CN105871428B - 用于确定无线网络中的信号质量值的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的名称为估计移动无线通信系统中信号的质量。本申请公开了一种用于确定信号质量值的移动站（MS）。MS可以包括发射器和接收器以及接收器可以确定接收的来自天线的信号的信号功率值、噪声功率值和干扰功率值。接收器可以使用包括在信号的超帧中的第二前导来确定信号功率值和干扰值，其中第二前导包括小区信息。接收器可以使用包括在信号的超帧中的第一前导的未占用的正交频分多址（OFDMA）音调来确定接收的来自多个天线的信号的噪声功率值，其中，第一前导包括载波信息。接收器还可以使用部分频率重用（FFR）和MIMO特征以使用信号功率值、噪声功率值和干扰功率值来确定信号质量值。

Description

用于确定无线网络中的信号质量值的方法及设备
本申请是申请号为201180016614.3、申请日为2011年2月17日、发明名称为“估计移动无线通信系统中信号的质量”的发明专利申请的分案申请。
背景技术
通信技术的飞速进步已经引致高速和更高质量的有线和无线通信系统的发展。然而，随着无线技术的进步，对于改进信号质量的需求正不断增加。例如，诸如全球微波接入互操作性（WiMAX）的无线城域网（WMAN）和/或例如长期演进（LTE）的蜂窝系统可以使用包括诸如IEEE®802.16的当前无线通信标准的先进的通信技术。可以根据电气电子工程师学会（IEEE）802.16e/m标准来操作的WiMAX移动站可以使用多输入多输出（MIMO）技术来在上行链路（UL）和下行链路（DL）上发射和接收信号。
移动WiMAX可以支持用于固定和移动宽带网络的宽带无线技术以使能包括数据、流视频和话音的宽带数据服务。移动WiMAX系统可以根据诸如以下标准的标准来操作：电气电子工程师学会（IEEE）802.16e-2005标准，即“用于固定和移动宽带无线接入系统的空中接口（Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems）”（2005年2月），以及其演进—IEEE 802.16m标准，即“先进的空中接口（Advanced AirInterface ）”。在802.16m中，链路适应是基于信道质量信息（CQI），信道质量信息（CQI）可以是基于不同的MIMO方案得到的有效载波与干扰和噪声比（CINR）。物理CINR和接收信号强度指示符（RSSI）可以主要用于部分频率重用（FFR）响应、切换（HO）和扫描（SCAN）。测量这样的信号有效性的关键指示符（CINR和RSSI）的当前方法包括使用控制信号中的导频部分。然而，这样的导频部分是被预编码并功率增强的。因为预编码增益是未知的，所以使用导频或导频的一些部分来确定信号质量可能导致信号质量的错误指示。
附图说明
在附图中通过举例而非限制的方式示出本文中描述的本发明。为了图示的简明和清楚，附图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为清楚起见，一些元件的尺寸可以相对于其它元件进行放大。此外，在认为合适的地方，在附图之间重复了一些附图标记以指示对应或类似的元件。
图1示出根据一个实施例的通信系统100的一部分。
图2示出根据一个实施例的用于使用前导序列来估计信号质量值的先进移动站（AMS）的框图。
图3示出根据一个实施例的在小区的扇区0的功率增强的重用3分区中的干扰源。
图4示出根据一个实施例的部分频率重用（FFR）。
图5示出根据一个实施例的包括主前导和一个或多个次前导的超帧的结构，该主前导和一个或多个次前导可以用于估计信号质量。
图6是示出根据一个实施例的估计CINR的方法的流程图。
图7是示出根据一个实施例的估计信号与干扰比（SIR）的方法的流程图。
图8是示出根据一个实施例的估计下行链路噪声干扰（NI）的方法的流程图。
具体实施方式
下面的说明描述了用于估计移动无线通信系统中的信号质量的方法的实施例。在下面的详细说明中，为了提供对以下描述的实施例的全面了解而阐述了很多具体细节。然而，本领域的技术人员会理解的是：本文中描述的实施例可以在没有这些具体细节的情况下来实施。在其它情况下，没有对公知的方法、过程、部件和电路进行详细描述以免模糊本文中描述的实施例。
下面的详细说明的一些部分以在数据比特或二进制数字信号上操作的算法和符号表示的形式呈现。这些算法说明和表示可以是信号处理领域或/和无线通信领域的技术人员用以将他们工作的实质传达给本领域的其它技术人员的技术。
除非另外具体说明，从下面的讨论中显然的是，应该理解，贯穿说明书，利用诸如“处理”、“计算（computing）”、“运算（calculating）”、“确定”或诸如此类的术语的讨论指的是计算机和/或计算系统和/或媒体访问控制器（MAC）和/或通信处理器或类似的电子计算设备的动作和/或处理，其将表示为计算系统的寄存器和/或存储器内的诸如电子的物理量的数据操纵和/或转换成类似地表示为以下设备内的物理量的其它数据：计算系统的存储器、寄存器或其它这样的信息存储、传输或诸如此类。此外，术语“多个”可以贯穿说明书使用来描述两个或更多的部件、设备、元件、参数以及诸如此类。例如，“多个移动站”描述两个或更多的移动站。
