CN101868014A

CN101868014A - 基站装置及其方法

Info

Publication number: CN101868014A
Application number: CN201010156104A
Authority: CN
Inventors: 克里斯琴·温格特; 亚历山大·戈利奇克埃德勒冯埃尔布沃特
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2024-11-05
Also published as: US20070060062A1; JP4939626B2; EP1692896B1; JP4568284B2; CN101868014B; CN1902968A; JP5421345B2; US20110081942A1; EP1530387A1; EP1692896A1; CN1902968B; US8457678B2; JP2012095324A; BRPI0415740A; JP2010193507A; DE602004031359D1; WO2005046274A1; US7877108B2; RU2347330C2; KR20060126989A

Abstract

本发明涉及用于无线通信系统的基站装置，所述基站包括多个无线小区，所述无线小区包括至少二个以上的区段，所述区段包括多个子载波块组，所述子载波块组包括多个子载波块，所述子载波块包括多个连续的子载波，所述基站装置，包括：分组单元，在所述无线小区的区段中提取多个所述子载波块，并将所提取的子载波块分组为所述子载波块组；分配单元，所述区段和与所述区段所属的无线小区邻接的其他的无线小区的区段构成区段集群，在所述区段集群的区段中，对所述区段集群的区段所包含的各子载波块组分配不同的传输功率电平。

Description

基站装置及其方法

本申请是以下专利申请的分案申请：申请号：200480040025.9；申请日：2004年11月5日；发明名称：蜂窝无线通信系统中为了干扰平衡在信道分配期间的传输功率范围设置

技术领域

本发明涉及一种用于平衡无线通信系统中的无线小区之间干扰分布的方法。该系统包括多个无线小区，其中，多个子载波块用于通信，其中每个子载波块包括多个子载波。此外，许多邻近的无线小区构造成小区集群。而且，本发明涉及一种适于在使用区段(分区段的)基站的系统中使用的相应方法。此外，本发明涉及执行上述方法的基站和包括基站的通信系统。

背景技术

在现代基于分组的蜂窝移动通信系统中，由于动态信道分配(DCA)方案是增加(空中接口)系统吞吐量的有效工具，所以它们是流行的。DCA方案利用了基站(BS)和移动站(MS)之间的链接的信道质量的短期波动(快速衰落)。在这样的系统中，所谓的调度程序(通常是基站的一部分)设法优先地向处在良好的信道条件中的移动站分配系统资源。

在时域中，DCA在逐帧的基础上工作，其中帧的持续时间典型地是在(子)毫秒范围内。此外，依靠多个访问方案，空中接口资源被以例如代码和/或频率域进行划分。

下面的描述关注于下行链路的情况(BS向MS发送)，然而不失一般性，DCA也能够被应用于上行链路(MS向BS发送)。在任何情况下，执行DCA的调度程序需要了解BS-MS链路的详细的信道情况，其是通过信道估计收集的。如果调度程序位于在网络中，并且在MS中执行测量，则信道信息是从MS向BS发送的。重要的是，在即时基础上测量信道质量，以反映即时接收的信号功率和即时干扰。

在频分多址(FDMA)系统中，因为物理层信道被定义在频域中，所以在时-频域中执行DCA。典型地，信道质量在频域变化很大(频率的选择性衰落)。因此，依据所有可获得的频率和所有有效的移动站的信道的条件，调度程序能够在每个调度上即时地向特定的BS-MS链路动态地分配信道。

在OFDMA(正交频分多址)系统中，频率资源被分割为窄带子载波，其典型地经历平缓衰落。这里，通常地，调度程序动态地向特定MS分配子载波块(包括M个邻近的或分离的子载波)，以利用链路上良好的信道条件。从Rohling等人的“OFDM-TDMA移动通信系统的性能”、IEEE学报的车辆技术会议(VTC 1996)、Atlanta、1996可以知道这样系统的一个例子。

在CDMA(码分多址)的情况下，在代码域中定义系统资源，并且因而调度程序动态地向特定BS-MS链路分配代码。注意，相比于FDMA，对于给定链路，信道质量对于所有的资源/代码来说是类似的(衰落不是代码选择性的)，并且因此，在代码域中，参考分配给特定MS的代码和未分配的代码的数目执行DCA。利用快速衰落特征，DCA被集中在时域调度上。3GPP(第三代合作项目)标准中的HSDPA(高速下行链路分组接入)是这样的使用DCA的CDMA系统。

MC-CDMA(多载波CDMA)系统可以被认为是CDMA和(O)FDMA的组合。因此，可以在代码域和频域中执行DCA。

通常，DCA吞吐量效率随着小区中的有效移动站的数目而增加，因为这增加了良好信道条件中的链路的数目，并且因而增加了对良好条件的信道进行调度的概率(多用户分集)。

典型地，DCA结合了诸如自适应调制和编码(AMC)以及混合自动重复请求(ARQ)的链路自适应技术。

而且，DCA能够与功率控制方案相组合，其中，对分配给特定信道(在代码、频率域)的功率进行控制，以补偿信道功率变化和/或支持AMC操作。

非功率控制系统的特性

如在上面部分所描述的，为了进行有效的DCA操作，在假定非功率控制系统时，BS中的调度程序需要了解关于所有可获得的子载波块和所有所包括的BS-MS链路的所有信道的即时质量的详细信息。

考虑DCA OFDMA的多小区情况且频率重用因子为1，该系统是典型的干扰限制。即，主要是通过信(S)扰(I)比(SIR)定义每个子载波块的信道质量，其中，干扰主要是由在邻近小区中的相应信道(子载波块)上的传输引起的小区间干扰(同信道干扰)(C表示邻近小区组)：

在具有DCA和频率选择衰落的OFDMA系统的情况下，因为信号和干扰都经历了衰落，所以对于至移动站m的给定链接的即时SIR(t)在子载波块b上变化：

{SIR}_{b}^{m} (t) = \frac{S_{b}^{m} (t)}{I_{b}^{m} (t)} \approx \frac{S_{b}^{m} (t)}{\underset{C}{Σ} (I_{b}^{m} (t))_{c}} - - - (2)

