CN101536589B - 发送功率控制方法、用户终端和基站 - Google Patents

发送功率控制方法、用户终端和基站 Download PDF

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Abstract

本发明的发送功率控制方法，用于具有在分组式无线接入中进行发送功率控制的用户终端和基站的通信系统。该方法包括：分组发送步骤(S103)，用户终端发送分组；干扰电平测量步骤(S105)，在分组为来自其他小区的分组的情况下，基站测量分组造成的干扰是否为规定的阈值以上；许可发送步骤(S107)，基站根据干扰的测量结果，生成用于控制用户终端的发送功率的发送功率控制信息并发送到用户终端；以及发送功率判定步骤(S109)，在发送分组的重发分组时，用户终端根据发送功率控制信息判定是否控制发送功率。

Description

发送功率控制方法、用户终端和基站
技术领域
本发明涉及发送功率控制方法、用户终端和基站。 
背景技术
在移动通信系统中，通信中的各个信道受到来自其他通信信道的干扰以及来自自身通信信道的多径的干扰。因此，这种干扰限制系统的加入者容量。因此，在各个信道满足所需质量的范围内，尽可能降低功率来进行发送。 
作为在W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)及其发展版本的E-DCH(Enhanced Dedicated Channel，增强专用信道)中使用的发送功率控制之一，有闭环(closed-loop)发送功率控制。在闭环发送功率控制中，在上行链路的发送功率控制中，基站进行通信信道的质量测量，并按照该质量结果，利用返回的信道(DPCCH：Dedicated Physical ControlChannel，专用物理控制信道)传输发送功率控制比特，使得接收中的信道满足期望的质量。在W-CDMA和E-DCH中，各用户终端(UE)通过专用信道发送，并且同时有多个UE与基站通信。因此，从相邻小区对基站产生的影响，按照统计复用效应(statistical multiplexing effect)而被平均。因此，由于其他小区干扰的变动小，所以仅进行对应于各用户的接收质量的控制。通过这样的闭环发送功率控制，能够控制与其他小区的干扰。(参照W-CDMA移動通信方式、立川敬二監修、平成14年3月15日第4刷発行、126～127页)。 
发明内容
发明要解决的课题 
在W-CDMA和E-DCH中，上行链路的通信总是用专用信道进行。这时的干扰电平表示在图1中。在图1中，三个用户终端(UE1、UE2和UE3)与小区1的基站(BS)通信。三个用户终端在通信中总是进行发送。来自这三个用户终端的发送功率对于小区2的基站来说成为干扰。但是，由于小区2中的干扰电平为来自三个用户终端的信号的合计值，所以一个用户的变动对整体的干扰电平产生的影响小。由于得到这样统计复用效应，所以整体的干扰电平的变动量小，以变动小为前提，通过进行仅本小区内的闭环发送功率控制，可以使发送功率控制正确工作。 
但是在3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)中研究的E-UTRA(Evolved UTRA，演进的UTRA)中，以分组式无线接入为前提。在这样的分组式无线接入中，通过测量信道状态而对最佳的用户分配无线资源，从而可以增大吞吐量。因此，例如，在某个时间靠近小区边界的UE1进行发送，在某个时间远离小区边界的UE2进行发送。这时的干扰电平表示在图2中。在靠近小区边界的UE1进行发送的情况下，小区2中的干扰电平变大，在远离小区边界的UE2进行发送的情况下，小区2中的干扰电平变小。这样，在分组式无线接入中，由于在每个TTI(Transmission TimeInterval，传输时间间隔)进行发送的用户终端发生变化，所以仅通过本小区内的发送功率控制难以进行干扰的控制。 
另一方面，E-UTRA的上行链路中的重发控制以同步(Sync)ARQ(Synchronous Automatic Repeat reQuest，同步自动重复请求)方式进行。即，以预先已知的定时进行重发。例如如图3所示，在初次发送分组发送中检测出差错的情况下，在作为预先已知的定时的6TTI后发送重发分组。 
