第二路径损失PL2，并且扇区602中的第三UE 620经历第三路径损失PL3，其中PL1>PL2>PL3。节点B 610基于这些路径损失对UE 620～622排序并且据此将包括第一子带集合的第一上行链路资源块分配给UE 622，将包括第二子带集合的第二上行链路资源块分配给UE 621，并且将包括第三子带集合的第三上行链路资源块分配给UE 620，其中第一上行链路资源块包括比第二上行链路资源块更多的子带且第二上行链路资源块包括比第三上行链路资源块更多的子带。
而且，假设扇区604中的第四UE 623经历第四路径损失PL4，扇区604中的第五UE 624经历第五路径损失PL5，并且扇区604中的第六UE 625经历第六路径损失PL6，其中PL4>PL5>PL6。节点B 610基于这些路径损失对UE 623～625排序并且将第四上行链路资源块分配给UE 623，其中该第四上行链路资源块包括与第一上行链路资源块相同的子带集合。节点B 610进一步将包括第五子带集合的第五上行链路资源块分配给UE 624，其中该第五上行链路资源块包括与第二上行链路资源块相同的子带集合，并且节点B 610将包括第六子带集合的第六上行链路资源块分配给UE 625，其中该第六上行链路资源块包括与第三上行链路资源块相同的子带集合。因此相同的子带集合被分配给扇区602中的UE 622和扇区604中的UE 623，相同的子带集合被分配给扇区602中的UE 621和扇区604中的UE 624，并且相同的子带集合被分配给扇区602中的UE 620和扇区604中的UE 625。通过将相同的上行链路资源块指派给每个扇区中经历相似信道条件的UE，通信系统600减少了在一个扇区中利用上行链路资源块的UE将干扰在另一扇区中利用相同的上行链路资源块的UE的可能性。
节点B610经由UE的服务扇区，即对于UE 620～622而言的扇区602和对于UE 623～625而言的扇区604，以及非服务扇区，即对于UE620～622而言的扇区604和对于UE 623～625而言的扇区602，从每个UE 620～625接收(712)已知的基准信号，即在传输之前对发射器件和接收器件已知的基准信号，诸如导频信号。节点B 610进一步从每个UE 620～625接收(714)包括数据分组的信号。然后节点B 610尝试解码从UE 620～625接收的数据分组(716)并且确定(718)是否能够成功地解码从每个UE接收的数据分组。如果节点B 610成功地解码(718)了从所有UE 620～625接收的数据分组，则逻辑流程700结束(728)。如果节点B 610未能成功地解码(718)从UE 620～625接收的任何数据分组，即在不能成功地解码任何接收的数据分组时，逻辑流程700结束(728)。如果节点B 610能够成功地解码(718)从UE 620～625接收的一个或更多数据分组但是少于从UE接收的所有数据分组，则逻辑流程700继续进行至步骤720。
在步骤720，对于其数据分组被节点B 610成功解码的每个UE，节点B确定经由非服务扇区，即再一次地经由对于UE 620～622而言的扇区604和对于UE 623～625而言的扇区602，从该UE接收的已知信号的信号质量度量，诸如信号干扰比(SIR)、比特错误率(BER)、帧错误率(FER)、或者本领域的普通技术人员可以想到的任何信号质量度量。然后节点B将针对每个被成功解码的UE确定的非服务扇区信号质量度量与对应的信号质量度量阈值进行比较(722)。当信号质量度量与信号质量度量阈值比较有利时，诸如超过SIR阈值或者小于BER或FER阈值，则节点B 610将经由非服务扇区从UE接收的已知信号从自该扇区服务的未被成功解码的UE接收的数据分组信号中消除(724)，以针对每个这样的UE产生站点内干扰消除的数据分组信号。然后节点B尝试(726)对仍未被成功解码的该扇区的UE的站点内干扰消除的数据分组信号进行解码。然后逻辑流程图700返回步骤718。
