TW200810399A - Subcarrier group based power control for OFDMA systems - Google Patents

Description

200810399 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 且更特定言之 本發明一般係關於無線功率位準控制 係關於控制次載波之功率位準。 【先前技術】 對於具有-侵略性頻率再使用計劃的蜂巢式正交分頻多 工存取（咖MA)系統，將相等功率用於下行鏈路發射中之 所有次載波可導致嚴重的小區間或“間干擾。此可_ 產生不合需要的結果’例如中斷與低系統輸出。個別化功 率控制（即為每—特定使用者定製）可以減低干擾，作合將 =統頻寬之一顯著部分用於功率控制。此亦會減心統 輸出。 對於一相等下行鏈路功率系 1定用相專功率來分配/ 有K載波。接近小區邊界，使用者 4」氤歷多小區干擾，（； 為使用者可能在接收來自處於接近相等距離之不同基地《 的使用相等功率發射之次載波。對於_使用者正好在一1 區之邊界的内部使用m载波進行操作，來自一㈣ 小區中之基地台的干擾信號可能與所需信號幾: 此使用者接著可經歷一相者供 工歷才目田低的讯號對干擾比⑻R)，^ 可導致不良的服務品質、低效頻寬的使用或—中斷。/ 然而，接近一基地台的使用者 j此接收一相對較強的^ 號，其提供一高的SIR。通常，該 — 」以同於必要的SI] 以便貫現可接受的性能。在某此情 丁 一 4况下，該SIR非常高ΰ 致於可能在減少性能增益上浪費 同> 、示二I射态功率。橫跨仓 121665.doc 200810399 用者的SIR不平衡（範圍可從不可接受的低至可能的浪費） 會妨礙整體系統效率與輸出。 或者，客彳$製商基於特定使用者需要發射功率的下行 鏈路功率控制可以將横跨使用者的SIR之範圍保持於一更 乍的值之犯圍内。因而，一基地台附近的使用者可以不接 收一高功率發射，而僅為保持一可接受SIR的足夠功率。 因為可使用〆於-相等功率系統中之功率的功率來發射分 配給附近使用者的次载波，該特定次載波不太可能干擾在 使用相同次載波的-相鄰小區或扇區中的使用者。

At不幸的係’在一客戶定製的功率系統中，每-使用者可 此通常需要在一封閉迴路組態中將功率控制 :之基地台。此通信要求將針對每-使用者使用系統』 2古“影響整體系統效率與輸出。此外，該 ;有試圖對於每-使用者之定製功率位準的一額外計算負 【發明内容】 本發明之具體實施例提供以集合 中依據不同的功率位準來集 ？工制’其 (其可以在操作期間係 羊集δ …計_。此外,每-使用者二=等基地 的功率_ 相- 率控制所要求的頻寬。 我低針對功 :率:：集合可以將複數個次載波分成不同隼合 内所有次载波具有相同功率位準，但不同集合 121665.doc 200810399 /、有不同〜人載波功率位準。功 定，戋可以4 θ e +集合可以係隨意地決 戍T以使用歷史或預測的小區使用 功率位準的 4木叙 戟木提ί、於不同 手丰的-適當數目之次載波。 小，亦不需要扁I古界M i t 要係相同大 、❿要在具有最低功率位準的集合與具有f古㈣ 位準的集合之間存在均勾間隔的 0 ^ 施例可以呈古〃 V * 差本發明之具體實 j j以具有任何數目之集合，每一隼人目士 4f g ,, 集5具有任一大小，

