CN101868016A - 在频分多址通信中用于上行链路资源分配的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种在频分多址通信中用于上行链路资源分配的方法和装置。为了解决对于在小区边缘性能和总体频谱效率之间获得更好折衷的资源分配方案的需要，提供了一种通信系统(100)，该通信系统(100)根据分数功率控制方案(300)，向用户设备(UE)(102、104)分配上行链路发射功率。在另一实施例中，还由于所述小区边缘用户的功率很可能受到限制，因此所述通信系统可以实现最小化的上行链路传输带宽资源分配方案(404、406、408、410、412、414)，该方案可以利用分数功率控制方案工作，从而在3GPP(第三代合作伙伴项目)和3GPP2演进通信系统中实现期望的上行链路传输的性能水平。

Description

在频分多址通信中用于上行链路资源分配的方法和装置
本申请是分案申请，原案申请号为200710007739.5，申请日为2007年1月18日，发明名称为“在频分多址通信中用于上行链路资源分配的方法和装置”。
相关申请的(一个或多个)交叉引用
本申请要求了2006年1月18日提交的编号为60/759,700的、题为“METHOD AND APPARATUS FOR UPLINK RESOURCEALLOCATION IN A FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESSCOMMUNICATION SYSTEM”的临时申请的优先权，其为同族申请并通过引用全文并入本发明中。
技术领域
本发明通常涉及单一载波和多载波的频分多址(FDMA)通信系统，并且具体来说，涉及单一载波和多载波的FDMA通信系统中的上行链路功率控制和带宽分配。
背景技术
已经提出了在3GPP(Third Generation Partnership Project)(第三代合作项目)和3GPP2演进通信系统中使用的、用于在空中接口上传输数据的单一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。在单一载波和多载波频分多址通信系统中，频率带宽被分成同时发射的多个连续频率子带或子载波。随后，可以向用户指配一个或多个频率子带以用于交换用户信息，由此允许多个用户在不同的子载波上同时发射。这些子载波彼此正交，并且由此减小了小区内的干扰。
为了使频谱效率最大化，已经提出了一种用于单一载波和多载波FDMA通信系统中下行链路和上行链路的频率复用因子为1的方案。使用为1的频率复用因子，一个扇区/小区中的数据和控制信道很可能会受到来自其他扇区/小区的干扰。对位于小区边缘处或位于较差的覆盖位置处的用户来说更是如此。因此，使扇区或小区中的每个UE都在上行链路上以最大功率进行发射将会获得非常糟糕的边缘性能。另一方面，下述的常规功率控制方案由于缺少能够以高数据速率进行发射的UE，因而将会导致总体频谱效率低下，其中，在该常规功率控制方案中，扇区或小区或小区中的每个UE都以下述上行链路功率进行发射，所述的上行链路功率将会使所述UE在无线电接入网络处获得相同的接收功率。
因此，需要有这样一种资源分配方案，其可以在小区边缘性能和总体频谱效率之间获得较好的折衷。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的无线通信系统的框图。
图2示出了根据本发明实施例的用户设备的框图。
图3示出了根据本发明实施例的、当提供了上行链路功率控制时由图1的通信系统执行的方法的逻辑流程图。
图4示出了根据本发明实施例的、由图1的通信系统执行的资源分配方法的逻辑流程图。
图5示出了根据本发明另一实施例的无线通信系统的框图。
图6示出了根据本发明另一实施例的、由图5的通信系统执行的资源分配方法的逻辑流程图。
本领域技术人员将会理解，为简单和明晰起见而示出了图中的部件，其不一定是按比例描绘的。例如，图中某些部件的尺寸可以会相对于其他部件而被放大，用以帮助增进对本发明的各种实施例的了解。此外，为了能更清楚地查看本发明的各种实施例，可商业获得的实施例中的有用的或必须的常见部件和易于理解的部件都没有被示出。
具体实施方式
为了解决对于在小区边缘性能和总体频谱效率之间获得更好折衷的资源分配方案的需要，通信系统根据分数功率控制方案将上行链路发射功率分配给用户设备(UE)。此外，还由于小区边缘用户的功率有可能受到限制，因此通信系统进一步实现了最小化的传输带宽资源分配，从而利用分数功率控制方案进行工作，进而在3GPP(ThirdGeneration Partnership Project)(第三代合作伙伴项目)和3GPP2演进通信系统中实现了期望的上行链路传输的性能水平。
通常，本发明的实施例包含一种用于频分多址(FDMA)通信系统中的上行链路功率分配的方法，所述方法包括：确定与多个用户设备(UE)中的每个用户设备(UE)相关联的信道条件，根据所确定的多个UE的信道条件来确定路径损耗阈值，以及根据与UE相关联地确定的信道条件和路径损耗阈值来确定多个UE中的UE的上行链路发射功率电平。
本发明的另一实施例包含一种用于FDMA通信系统中的带宽分配的方法，其中带宽被分为多个子带，所述方法包括：确定与UE相关的信道条件，根据所确定的信道条件来确定UE可以进行发射的最大上行链路发射功率的一部分(portion)，确定UE的每子带的上行链路发射功率电平，基于所确定的每子带的上行链路发射功率电平并假定向所述UE分配了全部可用子带，确定可支持的数据速率，以及根据可支持的数据速率确定分配给UE的最小带宽。
