CN102027788B - 多载波通信系统中的动态覆盖调整 - Google Patents

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Abstract

在这里描述了用于在多载波通信系统中动态地改变覆盖的技术。扇区工作在多个载波上。扇区根据其负荷来改变在给定载波k上的覆盖，从而使扇区在负荷为低负荷时对其它扇区产生的干扰较小。在一个设计中，扇区在第一载波上按照第一发射功率电平来进行通信，在第二载波上按照等于或低于第一发射功率电平的第二发射功率电平进行通信。扇区根据其负荷来改变第二发射功率电平，从而改变第二载波的覆盖。如果扇区负荷为低负荷，那么扇区会将第二发射功率电平降低至零或低电平。扇区还根据扇区的负荷或切换模式来改变第二发射功率电平。

Description

多载波通信系统中的动态覆盖调整
本申请要求享有2008年5月16日递交的，名称为“METHOD ANDAPPARATUS FOR ADAPTIVE MULTI-CARRIER WIRELESSCOMMUNICATIONS”，已经转让给本申请受让人的第61/054,019号美国临时专利申请的优先权，在这里通过引用将其结合进来。
技术领域
概括地说，本发明涉及通信系统。具体地说，涉及用于在无线通信系统中进行通信的技术。
背景技术
无线通信系统被广泛地用于提供各种类型的通信服务，比如，话音、视频、分组数据、消息传递、广播等。这些无线系统是能够通过共享可用系统资源来支持与多个用户进行通信的多址系统。这种多址系统的实例包括：码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交FDMA(OFDMA)系统和单载波FDMA(SC-FDMA)系统。
无线通信系统包括支持多个终端通信的多个基站。这种系统支持用多个载波进行工作。每个载波与特定的中心频率和特定的带宽相联系。每个载波携带导频和开销信息来支持载波上的操作。每个载波还可以为在这个载波上工作的终端携带数据。在每个载波上从基站的发射对在同一载波上从其它基站的发射产生干扰，或者也受到在同一载波上从其它基站的发射的干扰。干扰对受影响的所有基站的性能产生不利影响。因此，在本领域内需要技术来降低多载波通信系统中的干扰。
发明内容
在这里描述了在多载波通信系统中动态地改变扇区在一个或多个载波上的覆盖，减小干扰和提高性能的技术。扇区可以工作于多个载波。可以通过调整给定载波k上的发射功率来改变扇区在载波k上的覆盖，这样做会改变载波k上对其它扇区的干扰。扇区根据其负荷来改变载波k的覆盖，因此，当扇区负荷为低负荷时对其它扇区产生较小的干扰。
在一个设计中，扇区的基站在第一载波上按照第一发射功率电平进行通信，其中的第一载波具有第一覆盖。基站在第二载波上按照等于或低于第一发射功率电平的第二发射功率电平进行通信，其中的第二载波具有等于或小于第一覆盖的第二覆盖。基站根据扇区负荷来改变第二载波的第二发射功率电平，从而改变第二载波的第二覆盖。
在一个设计中，如果扇区负荷为低负荷，那么基站可以将第二发射功率电平降低至零或者低电平。如果预定时间内扇区中活动终端的数量少于终端的预定数量，那么基站可以将负荷确定为低负荷。在另一设计中，基站根据扇区负荷来改变第二发射功率电平。对于逐步降低的扇区负荷，第二发射功率电平逐步降低。在另一设计中，基站根据切换模式，在高发射功率和低发射功率之间改变第二发射功率电平。根据扇区负荷来确定切换模式的工作比。对于所有的设计而言，当停用或减弱载波时，在这个载波上工作的终端可以移向启用的另一载波。
在一个设计中，终端在多个载波上工作。终端获取第一扇区在第一载波上的第一信号-噪声加干扰比(SINR)，并且获取第一扇区在第二载波上的第二SINR。第二SINR由于以下因素而与第一SINR不同：(i)第一扇区根据第一扇区负荷来改变在第二载波上的发射功率和/或(ii)第二扇区根据第二扇区负荷来改变在第二载波上的发射功率。终端根据第一和第二SINR来为通信选择第一和/或第二载波。然后，终端在所选载波上与第一扇区进行通信。
下面将更加详细地描述本发明的各个方面和特征。
附图说明
图1示出了无线通信系统。
图2示出了多载波上的示例性传输。
图3示出了两个扇区在一个载波上的SINR随发射功率的变化曲线。
图4示出了两个扇区发射的导频和开销信息。
图5示出了用于调整载波发射功率的切换模式。
图6示出了扇区基站的通信过程。
图7示出了终端的通信过程。
图8示出了基站和终端的方框图。
具体实施方式
可以将这里描述的技术用于各种无线通信系统，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA和其它系统。常常以能够互换的方式使用术语“系统”和“网络”。CDMA系统可以采用实现cdma2000、通用陆地无线接入(UTRA)之类的无线电技术。cdma2000包含IS-2000、IS-95和IS-856标准。IS-2000版本0和A通常是指CDMA20001X、1X等。IS-856通常是指CDMA2000 1xEV-DO、高速率分组数据(HRPD)等。UTRA包括宽带CDMA(WCDMA)和CDMA的其它变体。TDMA系统可以实现全球移动通信系统(GSM)这种无线电技术。OFDMA系统可以实现超移动宽带(UMB)、演进UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、Flash- 之类的无线电技术。UTRA和E-UTRA是通用移动通信系统(UMTS)的一部分。3GPP长期演进(LTE)和先进的LTE(LTE-Advanced)(LTE-A)是使用E-UTRA的UMTS新版本。在名称为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文件中，描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A和GSM。此外，在名称为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文件中，描述了cdma2000和UMB。在这里所描述的技术可以被用于上面提及的系统和无线电技术以及其它系统和无线电技术。为了清楚起见，下面针对HRPD描述这些技术的某些方面。