並且此外可以動態地改變集合定 J 波仗-集合移動至另一集合並還戟 動能妯^9由凋整功率位準來 動心地调整一特定集合集。可 者功座r网〜 丁匕類调整以便提供適 田力羊乾圍内的次載波來健—小 小化干擾。 τ π便用者，同時最 依據一具體實施例，一使用者 偏好f m f功率要求或次載波 箱子貝讯傳達至該伺服的基地台，盆 用者$ + H /、接者從針對该特定使 率要、im一 π 選擇-次載波。一功 Π求之決疋可以使用來自該飼服的基地台之信號功率盘 之信號功率的比較。此外，可以更新:力 求決疋’其可以接著驅動一小區或扇區内的-使用者 之次載波指派中的改變。 本發明之具體實施例提供相鄰小區或扇區在具有最 率的集合中使用不同的次載波，以使得相鄰小區或扇區可 以不同時發射於最高功率位準的相同次载波。例如，可以 在-相鄰小區中使用一更低功率發射在一小區中使用最古 功率發射的次驗。藉由避免相鄰小區或扇區同時發射Z 取南功率位準的相同次載波的情況，可以減低小區間或扇 121665.doc 200810399 區間干擾。藉由減低該干擾，可以增強整體系統效 出。 ’、則 則面已相當廣泛地概述本發明的特徵及技術優點，以便 更明白下面本發明之詳細說明。下文將說明本發明的額外 特徵及優點’其形成本發明之申請專利範圍的主題。熟習 此項技術者應明白，所揭示的㈣與特定具體實施例 易地用作修改或設計用於實行本發明之相同目的的其他 構之基礎。熟習此項技術者還應認識到，此類等效構造^ 不脫離隨时請專利範討提出的本發明之精神及範嘴。 從結合附圖考量的以下說明，將更好地瞭解咸信為本:明 之特性的新穎特徵，其係關於本發明之組織與操作方法， 以及另外的目的與優點。然而，應清楚地瞭解各圖式係僅 提供解說與說明之目的而並非旨在作為本發明之限制的定 義。 【實施方式】 圖1顯示分別藉由基地台101、102及1〇3伺服的三個相鄰 小區11、12及13之圖10,使用者1〇4與1〇5在小區u中處於 與祠服基地台1()1的不同距離。控制器ι〇ιι、職及_ 分別控制基地台1〇1、102及1〇3之操作。使用者ι〇4處於基 地台UH附近’而使用者1〇5接近小區邊界1〇6、1〇7及⑽ 之交叉點。 不具有下行鏈路功率控制，離伺服基地台iqi相對較遠 並且與所有三個基地台⑼' ⑽及⑻大致等距的使用者 105在-相等下行鏈路功率系統下可經歷來自相鄰基地台 121665.doc -10- 200810399 102與103的相對較強的 ,^ ^ 杜此清形下，使用者105 在佔據糸統頻寬之一較大立 钗大邛为時可能僅能夠維持一 資料連結，從而導致低5〜 于低谷里 低效的頻寬使用。此外，使用者1〇5 可能經歷不良品質的服款斗、4 ^ ^ 的服務或遭受-服務中_。使用者105 補 <員一低SIR的可能方彳—& 4 式匕括使用一低速率編碼方案盥使 用較寬的頻率展開。 使

使用者104在一相蓉下> μ A 、 隹相專下仃鏈路功率系統下呈現不同問 越。因為使用者1〇4接诉兮| 近邊基地台，故使用者104可能經歷 一相當南的SIR。不幸的係， 右於貫現足夠的信號品 λ所真正必需的，貝丨丨驻士曾y ^ 土也口 1 〇 1消耗的額外功率將不 僅係系統資源之浪費’還將促進相鄰小區^油中的干擾 位準。接著，此干擾可能減低小區丨2W3t的任何使用^ ，資料發送速率。因而，與一下行鏈路功率系統相等，可 良費寶貴的系統資源（例如頻寬與功率），並且可能不會 最佳化整體系統的輸出。 曰 然而，圖1中所示的系統係調適成用以使用本發明之— 具體實施例’ ϋ因而基地台1〇1於與一相等下行鏈路功率 系統相比較更為減低的功率位準向1〇4發射。向使用者ι〇4 &射功率中之此減低會減低小區12與Η中的使用者所見的 干擾，從而可能允許該些小區中的使用者使用一更高速率 編碼方案 '然而，基地台1〇1仍會提供足夠的功率來為使 用者104保持一可接受的“尺。此外，使用者105還會看到 一增加的SIR，因為基地台1〇2或1〇3都不會在與使用者丨〇5 使用的次載波相同的次載波上發射全功率。 121665.doc 200810399 圖1所示的每一基地台可以提供若干不同次载波以便伺 服多個使用者。例如，可以藉由不同的頻率或跳頻方案來 區分該等次載波。使用一相等下行鏈路功率系統，所=次 載波將具有相同的功率。然而，所有次載波不必使用相= 功率進仃發射。