本发明的又一个实施例包含一种用于在FDMA通信系统中分配上行链路资源的方法，包括：通过多个无线电接入网络(RAN)的每个无线电接入网络(RAN)，确定与由所述RAN提供服务的每个UE相关联的信道条件，以及通过多个RAN的每个RAN，根据所确定的信道条件，对由所述RAN提供服务的UE进行排序。所述方法进一步包括：通过多个RAN中的每个RAN，根据所述UE的排序，将上行链路资源块指配给由RAN提供服务的每个UE，其中当由多个RAN中的第一RAN提供服务的UE和由多个RAN中的第二RAN提供服务的UE与相似的信道条件相关联时，向所述由多个RAN中的第一RAN提供服务的UE指配与所述由多个RAN中的第二RAN提供服务的UE相同的上行链路资源块。
本发明的还一实施例包括一种能够操作在FDMA通信系统中的无线电接入网络(RAN)，所述RAN包括：处理器，其被配置为确定与多个UE中的每个UE相关联的信道条件，根据所确定的信道条件确定路径损耗阈值，以及，对于多个UE中的每个UE，根据与所述UE相关联的信道条件和所述路径损耗阈值确定上行链路发射功率电平。
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RAN，其中带宽被分为多个子带，并且其中所述RAN包括：处理器，其被配置为确定UE的信道条件，根据所确定的信道条件来确定UE可以进行发射的最大上行链路发射功率的一部分(portion)，确定UE的每子带的上行链路发射功率电平，基于所确定的每子带的上行链路发射功率电平并假定向所述UE分配了全部可用的子带，确定可支持的数据速率，以及根据可支持的数据速率确定向UE分配最小的带宽。
本发明的还一实施例包括一种无线FDMA通信系统，其包括：第一RAN，该第一RAN确定第一多个UE中的每个UE的信道条件，根据所确定的信道条件对所述第一多个UE进行排序，以及根据所述第一多个UE的排序将不同的上行链路资源块指配给所述第一多个UE中的每个UE。所述无线FDMA通信系统进一步包括：第二RAN，该第二RAN确定第二多个UE中的每个UE的信道条件测量，根据所确定的信道条件对所述第二多个UE进行排序，以及根据所述第二多个UE的排序，将不同的上行链路资源块指配给所述第二多个UE中的每个UE，以及其中当由第一RAN提供服务的UE和由第二RAN提供服务的UE与相似的信道条件相关联时，向所述由第一RAN提供服务的UE指配与所述由第二RAN提供服务的UE相同的上行链路资源块。
本发明的又一实施例包括一种能够在FDMA通信系统中操作的无线用户设备(UE)，所述UE包括：处理器，其被配置为测量多个子带中的每个子带的下行链路信道条件，向无线电接入网络报告所测量的下行链路信道条件，从所述无线电接入网络接收路径损耗阈值，以及根据所测量的下行链路信道条件和所述路径损耗阈值，确定上行链路发射功率电平。
可以参考图1-6全面地描述本发明。图1示出了根据本发明实施例的无线通信系统100的框图。通信系统100包括多个用户设备(UE)102、104(示出了两个)，所述用户设备是：例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)、或向例如膝上型计算机的数字终端设备(DTE)提供RF接入的无线调制解调器。通信系统100进一步包括无线电接入网络(RAN)120，其经由空中接口110，向位于覆盖区域118(例如小区或扇区)中的每个UE(例如UE 102和104)提供通信服务。RAN 120包括与多个UE 102、104中的每个进行无线通信的收发信机122，所述收发信机122例如是节点B或基站收发信台(BTS)，并且RAN 120进一步包括联接到收发信机的网络控制器128，例如无线电网络控制器(RNC)或基站控制器(BSC)。空中接口110包括下行链路112和上行链路114。每个下行链路112和上行链路114包括多个物理的通信信道，该物理的通信信道包括至少一个信令信道和至少一个业务信道。
每个收发信机122和控制器128包括各自的处理器124、130，例如一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、及其组合或为本领域普通技术人员所公知的类似的其他设备。通过执行软件指令和子程序来确定处理器124和130的特定操作/功能以及收发信机122和控制器128的各自的操作/功能，其中所述软件指令和子程序被存储在与处理器相关联的各自的至少一个存储器设备126、132中，所述存储器设备例如是存储数据以及可以由相应处理器执行的程序的随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)和/或只读存储器(ROM)或其等同物。
图2示出了根据本发明实施例的用户设备(UE)200的框图，所述的用户设备例如是UE 102和104。UE200包括处理器202，所述处理器202例如是一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、及其组合或为本领域普通技术人员所公知的类似的其他设备。通过执行软件指令和子程序来确定处理器202的特定操作/功能以及UE 200的各自操作/功能，其中所述软件指令和子程序被存储在与处理器相关联的各自的至少一个存储器设备204中，所述存储器设备例如是存储数据和可以由各自处理器执行的程序的随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)和/或只读存储器(ROM)或其等同物。
