CN102089986A - 聚合谱系统中的上行链路功率控制 - Google Patents

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Abstract

一种用于通信的方法包括在无线通信终端(24)中对数据进行调制以产生聚合谱信号，其在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号。以相应的第一功率水平和第二功率水平在第一信号和第二信号中传输经调制的数据。独立于第一功率水平来调整第二功率水平。在某些实施方式中，在无线通信终端处接收一个或多个指令以设置第一功率水平，以及基于所述指令独立于设置第二功率水平来设置第一功率水平。

Description

聚合谱系统中的上行链路功率控制
相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年7月16日提交的美国临时专利申请61/081,130和于2008年11月18日提交的美国临时专利申请61/115,714的优先权，上述申请的全文通过引用合并于此。
技术领域
本发明一般地涉及通信系统，并且特别地涉及无线通信系统中用于功率控制的方法和系统。
背景技术
各种通信系统修改所传输信号的功率以便适应当前的信道条件。此类技术通常被称作功率控制。例如，第三代合作伙伴计划(3GPP)演进的通用陆地无线接入(E-UTRA)系统将功率控制应用于上行链路信号。例如，在名称为“Technical Specification GroupRadio Access Network；Evolved Universal Terrestrial RadioAccess(E-UTRA)；Physical Layer Procedures(Release 8)”(3GPP TS36.213)版本8.4.0的、2008年9月的3GPP技术规范36.213中指定了E-UTRA系统中应用的上行链路功率控制方法，通过引用将其合并于此。
E-UTRA通常也被称作长期演进(LTE)。通常被称作LTE-高级(LTE-A)的E-UTRA的高级版本当前由3GPP标准化组织指定。在本专利申请的上下文和权利要求书中，术语“E-UTRA规范”涉及任意的E-UTRA、LTE或LET-A规范，还涉及这些规范的后续版本。
例如，上行链路功率控制对于降低蜂窝通信网络中的干扰以及增大谱效率是有益的。干扰减轻和谱效率改进的某些方面在由3GPP技术规范组无线接入网工作组1(TSG-RAN WG1)出版的以下报告中得以阐述，该报告名称为“Interference Mitigation via Power Controland FDM Resource Allocation and UE Alignment for E-UTRA Uplinkand TP”(R1-060401)，Denver，Colorado，2006年2月13-17日，通过引用将其并入于此。E-UTRA系统中的上行链路功率控制还在TSG-RAN WG1的报告R1-070795中进行了讨论，其名称为“UplinkPower Control for E-UTRA”，Saint-Louis，Missouri，2007年2月12-16日，通过引用将其合并于此。
某些LTE-A系统部署载波聚合技术，在该技术中，无线终端通过多个聚合的LTE或LTE-A载波与基站进行通信以提供高带宽能力。例如，在TSG-RAN WG1的报告R1-082468中描述了载波聚合(也被称作谱聚合)，该报告的名称为“Carrier Aggregation inLTE-Advanced”，Warsaw，Poland，2008年6月30日-7月4日，通过引用将其合并于此。
发明内容
本发明的实施方式提供一种用于通信的方法。
在无线通信终端中，对数据进行调制以产生聚合谱信号，该聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号。以相应的第一功率水平和第二功率水平在第一信号和第二信号中传输经调制的数据。
独立于第一功率水平来调整第二功率水平。
本发明的另一实施方式提供一种用于通信的方法：
在无线通信终端中，对数据进行调制以产生聚合谱信号，该聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号。以相应的第一功率水平和第二功率水平在第一谱带和第二谱带中传输经调制的数据。
在无线通信终端处接收一个或多个指令来设置第一功率水平。
独立于设置第二功率水平来设置第一功率水平，其中基于指令来设置第一功率水平。
在一个实施方式中，每个信号都符合演进的通用陆地无线接入(E-UTRA)规范。在公开的实施方式中，方法包括在无线通信终端处接收一个或多个附加指令来设置第二功率水平，并且基于该附加指令来设置第二功率水平。在一个实施方式中，接收一个或多个附加指令包括接收附加指令来设置不同于第一信号和第二信号的附加信号的各个功率水平，并且基于指令和附加指令独立地设置第一信号和第二信号以及附加信号的功率水平。在某些实施方式中，将信号划分为两个或更多子集，并且接收指令包括接收包括在每个子集中的信号的单个功率水平设置。在一个实施方式中，传输经调制的数据包括在第一非连续谱带和第二非连续谱带中传输经调制的数据。
本发明的又一实施方式提供一种无线通信终端，其包括发射机、接收机和处理器。
发射机对数据进行调制以产生聚合谱信号，该聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号，以及以相应的第一功率水平和第二功率水平在该第一谱带和第二谱带中传输经调制的数据。
接收机接收一个或多个指令以设置该第一功率水平。
处理器独立于设置该第二功率水平来设置该第一功率水平，其中基于该指令来设置该第一功率水平。
本发明的另一公开的实施方式提供了一种无线通信终端，其包括发射机和处理器。
发射机对数据进行调制以产生聚合谱信号，该聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号，以及以相应的第一功率水平和第二功率水平在该第一信号和第二信号中传输经调制的数据。