图1示出了具有多个基站110的无线通信系统100。基站是与终端进行通信的站，还可以将它叫做接入点、节点B、演进节点B(eNB)等。每个基站110为特定的地理区域提供通信覆盖。为了提高系统容量，将基站的整个覆盖区划分为多个(例如三个)较小区域。每个较小区域可以由各自的基站子系统提供服务。在3GPP中，术语“小区”可能是指基站的最小覆盖区和/或为这个覆盖区提供服务的基站子系统。在3GPP2中，术语“扇区”或“小区扇区”可能是指基站的最小覆盖区和/或为这个覆盖区提供服务的基站子系统。为了清楚起见，在下面描述中使用“扇区”的3GPP2概念。基站支持一个或多个(例如三个)扇区。
系统100仅包括宏基站或不同类型的基站，例如宏、微微和/或毫微微基站。宏基站覆盖较大的地理区域(例如半径为几千米)，并允许具有订阅服务的终端进行不受限制的接入。微微基站覆盖较小的地理区域(例如微微小区)，并允许具有订阅服务的终端进行不受限制的接入。毫微微或家庭基站覆盖相对小的地理区域(例如毫微微小区)，并允许与毫微微小区(例如家庭中用户的终端)相关联的终端进行受限接入。系统100还可以包括中继站，例如中继站110z。可以将这里描述的技术用于所有类型的基站。
网络控制器130连接到一组基站上，并协调和控制这些基站。网络控制器130通过回程与这些基站进行通信。这些基站还可以相互通信，例如通过无线或有线回程。
终端120分散于整个系统100中，并且每个终端可以是静止或移动的。还可以将终端称为移动台、用户设备(UE)、用户单元、站等。终端可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、无线通信设备、手持设备、膝上型电脑、无绳电话、无线本地环(WLL)站等。终端通过前向和反向链路与基站进行通信。前向链路(或下行链路)指的是从基站到终端的通信链路，反向链路(或上行链路)指的是从终端到基站的通信链路。在图1中，具有双向箭头的实线表示终端和服务扇区之间需要的发射。具有双向箭头的虚线表示终端和非服务扇区之间的干扰发射。
系统100支持在多个载波上工作。多载波发射机能够在多个载波上同时发射一个或多个调制信号。每个调制信号可以是CDMA信号、TDMA信号、OFDMA信号、SC-FDMA信号等。一般而言，每个调制信号依赖于用于生成该调制信号的调制技术。每个调制信号在不同载波上发送，并且携带导频、开销信息、数据等。导频是发射机和接收机事先知道的发射信号，还可以将它称为基准信号、前导码等。
图2示出了K个载波上K个调制信号的示例性传输。其中对于多载波操作，K＞1。在这个实例中，载波1具有中心频率f1，带宽BW1；载波2具有中心频率f2，带宽BW2等；载波K具有中心频率fk，带宽BWK。通常将中心频率选成使得载波间隔足够远，从而减小载波间干扰。K个载波可以具有相同带宽，例如cdma2000的1.2288兆赫，WCDMA的3.84兆赫，IEEE 802.11的20兆赫。K个载波还可以有可配置的不同带宽。
在K个载波上发射K个调制信号。按照发射机所允许的最大发射功率电平来发射每个调制信号。最大发射功率电平取决于：发射机是基站还是终端，基站类型(例如宏、微微或毫微微)等。
系统100可以采用频率重用1。在这种情况下，每个基站可以在所有K个载波上为由这个基站提供服务的每个扇区按照最大发射功率电平进行发射。因为每个载波都能够由系统中的每个扇区所使用，因此这样做能够提高系统容量。然而，给定扇区X在给定载波k上的发射会成为其它扇区在载波k上的发射的干扰。这些其它扇区需要在载波k上按照较低的数据速率进行发射，从而确保在存在来自扇区X的干扰的情况下可靠地接收这些发射信号。因此，扇区X的发射能够以其它扇区的容量作为代价来提高扇区X的容量。
一方面，可以动态地改变扇区在一个或多个载波上的覆盖来提高系统性能。扇区可以工作在多个载波上。扇区通过调整给定载波k上的发射功率来改变载波k的覆盖，从而改变对载波k上的其它扇区所造成的干扰。扇区根据其负荷来改变载波k上的覆盖，因此当扇区负荷较小时对其它扇区产生较小的干扰。因此，在不需要的时候，扇区可以降低其容量(及其干扰)，从而有可能提高其它扇区的容量。
可以用给定载波上接收信号质量的空间分布来定义或表征扇区在这个载波上的覆盖。可以用信号-噪声加干扰比(SINR)、信噪比(SNR)、每码片能量与总接收功率之比(Ec/Io)、载波与总干扰之比(C/I)等等来衡量接收信号质量。为了清楚起见，在下面大部分描述中将SINR用作接收信号质量。于是，可以由空间SINR分布来表征扇区在给定载波上的覆盖。例如覆盖可以由其中的SINR以特定概率超过某一SINR阈值的地理区域来给出。因为SINR与数据速率或吞吐量有关，所以SINR阈值可以与某一最小数据速率相对应，可以定义这个数据速率来获得令人满意的性能。
图3示出了由两个基站提供服务的两个扇区X和Y在给定载波k上的SINR随发射功率变化的示例性曲线。给定终端所获得的SINR由以下因素决定：(i)从服务扇区的所需发射接收的功率；以及(ii)来自其它扇区的总干扰和噪声。扇区的接收功率取决于这个扇区所使用的发射功率以及从这个扇区到终端的路径损失。路径损失按照d3到d5的规律增大，其中d是从扇区到终端的距离。由于传播路径的人为和/或自然障碍，路径损失可能会出现随机变化。
