CN102144366B - 用于改进无线通信系统中小区边缘数据吞吐量的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了用于在无线通信网络中自适应地发射数据的方法和设备，其中评估移动终端与活动集合中两个或更多基站之间的信道条件并将它们用于从包含至少多小区单频率网络发射模式和干扰协调点对点发射模式之一以及非干扰协调点对点发射模式的可用下行链路发射模式集合中选择发射模式。使用本文描述的动态发射模式选择，可以获得HSDPA系统中的较高小区边缘吞吐量。

Description

用于改进无线通信系统中小区边缘数据吞吐量的方法和设备

技术领域

本发明一般涉及无线通信系统，并且更具体地说，涉及用于改进蜂窝分组数据系统中下行链路数据发射速率的技术。

背景技术

在由第三代合作伙伴项目(3GPP)产生的第三代移动系统标准的版本99中规定的第一宽带码分多址(W-CDMA)网络相比先前的GSM/GPRS系统提供了显著改进的数据速率。每秒高达384千位的数据速率变得有可能，但是至少部分由于系统的电路交换架构，可同时服务的用户数很低。而且，这些最大数据速率尽管比之前可用的好得多，但是仍无法与在固定线路上可获得的数据速率有利地竞争。

为了改进数据服务质量，在3GPP规范的版本5和6中增加了高速分组接入(HSPA)功能性。HSPA通过其下行链路组件(高速下行链路分组接入或HSDPA)可向多个同时活动用户提供分组交换连接。HSPA的版本5使用QPSK和16-QAM调制方案提供1.8-14.4兆位/秒的下行链路数据速率。对这些标准的随后扩展增加了多输入多输出(MIMO)技术以及64-QAM调制方案的规范，从而允许峰值速率高达42兆位/秒。

HSDPA下行链路数据一般从单个小区发射，但是当采用MIMO时它可涉及从多个天线发射。在网络负载条件允许时改进具有好的接收条件的用户的可用峰值速率的希望推动了HSDPA的最初设计。移动终端由单个服务小区服务，并且在单个无线电链路上提供控制信令。在具有良好的信令和负载条件的情况下，来自相邻小区的干扰不是主要障碍。然而，在第一次构思和设计HSDPA的时候，未优先化更充分负载的系统中和干扰受限情形中的高速率覆盖。

因为HSDPA的系统设计在历史上聚焦在良性条件下的最大数据吞吐量上，所以操作在不太良好信号条件下的移动台没有从系统改进受益许多。例如，典型地用较高阶调制方案或MIMO方案未改进在小区边缘的下行链路数据吞吐量，原因在于来自相邻小区的干扰限制了在移动台可获得的信号干扰比(SIR)。先进的接收器诸如采用广义Rake(G-RAKE)技术的那些接收器能够抑制一些小区间干扰，但是来自相邻小区的干扰可能无法完全去除，原因在于噪声增强效应限制了实际接收器结构的干扰抑制能力。一般而言，单单来自更复杂接收器处理的链路级改进不足以消除小区间干扰的负面影响。

由此，存在对于改进的网络配置和资源分配技术的需要，以向靠近小区边缘定位的移动终端提供更高的下行链路数据速率，同时在系统级上保持高级别的数据吞吐量。

发明内容

公开了用于在无线通信网络中自适应地发射数据的方法和设备。在各种实施例中，移动终端与活动集合中的两个或更多基站之间的信道条件被评估并用于从可用下行链路发射模式集合中选择发射模式。这个集合包含至少多小区单频率网络发射模式和干扰协调点对点发射模式之一以及非干扰协调点对点发射模式。使用本文描述的动态发射模式选择技术和设备可以获得HSDPA系统中的更高小区边缘吞吐量。由此可总是更灵活且更有效地使用网络资源，在各种网络负载和信道条件下对于给定地理位置为用户提供最佳可行的服务。

在本发明的各种实施例中，服务小区基站或其它网络节点调整用于向靠近服务小区边界即在小区间干扰显著的位置定位的移动终端发射用户数据分组的发射模式。至少基于移动终端的关于活动集合中两个或更多小区中的每个小区的所测量信道质量的报告，发射模式控制器选择用于当前系统条件的最优发射模式。

相应地，根据本发明一些实施例的示范方法包括评估移动终端与活动集合中两个或更多基站之间的信道条件，并基于所述信道条件从可用下行链路发射模式集合中选择发射模式。可用发射集合包含非干扰协调点对点发射模式，其中只有服务小区与在常规HSPA系统中一样地向移动终端发射下行链路用户数据，而在活动集合中的其它小区与服务小区之间没有小区间协调。可用发射模式集合还包含至少多小区单频率网络发射模式(其中活动集合中的两个或更多小区使用相同加扰码向移动终端同时发射数据)以及干扰协调点对点发射模式或“循环”模式(其中在其间活动中的邻居小区完全避免发射任何下行链路HSDPA业务的调度的发射间隔中只从服务小区向移动终端发射下行链路数据)之一。