应该理解的是：本文中描述的实施例可以用于各种应用中。尽管本文中描述的实施例不限于这一方面，但是本文中公开的电路和技术可以用于诸如无线电系统的通信设备的许多装置中。仅举例来说，旨在包括在本发明的范围内的通信设备包括移动站、基站和无线电系统的接入点，诸如，例如无线局域网（WLAN）、无线城域网（WMAN）双向无线电发射器、数字系统发射器、模拟系统发射器、蜂窝无线电电话发射器、数字用户线路、LTE蜂窝系统以及诸如此类。旨在包括在本文中描述的实施例的范围内的WMAN、LTE、WLAN移动站和/或基站包括但不限于，可以包括用于发射和接收诸如例如跳频扩频（FHSS）、直接序列扩频（DSSS）以及诸如此类的扩频信号的发射器和接收器。如果需要，则扩频信号可以用频分复用（FDM）（例如正交频分复用/正交频分多址（OFDM/OFDMA））或用时分复用（TDM）或用码分多址（CDMA）。
本文中描述的一些实施例可以例如使用可以存储指令或指令集的机器可读介质或物品来实现，如果通过机器执行该指令或指令集，则使得机器执行根据本文中描述的实施例的方法和/或操作。这样的机器可以例如包括任何适合的处理平台、计算平台、计算设备、处理设备、计算系统、处理系统、计算机、处理器或诸如此类，以及可以使用硬件和/或软件的任何适合的结合来实现。机器可读介质或物品可以例如包括任何适合的类型的存储器单元、存储器设备、存储器物品、存储介质、储存设备、储存物品、储存介质和/或储存单元或诸如此类。指令可以包括例如源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码或诸如此类的任何适合的类型的代码，以及可以使用例如C、C++、Java、汇编语言、机器代码或诸如此类的任何适合的高级的、低级的、面向对象的、可视的、编译的和/或解释的编程语言来实现。
根据本文中描述的实施例，信道可以是物理传递介质。物理传递介质可以用于传递例如，诸如信息数据信号、训练信号、导频信号、子载波信号、前导信号以及诸如此类的可以通过一种或多种调制方案进行调制的信号。此外，信道可以是物理传递介质、发射器和/或接收器的部件的结合，例如路径损耗、噪声、干扰或诸如此类。本领域的技术人员应该理解的是：本发明的实施例可以用许多种类型的信号来操作，以上提及了一部分，但是本发明绝不限于上述提及的信号。
例如，图1中示出诸如无线城域网（WMAN）的通信系统100的实施例。例如，通信系统100可以包括一个或多个平台或站（STA），一个或多个平台或站（STA）包括基站、先进的基站（ABS）、用户站、移动站和/或能够通过接入多个无线网络和/或有线网络进行不同种类的无线通信以及能够在任何一个时间接入单个无线网络或多个网络的先进的移动STA（AMS）。例如，AMS 130可以包括诸如以下设备的无线电子设备：台式计算机、膝上型计算机、手持式计算机、平板计算机、蜂窝电话、寻呼机、音频和/或视频播放器（例如，MP3播放器或DVD播放器）、游戏设备、视频摄像机、数字摄像机、导航设备（例如，GPS设备）、无线外围设备（例如，打印机、扫描仪、耳机、键盘、鼠标等）、医疗设备（例如，心律监视器、血压监视器等）和/或其它适合的固定、便携或移动电子设备。
通信系统100可以包括先进的基站ABS 110、先进的移动站AMS 130、上行链路（UL）131和下行链路（DL）113。UL 131和DL 113可以包括一个或多个信道。在一个实施例中，ABS110和AMS 130可以分别包括一个或多个天线112-A至112-N和132-A至132-N。在一个实施例中，天线112和132可以包括偶极天线、全向天线、内部天线、八木天线（Yagi antenna）或诸如此类。
在一个实施例中，ABS 110可以通过发送诸如‘质量估计’信号的控制信号来命令信号质量值的测量。在一个实施例中，ABS 110可以在固定或变化的时间间隔上发送这样的信号或响应于事件的发生来发送这样的信号。在一个实施例中，ABS 110可以在DL 113上发送这样的控制信号连同其它信息单元或帧。
在一个实施例中，AMS 130可以确定接收的来自一个或多个天线（MIMO）的信号的信号质量值。在一个实施例中，AMS 130可以包括发射器和接收器部分以及接收器可以确定接收的来自多个天线的信号的信号功率值、噪声功率值和干扰功率值。在一个实施例中，接收器可以使用包括在信号的超帧的前导中的信息（段和小区信息）来确定信号功率值和干扰值。在一个实施例中，接收器可以使用包括在接收的来自多个天线的信号的超帧中的前导的未占用的正交频分多址（OFDMA）音调来确定信号的噪声功率值。在一个实施例中，接收器还可以利用部分频率重用（FFR）和MIMO特征以使用信号功率值、噪声功率值和干扰功率值来确定信号质量值。
在一个实施例中，AMS 130可以响应于接收‘质量估计’信号而使用在DL 113上接收的超帧中包括的前导来估计诸如CINR、SIR和DL-NI的信号质量值。在一个实施例中，针对严重干扰的鲁棒性和同步信道或同步前导的快速检测对于以下各项可以是关键的：用于AMS的快速小区选择、系统定时和频率捕获小区覆盖、以及小区边缘性能还有扫描延迟。在一个实施例中，前导可以用于定时和载波同步以及可以包括足够数量的截然不同的码以使得邻近的ABS可以具有唯一的前导。在一个实施例中，每个超帧可以包括两种先进的前导：主先进的前导（PA前导）和次先进的前导（SA前导）。