曲线310和312示出了扇区X和Y都在载波k上以最大功率电平PMAX进行发射的情况下，终端在载波k上所获得的SINR。曲线310说明由扇区X提供服务的终端的SINR随着到扇区X的距离的变化。当距离扇区X较远时，SINR会随之降低，这是由于以下因素：(i)较大的路径损失，这会导致服务扇区X的接收功率较低；以及(ii)来自非服务扇区的较高干扰。同样，曲线312说明由扇区Y提供服务的终端的SINR随着到扇区Y的距离的变化。当离扇区Y较远时，SINR会随之降低。由其中的SINR超过SINR阈值SINRTH的地理区域来给出每个扇区的覆盖。在图3所示的实例中，扇区X的覆盖可以达到距离扇区X dX1的范围，扇区Y的覆盖可以达到距离扇区Y dY1的范围。
曲线320和322示出了终端在载波k上所获得的SINR，其中，扇区X在载波k上按照低功率电平PLOW进行发射，扇区Y在载波k上按照最大功率电平PMAX进行发射。曲线320说明由扇区X提供服务的终端的SINR随着到扇区X的距离的变化。同样，曲线322说明由扇区Y提供服务的终端的SINR随着到扇区Y的距离的变化。
如同曲线310和320所示，可以通过降低扇区X在载波k上的发射功率来减小扇区X的覆盖和SINR分布。在图3所示的实例中，由于在载波k上使用较低的发射功率电平，所以扇区X的覆盖从dX1减小到dX2。较低的发射功率电平能够降低对扇区Y的干扰。扇区X仍然能够为距离扇区X较近的一些终端提供服务。对于由扇区X提供服务的给定终端，当扇区X在载波k上使用较低发射功率时，SINR和所支持的数据速率会随之降低。
如同曲线312和322所示，由于扇区X在载波k上降低了其发射功率，所以会增加扇区Y的覆盖和SINR分布。在图3所示的实例中，由于扇区X在载波k上使用较低的发射功率电平，所以扇区Y的覆盖会增大到超过dY1。增加的覆盖对位于扇区Y覆盖边缘附近的终端是尤为有益的。由扇区Y提供服务的扇区边缘的终端能够获得较高的SINR并支持较高的数据速率。例如在扇区X和Y都按照PMAX进行发射时，扇区边缘的终端从这两个扇区接收到的接收功率相等；得到的SINR为0dB。由于扇区X在载波k上使用较低的(或者没有使用任何)发射功率，这个终端从扇区X收到较低的(或者可能为零的)接收功率，可以获得较高的SINR(以及可能高得多的SINR)。
为了简单起见，图3仅示出了两个扇区X和Y的覆盖以及SINR分布。扇区X在载波k上按照不同的功率电平进行发射。一般而言，覆盖和SINR分布可以由任意数量的扇区来确定。给定扇区的覆盖和SINR分布依赖于来自其它扇区的干扰，而后者取决于这些其它扇区所使用的发射功率。
可以按照多种方式动态地改变给定扇区X在给定载波k上的覆盖。在动态覆盖调整的第一设计中，当扇区X的负荷为低负荷时，可以停用或关闭载波k，将其发射功率降低至零，并且将其覆盖减小至零。即使没有任何数据要发射，扇区也通常在载波上发射导频和开销信息，以支持在这个载波上工作。开销信息包括：用于传送各种系统参数的系统信息；给所有终端的广播信息；支持数据传输的控制信息等。在停用载波k时，扇区X可以避免在这个载波上发射导频、开销信息和数据。这样会使得扇区X不会在载波k上对其它扇区造成任何干扰。
可以按照各种方式来衡量低扇区负荷。在一种设计中，如果在预定时间内很少有活动终端，那么可以认为扇区X具有低负荷。对于HRPD，活动终端可以是这样的终端，它指向扇区X，并且在扇区X处具有非空队列。对于其它系统，可以按照其它方式来定义活动终端。将扇区X内活动终端的数量标为N。(i)当N在T分钟内小于某一低阈值时，就可以将扇区负荷视为低负荷；或者(ii)当N大于某一高阈值时，就可以将扇区负荷视为不是低负荷。T可以是适当的任意值，并且可以足够长以避免载波k在开与关之间快速切换。高和低阈值也可是适当的任意值，可以相等也可以不相等，并且可以被选择成用来获得令人满意的性能。
在另一设计中，根据扇区负荷的历史信息来确定扇区负荷。还可以根据一天中的时间，一周中的日期等来确定负荷。例如扇区X可以覆盖高速公路的一部分，扇区负荷在上下班时段为高负荷，在非上下班时段为低负荷。另举一例，扇区X覆盖居住区，扇区负荷在夜间时段为高负荷，在白天时段为低负荷。
在另一设计中，根据活动扇区边缘终端的数量来确定扇区负荷。如果大多数或所有活动终端靠近扇区X，就认为扇区负荷为低负荷并降低载波k上的发射功率。根据终端所报告的导频强度来确定该终端到扇区X有多近。由终端独立地生成报告，或响应来自系统的请求来生成报告。如果足够数量的活动终端位于扇区X的覆盖边缘，则认为扇区负荷不是低负荷，并且扇区X在载波k上按照PMAX进行发射。还可以通过其它方式来确定扇区负荷。
当扇区X的负荷为低负荷时，这个扇区可以停用载波k；而当扇区X的负荷不是低负荷时，这个扇区可以启用载波k。对于标称频率重用为1的系统，停用载波k会有效地使频率重用变为1以上。于是，这样做能够增加其它扇区在载波k上的覆盖和SINR分布。
与保持载波k空闲相比，在低扇区负荷下停用载波k能够提高系统性能。如上所述，即使没有任何数据要在载波k上发射，扇区X也要在空闲载波k上发射导频和开销信息。导频和开销信息对载波k上的其它扇区造成干扰。干扰量及其影响取决于如何发射导频和开销信息。
图4示出了在HRPD中由两个扇区X和Y在一个载波上所进行的导频和开销信息的示例性发射。可以将每个扇区的发射时间轴划分成多个时隙，在HRPD中每个时隙的持续时间为1.67毫秒(ms)，在1.2288Mcps的速率下包含2048个码片。将每个时隙分成两个半时隙(half-slot)，并且每个半时隙包括导频脉冲串。在每个导频脉冲串的两侧发射两个信令脉冲串(在图4中标示为“MAC”)。每个导频脉冲串包含96个码片，每个信令脉冲串包含64个码片。可以在每个半时隙中的其余部分发射数据。所有扇区具有同步的帧时序，并且所有扇区的导频脉冲串和信令脉冲串在时间上是对齐的。