处理器于独立于该第一功率水平来调整该第二功率水平。
本发明的一个附加实施方式提供了一种用于通信的方法。
在无线通信终端中，对数据进行调制以产生聚合谱信号，该聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号，第一谱带和第二谱带中的每个谱带包括多个子载波。以相应的第一功率水平和第二功率水平在该第一信号和第二信号中传输经调制的数据。
独立于在该第二信号中该子载波上传输的该经调制的数据的第二传输参数来接收并处理下行链路信号，该下行链路信号支配在该第一信号中该子载波上传输的该经调制的数据的第一传输参数。
本发明的又一实施方式提供一种移动通信终端，其包括发射机和功率控制模块。
发射机在一时间间隔期间通过聚合谱中的至少第一信号载波和第二信号载波来传输经调制的数据。
功率控制模块独立于在该第二信号载波上传输的该经调制的数据的功率特性，来控制在该第一信号载波上传输的该经调制的数据的功率特性。
本发明的另一实施方式提供一种基站，其包括接收机、发射机和处理器。
接收机从无线通信终端接收至少第一载波和第二载波，在该至少第一载波和第二载波上已经对数据进行了调制，并且在通信时间间隔期间已经以相应的第一功率水平和第二功率水平传输该至少第一载波和第二载波。
处理器产生一个或多个指令以独立于设置该第二功率水平来设置该第一功率水平。
发射机向该无线通信终端传输该一个或多个指令。
本发明的一个附加实施方式提供了一种通信系统。
该通信系统包括基站以及无线通信终端。
该无线通信终端包括发射机、接收机和处理器。
发射机对数据进行调制以产生聚合谱信号，该聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号，并且以相应的第一功率水平和第二功率水平在该第一信号和第二信号中向基站传输经调制的数据。
接收机从该基站接收一个或多个指令以设置该第一功率水平。
处理器独立于设置该第二功率水平来设置该第一功率水平，其中基于该指令来设置该第一功率水平。
本发明的又一实施方式提供了一种通信系统。
该通信系统包括基站以及无线通信终端。
该无线通信终端包括发射机和处理器。
发射机对数据进行调制以产生聚合谱信号，该聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号，并且以相应的第一功率水平和第二功率水平在该第一信号和第二信号中向基站传输经调制的数据。
处理器独立于该第一功率水平来调整该第二功率水平。
本发明的一个附加实施方式提供了一种用于通信的方法。
在无线通信终端中，对数据进行调制以产生聚合谱信号，该聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中至少包括第一信号和第二信号。以相应的第一功率水平和第二功率水平在该第一谱带和第二谱带中传输经调制的数据。
在该无线通信终端处接收下行链路信号。
基于该第二功率水平和对该下行链路信号执行的测量来设置该第一功率水平。
本发明的又一实施方式提供了一种无线通信终端，其包括发射机、接收机和处理器。
发射机对数据进行调制以产生聚合谱信号，该聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中至少包括第一信号和第二信号，以及以相应的第一功率水平和第二功率水平在该第一信号和第二信号中传输经调制的数据。
接收机接收下行链路信号。
处理器对该下行链路信号执行测量，并且基于该第二功率水平和该测量来设置该第一功率水平。
根据本发明实施方式的以下详细描述连同附图将更全面地理解本发明，在附图中：
附图说明
图1是示意性示出了根据本发明实施方式的、采用谱聚合的无线通信系统的框图；
图2是示意性示出了根据本发明实施方式的、用于谱聚合系统中的上行链路功率控制的方法的流程图；
图3是示意性示出了根据本发明实施方式的、采用具有上行链路功率控制的谱聚合的无线终端的框图；以及
图4-图6是示意性示出了根据本发明实施方式的无线终端发射机链配置的框图。
具体实施方式
在典型的无线谱聚合系统中，通过两个或更多谱带传输数据。射频(RF)载波信号与这些谱带中的每个相关联，并且通过每个载波调制数据。两个或更多谱带可以是连续或非连续的。例如，在LTE-A谱聚合中，每个载波都符合如上所述的E-UTRA规范。如上所述，准确的上行链路功率控制对于保持最佳系统性能是重要的。当使用谱聚合时，每个上行链路载波可以经历不同的信道条件(例如，不同的路径损耗和/或干扰)，即使不同的载波在两个相同的端点之间传输也是如此。因此，最佳传输功率水平在上行链路载波间可以彼此不同。
下面描述的本发明的实施方式提供了用于在谱聚合系统中进行上行链路功率控制的方法和系统。这里描述的方法和系统控制不同上行链路载波的功率水平，从而对每个载波的具体条件进行匹配。因此，载波间变化不会损害诸如容量、谱效率和干扰减轻的之类的系统性能。
在某些实施方式中，无线终端响应于从基站接收的指令来计算和设置每个上行链路载波的传输功率水平。基站可以包括蜂窝基站或连接至网络的任何其他合适的接入点。指令例如可以包括递增闭环指令，以基于基站对所接收上行链路信号执行的测量来增加或减少给定载波的功率水平。此外或备选地，终端可以测量从基站接收的下行链路信号、估计下行链路路径损耗、并且基于估计的下行链路路径损耗来设置给定上行链路载波的功率水平。在该实施方式中，基站提供的指令可以包括在开环中将应用于估计的路径损耗的修正。
在某些实施方式中，基站为每个上行链路载波独立地发送闭环指令和/或开环修正。在备选实施方式中，将载波划分为组，并且基站按照载波组发送指令。该特征减少了通过下行链路传输的信令信息量。通常，终端和基站可以按照每个独立的载波、按照每个载波组和/或联合地针对所有载波来操作开环和/或闭环过程。这里描述了执行聚合载波的上行链路功率控制的无线终端配置的多个示例。
图1是示意性示出了根据本发明实施方式的、采用谱聚合的无线通信系统20的框图。系统20包括通过无线信道与基站28进行通信的无线通信终端24。在本示例中，系统20包括长期演进高级(LTE-A)系统，在该系统中，终端24被称作用户设备(UE)并且BS 28被称作增强的节点B(eNodeB)。然而，在备选实施方式中，系统20可以符合任何其他合适的通信标准或规范。例如，系统20可以包括根据IEEE 802.11规范操作的WiFi系统，根据IEEE 802.16规范操作的WiMAX系统、或根据IEEE 802.20规范操作的移动宽带无线接入(MBWA)系统。尽管现实系统通常包括多个UE和多个BS，但是出于清楚考虑，图1的示例仅涉及单个UE和单个BS。
