CN102065533A - 用于在通信系统中控制上行链路发送功率的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于在通信系统中控制上行链路发送功率的装置和方法。在该方法中，根据开环功率控制(OLPC)方案确定上行链路数据信道信号的发送功率，以及根据闭环功率控制(CLPC)方案确定上行链路控制信道信号的发送功率。

Description

用于在通信系统中控制上行链路发送功率的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于在通信系统中控制发送参数的装置和方法。更具体地讲，本发明涉及用于在通信系统中控制上行链路发送功率的装置和方法。 
背景技术
通信系统通常考虑到系统容量和服务质量来控制下行链路和上行链路发送功率。上行链路功率控制方案大体上被分为开环功率控制(OLPC)和闭环功率控制(CLPC)。通常，CLPC用于补偿短期(short-term)衰落，而OLPC用于补偿除了短期衰落之外的参数，例如像路径损耗、遮蔽等的大规模参数。 
在传统通信系统中执行如下上行链路发送功率控制操作。 
码分多址(CDMA)通信系统使用OLPC和CLPC来控制上行链路发送功率。 
正交频分多址(OFDMA)通信系统使用OLPC和CLPC之一来控制上行链路发送功率。更具体地讲，对于移动台(MS)，使用CLPC然后是OLPC或者使用OLPC然后是CLPC来执行上行链路发送功率控制操作。 
如上所述，现有的通信系统使用OLPC、CLPC或者这两者来控制上行链路发送功率。然而，他们并不针对不同信道进行上行链路发送功率的区分。 
发明内容
本发明的一个方面是至少解决上述问题和/或缺点，并且至少提供如下描述的优点。相应地，本发明的一个方面是提供用于在通信系统中控制上行链路发送功率的装置和方法。 
本发明的另一方面是提供在通信系统中对于不同信道执行有差异的上行链路发送功率控制操作的装置和方法。 
根据本发明的一个方面，提供了一种用于在通信系统中的移动台(MS)。该MS包括控制器，用于根据开环功率控制(OLPC)方案确定上行链路数据信道信号的发送功率，以及用于根据闭环功率控制(CLPC)方案确定上行链路控制信道信号的发送功率。 
根据本发明的另一方面，提供了一种用于在通信系统中在MS处控制上行链路发送功率的方法。该方法包括：根据OLPC方案确定上行链路数据信道信号的发送功率；以及根据CLPC方案确定上行链路控制信道信号的发送功率。 
从下面的详细描述中，本发明的其他方面、优点和突出特征对于本领域技术人员将变得明显，参考附图，下面的详细描述公开了本发明的示范性实施例。 
附图说明
从下面结合附图的描述中，本发明的某些示范性实施例的上述和其他方面、特征和优点将更加明显，附图中： 
图1是当在传统的正交频分多址(OFDMA)通信系统中使用开环功率控制(OLPC)和闭环功率控制(CLPC)来控制上行链路数据信道的发送功率时，在性能方面对于短期衰落补偿与短期衰落非补偿进行比较的图形； 
图2是根据本发明的示范性实施例的基站(BS)的框图； 
图3是根据本发明的示范性实施例的移动台(MS)的框图； 
图4是图示根据本发明的示范性实施例的BS的操作的流程图；以及 
图5是图示根据本发明的示范性实施例的MS的操作的流程图。 
贯穿于附图，相同的附图标记将被理解为指向相同的部分、部件和结构。 
具体实施方式
参考附图提供如下描述来帮助全面理解由权利要求及其等价物限定的本发明的示范性实施例。它包括各种特定细节来帮助该理解，但这些细节仅仅被视为是示范性的。从而，本领域技术人员将意识到，可以对在这里描述的实施例进行各种各样的改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简要，可能省略已知功能和结构的描述。 