这样，虽然在分组式无线接入中干扰的控制变得困难，但是只要在初次发送分组时知道对其他小区的影响，就能够进行该分组的重发时的发送功率控制。 
因此，本发明的目的是，通过在分组式无线接入中进行重发时的发送功率控制，降低与其他小区的干扰。 
用于解决课题的手段 
本发明的上述目的可以通过一种发送功率控制方法解决，该发送功率控制方法用于具有在分组式无线接入中进行发送功率控制的用户终端和基站的通信系统，包括：分组发送步骤，所述用户终端发送分组；干扰电平测量步骤，在所述分组为来自其他小区的分组的情况下，所述基站测量所述分组造成的干扰是否为规定的阈值以上；许可(grant)发送步骤，所述基站根据所述干扰的测量结果，生成用于控制所述用户终端的发送功率的发送功率控制信息并发送到所述用户终端；以及发送功率判定步骤，在发送所述分组的重发 分组时，所述用户终端根据所述发送功率控制信息判定是否控制发送功率。 
而且，本发明的上述目的还可以通过一种用户终端解决，该用户终端在分组式无线接入中进行发送功率控制，包括：小区决定单元，进行小区搜索，将除了本小区以外的信号接收电平高的规定数目的小区决定为非正服务小区；许可判定单元，接收从所述非正服务小区所通知的发送功率控制信息，判定是否控制发送功率；以及发送功率判定单元，根据所述发送功率控制信息控制重发分组的发送功率。 
而且，本发明的上述目的还可以通过一种基站解决，该基站与在分组式无线接入中进行发送功率控制的用户终端进行通信，包括：干扰电平测量单元，测量来自属于其他小区的用户终端的分组造成的干扰是否为规定的阈值以上；以及许可生成单元，根据所述干扰的测量结果，生成用于控制属于其他小区的用户终端的发送功率的发送功率控制信息。 
发明的效果 
按照本发明的实施例，其目的是通过在分组式无线接入中进行重发时的发送功率控制，减少与其他小区的干扰。 
附图说明
图1是表示W-CDMA和E-DCH中的干扰电平的图。 
图2是表示E-UTRA中的干扰电平的图。 
图3是表示E-UTRA中的上行链路的重发控制的图。 
图4是表示正服务小区(serving)和非正服务(Non-serving)小区的图。 
图5是表示非正服务小区根据来自用户终端的初次(initial)发送分组测量干扰功率的步骤图。 
图6是表示按照来自非正服务小区的通知控制重发分组的发送功率的步骤图。 
图7是在时间轴上表示发送功率控制步骤的图。 
图8是表示相对授权信道(Relative Grant Channel)的复用方式(TDM型)的图。 
图9是表示相对授权信道(Relative Grant Channel)的复用方式(FDM型)的图。 
图10是表示用户终端的装置结构的图。 
图11是表示基站的装置结构的图。 
标号说明 
BS基站 
UE1、UE2、UE3用户终端 
101使用了导频信道的CQI估计单元 
103非正服务小区决定单元 
105授权(grant)判定单元 
107使用了导频信道的CQI估计单元 
109对于下行数据信道的ACK/NACK判定单元 
111发送功率判定单元 
201干扰电平测量单元 
203授权生成单元 
205调制单元 
207复用单元 
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细的说明。 
<决定非正服务小区> 
用户终端通过小区搜索决定进行数据通信的基站。用户终端在进行了初始小区搜索时，测量参考(reference)信号(导频信号)的接收电平，将接收电平最高的小区决定为正服务小区(本小区)。而且，除了本小区以外，选择直至第N个为止的参考信号的接收电平大的小区，将其决定为非正服务小区(N是在系统中预先决定的值)。该非正服务小区也可以在进行通信中的周边小区搜索时，进行追加、删除等的修正。 
图4是表示用户终端决定的正服务小区和非正服务小区的图。在图4中，UE1选择一个正服务小区(小区1)、和两个非正服务小区(小区4和小区2)。 
而且，虽然在E-UTRA中不进行软切换(soft handover)，但是该非正服务小区相当于进行W-CDMA中的软切换的任务的小区。 