例如，假设节点B 610成功地解码了从每个UE 621、623、和625接收的数据分组，并且未能成功地解码从UE 620、622、和624接收的数据分组。然后节点B确定经由非服务扇区604从UE 621接收的已知信号，优选地是导频信号的信号质量度量，并且进一步确定经由非服务扇区602从UE 623和625中的每一个接收的已知信号，优选地是导频信号的信号质量度量。当关于UE 621确定的信号质量度量与对应的信号质量度量阈值比较有利时，节点B 610将经由非服务扇区604从UE 621接收的已知信号从经由扇区604接收的UE 624的未被成功解码的信号中消除，并且重新尝试对未被成功解码的UE 624的数据分组进行解码。相似地，当关于UE 623和UE 625中的每一个确定的信号质量度量与对应的信号质量度量阈值比较有利时，节点B 610将经由扇区602从每个UE 623和625接收的已知信号从经由扇区602接收的UE620和622的未被成功解码的信号中消除，并且重新尝试对未被成功解码的UE 620和622的数据分组进行解码。
因此，通过供给站点内干扰消除，通信系统能够减轻在一个扇区中采用的功率分配方案对另一扇区的影响。此外，为了最优化频率再用并且为了提供小区边缘性能和频谱效率的最佳平衡，通信系统基于由服务节点B确定的并且进一步由邻居节点B确定且报告给该服务节点B的系统性能度量，确定自适应功率控制参数。然后该自适应功率控制参数被用来确定由该服务节点B服务的UE的上行链路发射功率。
尽管通过参考本发明的特定实施例特别地示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应理解，在不偏离附属权利要求中所阐述的本发明的范围的前提下可以进行多种改变并且可以使用等效物替换本发明的元件。因此，说明书和附图应被视为说明性的而非限制性的，并且所有这样的改变和替换意欲被涵盖于本发明的范围之内。
上文关于具体实施例描述了益处、其他优点、和对问题的解决方案。然而，益处、优点、对问题的解决方案、以及可以使任何益处、优点、或解决方案发生或变得更加显著的任何因素，不应被解释为任何或所有权利要求的关键的、必需的或基本的特征或因素。如此处使用的术语“包括”或其任何变化形式，意欲涵盖非排他性的内含物，由此包括元件列表的过程、方法、物件、或装置不仅包括这些元件，而且可以包括未明确列出的或者对于该过程、方法、物件、或装置是固有的其他元件。如此处使用的术语“包括”和/或“具有”，被定义为“包括”。而且，除非此处另外指出，否则关系术语的使用，诸如第一和第二、顶部和底部等唯一用于使一个实体或动作区别于另一实体或动作，没有必要要求或意指该实体或动作之间的任何实际的该关系或顺序。前面带有“...一个”的元件在没有更多的限制的情况下，不排除在过程、方法、物件、或装置中额外的相同元件的存在。

Claims (20)

1.一种用于在频分多址通信系统中由节点B进行上行链路功率控制的方法，包括：
由所述节点B测量系统性能度量；
由所述节点B从一个或更多其他节点B中的每个节点B接收系统性能度量测量；
由所述节点B基于由所述节点B测量的所述系统性能度量和从所述一个或更多其他节点B中的其他节点B接收的所述系统性能度量确定自适应功率控制参数；以及
其中所述自适应功率控制参数被用来确定由所述节点B服务的一个或更多用户设备的上行链路发射功率水平。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述系统性能度量包括干扰水平、服务小区中的用户设备的数量、公平性准则、小区边缘用户吞吐量以及扇区吞吐量中的一个或更多。
3.如权利要求1所述的方法，其中由所述节点B从一个或更多其他节点B中的每个节点B接收系统性能度量测量包括接收来自一个或更多其他节点B中的每个节点B的系统性能度量测量的广播。
4.如权利要求3所述的方法，其中由所述节点B从一个或更多其他节点B中的每个节点B接收系统性能度量测量包括经由回程接收来自一个或更多其他节点B中的每个节点B的系统性能度量测量的广播。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括向由所述节点B服务的所述一个或更多用户设备广播所述自适应功率控制参数。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括基于所述自适应功率控制参数确定一个或更多用户设备中的每个用户设备的上行链路发射功率水平。
