CN103812544A - 在相同物理资源上对多用户的传输进行复用的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于在相同物理资源上对针对多个用户的传输进行复用的方法和装置，其中该方法包括：处理将被传输至第一无线发射/接收单元WTRU和第二WTRU的数据；以及使用相同物理资源在相同时隙中将所述数据传输至所述第一WTRU和所述第二WTRU，其中在所述相同物理资源上，所述第一WTRU被分配至同相正交子信道中的第一子信道并且所述第二WTRU被分配至所述同相正交子信道中的第二子信道，且所述同相正交子信道上的传输功率被独立控制。

Description

在相同物理资源上对多用户的传输进行复用的方法和装置

本申请是2008年03月28日提交的申请号为200880010441.2的名称为“无线通信中正交子信道的功率控制”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及无线通信。

背景技术

正交子信道（OSC）的概念和它们如何用于增加GSM EDGE无线电接入网络（GERAN）小区的语音容量已经由其他人公开了（GSM是全球移动系统；EDGE是用于全球演进的增强的数据速率）。在OSC方案中，基站（BS）使用用于下行链路（DL）的正交相移键控（QPSK）调制，其复用来自两个用户的语音数据。完成了复用，从而使用高斯最小偏移键控（GMSK）的传统移动台（MS）能接收各自的数据。

作为示例，图1示出了QPSK星座，被选择作为八相移键控（8PSK）星座的子集。最高有效位（MSB）和最低有效位（LSB）定义了两个“正交的”子信道I和Q，其中上述位被表示为（OSC0，OSC1）。每个子信道在DL方向携带两个用户的语音数据。仅能够进行GSMK的MS能够检测单独的子信道。

这些现有的OSC提议还提供了如下作为标准：下行链路功率控制可以使用最弱链路的条件。例如，在这样的方法中，如果较弱的正交子信道是I，则可调整功率控制以使得子信道I和Q都相等地增长，直到子信道I达到最小可接受的功率水平。该方法将具有维持QPSK星座的形状为圆形的优点，保持所有四个星座点之间等距离，这提供了用于最佳接收机解码结果的最大间距。该方法的缺点是对于不是最弱链路的子信道来说（在该示例中即子信道Q），在其上使用了比必要的功率更多的功率。因此，子信道之间的干扰将会增加。

发明内容

一种用于多用户通信的方法和设备，包括对指定给用户的每个子信道的独立功率控制。对于两个用户执行修改的QPSK调制映射，对每个用户分配一个正交子信道。所述功率控制方法减小了每个子信道上的发射功率和每个子信道之间的干扰。

附图说明

从以下描述中可以更详细地了解本发明，这些描述是以实施例的方式给出的，并且可以结合附图被理解，其中：

图1示出了QPSK星座，其被选择作为八相移键控（8PSK）星座的子集并且定义了正交子信道；

图2示出了具有下行链路信号的正交子信道功率控制的无线通信的框图；和

图3A和3B示出了正交子信道I和Q星座，用于具有独立功率控制的修改的QPSK调制。

具体实施方式

在下文中提到时，术语“无线发射/接收单元（WTRU）”包括但不局限于用户设备（UE）、移动站、固定或移动用户单元、寻呼器、蜂窝电话、个人数字助理（PDA）、计算机或能够在无线环境中操作的任何其他类型用户设备。当在下文提到时，术语“基站”包括但是不局限为节点B、站点控制器、接入点（AP）或能够在无线环境中操作的任何其他类型接口设备。

图2示出了基站201，其包括被配置以执行第一实施方式的方法的处理器202。该处理器202经由通信网络231处理来自用户251、252的数据，该数据待在无线下行链路信号215中被发送到WTRU211和WTRU221。为了增加下行链路信号215上的容量，无线电资源可由处理器202映射，从而在相同时隙中发送的来自两个用户251、252的语音或数据信号能够由预期的接收机WTRU211和221单独检测。修改的QPSK调制被应用于使用正交子信道I和Q的下行链路信号215。

图3A和3B示出了根据修改的QPSK调制用于正交子信道I和Q的映射的星座示例，其中在每个子信道I和Q上独立地调整功率控制。在图3A中，星座301沿Q轴成矩形，作为子信道I上向上地独立功率调整的结果，而将零功率调整适用于子信道Q。可替换地，在Q子信道上还可以有某些独立的功率控制调整，只要子信道I上功率控制调整中的相对提高大于子信道Q上的。

