CN103152809B - 控制无线通信系统内的小区间干扰的上行链路资源分配 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例利用TDD中无线电信道的互易性和FDD无线通信系统中平均上行链路和下行链路路径损耗之间的长期相关性使增强型上行链路系统中的分布调度器可以在优先管理小区间干扰电平时分配上行链路传输资源。每个小区基站以已知的发射功率电平发送下行链路基准信号。移动台监视来自多个基站的下行链路基准信号的接收信号强度。发送和接收的信号强度电平可以由移动台用来估计移动台的上行链路传输所引起的小区间干扰的大小，从而按此调整移动台的上行链路传输参数。在另一些实施例中，接收的基准信号功率电平或从中得出的值由移动台发送给它的服务基站，在服务基站内调度算法用这信息调整一个或多个与授予UE的上行链路传输资源有关的传输参数，从而控制移动台的上行链路传输所产生的小区间干扰。

Description

控制无线通信系统内的小区间干扰的上行链路资源分配

本申请是同一申请人的申请日为2006年7月20日的、申请号为200680030486.7（PCT/EP2006/064459）、发明名称为“控制无线通信系统内的小区间干扰的上行链路资源分配”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及控制无线通信系统中上行链路接入的干扰的控制设备和方法。本发明适用于（但并不局限于）通信资源访问，特别适用于通用陆地无线电接入（UTRA）宽带CDMA系统内所用的基于分组的数据的增强型上行链路，如在通用移动通信标准（UMTS）中所使用的。

背景技术

无线通信系统，例如蜂窝电话通信系统或专用移动无线电通信系统，通常提供配置在多个基站收发信机（BTS）与多个通常称为移动台（MS）的用户单元之间的无线电通信链路。

无线通信系统与诸如公共交换电话网（PSTN）之类的固定通信系统的区别主要是移动台在一些BTS覆盖区域间移动，而在这种情况下就会遇到不断改变的无线电传播环境。

在无线通信系统内，每个BTS各有与之关联的特定地理覆盖区域（或者说小区）。覆盖区域定义为BTS可以维持与在它的服务小区内工作的MS的可接受通信的特定范围。多个BTS的覆盖区域可以总合成一个大规模的覆盖区域。本发明的实施例将结合定义通用移动通信标准（UMTS）的包括时分双工（TD-CDMA）工作模式的一些部分的第三代移动通信合作伙伴计划（3GPP）予以说明。与本发明有关的从而全部内容都列为本申请参考予以引用的3GPP标准和技术版本包括3GPPTR25.211、TR25.212、TR25.213、TR25.214、TR25.215、TR25.808、TR25.221、TR25.222、TR25.223、TR25.224、TR25.225、TS25.309、TR25.804、TS21.101和TR21.905。这些3GPP文件可以从3GPP支持办公室（3GPPSupportOffice，650RoutedesLucioles，SophiaAntipolis，Valbonne，FRANCE）获得，也可以在因特网上从网址www.3gpp.org得到。

在UMTS术语中，BTS称为节点B，而用户设备（或移动台）称为用户设备（UE）。随着为无线通信业界的用户提供的服务的迅速开发，UE可以包括许多形式的通信设备，从移动电话机或无线电话机、个人数字助理（PDA）和MP-3播放器，一直到无线视频单元和无线因特网单元。

在UMTS术语中，从节点B到UE的通信链路称为下行链路信道。反之，从UE到节点B的通信链路称为上行链路信道。

在这样的无线通信系统内，存在一些同时使用可用通信资源的方法，使这样的通信资源可由许多用户（移动台）分享。这些方法有时称为多址技术。通常，在节点B与UE之间用一些通信资源（例如，通信信道、时隙、代码序列等）来承载话务，而用另一些信道来传送诸如呼叫寻呼之类的控制信息。

值得注意的是在系统层次结构内物理层与媒体访问控制（MAC）之间存在一些传送信道。传送信道可以定义数据怎样通过无线电接口传送。在MAC与无线电链路控制（RLC）/无线电资源控制（RRC）层之间存在一些逻辑信道。逻辑信道定义传送什么。物理信道定义通过无线电接口，即在UE和节点B的层1实体之间，实际发送什么。

存在一些多址技术，从而可以按照属性划分有限的通信资源，诸如：（i）频分多址（FDMA），将多个不同频率的信道中的一个信道分配给特定的移动台，供在呼叫持续时间期间使用；（ii）时分多址（TDMA），通过将每个通信资源，例如通信系统内所用的一个频率信道，分成许多不同的时间段（时隙、帧等），使在一些用户之间可以共享该通信资源；以及（iii）码分多址（CDMA），在所有时间段使用所有的各相应频率实现通信，通过为每个通信分配一个特定的代码来共享资源，将有用信号与不希望的信号相区别。