在图4所示的实例中，扇区Y在每个时隙中按照PMAX进行发射。在每个时隙中，扇区X不在数据部分中发射，但是按照PMAX发射导频和开销信息。因此来自扇区Y的数据发射不受扇区X的干扰。但是来自扇区Y的导频和开销发射会受到扇区X的干扰。数据和导频发射上的不同干扰强度对扇区Y的性能产生不利影响。例如扇区Y中的终端根据来自扇区Y的导频来估计SINR。将所估计的SINR用于选择服务扇区并且选择数据传输的数据速率。来自扇区X的导频会对来自扇区Y的导频造成强干扰；导频的SINR很差，并且不能代表数据的SINR。因此，对服务扇区和数据速率的选择是不理想的。可以通过使扇区X在其负荷为低负荷时停用载波，不发射导频和开销信息，来避免这种情形的发生。
在动态覆盖调整的第二设计中，在扇区X的负荷为低负荷时，可以减弱载波k，将其发射功率降低至较低电平，相应地减小其覆盖。较低的发射功率电平可以足够低以减小对其它扇区的干扰，使这些扇区的覆盖和SINR分布得到改善。较低的发射功率电平仍然可以使扇区X在载波k上为一些终端(例如离扇区X较近的那些终端)提供服务。
在一个设计中，当扇区X的负荷为低负荷时，扇区使用固定的较低的发射功率电平。在另一设计中，较低的发射功率是可配置的，并且取决于扇区X的负荷。例如较低的发射功率电平与扇区X的负荷成正比。
在动态覆盖调整的第三设计中，根据扇区X的负荷按照时变方式在开和关/减弱之间切换给定载波上的发射功率。因此，在某些时间启用载波k，而在其它时间停用/减弱。通过将发射功率降低至零来停用载波k，或者通过将发射功率降低至较低的电平来减弱载波k。
图5示出了按照时变方式调整载波k的发射功率的设计。在这一设计中，扇区X在持续时间TON1内在载波k上按照PMAX进行发射，然后在持续时间TOFF1内停用载波k，然后在持续时间TON1内在载波k上按照PMAX进行发射，然后在持续时间TOFF1内停用载波k等。扇区Y在持续时间TON2内在载波k上按照PMAX进行发射，然后在持续时间TOFF2内停用载波k，然后在持续时间TON2内在载波k上按照PMAX进行发射，然后在持续时间TOFF2内停用载波k等。
对于扇区X，停用和启用载波k的每个循环具有持续时间TCYCLE1＝TON1+TOFF1。对于扇区Y，停用和启用载波k的每个循环具有持续时间TCYCLE2＝TON2+TOFF2。对于每个扇区，载波k的工作比可以由下式给出：
每个扇区在载波k上的平均发射功率依赖于(例如正比于)工作比。每个扇区都可以通过选择较小的工作比来降低它在载波k上的平均发射功率。因此，每个扇区都可以根据这个扇区的负荷来选择工作比。
一般而言，对于每个扇区，循环持续时间TCYCLE可以是固定的或可配置的。不同扇区的循环可以在时间上对齐(未在图5中示出)，也可以不在时间上对齐(如图5所示)。对于每个扇区，启用持续时间TON可以是固定的或可配置的。启用持续时间和循环持续时间可以足够长，以避免在开和关/减弱之间快速切换载波k。虽然未在图5中示出，但是在停用/减弱载波k时扇区可以缓慢地逐步降低它的发射功率，并在启用载波k时缓慢地逐步增加它的发射功率。这种缓慢的降低和增加使得其它扇区能够按照处理衰落一样的方式处理这个扇区发射功率的变化。
在一个设计中，扇区在其负荷为低负荷时可以使用小于1的(例如0.5)的固定工作比，在其负荷不是低负荷时一直进行发射。在另一设计中，扇区使用可配置工作比，这个可配置工作比是根据(例如正比于)扇区的负荷来选择的。例如随着扇区负荷逐步降低，工作比从1变化到0。
在一个设计中，每个扇区能够自主地确定何时启用和停用/减弱载波k。每个扇区根据切换模式来启用和停用/减弱载波k，切换模式说明何时启用载波k以及何时停用/减弱载波k。在另一设计中，扇区通过回程进行通信，并且对每个扇区何时应该停用/减弱载波k和/或每个扇区应该停用/减弱载波k多长时间进行协调。扇区获取相邻扇区的切换模式，然后相应地调度其终端，例如当相邻扇区停用/减弱载波k时将它的终端调度到载波k上。根据各个扇区的负荷来选择这个扇区的切换模式。扇区的切换模式可以是周期性的，并具有固定的启用持续时间和固定的停用/减弱持续时间，例如如图5所示。切换模式还可以是非周期性的，并具有可变的启用持续时间和/或可变的停用/减弱时间。在另一设计中，所指定的网络实体(例如图1中的网络控制器130)可以从扇区接收表明其负荷的报告，并指示每个扇区在每个载波上启用或停用/减弱其发射功率。所指定的网络实体确定给这些扇区的开/关/减弱指令，以便减小扇区间干扰。
按照时变方式来启用和停用/减弱载波k会使得在相邻扇区停用/减弱载波k时的某些时段，每个扇区内的终端获得较好的SINR。对于机会调度(opportunistic scheduling)，当相邻扇区停用/减弱载波k时，扇区调度其覆盖边缘的终端。例如扇区X在扇区Y停用/减弱载波k的持续时间期间调度其覆盖边缘的终端。同样，扇区Y在扇区X停用/减弱载波k的持续时间期间调度其覆盖边缘的终端。
图5示出扇区X和Y都启用和停用/减弱载波k的设计。在另一设计中，扇区X启用和停用/减弱载波k，而扇区Y一直启用载波k。
扇区X在载波k上为一个或多个终端服务，并且(例如由于低负荷等)决定停用/减弱载波k。扇区X将在载波k上工作的每个终端切换到(i)由扇区X所启用的另一载波或(ii)在载波k上工作的另一扇区。
终端在K个可用载波中的一个或多个载波上工作。根据终端获得的在K个载波上有可能为终端服务的所有扇区的SINR来为终端选择服务扇区和载波。对于每个潜在服务扇区，终端估计这个扇区在每个可用载波上的SINR。由于不同的扇区在不同的载波上使用不同的发射功率电平，所以对于给定扇区的不同载波，终端具有不同的SINR。
在一个设计中，终端根据所有扇区在所有载波上的SINR来选择服务扇区和载波。所选扇区的所选载波具有所有扇区和所有载波上的SINR中的最佳SINR。终端将所选扇区在所选载波上的SINR映射到数据速率，例如根据查找表来映射。终端将包括所选数据速率的消息(例如在HRPD中的数据速率控制(DRC)信道上)发送到所选扇区，从而调度终端在所选载波上进行数据传输。