如前面所提到的，使用DCA和AMC的系统的性能很大地依赖于SIR估计的准确性。因而，根据等式(2)，出现了下面问题。

等式(2)中的所有值经历快速衰落，并且将在测量的时间点和实际传输的时间点之间改变(在执行DCA和AMC选择之后)。该延迟导致了不准确的DCA和AMC操作。如果在MS上执行该测量并且该测量需要通过信令反馈回BS，则该延迟还会增加。

分母中的干扰的数目依赖于邻近小区中的子载波块的实际使用(分配)。即，依赖于邻近小区中某些子载波块可能不被使用的实际负载。通常，在测量的时间点，由于下面原因，在邻近小区中不知道传输的时间点上的子载波块的使用：

基于由邻近小区中的子载波块分配(调度)导致的过时干扰而执行信道质量测量(在第(n-k)帧执行对于第n帧的测量，其中子载波分配很可能是不同的)。

此外，存在所谓的鸡和蛋(chicken-and-egg)的分配问题：在小区A中，可以只在已执行小区A中的SIR测量/计算之后执行子载波块分配和AMC，其需要知道小区B(邻近小区)中的子载波块分配。然而，在能够执行小区B中的子载波块分配之前，需要执行小区B中的SIR测量/计算，其需要知道小区A中的子载波块分配。

在可以通过例如迭代处理来避免/解决鸡和蛋的问题的情况下，将需要例如基站之间的分配状态之类的信令。然而，因为调度帧是毫秒级的，所以该信令将引入额外的显著延迟。

此外，没有任何功率控制，用于BS-MS链路的平均SIR(忽略了快速衰落的影响)很大地依赖于导致下面效果的MS的几何结构(例如，到BS的距离)：

随着BS和MS之间的距离的增加，因为平均接收的信号功率降低且平均接收的干扰功率增加，所以用于相应链路的SIR降低。在较低的几何结构中，这对于到移动站的链接来说，带来了每子载波块的相当低的可获得的数据速率。

平均SIR的差别可以是几十dB级，其需要用于AMC方案定义的巨大动态范围。因为当对于较小的动态范围保持AMC量化间隔时，增加了所需要的调制方案和编码率的组合数目，所以这导致了信令的数量增加。

相比于功率控制系统，对于非功率控制系统，在较高几何结构中，更可能对到移动站的链路选择多级调制方案(例如，8-PSK、16-QAM、64-QAM等)。尽管，这增加了用于这些移动站的可获得的吞吐量，但是相比于其中分配可获得的功率从而仅使用非多级调制方案(例如，QPSK)的系统来说，它能够降低整个系统的吞吐量。这是由多级调制方案的所降低的功率效率导致的。

相比于功率控制系统，对于非功率控制系统，较低几何结构中的移动站很可能不能接收任何具有单个传输尝试的数据，而是将需要几次重复传输。因而，增加了传输的平均数目(ARQ重发)，其依次增加了传输延迟和反馈信令，也降低了带宽效率。

因为可以选择平均更高的调制和编码方案，所以在较高几何结构中到移动站的数据传输在时域中突发(burstier)。这导致了突发子载波块的分配。因为子载波块分配变化更加频繁，所以这将使根据等式(2)的SIR估计更加困难。

功率控制系统的特性

DCA和AMC也可以与功率控制(PC)方案组合。使用PC，该系统设法补偿由于信号路径损失、渐变效果(慢衰落)和或快衰落效果而导致的所接收的信号功率的波动。通常，PC方案可以分为两类：快PC和慢PC。

相比于没有PC的系统，对于慢PC系统，假定只有慢衰落效果以及无限制的最小和最大传输功率，平均SIR不依赖于移动站的几何结构。因此，可获得的每子载波块的数据速率不依赖于MS站。然而注意的是，慢PC只能在某些限制(控制命令的动态范围)内操作，即，功率补偿并不是对于任何链路来说都足够有效或足够快的。

快功率控制常常与AMC联合执行，以使传输率适应短期波动并优化整个功率使用。

对于前面部分所列出的即时SIR估计/测量/计算问题，利用慢/快PC的情况比非PC情况更严重。也就是说，等式(2)的分母中的未知数目的干扰分量的总数不仅仅经历快速衰落，而且由于邻近小区中的PC还在幅度上显著变化。即，由于所发送的功率主要依赖于MS的位置而可能显著变化，所以依据在相应的子载波块上调度了哪个MS，来自给定邻近小区的给定子载波块上的小区间干扰可能帧与帧之间相差几十dB。因为不存在干扰平均效应，所以如果干扰主要来自少数干扰者，则特别严重。

发明内容

本发明的一个目的是降低由于功率控制方案导致的巨大的小区间干扰波动。

通过独立权利要求的主题解决该目的。本发明的各种实施例是从属权利要求的主题。

更详细地，本发明提供了一种用于平衡无线通信系统中的无线小区之间干扰分布的方法。该系统可以包括多个无线小区，其中多个子载波块用于通信。每个子载波块可以包括多个子载波，并且多个邻近无线小区可以组成小区集群。此外，应该指出的是，术语“子载波”也可以被理解为在基于FDM(频分复用)的通信系统中的(物理层)信道，例如在子载波块的子载波的数目是1的情况下。

根据本方法，子载波块可以被分组(grouping)为小区集群的每个无线小区中的多个子载波组(SBS)。此外，可以为小区集群的每个无线小区确定多个传输功率范围，其中传输功率范围定义了用于传输功率控制的传输功率电平的范围，并且可以向小区集群的无线小区的子载波块组分配多个传输功率范围。应当注意，根据本实施例，传输功率范围和子载波块组的数目相互之间是独立的，即相同的不必具有相同的数目。根据另一实施例，小区集群的无线小区的每个可以包括具有相同子载波的相应子载波块。