在这样一些多址技术内，配置不同的双工（双向通信）路径。这样一些路径可以配置成频分双工（FDD）的配置，一个频率专用于上行链路通信，而另一个频率专用于下行链路通信。或者，路径可以配置成时分双工（TDD），根据不同情况，第一时段专用于上行链路通信，而第二时段专用于下行链路通信。

目前的通信系统，无论是无线的还是有线的，都需要在通信单元之间传送数据。数据在这里包括信令信息和诸如数据、视频和音频通信之类的业务。需要有效和高效地提供这样的数据传送，以优化有限通信资源的使用。

最近3GPP的焦点业已在引进和推广“增强型上行链路”功能上，以为上行链路的基于分组的数据提供快速的系统资源调度和分配，作为对HSDPA（高速下行链路分组访问）的回馈。在HSDPA（下行链路）内，调度（或下行链路资源分配）实体设置在节点B的网络实体内（以前调度由无线电网络控制器RNC执行）。调度器驻留在称为MAC-hs的新的MAC实体内。

对于HSDPA来说，调度通常分布在各个节点B，从而不支持下行链路的软越区切换（宏分集）。也就是说，每个小区内有一个调度器，它们基本上或者完全不知道其他小区内作出的调度决策。每个调度器独立地进行工作。反馈以信道质量信息（CQI）的形式由UE提供给调度器。这信息使调度器可以调节每个用户的具体C/（N+I）（即载波与噪声加干扰功率之比）处境。如果其他小区内的调度器产生对一个UE的干扰，这反映在向这个UE的服务小区调度器的CQI报告中，调度器可以作为响应调整链路参数，以维持基站与UE之间的可接受的无线电通信质量或可靠性。可以按照UE的CQI反馈调整的参数的例子包括：（i）数据率；（ii）发射功率；（iii）调制格式（QPSK/16-QAM）；以及（iv）所用的FEC编码度。

首先实现了FDD3GPP变型的增强型上行链路功能。在这种情况下，调度器设置在节点B内（在所谓的MAC-e功能内部）。由于将调度功能设置在节点B内，使调度职能大大分散。然而，由于来自UE的上行链路信号可以显著地干扰其他小区的工作，因此在不同小区的调度器之间需要进行某种程度的协调。

对于FDD内的上行链路来说也支持软越区切换，这也需要实际接收到UE传输的所有基站对UE进行某种控制或反馈。可以类似地将这认为是小区之间调度器协调的一种形式。

参见图1a，通过非服务小区（即“活动组”内的小区003和004而不是主控小区002）向UE001提供反馈已为FDD增强型上行链路提供了小区调度器之间的协调。“活动组”定义为由主动地接收来自UE101的上行链路传输的小区组成的组。由于在FDDWCDMA内来自每个用户的上行链路信号与其他用户的上行链路信号相互干扰，因此来自UE101的传输在小区003和004内导致某种程度的干扰。在活动组的节点B（002、003和004）之间没有明确的直接协调，协调是通过对UE的控制反馈来实现的。

对UE发射功率和数据率的控制采取从多个小区向同一个UE发送的授权命令的形式。UE接收来自服务小区的“绝对”授权，并且还可以接收来自活动组内邻近小区的“相对”授权。绝对授权信道（E-AGCH）007由服务小区调度器用来向UE传送它可以使用哪些资源的信息。在FDDWCDMA内上行链路资源通常考虑为“热噪声提升（Rise-over-Thermal）”（RoT）资源，对于基站来说允许的接收干扰电平门限（相对接收机内的热噪声）被设定，每个用户实际上被授予这个允许的接收干扰功率的一小部分。随着允许的RoT设置点增大，基站处的干扰电平也增大，从而使对UE信号的检测更为困难。因此，RoT增大的结果是小区覆盖区域减小。所以，对于给定的部署必须正确配置RoT设置点，以保证满足所希望的系统覆盖。

如果用户处在一个小区的边界，他的上行链路传输就可能显著地影响在相邻小区内所观察到的接收干扰电平，从而可能使相邻小区内超过允许的干扰目标。这可能减小相邻小区的覆盖和使相邻小区内无线电通信质量降低。这是不希望的，因为一个小区内的调度器所作出的决策可能对另一个小区的覆盖或吞吐量有不利的（有时甚至是灾难性的）影响。因此，对于这种情况需要有某种形式的优先或反应性的行动来进行调节。