在一个实施例中，AMS 130可以使用在包括在每个帧中的主先进的前导（PA前导）和次先进的前导（SA前导）中编码的信息。另外，在一个实施例中，AMS 130可以使用诸如MIMO和FFR的特征来确定信号质量值的估计。在一个实施例中，AMS 130可以在使用合适的消息将这样的信号质量值报告给ABS 110之前为每个信号量确定诸如平均值和方差的估计。
在图2中示出可以使用前导序列来估计信号质量值的AMS 130的框图的实施例。在一个实施例中，AMS 130可以包括主机209，该主机209可以进一步包括接口201、信息处理单元202和存储器203以及控制器205。在一个实施例中，AMS 130还可以包括一个或多个收发器210-A至210-N、开关230和多个天线290-A至290-K。在一个实施例中，AMS 130可以表示计算机平台、膝上型计算机、移动互联网设备、手持式设备、智能电话和电视或可以包括在计算机平台、膝上型计算机、移动互联网设备、手持式设备、智能电话和电视中。
在一个实施例中，接口201可以将AMS 130的通信部分（包括收发器210、开关230和天线290）耦合到主机209。在一个实施例中，接口201可以提供AMS 130的通信部分与主机209内的其它模块之间的物理、电和协议接口。在一个实施例中，控制器205可以控制收发器210选择的调制和解调技术。在一个实施例中，控制器205可以控制诸如传输速率、误比特率和其它这样的参数的通信参数。在一个实施例中，主机209可以接收来自AMS 130的通信部分的信息单元以及还可以生成可以提供给AMS 130的通信部分的信息单元。
在一个实施例中，开关230可以在例如分时的基础上将发射器210的发射器耦合到天线290。在一个实施例中，开关230可以响应于诸如控制器205的选择控制信号的事件而将特定的收发器210耦合到天线290。在另一个实施例中，开关230可以设有智能以将合适的发射器210耦合到天线290。在一个实施例中，当发射器250可能准备好将信号发射出去到另外的系统中的接收器时，开关230可以将天线290耦合到发射器250。在一个实施例中，当天线290具有生成的、将要提供给接收器270的信号时，开关230可以将天线290耦合到接收器270。在一个实施例中，天线290可以耦合至开关230。
在一个实施例中，收发器210-A可以包括前端220、发射器250和接收器270。在一个实施例中，收发器210-B至210-N中的每个可以包括类似于发射器210-A的发射器250和接收器270的发射器和接收器。在一个实施例中，发射器250可以在将调制的信号发送到前端模块220之前，接收一个或多个信息单元和执行诸如编码和调制的功能以及可以增加诸如PA前导和SA前导的前导。在一个实施例中，前端模块220可以在天线290、发射器250和接收器270之间交换信号。在一个实施例中，前端模块220可以为无线传输准备调制的信号。随后，可以经由天线290中的一个无线地发射调制的信号。而且，当接收来自天线290的信号时，前端模块220对经由天线290中的一个接收的无线信号进行准备以在接收器270中解调并估计信号质量值。在一个实施例中，前端模块220可以包括放大器、滤波器、上变频器、下变频器和其它这样的部件。
在一个实施例中，接收器270可以执行各种功能，诸如对接收的信号进行模拟-数字转换、对接收的数字信号解调和估计信号质量值。解调模块275可以使用诸如快速傅里叶变换（FFT）的技术来执行解调。这样产生的解调的信号可以进一步由信号质量估计模块260和信道解码模块276进行处理。信道解码模块276可以处理解调的信号的非前导部分。信道解码模块26从处理解调的信号的非前导部分之后生成符号。而且，信道解码模块260在将信息单元发送给主机模块209之前，可以对这些符号执行诸如去交织、FEC解码和/或去随机化的各种操作。
在一个实施例中，信号质量估计模块260可以在接收诸如PA前导和SA前导的前导之后估计信号质量值。在一个实施例中，信号质量估计模块260可以包括CINR估计模块251、SIR估计模块254和DL-NI估计模块258。在一个实施例中，响应于来自ABS 110的测量CINR的命令，CINR估计模块251可以根据SA前导为切换（HO）、扫描和部分频率重用（FFR）获取CINR测量。根据CINR的接连的测量，CINR估计模块251可以估计CINR平均值和方差以及更新估计的CINR平均值和方差值，通过适当的消息（例如，在IEEE®802.16m标准中定义的AAI_FFR-REP、AAI_HO-REQ、AAI_SCN-REP消息）。可以以分贝（dB）表示来报告CINR的平均值和方差统计，从而遵循每个消息中的量化要求。在一个实施例中，CINR估计模块251可以使用在超帧（图5中所示）内提供的帧的PA前导和SA前导部分的各种字段中呈现的信息来确定CINR质量值（CINR平均值和方差）。在一个实施例中，PA前导可以包括表示系统带宽和载波配置的参数以及SA前导可以包括表示段标识符（段ID）和小区标识符（小区ID）的参数，这些参数可以被划分以支持先进的基站和毫微微基站。在一个实施例中，CINR估计模块251还可以使用诸如MIMO和FFR的特征。在一个实施例中，CINR估计模块251可以确定平均值和方差。在一个实施例中，在下文中讨论了描绘CINR质量值的估计的数学等式。