在下面的描述和权利要求中使用的术语和词语不限于它们字面上的意 思，而仅仅由发明人用来促使可以清楚并连贯地理解本发明。从而，对于本领域技术人员应该明显的是，仅仅为了说明的目的而不是为了限制由所附权利要求及其等价物限定的本发明的目的来提供本发明的示范性实施例的下面的描述。 
需要理解的是，单数形式的“一”、“一个”、“该”和“所述”包括复数所指物，除非上下文清楚地表示另有所指。因此，例如，“部件表面”的所指物包括一个或多个这样的表面的所指物。 
本发明的示范性实施例提供了用于在通信系统中控制上行链路发送功率的装置和方法。本发明的示范性实施例还提供了用于在通信系统中对不同信道执行有差异的上行链路发送功率控制操作的装置和方法。在这里假定通信系统是正交频分多址(OFDMA)通信系统。然而，这仅仅是一种举例的方式，而不是试图限制本发明。也就是说，要清楚理解的是，根据本发明的用于控制上行链路发送功率的装置和方法还可以应用到其他通信系统。另外，根据本发明的用于控制上行链路发送功率的装置和方法在如下的通信系统中是有用的：在该通信系统中每个信道具有要补偿的不同参数，也就是说每个信道具有不同的特征。 
通信系统对不同信道通常使用相同的发送功率控制方案。在如下的描述中，不同信道被假定为上行链路数据信道和上行链路控制信道。在码分多址(CDMA)通信系统中，例如，移动台(MS)同时使用开环功率控制(OLPC)和闭环功率控制(CLPC)来控制上行链路数据信道和上行链路控制信道的上行链路发送功率。在OFDMA通信系统中，MS使用OLPC和CLPC之一来控制上行链路数据信道的上行链路发送功率和上行链路控制信道的上行链路发送功率。也就是说，在CDMA和OFDMA通信系统共同之处是于不区分在上行链路数据信道和上行链路控制信道地执行上行链路发送功率控制。 
同时，电路交换通信系统通过上行链路功率控制来补偿短期衰落从而优化上行链路系统性能。另一方面，分组交换通信系统可以通过链路适配而不是短期衰落补偿来优化上行链路系统性能。除了链路适配之外，OFDMA通信系统还使用自动混合重复请求(HARQ)来使能速率控制。速率控制也可以优化上行链路系统性能。 
如果OFDMA通信系统是多蜂窝系统，则小区间干扰(ICI)显著影响 上行链路系统性能，特别是小区边缘处的系统性能。因此，保持干扰的平均值和方差(mean and variance)为低的干扰等级(level)控制是很关键的。考虑到干扰等级，相对于单独MS的衰落，通过上行链路功率控制而进行的短期衰落补偿导致输出功率的波动，从而不利地影响干扰的方差。因此，在干扰方差方面，在MS处保持输出功率基本上恒定是有益的，从而优化在多蜂窝OFDMA通信系统中的上行链路系统性能。 
现在，参考图1，当在OFDMA通信系统中使用OLPC和CLPC来控制上行链路数据信道的发送功率时，将在性能方面在短期衰落补偿和短期衰落非补偿之间进行比较。 
图1是当在传统的OFDMA通信系统中使用OLPC和CLPC来控制上行链路数据信道的发送功率时，在性能方面对于短期衰落补偿与短期衰落非补偿进行比较的图形。 
参考图1，模型1代表使用OLPC的情况，而模型2代表使用CLPC的情况。图1所示的性能图形代表当将HARQ和链路适配应用到上行链路数据信道时的性能。柱形图代表扇区(sector)吞吐量，而线段图代表边缘吞吐量。如图1所示，在扇区吞吐量和边缘吞吐量这两者中，相对于短期衰落补偿而言，通过短期衰落非补偿实现了大约10％的性能提高。 
不同于上行链路数据信道，HARQ和链路适配不用于上行链路控制信道。为了满足上行链路控制信道的目标错误率(TER)，所要求的信号与干扰加噪声比(Signal-to-Interference and Noise Ratio，SINR)应当被维持。因此，短期衰落补偿对于上行链路控制信道来说是很重要的，而不像上行链路数据信道。 
鉴于上面的描述，OFDMA通信系统应当通过将上行链路功率控制方案选择性地应用到上行链路数据信道和上行链路控制信道来优化上行链路系统性能。因此，本发明的示范性实施例提供了用于上行链路数据信道和上行链路控制信道的有差异的上行链路功率控制方案，如下面所描述的。 