对于FDDWCDMA增强型上行链路，所采取的是反应性的（而不是优先性的）行动。反应性的行动呈现为分别来自相邻小区004和003的E-RGCH反馈命令005、006，特定的调度器在它的小区内受到上行链路信号的过度干扰时可以用这命令来使UE的发射功率降低。

因此，在调度器之间可以实现上行链路干扰协调而不需要节点B之间进行直接通信。这是有益的，因为可以在网络侧保留分布式调度体系结构（调度器不需要相互通信），这使调度器可以设置在节点B内，有助于加快调度、降低执行时间和加快对转发的响应。在使用混合ARQ（H-ARQ）时，这也是有益的，因为可以将转发合并在节点B的软缓存器内，从而避免了需要通过节点B/RNC接口（Iub）中继软信息。

对于TDD来说，通常不支持小区站点之间的上行链路软越区切换。当前也不要求UE对服务小区之外的任何小区在下行链路上发送的信息解码。因此，用来自服务小区的E-AGCH和来自相邻小区的E-RGCH来控制系统各处的小区间干扰电平的FDD解决方案对于TDD增强型上行链路是不合适的。可以采用要求UE收听来自多个小区的命令，以便可以使用同样的E-RGCH反馈方案。然而，这将显著地增大UE接收机的复杂性，因此这不是具有吸引力的解决方案。参见图1b，UE011与它的服务节点B012进行TDD通信017，然而UE011的上行链路也引起对节点B013和014所服务的相邻小区的干扰。

因此，必须寻求其他控制上行链路小区间干扰的机制。同样有益的是，寻求可以在分布式调度体系结构内起作用的对这个问题的解决方案，在这种分布式调度体系结构内每个小区或每个节点B各有一个调度器，而每个调度器可以与其他小区的调度器独立地进行工作。这样就可以保留分布式体系结构的优点。这些优点包括：（i）调度较快；（ii）传输执行时间较短；（iii）对转发的响应较快：（iv）不需要小区间或站点间通信接口；（v）减小网络复杂性；以及（vi）有利于混合自动重发请求H-ARQ的体系结构。

发明内容

本发明的实施例利用TDD和FDD无线通信系统内无线电信道的互易性使增强型上行链路系统内的分布调度器可以优先控制小区间干扰电平。每个小区的基站发送下行链路基准信号（或所谓的“信标”信号）。（在发射机的）信标信号的发射功率对于UE来说是已知的，因为这功率编码在信标信号上（和/或可以是一个缺省值）。UE监视来自一个或多个基站的下行链路信标信号的（在UE所接收的）接收信号强度（接收信号代码功率，RSCP）。UE利用各个基站（节点B）的发射和接收信标信号功率电平来控制UE由于它的上行链路传输而产生的小区间干扰的大小。在另一些实施例中，发射和接收信标信号功率电平，或者从中得出的一些值，由UE发送给它的服务节点B（基站），在那里用传输参数调度机制将上行链路传输参数许可(grant)授予UE，从而控制UE的上行链路传输所产生的小区间干扰。由于不需要UE接收来自其他（非服务）小区的控制信号的数据内容，因此本发明的实施例方便地适应当前3GPPTDD体系结构的特征，而且避免了较大地增大UE接收机的复杂性。

附图说明

图1a例示了FDD无线通信系统内移动台与服务小区和活动组内各成员通信的情况；

图1b例示了TDD无线通信系统内移动台与服务小区通信和干扰相邻小区的情况，注意：虽然在TDD标准内不支持软越区切换（不包括支持信令），但可以设想在其他或类似的系统内可以实现“收听”小区外UE信号的节点B和系统，以对这些信号解码后向上转给RNC或其他中心点或网络实体进行组合；