更具体地，如上所述的传输功率范围可以定义用于对移动通信终端的通信信道(子载波块)进行功率控制的传输功率电平的范围，即，当选择用于通信的子载波块时，只有相应的子载波块所属的子载波块组的预定传输功率电平范围可以被用于功率控制。

可以向小区集群的无线小区的子载波块组分配多个传输功率范围，从而在单个的无线小区中，存在从多个传输功率范围的每个到单个无线小区的子载波块组的映射，并且存在从多个传输功率范围的每一个到一个小区集群的无线小区中的相应子载波块组的映射。用于分配功率范围的该规则可以特别应用在其中所选择的可获得的传输功率范围的数目是大于的或等于子载波块组的数目的情况下。

此外，可以向小区集群的无线小区的子载波块组分配多个传输功率范围，从而在单个无线小区中，存在从单个无线小区的多个子载波块组的每一个到传输功率范围的映射，并且存在从小区集群的无线小区中的相应子载波块组的每一个到多个传输功率范围中的一个的映射。与上述实例的分配规则相比，用于分配功率范围的该规则可以被特别应用在其中所选择的可获得子载波块组的数目是大于或等于传输功率范围的数目的情况下。

根据另一实施例，用于上述两个分配规则的映射是唯一的或一对一映射。这意味着，例如当将传输功率范围映射到子载波块组时，每个传输功率范围被映射到相应的单个子载波块组。如果子载波块组被映射到传输功率范围，则每个子载波块组被映射到相应单个传输功率范围。

为了简单化传输功率范围和子载波块组的分配，可以基于形成小区集群的无线小区的数目来确定它们的数目。

因此，在另一实施例中，本发明提供了一种用于平衡在无线通信系统中的无线小区之间的干扰分布的方法，该系统包括多个无线小区，其中多个子载波块被用于通信，其中每个子载波块包括多个子载波。此外，N个邻近无线小区可以组成小区集群，其中N是等于或大于2的整数。

根据本发明的该实施例，在小区集群的每个无线小区中，子载波块可以被分组为N个子载波块组，其中小区集群的无线小区每一个包括具有相同子载波的相应子载波块组。因此，在该实施例中，子载波块组的数目与集群中的无线小区的数目相应。此外，可以为小区集群的无线小区的每一个确定N个传输功率范围，其中传输功率范围定义了用于传输功率控制的传输功率电平的范围，并且可以向小区集群的无线小区的N个子载波块组分配N个传输功率范围，从而无线小区中的N个传输功率范围的每一个可以被分配给无线小区的N子载波块组之一，并且N个传输功率范围的每一个被分配给对应的子载波块组的一个子载波块组。

当选择小区集群中的小区的数目，上面所定义的普通分配规则可以显著简化如本实施例中所提出的子载波块组的数目和传输功率范围的数目。

本发明的另一实施例涉及一种其中传输功率范围和子载波块组的数目的每一个是小区集群中的无线小区的数目的整数倍数的系统。该实施例也提供了一种用于平衡无线通信系统中的无线小区之间干扰分布的方法。此外，该系统也可以包括多个无线小区，其中多个子载波块用于通信，其中每个子载波块可以包括多个子载波。N个邻近无线小区可以组成小区集群，其中N可以是等于或大于2的整数。

根据该方法，在小区集群的每个无线小区中，子载波块可以被分组为x·N个子载波块组，其中小区集群的无线小区的每个包括具有相同子载波的相应子载波块组。x表示等于或大于1的整数。此外，可以为小区集群的无线小区的每一个定义y·N个传输功率范围，其中传输功率范围定义了用于传输功率控制的传输功率电平的范围，并且其中y是等于或大于1的整数。

然后，可以向小区集群的无线小区的x·N个子载波块组分配y·N个传输功率范围，从而无线小区中的y·N个传输功率范围的每一个被分配给无线小区的x·N个子载波块组中的一个，并且向相应子载波块组的一个子载波块组分配经平均的y/x个传输功率范围。

应当指出，依据参数x和y的选择，比率y/x也可以导致非整数。明显地，不可以向子载波块组分配半个传输功率范围。然而，可以向子载波块组分配整数个功率范围，因为向子载波块组的每一个分配不同质量的功率范围，从而平均上分配y/x比率的功率范围。

还应当指出，上述用于平衡无线通信系统中的干扰的方法的不同实施例不应被理解为将小区集群的不同小区中的功率范围限制为同样的功率范围。在小区集群的每个无线小区中的各个功率范围相互可以是相同的或可以是不同的。有利的是，这能够适合于例如不同小区中的各个信道条件和/或小区尺寸。

在上面的所有实施例中，该方法还可以包括测量通信终端的通信信号的路径损失和邻近小区的干扰的路径损失的步骤。上面的实施例还可以包括根据所述测量向一个子载波块组的至少一个子载波块分配通信终端。

可以基于上述的测量确定用于通信终端的传输功率范围，并且可以基于所确定的传输功率范围向至少一个子载波块组分配通信终端。

应该指出，实际的信道分配可以在子载波块上执行。在该情况中，分配到子载波块组可以被认为是预选择。

在替换的实施例中，也可以考虑首先向通信终端分配块组，并且根据该分配选择相应的传输功率电平。因此，可以基于所分配的块组确定传输功率范围。

可以基于所测量的信号路径损失与所测量的干扰路径损失的比率来选择所分配的子载波块组的传输功率范围。因此，对于紧靠无线小区的基站而分布的通信终端，测量结果可能指示包括较低传输功率电平的传输功率范围对于通信终端和基站之间的通信来说可能已足够。相反，对于邻近无线小区的小区边界而分布的通信终端，测量结果从而可能指示对于通信终端和基站之间的通信来说，可能需要包括很大的传输功率电平的传输功率范围。

此外，应该指出，对于相应的子载波块组，可以通过在所允许的功率范围内改变传输功率电平、通过改变发送功率范围(即，改变子载波块组)、或通过改变调制和编码方案而执行链路自适应来计算信道质量波动。