根据实施方式，系统20采用谱聚合，这意味着UE 24和BS 28可以同时通过多个载波进行通信。当使用谱聚合时，UE 24向BS传输上行链路信号，其包括两个或更多聚合谱带。每个谱带在这里被称作载波或分量载波。每个此类载波可以包括多个子载波，诸如在LET系统中，每个载波包括多个正交频分复用(OFDM)子载波。注意，在某些实施方式中(例如OFDM)，在指定的时间/频率仓中执行每个载波内的传输。在某些情况中，不同载波中分配的时间仓不必重叠，即使同时传输载波也是如此。术语“同时”也应该理解为表示此类场景。
UE 24可以传输任何数量的聚合载波。载波可以在相邻或非连续的谱带上传输。通常，每个载波具有范围为1.4-20MHz的带宽，但是也可以使用其他合适的带宽。多个聚合载波上的通信提供高带宽，例如高达100MHz。以下描述关注上行链路(即，从UE到BS)信道中的谱聚合。然而，通常，在上行链路信道和上行链路信道两者中应用谱聚合。
UE 24包括调制器/解调器(调制解调器)32，其对将通过上行链路信道传输的数据进行调制。经调制的数据被提供给UE射频前端(RF FE)36，其通常使用合适的数模转换器(DAC)将数字调制解调器输出转换为模拟信号、将模拟信号上变频到RF并且将RF信号放大到合适的传输功率。RF FE也可以执行诸如本领域公知的滤波之类的功能。RF FE 36输出处的RF信号经由BS天线40向UE BS 28进行传输。
UE 24还包括UE控制器44，其配置并控制UE的不同元件。特别地，控制器44包括功率控制(PC)单元48，其使用以下更为详述的方法，计算并设置由UE传输的每个载波的传输功率。
在BS处通过BS天线52接收从UE传输的RF信号，并且向BSRF FE 56提供。RF FE 56将接收的RF信号下变频到合适的低频(例如，到基带)，并且使用合适的模数转换器(ADC)对该信号进行数字化。向BS调制解调器60提供经数字化的信号，其对该信号进行解调并且尝试重构在UE处向调制解调器32提供的数据。BS 28还包括BS处理器64，其配置并控制BS的不同元件。特别地，处理器64包括PC单元68，其向UE发送PC相关的指令，这将在下面得到进一步的说明。
上述描述表示上行链路传输，即，从UE到BS的传输。在下行链路传输上，UE和BS的不同元件通常执行相反的功能。换言之，BS调制解调器60对上行链路信号进行调制。RF FE 56将信号上变频到RF并且经由天线52向UE传输信号。下行链路RF信号由UE天线40接收、由RF FE36下变频并且由UE调制解调器32解调。图1中所示的UE 24和BS 28的配置是简化的示例配置，出于概念上清楚考虑选择了该简化的示例配置。在备选实施方式中，可以使用任何其他合适的UE和BS配置。在下面的图3-图6中示出了UE 24的内部结构和功能的多个示例。
通常，UE控制器44和BS处理器64包括通用处理器，以软件对该处理器编程以执行这里描述的功能。该软件例如可以通过网络以电子形式下载到处理器，或备选地或附加外，其可以提供和/或存储在有形介质(诸如磁的、光的或电子存储器)上。附加地或备选地，控制器44和处理器64的元件可以以硬件或固件，诸如使用专用集成电路(ASIC)或其他硬件组件来实现。
在图1的示例中，UE 24传输聚合信号，其包括三个符合LTE的载波72A...72C。通常，UE可以在任意载波上分配带宽来以任意期望的方式传输数据项。在本示例中，通过载波72A和载波72B的某些带宽(即，某些子载波)传输数据项76A。另一数据项76B通过载波72B的某些带宽以及通过载波72C进行传输。
UE 24传输的多个上行链路载波的全部都在两个相同的端点之间传送。然而，在很多实际情况中，聚合信号中的不同载波经历不同的信道条件。例如，UE和BS之间的路径损耗在载波间可以彼此不同，诸如由于随频率改变的不同传播或多径效应。当载波占用非连续、宽距频带时，路径损耗中的差异特别值得关注。作为另一示例，不同载波可以遭受不同水平的干扰(例如，来自于其他UE的干扰，该其他UE可以与同一BS或其他BS进行通信)。作为又一示例，不同载波可以具有不同的传输特性(例如，不同的调制或纠错编码)。
如上所述，准确设置载波传输功率水平对于优化系统20的性能是重要的。由于聚合信号中的不同载波可以经历不同条件，所以最佳传输功率水平也可以在载波间彼此不同。本发明的实施方式提供了用于在谱聚合系统中执行上行链路功率控制的方法和系统。这里描述的方法和系统按照载波独立地计算和设置传输功率水平，从而UE以与其具体条件相匹配的功率水平来传输每个载波。如图1的示例所示，载波72A...C具有不同的功率水平，确定并设置该不同的功率水平以匹配每个载波的具体条件。
在图1的示例实施方式中，每个载波都符合E-UTRA规范。每个载波包括使用OFDM调制的多个子载波。在此类实施方式中，这里描述的功率控制方法在给定载波内的独立子载波中保留相对功率比。
在某些实施方式中，给定上行链路载波的功率水平可以使用开环过程和闭环过程来确定，该两个过程彼此同时操作。在开环过程中，UE测量从BS接收的下行链路信号并且估计所述载波的路径损耗。假设下行链路路径损耗是上行链路路径损耗的指示，则UE使用估计的路径损耗来设置上行链路载波的合适的传输功率水平。
通常，UE通过由BS提供的修正因子来周期性地修正上行链路载波功率水平(其是基于估计的下行链路路径损耗来计算的)。通常使用较高链路层(例如，使用无线资源控制(RRC)信令)向UE信号传送该修正因子。修正因子可以用于各种目的。例如，BS可以应用以下策略，在该策略中，处于小区边缘的UE以较低的功率水平进行传输，从而降低对相邻小区的干扰。为了实施此类策略，BS可以像UE发送修正因子，这取决于UE和BS之间的距离。附加地或备选地，修正因子可以考虑由UE执行的路径损耗估计的误差和不准确性。