在本发明的一些实施例中，在移动终端执行信道条件的评估和发射模式的选择，在这种情况下，移动终端向服务基站发送所选发射模式的指示符以便用于配置该发射模式。在其它实施例中，在无线网络的固定侧上的控制节点处，诸如在服务基站或在无线电网络控制器处，基于由移动终端提供的信道质量数据，执行信道条件的评估和发射模式的选择。

在本发明的各种实施例中，信道质量数据的评估包括基于信道质量报告估计每一个可用下行链路发射模式的信号干扰比(SIR)或可获得下行链路数据速率。在这些实施例中，选择发射模式可包括选择具有最高估计下行链路数据速率和最高可获得下行链路数据速率的可用发射模式。在其它实施例中，可通过接连测试两个或更多可用下行链路发射模式以确定对应的可获得数据吞吐量来间接执行信道条件的评估。在这些实施例中，选择优选发射模式可包括只选择得出最高可获得数据吞吐量的所测试下行链路发射模式。

在一些实施例中，发射模式的选择还可基于移动终端的下行链路数据吞吐量要求、两个或更多基站中的一个或多个基站的当前下行链路负载信息，或二者。在又一些实施例中，在选择发射模式时可评估和使用其它标准；这些其它标准例如可包含由活动集合中的基站服务的一个或多个附加移动终端的信道条件、可获得数据速率或二者。

当然，本发明不限于上述特征和优点。实际上，本领域的技术人员在阅读了如下具体实施方式和看了附图后将认识到附加特征和优点。

附图说明

图1例证了无线通信网络的一部分。

图2例证了根据本发明一些实施例使用点对点发射模式的无线通信网络。

图3例证了多小区单频率网络发射模式。

图4例证了根据本发明一些实施例的干扰协调点对点发射模式。

图5例证了根据本发明一些实施例修改的无线电网络控制器。

图6是根据本发明一些实施例的移动终端的功能单元的框图。

图7是例证在无线通信网络中自适应地发射数据的示范方法的过程流程图。

图8是例证用于选择发射模式的示范方法的细节的另一个过程流程图。

图9是例证根据本发明用于在移动终端选择下行链路发射模式的示范方法的过程流程图。

图10描绘了用于示范网络配置的多个发射模式中的每个发射模式的估计SIR与非HSDPA载波负载。

具体实施方式

图1给出了一部分宽带CDMA/高速分组接入(W-CDMA/HSPA)系统100的简化视图，该系统包含修改成包含发射模式控制器160的基站110。正如将在下面更全面描述的一样，发射模式控制器160在本发明的一些实施例中可操作用于基于信道条件、载波负载等从可用模式集合中选择“最佳”或优选的下行链路发射模式。

移动终端140与服务基站110以及与邻居小区基站120和130通信。通过无线电网络控制器(RNC)150链接在一起的三个画出的小区全都属于移动终端的活动集合，并且每一个基站向移动终端140发送发射功率控制(TPC)命令以便控制移动终端的发射器功率。基站110是用于HSPA服务的服务小区；服务小区一般是对移动台最“可见”的小区，即，该基站能够向被服务终端提供最强的信号或具有最佳信号质量的信号。由此，服务基站110向移动终端140发射从RNC 150接收的下行链路数据分组，并从移动终端140接收信道质量报告(信道质量指示符或CQI)，用于确定应该使用哪种调制和编码方案。服务小区负责去往和来自移动终端140的无线电资源控制(RRC)，从而经由3GPP的HSPA规范定义的控制信道发送信令信息。

在多个常规蜂窝网络系统中，通过应用软切换(SHO)技术改进小区边界附近的无线覆盖。在采用SHO的系统中，从多个不同的小区向移动终端发送同样的信息符号。移动台通过每个无线电链路同时接收的信号在解码之前相干地解调和组合。在移动台的解码器处，SHO的影响只在解调后信号干扰比(SIR)方面有明显增大。在常规W-CDMA系统中，SHO中的每个小区使用它自己的加扰码；在解扩过程期间考虑这些不同的码。

用于提供改进覆盖的另一种方法是使用单频率网络(SFN)技术。这种方法类似于SHO方法，只是从每个小区发射的信号都是相同的，唯一区别是到达时间。在W-CDMA多媒体广播多播服务(MBMS)SFN配置中，来自所有小区的发射使用相同的扩展和加扰码，使得接收的信号结构一般与单个小区发射不可区分。有效的信道可以只显现为具有更长的延迟扩展。这种方法典型地用于其中在延伸区域上的许多用户要接收相同内容的多播发射。

SHO方法作为延伸HSDPA中的高速率覆盖的方式没有吸引力，原因在于多个相互非正交的加扰码的存在产生了甚至在理想条件下限制可获得的信号干扰比(SIR)的不可消减的干扰底限(floor)。SFN方法，即，使用相同的加扰码从多个小区发射，用于改进的HSDPA系统也是有问题的。如果单个公共加扰码用于在多个相邻小区中同时发射，则产生实际上更大的小区，从而限制可由网络和复杂网络计划处理的用户数量。如果与其它“常规”码并行使用HSDPA的公共加扰码，则与在SHO情形中一样出现类似的干扰问题。