图2a例示了处于小区间干扰最小的良好无线电传播状况（“高几何”形势）的移动台的上行链路状况。

图2b例示了处于困难无线电传播状况（“低几何”形势）的移动台的上行链路状况。

图3a例示了处于良好无线电传播状况（“高几何”形势）的移动台的下行链路状况。

图3b例示了处于困难无线电传播状况（“低几何”形势）的移动台的下行链路状况。

图4a例示了现有技术的公平（平等）功率调度的方法。

图4b例示了本发明的按几何功率调度的实施例。

图5例示了按照本发明的实施例设计的UE和节点B的MAC-e层之间的通信情况。

图6例示了按照本发明的实施例设计的调度器的工作情况。

图7a例示了按照本发明的实施例设计的由服务节点B为UE分配上行链路资源许可的方法。

图7b例示了按照本发明的另一个实施例设计的由服务节点B为UE分配上行链路资源许可的方法。

图8例示了对上行链路资源许可定标的方法的实施例。

图9为例示本发明的实施例的系统方框图。

具体实施方式

除非另有定义，在这里所用的所有科技术语具有与一般熟悉本发明所属技术领域的人员通常所理解的相同的意义。所涉及的所有专利、申请、发表的申请及其他出版物它们的全部内容在这里都列为参考予以引用。如果在本节中所给出的定义与在这里列为参考予以引用的申请、所发表的申请及其他出版物相反或者不一致，应以在本节中所给出的定义为准。

如在这里所使用的，所谓“一个”是指“至少一个”或“一个或多个”。

参见图2a和2b，UE201与它的服务节点B（基站）202通信。上行链路信号也到达相邻小区的节点B203和204。系统内，在每个UE（标为“i”）与每个节点B基站接收机（标为“j”）之间有信号路径增益。UE“i”与节点B基站接收机“j”之间的路径增益，对于节点B204、202和203分别标为g_ij207、205和206。接近服务节点B的UE通常具有高的对于该小区的路径增益（示为粗箭头），而可能具有低的对于其他小区的路径增益（示为细箭头）。例如，图2a中的路径增益205大，因此标为粗箭头。

对于来自第i个UE的给定传输，在它的服务小区（J）处接收到的功率与在所有其他小区处接收到的功率的和之比称为“几何（geometry）”（Φ）：

${\mathrm{\Φ}}_i=\frac{g_{\mathrm{iJ}}}{\underset{j\≠J}{\mathrm{\Σ}}{g}_{\mathrm{ij}}}---\left[1\right]$

具有高几何的用户与相邻小区的干扰通常比具有低几何的UE的小。因此，如果调度器知道每个UE的几何就是有益的，因为在将调度许可值发送给这些用户前就可以预测UE所引起的小区间干扰的大小，从而就可以对小区间干扰进行管理和控制。

图2a和2b示出了分别在高几何和低几何的情况下具有高和低几何的用户，其中传输路径箭头的宽度表示路径增益（较宽的箭头表示较高的路径增益）。

用户的几何可以由网络根据每个基站接收到的上行链路信号功率计算。然而，这要求在给定UE的服务节点B处采集对于这个UE的接收信号功率测量结果，这需要在服务节点B与相邻小区内的节点B之间建立新的通信链路（而这正是我们试图避免的）。

或者，也可以是在其他中心点（诸如无线电网络控制器RNC）处采集对于给定UE的接收功率测量结果再转发给UE的服务节点B。遗憾的是，这涉及测量信息在网络内的传输延迟，从而意味着信息在可以被调度器使用前就已经“老”了。而且，这样做还要增添网络内的信令开销。

本发明的一个实施例将信道互易性用于TDD，以避免以上所讨论到的问题。对于TDD来说，因为下行链路信道和上行链路信道是可互易的，因此几何（或相应的路径增益gij）可以由UE对下行链路基准或信标信号进行测量，再将测量结果发给服务节点B，供调度过程使用。对于3GPPTDDWCDMA系统来说，已经存在这样的下行链路信标信号。它们以固定的基准功率（为每个小区配置的）在每个无线电话帧内发送一次或两次。它们设置在与主同步信号相同的时隙内，这使UE可以发现信标时隙的位置。因此，UE有可能及时确定来自各个小区（包括服务小区）的信标传输的位置，测量包括服务小区在内的这些信标传输的接收信号代码功率电平（RSCP）。

信标信号的发射基准功率在每个小区的信标传输本身内标明。因此，参见图3a和3b，UE201可以收听到来自基站的信标传输（例如，分别来自节点B202、203和204的信标传输205、206和207）。每个信标传输含有一个基准序列或导频信号，UE测量这部分信号的强度足以提供所希望的RSCP测量结果。UE不必对相邻小区信标信号所承载的信息内容解码。与各信标信号相应的基准发射功率电平可以在服务小区信标信号的信息内容内发给UE，或者也可以是，UE可以自己对相邻小区信标信号信息进行解码。但不论是哪种情况，对于每个小区（j），UE（i）于是能计算出路径增益：