在一个实施例中，响应于接收来自ABS 110的估计信号与干扰比的命令，SIR估计模块254可以根据SA前导为上行链路开环（UL OL）功率控制来估计SIR测量。根据接连的这些测量，SIR估计模块254可以估计SIR质量值和更新估计的SIR值（SIR平均值）并通过上行链路功率状态报告报头来报告SIR质量值。可以以分贝dB表示来报告SIR质量值，从而遵循上行链路功率状态报告报头中的量化要求。在一个实施例中，在下文中讨论了描绘SIR质量值的估计的数学等式。
在一个实施例中，响应于接收来自ABS 110的估计下行链路噪声和干扰比（DL-NI）的命令，DL-NI估计模块258可以根据SA前导为下行链路FFR操作来估计DL-NI测量。在一个实施例中，DL NI估计模块258可以在接收来自ABS 110的FFR-CMD消息之后使用FEP-REP消息来报告DL-NI电平。根据DL-NI的接连的测量，DL-NI估计模块256可以确定DL-NI值并更新估计的DL-NI平均值和方差值。在一个实施例中，在下文中讨论了描绘SIR质量值的估计的数学等式。
在提供数学方法来估计CINR、SIR和DL-NI之前，在下文，分别在图3和图4中讨论了影响小区的扇区的干扰源和部分频率重用（FFR）方法。
图3中示出描绘在小区的扇区（扇区0）的功率增强的重用3分区中的干扰源的小区结构300的实施例，在一个实施例中，小区结构300可以包括如图3所示布置的三个小区310、320和330以及这样的布置可以提供附加的小区350（由小区330的扇区0、小区310的扇区1和小区320的扇区2形成）。在一个实施例中，每个小区310、320、330和350可以包括扇区0、1和2。在一个实施例中，在小区310和320的扇区0的重用3分区中的功率增强（FP1_Power）可以造成小区330的扇区0中的干扰。在一个实施例中，在小区310和320的扇区0中的功率增强对小区330的扇区0造成的干扰可以分别由指示符311和321表示。
然而，在一个实施例中，小区310、320和330的扇区1中的功率去增强（power de-boosting）（FP2_Power）也可以造成小区330的扇区0中的干扰。在一个实施例中，小区310、320和330的扇区1中的功率去增强（FP2-Power）对小区330的扇区0造成的干扰可以分别由指示符（虚线）313、323和333表示。在一个实施例中，小区310、320和330的扇区2中的功率去增强（FP3_Power）也可以造成小区330的扇区0中的干扰。在一个实施例中，小区310、320和330的扇区2中的功率去增强（FP3_Power）对小区330的扇区0造成的干扰可以分别由指示符312、322和323表示。
在图4中示出说明部分频率重用（FFR）的概念的关系图400的实施例。在一个实施例中，当使用部分频率重用技术时，可以将跨整个频带的子载波分组成如区域410、420、430和440中分别示出的诸如频率分区401、频率分区402、频率分区403和频率分区404的频率分区。在一个实施例中，每个频率分区（频率分区401、频率分区402、频率分区403和频率分区404）可以与不同的重用因子相关联。例如，频率分区401、402、403和404可以分别与频率重用因子RU1、RU2、RU3和RU4相关联。
在一个实施例中，可以通过以可以与较高的频率重用因子相关联的频率分区来服务AMS而提高接收的信号质量。在一个实施例中，可以以与较高的频率重用因子相关联的频率分区来服务位于诸如小区350的扇区0、1和2的小区边界的AMS。此外，还可以通过以具有较高的频率重用因子的频率分区来服务遭受来自小区间干扰的AMS来提高这样的AMS的接收的信号质量。另一方面，在一个实施例中，先进的基站可以使用具有较低的频率重用因子的频率分区来服务可能没有遭受小区间干扰的AMS或在小区的中心区域内操作的AMS。这样的方法可以允许ABS以更高的频谱效率来服务更多的先进的移动站。在一个实施例中，部分频率重用（FFR）技术可以有效地用于干扰缓解。而且，与硬重用部署相比，通过自适应地调节发射功率，FFR技术可以用于平衡干扰避免和吞吐量增益。
在一个实施例中，关系图400可以包括频率分区401和频率分区402至404。在一个实施例中，频率分区401可以与重用因子1相关联以及频率分区402至404可以与重用因子3相关联。在一个实施例中，频率分区401至404可以表示SA前导。在一个实施例中，SA前导中三个相邻的音调之外仅一个音调（或频率分区）可以被占用。例如，在频率分区402（区域420）中，在三个相邻的音调411，FP2_Power 431和FP3_Power 441之外音调FP1_Power 421被占用。类似地，在区域430中，在频率分区403中，在相邻的音调412、FP3_Power 422和FP2_Power 442之外音调FP1_Power 432被占用。同样地，在区域440中，在相邻的音调413、FP2_Power 423和FP3_Power 433之外音调FP1_Power 443被占用。因此，可以仅使用SA前导中被占用的音调来测量信号功率。