可使用本发明的技术减轻这些问题。具体地说，服务小区(或者其它网络节点)可调整用于针对特定移动终端、诸如接近小区边缘定位的移动终端的下行链路分组的发射模式，其中小区间干扰可能是显著的。由此，在本发明的一些实施例中，发射模式控制器160由此可基于移动终端140与移动终端的活动集合中多个不同小区中的每个小区之间的信道条件从多个可用模式中选择发射模式。正如将在下面更详细描述的一样，发射模式由此可动态适应于信道条件和网络负载条件，改进不太理想的信号环境中移动终端的下行链路分组服务，同时允许将总体网络性能保持在高级别。

从中动态选择当前模式的可用发射模式集合包含“普通”发射模式，即，其中服务小区与在常规HSPA系统中一样地向移动终端发射下行链路数据的模式。这个模式实际上是在服务小区与相邻小区之间没有干扰协调的点对点发射模式。换句话说，相邻小区是同时活动的，向它们自己服务的移动终端发射HSPA信号，而没有任何小区间协调。图2中例证了这种情形，其中移动终端140由基站110服务，但是潜在地遭受来自其活动集合中其它基站诸如邻居小区基站120和130的干扰，这些邻居小区基站同时服务其它移动终端270。如果这个干扰不太高(例如，当移动终端140不靠近其服务小区的边缘时)，则网络发射模式控制器160选择常规点对点发射模式。在这种模式中，送往移动终端140的用户下行链路数据只转发给服务小区基站110以便向目标移动台进行HSDPA发射。

在本发明的一些实施例中，可用发射模式集合包含多小区单频率网络发射模式，其可(至少部分)基于主要信道条件对于到特定移动台的下行链路数据发射来动态选择。在这种情形下，当目标移动终端接近小区边缘时可触发这种情形，例如，活动集合中的两个或更多基站使用相同的加扰码向目标移动终端发射数据。换句话说，使用相同的加扰码从多个基站中的每个基站发射同样的高速物理下行链路共享信道(HS-PDSCH)信号。图3中例证了这种情形。在此，用户下行链路数据由发射模式控制器160调度以便在发射时间间隔(TTI)的特定集合期间发射，并与调度信息一起转发到活动集合中的两个或更多小区中的每个小区。在所画出的情形中，下行链路用户数据、(例如指定可应用的TTI的)调度信息和标识要使用的公共加扰码的信息从服务基站110转发到邻居小区基站120和130。然后下行链路用户数据由三个基站在调度间隔期间用相同的加扰码同时发射。移动终端140由此以单频率网络方式相干地接收和解码数据，从而获得相比点对点模式显著的功率增益。

在本发明的一些实施例中，可用发射模式集合可包含干扰协调点对点发射模式或“循环(round-robin)”模式。在这种模式中，用户下行链路数据在调度的发射间隔集合期间仅从服务小区基站发射。然而，在这些发射间隔期间，由一个或多个邻居小区基站进行的下行链路HSDPA发射暂时停止，由此降低在目标移动终端的干扰电平。图4中例证了这种情形。RNC 150将下行链路用户数据转发到服务小区基站110以便向目标移动台140发射。如在图4中所示的，用户数据由此在TTIτ1、τ2等中以点对点方式向移动终端140发射。然而，在服务基站110开始发射下行链路数据之前，发射模式控制器160首先向邻居基站120和130转发静寂调度信息，该静寂调度信息指示在其间其它基站不应该调度下行链路用户数据的间隔。由此，邻居基站120和130继续给它们相应服务的移动终端270提供HSDPA服务，但在规定的静寂间隔期间是静寂的。因为这个小区间干扰协调，移动终端140由此接收SIR比它在其它情况更高的目标发射。

在前面的讨论中，假设特定模式的适当发射模式的选择由服务基站110进行，具体地说由图1-4中例证的发射模式控制器160进行。用这种方法，一旦进行了发射模式的选择，就必要时向邻居小区转发调度信息和用户下行链路数据。尽管简化的框图例证下行链路数据和调度信息流过RNC 150，但本领域的技术人员将认识到，一些先进无线网络包含对等基站之间的直接接口，使得转发的调度信息和/或下行链路用户数据在某些情况下可直接从服务小区传递给邻居。

图1-4中画出的方法，其中发射模式控制器160实现为服务基站的一部分，与蜂窝网络设计中的最近趋势保持一致，以将更多的控制功能性推到最接近空中接口的网络节点中，由此允许更快速响应于改变的信号条件、负载条件等等。然而，本领域的技术人员将认识到，发射模式控制器160的功能性备选地可在无线系统中的另一个固定节点(诸如无线电网络控制器)处实现。由此，图5中画出了根据本发明修改的RNC 510。