在另一设计中，终端具有服务扇区，并且向这个服务扇区发送导频测量报告。导频测量报告包括信道质量指示符(CQI)信息，信道质量指示符信息包括所有扇区和载波的SINR的量化版本。服务扇区根据CQI信息来为终端选择载波。根据CQI信息，还可以为终端选择另一服务扇区。在任何情况下，都可以由服务扇区(或新服务扇区)调度终端在所选载波上进行数据传输。
在一个设计中，对于每个载波，终端具有一组潜在的服务扇区，可以将它们称为活动集、候选集、扇区集等。对于每个载波，如果新扇区在这个载波上的SINR足够大，就将这个扇区添加到活动集中；如果现有扇区在这个载波上的SINR足够小，就将这个扇区从活动集中去除。在一个设计中，终端维护所有K个载波的活动集。在另一设计中，系统根据来自终端的导频测量报告来为这个终端维护所有K个载波的活动集。在任何情况下，都可以从活动集中的潜在服务扇区为终端选择服务扇区和载波。
图6示出了无线通信系统中通信过程600的设计。由扇区的基站(如同下面描述的一样)或一些其它实体(例如终端)来执行过程600。基站在第一载波上按照第一发射功率电平(例如PMAX)进行通信，其中第一载波具有第一覆盖(方框612)。基站在第二载波上按照等于或低于第一发射功率电平的第二发射功率电平进行通信(方框614)。第二载波具有等于或小于第一覆盖的第二覆盖。基站根据扇区负荷来改变第二载波的第二发射功率电平，从而改变第二载波的覆盖(方框616)。
基站还在第三载波上按照等于或低于第一发射功率电平的第三发射功率电平进行通信。第三载波具有等于或小于第一覆盖的第三覆盖。基站根据扇区负荷来改变第三载波的第三发射功率电平，从而改变第三载波的覆盖。一般而言，基站可以在任意数量的载波上进行通信，并且可以根据扇区负荷来改变一个或多个载波的发射功率。
在一个设计中，对于方框612，基站在第一载波上按照第一发射功率电平向一个或多个终端发送数据传输。对于方框614，基站在第二载波上按照第二发射功率电平向一个或多个终端发送数据传输。在另一设计中，对于方框612，基站接收由一个或多个终端在第一载波上按照第一发射功率电平所发送的数据传输。对于方框614，基站接收由一个或多个终端在第二载波上按照第二发射功率电平所发送的数据传输。对于这两种设计，基站都可以在不同的载波上为不同的终端提供服务。基站还可以在多个载波上为给定终端提供服务。
在方框616的一个设计中，如果扇区负荷为低负荷，那么基站可以将第二发射功率电平降低至零来停用第二载波。在另一设计中，如果扇区负荷为低负荷，那么基站可以将第二发射功率电平降低到比第一发射功率电平低的低电平。对于这两种设计，如果在预定时间内扇区中活动终端的数量少于终端的预定数量，基站就确定扇区负荷为低负荷。基站还可以根据一些其它标准来确定扇区负荷为低负荷。在另一设计中，基站根据扇区负荷来改变第二发射功率电平。对于逐步降低的扇区负荷，第二发射功率电平可以逐步降低。基站可以根据扇区内活动终端的数量，扇区负荷历史信息，一天中的时间，和/或其它信息来确定扇区负荷。
在方框616的另一设计中，基站根据切换模式来改变第二发射功率电平，其中的切换模式表明在第二载波上何时使用高发射功率(例如PMAX)以及何时使用低发射功率(例如PLOW或零)，例如如图5所示。基站根据扇区负荷来确定切换模式的工作比。基站还可以根据扇区的预期负荷(例如一天中的时间)等等来选择切换模式。
在一个设计中，进行机会调度。基站确定在另一基站中相邻扇区的切换模式。基站根据切换模式来确定相邻扇区降低在第二载波上的发射功率的安静周期。基站找出受到来自相邻扇区的高干扰的终端，并在安静周期期间在第二载波上与这个终端进行通信(例如进行调度，将数据发射给终端)。
在一个设计中，基站可以逐渐提高第二发射功率电平，以便从低发射功率过渡到高发射功率。基站可以逐渐降低第二发射功率电平，以便从高发射功率过渡到低发射功率。这种逐渐提高和降低能够减少改变发射功率对相邻扇区所造成的不利影响。
在一个设计中，基站可以自主改变第二载波的第二发射功率电平，而不与其它网络实体或其它扇区就第二发射功率电平进行通信。在另一设计中，基站可以与网络实体或相邻扇区进行通信来确定第二载波的第二发射功率电平。可以进一步根据相邻扇区的负荷来改变第二发射功率电平。例如，如果扇区具有低负荷和/或相邻扇区具有高负荷，就降低第二发射功率电平。
图7示出在无线通信系统中进行通信的过程700的设计。由终端(如同下面将描述的一样)或一些其它实体来执行过程700。终端获取第一扇区在第一载波上的第一SINR(方框712)。终端获取第一扇区在第二载波上的第二SINR(方框714)。由于以下因素，第二SINR不同于第一SINR：(i)第一扇区根据第一扇区的负荷来改变它在第二载波上的发射功率和/或(ii)第二扇区根据第二扇区的负荷来改变它在第二载波上的发射功率。终端根据第一和第二SINR选择至少一个载波来进行通信(方框716)。可能会有两个以上的载波可用。在这种情况下，终端获取每个载波的SINR，并选择至少一个载波(例如具有最高SINR的载波)进行通信。在任何情况下，终端都可与第一扇区在至少一个所选载波上进行通信(方框718)。
对于方框716，第二SINR可能高于第一SINR，例如这是由于第二扇区响应第二扇区处的低负荷而降低它在第二载波上的发射功率。然后，由于第二SINR高于第一SINR，所以终端选择第二载波。或者，可能是第一SINR高于第二SINR，例如这是由于第一扇区响应第一扇区处的低负荷而降低它在第二载波上的发射功率。然后，由于第一SINR高于第二SINR，所以终端选择第一载波。终端还可同时选择第一和第二载波。在任何情况下，都可以在第一和/或第二载波上分别按照第一和第二数据速率来发送数据传输，根据第一和第二SINR来分别确定其中的第一和第二数据速率。