7.如权利要求6所述的方法，进一步包括通过所述服务节点B确定所述一个或更多用户设备中的每个用户设备的路径损失，并且其中，确定每个用户设备的上行链路发射功率水平包括基于所述自适应功率控制参数和针对所述用户设备确定的所述路径损失确定一个或更多用户设备中的每个用户设备的上行链路发射功率水平。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述一个或更多用户设备包括多个用户设备，其中所述方法进一步包括基于针对所有所述多个用户设备确定的所述路径损失通过所述一个或更多用户设备的所述服务节点B确定每个用户设备的分数路径损失，并且其中，确定每个用户设备的上行链路发射功率水平包括基于所述自适应功率控制参数和针对所述用户设备确定的所述分数路径损失确定所述一个或更多用户设备中的每个用户设备的上行链路发射功率水平。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述自适应功率控制参数基于式α(n)＝α(n-1)-sgn{It-∑ccellIcell}·Δ确定，其中α(n)表示所述自适应功率控制参数，Δ表示功率调节步长大小，It表示目标系统性能度量，Icell表示测量的系统性能度量，ccell表示加权因子，∑对应于对所有所述节点B的ccellIcell求和，并且α(n-1)表示从前一上行链路功率水平更新周期确定的α。
10.一种用于在频分多址通信系统中由节点B进行上行链路功率分配的方法，包括：
由所述节点B从一个或更多其他节点B中的每个节点B接收系统性能度量测量；以及
由所述节点B基于所述接收的系统性能度量测量确定由所述节点B服务的一个或更多用户设备的上行链路发射功率水平。
11.一种能够在频分多址通信系统中操作的节点B，且所述节点B包括处理器，所述处理器被配置为：测量系统性能度量；从一个或更多其他节点B中的每个节点B接收系统性能度量测量；由所述节点B基于由所述节点B测量的所述系统性能度量和从所述一个或更多其他节点B中的所述其他节点B接收的所述系统性能度量测量确定自适应功率控制参数，并且其中所述自适应功率控制参数被用来确定由所述节点B服务的一个或更多用户设备的上行链路发射功率水平。
12.如权利要求11所述的节点B，其中所述系统性能度量包括干扰水平、服务小区中的用户设备的数量、公平性准则、小区边缘用户吞吐量以及扇区吞吐量中的一个或更多。
13.如权利要求11所述的节点B，其中所述处理器被配置为通过从一个或更多其他节点B中的每个节点B接收系统性能度量测量的广播，接收所述系统性能度量测量。
14.如权利要求11所述的节点B，其中所述处理器被进一步配置为向由所述节点B服务的所述一个或更多用户设备广播所述自适应功率控制参数。
15.如权利要求11所述的节点B，其中所述处理器被进一步配置为基于所述自适应功率控制参数确定一个或更多用户设备中的每个用户设备的上行链路发射功率水平。
16.如权利要求15所述的节点B，其中所述处理器被进一步配置为确定所述一个或更多用户设备中的每个用户设备的路径损失，并且其中，所述处理器被配置为通过基于所述自适应功率控制参数和针对所述用户设备确定的所述路径损失确定一个或更多用户设备中的每个用户设备的上行链路发射功率水平来确定每个用户设备的上行链路发射功率水平。
17.如权利要求16所述的节点B，其中所述一个或更多用户设备包括多个用户设备，其中所述处理器被进一步配置为基于针对所有所述多个用户设备确定的所述路径损失确定所述一个或更多用户设备中的每个用户设备的分数路径损失，并且其中，所述处理器被配置为通过基于所述自适应功率控制参数和针对所述用户设备确定的所述分数路径损失确定所述一个或更多用户设备中的每个用户设备的上行链路发射功率水平来确定每个用户设备的上行链路发射功率水平。
18.如权利要求15所述的节点B，其中所述处理器被配置为通过确定一个或更多用户设备中的每个用户设备的上行链路发射功率水平来确定所述一个或更多用户设备中的每个用户设备的上行链路发射功率水平。
19.如权利要求11所述的节点B，进一步包括至少一个存储器器件，所述存储器器件保存等式α(n)＝α(n-1)-sgn{It-∑ccellIcell}·Δ，其中α(n)表示所述自适应功率控制参数，Δ表示功率调节步长大小，It表示目标系统性能度量，Icell表示测量的系统性能度量，ccell表示加权因子，∑对应于对所有所述节点B的ccellIcell求和，并且α(n-1)表示从前一上行链路功率水平更新周期确定的α，并且其中所述处理器被配置为基于所述等式确定所述自适应功率控制参数。
20.一种能够在频分多址通信系统中操作的节点B，所述节点B包括处理器，所述处理器被配置为：从一个或更多其他节点B中的每个节点B接收系统性能度量测量，并且基于所述接收的系统性能度量测量确定由所述节点B服务的一个或更多用户设备的上行链路发射功率水平。
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