$g_{\mathrm{ij}}=\frac{{\mathrm{RSCP}}_j}{P_j^{\mathrm{ref}}}---\left[2\right]$

在一个实施例中，通过对于每个小区进行这样的计算，UE显然可以通过式[1]计算出自身的几何Φ_I，将此报告给网络，供上行链路调度过程使用。

在另一些实施例中，可以得出类似或有关的度量（品质因数），诸如服务小区（J）的路径增益与最强的相邻小区（K）的路径增益之比：

${\mathrm{\Φ}}_i^{\′}=\frac{g_{\mathrm{ij}}}{g_{\mathrm{iK}}}---\left[3\right]$

在其他一些实施例中，在基准发射功率电平相等而来自多个小区的信标信号在一段公共的时间上发射时，UE可以通过取对服务小区所测得的RSCP与剩余的非服务小区功率ISCP之比来近似地估计式[1]的Φ_i。ISCP为UE所测得的总小区间干扰加热噪声（即，非服务小区的接收功率之和）。如所提到的那样，这种近似假设对于网络内的所有小区都是相同的，而在信标时隙上只有信标信号发射，因此ISCP近似等于所有j≠J的RSCP_j之和。

${\mathrm{\Φ}}_i^{\′\′}=\frac{{\mathrm{RSCP}}_J}{\mathrm{ISCP}}---\left[4\right]$

ISCP可以用一些已知的方式估计，在这里说明两个例子。在第一个例子中，重建服务小区信标信号的无噪声部分，再将这部分从复合接收信号中减去。然后测量剩余信号的功率，提供所需的ISCP估计。在第二个例子中，测量复合信号（含有来自多个小区的信标信号）的总功率“T”，再单独测量服务小区信号的功率（RSCP_J）。然后，将ISCP估计为T-RSCP_J，因此：

${\mathrm{\Φ}}_i^{\′\′\′}=\frac{{\mathrm{RSCP}}_J}{(T-{\mathrm{RSCP}}_J)}---\left[5\right]$

其中，ISCP为UE所测得的总的小区间干扰加热噪声（即，非服务小区的接收功率之和）。注意，这种近似假设对于网络内的所有小区都是相同的，而在信标时隙上只有信标信号发射，因此ISCP近似等于所有j≠J的RSCP_j之和。

在另一个实施例中，UE可以向服务节点B报告它所接收的一个个RSCP_j值，而由服务节点B本身计算几何或其他度量，提供给调度过程。在服务节点B处计算几何或其他度量可以从UE卸下计算负荷，然而其代价是UE要向服务节点B发送较多的数据。

在这些情况下，几何（或其近似形式）信息传送给与各具体UE关联的服务节点B内的基站调度器。调度器于是可以优先通过调度UE避免过度的小区间干扰，使得它的传输到达相邻小区不会有过大的功率。在这点上，式[3]的几何值特别有用，因为任何相邻小区处的最大接收信号电平（即，最强的接收信号电平）可以直接计算，如果UE的发射功率（或在服务小区内的接收功率）已知的话。于是可以知道所有其他小区内的接收功率电平都小于这个值，从而在某些程度上可以认为是可以忽略的。

按照UE的几何调度给它们的上行链路资源必然意味着对于具有低几何的UE应降低每个时隙的传输率，而对于具有高几何的用户应提高每个时隙的传输率。有益的是，这可以表明在系统容量方面具有另一些得益。通常将对上行链路调度的资源认为为接收C/（N+I）资源，或者热噪声提升（RoT）资源。与调度给每个用户相等的一小部分所指配的上行链路资源的情况相比，在调度给用户与它们的几何成比例的上行链路资源量时，对于每个小区内所调度的给定总资源量来说所产生的总小区间干扰就比较小。

在另一些实施例中，无论是对于TDD系统还是对于FDD系统，UE可以自主地使用信标信号RSCP的测量结果来控制它自身的上行链路传输特征，而不是等待从服务节点B的调度器返回的命令。这可以有益地根据比基站调度器在授予传输资源时所用的更为新近的在UE处的路径损耗测量信息实现极快速的辅助干扰控制。然后，可以将经更新的测量结果发给基站调度器，如在前面的一些实施例中所说明的那样。基站调度器于是可以将这些经更新的测量结果用于基站的进一步调度决策。本发明的实施例也可以用于FDD无线通信系统。虽然对于FDD系统来说上行链路和下行链路的传输频率是不同的，而不是象在TDD系统内那样是共同的，但是下行链路传输路径增益可以提供不大精确但可用的对特定节点B与UE之间的上行链路传输路径增益的较长期估计。