在图5中示出超帧500的实施例。在一个实施例中，超帧500可以包括四个帧510、520、530和540以及PA前导503置于帧520的起始处以及SA前导505-1、505-2和505-3或分别置于帧510、530和540的起始处。而且，超帧报头502置于SA前导505-1和帧510的起始处之间。当使用时分复用技术时，每个帧可以被进一步分成子帧DL 511-A至DL 511-E和UL 512-82 512-C。然而，当使用频分复用技术时，帧510可以被分成子帧UL/DL 521-A至UL/DL 521-H。
在一个实施例中，PA前导503可以包括与系统带宽和载波配置有关的信息。在一个实施例中，系统带宽信息（例如，5MHz、10MHz、20MHz）可以包括在字段“BW 503-D”中以及载波配置信息（例如，全配置、部分配置）可以包括在字段“载波503-B”中。在一个实施例中，关于ABS的类型的信息（例如，ABS包括在NBR_ADV中、ABS不包括在NBR_ADV中）可以包括在字段“ABS类型503-C”中以及“要调制的序列”字段503-E可以包括将被调制的序列。在一个实施例中，SA前导505可以包括与段ID和小区ID有关的信息。例如，SA前导505-1可以包括“划分的段ID”字段505-A和“划分的小区ID”字段505-B。
CINR平均值和方差测量
在一个实施例中，ABS 110可以通过发送‘质量估计’信号来命令CINR测量以及（AMS 130的）CINR估计模块251可以使用SA前导505为HO、扫描和AAI_FFR-REP执行CINR测量。根据接连的测量，CINR估计模块251可以确定和更新CINR的平均值和方差的估计，以及可以通过消息（例如，AAI_FFR-REP、AAI_HO-REQ、AAI_SCN-REP消息）来报告估计。
在一个实施例中，可以以dB为单位来报告CINR的平均值和方差统计，从而遵循每个消息中的量化要求。在一个实施例中，可以使用信号质量估计模块260来执行用于估计单个测量的CINR的方法。在一个实施例中，CINR的估计的平均值和方差可以按照以下等式（1）所给出的来确定而不失一般性：
------等式（1）
其中
CINR[k]是测量k的CINR；
CINR[k] j 是在天线290-A至290-K中的第j接收的天线（例如，290-C）处的测量k的CINR，
P signal [k] j 是不包括SA前导增强的在第j接收的天线处的测量k的信号功率，
P interference [k] j 是不包括SA前导增强的在第j接收的天线处的测量k的干扰功率。
P noise [k] j 是在第j接收的天线处的测量k的噪声功率。
N r 是在AMS 130处接收天线（290-A至290-K）的数量。
可以根据特定于AMS 130的实现的无干扰区域来测量噪声功率P noise [k] j 的估计。在一个实施例中，可以使用以下等式（2）来确定干扰功率P interference [k] j 的估计：
--------等式（2）
其中
Ts可以表示根据段‘s’（=0、1、2…）的SA前导505音调索引导出的一组测量索引；
P interference_Ts [k] j 可以表示根据SA前导（505）测量而确定的在第j接收的天线（290-C）处的段‘s’的干扰功率电平。
P Segi 可以表示段‘I’的线性功率增强或去增强电平。例如，在重用1部署中，P Seg0 = P Seg1 =P Seg2 =1。对于重用3部署的段‘0’，P Seg0 =1以及P Seg1 =P Seg2 =0。对于FFR部署中的段0的功率增强重用3分区，P Seg0 =FP1_Power，P seg1 =FP2_Power，P seg2 =FP3_Power，其中FP1_Power是线性功率增强电平而FP2_Power和FP3_Power是线性功率去增强电平。
在一个实施例中，增强的重用3 FP的测量的信号功率可以与P Seg0 =FP1_Power相乘以获得P signal [k] j 。可以使用以下等式（3）根据多重单个消息导出平均CINR统计（以分贝表示）。
-----------等式（3）
其中
；
α avg 可以表示由ABS 110基于特定使用情况而指定的平均参数；以及
‘n’可以表示其中没有测量可以进行的连续帧的数量。
在一个实施例中，为了获得方差（σ），可以使用以下等式（4）和（5）来更新期望平方的统计：
------等式（4）
以及
---------等式（5）
SIR平均值和方差测量
当ABS命令SIR测量时，AMS应根据SA前导为UL OL功率控制来获得SIR测量。根据接连的这些测量，AMS应导出和更新SIR平均值的估计，并通过上行链路功率状态报告报头来报告它们。应以dB为单位来报告SIR的平均值统计，从而遵循上行链路功率状态报告报头中的量化要求。用于估计单个测量的SIR的方法留待个别实现。可以按照以下等式（6）所给出的来用公式表示估计的SIR而不失一般性：
-----等式（6）
其中
SIR[k]是测量k的SIR，
SIR[k] j 是在第j接收的天线处的测量k的SIR，
P signal [k] j 是不包括SA前导增强的在第j接收的天线处的测量k的信号功率，
P interference [k] j 是不包括SA前导增强的在第j接收的天线处的测量k的干扰功率。
N r 是在AMS处接收天线的数量
在以下等式（7）中描述了干扰功率的估计：
-----等式（7）
其中