优选地，在UE 102和104以及RAN 120内实现本发明的实施例。更具体地，可以利用软件程序和指令或在软件程序和指令中实现此处描述的由UE 102和104执行的功能，其中所述的软件程序和指令被存储在UE的各自的至少一个存储器设备204中并由UE的相关联处理器202来执行。此外，可以在收发信机122或控制器128中实现此处描述的由RAN 120执行的功能，或者在收发信机和控制器之间对所述功能进行分配，以及更具体的，可以利用软件程序和指令或在软件程序和指令中实现所述功能，其中所述的软件程序和指令被存储在收发信机或控制器的各自的至少一个存储器设备126、132中并由收发信机或控制器的各自的处理器124、130来执行。然而，本领域技术人员将意识到，本发明的实施例可以可替换地用硬件来实现，例如，集成电路(IC)，专用集成电路(ASIC)等等，例如在UE 102和104、收发信机122和控制器128的一个或多个中实现的ASIC。根据本发明的公开内容，本领域技术人员将能够容易地制造并实现上述软件和/或硬件，而不必进行undo实验。
通信系统100包括使用单一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，其中频率带宽被分成包括物理层信道的多个频率子带、或子载波，其中在所述物理层信道上同时发射业务和信令信道。随后，可以向用户指配一个或多个频率子带，以用于交换用户信息，由此允许多个用户在不同的子载波上同时发射。此外，优选地根据3GPP(Third Generation Partnership Project)E-UTRA(Evolutionary UMTS Terrestrial Radio Access)标准来操作通信系统100，该标准规定了无线电信系统的操作协议，包括无线电系统参数和呼叫处理流程。然而，本领域普通技术人员可以意识到，可以根据使用了频分多路复用方案或时分和频分多路复用方案的任何无线电信系统来操作通信系统100，其中子带包括频率子带、或时间和频率子带，例如3GPP2(Third Generation Partnership Project 2)(第三代合作伙伴项目2)演进通信系统、例如，CDMA(码分多址)20001XEV-DV通信系统、如IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)(电气与电子工程师协会)802.xx标准描述的无线局域网络(WLAN)通信系统，所述标准例如是802.11a/HiperLAN2、802.11g、802.16、或802.21标准、或者多个提出的超宽频带(UWB)通信系统中的任何一个。
为了优化覆盖区域边缘的系统性能，通信系统100提供了上行链路分数功率控制(fractional power control)和最小带宽分配。即，在任何给定的时间和对于与RAN相关联的特定覆盖区域(例如覆盖区域118和RAN 120)，通信系统100向在覆盖区域中参与通信会话的每个UE分配上行链路发射功率，所述的UE例如是UE 102和104，而所述的覆盖区域被设计为在使全部上述UE与相邻覆盖区域(未示出)中的UE之间的干扰最小化的同时，在RAN处提供可接受的接收功率。此外，对于任何特定的传输时间间隔(TTI)，RAN，即RAN 120为参与通信会话的每个UE 102、104确定和分配最小带宽量，该最小带宽量根据测量到的信道条件足以向UE提供可接受的服务。
现在参考图3，提供了逻辑流程图300，其示出了由根据本发明实施例的通信系统100执行的上行链路资源分配的方法，且特别示出了上行链路功率控制。逻辑流程图300始于(302)，此时RAN 120确定(304)与每个UE 102、104相关联的信道条件，其中所述UE是由RAN提供服务的且在RAN的覆盖区域中是活动的。在本发明的一个实施例中，每个UE 102、104可以测量与通信系统100所使用带宽的每个子带相关联的下行链路的信道条件，如在现有技术中已知的，优选地测量信道质量信息(CQI)，从而产生多个下行链路信道测量。本领域技术人员可以意识到，当测量信道质量时可以测量多个参数，并且可以在此处可以使用任何上述参数，这些都没有背离本发明的精神和保护范围。如现有技术中已知的，在测量周期内每个UE 102、104对每个和各个子带的信道条件进行测量，例如传输时间间隔(TTI)(也被称为子帧)或者无线电帧传输周期。随后，多个UE 102、104中的每个UE优选地在信道质量信息(CQI)消息中，向提供服务的RAN 120并且具体地是向RAN的收发信机(即，收发信机122)报告全部子带的测量到的信道条件。多个UE 102、104的每个UE可以进一步存储UE的下行链路信道条件测量。
在本发明的另一实施例中，RAN 120可以根据从UE接收到的上行链路传输，对由RAN提供服务的每个UE 102、104的上行链路信道条件进行测量，例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。本领域技术人员可以意识到，对于RAN来说存在多种方法确定与由RAN提供服务的UE相关联的信道条件，并且可以在此处使用任何上述方法都没有背离本发明的精神和保护范围。