如前所述，在以往的闭环发送控制中，仅通过来自本小区的发送功率控制信息来控制用户终端的发送功率。相对于此，在本发明的实施例中，定义正服务小区和非正服务小区，不仅通过来自正服务小区，还通过来自非正服 务小区的发送功率控制信息来控制用户终端的发送功率。以下，详细说明非正服务小区的发送功率控制步骤。 
<发送功率控制步骤> 
参照图5和图6，对发送功率的控制步骤进行说明。图5是表示非正服务小区根据来自用户终端的初次发送分组测量干扰功率的步骤图。图6是表示按照来自非正服务小区的通知控制重发分组的发送功率的步骤图。 
首先，正服务小区的基站通过下行链路的控制信道对用户终端UE1通知发送初次发送分组时的初始发送功率(S101)。而且，用户终端自身也可以决定初始发送功率(开环(open loop)发送功率控制)，这时在用户终端内进行S101。用户终端UE1以被通知的初始发送功率发送分组(S103)。非正服务小区的基站测量这时的干扰功率(S105)。具体来说，判定其他小区的上行链路的共享数据信道产生的干扰是否为对本小区的共享数据信道的解调、解码产生不良影响的阈值以上。 
在干扰为阈值以上的情况下，非正服务小区的基站对其他小区的用户终端UE1发送用于表示降低发送功率的DOWN(下降)信号。但是，在干扰未达到阈值的情况下，非正服务小区的基站对其他小区的用户终端UE1发送用于表示维持发送功率的DTX信号(S107)。这里，将用于对用户终端控制发送功率的信息称为发送功率控制信息(Relative Grant，相对授权)。在发送功率控制信息中，包含有表示降低发送功率的DOWN信号和表示维持发送功率的DTX信号。 
另一方面，正服务小区的基站接收分组而检测差错，并且根据需要而对用户终端UE1发送重发请求。在从非正服务小区至少接收了一个DOWN信号的情况下，接收到重发请求的用户终端UE1将重发分组的发送功率降低预定的步长(step size)而发送重发分组(S109)。 
在进行重发分组的重发时，进一步重复上述的步骤，控制重发分组的发送功率。 
<初始发送功率的决定方法> 
进一步对图5的S101进行详细说明。 
作为初始发送功率的决定方法，考虑以下三种方法。 
(1)用户终端通过开环发送功率控制决定发送功率。 
例如，用户终端按照利用了下行链路的导频信道的接收电平的测量结果， 在判断出离基站较远的情况下，用户终端提高发送功率，在判断出较近的情况下，用户终端降低发送功率。 
(2)正服务小区根据由接收信号测量出的干扰功率，考虑本小区的干扰余量(margin)(Intra-Interference，内干扰)而决定发送功率。 
例如，基站一边考虑本小区内的干扰余量，一边决定满足用户终端希望的接收质量的发送功率。 
(3)正服务小区考虑本小区的干扰余量以及周边小区的干扰余量而决定发送功率。 
例如，各小区以规定的时间周期对周边小区通知本小区的干扰余量。由此，正服务小区可以通过发送功率控制得到对其他小区产生的干扰的平均的预测值，一边考虑该值，一边决定满足用户终端希望的接收质量的发送功率。 
而且，这些初始发送功率的决定方法基本上通过用户终端与本小区内的基站的信息交换来进行，即使在使用(3)的情况下，对其他小区产生的干扰也不过是能够考虑平均的预测值。因此，在小区边界的用户终端进行数据发送时对其他小区产生的干扰变大。在这样的情况下产生重发时，通过利用参照图5和图6说明的发送功率控制步骤，发送功率被最佳化。 
<非正服务小区中的干扰功率的测量> 
进一步对图5的S105进行详细说明。 
各小区被预先分配在导频信号中使用的CAZAC序列的种类。例如，作为系统信息，预先决定在小区1中使用CAZAC序列的X、X+1、X+2号，在小区2中使用CAZAC序列的Y、Y+1、Y+2号。这样的CAZAC序列的信息也可以通过基于小区间的有线传输路径的信息交换来通知各小区。 
在得知周边小区中使用的CAZAC序列时，各小区可以测量从周边小区的移动台接收到的导频信号的接收功率。这样，作为非正服务小区，能够测量各TTI的各频率块中的干扰电平。而且，有时也将TTI称为子帧，将频率块称为资源块。 
<发送功率控制信息(Relative Grant)的识别方法> 