相反在图3B中，星座302沿I轴成矩形，在子信道Q上独立的功率控制调整的增加大于在子信道I上的时会导致这样。

可替换地，在功率控制调整中可以有对于子信道I和Q的减少。

自适应功率控制被独立地应用于子信道I和Q，从而修改的QPSK调制的矩阵星座能够根据子信道I上独立的功率控制参数α和子信道Q上独立的功率控制参数β而变化。例如，根据该实施方式用于修改的QPSK的四个星座点能够按表1中所示的被表示：

表1

(0,0)	(0,1)	(1,0)	(1,1)
				α+jβ	α-jβ	-α+jβ	-α-jβ

功率控制参数α和β为设置在下述限制中的参数：

0＜α≤1;

0＜β≤1

其中避免α和β过于接近0。参数α和β代表用于两个正交子信道I和Q信号中每一个的各自电压幅值，其中α与子信道I的功率PI的平方根成比例，而β与子信道Q的功率P_Q的平方根成比例。如果用于子信道I和Q所发送的总功率等于P，那么子信道I的功率P_I如下：

P_I＝α²P,

并且子信道Q信道的功率P_Q为：

P_Q＝β²P。

实际实施的结果可能限制α/β的比值在界限之内。例如，比值的一个范围可以是：

$0.5<\frac{\mathrm{\&alpha;}}{\mathrm{\&beta;}}<2,$

这将代表实际的限制是，两个子信道I和Q之间的各自功率不应该大于4，或等价的6dB。准确的限制将由实际的实施结果来确定，包括但不局限于模数处理的量化解析。

因而，图3A和3B中示出的示例性星座根据选择的功率控制参数每个都示出了多个可能变化中的一个。处理器202根据典型功率控制反馈方案依赖于检测的接收信道质量来确定功率控制参数α和β。一个示例包括WTRU211的处理器212确定在接收到的信号215中检测到多个错误，并且作为响应，信道质量指示符（CQI）被返回到基站201报告。基于所述CQI，基站201的处理器202将选择功率控制参数α，所述参数将独立地增加被分配给WTRU211的子信道I上的功率。

各种功率控制技术可应用于正交子信道I和Q，包括基于开环或基于闭环的方案。而且，功率控制适用性的时间刻度可以优化选择。用于功率控制适应性的标准可以包括以任何组合的信号功率、噪声或干扰电平。

用于功率控制适应性的标准还考虑了动态范围问题。例如，采用测量来确保两个子信道I和Q在功率电平上足够接近以阻止已知的信号捕获问题，所述问题在接收机，例如WTRU211，必须处理到达显著的不同功率电平的两个信号时发生。特别地，所述捕获问题能够在A/D变换期间WTRU211中发生，这里A/D变换器动态范围能够由接收的子信道I和Q之间的大功率电平偏移影响。维持功率电平的适当平衡能够通过下述两种技术实现，或者单独或者进行结合：（1）在调度和信道分配进程期间，避免以需要的传输功率电平向具有过多区别的WTRU211和221分配两个子信道I和Q；和（2）将单独的目标功率电平设置为支持适当平衡的数值。可选地，附加的较大的动态范围能够通过为移动终端指定增加的动态范围能力而实现（即，A/D变换器中更多比特）。

作为基站201适用的OSC调制的一部分，链路自适应被执行用于复用接收机WTRU211和WTRU221，通过所述链路自适应，基站201或其所属的基站系统（BSS）能够基于当前的信道条件动态地改变复用。作为示例，一种情况是WTRU211的位置很接近基站201，WTRU221的位置距离基站201相对更远一些，子信道被复用到同一个时隙。通过使用内部门限和滞后现象，基站201可以选择重分配来自复用时隙的WTRU221的信息，并且替代的将WTRU211信息和位置更接近基站201的另一个WTRU的信息复用起来。这可以由简单的小区内切换过程实现，利用例如“打包/拆包”的过程。作为可选项，基站201可以选择拥有WTRU221作为另一个时隙的唯一用户。