在一个设计中，终端根据每个所选载波的SINR来选择数据速率。终端可以向第一扇区发送消息，消息中包括至少一个所选载波和每个所选载波的数据速率。对于方框718，终端接收由第一扇区按照所选数据速率(或较低数据速率)在每个所选载波上发送的数据传输。
一般而言，可以使用任意数量的载波。终端可以是能够在多个载波上同时工作的多载波终端。终端确定第一扇区在每个载波上的SINR。如果第一扇区在给定载波k上的SINR较低(例如在某一阈值之下)，那么这个终端有几个选择。第一，终端可以选择在载波k上具有较高SINR的另一扇区。第二，如果没有其它扇区在载波k上具有足够高的SINR，终端将得不到载波k上的服务。例如如果第一扇区将它在载波k上的发射功率降低至零或低电平(例如由于低负荷)，那么终端将无法在载波k上获得服务，但会继续在其余载波上获得服务。
在一个设计中，终端可以为第一载波确定潜在服务扇区的第一集合。终端还可以为第二载波确定潜在服务扇区的第二集合。第一集合与第二集合可以不同，例如这是由于一个或多个扇区根据这些扇区的负荷来改变它们在第一或第二载波上的发射功率。终端可以根据SINR测量结果来更新第一和第二集合。或者，终端可以向系统报告SINR测量结果，并得到第一和第二集合。在任何情况下，终端都可以根据第一和第二集合来选择服务扇区和载波。
图8示出了基站110和终端120的设计的方框图，基站110和终端120可以是图1所示基站中的一个和终端中的一个。在基站110处，发射(TX)数据处理器812可以从数据源810接收给调度成进行数据传输的终端的数据，并且从控制器/处理器820接收开销信息。TX数据处理器812根据为每个终端所选择的数据速率来处理(例如编码、交织、调制)这个终端的数据，并获取所有终端的数据符号。TX数据处理器812还处理开销信息和获取开销符号。TX数据处理器812可以进一步(例如为CDMA、OFDMA等)处理数据符号、开销符号和导频符号，并生成输出样本。发射机(TMTR)814处理(例如转换成模拟信号，放大、滤波和上变频)输出样本并生成前向链路信号，通过天线816发射到终端。
在终端120处，天线852从基站110和/或其它基站接收前向链路信号。接收机(RCVR)854处理从天线852接收到的信号并提供输入样本。接收(RX)数据处理器856(例如为CDMA、OFDMA等)处理输入样本以获取接收到的符号。RX数据处理器856进一步处理(例如解调、解交织和解码)所接收到的符号，为终端120向数据宿858提供解码数据，并向控制器/处理器860提供已解码开销信息。
在终端110处，TX数据处理器872从数据源870接收数据并从控制器/处理器860接收控制信息(例如数据速率请求、CQI信息等)。TX数据处理器872处理数据和控制信息，并生成输出样本。发射机874处理输出样本并生成反向链路信号，通过天线852发往基站110。
在基站110处，天线816从终端120和/或其它终端接收反向链路信号。接收机830处理从天线816接收到的信号，并提供输入样本。RX数据处理器832处理输入样本，为每个终端向数据宿834提供解码数据，并向控制器/处理器820提供已解码控制信息。
控制器/处理器820和860分别控制基站110和终端120处的工作。在基站110处的控制器/处理器820和/或其它模块执行或引导图6中的过程600和/或用于在这里描述的技术的其它过程。在终端120处的控制器/处理器860和/或其它模块执行或引导图6中的过程600，图7中的过程700和/或用于在这里描述的技术的其它过程。存储器822和862分别为基站110和终端120存储程序代码和数据。调度器824调度终端在前向链路和/或反向链路上进行数据传输。
本领域技术人员将会理解，可以使用各种不同技术和方法来表示信息和信号。例如在上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者它们的任意组合来表示。
本领域技术人员还应当意识到，结合本发明而描述的各种示例性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以被实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种互换性，上面按照功能对各种示例性的部件、框、模块、电路和步骤进行了一般性的描述。至于这种功能是被实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能。但是，不应当将这种实现决策解释为背离本发明的保护范围。
用于执行在这里描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者设计成实现这里描述的功能的它们的任意组合，可以实现或执行结合本发明而描述的各种示例性的逻辑框图、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，这个处理器也可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可能被实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合，多个微处理器，一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它这种结构。
结合本发明描述的方法或算法的步骤可以被直接实现为硬件，由处理器执行的软件模块或它们的组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从这个存储介质读取信息，并且可以向这个存储介质写入信息。存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。这个ASIC可以位于用户终端中。或者，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