相反，依據本發明之一具體實施例，將該 等次載波分配成集合，以使得一集合内的每一次載波具: 與相同集合内的其他次載波相同的發射功率位準，但^一 集合至另-集合，發射功率不同。即，該等集合將一 致但不相等的發射功率。 該等集合分配在某種程度上可以係'隨意的，或可以係基 於系統環境與特性而最佳化。在一特定小區中，不同集二 =數目可以係隨意的’並甚至可以依據系統需要隨時二 :型::：，在一特定小區中’歷史使用圖案可以指示對於 貞载’―特定百分比的使用者接近該基地台並要 1相對較少的功率’而另外百分比的使用者由於與該基地

::距離所致而趨向於要求最大的功率。可以將該等功率 要求分成若干範圍，並接著 A 之預期數目。 讀<母—㈣中的使用者 1 寺定集合中的次載波之數目可以係隨意的，並甚至還 P時間改變。此外，指派給每一集合之次載波的功率 :準可不需要在最小與最大位準之間相等地步進，而可以 定小區環境所需來進行定製。從一小區至另一小 k ’该等集合分配（包括 t 之數目、各集合中次載波之 數目及集合功率輪廊）可以顯著不同。分配參數之任一參 121665.doc 200810399 數可以動態地改變而不脫離本發明之範嘴。 控制器1011、102 1及丨03丨控制該等集合功率位準與次載 波指派。其還可以辅助收集與分析可用於決定功率位準集 合特性的歷史使用圖案。此外，控制器1〇11、1〇21及1〇31 可以彼此通信以允許集合分配中的動態改變而不引起兩個 相鄰小區可能將相同次載波指派給最高的功率位準集合的 情況。 圖2顯示用於針對圖丨之三個不同小區u、12及13的代表 集合分配201、202及203的相對次載波功率之一圖式。圖2 出於解說性目的顯示九個次載波，儘管一實際系統可以具 有任何數目之次載波。例如，一正交分頻多工存取 (OFDMA)系統的次載波之典型數目可以係512或1〇24。儘 管按照OFDMA次載波來說明該等圖式，本發明之具體實 施例可以包含具有一通道再使用計劃並使用任一發射方案 的任一通信系統。 如所不，分配201具有九個次載波2〇1]^至c、2〇12&至〇 及2013a至c，其係分成具有不相等的發射功率的三個集 合·· 2〇11、2〇12及2〇13。在分配201之每一集合中，所有 次載波具有相等的功率，但所有集合具有不同的功率位 準。即，該等集合具有不同於一不同集合之一次載波功率 位準的一致次載波功率位準。例如，次載波2〇11&至〇都具 有彼此相同的功率，但具有不同於集合2〇12與2〇13的功率 位準。 此外，可以部分基於相鄰小區之集合來^義—特定小區 121665.doc -13 - 200810399 中的集合，以使得相鄰小區或扇區之一集合之僅一者發射 具有最高功率位準之-特定次載波。例如，圖^斤示^小 區11、12及13可以都使用處於相同頻率的相同次載波集。 分配202具有分成三個集合2〇21、2〇22及2〇23的九個次載 波202U至c、20仏至〇及2〇233至c，而分配2〇3具有分成三 個集合203〗、2〇32及2033的九個次載波2〇3^至。、 至c及2033a至c。具有分配2〇1的小區u使集合3作為最高3 功率位準，具有分配2〇2的小區12使集合2作為最高功率位 準，而具有分配203的小區13使集合丨作為最高功率位準。 次載波2〇13a、2023a及2〇33a可以使用相同頻率，但由 於與其個別集合相關聯的不相等功率位準所致，僅 在使用最大功率進行發射之後會達到接近圖丨所示的邊界& 1〇6、⑽及·之交叉點的使用者1G5e與使用相等的下行 鏈路功率發射所有次載波之一系統相比較，會於較低功率 位準發射來自圖i之相鄰基地台1〇2與1〇3的次載波2〇iia與 2021 a，並因此應減低使用者丨〇5所經歷的干擾之位準。 