还有的优点是，如果小区集群的不同无线小区中的传输功率范围改变，从而同样的可以适用于小区集群的每个无线小区中的各自信道条件。

此外，无线小区中的传输功率范围可以在无线小区之间变化。如上所解释的，这允许分别控制在每个小区中的传输功率范围，以使其适应于相应小区中的信道质量条件的改变。

为了能够适应于改变信道质量条件，也可以构造无线小区中的子载波块组。出于上面同样的原因，也可以构造无线小区中的传输功率范围。

可以依据其小区集群的其它无线小区来执行无线小区中的功率范围和/或子载波块组的重构。该重构可以基于其小区集群的该无线小区和/或其它无线小区的信道质量测量。

此外，涉及无线小区中的子载波块组的重构的信息可以从该无线小区发信号到其小区集群的其它无线小区，或可以从控制单元(例如，无线网络控制器)发信号到形成小区集群的无线小区。

根据本发明的另一实施例，涉及无线小区中的信道质量的信息也可以从无线小区发信号到其小区集群的其它无线小区。通过向邻近无线小区发出无线小区中的信道质量信令，当在相应的无线小区中重构传输功率范围或子载波块时，同样的可以包括该信息。

本发明的内在主要思想也可以适用于其中将无线小区划分成区段(sector)的系统，即适用于使有多天线射束或多天线的系统。使用该设计，单个小区可以被划分在多个区段中，其每一个被天线射束所覆盖。根据另一实施例，本发明因此提供了一种用于平衡无线通信系统中的无线小区之间的干扰分布的方法。该系统可以包括多个无线小区，每个无线小区包括至少两个区段，其中在每个区段中，使用多个子载波块进行通信。每个子载波块可以包括多个子载波，并且多个邻近无线小区组成小区集群。

在集群的每个无线小区的每个区段中，子载波块可以被分组成多个子载波块组。可以为小区集群的每个无线小区的每个区段确定多个传输功率范围，其中传输功率范围定义了用于传输功率控制的传输功率电平的范围。随后，可以向无线小区的区段和其它无线小区的邻近区段的多个子载波块组分配多个传输功率范围。在另一实施例中，无线小区的每个区段可以在小区集群的其它无线小区中具有邻近区段。此外，无线小区的区段和属于其它无线小区的其邻近区段可以组成区段集群，并且每个可以包括具有相同子载波的相应子载波块。

可以向小区集群的无线小区的子载波块组分配多个传输功率范围，从而在无线小区的单个区段中，存在从多个传输功率范围的每一个到区段的子载波块组的映射，并且存在从多个传输功率范围的每一个到区段集群中的相应子载波块组中的一个的映射。

换句话说，可以向小区集群的无线小区的子载波块组分配多个传输功率范围，从而在无线小区的单个区段中，存在从区段的多个子载波块组的每一个到传输功率范围的映射，并且存在从区段集群中的多个相应的子载波块组的每一个到一个传输功率范围的映射。

如上所概述的，所述映射可以是唯一的或一对一映射。

为了简化传输功率范围和子载波块组的分配，可以考虑形成小区集群的无线小区的数目而确定它们的数目。因此，在另一个实施例中，本发明提供了一种用于平衡在无线通信系统中的无线小区之间的干扰分布的方法。该系统可以包括多个无线小区，其每个包括至少两个区段，其中在每个区段中，多个子载波块被用于通信，其中每个子载波块包括多个子载波。多个邻近无线小区可以组成小区集群。

在集群的每个无线小区的每个区段中，子载波块可以被分组成N个子载波块组，其中无线小区的每个区段具有N-1个小区集群的其它无线小区中的邻近区段，并且其中该无线小区的区段和其它无线小区中的其邻近区段的每个包括具有相同子载波的相应的子载波块组，其中N可以是等于或大于2的整数。此外，可以为小区集群的每个无线小区的每个区段确定N个传输功率范围，其中传输功率范围定义了用于传输功率控制的传输功率电平的范围。可以向无线小区的区段和其它无线小区的其邻近区段的N个子载波块组分配N个传输功率范围，从而在区段中，向区段的N个子载波块组中的一个分配无线小区的区段中的N个传输功率范围中的每个，并且向相应区段的一个子载波块组分配N个传输功率范围中的每个。

本发明的另一实施例涉及一种其中传输功率范围和子载波块组的数目的每个是小区集群中的无线小区的数目的整数倍数的系统。该实施例也提供了一种用于平衡在无线通信系统中的无线小区之间的干扰分布的方法。而且，该系统可以包括多个无线小区，每个无线小区包括至少两个区段，其中在每一个区段中，多个子载波块被用于通信，其中每个子载波块包括多个子载波。多个邻近无线小区可以组成小区集群。

在本实施例中，在集群的每个无线小区的每个区段中，子载波块可以被分组为x·N个子载波块组，其中无线小区的每个区段具有N-1个小区集群的其它无线小区中的邻近区段，并且其中无线小区的区段和其它无线小区中的其邻近区段的每个包括具有同样子载波的相应子载波块组。x可以是等于或大于1的整数，并且N可以是等于或大于2的整数。

此外，可以为小区集群的每个无线小区的每个区段确定y·N个传输功率范围，其中y可以是等于或大于1的整数。

可以向无线小区的区段和其它无线小区的其邻近区段的x·N个子载波块组分配y·N个传输功率范围，从而在区段中，向区段的x·N个子载波块组中的一个分配无线小区的区段中的y·N个传输功率范围中的每个，并且向一个相应的区段的子载波块组分配平均的y/x个传输功率范围。

所述通信系统还可以包括与多个无线小区关联的基站进行通信的多个通信终端。可以例如在基站上测量通信终端的通信信号的路径损失和用于通信信号的由于邻近区段的干扰导致的路径损失，并且可以基于该测量向区段中的子载波块组的子载波块分配通信终端。