在闭环过程中，BS向UE发送指令以基于BS对接收的上行链路信号执行的测量，来增加或减小给定上行链路载波上的功率水平。UE对这些指令进行解码(有时称作传输功率控制-TPC)并且相应调整给定载波的功率水平。闭环指令通常是递增的，即，请求UE以某增量(例如，1dB)增加或减小载波功率水平。
开环和闭环过程通常彼此同时操作，但是是以不同的时间常量操作的。开环修正(即，基于估计的下行链路路径损耗而将应用于上行链路功率水平的修正)通常仅偶尔由UE以相对大的时间间隔(例如，秒量级，但是也可以使用其他时间常量)应用。另一方面，与开环修正相比，闭环过程以相对高的速率提供TPC指令。注意，在某些情况中，仅闭环过程是活跃的而开环过程受到抑制。在其他情况中，可以赋予开环过程变化的权重。例如，在上述LTE规范中，表示为的α参数控制赋予开环过程的权重(α＝1意味着开环过程是活跃的并且接收全权重，α＝0意味着仅闭环过程是活跃的)。
例如，在某些实现中，每个小区都具有开环修正因子的恒定集合，在UE切换到不同小区时更新这些因子，否则就保持恒定。UE可以以任何期望的速率(诸如每隔几秒钟)估计下行链路路径。这些时间间隔例如可以作为UE和BS之间距离的函数而改变。在典型的实现中，闭环的更新率通常在20Hz到1kHz的范围中，通常的更新率是100Hz，但是也可以使用任何其他合适的更新率。确切的更新率取决于节点B策略。UE使用两个过程(即，基于BS提供的开环修正因子和闭环TPC指令两者)来设置每个上行链路载波的传输功率水平。
在某些实施方式中，BS和UE可以独立于其他载波的开环和闭环过程来操作每个载波的开环过程和闭环过程。在这些实施方式中，BS为每个载波独立地发送开环修正因子和闭环指令。UE接收并处理开环修正因子和闭环指令，并且相应地调整不同载波的功率水平。
在备选实施方式中，BS和UE针对所有上行链路载波操作共同的闭环过程，并且按照载波操作独立的开环过程。在这些实施方式中，BS传输应用于由UE聚合的所有载波的闭环指令。此外，BS传输用于每个载波的独立开环修正因子。UE基于对应于该载波的修正因子和共同的闭环指令来设置给定载波的传输功率水平。向多个载波发送共同的闭环指令减少了通过下行链路发送的信令信息量，该信令信息量尤其是因为以相对频繁的间隔发送闭环指令。
在某些实施方式中，通过将上行链路载波划分为组来减少通过下行链路发送的信令信息的量。在这些实施方式中，将UE传输的上行链路载波划分为两个或更多组，并且BS和UE操作用于每个组的共同闭环过程。在这些实施方式中，BS传输应用于给定组中的所有载波的闭环指令，而不针对组中的每个载波复制指令。UE接收闭环指令并且基于对应于载波所属组的闭环指令来计算给定上行链路载波的功率水平。
可以以任何期望的方式选择组的数量、每个组中载波的数量和载波到组的映射。例如，将占用附近频率的载波映射到相同的组是有利的，因为这些载波经历的信道条件很可能类似。因此，将相同的闭环指令应用于此类载波组更可能是准确的。
当闭环过程对于两个或更多载波是共同的时，BS可以向UE发送将应用于这些不同载波的功率偏移。在这些实施方式中，UE基于共同的闭环指令来设置给定载波的功率水平，但是将载波特定的功率偏移应用于每个载波。通常，经由更高层(例如，使用RRC信令)向UE信号传送功率偏移，这类似于开环修正因子。
在某些实施方式中，UE基于以下内容确定给定上行链路载波的功率水平：(1)由UE传送的另一上行链路载波的功率水平以及(2)由UE执行的下行链路信号测量。此类技术例如对于以下情况是有用的，例如在UE向已经包括了一个或多个现有载波的谱聚合信号添加新的上行链路载波时。在此类情况中，UE仍旧没有来自于BS的闭环信息，因为新载波仍然没有被BS测量。另一方面，现有载波的功率水平通常已经设置为期望的值。因此，UE可以相对于现有载波的功率水平来设置新载波的初始功率水平。在某些实施方式中，UE基于载波间功率偏移来修正该初始功率水平，其中可以根据对下行链路信号的开环测量来估计载波间功率偏移。
借助于示例描述了上述实施方式。这些实施方式主要关注于减少通过下行链路发送的闭环指令的数量，因为与开环修正因子相比，这些指令相对频繁并且消耗更多的下行链路资源。然而，在备选实施方式中，BS和UE可以针对任何期望的载波或载波组来操作闭环和/或开环过程。例如，某些载波的功率水平可以仅使用开环或仅使用闭环处理来设置。作为另一示例，BS可以传输应用于两个或更多载波的共同的开环修正。
对合适功率控制环配置的选择可以取决于各种系统考虑。例如，在某些系统配置中，在上行链路和下行链路中，载波聚合可以是不同的。在这些系统配置中，下行链路路径损耗可能不能准确地指示上行链路路径损耗，并且因此开环过程可以产生相对大的误差。在这些配置中，针对每个上行链路载波操作独立的闭环过程以便补偿这些误差可能是优选的。
开环过程也可能在使用频分复用(FDD)来复用上行链路和下行链路的系统中产生相对大的误差，因为上行链路和下行链路的频率是不同的。按照上行链路载波而专用的闭环过程在这些配置中也可以是优选的。在使用时分复用(TDD)来复用上行链路和下行链路的系统配置中，按照载波组(或甚至针对所有载波)操作闭环过程可能是足够的。如上所述，该选择也可以取决于上行链路载波之间的频率分隔。
图2是示意性示出了根据本发明实施方式的、用于谱聚合系统20中的上行链路功率控制的方法的流程图。以下的操作80-88示出了开环过程，并且以下的操作92-96示出了闭环过程。通常，两个过程是同时执行的。(如上所述，有时可以抑制开环过程，在该情况中省略操作80-88)。开环过程开始于开环接收操作80：UE 24从BS 28接收开环修正因子。每个开环修正可以应用于单个上行链路载波或载波组。附加地或备选地，在针对两个或更多载波联合操作闭环过程的实施方式中，UE可以从BS接收将应用于这些载波中每个载波的功率偏移。通常使用诸如RRC信令的更高层信令将开环修正因子和/或功率偏移提供给UE。
在路径损耗估计操作84，UE测量从BS接收的下行链路信号并且估计下行链路路径损耗。UE可以通过测量下行链路信号强度(有时被称作接收的信号强度指示-RSSI)来估计下行链路路径损耗。附加地或备选地，UE可以仅测量下行链路信号中传输的导频符号上的信号强度。该测量有时被称作参考信号接收功率-RSRP)。附加地或备选地，UE可以执行任何其他合适的测量，以便评估下行链路路径损耗。路径损耗可以按照每个载波或载波组来估计。在开环因子操作88，UE将开环修正因子应用于相应的经测量路径损耗。操作88的结果是一个或多个路径损耗的集合，其中的一个针对每个载波或载波组，基于BS指定的因子对其进行调整。