RNC 510包含发射模式控制器520，其接收由服务小区转发的一个或多个移动终端的信道质量数据。在一些实施例中，发射模式控制器520还接收下行链路载波负载信息，在一些实施例中其可作为发射模式选择中的因素，如下面更详细描述的。基于给定移动终端的信道质量数据(其表征移动终端与终端的活动集合中的每个基站之间的信道条件)，发射模式控制器520选择适当的发射模式以便向移动终端发射下行链路分组数据。必要时，根据选择的模式，发射模式控制器520然后向移动终端活动集合中的一个或多个邻居小区和服务基站转发发射模式标识符、(例如，指定单频率网络操作或干扰协调点对点操作的可应用间隔的)调度信息和下行链路数据。

图6中例证了另一个备选方法，其画出了根据本发明修改为包含发射模式选择器630的移动终端600。用这种方法，移动终端600基于它与其活动集合中的各种基站之间的信道条件选择优选模式，并向网络发信号通知那个优选。如果网络条件允许的话，作为响应，服务小区或RNC建立优选发射模式。

由此，示范移动终端600包含天线640、常规无线电收发器610和常规基带信号处理单元620。发射模式选择器630从基带信号处理单元620接收信道测量数据，并使用该信道测量数据选择优选的发射模式。

信道测量数据例如可包含服务小区和一个或多个邻居小区的信号强度信息。如果来自服务小区的信号比从邻居接收的信号强很多，则在没有干扰协调的“普通”点对点模式可能是优选的。另一方面，如果来自服务小区的信号比较弱，而以相当的强度接收来自邻居小区的信号，则单频率网络发射模式或循环发射模式可能是优选的。正如将在下面更详细讨论的一样，发射模式选择器630(以及上面描述的发射模式控制器160和520)在一些实施例中可基于信道质量数据估计每一个可用模式的预计信号干扰比，并基于那些估计的SIR选择优选的发射模式。在一些情况下，发射模式选择器630或发射模式控制器160或520还可基于估计的SIR或测量的信道条件估计可获得数据速率，并基于估计的可获得数据速率选择发射模式。在选择过程中还可使用其它因子，诸如载波负载、与下行链路数据相关联的服务质量要求、信道条件和/或其它用户的数据吞吐量要求等等。

记住上面讨论的网络和装置配置，图7提供了例证用于在无线通信网络中自适应地发射数据的示范一般方法的过程流程图。本领域的技术人员将认识到，图7中画出的方法及其变型一般可应用于其中由固定网络节点、诸如服务小区基站或无线电网络控制器执行发射模式选择的本发明实施例。

如在先前讨论的一样，目标移动台一般连接到服务小区，并监视相邻小区。在存在几乎与服务小区一样强的任何邻居小区的情况下，移动终端将这些小区加到活动集合中，即，与这些小区软切换。它倾听并解码来自活动集合中每一个小区的功率控制命令，并相应地控制其发射器输出功率。本领域的技术人员将认识到，这些操作根据常规W-CDMA/HSPA技术。然而，在本发明的实施例中，终端还使用各种已知技术中的任何技术来测量活动集合中每一个小区的信道条件。经由服务小区定期向网络发射信道质量指示符(CQI)或其它信道质量报告。图7的过程流程图由此在这点开始(pick up)，如在块710所示出的，其中接收活动集合中的一个或多个邻居小区和服务小区的信道质量报告。

如在块720所示出的，发射模式控制器评估CQI报告并选择支持目标移动终端的下行链路发射模式。如上面参考图2-4所讨论的，可用发射模式集合可包含两个或更多备选，诸如：“普通”发射模式，如上面所讨论的其可视为非干扰协调点对点模式；“单播”或多小区单频率网络发射模式；以及“循环”或干扰协调点对点发射模式。

在发射模式控制器选择没有干扰协调的点对点模式即“普通”模式的情况下，则根据常规方法发射下行链路用户数据，如在块730所示出的。换句话说，在普通发射模式中，服务小区向移动终端发射数据，这独立于相邻小区向其它移动终端的下行链路发射。在块730的下行链路发射继续，只要数据会话进行就继续，或者直到触发了发射模式重新配置为止(未示出)，这例如可由定时器到期或信号条件或网络负载条件的显著改变引起。

如果发射模式控制器转而选择单频率网络发射模式，则通知控制活动集合中小区的一个(或多个)RNC。然后，一旦RNC接收到送往移动终端的数据，RNC就将下行链路用户数据不仅前向馈送到服务小区，而且前向馈送到活动集合中的其它小区，如在块740所示出的。RNC还提供调度信息，通知小区哪些时间发射间隔应该用于发射下行链路数据。然后对于活动集合中的所有小区，使用相同加扰码同时发射数据，如在块750所示出的。可预先(例如在连接建立时)提供有关使用哪个加扰码的信息，在这种情况下可使用(例如经由高速共享控制信道或HS-SCCH的)控制信令中的一位或多位通知移动终端使用来自预定集合中的哪个加扰码。另一个备选是，加扰码被指示为与下行链路用户数据发射一起发射的HS-SCCH内的消息。一旦接收到从活动集合中的所有小区同时发送的单播单频率网络分组，移动终端就相干地组合符号并解码分组。由此获得相干(功率)增益。