因為具有最高功率位㈣次載波一般會為接近一小區邊 界的使用者提供最佳SIR，故較低功率的次載波可能會用 於更接近該基地台的使用者。例如，因為圖1之使用者1 處於基地台ιοί附近，故可能會將來自集合2〇11或2〇12之 一次载波指派給使用者104。由於與基地台1〇1的較短距離 所致，甚至使用減低的發射功率，使用者〗仍會接收足 夠的信號強度。當-使用者在一小區或扇區内移動時，若 使用者的功率要求改變，則該次載波指派一般會改變，而 121665.doc -14- 200810399 不-該次载波本身之功率 區内的移動性(其改變使用者功率要;允;^用者在該小 使用計劃的優點。 者力羊要求），同時保留上述再 與-客戶定製功率系統相比較， 單的實施方案，並具有功率控制之：減：允终： 即，除個別使用者SIR報告以外…頻寬而求。 定1 H k \ 卜了以由另一回授機制來決 上刀酉己。可能性包括系統負载與使用輪廓歷史、 仃鏈路強度❹於制多個❹者的 括的:何其他可接受可靠方法。小區或系統負載歷史= ^特定小區中使用者所要求的功率位準，與特定範圍 A功率要求的使用者之數目。在適當情況下，此等歷 史需要範圍可以係用於預測於一未來時間的可能需要。铁 而’小區負載歷史係決定該等集合之數目與功率位準的可 能方式而非必要方式。#由移除不斷的個別回授之需要， 並將-替代方法用於估計功率需要，可以更有效地使用系 統頻寬。 …作為另-比較，若針對不相等功率集合系統的總發射功 率與針對-相等功率系統的總發射功率相同，則在不相等 功率系統中可將更多工力率用於具有最高功率的次載波集 合。此會額外改良接近一小區邊界的使用者的訊號對雜訊 比（SNR)，其中雜訊包括除來自相鄰基地台的干擾信號以 外的不需要的信號。 可以預定該等功率集合，或若必要可以將其調適成用以 增加或減小一特定集合中的次載波之數目。一基地台可以 121665.doc -15- 200810399 監視相鄰基地台之功率分配用於其本身的功率集合初始 化，或用以輔助該等功率集合之定製改變。因而，一基地 台可以回應相鄰功率集合來動態地定義或修改其功率集 合。作為另一系統增強，可以中央控制各基地台，以便最 佳化一系統範圍位準上的效率。 可以使用諸如圖3所示的方法3〇之類的一方法來進行次 載波指派。在方塊301中一新的使用者進入該系統，並在 方塊302中其需要指派資訊。可以將各種方法用於估計干 擾參數而不脫離本發明之精神與範疇。例如，一使用者可 以在方塊303a中估計次載波SNR，在方塊3〇扑中使用前導 資料來估計相對基地台信號強度，或在方塊⑽“中識別可 在許多情況下，源於不同位置的信 較可以指示使用者與不同位置的距 接受次載波。應注意， 號之間的信號強度之比 離之比率而且’可接党次載波之_使用者之識別可以包 括一優先順序用於針對提供滿足一最小臨 ㈣該些:线波^w。在方塊3咐使㈣= I曰派貧訊。在方塊305中定義功率位準集纟，其可能已發 生於方塊301之前，或可在系統操作期間重新訪問方塊3〇5 以精細化集合定義。在任何情況下，冑著集合係定義，在 鬼0 5中將人載波指派給新的使用者。因為使用者之 功率要求可能改變，故該方法可以返回至方塊脚於更 新指派資訊。 回”、員不包3 °己〖思體40 1與控制發射器402的基地台控制 器1011。可以將I己憶、體401用於儲存控制器1〇11之操作所 121665.doc -16- 200810399 需的資tfl ’包括集合定義與使用者請求，及視需要地包 郯·!、區集合疋義與使用統計。控制器i i i可以結合其 他控制器(例如圖1所示的控制器助與1031)而單獨操作:、 :可:乂將其連結至可選系統控制器4〇3，其為多個基地台 提供系統位準計劃與控制。 【圖式簡單說明】 雖然已詳細地說明本發明及其優點，但是應明白可在本 文中進行各種改變、替代及更改，而不脫離如隨附申請專 利乾圍定義的本發明之精神及範疇。