闭环过程开始于闭环接收操作92：UE从BS接收闭环TPC指令。闭环指令请求UE基于BS对接收的上行链路信号执行的测量，来增加或减小上行链路载波或载波组上的功率水平，如上所述。在闭环计算操作96，UE对闭环指令进行解码并且计算将应用于每个上行链路载波的合适修正。
在这点上，UE拥有将应用于每个上行链路载波的开环修正和闭环指令两者。在功率水平计算操作100，基于这些参数，UE计算每个上行链路载波的功率水平。UE配置其发射机以计算的功率水平传输每个载波。
在某些实施方式中，根据以下方程，UE在给定上行链路载波上设置给定LTE子帧中的给定物理上行链路共享信道(PUSCH)的功率水平，这与给定的载波组相关联：
PPUSCH(i，c)＝min{PMAX，10log10(MPUSCH(i))
+PO_PUSCH(c)+α(c)·PL(c)+ΔTF(i，c)+f(i，g)}    方程1
上述方程使用与上述3GPP TS 36.213 v8.4.0规范的5.1.1.1节中所使用标号类似的标号。PPUSCH(i，c)以dBm表示。i表示子帧索引，c表示上行链路载波的索引，并且g表示针对其联合操作闭环过程的载波组的索引。PMAX表示对于UE所属功率类别允许的最大功率。MPUSCH(i)表示PUSCH资源分配的带宽，其表示为对于子帧i有效的资源块数量。PO PUSCH(c)表示组成小区特定标称分量PO_NOMINAL_PUSCH(其从更高UE层信号传送)与针对第c个载波的UE特定分量PO_UE_PUSCH(c)(其通过RRC信令配置)的和的参数。
α(c)∈{0，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1}表示针对第c个载波的小区特定参数，这由更高层提供。PL(c)表示第c个载波的下行链路路径损耗估计，如由UE估计的那样。其中KS(c)表示由RRC给定的第c个载波的小区特定参数。MPR(i)是在3GPP TS36.213规范中定义的参数。令δPUSCH表示按照载波组的传输功率修正值，其在闭环TPC指令中提供给UE。
如果UE特定参数“支持累积”(如3GPP TS 36.213规范定义的那样由更高层提供)指示支持累积，则针对第g个组的当前PUSCH功率控制调整状态由f(i，g)＝f(i-1，g)+δPUSCH(i-KPUSCH，g)给出，其中f(0，g)＝0，在子帧i-KPUSCH上信号发送δPUSCH(i-KPUSCH，g)，并且KPUSCH在3GPP TS 36.213规范中定义。
否则，即，如果不支持累积，则针对第g个组的当前PUSCH功率控制调整状态由f(i，g)＝δPUSCH(i-KPUSCH，g)给出，其中在子帧i-KPUSCH上信号传送δPUSCH(i-KPUSCH，g)。
备选地，UE可以使用任何其他合适的方法或方程来计算给定载波的传输功率。在上行链路传输操作104，UE传输上行链路信号。上行链路信号包括多个聚合的LTE-A载波，而以上述操作100确定的功率水平传输每个载波。由于UE和BS针对每个载波或载波组操作独立的开环和/或闭环过程，所以任何给定上行链路载波的功率水平匹配该载波所见的具体条件。因此，可以获得高度准确的上行链路功率控制。
图3是示意性示出了根据本发明实施方式的、UE 24的内部结构示例的框图。在图3的示例中，UE包括发射机110和接收机114，其与更高UE层118交互，也与RF FE 36交互。
接收机114包括接收(RX)路径122，其接受从RF FE 36接收的并且对其进行下变频的下行链路信号。RX路径(通常实现为上述图1的调制解调器32的部分)解调信号并且向更高的UE层提供由信号传递的数据和控制信息。
接收机还包括信号测量单元126，其测量下行链路信号强度。单元126例如可以测量下行链路信号的RSSI或RSRP，或进行任何其他合适的信号测量。向路径损耗估计单元130提供信号测量结果，路径损耗估计单元130计算下行链路路径损耗的估计，并且向发射机110提供路径损耗估计。接收机114还包括TPC解码器134，其对从BS接收的闭环TPC指令进行解码。解码器134向发射机110提供在这些指令中传递的闭环功率修正。如上所述，任意TPC指令、下行链路信号强度测量和/或路径损耗估计可以联合应用于所有上行链路载波、应用于独立载波或应用于特定的载波组。
发射机110包括发射(TX)路径142，其从更高的UE层接受用于发射的数据和控制信息，调制多个聚合LTE-A载波上的数据并且向RF EF 36提供谱聚合信号。TX路径通常实现为图1的调制解调器32的部分。
发射机110还包括功率控制(PC)单元138，其在功能性上类似于上述图1中的单元48。PC单元从路径损耗估计单元130接收下行链路路径损耗估计，并且从解码器134接收闭环功率修正。此外，PC单元138从更高UE层中的PC建立功能接受开环修正。基于各种开环和闭环参数，PC单元138使用上述方法来计算每个上行链路载波的期望功率水平。
PC单元通常控制TX路径142和/或RF EF 36，从而使得UE以其期望的功率水平传输每个上行链路载波。PC单元可以通过设置TX路径的数字增益和/或RF FE的模拟增益来配置给定载波的功率水平，以便传输该载波。在某些实施方式中，TX路径具有至少一个可配置数字增益级，并且PC单元控制TX路径的数字增益以设置期望的载波功率水平。附加地或备选地，RF EF可以包括至少一个可配置模拟增益级，其模拟增益由PC单元控制。在下面的图4-图6中描述了具有可配置数字和模拟增益级的多个示例发射机配置。
图3中的UE 24的配置是示例配置，这样选择是出于概念清楚的考虑。在其他实施方式中，也可以使用任何其他合适的UE配置。图3中示出的不同元件可以以合适的专用硬件、在通用硬件上运行的软件或使用硬件元素和软件元素的组合来实现。
图4是示意性示出了根据本发明实施方式的、UE 24中的上行链路发射机链150的框图。参考上述图3，发射机链包括属于TX路径42的元件和属于RF EF 36的元件。发射机链150包括数字发射机(调制器)154，其产生基带数字信号。发射机154的输出(表示为TxData)由可配置数字增益级158放大。级158的数字增益由图3的PC单元138设置。