在一个或多个示例性设计中，将所描述的功能实现为硬件、软件、固件或它们的任意组合。如果在软件中实现，将功能存储在计算机可读介质上，或者作为一个或多个指令或代码在计算机可读介质上传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，后者包括用于促使计算机程序从一个地方传送到另一个地方的任意介质。存储介质可以是能够由通用或专用计算机访问的任意可用介质。作为实例而非限制性的方式，计算机可读介质可包括：RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁存储设备，或者用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望程序代码并可由通用或专用计算机或通用或专用处理器访问的任何其它介质。另外，还将所有连接称为计算机可读介质。例如如果使用同轴电缆、光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或红外、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或其它远程来源发送软件，那么，同轴电缆、光缆、双绞线、DSL或红外、无线电和微波之类的无线技术都包括在传输介质的定义中。在这里使用的磁盘和光盘包括：紧凑型盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘和蓝光盘，其中磁盘通常以磁的方式再现数据，而光盘通过激光以光学方式再现数据。上述装置的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
本发明的以上描述使本领域的任何技术人员能够创造或使用本发明。对于本领域技术人员，本发明的各种改变是显而易见的，并且在这里定义的一般原理也可以在不脱离本发明的精神和保护范围的基础上适用于其它变体。因此，本发明并不限于在这里所描述的实例和设计，而是与在这里公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

Claims (29)

1.一种无线通信方法，包括：
在第一载波上按照第一发射功率电平进行通信；
在第二载波上按照等于或低于所述第一发射功率电平的第二发射功率电平进行通信；以及
根据扇区的负荷来改变所述第二载波的第二发射功率电平以改变对其它扇区的干扰，
其中所述改变所述第二发射功率电平包括：
确定所述扇区的负荷是否为低负荷；以及
如果所述扇区的负荷为低负荷，则将所述第二发射功率电平降低至零或者所述第一发射功率电平以下的低电平。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述确定所述扇区的负荷为低负荷包括：
如果预定时间内所述扇区中活动终端的数量少于终端的预定数量，则确定该扇区的负荷为低负荷。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述降低第二发射功率电平包括：
如果所述扇区的负荷为低负荷，则将所述第二发射功率电平降低至零或者关闭所述第二载波。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述改变所述第二发射功率电平包括：
根据所述扇区的负荷来改变所述第二发射功率电平，对于逐步降低的负荷，所述第二发射功率电平逐步降低。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述改变所述第二发射功率电平包括：
根据切换模式来改变所述第二发射功率电平，所述切换模式指示在所述第二载波上何时使用高发射功率以及何时使用低发射功率。
6.如权利要求5所述的方法，还包括：
根据所述扇区的负荷来确定所述切换模式的工作比。
7.如权利要求5所述的方法，还包括：
根据所述扇区的预期负荷来选择所述切换模式。
8.如权利要求1所述的方法，还包括根据以下参数中的至少一个来确定所述扇区的负荷：
所述扇区中活动终端的数量；
关于所述扇区的负荷的历史信息；以及
一天中的时间。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：
确定相邻扇区的切换模式；
根据所述切换模式来确定所述相邻扇区将降低所述第二载波上的发射功率的安静周期；
找出受到来自所述相邻扇区的高干扰的终端；以及
在所述安静周期期间在所述第二载波上与所述终端通信。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述改变所述第二发射功率电平包括：
为从低发射功率到高发射功率的过渡，逐渐提高所述第二发射功率电平；以及
为从高发射功率到低发射功率的过渡，逐渐降低所述第二发射功率电平。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述改变所述第二发射功率电平包括：
由所述扇区自主改变所述第二载波的第二发射功率电平，而不与其它网络实体或其它扇区就所述第二发射功率电平进行通信。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述改变所述第二发射功率电平包括：
由所述扇区与网络实体或相邻扇区进行通信来确定所述第二载波的第二发射功率电平，进一步根据所述相邻扇区的负荷来改变所述第二发射功率电平。
13.如权利要求1所述的方法，还包括：
在第三载波上按照等于或低于所述第一发射功率电平的第三发射功率电平进行通信；以及
根据所述扇区的负荷来改变所述第三载波的第三发射功率电平。