此外，本申請案之範 嘴並不旨在限於說明書中說明的程序、機器、製造、重要 組成物、構件、方法、及步驟的特定具體實施例。熟習此 項技術者將從本發明之揭示内容輕易地明白目前存在或稱 後要開發的程序、機器、製造、重要組成物、構件、方法 或步驟，其執行實質上相同的功能或達到實質上相同的結 果’因為可依據本發明利用本文說明的對應具體實施例。 因此，隨附申請專利範圍旨在包括此類程序、機器、製 造、重要組成物、構件、方法或步驟在其範圍内。 為了更全面地理解本發明，已結合附圖參考上述說明， 其中： 圖1顯示依據本發明之一具體實 貝哪椚叻.周適的一網路系 統； 圖2顯不依據本發明之^_且轉杳*a w u 个七狀㈣實知例的可以針對圖i之網 路系統而實施的次载波的以功率為基礎的集合之_圖式； 圖3顯示依據本發明之一且騁眚 知乃之/、體貫細例的次裁波指派之一 121665.doc 200810399 方法； 圖4顯示依據本發明之一具體實施例而調適的一基地 【主要元件符號說明】 11 小區 12 小區 13 小區 40 文中未說明 101 基地台 102 基地台 103 基地台 104 使用者 105 使用者 106 小區邊界 107 小區邊界 108 小區邊界 201 分配 202 分配 203 分配 401 記憶體 402 控制發射器 403 系統控制器 1011 控制器 1021 控制器 121665.doc - 18 - 200810399 1031 控制器 2011 集合 2011a-2011c 次載波 2012 集合 2012a-2012c 次載波 2013 集合 2013a-2013c 次載波 2021 集合 2021a-2021c 次載波 2022 集合 2022a-2022c 次載波 2023 集合 2023a-.2023c 次載波 2031a-2031c 次載波 2032a-2032c 次載波 2033a-2033c 次載波 121665.doc -19-

Claims (1)

1. 200810399 十、申請專利範圍： 1 · 一種無線通彳§功率控制的方法，其包含· 將複數個次載波分配成—第一複數個集合，該第_複 數個集合之各集合的次载波具有一致次載波功率位準， 該第-複數個集合之各集合具有與該等集合之其他集合 不同的次載波功率位準； ::定適合於一第一發射位置與一第_接收位置之間的 一第一無線通信連結的_功率位準；以及 針對该第-連結指派該複數個次載波之一者，該— 載波屬於該第一複數個集合之-集合，該集合具㈣： 於該第—無線通信連結的一次載波功率位準。、口 2·如請求項1之方法，其進一步包含： 將複數個次載波分配成一第二複數個集合 :個：：之各集合的次載波具有-相同次載波功率 :位:…個集合之各集合具有-不同的次載波功 第二複數個集合中的具有一最高次載波功率位 載波功！合使用與該第一複數個集合中的具有-最高次 載波功率位準之一集合不同的次载波。 3 · 如請求項2 $ t、土 ^ . 一、〃 方法，其中該將複數個次载波分配成一第 個集合係使用該第-複數個集合之分配資訊的動 4 ·如請求項2之方、本 方法，其中於該第一發射位置之—通俨 置使用該第—複數個集合進行通信而於—第二發射位置 121665.doc 200810399 5. 之:通信裝置使用該第二複數個集合進行通信。 士月长項4之方法，其中該決定適合於—第—無線通信 連結之一功率位準包含： 、〜由於從σ亥第一發射位置之發射所致的於該第一接 收位置之一第一信號功率； 6. 7. 決定由於從該第二發射位置之發射所致的於該第一接 收位置之一第二信號功率；以及 比較該第一信號功率與該第二功率。 如請求項5之方法，其進一步包含： 使用該比較來估計一干擾參數。 如明求項2之方法’其中於該第-發射位置之一通信裝 置指派來自該第一複數個集合之一第一次載波用於一小 區之一第一扇區，並指派來自該第一複數個集合之一第 二次載波用於該小區之一第二扇區。 