数模(D/A)转换器162将数字增益级158的输出转换为模拟信号。在本示例中，D/A 162包括转换器对，其产生同相/正交(I/Q)信号。I/Q信号由模拟单元166处理，其通常包括一个或多个滤波器和一个或多个放大器。单元166具有可配置模拟增益，其由PC单元138设置。混频器170将单元166的输出上变频到期望的射频(RF)。混频器通过将信号与合适本地振荡器(LO)信号混合来对该信号进行上变频。然后，功率放大器(PA)174对RF信号进行放大。PA输出被馈送至UE天线40。
在某些实施方式中，UE可以包括多个发射机链150，并且每个上行链路载波由独立的发射机链传输。传输载波的功率水平取决于由PC单元138设置的数字增益和模拟增益的值。可以使用数字增益值和模拟增益值的各种组合来达到给定的功率水平。然而，某些组合通常是优选的。例如，数字增益调整经常具有高分辨率，这是容易实现的并且不产生I/Q失配。另一方面，修改数字增益可以增大链150的模拟元件的动态范围要求。对于具有有限模拟动态范围的链而言，链调整通常在模拟域和数字域之间划分。
图5是示意性示出了根据本发明备选实施方式的、备选发射机链配置176的框图。图5的示例涉及双载波发射机。大部分发射机链元件是按照每个上行链路载波而重复的，但是两个载波由单个PA174放大。混频器170的输出由功率合并器178求和，功率合并器178的输出被提供给PA 174。每个发射机链具有模拟增益和数字增益的独立设置，它们都由PC单元138设置。例如当两个载波在频率上是紧密间隔时，该配置可能是合适的。
在很多实际情况中，当联合传输两个载波时，PA具有某些功率约束。例如，可能不允许PA输入处的信号最大功率超过某个水平，从而限制PA输出处的非线性失真的水平。在某些实施方式中，在设置两个载波的功率水平时PC单元将该约束纳入考虑。
图6是示意性示出了根据本发明实施方式的、又一发射机链配置180的框图。在图6的示例中，针对每个载波复制发射机链的数字元素，但是模拟级对于两个载波而言是共同的。使用合并器184数字化合并数字增益级158的输出，并且向D/A转换器162提供合成数字信号。在本示例中，可配置模拟增益级对于两个载波而言是共同的。数字增益设置对于每个载波而言是独立的，但是模拟增益是针对两个载波联合设置的。
在图6的配置中，PC单元138调整三个参数(两个数字增益和一个模拟增益)，从而达到两个载波的两个期望的功率水平。例如，PC单元可以首先使用共同的模拟增益和其相应发射机链的数字增益，来设置具有较高功率的载波的功率水平。然后，可以仅使用第二发射机链的数字增益来设置第二载波的功率水平。
借助于示例的方式示出了图4-图6中示出的发射机链配置。在备选实施方式中，也可以使用任何其他合适的配置。例如，对于共享共同的模拟增益级而言备选地或附加地，发射机链也可以共享共同的数字增益级。
尽管上述实施方式主要阐述了E-UTRA(LTE和LTE-A)系统中的谱聚合，但是本发明的原理也可以在各种其他类型的通信系统中使用，诸如在各种通用移动电信系统(UMTS)网络、诸如CDMA2000的CDMA系统、WiMAX系统、Flash OFDM(如在IEEE802.20规范中定义的)、WiFi系统(如在IEEE 802.11规范中定义的)、全球移动通信系统通用分组无线服务(GSM/GPRS)系统和EDGE系统中使用。
因此，根据前述描述应该理解，上述实施方式仅通过示例的方式示出，并且本发明不限于在上面已经特别示出和描述的那些。而是，本发明的范围包括本领域技术人员在阅读上述描述时会想到的而在现有技术中没有公开的上述各种特征的组合和子组合以及它们的变形和修改。

Claims (56)

1.一种用于通信的方法，包括：
在无线通信终端中，对数据进行调制以产生聚合谱信号，所述聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号，以及以相应的第一功率水平和第二功率水平在所述第一谱带和第二谱带中传输经调制的数据；
在所述无线通信终端处接收一个或多个指令以设置所述第一功率水平；以及
独立于设置所述第二功率水平来设置所述第一功率水平，其中基于所述指令来设置所述第一功率水平。
2.根据权利要求1所述的方法，其中每个所述信号都符合演进的通用陆地无线接入(E-UTRA)规范。
3.根据权利要求1或2所述的方法，并且包括：在所述无线通信终端处接收一个或多个附加指令以设置所述第二功率水平，并且基于所述附加指令来设置所述第二功率水平。
4.根据权利要求3所述的方法，其中接收所述一个或多个附加指令包括：接收所述附加指令以设置不同于所述第一信号和第二信号的附加信号的各个功率水平，并且基于所述指令和所述附加指令独立地设置所述第一信号和第二信号以及所述附加信号的功率水平。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中将所述信号划分为两个或更多子集，并且其中接收所述指令包括接收包括在每个子集中的信号的单个功率水平设置。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中传输所述经调制的数据包括：在第一非连续谱带和第二非连续谱带中传输所述经调制的数据。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中接收所述指令包括：接收基于上行链路测量将应用于所述第二功率水平的递增修正，并且其中设置所述第二功率水平包括：响应于所述递增修正并响应于附加测量来调整所述第二功率水平。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中设置所述第二功率水平还包括：测量在所述无线通信终端处接收的下行链路信号，并且响应于经测量的下行链路信号来计算所述第二功率水平。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中接收所述指令包括：接收基于上行链路测量将应用于所述第一功率水平的递增修正，并且其中设置所述第一功率水平包括：响应于所述递增修正并响应于附加测量来调整所述第一功率水平。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中设置所述第一功率水平还包括：测量在所述无线通信终端处接收的下行链路信号，并且响应于经测量的下行链路信号来计算所述第一功率水平。