首先，通过等式(1)来控制上行链路数据信道的发送功率： 
P_data(dBm)＝NI+L1+SINRTarget+Offset             ......(1) 
其中P_data代表分配给MS的上行链路数据信道区域的每个子载波的上行链路发送功率，NI代表每个子载波的干扰和噪声等级，L1代表MS和服 务基站(BS)之间的链路上的路径损耗，SINRTarget代表目标上行链路接收SINR，以及Offset代表偏移值，该偏移值被用来校准上行链路数据信道信号的上行链路发送功率。这里，P_data和NI用dBm来表示，并且服务BS广播P_data和NI。MS接收与测量相关的参数，并使用所接收的与测量相关的参数来确定L1。L1用dB来表示。用dB所表示的SINRTarget和Offset可以由服务BS来改变。 
根据OLPC来确定等式(1)。也就是说，基于OLPC来确定上行链路数据信道信号的发送功率。 
等式(1)可以被改变为等式(2)。在等式(2)中，α、β、γ、δ和ε是可以根据OFDMA通信系统的情形改变的变量。 
P_data(dBm)＝α×NI+β×L1+γ×SINRTarget+δ×Offset+ε    ......(2) 
通过等式(3)来控制上行链路控制信道的发送功率： 
P_control(dBm)＝NI+L2+SINRTarget+OffsetCLPC                ......(3) 
其中P_control代表分配给MS的上行链路控制信道区域的每个子载波的上行链路发送功率，L2代表在MS和服务BS之间的链路上的路径损耗，以及OffsetCLPC代表偏移值，该偏移值被用来校准上行链路控制信道信号的上行链路发送功率。这里，P_control用dBm来表示，而L2用dB来表示。MS接收与测量相关的参数，并使用所接收的与测量相关的参数来确定L2。用dB所表示的OffsetCLPC可以由服务BS来改变。尽管L2和L1均代表MS和服务BS之间的链路的路径损耗，但是服务BS可以设置不同的参数以在MS处在确定L2和L1中使用。 
根据CLPC来确定等式(3)。也就是说，基于CLPC来确定上行链路控制信道信号的发送功率。 
等式(3)可以被改变为等式(4)。在等式(3)中，α、β、γ、δ、ε和η是可以根据OFDMA通信系统的情形改变的变量。 
P_control(dBm)＝α×NI+β×L2+γ×SINRTarget+δ×OffsetCLPC+η......(4) 
OffsetCLPC可以被表达为： 
OffsetCLPC＝OffsetCLPC+ΔPowerAdjust                          ......(5) 
其中ΔPowerAdjust代表用于校正OffsetCLPC的功率校正值。 
参考图2，将描述根据本发明的示范性实施例的BS的配置。 
图2是根据本发明的示范性实施例的BS的框图。 
参考图2，BS包括存储器211、控制器213和发送机215。 
存储器211存储MS使用OLPC和CLPC所需要的参数，例如NI、Offset、OffsetCLPC、ΔPowerAdjust等。控制器213控制发送机215将MS使用OLPC和CLPC所需要的参数发送给MS。更具体地讲，考虑到上行链路干扰等级，控制器213使用从MS接收的反馈信息来确定OffsetCLPC和ΔPowerAdjust，并确定MS使用OLPC和CLPC所需要的参数。 
尽管在图2中将存储器211、控制器213和发送机215作为单独的块示出，但是要理解的是，这仅仅是为了描述的方便。也就是说，可以将存储器211、控制器213和发送机215合并到单一块中。 
参考图3，将描述根据本发明的示范性实施例的MS的配置。 
图3是根据本发明示范性实施例的MS的框图。 