上述描述的修改的QPSK调制方法与下面的分组切换（PS）域有关。在PS域中，数据在信道例如分组数据信道（PDCH）上交换。PDCH的示例是单独载波中的时隙。所述时隙携带无线点脉冲串，其由多个调制的码元组成，每个码元都携带了一个或多个比特数据。所有的这些比特都属于PDCH。在上下文中，与下行链路中每个码元相关联的比特被分配给多个用户，例如WTRU211和WTRU221。例如，修改的QPSK的MSB和LSB（即，（MSB，LSB））可以进行下述分配：MSB分配给WTRU211，LSB分配给WTRU221。相应的，在上行链路中，WTRU211和WTRU212在相同时隙和相同载波频率上进行发送，但是使用不同（优选地是正交）的训练序列。在该实施方式中，PDCH的定义被扩展为这样的正交子信道，这里称作正交PDCH（O-PDCH）。在上述示例中，根据下行链路和上行链路两者中的两个正交子信道定义了两个O-PDCH。

作为该实施方式的实现，WTRU211或WTRU221可以使用下行链路中的正交子信道I或Q接收分组定时控制信道（PTCCH）。其一个优点是不需要基站201为PTCCH分配单独的信道，并且延迟PTCCH信息的发送，直到对于PTCCH发送有一个可用时机。替换的，PTCCH信息可以在I和Q子信道上立即传递，并且由WTRU211、221无延迟的接收。对于WTRU211和221的上行链路传输，可使用正常的PDCH，（例如对于WTRU211、221是传统设备的情况）。可替换地，O-PDCH可定义用于上行链路，通过所述O-PDCH每个子信道I和Q都能够携带不同的数据流，或一个子信道能够携带数据信息而其他的能够携带语音或控制信息。

在由不止一个时隙组成的O-PDCH中，一个或多个时隙可以携带正交子信道I和Q，而其他时隙支持正常的PDCH信道。

为了从下行链路215中的WTRU221中唯一地识别复用的WTRU211，基站201可使用子信道I和Q分别发送两个不同的信息块到WTRU211和WTRU221。在相同时隙内，每个信息块在对应于子信道I和Q的报头中包括临时流标识（TFI）。

在上行链路225信号内，WTRU211能够基于上行链路状态标志（USF）参数和/或TFI通过资源调度而从WTRU221中唯一地被识别出来。资源调度能够由基站201使用正交子信道I和Q执行，以发送两个不同的USF数值到WTRU211和WTRU221，每个子信道上一个。当WTRU211和WTRU221在上行链路上发送信息，它们通过其相应的TFI与子信道号码（例如，0或1）之间的唯一映射而被唯一地识别出来。基站处理器202在接收到的上行链路上检测唯一的TFI和子信道号码，允许WTRU211和WTRU221信号的唯一识别。

最后，链路自适应可以通过在各种调制和编码方案（MCS）类别中适应性地改变而被应用于每个O-PDCH。具有或不具有递增冗余的自动重传请求（ARQ）可应用于可靠的数据发送。

虽然根据QPSK调制描述了所述实施方式，其他可能的变化可以应用更高阶的调制，包括但不局限于8PSK、16QAM和32QAM，其中根据功率控制参数选择和调整，星座可反映子信道的独立功率控制。

实施例

1、一种在无线通信中由基站实施的用于功率控制的方法，该方法包括：

在用于通信的下行链路信道内建立至少两个正交子信道（OSC）；以及

在每个子信道中独立地控制传输功率。

2、根据实施例1所述的方法，其中自适应地执行对传输功率的控制。

3、根据实施例1或2所述的方法，其中自适应地使用包括信号功率电平、噪声电平和干扰电平中的至少一者的标准来执行对传输功率的控制的步骤。

4、根据实施例1-3中任一实施例所述的方法，该方法进一步包括：

在下行链路信号的公共时隙上复用第一无线发射/接收单元（WTRU）的信息和第二WTRU的信息，其中第一OSC被分配给第一WTRU，而第二OSC被分配给第二WTRU；

监控信道条件；以及

将第二WTRU的信息从复用的公共时隙重分配到另一个时隙。

5、根据实施例4所述的方法，其中第三WTRU的位置比第二WTRU更接近于基站，所述方法进一步包括在重分配第二WTRU的信息之后复用第一WTRU的信息和第三WTRU的信息。