11.根据权利要求10所述的方法，其中接收所述指令包括：接收将应用于所述第一功率水平的修正因子，其中所述第一功率水平是响应于所述经测量的下行链路信号而计算的。
12.根据权利要求11所述的方法，并且包括：响应于所述经测量的下行链路信号来计算所述第二功率水平，其中接收所述指令包括：接收将应用于经计算的第二功率水平的附加修正因子。
13.根据权利要求1或2所述的方法，其中传输所述经调制的数据包括：使用针对相应的第一信号和第二信号的第一发射机链和第二发射机链，来放大所述经调制的数据，所述第一发射机链和第二发射机链的每个具有可配置数字增益级和可配置模拟增益级中的至少一个，并且其中设置所述第一功率水平包括：配置所述第一发射机链中的所述数字增益级和所述模拟增益级中的至少一个。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述发射机链中的至少两个共享共同的可配置模拟或数字增益级。
15.根据权利要求1或2所述的方法，其中传输所述经调制的数据包括：使用具有功率约束的共同的功率放大器(PA)来放大所述信号的至少两个中的所述经调制的数据，并且还包括：计算所述信号的至少两个中的功率水平，从而符合所述PA的所述功率约束。
16.一种用于通信的方法，包括：
在无线通信终端中，对数据进行调制以产生聚合谱信号，所述聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号，以及以相应的第一功率水平和第二功率水平在所述第一信号和第二信号中传输经调制的数据；以及
独立于所述第一功率水平来调整所述第二功率水平。
17.根据权利要求16所述的方法，其中对所述数据进行调制包括：对所述数据进行调制以产生不止两个信号，并且其中调整所述功率水平包括：独立地调整每个所述信号的各个功率水平。
18.根据权利要求16所述的方法，其中每个所述信号都符合演进的通用陆地无线接入(E-UTRA)规范。
19.根据权利要求16所述的方法，其中传输所述经调制的数据包括：在第一非连续谱带和第二非连续谱带中传输所述经调制的数据。
20.根据权利要求16所述的方法，其中调整所述第二功率水平包括：在所述无线通信终端处接收一个或多个指令以设置所述第二功率水平，并且响应于所述指令来调整所述第二功率水平。
21.一种无线通信终端，包括：
发射机，其布置用于对数据进行调制以产生聚合谱信号，所述聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号，以及布置用于以相应的第一功率水平和第二功率水平在所述第一谱带和第二谱带中传输经调制的数据；
接收机，其布置用于接收一个或多个指令以设置所述第一功率水平；以及
处理器，其布置用于独立于设置所述第二功率水平来设置所述第一功率水平，其中基于所述指令来设置所述第一功率水平。
22.根据权利要求21或22所述的终端，其中每个所述信号都符合演进的通用陆地无线接入(E-UTRA)规范。
23.根据权利要求21或22所述的终端，其中所述接收机布置用于接收一个或多个附加指令以设置所述第二功率水平，并且其中所述处理器配置用于基于所述附加指令来设置所述第二功率水平。
24.根据权利要求23所述的终端，其中所述接收机布置用于接收所述附加指令以设置不同于所述第一信号和第二信号的附加信号的各个功率水平，并且其中所述处理器配置用于基于所述指令和所述附加指令，独立地设置所述第一信号和第二信号以及所述附加信号的功率水平。
25.根据权利要求21或22所述的终端，将所述信号划分为两个或更多子集，并且其中所述接收机布置用于接收包括在每个子集中的信号的单个功率水平设置。
26.根据权利要求21或22所述的终端，其中所述第一谱带和第二谱带是非连续的。
27.根据权利要求21或22所述的终端，其中所述接收机布置用于接收基于上行链路测量将应用于所述第二功率水平的递增修正，并且其中所述处理器配置用于响应于所述递增修正并响应于附加测量来调整所述第二功率水平。
28.根据权利要求21或22所述的终端，其中所述接收机布置用于测量下行链路信号，并且其中所述处理器配置用于响应于经测量的下行链路信号来计算所述第二功率水平。
29.根据权利要求21或22所述的终端，其中所述接收机布置用于接收基于在所述聚合谱信号上执行的上行链路测量将应用于所述第一功率水平的递增修正，并且其中所述处理器配置用于响应于所述递增修正并响应于附加测量来调整所述第一功率水平。
30.根据权利要求21或22所述的终端，其中所述接收机布置用于测量下行链路信号，并且其中所述处理器配置用于响应于经测量的下行链路信号来计算所述第一功率水平。
31.根据权利要求30所述的终端，其中所述接收机布置用于接收将应用于所述第一功率水平的修正因子，其中所述第一功率水平是响应于所述经测量的下行链路信号而计算的。
32.根据权利要求31所述的终端，其中所述处理器配置用于响应于所述经测量的下行链路信号来计算所述第二功率水平，并且其中所述接收机布置用于接收将应用于经计算的第二功率水平的附加修正因子。
33.根据权利要求21或22所述的终端，其中所述发射机包括第一发射机链和第二发射机链，所述第一发射机链和第二发射机链用于放大将在相应的第一信号和第二信号中传输的所述经调制的数据，其中所述发射机链的每个包括可配置数字增益级和可配置模拟增益级中的至少一个，并且其中所述处理器配置用于通过配置所述第一发射机链中的所述数字增益级和所述模拟增益级中的至少一个，来设置所述第一功率水平。
34.根据权利要求33所述的终端，其中所述发射机链中的至少两个共享共同的可配置模拟增益级或数字增益级。
35.根据权利要求21或22所述的终端，其中所述发射机包括功率放大器(PA)，其可操作用于放大所述信号中的至少两个信号的所述经调制的数据，其中所述PA具有功率约束，并且其中所述处理器配置用于计算所述载波中的至少两个载波的功率水平，从而符合所述PA的所述功率约束。