参考图3，MS包括存储器311、控制器313、接收机315、功率控制器317、发送机319和路径损耗确定器321。 
存储器311存储使用OLPC和CLPC所需要的参数，例如NI、Offset、OffsetCLPC、ΔPowerAdjust等。这些参数是通过接收机315例如从BS接收的。控制器313使用这些参数来控制功率控制器317以控制上行链路信道信号的发送功率。如果将由发送机319发送的上行链路信道信号是上行链路数据信道信号，则控制器313根据OLPC确定上行链路数据信道信号的发送功率。另一方面，如果将由发送机319发送的上行链路信道信号是上行链路控制信道信号，则控制器313根据CLPC确定上行链路控制信道信号的发送功率。也就是说，控制器313使用等式(1)或等式(2)来确定上行链路数据信道信号的发送功率，并使用等式(3)或等式(4)来确定上行链路控制信道信号的发送功率。 
路径损耗确定器321在控制器313的控制下确定路径损耗。在示范性实施方式中，取决于利用OLPC还是CLPC来以不同的方式确定路径损耗。可以从BS接收用于确定路径损耗的参数。 
尽管在图3中将存储器311、控制器313、接收机315、功率控制器317、发送机319和路径损耗确定器321作为单独的块示出，但是要理解的是，这仅仅是为了描述的方便。也就是说，可以将存储器311、控制器313、接收 机315、功率控制器317、发送机319和路径损耗确定器321合并到单一的块中。 
参考图4，将描述根据本发明的示范性实施例的BS的操作。 
图4是图示根据本发明的示范性实施例的BS的操作的流程图。 
参考图4，在步骤411中，BS确定OLPC和CLPC所需要的参数。上面已经参考图2描述了各个参数以及用于确定参数的示范性方法，因此在这里不再提供对它们的描述。 
在步骤413中，BS向MS发送所确定的参数。在示范性实施方式中，广播OLPC所需的参数，而将CLPC所需的参数单播给特定MS。 
参考图5，将在下面描述根据本发明的示范性实施例的MS的操作。 
图5是图示根据本发明的示范性实施例的MS的操作的流程图。 
参考图5，在步骤511中，MS确定路径损耗。在示范性实施方式中，取决于在OLPC还是CLPC中执行上行链路功率控制，可以以不同的方式来确定路径损耗，这在上面已经描述了。在步骤513中，MS接收OLPC和CLPC所需的参数。在步骤515中，MS确定执行发送操作，并在步骤517中确定是否将发送上行链路数据信道信号。如果在步骤517中确定将发送上行链路数据信道信号，则在步骤519中，MS根据OLPC来确定上行链路数据信道信号的发送功率。使用等式(1)或等式(2)来确定上行链路数据信道信号的发送功率。 
另一方面，如果在步骤517中确定在发送操作期间将不发送上行链路数据信道信号，则在步骤521中，MS确定在发送操作期间是否将发送上行链路控制信道信号。如果在步骤521中确定在发送操作期间将发送上行链路控制信道信号，则在步骤523中，MS根据CLPC来确定上行链路控制信道信号的发送功率。使用等式(3)或等式(4)来确定上行链路控制信道信号的发送功率。 
另一方面，如果在步骤521中确定在发送操作期间将不发送上行链路控制信道信号，则在步骤525中，MS执行与发送信号相应的操作，这不与本发明直接相关，从而将不对其进行描述。 
正如从本发明的示范性实施例的上述描述中所明显得出的，通信系统可以有差异地对于每个上行链路信道控制上行链路发送功率。因此，可以基于信道特征来控制上行链路功率，并提高通信系统的整体性能。 
虽然参考本发明的某些示范性实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，可以在其中进行形式和细节方面的各种各样的改变，而不脱离由所附权利要求及其等价物限定的本发明的精神和范围。 

Claims (22)

1.一种用于在通信系统中在移动台(MS)处控制上行链路发送功率的方法，该方法包括：