在另外的步骤中，可以基于该测量而确定关于通信终端的传输功率范围，并且可以基于所确定的传输功率范围而向块组分配通信终端。

根据另一实施例，也可以考虑首先向通信终端分配块组并基于该分配而选择相应的传输功率电平。因此，可以基于所分配的块组确定传输功率范围。

不同区段中的传输功率范围可能不同，并且无线小区的区段中的传输功率范围也可以不同。

独立使用单个或多束天线，在相应子载波块组中的子载波块组的尺寸可以是相等的，即每个子载波块组包括同样数目的子载波块和/或子载波。

此外，可以在无线小区的区段中重构子载波块组。同样的也适用于区段的传输功率范围。

可以依据其区段集群的其它区段来执行区段中的功率范围和/或子载波块组的重构。此外，重构可以基于区段和/或其区段集群的其它区段中的信道质量测量。

在重构的情况下，涉及区段中的子载波块组的重构的信息可以被从其无线小区发信号到包括区段集群的区段的无线小区。而且，涉及区段中的信道质量的信息可以被从其无线小区发信号到包括区段集群的区段的无线小区。

独立于系统架构，即，无论是否使用分区段的无线小区，都可以向通信系统中的控制单元发送涉及功率电平或子载波块组的重构的信息。以版本99/4/5UTRAN(UMTS地面无线访问网络)架构为例，这样的控制单元可以是无线网络控制器(RNC)，或者在所改进的架构中，其是功能增强的节点B和节点B+。

此外，也独立于系统架构，可以向通信终端发送涉及子载波块分配和/或子载波块组分配的信息。

通信终端还可以包括用于接收指示子载波块分配和/或子载波块组分配的信息的接收装置，以及用于为数据传输选择所发送的分配的子载波块和/或所发送的分配的子载波块组的选择装置。

可以在基站中有利地使用用于平衡无线小区中的同信道干扰的本创造性的方法的所有不同实施例。可以根据上述的方法的不同实施例而为基站配置用于执行各种方法的步骤的相应装置。

此外，本发明提供了一种适于在上述通信系统中操作的通信终端。在通信终端中，功率控制装置可以适用于在传输功率控制范围中执行功率控制，所述的传输功率控制范围在为0的传输功率电平和最大传输功率电平所定义的间隔内。

本发明也提供了一种包括基站以及至少一个上述的通信终端的无线通信系统，所述的基站适合于执行根据各种不同实施例的方法。

根据本发明的另一个方面，还提供了用于无线通信系统的基站装置，所述基站包括多个无线小区，所述无线小区包括至少二个以上的区段，所述区段包括多个子载波块组，所述子载波块组包括多个子载波块，所述子载波块包括多个连续的子载波，所述基站装置，包括：分组单元，在所述无线小区的区段中提取多个所述子载波块，并将所提取的子载波块分组为所述子载波块组；分配单元，所述区段和与所述区段所属的无线小区邻接的其他的无线小区的区段构成区段集群，在所述区段集群的区段中，对所述区段集群的区段所包含的各子载波块组分配不同的传输功率电平。

附图说明

下面参考附图和图表更加详细地描述本发明。附图中类似或相应的组件被标识为类似的参考数字。

图1示出了根据现有技术的对于子载波块的传输功率分配；

图2、3和4示出了根据本发明的实施例的对于子载波块的传输功率分配的三个例子；

图5示出了根据现有技术的在逐帧的基础上对于在邻近小区中的子载波块进行的传输功率分配；

图6示出了根据本发明的实施例的在逐帧的基础上对于邻近小区中的子载波块进行的传输功率分配；

图7示出了根据本发明的实施例的对于邻近小区中的子载波块进行子载波块组功率范围分配的例子；

图8、9和10示出了根据本发明的实施例的关于具有相同尺寸的子载波块组的多小区功率范围子载波块组结构的三个例子；

图11示出了根据本发明的实施例的对于邻近无线小区中的子载波块组功率范围分配模式的例子，其中以多个区段划分每个邻近无线小区；以及

图12示出了根据本发明的实施例的对于邻近无线小区中的子载波块组功率范围分配模式的另一例子，其中以多个区段划分每个邻近无线小区。

具体实施方式

下面，将考虑使用OFDM的无线通信系统描述本发明。虽然该示例涉及OFDM，但应该指出的是，本发明的内在的思想也可以被容易地应用于其它基于FDM的通信系统。

根据本发明的实施例，OFDM子载波块可以被分成N个子载波块组(SBS)。图1示出了根据现有技术系统的子载波块的传输功率的分配。图2、3和4示出了根据本发明的不同实施例的、具有不同SBS定义的功率限制(或范围)的分配的三个例子。为了依据如例如图8、9和10中所示的SBS而控制SIR水平，可以依据邻近小区中的SBS功率限制来执行功率限制的分配。

与现有技术相比较，该功率限制定义具有这样的优点，即因为给定邻近小区的所导致的干扰不能超过由SBS上发送功率限制而产生的特定上限，所以减少了子载波块基础上的小区间干扰变化。

在现有技术中，每子载波块的传输功率可以具有在零和所定义的最大值之间的任何值，但有如下限制，即总发送功率必须不能超过最大允许发送功率。图1示出了用于功率控制系统的这样的子载波块功率分配。

根据本发明的实施例，子载波块可以被划分到子载波块组(SBS)中，其中可以为子载波块发送功率定义上限(也可以是下限)。图2、3、4示出了SBS定义的三个例子，其中，在最左边的例子中，根据邻近子载波块构造SBS。换句话说，预定数目的连续子载波块可以被分组为子载波块组，并向其分配传输功率限制。中间所示的例子将用固定间隔隔开的子载波块组成子载波块组，而在图2、3和4中最右边的例子中，示出了将子载波块自由分配到子载波块组中。此外，应该指出的是，无线小区的不同子载波块组不必包括相同数目的子载波块，如三个例子中所示。