图4a和4b图示了平等调度与按几何比例调度之间的差别。在现有技术的图4a中，指配给每个用户分配给服务小区用户的总接收功率的相等的一小部分（406、405、404和403）。在本发明的如图4b所示的实施例中，接收功率资源由用户按照它们的几何（用户1406具有最高几何而用户4403具有最低几何）分享。在图4a和4b中，401和402分别表示热噪声和小区间干扰的背景电平。

在实现按几何比例调度时，调度器可以保证每个用户产生与其他用户相同的（或类似的）小区间干扰电平，无论它们的几何情况如何。这与每个用户所引起的小区间干扰的程度与用户的几何成反比的平等调度情况相反。因而，在平等调度的情况下，系统通常受只是少数一些低几何用户限制，这不利于高几何用户。通过更为公平地在用户中分享每个用户的小区间“成本”（如在按几何比例分享的情况），系统就不大受这些最坏情况的用户的连累，从而系统容量可以增大。

在本发明的一个实施例中，考虑了3GPPTDD增强型上行链路系统，其中每个UE测量来自多个相邻小区的下行链路信标RSCP（可以用主同步信道来确定信标传输的位置）。UE还对一个或多个信标信号上含有的系统信息解码，检索出每个小区的信标基准发射功率利用这信息，UE可以计算对于服务小区和对于相邻小区的路径增益（通过式[2]）。然后，这些UE通过式[1]计算出几何或根据所估计的路径增益计算出类似的度量，将这信息发给服务小区节点B内负责上行链路调度的MAC-e实体。由于TDD无线电信道的互易性（上行链路和下行链路传输用的是相同的频率），这几何信息与上行链路相应，即使它是在下行链路上测量的。这个几何信息也可以用于FDD系统，只是上行链路与下行链路信道可能不大相关，因此需要使用经平均或滤波的下行链路接收信号功率测量结果或路径增益，从而使干扰控制响应时间增添了延迟。

不失一般性，反馈信息可以包含在实际增强型上行链路传输内或在实际增强型上行链路传输内多路复用，或者也可以承载在所关联的控制信道上。反馈信令在UE内的MAC-e实体与服务小区节点B内的MAC-e实体之间传送，如图5所示。

网络（UTRAN）包括一些无线电网络控制器（RNC），各对着多个小区站点（节点B）。每个节点B含有一个负责调度一个或多个受节点B支持的小区或扇区的MAC-e实体。调度器不需要站点之间的协调，因此就不需要节点B对节点B的接口。当然，处理同一个节点B所对着的不同小区的调度器可以在节点B内通信，如果这种实现规定的话。

调度器负责使上行链路干扰资源在各用户间共享。干扰资源包括小区内干扰部分和小区间干扰部分，规定为允许的相对热噪声的干扰电平（所谓的热噪声提升，RoT）。

TDDWCDMA接收机可以包括能消除来自其他服务小区用户的一些能量的联合检测接收机。然而，这种消除过程并不完善，可能还剩下一些剩余干扰。来自每个用户的剩余干扰在某种程度上会与从该用户接收到的功率成比例地改变。因此，授予在基站有较大接收功率的用户将比授予较低接收功率份额的用户具有较高的小区内“成本”。

调度器能计算/估计每个UE（i）的小区内成本因子（F_intra），小区内成本因子在乘以假设的接收功率许可值（grant）时就得到与该许可值关联的绝对小区内成本。成本因子例如可以简单地就是一个与联合检测过程效率有关的固定标量（0...1）。例如：

F_intra,i=1-JDefficiency[6]

COST_intra,i=F_intra,i×grant_i[7]

每个用户向服务小区的传输还将出现在相邻小区接收机处，电平与在服务小区内的所授予的接收功率和对于服务小区的路径增益与对于特定相邻小区的路径增益之比相应。被授予在服务小区有较大接收功率的用户将比授予较小功率的用户将对相邻小区有更大的干扰。此外，具有低几何的用户将比具有高几何的用户对相邻小区有较大的干扰。

至于小区内情况，调度器可以确定与授予给定UE的接收功率资源的假设许可值关联的总小区间“成本”因子（F_inter）。这个成本因子取决于用户的几何（Φ）。在将成本因子乘以许可值（grant）时，就得到绝对小区间成本。例如：

$F_{\mathrm{inter},i}=\frac{1}{{\mathrm{\Φ}}_i}---\left[8\right]$

COST_inter,i=F_inter,i×grant[9]

利用小区内和小区间成本的概念，调度器在调度中可以按照公平准则将许可的小区内和小区间成本分摊给各个UE。

对于平等调度，小区内受一个特定调度器管理的每个受调度的用户应该接收到一个相等的接收功率许可值。这些相等的功率许可值的成本之和应不超过允许的总小区内或小区间成本（这些成本设置成保持特定的排出量或系统可靠性/稳定性）。