根据与每个UE 102、104相关联的信道条件测量，通信系统100确定(306)每个UE 102、104的分数路径损耗。即，RAN 120确定每个UE 102、104的路径损耗(L)，并根据所确定的这些UE的路径损耗，对UE进行排序。通常，路径损耗L被确定为发射功率与接收功率的比。例如，RAN可以通过将与由UE测量和报告的每个子带相关联的路径损耗进行平均从而确定UE路径损耗。然而，本领域技术人员也可以使用其他算法来确定将被用于对UE进行排序的路径损耗，例如利用由UE报告的最优路径损耗或最差路径损耗，而可以在此处使用的这些算法都没有背离本发明的精神和保护范围。根据排序，RAN 120随后确定在排序中排在预定百分位(percentile)处的UE的路径损耗，从而生成路径损耗阈值，即，路径损耗位于第x百分位水平的UE的路径损耗(Lx-ile)。RAN 120随后将实际的UE路径损耗(L)与路径损耗阈值进行比较，以确定UE的分数路径损耗(fractional path loss)，例如，Lx-ile/L。
对于多个报告的UE 102，104的每个UE来说，通信系统100，优选地，RAN 120根据为UE确定的分数路径损耗来确定(308)UE的上行链路发射功率电平。RAN 120可以随后向每个上述UE指配所确定的上行链路发射功率电平，并将所指配的上行链路发射功率电平通知给UE。随后，多个UE 102、104中的每个UE经由空中接口110的上行链路114、并按照为该UE确定的上行链路功率电平，将数据发射到(310)RAN 120，以及RAN 120经由空中接口110的上行链路114并按照为该UE确定的上行链路功率电平从UE接收数据，直到下一个上行链路功率电平的更新周期(此时逻辑流程图300回到步骤304)。随后，逻辑流程300结束(312)。然而，在本发明的另一实施例中，RAN120可以确定路径损耗阈值，即，路径损耗位于第x百分比水平(Lx-ile)的UE的路径损耗，以及通过在覆盖区域118中对该路径损耗阈值进行广播，从而将该路径损耗阈值通知给由RAN提供服务的每个UE 102、104。响应于接收Lx-ile，每个UE 102、104可以将该参数存储在UE的至少一个存储器设备204中，并随后在步骤306和308处，根据由UE测量的下行链路信道条件和所存储的路径损耗阈值Lx-ile，从而自行确定分数路径损耗和上行链路发射功率。
在步骤308处，并且对于每个UE 102、104来说，根据如下各项，RAN 120确定或UE自行确定UE的上行链路发射功率电平Pt，所述的参数是UE在上行链路114上进行传输的最大发射功率电平Pmax和与该UE相关联的分数功率控制参数FPC。分数功率控制参数FPC对应于UE的最大发射功率电平的分数或一部分，该分数功率控制参数FPC是指配给UE用于在上行链路114上进行传输的并且是基于与UE相关联的分数路径损耗。更具体地，根据如下公式，RAN 120为每个UE 102、104确定上行链路发射功率电平Pt或每个UE 102、104自行确定上行链路发射功率电平Pt，该公式被保存在UE 102的至少一个存储器设备204和/或收发信机122和/或控制器128的至少一个存储器设备126、132中，
Pt＝Pmax x FPC，其中FPC＝min{1，max[Rmin，(Lx-ile/L)α]}.
Rmin是最小功率减小比，即，通信系统100中UE的最小上行链路发射功率电平与Pmax的比。与Rmin相对应的值取决于通信系统100的设计者，且被设计用于防止如下情况，即防止要求具有优良的路径损耗(即，最小路径损耗)的UE以过低的功率电平进行发射。例如，如果期望UE的最小上行链路发射功率不小于Pmax的十分之一(1/10)，则Rmin＝.1。此外，比Lx-ile/L对应于UE经历的分数路径损耗，即，比Lx-ile/L是UE经历的实际路径损耗(L)与路径损耗阈值的比，优选的，UE的路径损耗位于全部由RAN 120提供服务的UE的第x百分位处(Lx-ile)，或‘x百分点的路径损耗’。根据UE测量的下行链路信道质量和/或RAN 120测量的上行链路信道质量来确定‘L’。优选地，L包括由屏蔽和慢衰落引起的路径损耗，但不包括由快衰落引起的路径损耗。Lx-ile是位于全部由RAN 120提供服务的UE的第x百分位(percentile)处的UE的路径损耗。例如，如果‘x-ile’＝5，即，第五百分位(5％-ile)，随后，当根据路径损耗对全部由RAN 120提供服务的UE进行排序时，Lx-ile是全部排序的UE中(自最低起的)第五百分位处的UE的路径损耗。结果是，路径损耗L大于Lx-ile的(当‘x-ile’＝5时最低的5％)全部UE可以以Pmax发射，同时路径损耗L小于Lx-ile的每个UE可以以基于其功率损耗L与路径损耗阈值的比(即，Lx-ile)的功率电平进行发射。