Ts是根据段‘s’（=0、1、2…）的SA前导音调索引导出的一组测量索引；
P interference_Ts [k] j 是根据SA前导测量而计算的在第j接收的天线处的段s的干扰功率电平。
P Segi 是段‘i’的线性功率增强或去增强电平。
例如，在重用1部署中，P Seg0 =P Seg1 =P Seg2 =1。对于重用3部署的段0，P Seg0 =1以及P Seg1 = P Seg2 =0。对于FFR部署中的段0的功率增强的重用3分区，P Seg0 =FP1_Power，P Seg1 =FP2_Power，P Seg2 =FP3_Power，其中FP1_Power是线性功率增强电平而FP2_Power和FP3_Power是线性功率去增强电平。
增强的重用3 FP的测量的信号功率可以与P Seg0相乘以获得P signal [k] j 。可以使用以下等式（8）根据多重单个消息来确定平均SIR统计（以分贝表示）：
-----等式（8）
其中
；
α avg 是由ABS 110基于特定使用情况而指定的平均参数；以及
n是其中没有进行测量的连续帧的数量。
下行链路噪声和干扰电平（DL-NI）平均值和方差测量
在一个实施例中，为了通过FFR-REP的下行链路噪声和干扰（DL NI）电平的报告，该报告可以响应于由ABS 110指示的FFR-CMD，AMS 130可以根据SA前导（例如，505-1至505-3）为下行链路FFR操作来确定DL NI测量。根据接连的DL-NI测量，AMS 130可以确定和更新DL NI平均值和方差的估计，并使用FFR-REP消息来报告估计的DL NI平均值和方差。
用于估计单个测量的DL NI的方法是基于AMS 130的实现。在一个实施例中，可以使用以下等式（9）来确定估计的DL NI：
----------等式（9）
其中
NI[k]是测量k的NI，
NI[k] j 是在第j接收的天线处的测量k的NI，
P interference [k] j 是不包括SA前导增强的在第j接收的天线处的测量k的干扰功率。
P noise [k] j 是在第j接收的天线处的测量k的噪声功率。
N r 是在AMS处接收天线的数量。
在一个实施例中，可以根据无干扰区域来测量的噪声功率的估计可以是特定于AMS 130的实现。
可以使用以下等式（10）来确定干扰功率的估计。
-----等式（10）
其中
Ts可以表示根据段‘s’（=0、1、2…）的SA前导（例如，505-1至505-3）音调索引导出的一组测量索引；
P interference_Ts [k] j 是根据SA前导测量而计算的在第j接收的天线处的段s的干扰功率电平；
P Segi 是段i的线性功率增强或去增强电平。例如，在重用1部署中，P Seg0 =P Seg1 =P Seg2 =1。对于重用3部署的段0，PSeg0 =1以及P Seg1 =P Seg2 =0。对于FFR部署中的段0的功率增强重用3分区，P Seg0 =FP1_Power，P Seg1 =FP2_Power，P Seg2 =FP3_Power，其中FP1_Power是线性功率增强电平而FP2_Power和FP3_Power是线性功率去增强电平。
对于NI测量，可以使用重用1频率分区。应使用等式（11）根据多重单个消息来导出平均NI统计（以分贝表示）。
--等式（11）
其中
；
α avg 可以表示由ABS 110基于特定使用情况而指定的平均参数；以及
n可以表示其中没有进行测量的连续帧的数量。为了获得方差，可以使用等式（12）和（13）来更新期望平方的统计：
----等式（12）
和
-----等式（13）
在图6中示出描绘由CINR估计模块251使用的确定CINR值的方法的流程图的实施例。在框610中，CINR估计模块251可以使用SA前导505-1、505-2和505-3中的一个或多个来确定信号功率。在一个实施例中，CINR估计模块251可以如以上等式（1）中描述的使用SA前导505-1至505-3中的一个或多个内被占用的信号音调（诸如图4中所示的421、432和443）来测量信号功率（P signal [k] j 是不包括SA前导增强的在第j接收的天线处的测量k的信号功率）。
在框620中，CINR估计模块251可以使用PA前导503的未占用的音调来确定噪声功率。例如，在中心5MHz信道中，PA前导503中的每隔一个音调可以被占用，以及，除了被占用的音调之外的音调可以用于确定噪声功率。在一个实施例中，可以根据特定于AMS 130的实现的无干扰区域来确定噪声功率P noise [k] j 。
在框640中，CINR估计模块251可以使用SA前导来为每个扇区确定干扰功率。在一个实施例中，CINR估计模块251可以使用以上等式（2）来确定干扰功率P interference [k] j 。在一个实施例中，可以使用未占用的音调和被占用的音调来确定干扰功率。例如，CINR估计模块251可以使用图4中的被占用的音调421和两个未占用的音调431和441来确定干扰。