在一些实施例中，在与为同时单播发射调度的那些时间实例不同的时间实例期间，只有服务小区发射未成功解码的数据分组的重传。在这些实施例中，活动集合中的其它小区只发射下行链路用户数据的初始发射。用这种方法，简化了RNC与小区之间通过Iu/Iub接口的通信。在任何情况下，在块750的下行链路发射继续，只要数据会话进行就继续，或者直到触发了发射模式重新配置为止(未示出)，这例如可由定时器到期、所有调度间隔完成或信号条件或网络负载条件的显著改变引起。

如果发射模式控制器选择干扰协调点对点发射模式，则通知控制活动集合中的小区的一个(或多个)RNC。然后，一旦RNC接收到送往移动终端的数据，RNC就将下行链路用户数据前向馈送到服务小区，如在块760所示的。RNC还通知服务小区哪些时间间隔用于发射下行链路用户数据。RNC还指令活动集合中的其它小区在调度间隔期间不调度到任何移动终端的任何下行链路分组。这可采取“静寂间隔”调度信息的形式，如在块770所示的。由此，在用于干扰协调点对点发射的每一个调度间隔期间，服务小区是向任何移动终端发射下行链路业务信道(HS-PDSCH)的移动终端的活动集合中的唯一小区，如在块780所示的。

在需要重传错误分组的情况下，这些可在一个或多个调度的时间间隔期间从服务小区发射，原因在于不需要附加小区间协调。与其它发射模式一样，干扰协调点对点发射模式可继续，只要数据会话在进行就继续，或者直到触发了发射模式重新配置为止。

无论是在服务小区中、RNC中还是在移动终端中执行，一般都执行在任何给定时间要使用哪个发射模式的选择，使得获得更好的小区边缘吞吐量和/或系统容量。在上面用通用术语描述的方法中，优选发射模式的选择基于由移动台获取的信道质量测量。在一些实施例中，如在下面结合图8更充分描述的，服务小区或RNC基于每一个发射模式的估计SIR和/或每个模式的预计可获得数据速率选择发射模式，其中至少间接地根据从移动终端接收的信道质量报告导出估计的SIR和/或可获得的数据速率。在其它实施例中，反而可以使用“试错”方法，其中通过接连测试两个或更多可用下行链路发射模式以确定对应的可获得数据吞吐量来间接执行移动终端与活动集合中的基站之间的信道条件的评估。在这些实施例中，选择优选的发射模式可包括只选择得出最高可获得数据吞吐量的所测试下行链路发射模式。

在图8中描绘的示范方法中，发射模式控制器从移动终端接收表征移动终端与终端的活动集合中每一个小区之间的信道条件的CQI信息或移动终端测量数据。在一些实施例中，这个信息可简单地指示从活动集合中的每一个小区接收的功率电平。在各种实施例中，发射模式控制器还可具有表征移动终端的接收器能力的可用信息、当前网络负载数据和/或任何其它相关网络配置信息。

为了具体化的目的，考虑在目标移动终端的活动集合中具有N个小区的设置。另外假设，所报告的信道条件数据包含总的自己小区接收的功率(I₁)以及移动终端在“正常”HSDPA操作期间对于邻居小区观察到的干扰功率集合(I_k，k＝2，...，N)。接下来，假设活动集合中的每个小区的非HSDPA负载(a_k，k＝1，...，N)对于发射模式控制器是已知的。最后，假设目标移动终端是其小区中的唯一HSDPA用户。

在接收到活动集合中的服务和邻居小区的信道质量报告之后，如在图8的块810所示出的，发射模式控制器估计对应于每一个可用发射模式的检测后信号干扰比(SIR)，如在块820所示出的。对于给定示例，可获得SIR值可计算如下：

${\mathrm{SIR}}_A=\frac{(1-a_1)I_1}{\underset{k=2}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{I}_k},---\left(1\right)$

${\mathrm{SIR}}_B=\frac{{\left(\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{(1-a_k)I_k}\right)}^2}{\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(a_k{I}_k+\underset{l\≠k}{\mathrm{\Σ}}{I}_l)}$ ，以及                   (2)

${\mathrm{SIR}}_C=\frac{(1-a_1)I_1}{\underset{k=2}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_k{I}_k},---\left(3\right)$

其中SIR_A、SIR_B和SIR_C分别是普通点对点HSDPA发射模式、多小区单频率网络发射模式和干扰协调点对点发射模式的估计的检测后SIR。

如果使用不同的测量集合，则每个发射模式的SIR计算变得不同，但是本领域的技术人员将认识到，对于所有实际上感兴趣的测量情形，在具体发射模式下测量的量可转变成允许评估在其它发射模式下将达到的SIR值的形式。在当前示例中，假设所报告的I_k值已经反映了UE接收器的干扰抑制能力。然而，备选地，可在抑制之前报告I_k值。在这种实施例中，可向发射模式控制器提供指示目标移动终端的干扰抑制能力的附加信息，诸如移动终端具有可移除最强邻居小区干扰的指定部分的先进G-Rake接收器的指示。