6、根据实施例1-5中任一实施例所述的方法，其中OSC被用于分组切换（PS）域中的数据交换。

7、根据实施例6所述的方法，其中所述OSC被用作分组数据信道（PDCH），并被定义为正交分组数据信道（O-PDCH）。

8、根据实施例6或7所述的方法，其中PDCH包括单个载波中的时隙。

9、根据实施例6-8中任一实施例所述的方法，其中一个OSC被用作下行链路方向中的分组定时控制信道（PTCCH），而另一个OSC被用作上行链路方向中的PDCH。

10、根据实施例8所述的方法，其中OSC被用作下行链路方向中的分组定时控制信道（PTCCH），而正常PDCH在上行链路方向中使用。

11、根据实施例7-10中任一实施例所述的方法，其中O-PDCH包括多于一个时隙，所述方法进一步包括：

至少一个时隙携带正交子信道I和Q，而其他时隙支持PDCH信道。

12、一种由基站实施的用于在上行链路中唯一识别第一WTRU和第二WTRU的方法，该方法包括：

使用下行链路中的正交子信道I和Q来将两个不同的信息块发送到第一WTRU和第二WTRU，每个块包括对应的临时流标识（TFI）；以及

通过对应的TFI与分配给第一WTRU和第二WTRU的用于识别子信道的号码之间的唯一映射来在上行链路中单独地识别第一WTRU和第二WTRU中的每一个。

13、根据实施例12所述的方法，该方法进一步包括通过使用下行链路中的正交子信道而将上行链路状态标志（USF）的两个不同数值发送给WTRU，从而为第一WTRU和第二WTRU调度资源。

14、根据实施例12或13所述的方法，该方法进一步包括通过在各种调制和编码方案（MCS）类别中自适应地改变来链接每个PDCH。

15、一种基站，该基站包括：

处理器，被配置为在用于通信的信道内建立至少两个正交子信道（OSC），从而在每个子信道中独立地控制传输功率。

16、根据实施例15所述的基站，其中所述处理器被配置为执行自适应功率控制。

17、根据实施例15或16所述的基站，其中使用包括信号功率电平、噪声电平和干扰电平中的至少一者的标准来执行自适应的功率控制。

18、根据实施例15-17中任意一个所述的基站，其中所述处理器进一步被配置为：

在下行链路信号中的公共时隙上复用第一无线发射/接收单元（WTRU）的信息和第二WTRU的信息，其中第一OSC被分配给第一WTRU，而第二OSC被分配给第二WTRU；

监控信道条件；

将第二WTRU的信息从复用的公共时隙重分配到另一个时隙。

19、根据实施例18所述的基站，其中所述处理器被配置为在第三WTRU的位置比第二WTRU更接近于基站的情况下，在下行链路信号上复用第一WTRU和第三WTRU。

20、根据实施例15-19中任一实施例所述的基站，其中OSC被用于分组切换（PS）域中的数据交换。

21、根据实施例20所述的基站，其中所述OSC被用作分组数据信道（PDCH），并被定义为正交分组数据信道（O-PDCH）。

22、根据实施例20或21所述的基站，其中PDCH包括单个载波中的时隙。

23、根据实施例22所述的基站，其中所述处理器将OSC用作下行链路方向中的分组定时控制信道（PTCCH），并将OSC作为上行链路方向中的PDCH接收。

24、根据实施例22所述的基站，其中所述处理器将OSC用作下行链路方向中的分组定时控制信道（PTCCH），并在上行链路方向中接收PDCH。

25、根据实施例21-24中任一实施例所述的基站，其中所述处理器将O-PDCH定义为包括多于一个时隙，并定义至少一个时隙用以携带正交子信道I和Q，而其他时隙被定义为支持正常PDCH信道。

26、一种基站，该基站包括：

处理器，被配置为在上行链路（UL）和下行链路（DL）两者中唯一识别第一WTRU和第二WTRU，从而使用下行链路中的OSC来将两个不同的信息块发送到第一WTRU和第二WTRU，每个块包括对应的临时流标识（TFI），从而通过对应的TFI与分配给第一WTRU和第二WTRU的用于识别子信道的号码之间的唯一映射来在上行链路中唯一识别第一WTRU和第二WTRU。