根据开环功率控制(OLPC)方案确定上行链路数据信道信号的发送功率；以及
根据闭环功率控制(CLPC)方案确定上行链路控制信道信号的发送功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定上行链路数据信道信号的发送功率的步骤包括使用如下各项中的至少一项：每个子载波的干扰和噪声等级、所述MS和服务基站(BS)之间的链路的路径损耗、目标接收上行链路信号与干扰加噪声比(SINR)以及用于校准上行链路数据信道信号的发送功率的偏移值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中使用由所述服务BS广播的第一参数来确定所述路径损耗，并且所述第一参数不同于用于在确定上行链路控制信道信号的发送功率时确定路径损耗的第二参数。
4.根据权利要求1所述的方法，其中确定上行链路数据信道信号的发送功率的步骤包括使用如下等式之一：
P_data(dBm)＝NI+L1+SINRTarget+Offset
其中P_data代表分配给所述MS的上行链路数据信道区域的每个子载波的上行链路发送功率，NI代表每个子载波的干扰和噪声等级，L1代表所述MS和服务基站(BS)之间的链路上的路径损耗，SINRTarget代表目标上行链路接收信号与干扰加噪声比(SINR)，以及Offset代表用于校准上行链路数据信道信号的发送功率的偏移值，以及
P_data(dBm)＝α×NI+β×L1+γ×SINRTarget+δ×Offset+ε
其中α、β、γ、δ和ε是变量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中使用由所述服务BS广播的第一参数来确定L1，并且所述第一参数不同于用于在确定上行链路控制信道信号的发送功率时确定路径损耗的第二参数。
6.根据权利要求1所述的方法，其中确定上行链路控制信道信号的发送功率的步骤包括使用如下各项中的至少一项：每个子载波的干扰和噪声等级、所述MS和服务基站(BS)之间的链路的路径损耗、目标上行链路接收信号与干扰加噪声比(SINR)以及用于校准上行链路控制信道信号的发送功率的偏移值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中使用由所述服务BS广播的第一参数来确定所述路径损耗，并且所述第一参数不同于用于在确定上行链路数据信道信号的发送功率时确定路径损耗的第二参数。
8.根据权利要求1所述的方法，其中确定上行链路控制信道信号的发送功率的步骤包括使用如下等式之一：
P_control(dBm)＝NI+L2+SINRTarget+OffsetCLPC
其中P_control代表分配给所述MS的上行链路控制信道区域的每个子载波的上行链路发送功率，L2代表所述MS和服务BS之间的链路上的路径损耗，SINRTarget代表目标上行链路信号与干扰加噪声比(SINR)，以及OffsetCLPC代表用于校准上行链路控制信道信号的上行链路发送功率的偏移值，以及
P_control(dBm)＝α×NI+β×L2+γ×SINRTarget+δ×OffsetCLPC+η
其中，α、β、γ、δ、ε和η是变量。
9.根据权利要求8所述的方法，其中OffsetCLPC被表达为如下等式：
OffsetCLPC＝OffsetCLPC+ΔPowerAdjust
其中ΔPowerAdjust代表用于校正OffsetCLPC的功率校正值。
10.根据权利要求8所述的方法，其中使用由所述服务BS广播的第一参数来确定L2，并且所述第一参数不同于用于在确定上行链路数据信道信号的发送功率时确定路径损耗的第二参数。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用所确定的上行链路数据信道信号的发送功率来发送上行链路数据信道信号；以及