不同传输功率范围或限制的定义可以提供将较低几何结构中的移动站映射到属于具有较大功率电平的发送功率控制范围的SBS的子载波块的可能性，并可以提供将中等几何结构中的移动站映射到属于具有中等功率电平的发送功率控制范围的SBS的子载波块的可能性，也可以提供将较高几何结构中的移动站映射到属于具有较低功率电平的传输功率控制范围的SBS的子载波块的可能性。再次指出，在本实施例中使用的三个传输功率范围仅仅是示例性的。

对于DCA和PC，用于分配子载波的不同方法都是可以的。首先可以考虑对于给定MS的PC，然后可以对子载波块传输功率没有超过其限制的SBS的子载波块进行分配。换句话说，可以向MS分配子载波块，然后根据所允许的限制分配传输功率(即，在给定限制内执行PC)。

本发明的一个益处在于，考虑到SBS功率限制定义所允许的子载波块的最大传输功率给出了所创建的对于给定子载波块的小区间干扰的上限。这种方式可以降低SIR的变化，并且在邻近小区中可以估计最差情况的SIR。因为在现有技术中对于任何子载波允许任何发送功率(在整个功率限制内)，所以所创建的小区间干扰在很大范围内变化。如果还为子载波块定义了较低的功率限制，则甚至可以更大地降低SIR变化(从帧到帧)。

图5和6示出了用于现有技术的系统和用于根据本发明的实施例的系统的邻近无线小区至小区1(BS₁)(见图7)的子载波块发送功率分配的例子。假定，MS例如位于靠近无线小区2和无线小区3的无线小区1内(MS的位置在小区1的右上部)，无线小区2和无线小区3导致主要干扰。

图5指示了在现有技术系统中的每子载波块的发送功率。由于在给定子载波上的无线小区2和无线小区3所导致的干扰可以依据发送功率而变化，发送功率可以在零和最大传输功率之间，所以如图中明显的是，小区间干扰从帧到帧的变化可以相当大。由于无线小区1中可能不知道干扰中的逐帧波动，所以每子载波块的SIR可以在这个较大的范围内改变。因此，由于在每子载波块的SIR中的这个“未知的”变化，可能显著降低DCA和AMC的选择性能。

考虑本发明所提出的方法，图6示出了当对于子载波块执行功率控制时，每子载波块的发送功率仅仅可以在特定限制内波动，即在传输功率控制电平的预定范围内波动。这可以允许改进SIR估计/预测的准确度，其可以带来改进的DCA和AMC的选择性能。此外，可以执行功率范围的定义，从而例如将可以向属于具有较高传输功率电平的功率范围的子载波块组的一个或多个子载波块分配较低几何结构(即，靠近小区边缘)中的移动站。相反的分配将适用于较高几何结构中的移动站。

除了将子载波块划分为子载波块组外，可以对邻近无线小区中的功率限制定义进行匹配(align)。以图7中所示的将子载波块划分为子载波块组为例，即，每个无线小区三个子载波块组，可以根据下面的表格来定义其中执行功率控制的传输功率范围。

考虑无线小区1至3为较强干扰小区的小区集群(见图8、9和10)，可以调整功率限制，从而通过集群的所考虑的无线小区，可以一次为每个子载波块定义高、中和低的上功率限制。考虑小区间干扰，这可以具有下面效果：属于具有高功率限制的SBS的子载波块被具有中和低功率限制的子载波块干扰，属于具有中功率限制的SBS的子载波块被具有高和低功率限制的子载波块干扰，并且属于具有低功率限制的SBS的子载波块被具有高和中功率限制的子载波块干扰。

尽管图7中所示的例子以及上面表格中定义的分配规则参考了每个无线小区的三个子载波块组和三个传输功率范围，但是本发明通常可应用于无线小区中的任何数目的传输功率范围和子载波块组。如从上面给定的例子中显而易见的，在传输功率范围的数目和子载波块组的数目的选择中的某个星座(constellation)可以促进对于子载波块组的传输功率电平的简单的分配规则(或反之亦然)。

下面的矩阵示出了用于生成上述的“分配规则”的例子，其中PRⁿ _x指代具有传输功率范围指数x的无线小区n中的传输功率范围，指数x表明每无线小区的X个可获得的不同的传输功率范围：

	SBS₁	SBS₂	SBS₃	…	SBS_M-1	SBS_M
	SBS₁	SBS₂	SBS₃	…	SBS_M-1	SBS_M	无线小区1	PR¹ ₁	PR¹ ₂	PR¹ ₃	…	PR¹ _X-1	PR¹ _X
无线小区2	PR² _X	PR² ₁	PR² ₂	…	PR² _X-2	PR_2X-1	无线小区1	PR¹ ₁	PR¹ ₂	PR¹ ₃	…	PR¹ _X-1	PR¹ _X
无线小区2	PR² _X	PR² ₁	PR² ₂	…	PR² _X-2	PR_2X-1	无线小区3	PR³ _X-1	PR³ _X	PR³ ₁	…	PR³ _X-3	PR³ _X-2
…	…	…	…	…	…	…	无线小区3	PR³ _X-1	PR³ _X	PR³ ₁	…	PR³ _X-3	PR³ _X-2
…	…	…	…	…	…	…	无线小区N-1	PR^N-1 ₃	PR^N-1 ₄	PR^N-1 ₅	…	PR^N-1 ₁	PR^N-1 ₂
无线小区N	PR^N ₂	PR^N ₃	PR^N ₄	…	PR^N _X	PR^N ₁	无线小区N-1	PR^N-1 ₃	PR^N-1 ₄	PR^N-1 ₅	…	PR^N-1 ₁	PR^N-1 ₂