对于按几何比例调度的情况，小区内受一个特定的调度器管理的每个受调度用户应接收到与他的几何成比例的接收功率许可值。同样，这些功率许可值的成本之和不应超过允许的总小区内或小区间成本。

也可以实现在平等调度与按几何比例调度方法之间的不同程度的公平，其中功率许可值用为几何因子与表示公平参数的常数之和的因子定标。图6例示了这种调度过程的一个实施例。通过考虑用户的几何和公平参数的设置，可以实现一种调度方案，这种调度方案可以：（i）预测授予UE的假设许可值对所产生的小区间干扰的电平的影响；（ii）优先控制和管理系统内的小区间干扰；（iii）维持所希望的对网络各处小区的覆盖区域；保留具有延迟小、转发快和H-ARQ优点的分布式调度体系结构；（iv）不需要其他小区的为了控制干扰电平的下行链路反馈信令开销；以及（v）不需要UE接收机对来自多个小区的消息进行收听和解码，因此不会增大UE接收机的复杂性。

图7a为例示按照本发明的一个实施例设计的在受到允许的总小区间和小区内成本约束的情况下计算受服务的每个UE的上行链路资源许可值的过程的方框图。在这个具体实施例中，在步骤701，UE监视来自服务小区和相邻小区的节点B的RSCP。在步骤702，UE将监视到的RSCP发送给它的服务节点B，供随后处理。在步骤703，服务节点B从UE接收监视到的RSCP，再在步骤704，按TDD信道的互易性根据相应下行链路路径估计UE与服务和活动组节点B之间的上行链路路径增益。在步骤705，用所估计的上行链路路径增益来计算受服务的每个UE的几何值（或类似的品质因数，如上所述）。在步骤706，节点B例如按照以上式8和9计算受一个特定节点服务的每个UE的小区间和小区内成本因子。

图7b为另一个实施例，其中上行链路路径增益估计计算（步骤704）和几何值或类似品质因数计算（705）由UE而不是服务节点B执行。这可以减小必需的从UE到节点B的反馈通信带宽，但其代价是增加了UE的计算带宽、存储器和功耗。它还可以意味着传送较少的总信息内容（例如，可以丢失专用于对每个单独的小区的路径增益的信息），因此将信令效率与信息内容和调度性能作了折衷。

图8示出了图7a和7b中的步骤707的实施例，其中将所有小区内成本和所有小区间成本分别相加（步骤801和802），再在步骤803与相应的成本目标进行比较。取决于小区内总成本较高还是小区间总成本较高，将每个受服务的UE的上行链路资源许可值用允许的总小区间（或相应小区内）成本之比定标，使得最大的（小区间或小区内）成本目标不被超过。可以根据需要重复地应用这个过程。虽然如在图7这个实施例中所示，步骤703至707在服务节点B处（具体由服务节点B的MACe）执行，但小区内和/或小区间成本可以由UE估计，将传输参数调整成使UE不超过在服务和/或相邻小区内的预定干扰目标。

图9例示了本发明的另一个实施例的硬件实施例。UE908包括信号连接装置909，用来连接接收机913、发射机910、天线开关或双工器914、处理器911和存储器912，如在无线通信用户设备技术领域内众所周知。天线开关或双工器914与UE的发送和接收无线电信号的天线915连接。901和917为节点B，与它们各自的天线906和922连接。节点B901可以基本上与节点B917相同，只是为了例示起见假设节点B917为UE908的服务节点。方框903为发射机，方框904为控制器，而方框905为电子存储器。方框902为信号互连装置。处理器904在一组存储在存储器905内的计算机指令控制下使发射机903将RSCP发送给UE908。UE908监视基准信号（信标信号），测量相应的接收功率电平（“RSCP”），在一个实施例中将它们中继给它的服务节点B，供随后处理。接收信号功率电平可以通过诸如模拟接收信号强度指示（RSSI）电路之类的模拟技术测量或用数字信号处理技术估计，如在该技术领域内众所周知。在另一个实施例中，UE908可以执行对RSCP传输的附加处理，而将处理结果发送给服务节点B917。服务节点B内的方框919为接收机，方框920为控制器，方框921为电子存储器，而方框918是信号连接装置。服务节点B的控制器920包含在电子存储器921内，用来按照以上所讨论到的至少一个实施例计算授予每个受服务的UE的上行链路资源许可值。控制器920可以调整的改变UE的小区内和小区间上行链路成本的上行链路传输参数包括（但不局限于）：（i）数据率；（ii）发射功率；（iii）前向纠错程度和/或特性；（iv）调制格式；和/或（v）代码资源利用率。例如，对于给定的上行链路传输功率、数据率、前向纠错度和调制格式，可以实现第一传输可靠性（数据差错率）级。降低数据率或增大用于系统的前向纠错量或使用更为稳当的调制方案在以相同的发射功率发送时将导致得到改善的第二传输可靠性。这样一种改善可以通过随后降低UE的发射功率再次达到第一传输可靠性。这样，可以用调整数据率或前向纠错编码或调制方案来调整UE的发射功率，从而控制小区间干扰，同时仍达到所需的传输可靠性。