对于最低的百分之‘x’的UE来说，参数‘α’对应于通信系统100希望补偿的UE路径损耗，该补偿是通过向上调节该UE的上行链路发射功率而实现的。优选地，通过通信系统100的运营商确定‘α’，并将其保存在收发信机122和/或控制器128的各自至少一个存储器设备126、132中。RAN 120可以随后使用‘α’确定Pt或可以向由RAN提供服务的UE102、104广播‘α’，以使得UE可以确定Pt。在本发明的另一实施例中，通信系统100的运营商可以将‘α’预先编程到每个UE 102和104的至少一个存储器设备204中。典型的，1＞α＞0。当α＝0时，则全部由RAN 120提供服务的UE可以以最大功率(Pt＝Pmax)进行发射，并且例如，由于距RAN 120较近的UE的上行链路发射功率电平较高，因此RAN 120的覆盖区域中的UE很可能会受到来自该覆盖区域中其他UE的较高的干扰电平和具有较差的边缘性能。当α＝1时，全部由RAN 120提供服务的UE可以以这样的上行链路功率电平进行发射，所述的上行链路功率电平在RAN 120处将会获得相同的接收功率，其将导致较差的频谱效率。试验已经表明，设置α＝1/2将可以获得优良的边缘覆盖和高的频谱效率。通过设置α＝1/2，经历较好的路径损耗的UE通常会以相对低功率电平结束发射，从而减少了干扰电平，以及同时，提供服务的RAN将会以相对高的功率电平接收这些UE，从而实现高的频谱效率。
由于位于覆盖区域边缘的用户(例如位于覆盖区域118边缘的用户)的发射功率有可能受到限制，因此通信系统100进一步实现了使传输带宽最小化的资源分配方案，从而利用分数功率控制方案进行工作，进而在3GPP(Third Generation Partnership Project)(第三代合作项目)和3GPP2演进通信系统中实现了期望的上行链路传输的性能水平。通过减小UE的带宽，可以是有效地提升UE的每子带功率，由此在增强了总体频谱效率的同时，为边缘用户提供了改善的性能和更好的发射机会。
现在参考图4，提供了逻辑流程图400，其示出了由根据本发明另一实施例的通信系统100执行的上行链路资源分配的方法，且特别示出了带宽资源分配的方法。逻辑流程图400始于(402)，此时RAN 120确定(404)与每个UE 102、104相关联的信道条件，其中所述的UE是由RAN提供服务的且在RAN的覆盖区域中是活动的。在本发明的一个实施例中，每个UE 102、104可以测量与通信系统100所使用带宽的每个子带相关联的下行链路的信道条件，优选地如现有技术中已知的，测量信道质量信息(CQI)，并且优选地在信道质量信息(CQI)消息中向提供服务的RAN，具体来说，是向RAN的收发信机(即，收发信机122)报告全部子带的测量信道条件。在本发明的另一实施例中，RAN 120可以根据从UE接收到的上行链路传输，对由RAN提供服务的每个UE 102、104的上行链路信道条件进行测量，例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。本领域技术人员可以意识到，对于RAN来说存在多种方法确定与由RAN提供服务的UE相关联的信道条件，并且可以在此处使用任何上述方法都没有背离本发明的精神和保护范围。根据信道条件测量，RAN 120，且具体来说收发信机122，确定(406)每个UE 102、104(例如UE 102)的路径损耗。尽管以下对UE 102进行说明，但是本领域技术人员应该意识到，RAN 120可以对UE104作出相似的确定且UE104可以实现与以下将要描述的UE 102的功能相类似的功能。
根据为UE 102确定的路径损耗，RAN 120确定(408)UE 102可以进行发射的最大上行链路发射功率Pmax的分数(fraction)或一部分(portion)，且进一步确定(410)UE的每子带上行链路发射功率电平(Pt_per_sub-band)。优选地，RAN 120根据如下公式确定FPC和Pt_per_sub-band，该公式被保存在一个或多个收发信机122和控制器128的至少一个存储器设备126、132中，
FPC＝min{1，max[Rmin，(Lx-ile/L)α]，
Pt_per_sub-band＝Pmax x min(1/NSUB，FPC)，以及
其中如上所详细描述的，FPC是分数功率控制参数，按照关于上述逻辑流程图300所描述的，确定Rmin、Lx-ile、L、α和Pmax，NTOT是给定带宽中的子带的总数，且NSUB是给定带宽中可用于指配的子带数目。
根据所确定的每子带的上行链路发射功率电平(Pt_per_sub-band)，在假定为UE分配了全部可用的子带的情况下，RAN 120随后为UE 102确定(412)可支持的数据速率R。根据确定的可支持数据速率R，RAN120随后为UE 102确定(414)向该UE分配的最小带宽，该带宽将支持所确定的可支持数据速率R，并具有可接受的性能水平，即，可接受的信号劣化水平。即，RAN 120为UE 102确定
Figure GSA00000135153000131
其中NASSIGN对应于分配给UE的最小带宽，其可以以以小于δdB的衰减的性能支持数据速率R。可接受的性能劣化，即，δdB，取决于系统100的设计者。如本领域技术人员认识到的，当保持数据速率R时，分配给UE的子带数目越少，则性能的劣化越显著且服务的质量越差。可以根据包含系统吞吐量仿真结果的表或根据曲线或公式，确定可支持的数据速率R和可被分配给UE的最小带宽，所述UE是可以支持该确定的可支持数据速率的UE，其中所述的曲线或公式依次基于仿真的或经验数据，该表、曲线或公式被保存在收发信机122和/或控制器128的各自至少一个存储器设备126、132中。
根据用于分配给以小于‘δ’dB的性能劣化支持数据速率R的UE 102的所确定最小带宽，RAN 120随后重新确定，即，重新计算(416)UE 102的每子带的上行链路发射功率电平，即，重新计算Pt_per_sub-band，从而产生重新计算的每子带的功率电平PASSIGN。优选的，基于以下公式确定PASSIGN，
PASSIGN＝Pmax x min{1/NASSIGN1，FPC}.