在上面的表中，功率范围指数x的功率范围PRⁿ _x可以在不同的无线小区之间不同或可以代表相同的功率范围。重要的是注意，在给定的例子中，指数x＝1表示在具有可用于功率控制的最低传输功率电平的无线小区n中的功率范围PRⁿ _x，而x＝X表示在具有可用于功率控制的最高传输功率电平的无线小区n中的功率范围PRⁿ _x。此外，对于所有x，PRⁿ _x≤PRⁿ _x-1是有效的。通过指示功率电平的强度(即无线小区n的基站所发射的信号的传输功率电平范围)的指数x的变换可以获得不同小区中的功率范围的分布。从表中还可以看出，每个功率范围指数x∈{1，2，3…，X}在矩阵的每列和每行中出现一次。因此，在所示的例子中，子载波块组的数目M等于传输功率范围的数目X。而且，集群中的无线小区的数目N分别与子载波块组的数目M或传输功率范围X相等。注意，可能的实施例允许PRⁿ _x＝PRⁿ _x-1，其本质上意味着在各自的小区SBS_m和SBS_m+1中可以具有相同的传输功率范围。自然而然地，这可能仅仅对于所选择的子载波块组是有效的。该实施例可以被认为是与下述情况类似：具有比给定小区的子载波块组少的功率范围并且单个功率范围被用于多个子载波块组的情况。

在M＞X的情况中，可以向单个传输功率范围分配多于一个的子载波块组。而且在N≠M的情况中，即，集群中的无线小区的数目与子载波块组的数目不相等的情况下，分配规则可以遵循上述的规则，即，矩阵中的每行和列可仅仅包括每个功率范围指数x一次。

当选择传输功率范围和子载波块组的数目等于小区集群中的小区的数目的倍数时，可以定义简单的分配规则。在每无线小区的子载波块组的数目和传输功率范围的数目也相等的情况下，可以使用上述的简单映射方案。

图7还示出，当保持所指示的干扰性质时，根据该方法的子载波块组分配可以扩展到多小区情形。

所提出的子载波块组多小区匹配可以具有下述效果/益处。可以减少较低几何结构中的MS的SIR，这是由于将它们优选地分配到属于具有高发送功率(即具有包括较大发送功率的相关发送功率范围)的子载波块组的子载波块，其例如通过中和低功率子载波块经历了较少干扰。可以增加较高几何结构中的MS的SIR，这是由于将它们优选地分配到属于具有低传输功率的SBS的子载波块，其例如通过高和低中子载波块经历了增加的干扰。使用所述的本发明的原理，可以降低发送功率控制所需要的动态范围。

根据本发明的另一实施例，较低功率限制(P^MIN)与“下一更强”的子载波块组的上限(P^MAX)相等，即，对于P^MAX _SBS1≥P^MAX _SBS2≥P^MAX _SBS3≥…，则P^MIN _SBS1＝P^MAX _SBS2，P^MIN _SBS2＝P^MAX _SBS3…等。

根据本发明的另一实施例，较低功率限制(P^MIN)小于下一子载波块组的上限(P^MAX)(例如，通过所定义的偏置)，即，对于P^MAX _SBS1≥P^MAX _SBS2≥P^MAX _SBS3≥…等，则P^MIN _SBS1＜P^MAX _SBS2，P^MIN _SBS2＜P^MAX _SBS3…等。

根据另一实施例，可以向较高功率子载波块组分配较低几何结构中的MS，反之亦然。即，基于其几何结构向通信终端分配无线信道(子载波块组的一个或多个子载波块)。应该指出的是，在实际(非理想的六边形)部署和环境中，术语几何结构不必单独地依赖于MS-BS距离(到小区中心的MS距离)，但是它更多地指信号路径损失。即MS可以非常靠近BS，但是因为信号路径被建筑物遮挡并且干扰路径是LOS(line-of-sight，视线)，所以具有较低的平均SIR。

如先前部分中使用的子载波块可以包括M个子载波，其中M也可以是1。即在M＝1的情况下，该系统将“降”为FDM系统。

子载波块组(SBS)可以包括S个子载波块，其中S可以依据所定义的SBS而不同，然而优选地，对于邻近小区中的相应的SBS，应该使用相同的子载波块。

子载波块组(SBS)可以包括S个子载波块，其中S可以依据所定义的SBS而不同。然而，根据本发明的另一实施例，对于邻近小区中的相应的SBS可以使用相同的子载波块。在后面的情况中，对于小区集群中的每个无线小区中每个子载波块组，对应于向相应的子载波块组分配同样的子载波，在邻近的无线小区中可以存在相应的子载波块组。

此外，SBS功率限制可以依赖于无线小区而不同。对于x个所定义的SBS，最多x-1个SBS可以具有相同的功率限制。对于每个小区可以单独、或可以依据邻近无线小区而重构功率限制。

本发明的另一方面涉及一种信令，该信令涉及无线小区中的子载波块组和传输功率范围或限制的构造(重构)。因为可以用邻近小区的无线小区来调整该无线小区中的重构，所以有必要向邻近小区发送关于该重构的信息。

例如，当考虑他们使用的功率电平的重构时，可以向邻近无线小区发送涉及信道质量、即无线小区中的干扰电平的信息，以使得邻近无线小区使用该信息。同样，当必须改变从子载波块到子载波块组的分组时，必须向邻近小区发送新的从子载波块到子载波块组的分配或映射，因为它们在相应的小区中可能要使用同样的映射。

依据网络架构，该信息也可以被发送到控制小区集群的管理单元(例如，无线网络控制器)，并且可以利用相应的信息以开始构造(重构)。

根据本发明的另一实施例，本发明的另一方面在于一种信令，该信令涉及发送器和接收器之间的通信。发送器和接收器之间的信令可以包括子载波块组分配和子载波块分配的信令。在实际的子载波块频率(逐帧)分配以前，可能存在相对较少的从移动站到子载波块组的频率预分配，其可以基本上为相应的移动站定义“有效的”子载波块组。

因为该信令仅关于被预分配给移动站的子载波块组而执行，所以这可以允许减少对于子载波块分配的信令开销。此外，其可以允许减少对于从接收器到发送器的信道质量反馈信令的信令开销，该费用可能仅发生在相应的子载波块组中。