36.一种无线通信终端，包括：
发射机，其布置用于对数据进行调制以产生聚合谱信号，所述聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号，以及以相应的第一功率水平和第二功率水平在所述第一信号和第二信号中传输经调制的数据；以及
处理器，其配置用于独立于所述第一功率水平来调整所述第二功率水平。
37.根据权利要求36所述的终端，其中所述发射机布置用于对所述数据进行调制以产生不止两个信号，并且其中所述处理器布置用于独立地调整每个所述信号的各个功率水平。
38.根据权利要求36所述的终端，其中每个所述信号都符合演进的通用陆地无线接入(E-UTRA)规范。
39.根据权利要求36所述的终端，其中所述第一谱带和第二谱带是非连续的。
40.根据权利要求36所述的终端，并且包括接收机，所述接收机被布置为接收一个或多个指令以设置所述第二功率水平，其中所述处理器被配置为响应于所述指令来调整所述第二功率水平。
41.一种用于通信的方法，包括：
在无线通信终端中，对数据进行调制以产生聚合谱信号，所述聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号，所述第一谱带和第二谱带中的每个包括多个子载波，以及以相应的第一功率水平和第二功率水平在所述第一信号和第二信号中传输经调制的数据；以及
独立于在所述第二信号中所述子载波上传输的所述经调制的数据的第二传输参数，来接收并处理下行链路信号，所述下行链路信号支配在所述第一信号中所述子载波上传输的所述经调制的数据的第一传输参数。
42.根据权利要求41所述的方法，其中接收所述下行链路信号包括接收一个或多个指令以便支配相应的第一信号和第二信号的第一功率水平和第二功率水平。
43.根据权利要求41所述的方法，其中处理所述下行链路信号包括独立于在所述第二信号中传输的所述经调制的数据的第二功率水平，来调整在所述第一信号中传输的所述经调制的数据的第一功率水平。
44.一种移动通信终端，包括：
发射机，用于在一时间间隔期间通过聚合谱中的至少第一信号载波和第二信号载波来传输经调制的数据；以及
功率控制模块，用于独立于在所述第二信号载波上传输的所述经调制的数据的功率特性，来控制在所述第一信号载波上传输的所述经调制的数据的功率特性。
45.根据权利要求44所述的终端，并且包括接收机，用于接收至少所述第一信号载波的功率控制信号，其中所述功率控制模块配置用于至少部分地基于所述功率控制信号，来控制在所述第一信号载波上传输的经调制的数据的功率特性。
46.根据权利要求44所述的终端，并且包括接收机，用于接收所述第一信号载波和所述第二信号载波的功率控制信号，其中所述功率控制模块配置用于基于所述第一信号载波的所述功率控制信号，来控制在所述第一信号载波上传输的所述经调制的数据的功率特性，并且配置用于基于所述第二信号载波的所述功率控制信号，来独立地控制在所述第二信号载波上传输的所述经调制的数据的功率特性。
47.根据权利要求44所述的终端，其中至少第一信号载波和第二信号载波位于非连续频谱中。
48.一种基站，包括：
接收机，其布置用于从无线通信终端接收至少第一载波和第二载波，在所述至少第一载波和第二载波上已经对数据进行了调制，并且在通信时间间隔期间已经以相应的第一功率水平和第二功率水平传输了所述至少第一载波和第二载波；
处理器，其配置用于产生一个或多个指令以独立于设置所述第二功率水平来设置所述第一功率水平；以及
发射机，其布置用于向所述无线通信终端传输所述一个或多个指令。
49.一种通信系统，包括：
基站；以及
无线通信终端，包括：
发射机，其布置用于对数据进行调制以产生聚合谱信号，所述聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号，并且布置用于以相应的第一功率水平和第二功率
水平在所述第一信号和第二信号中向基站传输经调制的数据；以及
接收机，其布置用于从所述基站接收一个或多个指令以设置所述第一功率水平；以及
处理器，其配置用于独立于设置所述第二功率水平来设置所述第一功率水平，其中基于所述指令来设置所述第一功率水平。
50.一种通信系统，包括：
基站；以及
无线通信终端，包括：
发射机，其布置用于对数据进行调制以产生聚合谱信号，所述聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中包括至少第一信号和第二信号，并且布置用于以相应的第一功率水平和第二功率水平在所述第一信号和第二信号中向基站传输经调制的数据；以及
处理器，其配置用于独立于所述第一功率水平来调整所述第二功率水平。
51.一种用于通信的方法，包括：
在无线通信终端中，对数据进行调制以产生聚合谱信号，所述聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中至少包括第一信号和第二信号，以及以相应的第一功率水平和第二功率水平在所述第一谱带和第二谱带中传输经调制的数据；
在所述无线通信终端处接收下行链路信号；以及
基于所述第二功率水平和对所述下行链路信号执行的测量来设置所述第一功率水平。
52.根据权利要求51所述的方法，其中每个所述信号都符合演进的通用陆地无线接入(E-UTRA)规范。
53.根据权利要求51所述的方法，其中传输所述经调制的数据包括：在所述第一非连续谱带和第二非连续谱带中传输所述经调制的数据。
54.一种无线通信终端，包括：
发射机，其布置用于对数据进行调制以产生聚合谱信号，所述聚合谱信号在相应的第一谱带和第二谱带中至少包括第一信号和第二信号，以及布置用于以相应的第一功率水平和第二功率水平在所述第一信号和第二信号中传输经调制的数据；
接收机，其布置用于接收下行链路信号；以及
处理器，其配置用于对所述下行链路信号执行测量，并且基于所述第二功率水平和所述测量来设置所述第一功率水平。
55.根据权利要求54所述的终端，其中每个所述信号都符合演进的通用陆地无线接入(E-UTRA)规范。
56.根据权利要求54所述的终端，其中所述第一谱带和第二谱带是非连续的。
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