在框660中，CINR估计模块251可以使用小区310、320、330和350中的每个的平均功率将FFR功率增强施加到每个扇区（0、1、2）中的干扰功率上。在一个实施例中，如果小区310、320、330和350中的每个中的每个扇区（0、1、2）的功率电平相同，则CINR估计可以提供估计的CINR值，该估计的CINR值可以基本上等于实际的CINR值。然而，如果小区310、320、330和350中的每个中的每个扇区（0、1、2）的功率电平不同，则CINR估计可以提供估计的CINR值，该估计的CINR值可以是实际的CINR值的近似。在框680中，CINR估计模块251可以使用以上等式（3）来确定平均CINR值以及使用以上等式（4）和（5）来确定方差CINR值。
在图7中示出描绘由SIR估计模块254使用的确定SIR值的方法的流程图的实施例。在框710中，SIR估计模块254可以使用SA前导505-1、505-2和505-3中的一个或多个来确定信号功率。在一个实施例中，SIR估计模块254可以使用以上等式（6），利用SA前导505-1至505-3中的一个或多个内被占用的信号音调（诸如图4中所示的421、432和443）来测量信号功率（P signal [k] j 是不包括SA前导增强的在第j接收的天线处的测量k的信号功率）。
在框740中，SIR估计模块254可以使用SA前导505-1至505-3来为每个扇区确定干扰功率。在一个实施例中，SIR估计模块254可以使用以上等式（7）来确定干扰功率P interference [k] j 。在一个实施例中，可以使用未占用的音调和被占用的音调来确定干扰功率。例如，SIR估计模块254可以使用图4中的被占用的音调421和两个未占用的音调431和441来确定干扰。
在框760中，SIR估计模块254可以将FFR功率增强施加到小区310、320、330和350中的每个的每个扇区（0、1、2）中的干扰功率上。在框780中，SIR估计模块254可以使用等式（8）来确定平均SIR值。
在图8中示出描绘由DL NI估计模块258使用的确定DL NI值的方法的流程图的实施例。在框810中，DL NI估计模块258可以使用PA前导503的未占用的音调来确定噪声功率。例如，在中心5MHz信道中，PA前导503中的每隔一个音调可以被占用，以及，除了被占用的音调之外的音调可以用于确定噪声功率。在一个实施例中，可以根据特定于AMS 130的实现的无干扰区域来确定噪声功率P noise [k] j 。
在框840中，DL NI估计模块258可以使用SA前导505来为每个扇区确定干扰功率。在一个实施例中，DL NI估计模块258可以使用以上等式（10）来确定干扰功率P interference [k] j 。在一个实施例中，可以使用未占用的音调和被占用的音调来确定干扰功率。例如，CINR估计模块251可以使用图4中的被占用的音调421和两个未占用的音调431和441来确定干扰。
在框860中，DL NI估计模块258可以使用小区310、320、330和350中的每个的平均功率将FFR功率增强施加到每个扇区（0、1、2）中的干扰功率上。在一个实施例中，如果小区310、320、330和350中的每个中的每个扇区（0、1、2）的功率电平相同，则DL NI估计可以提供估计的DL NI值，该估计的DL NI值可以基本上等于实际的DL NI值。然而，如果小区310、320、330和350中的每个中的每个扇区（0、1、2）的功率电平不同，则DL NI估计可以提供估计的DL NI值，该估计的DL NI值可以是实际的DL NI值的近似。在框880中，DL NI估计模块258可以使用以上等式（11）来确定平均DL NI值以及使用以上等式（12）和（13）来确定方差DLNI值。
已经参照示范性的实施例对本发明的某些特征进行了描述。然而，意图并不是在限制的意义上来解释说明书。对于本发明所属领域的技术人员而言是显然的示范性的实施例的各种修改以及本发明的其它实施例，都被视为在本发明的精神和范围之内。

Claims (31)

1.一种用于确定无线网络中的信号质量值的方法，包括：
使用包括在接收的来自多个天线的信号的超帧中的第二前导来确定所述信号的信号功率值，其中，所述第二前导包括小区信息；
使用包括在接收的来自所述多个天线的所述信号的所述超帧中的第一前导来确定所述信号的噪声功率值，其中，所述第一前导包括载波信息；
使用所述第二前导来确定小区内的每个扇区的干扰功率值，所述小区的至少一个扇区的所述干扰功率值是使用未占用的音调和被占用的音调来确定的；
使用多个小区中的每个的平均功率将部分频率重用功率增强施加到所述小区内的每个扇区中的干扰功率上；以及
使用所述信号功率值、所述噪声功率值和所述干扰功率值中的一个或多个来确定一个或多个信号质量值。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二前导还包括用于确定所述信号功率值和所述干扰功率值的段标识符值和小区标识符值。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一前导还包括确定所述信号质量值的无线装置的带宽信息，其中，所述载波信息和所述带宽信息用于确定所述噪声功率值。
4.如权利要求2所述的方法，还包括划分所述段标识符值和所述小区标识符值以支持一个或多个基站。
5.如权利要求2所述的方法，还包括使用所述第二前导中的一个或多个被占用的音调来确定所述信号功率值。
6.如权利要求1所述的方法，还包括使用所述第一前导中的未占用的音调来确定所述噪声功率值。