进一步参照图7对图6的S107进行详细说明。图7是在时间轴上表示发送功率控制步骤的图。 
如前所述，正服务小区的基站决定发送功率而通知给用户终端UE1(S101)。用户终端UE1以被通知的初始发送功率发送分组(S103)。非正服 务小区的基站测量这时的干扰功率(S105)，并将发送功率控制信息发送(S107)。另一方面，正服务小区的基站接收分组而检测差错(S106)，根据需要对用户终端UE1发送重发请求(S108)。接收到重发请求的用户终端UE1在从非正服务小区至少接收到一个DOWN信号的情况下，将重发分组的发送功率仅降低预定的步长而发送重发分组(S109)。 
这时，假定上行链路的共享数据信道的发送时间和相对于此的非正服务小区发送发送功率控制信息的时间的间隔(T1)是被预先决定的。如前所述，在同步ARQ中，初始发送分组的发送时间和重发分组的发送时间的间隔(T2)也被预先决定。因此，在下行链路中接收发送功率控制信息的时间和发送重发分组的时间的间隔也已决定。即，用户终端UE1可以从在下行链路接收发送功率控制信息的定时、CAZAC序列、以及频率块这三个信息，识别出接收到对于哪个初次发送分组的发送功率控制信息。因此，在上述中记载了对于用户终端UE1进行控制，但是在非正服务小区中，对各序列生成发送功率控制信息，而不识别哪个用户终端利用着哪个CAZAC序列。另一方面，在用户终端，在识别出哪个小区是正服务小区还是非正服务小区后，解调上述发送功率控制信息，并且根据发送功率控制信息进行控制。 
这样，在发送功率控制信息中，包含CAZAC序列、频率块、表示是否降低发送功率的信息(DOWN或DTX)。而且，在使发送发送功率控制信息的信道(Relative Grant Channel)与上行链路的各频率块对应而复用的情况下，在发送功率控制信息中也可以不包含频率块。 
而且，正服务小区的基站也可以在重发请求时发送发送功率控制信息。这时，也可以在E-DCH中使用的UP信号、DTX信号以及DOWN信号这三种信号中选择一种。 
<相对授权信道的复用方式> 
参照图8，进一步对图6的S107中对发送发送功率控制信息的信道进行复用的方式进行详细说明。 
将发送发送功率控制信息(Relative Grant)的信道称为相对授权信道(Relative Grant Channel)。在OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用)无线接入中，在将其与其他信道复用的情况下，也可以频率复用在特定的副载波中作为独立的信道。而且，也可以包含在L1/L2控制信道中发送。例如，图8表示包含在TDM结构的L1/L2控制信道 中的情况，图9表示包含在FDM结构的L1/L2控制信道中的情况。 
而且，如上所述，发送功率控制信息存在与CAZAC序列和频率块的组合对应的数目，所以需要复用多个相对授权信道。在相对授权信道与其他信道正在进行频率复用的情况下，多个相对授权信道既可以在时域复用(以时间方向的码元(symbol)区分)，也可以在码域复用(乘以正交码)。 
<用户终端的结构例> 
图10是表示用户终端的装置结构的图。用户终端具有CQI估计单元101、非正服务小区决定单元103、授权判定单元105、CQI估计单元107、ACK/NACK判定单元109和发送功率判定单元111。 
CQI估计单元101从其他小区(非正服务小区)的基站接收导频信号，估计信道质量(CQI：Channel Quality Indicator)。非正服务小区决定单元103将信道质量最好的小区决定为正服务小区，将除了正服务小区之外的、直至第N号的信道质量较好的小区决定为非正服务小区。授权判定单元105接收来自其他小区的基站的相对授权信道，在该相对授权信道是来自非正服务小区的信道时，读取发送功率控制信息(DOWN或者DTX)。该发送功率控制信息被通知给发送功率判定单元111，用于重发分组的发送功率的判定。 
CQI估计单元107从本小区(正服务小区)的基站接收导频信号，估计信道质量(CQI)。CQI被通知给发送功率判定单元111，用于分组发送时或者重发时的发送功率的判定。 