27、根据实施例26所述的基站，其中所述处理器被配置为通过在各种调制和编码方案（MCS）类别中自适应地改变来链接每个PDCH。

虽然以特定的结合进行了描述，但每个特征或元素可以在没有他特征和元素的情况下单独使用，或在与或不与其他特征和元素结合的各种情况下使用。这里提供的方法或流程图可以在由通用计算机或处理器执行的计算机程序、软件或固件中实施，其中所述计算机程序、软件或固件是以有形的方式包含在计算机可读存储介质中的，关于计算机可读存储介质的实例包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、内部硬盘和可移动磁盘之类的磁介质、磁光介质以及CD-ROM碟片和数字多功能光盘（DVD）之类的光介质。

举例来说，恰当的处理器包括：通用处理器、专用处理器、传统处理器、数字信号处理器（DSP）、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）电路、任何一种集成电路（IC）和/或状态机。

与软件相关联的处理器可以用于实现射频收发信机，以在无线发射接收单元（WTRU）、用户设备、终端、基站、无线电网络控制器或是任何一种主机计算机中加以使用。WTRU可以与采用硬件和/或软件形式实施的模块结合使用，例如相机、摄像机模块、视频电路、扬声器电话、振动设备、扬声器、麦克风、电视收发信机、免提耳机、键盘、蓝牙

模块、调频（FM）无线电单元、液晶显示器（LCD）显示单元、有机发光二极管（OLED）显示单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器和/或任何一种无线局域网（WLAN）模块或超宽带（UWB）模块。

Claims (16)

1.一种用于在相同物理资源上对针对多个用户的传输进行复用的方法，该方法包括：

处理将被传输至第一无线发射/接收单元WTRU和第二WTRU的数据；以及

使用相同物理资源在相同时隙中将所述数据传输至所述第一WTRU和所述第二WTRU，其中在所述相同物理资源上，所述第一WTRU被分配至同相正交子信道中的第一子信道并且所述第二WTRU被分配至所述同相正交子信道中的第二子信道，且所述同相正交子信道上的传输功率被独立控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述同相正交子信道之间的所述传输功率的比值被限制在预定范围内。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述同相正交子信道上的所述传输功率基于每个子信道上的信号功率电平、噪声电平、及干扰电平中的至少一者而被适应性地控制。

4.根据权利要求1所述的方法，其中被分配至所述相同物理资源的所述第一WTRU和所述第二WTRU基于所述第一WTRU和所述第二WTRU的信道条件而被选择。

5.根据权利要求1所述的方法，其中被分配至所述相同物理资源的所述第一WTRU和所述第二WTRU基于所述第一WTRU和所述第二WTRU的所需功率电平而被选择。

6.根据权利要求1所述的方法，其中针对所述同相正交子信道分别设置目标功率值，以支持所述同相正交子信道之间的功率平衡。

7.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：

将所述第二WTRU再分配至另一物理资源；以及

将第三WTRU分配至所述第二WTRU被分配至的子信道。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述物理资源是时分多址（TDMA）资源。

9.一种用于在相同物理资源上对针对多个用户的传输进行复用的装置，该装置包括：

处理器，被配置为处理将被传输至第一无线发射/接收单元WTRU和第二WTRU的数据，并且使用相同物理资源在相同时隙中将所述数据传输至所述第一WTRU和所述第二WTRU，其中在所述相同物理资源上，所述第一WTRU被分配至同相正交子信道中的第一子信道并且所述第二WTRU被分配至所述同相正交子信道中的第二子信道，以及所述处理器还被配置成单独控制所述同相正交子信道上的传输功率。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述同相正交子信道之间的所述传输功率的比值被限制在预定范围内。

11.根据权利要求9所述的装置，其中所述同相正交子信道上的所述传输功率基于每个子信道上的信号功率电平、噪声电平、及干扰电平中的至少一者而被适应性地控制。

12.根据权利要求9所述的装置，其中被分配至所述相同物理资源的所述第一WTRU和所述第二WTRU基于所述第一WTRU和所述第二WTRU的信道条件而被选择。

13.根据权利要求9所述的装置，其中被分配至所述相同物理资源的所述第一WTRU和所述第二WTRU基于所述第一WTRU和所述第二WTRU的所需功率电平而被选择。

14.根据权利要求9所述的装置，其中针对所述同相正交子信道分别设置目标功率值，以支持所述同相正交子信道之间的功率平衡。

15.根据权利要求9所述的装置，其中所述第二WTRU被再分配至另一物理资源；以及第三WTRU被分配至所述第二WTRU被分配至的子信道。

16.根据权利要求9所述的装置，其中所述物理资源是时分多址（TDMA）资源。

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