用于噪聲受限無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)多級下行功率控制的制作方法
【專利說明】用于噪聲受限無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)多級下行功率控制
[0001]本發(fā)明要求2012年9月25日遞交的發(fā)明名稱為“用于噪聲受限無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)多級下行功率控制(Self Adaptive Mult1-Level Downlink Power Control ForNoise-Limited Wireless Cellular Networks) ”的第 13/626177 號美國非臨時專利申請案的在先申請優(yōu)先權(quán)，該在先申請的內(nèi)容以引入的方式并入本文本中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]請求保護的主題涉及用于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的下行傳輸?shù)墓β逝渲煤涂刂品桨?。具體而言，請求保護的主題提供了各種用于基于正交頻分多址接入(OFDMA)的無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)下行功率控制方案的機制，這些無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)適用于噪聲受限環(huán)境。
【背景技術(shù)】
[0003]無線數(shù)據(jù)通信是移動計算的一個重要組成部分，并且因移動計算技術(shù)的持續(xù)進步、移動計算產(chǎn)品的普及和眾多全面基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的部署而日益發(fā)展。典型的無線通信系統(tǒng)可實施為多址系統(tǒng)，能夠通過共享可用系統(tǒng)資源(例如帶寬、發(fā)射功率等)支持與多個用戶的通信。此類多址系統(tǒng)的示例可包括碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、高速分組接入(HSPA)系統(tǒng)、寬帶碼分多址(W-CDMA)系統(tǒng)、時分多址(TDMA)系統(tǒng)、頻分多址(FDMA)系統(tǒng)、正交頻分多址接入(OFDMA)系統(tǒng)，等等。另外，這些系統(tǒng)符合由第三代合作伙伴計劃(3GPP)公布的規(guī)范，例如關(guān)于“長期演進”(LTE)的3GPP Rel.8和9、關(guān)于高級LTE的3GPP Rel.10和11，以及由其它實體公布的超移動寬帶(UMB)和WiMAX等規(guī)范。
[0004]通常情況下，無線多址通信系統(tǒng)可支持網(wǎng)絡(luò)中多個移動設(shè)備的同時通信。每個移動設(shè)備(也稱為“用戶設(shè)備”或“UE”)通?？梢越?jīng)由射頻(RF)傳輸通過連接網(wǎng)絡(luò)的一個或多個接入點(例如基站、中繼節(jié)點等)與運營商網(wǎng)絡(luò)(例如蜂窩網(wǎng)絡(luò))或其它移動設(shè)備進行通信。包括無線數(shù)據(jù)通信頻譜的各種可用技術(shù)通常在本地可用性、覆蓋范圍和性能方面有所不同。蜂窩網(wǎng)絡(luò)是一種無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的無線服務(wù)在地理區(qū)域內(nèi)提供，而且該服務(wù)區(qū)域被劃分成若干個較小(有時重疊)的區(qū)域，稱為小區(qū)。每個小區(qū)由至少一個位置通常固定的收發(fā)器服務(wù)，該收發(fā)器稱為小區(qū)站點、節(jié)點、基站或基站收發(fā)信臺(BTS)。各個節(jié)點通常還稱為節(jié)點基站(“NodeB”)或eNB( “增強型節(jié)點基站”)。這些小區(qū)、通信臺和/或節(jié)點所提供的網(wǎng)絡(luò)連接在一起時可以覆蓋相當廣泛的區(qū)域。這使大量用戶操作的移動計算設(shè)備(例如手機、平板電腦、筆記本電腦等)能夠經(jīng)由基站與網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點進行通信。
[0005]在OFDMA通信系統(tǒng)中，每個頻率信道或帶寬被劃分成多個連續(xù)的資源塊(RB)。此夕卜，多個RB可以組合在一起以形成資源塊組(RBG)?；倦S后將RB分配給用戶設(shè)備(UE)。數(shù)據(jù)以資源塊的方式被分配給UE。在任何給定傳輸時間間隔(TTI)內(nèi)，基于測量的信道狀況將RB分配給UE。信道狀況測量由用戶設(shè)備(UE)執(zhí)行，該UE在測量周期內(nèi)測量一個或多個RBG的信道狀況。該UE可以將測量的RBG的信道狀況報告給服務(wù)基站。根據(jù)報告的信道質(zhì)量信息(CQI)消息，OFDMA通信系統(tǒng)能夠選擇性地在調(diào)度周期內(nèi)調(diào)度RB，通常持續(xù)一個或多個TTI或無線幀。通常在基站中執(zhí)行的調(diào)度決策可以在每個傳輸時間間隔(TTI)內(nèi)修改，并且考慮到不同用戶的無線鏈路質(zhì)量狀況、整體干擾狀況、服務(wù)質(zhì)量要求、服務(wù)優(yōu)先級和其它考慮因素。
[0006]LTE等標準指定UE僅可以假設(shè)一定數(shù)目的量化功率電平，還稱為Pa (功率分配)值。這些Pa值周期性地(例如按分鐘)通過無線資源控制(RRC)信令傳送給UE，而且在傳送過程中通常無法被更改。因此，基站的功率控制方案一般將多個Pa值分配給下行鏈路(傳輸)中的UE。但是，這些？4值的分配影響了小區(qū)中不同功率電平之間的負載均衡并且必須正確完成以確保每個小區(qū)內(nèi)吞吐量和覆蓋范圍之間的適當權(quán)衡。