RAN 120随后将NASSIGN和PASSIGN传送(418)到UE 102。UE 102将NASSIGN和PASSIGN存储(420)在UE的至少一个存储器设备204中，并随后经由空中接口110的上行链路114并基于NASSIGN和PASSIGN，即，利用NASSIGN子带且在每个子带中以功率电平PASSIGN将数据发射(422)到RAN 120，并且RAN 120从UE 102接收数据。随后，逻辑流程400结束(424)。
通过提供UE上行链路发射功率的分数功率控制，其中该分数功率控制基于与UE相关联的分数路径损耗，且通过进一步提供这样的方案，即向实现希望的上行链路传输性能水平的UE分配最小的上行链路带宽量，通信系统100可以向单一载波或多载波频分多址(FDMA)通信系统中的边缘用户提供改善的性能和更好的发射机会，并同时提升总体的频谱效率，所述的通信系统例如是3GPP或3GPP2演进通信系统，例如E-UTRA通信系统。然而，由于已经为上述通信系统提出了频率复用因子为1的方案，因此通过在多个相邻的覆盖区域的每个覆盖区域中改善子带分配方案，甚至可以进一步改善干扰电平。
现在参考图5，其示出了根据本发明另一实施例的无线通信系统500的框图。通信系统500被分为多个覆盖区域502、504，例如小区或小区的扇区，其每个都通过各自的RAN 512、514提供无线通信服务。然而，在本发明的另一实施例中，多个覆盖区域502、504的每个覆盖区域都可以通过相同的RAN提供无线通信服务，所述的多个覆盖区域例如是小区的扇区。类似于RAN 120，每个RAN 512、514包括收发信机，该收发信机(例如节点B或基站收发信台(BTS))联接到网络控制器，例如无线电网络控制器(RNC)或基站控制器(BSC)，并且此处描述的由RAN 512或514实现的功能可以在RAN的收发信机或控制器中实现，或者可以在收发信机和控制器之间分布，且更具体地，可以利用或在软件程序和指令中实现所述功能，其中所述的软件程序和指令被存储在收发信机或控制器的各自至少一个存储器设备中并由收发信机或控制器的各自的处理器来执行。
通信系统500进一步包括多个UE 520-525(示出了六个)，其中第一组多个UE 520-522位于多个覆盖区域502、504的第一覆盖区域502中，且由多个RAN 512、514中的第一RAN 512提供服务，以及第二组多个UE 523-525位于多个覆盖区域502、504的第二覆盖区域504中，且由多个RAN 512、514中的第二RAN 514提供服务。向每个覆盖区域502、504提供服务的RAN经由各自的空中接口506、508向覆盖区域提供无线通信服务，其中每个空中接口506、508包括上行链路(未示出)和下行链路(未示出)。
类似于通信系统100，通信系统500包括宽带分组数据通信系统，该宽带分组数据通信系统使用单一载波或多载波频分多址(FDMA)空中接口技术，其中频带被分成包括物理层信道的多个频率子带、或子载波，其中在所述物理层信道上同时发射业务和信令信道。随后，可以向用户指配一个或多个频率子带，以用于交换用户信息，由此允许多个用户在不同的子载波上同时发射。此外，优选地，通信系统100根据3GPP(Third Generation Partnership Project)(第三代合作伙伴项目)E-UTRA(Evolutionary UMTS Terrestrial Radio Access)标准操作，该标准规定了无线电信系统操作协议，包括无线电系统参数和呼叫处理流程。然而，本领域普通技术人员可以意识到，操作通信系统500可以根据使用频分多路复用方案、或时分和频分多路复用方案的任何无线电信系统进行操作，其中子带包括频率子带、或时间和频率子带，例如3GPP2(Third Generation Partnership Project 2)(第三代合作伙伴项目2)演进通信系统、例如，如IEEE(电气与电子工程师协会)802.xx标准描述的CDMA(码分多址)20001XEV-DV通信系统、无线局域网络(WLAN)通信系统，所述标准例如是802.11a/HiperLAN2、802.11g、802.16、或802.21标准、或者多个提出的超宽频带(UWB)通信系统中的任何一个。通信系统500进一步实现了频率复用因子为1，其中多个覆盖区域502、504中的每个覆盖区域使用了相同的频率带宽。
通过向每个覆盖区域502、504中的具有相似的路径损耗和/或发射功率的UE分配相同的资源块，通信系统500提供了干扰管理。通过向每个覆盖区域502、504中的具有相似的路径损耗和/或发射功率的UE分配相同的资源块，通信系统500减小了多个覆盖区域中一个覆盖区域(例如覆盖区域502)中使用资源块的UE与位于该多个覆盖区域中不同覆盖区域(例如覆盖区域504)中的使用相同资源块的UE发生干扰的可能性。