14.一种无线通信装置，包括：
用于在第一载波上按照第一发射功率电平进行通信的模块；
用于在第二载波上按照等于或低于所述第一发射功率电平的第二发射功率电平进行通信的模块；以及
用于根据扇区的负荷来改变所述第二载波的第二发射功率电平的模块以改变对其它扇区的干扰，
其中所述用于改变所述第二发射功率电平的模块包括：
用于确定所述扇区的负荷是否为低负荷的模块；以及
用于如果所述扇区的负荷为低负荷，则将所述第二发射功率电平降低至零或者所述第一发射功率电平以下的低电平的模块。
15.如权利要求14所述的装置，其中所述用于改变所述第二发射功率电平的模块包括：
用于根据所述扇区的负荷来改变所述第二发射功率电平的模块，对于逐步降低的负荷，所述第二发射功率电平逐步降低。
16.如权利要求14所述的装置，其中所述用于改变所述第二发射功率电平的模块包括：
用于根据切换模式来改变所述第二发射功率电平的模块，其中所述切换模式指示在所述第二载波上何时使用高发射功率以及何时使用低发射功率；以及
用于根据所述扇区的负荷来确定所述切换模式的工作比的模块。
17.如权利要求14所述的装置，还包括：
用于确定相邻扇区的切换模式的模块；
用于根据所述切换模式来确定所述相邻扇区将降低所述第二载波上的发射功率的安静周期的模块；
用于找出受到来自所述相邻扇区的高干扰的终端的模块；以及
用于在所述安静周期期间在所述第二载波上与所述终端通信的模块。
18.一种无线通信装置，包括至少一个处理器，该处理器用于：
在第一载波上按照第一发射功率电平进行通信；
在第二载波上按照等于或低于所述第一发射功率电平的第二发射功率电平进行通信；
根据扇区的负荷来改变所述第二载波的第二发射功率电平以改变对其它扇区的干扰；
确定所述扇区的负荷是否为低负荷；以及
如果所述扇区的负荷为低负荷，则将所述第二发射功率电平降低至零或者所述第一发射功率电平以下的低电平。
19.如权利要求18所述的装置，其中所述至少一个处理器用于：
根据所述扇区的负荷来改变所述第二发射功率电平，对于逐步降低的负荷，所述第二发射功率电平逐步降低。
20.如权利要求18所述的装置，其中所述至少一个处理器用于：
根据切换模式来改变所述第二发射功率电平，所述切换模式指示在所述第二载波上何时使用高发射功率以及何时使用低发射功率；以及
根据所述扇区的负荷来确定所述切换模式的工作比。
21.如权利要求18所述的装置，其中所述至少一个处理器用于：
确定相邻扇区的切换模式；
根据所述切换模式来确定所述相邻扇区将降低所述第二载波上的发射功率的安静周期；
找出受到来自所述相邻扇区的高干扰的终端；以及
在所述安静周期期间在所述第二载波上与所述终端通信。
22.一种无线通信方法，包括：
获取第一扇区在第一载波上的第一信号-噪声加干扰比SINR；
获取所述第一扇区在第二载波上的第二SINR，所述第二SINR由于以下因素与所述第一SINR不同：所述第一扇区根据所述第一扇区的负荷来改变在所述第二载波上的发射功率，或者第二扇区根据所述第二扇区的负荷来改变在所述第二载波上的发射功率，或者这两者；
根据所述第一和第二SINR来选择至少一个载波以用于通信；以及
与所述第一扇区在所述至少一个所选载波上进行通信以改变对其它扇区的干扰，
其中因为所述第二扇区响应所述第二扇区处的低负荷，降低在所述第二载波上的发射功率，因此所述第二SINR高于所述第一SINR；并且其中由于所述第二SINR高于所述第一SINR，所以选择所述第二载波。
23.如权利要求22所述的方法，其中因为所述第一扇区响应所述第一扇区处的低负荷，降低在所述第二载波上的发射功率，因此所述第一SINR高于所述第二SINR；并且其中由于所述第一SINR高于所述第二SINR，所以选择所述第一载波。
24.如权利要求22所述的方法，其中选择所述第一和第二载波；并且其中在所述第一和第二载波上分别按照第一和第二数据速率来发送数据传输，其中所述第一和第二数据速率是分别根据所述第一和第二SINR确定的。
25.如权利要求22所述的方法，还包括：
根据所述至少一个所选载波中每一个的SINR来选择数据速率；以及
向所述第一扇区发送消息，所述消息包括所述至少一个所选载波和每个所选载波的数据速率。
26.如权利要求22所述的方法，还包括：
为所述第一载波确定潜在服务扇区的第一集合；以及
为所述第二载波确定潜在服务扇区的第二集合，其中所述第一集合与所述第二集合不同。
27.一种无线通信装置，包括：
用于获取第一扇区在第一载波上的第一信号-噪声加干扰比SINR的模块；
用于获取所述第一扇区在第二载波上的第二SINR的模块，所述第二SINR由于以下因素与所述第一SINR不同：所述第一扇区根据所述第一扇区的负荷来改变在所述第二载波上的发射功率，或者第二扇区根据所述第二扇区的负荷来改变在所述第二载波上的发射功率，或者这两者；
用于根据所述第一和第二SINR来选择至少一个载波以用于通信的模块；以及
用于与所述第一扇区在所述至少一个所选载波上进行通信以改变对其它扇区的干扰的模块，
其中因为所述第二扇区响应所述第二扇区处的低负荷，降低在所述第二载波上的发射功率，因此所述第二SINR高于所述第一SINR；并且其中由于所述第二SINR高于所述第一SINR，所以选择所述第二载波。
28.如权利要求27所述的装置，其中因为所述第一扇区响应所述第一扇区处的低负荷，降低在所述第二载波上的发射功率，因此所述第一SINR高于所述第二SINR；并且其中由于所述第一SINR高于所述第二SINR，所以选择所述第一载波。
29.如权利要求27所述的装置，还包括：
用于为所述第一载波确定潜在服务扇区的第一集合的模块；
用于为所述第二载波确定潜在服务扇区的第二集合的模块，其中所述第一集合与所述第二集合不同。
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