7.如权利要求1所述的方法，还包括使用所述第二前导中的未占用的音调和被占用的音调来确定所述干扰功率值。
8.如权利要求1所述的方法，还包括使用所述信号功率值、所述噪声功率值和所述干扰功率值来确定载波与干扰和噪声比值的平均值和方差值。
9.如权利要求1所述的方法，还包括使用所述信号功率值和所述干扰功率值来确定信号与干扰比值的平均值。
10.如权利要求1所述的方法，还包括使用所述噪声功率值和所述干扰功率值来确定下行链路噪声和干扰比值的平均值和方差值。
11.一种用于确定无线网络中的信号质量值的移动站，包括：
主机设备；
耦合到多个天线和所述主机设备的发射器；以及
耦合到所述多个天线和所述主机设备的接收器，其中所述接收器用于：
使用包括在接收的来自多个天线的信号的超帧中的第二前导来确定所述信号的信号功率值，其中，所述第二前导包括小区信息；
使用包括在接收的来自所述多个天线的所述信号的所述超帧中的第一前导的未占用的正交频分多址（OFDMA）音调来确定所述信号的噪声功率值，其中，所述第一前导包括载波信息；
使用所述第二前导来确定小区内的每个扇区的干扰功率值，所述小区的至少一个扇区的所述干扰功率值是使用未占用的音调和被占用的音调来确定的；
使用多个小区中的每个的平均功率将部分频率重用功率增强施加到所述小区内的每个扇区中的干扰功率上；以及
使用所述信号功率值、所述噪声功率值和所述干扰功率值中的一个或多个来确定一个或多个信号质量值。
12.如权利要求11所述的移动站，其中，所述接收器用于使用所述第二前导的段标识符值和小区标识符值来确定所述信号功率值和所述干扰功率值。
13.如权利要求12所述的移动站，其中，所述段标识符值和所述小区标识符值被划分以支持一个或多个基站。
14.如权利要求12所述的移动站，其中，所述接收器用于使用所述第二前导中的一个或多个被占用的音调来确定所述信号功率值。
15.如权利要求11所述的移动站，其中，所述接收器用于使用带宽信息和所述载波信息来确定所述噪声功率值。
16.如权利要求11所述的移动站，其中，所述接收器用于使用所述第一前导中的未占用的音调来确定所述噪声功率值。
17.如权利要求11所述的移动站，其中，所述接收器用于使用所述第二前导中的未占用的音调和被占用的音调来确定所述干扰功率值。
18.如权利要求11所述的移动站，其中，所述接收器还包括载波与干扰和噪声比估计模块，其中，所述载波与干扰和噪声比估计模块用于使用所述信号功率值、所述噪声功率值和所述干扰功率值来确定载波与干扰和噪声比值的平均值和方差值。
19.如权利要求11所述的移动站，其中，所述接收器还包括信号与干扰比估计模块，其中，所述信号与干扰比估计模块用于使用所述信号功率值和所述干扰功率值来确定信号与干扰比值的平均值。
20.如权利要求11所述的移动站，其中，所述接收器还包括下行链路噪声和干扰估计模块，其中，所述下行链路噪声和干扰估计模块用于使用所述噪声功率值和所述干扰功率值来确定下行链路噪声和干扰比值的平均值和方差值。
21.一种机器可读介质，其上存储有程序，当由机器执行所述程序时所述程序使得所述机器执行如权利要求1-10中任一项所述的方法。
22.一种用于确定无线网络中的信号质量值的设备，包括：
用于使用包括在接收的来自多个天线的信号的超帧中的第二前导来确定所述信号的信号功率值的部件，其中，所述第二前导包括小区信息；
用于使用包括在接收的来自所述多个天线的所述信号的所述超帧中的第一前导来确定所述信号的噪声功率值的部件，其中，所述第一前导包括载波信息；
用于使用所述第二前导来确定小区内的每个扇区的干扰功率值的部件，所述小区的至少一个扇区的所述干扰功率值是使用未占用的音调和被占用的音调来确定的；
用于使用多个小区中的每个的平均功率将部分频率重用功率增强施加到所述小区内的每个扇区中的干扰功率上的部件；以及
用于使用所述信号功率值、所述噪声功率值和所述干扰功率值中的一个或多个来确定一个或多个信号质量值的部件。
23.如权利要求22所述的设备，其中，所述第二前导还包括用于确定所述信号功率值和所述干扰功率值的段标识符值和小区标识符值。
24.如权利要求22所述的设备，其中，所述第一前导还包括确定所述信号质量值的无线装置的带宽信息，其中，所述载波信息和所述带宽信息用于确定所述噪声功率值。
25.如权利要求23所述的设备，还包括用于划分所述段标识符值和所述小区标识符值以支持一个或多个基站的部件。
26.如权利要求23所述的设备，还包括用于使用所述第二前导中的一个或多个被占用的音调来确定所述信号功率值的部件。
27.如权利要求22所述的设备，还包括用于使用所述第一前导中的未占用的音调来确定所述噪声功率值的部件。
28.如权利要求22所述的设备，还包括用于使用所述第二前导中的未占用的音调和被占用的音调来确定所述干扰功率值的部件。
29.如权利要求22所述的设备，还包括用于使用所述信号功率值、所述噪声功率值和所述干扰功率值来确定载波与干扰和噪声比值的平均值和方差值的部件。
30.如权利要求22所述的设备，还包括用于使用所述信号功率值和所述干扰功率值来确定信号与干扰比值的平均值的部件。
31.如权利要求22所述的设备，还包括用于使用所述噪声功率值和所述干扰功率值来确定下行链路噪声和干扰比值的平均值和方差值的部件。
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