ACK/NACK判定单元109判定本小区的基站中的分组的差错检测结果。在NACK的情况下，将需要重发分组的事实通知给每个块地生成调制图案(pattern)的部件。 
发送功率判定单元111控制分组的发送功率，将发送功率指示信息通知给功率放大器。具体来说，在初次发送分组的情况下，设定为从正服务小区的基站通知的发送功率。或者，根据由CQI估计单元107所估计出的CQI，利用开环发送控制决定发送功率。在重发分组的情况下，根据从授权判定单元105所通知的发送功率控制信息(DOWN或者DTX)控制发送功率。 
<基站的结构例> 
图11是表示基站装置的结构的图。基站具有干扰电平测量单元201、授权生成单元203、调制单元205、复用单元207。 
干扰电平测量单元201从其他小区获取(或者在小区设计时预先获取) 在周边小区中使用的CAZAC序列的信息，测量来自其他小区的用户终端的干扰(接收功率)。授权生成单元203在干扰为阈值以上的情况下生成DOWN信号，在干扰未达到阈值的情况下生成UP信号。调制单元205以规定的调制方式调制相对授权信道，复用单元207复用其他的信道和相对授权信道。 
再有，本发明不限于上述的实施例，在权利要求的范围内可以进行各种变更和应用。 
本国际申请要求基于2006年10月3日提出申请的日本专利申请2006-272346号的优先权，将2006-272346号的全部内容引用在本国际申请中。 

Claims (7)

1.一种发送功率控制方法，用于具有在分组式无线接入中进行发送功率控制的用户终端和基站的通信系统，该方法包括：
分组发送步骤，所述用户终端发送分组；
干扰电平测量步骤，在所述分组为来自其他小区的分组的情况下，所述基站根据在导频信号中使用的CAZAC序列的种类，测量来自属于其他小区的用户终端的干扰功率，测量所述干扰功率是否为规定的阈值以上；
许可发送步骤，所述基站根据所述干扰的测量结果，生成包含CAZAC序列、频率块以及表示是否降低发送功率的信息并用于控制所述用户终端的发送功率的发送功率控制信息并发送到所述用户终端；以及
发送功率判定步骤，在按照同步方式重发控制发送所述分组的重发分组时接收所述发送功率控制信息的情况下，所述用户终端根据接收到所述发送功率控制信息的定时、所述发送功率控制信息中包含的CAZAC序列和频率块判定是否控制发送功率。
2.如权利要求1所述的发送功率控制方法，其特征在于，
该发送功率控制方法还包括：小区决定步骤，所述用户终端进行小区搜索，将除了本小区之外的信号接收电平较高的规定数的小区作为非正服务小区，
所述发送功率判定步骤根据来自所述非正服务小区的发送功率控制信息判定是否控制发送功率。
3.如权利要求1所述的发送功率控制方法，其特征在于，
所述分组发送步骤是所述用户终端通过开环发送功率控制而决定发送功率并发送分组。
4.如权利要求1所述的发送功率控制方法，其特征在于，
所述分组发送步骤具有：
与所述用户终端通信的基站考虑本小区内的干扰余量而决定发送功率，并且通知给所述用户终端的步骤；以及
所述用户终端以被通知的发送功率发送分组的步骤。
5.如权利要求1所述的发送功率控制方法，其特征在于，
所述分组发送步骤具有：
与所述用户终端通信的基站考虑本小区内的干扰余量以及其他小区内的干扰余量而决定发送功率，并且通知给所述用户终端的步骤；以及
所述用户终端以被通知的发送功率发送分组的步骤。
6.如权利要求1所述的发送功率控制方法，其特征在于，
在OFDM无线接入的情况下，所述许可发送步骤将所述发送功率控制信息频率复用在规定的副载波中发送。
7.一种用户终端，在分组式无线接入中进行发送功率控制，其包括：
小区决定单元，进行小区搜索，将除了本小区以外的信号接收电平较高的规定数的小区决定为非正服务小区；
许可判定单元，在按照同步方式重发控制发送重发分组时从所述非正服务小区接收包含CAZAC序列、频率块以及表示是否降低发送功率的信息的发送功率控制信息，判定是否控制发送功率；以及
发送功率判定单元，根据接收到所述发送功率控制信息的定时、所述发送功率控制信息中包含的CAZAC序列和频率块控制重发分组的发送功率，
在导频信号中使用CAZAC序列。
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