在一些实施例中，可基于估计的SIR来估计每个发射模式的可获得数据速率，如在块830所示的。例如，可从由发射模式和SIR值索引的预先计算的查找表中检索对应于导出的SIR值的可获得数据速率。然后选择具有最高SIR或可获得速率的发射模式，如在块840示出的，并且发信号通知移动终端和无线网络固定侧中的其它参与节点。

如上面提到的，在本发明的一些实施例中，移动终端中的发射模式选择器可配置成选择优选发射模式。这通过图6中例证的移动终端600来例证，移动终端600包含发射模式选择器630。图9例证了用于选择可用这种移动终端实现的发射模式的示范方法。

移动终端开始于估计活动集合中的邻居小区和服务小区的信道质量，如在块910所示出的。与之前一样，在一些实施例中，这个信道质量估计过程可与测量接收的信号功率一样简单。在任何情况下，发射模式选择器使用对应于活动集合中每一个小区的估计的信道质量来估计每一个可用发射模式的下行链路SIR，如在块920所示出的。在一些实施例中，载波负载信息可用于移动终端的发射模式选择器，在这种情况下，SIR的计算可使用上面讨论的公式。然而，在其它实施例中，准确的载波负载信息不可用于移动终端。在这种情况下，反而可以使用公式(1)-(3)的简化型式。例如，上面所讨论的公式或其等效公式可修改成包含标称载波负载因子，而不是基于当前条件报告的负载因子。

在任何情况下，在估计对应于每一个可用发射模式的SIR之后，移动终端的发射模式选择器选择最适合其需要的发射模式，如在930所示出的，并向服务基站发送优选发射模式的指示符，如在940所示出的。如先前相对于发射模式选择的网络侧实现所讨论的，该选择可直接基于SIR，或基于每一个发射模式的估计的可获得数据速率。

本领域的技术人员将认识到，在其中移动终端选择优选发射模式的实施例中，活动集合的每一个成员的详细CQI信息不必发送到服务小区。虽然移动终端发信号通知的优选模式可能因为可用于移动终端的信息有限而相对于最大化网络容量不是最优的，但是它可提供允许有特权或“VIP”的移动终端在各种条件下获得最大下行链路数据吞吐量的机制。当然，网络可配置成根据网络条件、诸如负载而忽略或不考虑由移动终端发信号通知的优选发射模式。

下面描述最优选择任务的一个示例。考虑其中移动终端位于服务小区边缘的情况，活动集合中总共有N＝4个基站，大致与移动终端等距离。还假设，存在到每个基站的单路径传播信道，并且移动终端具有两个天线和G-Rake接收器，从而允许接收器抑制来自一个邻居小区的90％的干扰。(本领域的技术人员将认识到，对于数字例证，这种情形是简化的；这种方法可扩展到考虑弥散信道、活动集合中不同数量的小区或不一样的移动台-基站。)图10中的绘图示出了不同发射模式的所得到的解调后符号SIR值，其中绘制在x轴上的载波负载，即分配给不同于HS-PDSCH的信道的功率的部分，假设为对于所有4个基站都是相同的。对于载波负载的任何给定值，图10的绘图由此指示三个发射模式中的哪个得出最高SIR。

在绘图中所画出的示例情形中，作为没有干扰协调的常规点对点发射模式的“模式A”总是提供最低的SIR。这个结果直接从三个邻居小区中的每个邻居小区接收的功率电平等于来自服务小区的功率电平的假设得出。然而，在模式B、单频率网络发射模式和模式C、循环模式之间的折衷对于这种假设情形是不明显的。在非常低的负载级别，循环发射模式提供最高的SIR以及最高的对应可获得吞吐量，而多小区单频率网络方法在较高的非HSDPA负载级别提供较高的SIR。

当然，优化一个给定用户的SIR的标准可能总是或可能不总是适当的，这取决于网络使用状态。例如，如果在活动集合的所有小区中存在要以全利用率服务的用户，则应用多小区单频率网络模式或循环模式意味着1/N的平均有效占空比。在这种情况下(其中存在对于HSDPA服务的高需求)，尽管其所得到的每个移动台SIR值较低，仍可以优选常规点对点发射模式。另一方面，在HSDPA服务的利用率较低的情况下，对系统容量的最小影响可来自于使用备选发射模式之一。由于网络中的调度实体(例如服务小区中的发射模式控制器160或RNC中的520)可具有对负载和HSDPA利用信息的访问权，因此这些和其它类似方面可在发射模式之中进行选择中考虑。由此，例如，发射模式控制器可评估不同发射模式的不同小区中若干用户的可用速率，并选择最大化总吞吐量的发射模式。熟练的从业者将认识到在本发明的各种实施例中调度器可考虑的宽范围的网络利用参数和配置。