使用所确定的上行链路控制信道信号的发送功率来发送上行链路控制信道信号。
12.一种在通信系统中的移动台(MS)，该MS包括：
控制器，用于根据开环功率控制(OLPC)方案确定上行链路数据信道信号的发送功率，并且根据闭环功率控制(CLPC)方案确定上行链路控制信道信号的发送功率。
13.根据权利要求12所述的MS，其中所述控制器使用如下各项中的至少一项来确定上行链路数据信道信号的发送功率：每个子载波的干扰和噪声等级、所述MS和服务基站(BS)之间的链路的路径损耗、目标接收上行链路信号与干扰加噪声比(SINR)以及用于校准上行链路数据信道信号的发送功率的偏移值。
14.根据权利要求13所述的MS，其中使用由所述服务BS广播的第一参数来确定所述路径损耗，并且所述第一参数不同于用于在确定上行链路控制信道信号的发送功率时确定路径损耗的第二参数。
15.根据权利要求12所述的MS，其中所述控制器使用如下等式之一来确定上行链路数据信道信号的发送功率：
P_data(dBm)＝NI+L1+SINRTarget+Offset
其中P_data代表分配给所述MS的上行链路数据信道区域的每个子载波的上行链路发送功率，NI代表每个子载波的干扰和噪声等级，L1代表所述MS和服务基站(BS)之间的链路上的路径损耗，SINRTarget代表目标上行链路接收信号与干扰加噪声比(SINR)，以及Offset代表用于校准上行链路数据信道信号的发送功率的偏移值，以及
P_data(dBm)＝α×NI+β×L1+γ×SINRTarget+δ×Offset+ε
其中α、β、γ、δ和ε是变量。
16.根据权利要求15所述的MS，其中使用由所述服务BS广播的第一参数来确定L1，并且所述第一参数不同于用于在确定上行链路控制信道信号的发送功率时确定路径损耗的第二参数。
17.根据权利要求12所述的MS，其中所述控制器使用如下各项中的至少一项来确定上行链路控制信道信号的发送功率：每个子载波的干扰和噪声等级、所述MS和服务基站(BS)之间的链路的路径损耗、目标上行链路接收信号与干扰加噪声比(SINR)以及用于校准上行链路控制信道信号的发送功率的偏移值。
18.根据权利要求17所述的MS，其中使用由所述服务BS广播的第一参数来确定所述路径损耗，并且所述第一参数不同于用于在确定上行链路数据信道信号的发送功率时确定路径损耗的第二参数。
19.根据权利要求12所述的MS，其中所述控制器使用如下等式之一来确定上行链路控制信道信号的发送功率：
P_control(dBm)＝NI+L2+SINRTarget+OffsetCLPC
其中P_control代表分配给所述MS的上行链路控制信道区域的每个子载波的上行链路发送功率，L2代表所述MS和服务BS之间的链路上的路径损耗，SINRTarget代表目标上行链路信号与干扰加噪声比(SINR)，以及OffsetCLPC代表用于校准上行链路控制信道信号的上行链路发送功率的偏移值，以及
P_control(dBm)＝α×NI+β×L2+γ×SINRTarget+δ×OffsetCLPC+η
其中，α、β、γ、δ、ε和η是变量。
20.根据权利要求19所述的MS，其中OffsetCLPC被表达为如下等式：
OffsetCLPC＝OffsetCLPC+ΔPowerAdjust
其中ΔPowerAdjust代表用于校正OffsetCLPC的功率校正值。
21.根据权利要求20所述的MS，其中使用由所述服务BS广播的第一参数来确定L2，并且所述第一参数不同于用于在确定上行链路数据信道信号的发送功率时确定路径损耗的第二参数。
22.根据权利要求12所述的MS，还包括：
发送功率控制器，用于使用所确定的上行链路数据信道信号的发送功率来发送上行链路数据信道信号；以及
发送机，用于使用所确定的上行链路控制信道信号的发送功率来发送上行链路控制信道信号。
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