现在参考图6，其示出了根据本发明另一实施例的、由通信系统500执行的上行链路资源分配方法的框图600。逻辑流程图600始于(602)，此时每个RAN 512、514确定(604)与由RAN提供服务的且在RAN的覆盖区域中是活动的每个UE相关联的信道条件，即，与RAN 512相关的UE 520-522和与RAN 514相关的UE 523-525。在本发明的一个实施例中，多个UE 520-525中的每个UE可以测量这样的下行链路的信道条件，即该下行链路的信道条件与其中驻留有UE的覆盖区域中所使用带宽中多个子带的每个子带相关联，如在现有技术中已知的，优选地测量信道质量信息(CQI)。随后，多个UE 520-525中的每个UE优选地在信道质量信息(CQI)消息中向为UE提供服务的RAN报告全部子带的测量下行链路信道条件，并且具体地，向RAN的收发信机报告。例如，第一组UE 520-522的每一个可以向第一RAN512报告它们的测量下行链路的信道条件，以及第二组UE 523-525的每一个可以向第二RAN 514报告它们的测量下行链路的信道条件。在本发明的另一实施例中，每个RAN 512、514可以根据从UE接收到的上行链路传输，对由RAN提供服务的每个UE的上行链路信道条件进行测量，例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。此外，本领域技术人员可以意识到，对于RAN来说存在多种方法用于确定与由RAN提供服务的UE相关联的信道条件，并且可以在此处使用任何上述方法都没有背离本发明的精神和保护范围。
基于信道条件测量，每个RAN 512和514为每个由RAN提供服务的UE确定(606)路径损耗。例如，RAN 512可以为每个UE 520-522确定路径损耗，以及RAN 514可以为每个UE 523-525确定路径损耗。每个RAN 512、514随后基于为该UE确定的路径损耗，对由RAN提供服务的多个UE进行排序(608)，该多个UE例如是与RAN 512相关的UE 520-522和与RAN 514相关的UE 523-525。基于该UE的排序，每个RAN 512、514随后给向RAN报告的多个UE中每个UE指配(610)不同的上行链路资源块，例如一个或多个子带或上行链路发射功率电平的集合。当上行链路资源块包括一个或多个子带的集合时，包含在该上行链路资源块中的子带不必在频率或时间上连续。在指配上行链路资源时，当UE，即，UE 522和523与相似的信道条件相关联时——这指出该两个UE经历了相似的路径损耗，每个RAN 512、514向由RAN提供服务的UE(例如与RAN 512相关的UE 522和与RAN 514相关的UE 523)指配相同的上行链路资源块。随后，逻辑流程600结束(612)。
例如，且仅仅为了说明本发明的原理而并非用于以任何方式限制本发明，本发明假定由RAN 512提供服务的第一UE 522经历了第一路径损耗PL1；由RAN 512提供服务的第二UE 521经历了第二路径损耗PL2，且由RAN 512提供服务的第三UE 520经历了第三路径损耗PL3，其中PL1＞PL2＞PL3。RAN 512基于这些路径损耗对UE 520-522进行排序，并且由此向UE 522分配包括第一子带集合的第一上行链路资源块；向UE 521分配包括第二子带集合的第二上行链路资源块；且向UE 520分配包括第三子带集合的第三上行链路资源块；其中所述第一上行链路资源块包括比所述第二上行链路资源块更多的子带，且所述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。
进一步，假定由RAN 514提供服务的第四UE 523经历了第四路径损耗PL4；由RAN 514提供服务的第五UE 524经历了第五路径损耗PL5；由RAN 514提供服务的第六UE 525经历了第六路径损耗PL6；其中PL4＞PL5＞PL6。RAN 514基于这些路径损耗对UE 523-525进行排序，且向UE 523分配第四上行链路资源块，其中该第四上行链路资源块包括与所述第一上行链路资源块相同的子带集合。RAN 514进一步向UE 524分配包括第五子带集合的第五上行链路资源块，其中该第五上行链路资源块包括与所述第二上行链路资源块相同的子带集合，且RAN 514向UE 525分配包括第六子带集合的第六上行链路资源块，其中该第六上行链路资源块包括与该第三上行链路资源块相同的子带集合。由此相同的子带集合被分配给了覆盖区域502中的UE 522和覆盖区域504中的UE 523，相同的子带集合被分配给了覆盖区域502中的UE 521和覆盖区域504中的UE 524，以及相同的子带集合被分配给了覆盖区域502中的UE 520和覆盖区域504中的UE 525。通过向每个覆盖区域中经历相似信道条件的UE指配相同的上行链路资源块，通信系统500减小了在一个覆盖区域中使用上行链路资源块的UE与在另一覆盖区域中使用相同上行链路资源块的UE发生干扰的可能性。