使用本文描述的发明技术，可以获得HSDPA系统中的更高小区边缘吞吐量。这又通过消除或减轻网络运营商的高速无线数据覆盖图上的“灰点(grey spots)”显著增强了用户体验。通过动态选择适当的发射模式，可以总是更有效地使用网络资源，从而在各种网络负载和信道条件下对于给定地理位置向用户提供最佳可能的服务。

尽管本文相对于HSDPA系统进行描述，如3GPP所规定的，但是本领域的技术人员将认识到，本文描述的技术和系统可在其它类型的无线系统中实现。概括地说，本文描述的信道质量估计和信号处理的各种方法及其变型可使用配置用于处理各种类型信号的无线接收器实现，各种类型信号包括但不限于根据宽带码分多址(W-CDMA)或cdma2000的标准格式化的通信信号。根据本发明实施例的可兼容接收器可采用G-RAKE处理、码片均衡、数字处理技术、连续干扰取消技术、干扰投射技术等等。

本领域的技术人员将认识到，本文描述的各种功能单元中的多个功能单元、诸如发射模式控制器160和520或发射模式选择器630可包括硬件、软件或它们的任何组合。在一些实施例中，这些单元可包括至少一个专用或通用微处理器电路(以包含DSP类型处理器)，其配置有适当软件和/或固件以执行本文描述的一种或多种方法和技术。在这种实施例中，发射模式控制器160或520或发射模式选择器630的上述功能例如可通过在适当时供应服务小区基站、无线电网络控制器或移动终端的存储/储存装置来获得，其中计算机程序包括对应于一个或多个所描述处理流程或其变型的程序指令。本领域的技术人员还将认识到，在一些实施例中，本文描述的发射模式控制器和发射模式选择器的各种功能可在两个或更多处理单元之间划分。实际上，在一些实施例中，这些功能甚至可在无线通信网络的两个或更多不同的节点之间划分，诸如在基站与无线电网络控制器之间。

概括地说，本公开的示教由此提供用于在无线通信网络中自适应地发射数据的技术和对应装置。在各种实施例中，移动终端与活动集合中的两个或更多基站之间的信道条件被评估并用于从可用下行链路发射模式集合中选择发射。这个集合包含至少多小区单频率网络发射模式和干扰协调点对点发射模式之一以及非干扰协调点对点发射模式。记住本文描述的方法和设备的变型，本领域的技术人员将认识到，本发明不限于以上论述，也不限于附图。而是，本发明仅由如下权利要求书及其合法等效方案限制。

Claims (26)

1.一种在无线通信网络中自适应地发射数据的方法，其中，允许所述网络使用单频率网络技术，所述方法包括：

评估（720）移动终端与活动集合中两个或更多基站之间的信道条件；

基于所述信道条件从可用下行链路发射模式集合中选择（720）最佳发射模式，所述集合包含多小区单频率网络发射模式和非干扰协调点对点发射模式，在所述多小区单频率网络发射模式中，来自所述两个或更多基站的发射全部使用相同的扩展码和加扰码。

2.如权利要求1所述的方法，其中在所述移动终端执行所述评估（910，920）和所述选择（930），还包括向服务所述移动终端的基站发射（940）所选发射模式的指示符。

3.如权利要求1所述的方法，其中在所述无线通信网络中的控制节点执行所述评估和所述选择，还包括根据所选发射模式发射（730；750）下行链路用户数据。

4.如权利要求3所述的方法，还包括从所述移动终端接收（710；810）对应于所述两个或更多基站中每个基站的信道质量报告，其中所述评估信道条件包括评估接收的信道质量报告。

5.如权利要求4所述的方法，其中评估接收的信道质量报告包括基于所述信道质量报告估计（830）每一个所述可用下行链路发射模式的下行链路数据速率，以及其中选择发射模式包括选择具有最高估计下行链路数据速率的可用发射模式。

6.如权利要求4所述的方法，其中评估接收的信道质量报告包括基于所述信道质量报告估计（820）每一个所述可用下行链路发射模式的下行链路信号干扰比，以及其中选择发射模式包括选择（840）具有最高估计下行链路信号干扰比的可用发射模式。

7.如权利要求6所述的方法，其中估计每一个所述可用下行链路发射模式的下行链路信号干扰比还基于每一个所述基站的下行链路载波负载信息。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述评估所述移动终端与所述两个或更多基站之间的信道条件包括接连测试两个或更多所述可用下行链路发射模式以确定到所述移动终端的对应可获得数据吞吐量，以及其中选择（840）所述发射模式包括选择具有最高可获得数据吞吐量的所测试下行链路发射模式。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述选择发射模式还基于至少所述移动终端的下行链路数据吞吐量要求和所述两个或更多基站中一个或多个基站的当前下行链路负载信息之一。