8. %, / 女#求項1之方法，其中該決定適合於一第一無線通信 連結之一功率位準包含： 估計於該第一接收位置的該第一無線通信連結之一訊 號對雜訊比（SNR)。 9. 如請求項1之方法，其中該決定適合於一第一無線通信 連結之一功率位準包含： 識別提供滿足一最小臨界值之一信號品質的該複數個 次載波之次載波。 10. 如请求項9之方法，其中該識別包含： 6平專排序提供滿足一最小臨界值之一信號品質的該等 121665.doc -2- 200810399 次載波。 u.如請求们之方法，其進_步包含： 更新該功率位準決定；以及 當該決定係改變時，指派來自-不同隼入之 波。 j果5之一次载 12 ·如❺求項1之古 、 / ，/、中該通信係正交分顧少 (OFDMA)。 又刀頻夕工存取 13.如請求項丨之方法，其進一步包含： 決定—小區中的心分配複數個^ 目；以及 朱口之一數 決定該等集合之功率位準。 14 ·如请求項13之方、、土 /八中該決定該等集合之功 含預測小區負載。 手位準包 15·如請求項13之方法，其進一步包含： 更新集合之该數目的該決定； 決定該更新的數目之集合的功率位準；以及 調整該第一複數個集合之該分配。 16· —種用於無線通信功率控制的系統，其包含： 於-第-發射位置之一第一發射器，該；—發 射複數個無線通信通道’其中該複數個通道係分配二 第一複數個集合，該第一複數個集二" 士 L々 口之各集合的通道且 有-致香射功率位準’該第一複數個集合之各且： 與該等集合之其他集合不同的發射功率位準；以及"/、 -第一控制器’該第一控制器係可操作以針:及一第一 121665.doc 200810399 無線通信連結指派該複數個通道之_者。 17·如請求項16之系統，其中該第一控制器係進一步可操作 以決定適合於該第一無線通信連結之一功率位準。 18·如請求項17之系統，其中當該適合功率位準改變時，該 第一控制器係進一步可操作以改變該指派。 19·如請求項16之系統，其中該第一控制器係進一步可操作 以修改該複數個通道之該分配。 20·如請求項16之系統，其進一步包含： 於—第二發射位置之-第二發射器，該第二發射器發 射複數個無線通信通道，其中將該複數個通道分配成一 第二複數個集合，該第二複數個集合之各集合的通道具 有-相同發射功率位準，該第二複數個集合之各集合且 =一不同發射功率位準，並且其中該第二複數個集合中 最高發射功率位準之—集合使用與該第一複數 :集ο的具有-最高發射功率位準之—集合不同 道；以及 錢t㈣11 ’㈣：控制11係可操作以針對一第二 …、、、k P連結指派該複數個通道之一者。 以決=、商貝Γ之系統’其中該第—控制器係進一步可操作 /、疋“於該第-無線通信連結之一功率位準。 •一種用於無線通信功率控制的系統，其包含： 么射構件，其用於。 發射至多個使用者；m一第一位置同時 控制構件，其用於控制該等多個錢之該發射；以及 12I665.doc 200810399 分配構件，其用於將該多個信號分配成一第 集合’該第-複數個集合之各集合的信號具有—致= 功率位準，該第—複數個集合之各集合具有與該等集合 之其他集合不同的發射功率位準。 23. 24. 士《月求項22之系統，其進—步包含·· t射構件’其用於將多個無線信號從_第二位置 發射至多個使用者；以及 、 八制構件，其用於控制該發射，其中將該等多個信號 、:。'第一複數個集合，該第二複數個集合之各集合 、戒具有一相同發射功率位準，該第二複數個集合之 各集合具有一不同發射功率位準。 士口 5青求項2 3 >会μ , 最言& 、之糸、、先，其中該第二複數個集合中的具有一 的呈I射功率位準之一集合使用與該第一複數個集合中 的具有—最高發射功率位準之一集合不同的通道。 121665.doc