此外，应当注意，本发明的内在思想可用于任何小区布局。根据本发明的另一实施例，可以使用分区段的无线小区。关于在图11和图12中示出了具有3个区段的六边形的无线小区布局的示例。可以假设，无线小区内的区段的天线模式以可忽视的方式彼此干扰(即，天线束的宽度≤120°)。在这种情况下，邻近小区(在天线束的宽度范围内)的区段的干扰占据主要地位。如图11所示，对于无线小区1(BS₁)的区段2，在邻近无线小区中存在两个邻近区段，即无线小区3(BS₃)中的区段2和无线小区2(BS₂)中的区段3。在不同无线小区中的这三个邻近区段也可以被看作是区段集群。

在单个无线小区中示出的每个区段中，可以同时使用同一子载波块(即子载波)。为了平衡干扰，可以使用上面提出的使用单束天线的方法。在取代对小区集群的无线小区执行干扰平衡而对区段集群的区段之间的干扰进行平衡的方面上，仅新的小区布局采用该方法。

当将图11与图7进行比较时，应当注意，可以选择使用同样的传输功率范围和子载波块组的数目以及功率范围和子载波块组之间的类似映射。如图11中所示，可以在无线小区的区段内使用同一功率范围-子载波块组的组合。因此，属于区段集群的区段之中的、调整的功率范围-子载波块组的组合的“模式”可以对应于从图11中所知的、对于无线小区集群的调整的功率范围-子载波块组的组合的“模式”。然而，在使用分区段的无线小区的情况下，在单个无线小区的区段中选择的功率范围可能彼此不同。

此外，如上所述，区段内的传输功率范围和子载波块组可以重构。可以将用于向邻近无线小区告知重构区段可能所必需的信令发送给提供区段集群的邻近区段的天线束的基站。依赖于网络架构，这一点可以在通信系统(例如无线网络控制器(RNC))中直接或经由控制单元执行。

在图12中示出了关于可能的功率范围-子载波块组的组合的另一个示例。在本发明的该实施例中，单个无线小区的区段不使用如图11的例子中的那样的同一功率范围-子载波块组的组合。结果，在区段基础上所考虑的、调整的功率范围-子载波块组的“模式”类似于图7中所示的模式。这意味着图12中的区段对应于图7中的无线小区，以杜绝如下事实，即无线小区的基站控制多于一个的区段。

所提出的方法还可以被应用到MC-CDMA系统。这里，应当对于给定(子)载波(块)的每代码功率的总和定义关于给定SBS的发送功率限制。这样的MC-CDMA系统可以使用时域和/或频域中的扩频。

此外，应当注意，本发明的内在原理可以应用于通信系统的下行链路和/或上行链路上的通信。

Claims

1.用于无线通信系统的基站装置，

所述基站包括多个无线小区，所述无线小区包括至少二个以上的区段，所述区段包括多个子载波块组，所述子载波块组包括多个子载波块，所述子载波块包括多个连续的子载波，

所述基站装置，包括：

分组单元，在所述无线小区的区段中提取多个所述子载波块，并将所提取的子载波块分组为所述子载波块组；

分配单元，所述区段和与所述区段所属的无线小区邻接的其他的无线小区的区段构成区段集群，在所述区段集群的区段中，对所述区段集群的区段所包含的各子载波块组分配不同的传输功率电平。

2.根据权利要求1所述的基站装置，

所述所提取的子载波块是频带在各区段中共同的子载波块。

3.根据权利要求2所述的基站装置，

所述频带在各区段中共同的子载波块为在频率轴方向连续地提取的子载波块。

4.根据权利要求2所述的基站装置，

所述频带在各区段中共同的子载波块为在频率轴方向以一定的间隔提取的子载波块。

5.根据权利要求2所述的基站装置，

所述频带在各区段中共同的子载波块为在频率轴方向不连续地提取的子载波块。

6.根据权利要求3至5的任意一项所述的基站装置，

所述在频率轴方向连续地提取、所述在频率轴方向以一定的间隔提取以及所述在频率轴方向不连续地提取，根据从所述无线通信系统的控制装置接收的设置信息进行。

7.根据权利要求6所述的基站装置，

所述设置信息包括以下信息，即，关于使分配给各所述子载波块组的各传输功率电平、与分配给对应于与所述区段所属的无线小区邻接的其他无线小区的区段的各子载波块组的传输功率电平为不同的信息。

8.根据权利要求2所述的基站装置，

所述基站装置，还具有：调度单元，在所述无线小区的区段中，将被分配了高传输功率电平的所述子载波块组所包含的子载波块的子载波调度到具有低信干比的移动终端。

9.由无线通信系统的基站装置进行的方法，

所述基站装置进行的方法，包括以下步骤：

分组步骤，在所述无线小区的区段中提取多个所述子载波块，并将所提取的子载波块分组为所述子载波块组；

分配步骤，所述区段和与所述区段所属的无线小区邻接的其他的无线小区的区段构成区段集群，在所述区段集群的区段中，对所述区段集群的区段所包含的各子载波块组分配不同的传输功率电平。

10.根据权利要求9所述的方法，

所述所提取的子载波块是频带在各区段中共同的子载波块。

11.根据权利要求10所述的方法，

12.根据权利要求10所述的方法，

13.根据权利要求10所述的方法，

14.根据权利要求11至13的任意一项所述的方法，

15.根据权利要求14所述的方法，

16.根据权利要求10所述的方法，

所述方法，还具有：调度步骤，在所述无线小区的区段中，将被分配了高传输功率电平的所述子载波块组所包含的子载波块的子载波调度到具有低信干比的移动终端。

17.用于无线通信系统的基站装置，

所述基站装置，包括：

分配单元，所述区段和与所述区段所属的无线小区邻接的其他的无线小区的区段构成区段集群，在所述区段集群的区段中，对各所述区段所包含的各子载波块组分配不同的传输功率范围，所述传输功率范围为定义用于传输功率控制的传输功率范围。