10.如权利要求1所述的方法，还包括评估由所述活动集合中的一个或多个基站服务的至少一个附加移动终端的其它用户信道条件、其它用户可获得数据速率或二者，以及还基于所述其它用户信道条件、其它用户可获得数据速率或二者选择所述发射模式。

11.如权利要求1所述的方法，还包括响应于所述多小区单频率网络发射模式的选择：

向所述活动集合中的所述基站发送单频率网络调度数据；以及

向所述基站转发下行链路用户数据以向所述移动终端同时发射。

12.如权利要求11所述的方法，还包括向所述活动集合中的每一个所述基站指示公共加扰码以用于向所述移动终端同时发射所述下行链路用户数据。

13.如权利要求1所述的方法，其中

如果来自所述两个或更多基站中的服务基站的信号比从所述两个或更多基站中的邻居基站接收的信号强得多，则选择所述发射模式为所述非干扰协调点对点发射模式；以及

如果以与来自所述服务基站的信号相当的强度接收来自所述邻居基站的信号，则选择所述发射模式为所述多小区单频率网络发射模式。

14.一种无线通信网络中的发射模式控制器（160；520），其中允许所述网络使用单频率网络技术，所述发射模式控制器（160；520）包括配置成执行如下操作的一个或多个处理电路：

评估移动终端与活动集合中两个或更多基站之间的信道条件；以及

基于所述信道条件从可用下行链路发射模式集合中选择最佳发射模式，所述集合包含多小区单频率网络发射模式和非干扰协调点对点发射模式，在所述多小区单频率网络发射模式中，来自所述两个或更多基站的发射全部使用相同的扩展码和加扰码。

15.如权利要求14所述的发射模式控制器（160；520），其中所述一个或多个处理电路还配置成调度一个或多个所述基站以根据所选的发射模式发射下行链路用户数据。

16.如权利要求14所述的发射模式控制器（160；520），其中所述一个或多个处理电路还配置成从所述移动终端接收对应于所述两个或更多基站中每个基站的信道质量报告，以及通过评估接收的信道质量报告评估所述信道条件。

17.如权利要求16所述的发射模式控制器（160；520），其中所述一个或多个处理电路配置成通过基于所述信道质量报告估计每一个所述可用下行链路发射模式的下行链路数据速率来评估接收的信道质量报告，以及通过选择具有最高估计下行链路数据速率的可用发射模式来选择发射模式。

18.如权利要求16所述的发射模式控制器（160；520），其中所述一个或多个处理电路配置成通过基于所述信道质量报告估计每一个所述可用下行链路发射模式的下行链路信号干扰比来评估接收的信道质量报告，以及通过选择具有最高估计下行链路信号干扰比的可用发射模式来选择发射模式。

19.如权利要求18所述的发射模式控制器（160；520），其中所述一个或多个处理电路配置成还基于每一个所述基站的下行链路载波负载信息估计每一个所述可用下行链路发射模式的下行链路信号干扰比。

20.如权利要求14所述的发射模式控制器（160；520），其中所述一个或多个处理电路配置成：

通过接连测试两个或更多所述可用下行链路发射模式以确定到移动终端的对应可获得数据吞吐量来评估所述移动终端与所述两个或更多基站之间的信道条件；以及

通过选择具有最高可获得数据吞吐量的所测试下行链路发射模式来选择所述发射模式。

21.如权利要求14所述的发射模式控制器（160；520），其中所述一个或多个处理电路配置成还基于至少所述移动终端的下行链路数据吞吐量要求和所述两个或更多基站中一个或多个基站的当前下行链路负载信息之一来选择所述发射模式。

22.如权利要求14所述的发射模式控制器（160；520），其中所述一个或多个处理电路还配置成评估由所述活动集合中的一个或多个基站服务的至少一个附加移动终端的其它用户信道条件、其它用户可获得数据速率或二者，以及还基于所述其它用户信道条件、其它用户可获得数据速率或二者选择所述发射模式。

23.如权利要求14所述的发射模式控制器（160；520），其中所述一个或多个处理电路还配置成响应于所述多小区单频率网络发射模式的选择：

向所述活动集合中的所述基站发送单频率网络调度数据；以及

向所述基站转发下行链路用户数据以向所述移动终端同时发射。

24.如权利要求23所述的发射模式控制器（160；520），其中所述一个或多个处理电路还配置成向所述活动集合中的每一个所述基站指示公共加扰码以用于向所述移动终端同时发射所述下行链路用户数据。

25.如权利要求14所述的发射模式控制器（160；520），其中所述一个或多个处理电路还配置成：

如果来自所述两个或更多基站中的服务基站的信号比从所述两个或更多基站中的邻居基站接收的信号强得多，则选择所述发射模式为所述非干扰协调点对点发射模式；以及

如果以与来自所述服务基站的信号相当的强度接收来自所述邻居基站的信号，则选择所述发射模式为所述多小区单频率网络发射模式。

26.一种无线通信网络的固定网络节点（510），包括根据权利要求14-25中任一项所述的发射模式控制器（520）。