对所说明的这些实施例的各种改变和扩展对于一般熟悉该技术领域的人员来说是显而易见的。例如，上行链路调度器可以在授权前利用所报告的测量结果计算假设的上行链路资源许可值对其他小区的影响或成本，以完全或部分得出影响或成本值。

本发明的其他应用、功能和优点对于一般熟悉该技术领域的人员来说在研究了本发明公开后都是显而易见的。因此，本发明的专利保护范围应仅由以下权利要求书限定。

Claims (13)

1.一种分配蜂窝通信系统中上行链路传输资源的方法，包括：

由服务基站从被服务的用户设备接收品质因数，其中，所述品质因数是由被服务的用户设备根据由所述服务基站和至少一个相邻基站以相应的多个发射功率电平发送的相对应的多个基准信号传输的多个接收信号功率电平和所述多个发射功率电平而计算的，从而使得所述服务基站能够根据相对应的品质因数向所述被服务的用户设备分配上行链路传输资源；以及

由所述服务基站响应于所述品质因数而授予被服务的用户设备对上行链路传输资源参数或调度许可值的分配。

2.如权利要求1的方法，还包括由所述服务基站向所述被服务的用户设备发送上行链路传输资源的分配的指示。

3.如权利要求1的方法，还包括由所述服务基站从所述被服务的用户设备接收根据所述品质因数计算的第二品质因数，其中由所述基站的授予包括响应于所述第二品质因数将上行链路传输资源的参数授予所述被服务的用户设备。

4.如权利要求1的方法，其中所述蜂窝通信系统由第三代合作伙伴计划的通用移动通信标准描述，所述基站为节点B，所述被服务的用户设备为UE，而所述节点B进一步包括在MAC层内将上行链路传输参数授予所述被服务的用户设备的上行链路调度器。

5.如权利要求4的方法，其中所述上行链路调度器在进行上行链路资源授予之前估计上行链路资源的假设授予对相邻小区的干扰信号功率电平。

6.如权利要求1的方法，还包括由所述服务基站向所述被服务的用户设备发送所述多个发射功率电平的指示。

7.如权利要求1的方法，还包括由所述相邻基站向所述被服务的用户设备发送所述多个发射功率电平的指示。

8.一种用于蜂窝通信系统的基站，包括：

接收机，被配置为从被服务的用户设备接收品质因数，其中，所述品质因数是由被服务的用户设备根据由所述基站和至少一个相邻基站以相应的多个发射功率电平发送的相对应的多个基准信号传输的多个接收信号功率电平和所述多个发射功率电平计算的，从而使得所述基站能够根据相对应的品质因数向所述被服务的用户设备分配上行链路传输资源；以及

调度器，被配置为响应于所述品质因数而授予所述被服务的用户设备对上行链路传输资源参数或调度许可值的分配。

9.如权利要求8的基站，还包括发射机，被配置为向所述被服务的用户设备发送所述上行链路传输资源参数或调度许可值的分配的指示。

10.如权利要求8的基站，所述接收机还被配置为从所述被服务的用户设备接收根据所述品质因数计算的第二品质因数，其中所述调度器响应于所述第二品质因数将上行链路传输资源参数或调度许可值的参数授予所述被服务的用户设备。

11.如权利要求8的基站，其中所述蜂窝通信系统由第三代合作伙伴计划的通用移动通信标准描述，所述基站为节点B，所述被服务的用户设备为UE，所述调度器在MAC层内将所述上行链路传输资源参数或调度许可值授予所述被服务的用户设备。

12.如权利要求11的基站，其中所述调度器能够被实行为在进行上行链路资源授予之前估计上行链路资源的假设授予对相邻小区的干扰信号功率电平。

13.如权利要求8的基站，还包括发射机，被配置为由所述基站向所述被服务的用户设备发送所述多个发射功率电平的指示。