尽管已经具体地示出了本发明并参考本发明具体的实施例对本发明进行了描述，但是，本领域技术人员应当理解，在不背离如以下权利要求书中阐述的本发明的保护范围的情况下，可以作出各种变化和使用等同物对其部件进行替换。因此，说明书和附图应当被认为是说明性的而非限制性的，且上述变化和替换都落入了本发明的保护范围之内。
如上所述，已经参考具体实施例描述了益处、其他优点和问题的解决方案。然而，不应当将该益处、优点、问题的解决方案和可能使得任何益处、优点或解决方案出现或变得更好的任何(一个或多个)元素理解为全部或任何权利要求的不可或缺的、必需的、或必要的特征或元素。如此处使用的，术语“包括”、“包括的”或其任何变型意指覆盖了非排他性的包括，由此包括一系列元素的流程、方法、物品或装置不仅包括这些元素，而且还包括没有明确列出的其他元素或上述流程、方法、物品或装置所固有的元素。此处使用的术语“包含”和/或“具有”被定义为包括。此外，除非此处另有说明，单独使用了例如第一和第二、顶部和底部等等的关系术语(如果有的话)以区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定需要要求或暗示任何实际的上述实体或动作之间的上述关系或顺序。在不作更多约束的情况下，出现在“一个”之后的部件并不排除在所述流程、物品、或装置中还会存在其他与该部件相同的部件。

Claims (8)

1.一种用于频分多址通信系统中的带宽分配的方法，其中带宽被分为多个子带，所述方法包括：
确定与用户设备(UE)相关联的信道条件；
根据所确定的信道条件，确定所述UE可以进行发射的最大上行链路发射功率的一部分；
确定所述UE的每子带的上行链路发射功率电平；
根据所确定的每子带的上行链路发射功率电平以及假定向所述UE分配了全部可用子带，确定可支持的数据速率；以及
根据所述可支持的数据速率，确定分配给所述UE的最小带宽。
2.如权利要求1的方法，进一步包括：
重新确定所述用户设备的所述每子带的上行链路发射功率电平；以及
将所述所确定的最小带宽和所述重新确定的每子带的上行链路发射功率电平传送到所述用户设备。
3.一种用于在频分多址通信系统中分配上行链路资源的方法，包括：
通过多个无线电接入网络(RAN)中的每个无线电接入网络，确定与由所述RAN提供服务的每个用户设备(UE)相关联的信道条件；
通过所述多个RAN中的每个RAN，根据所述所确定的信道条件，对所述由RAN提供服务的所述用户设备(UE)进行排序；以及
通过所述多个RAN中的每个RAN，根据所述UE的排序，向所述由RAN提供服务的每个UE指配上行链路资源块，其中当由所述多个RAN中的第一RAN提供服务的UE和由所述多个RAN中的第二RAN提供服务的UE与相似的信道条件相关联时，向由所述多个RAN中的第一RAN提供服务的UE指配与由所述多个RAN中的第二RAN提供服务的UE相同的上行链路资源块。
4.如权利要求3所述的方法，其中上行链路资源块包括以下内容中的一个或多个：
多个子带中的一个或多个子带；以及
上行链路发射功率电平。
5.一种能够在频分多址通信系统中操作的无线电接入网络，其中带宽被分为多个子带，以及其中所述无线电接入网络包括：处理器，该处理器被配置为：确定用户设备(UE)的信道条件，根据所述所确定的信道条件确定UE可以进行发射的最大上行链路发射功率的一部分，确定所述UE的每子带的上行链路发射功率电平，根据所述所确定的每子带的上行链路发射功率电平以及假定向所述UE分配了全部可用子带，确定可支持的数据速率，以及根据所述可支持的数据速率确定分配给所述UE的最小带宽。
6.如权利要求5所述的无线电接入网络，其中所述处理器被进一步被配置为：重新确定所述用户设备的每子带的上行链路发射功率电平，以及其中所述无线电接入网络将所述所确定的最小带宽和所述重新确定的每子带的上行链路发射功率电平传送到所述用户设备。
7.一种无线频分多址通信系统，包括：
第一无线电接入网络，该第一无线电接入网络确定第一多个用户设备(UE)中的每个用户设备(UE)的信道条件，根据所述所确定的信道条件对所述第一多个UE进行排序，以及根据所述第一多个UE的排序，向所述第一多个UE中的每个UE指配不同的上行链路资源块；
第二无线电接入网络，该第二无线电接入网络确定第二多个用户设备(UE)中的每个用户设备(UE)的信道条件测量，根据所述所确定的信道条件对所述第二多个UE进行排序，以及根据所述第二多个UE的排序，向所述第二多个UE中的每个UE指配不同的上行链路资源块；以及
其中当由所述第一无线电接入网络提供服务的UE和由所述第二无线电接入网络提供服务的UE都与相似的信道条件相关联时，向由所述第一无线电接入网络提供服务的UE指配与由所述第二无线电接入网络提供服务的UE相同的上行链路资源块。
8.如权利要求7所述的无线电接入网络，其中上行链路资源块包括以下内容中的一个或多个：
多个子带中的一个或多个子带；以及
上行链路发射功率电平。
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