[0007]軟頻率復(fù)用(SFR)技術(shù)等傳統(tǒng)小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)(ICIC)方案依賴于不同小區(qū)之間的RB功率掩碼協(xié)調(diào)以減少網(wǎng)絡(luò)中相鄰小區(qū)帶來的干擾水平。(通過預(yù)定義功率掩碼)增加發(fā)送固定和預(yù)定義RB集的數(shù)據(jù)的功率來實現(xiàn)這點，同時減少分配給其它RB的功率以遵守總功率約束。為了減少冗余并進一步減少干擾，每個小區(qū)將與相鄰小區(qū)協(xié)調(diào)并合作，使得功率增加的RB不被分配到同一鄰近區(qū)域。盡管這種解決方案在小區(qū)間干擾主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)中會很有效，但是擁有預(yù)定義功率掩碼還會限制頻率選擇性調(diào)度(FSS)系統(tǒng)下的性能(例如平均小區(qū)吞吐量)，因為小區(qū)邊緣UE (功率增加的UE)被限制使用預(yù)設(shè)的功率增加的RB而且可以不再享有在整個帶寬上調(diào)度的靈活性。
[0008]此外，盡管這些解決方案適用于干擾主導(dǎo)場景，但是在噪聲(而不是干擾)主導(dǎo)場景下，減少小區(qū)間干擾不是一種有效的解決方案，因為干擾不會顯著影響網(wǎng)絡(luò)性能。因此，用于解決噪聲主導(dǎo)場景下的干擾問題的傳統(tǒng)技術(shù)的使用只會損失平均小區(qū)吞吐量而不會實現(xiàn)解決方案所宣稱的任何優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決上述問題和其它考慮因素，本發(fā)明提供了多種新穎方法和系統(tǒng)，這些方法和系統(tǒng)通過在不存在小區(qū)之間協(xié)調(diào)或合作要求的情況下以分布式方式分配下行功率電平來提高噪聲主導(dǎo)環(huán)境中的蜂窩網(wǎng)絡(luò)性能，同時在基站處充分利用可用發(fā)射功率并且利用頻域調(diào)度的靈活性。
[0010]在實施例中，提供了一種蜂窩網(wǎng)絡(luò)，其中每個基站服務(wù)于其覆蓋區(qū)域(或小區(qū))內(nèi)的一組移動用戶設(shè)備(UE)并且根據(jù)按照信道體驗和質(zhì)量的某些標準對所述UE進行分類。所述實施例自適應(yīng)地分配具有多級發(fā)射功率密度和多級功率的下行功率電平，增加具有不良信道體驗和質(zhì)量的UE的功率電平，同時降低具有較高性能信道的UE的功率電平。根據(jù)其它實施例，一種負載均衡自我調(diào)整機制允許基站自動平衡不同功率電平之間的業(yè)務(wù)負載以實現(xiàn)吞吐量和覆蓋范圍的最佳均衡。
[0011]在實施例中，提供了一種方法，所述方法自適應(yīng)地以小區(qū)為基礎(chǔ)在下行信道中選擇一組功率分配值中的若干個功率分配值并且自動地將所述功率分配值分配給小區(qū)中的UEo所述功率分配值對應(yīng)于所述小區(qū)中的所述基站用于向所述UE發(fā)送數(shù)據(jù)的所述功率?？紤]到為每個小區(qū)選擇的功率分配值的數(shù)目，所提出的方法首先根據(jù)相對于所述小區(qū)中所述基站的所述UE的各個板塊(例如信道性能)以及某些負載均衡考慮因素將所述UE歸類到對應(yīng)于所述若干個功率分配值的若干個類別中。
[0012]所述方法按照板塊/信道性能分布的降序繼續(xù)將功率分配值分配給UE,使得最高功率分配值被分配給小區(qū)中蜂窩性能最差(例如“板塊較差”)的UE，第二最高功率分配值被分配給蜂窩性能第二最差的UE,以此類推，直到所有UE都分配有功率分配值，并且蜂窩性能差的UE將以較高的功率速率接收發(fā)送的數(shù)據(jù)?？梢愿鶕?jù)一個非常簡單的過程執(zhí)行功率分配值分配，該過程將UE類別與對應(yīng)的PA級別匹配。根據(jù)其它實施例，還可以執(zhí)行支持分配給低功率分配值的UE的負載均衡。根據(jù)實際功率分配值，可以通過確保功率增加的UE的比例超過分配給低功率分配值的UE的比例來實現(xiàn)負載均衡。
【附圖說明】
[0013]附圖包含在并且構(gòu)成本說明書的一部分，示出了本發(fā)明的各種實施例，并且與描述內(nèi)容一起用于解釋本發(fā)請求保護的主題的原則:
[0014]圖1描繪了示例性無線通信裝置，本發(fā)明的實施例可在其上實施。
[0015]圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性用戶設(shè)備。
[0016]圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有不超過三個功率電平的自適應(yīng)多級下行功率控制的過程的流程圖。
[0017]圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有M個功率電平的自適應(yīng)多級下行功率控制的過程的流程圖。
[0018]圖5描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于多級下行功率控制方案中的調(diào)度傳輸?shù)倪^程的流程圖500。
[0019]圖6描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的由單個、兩個和三個功率電平控制方案使用的功率分配值的圖。
【具體實施方式】
[0020]現(xiàn)在將詳細地給出一些實施例的參考。雖然結(jié)合替代性實施例描述該主題，但應(yīng)該理解它們不是旨在將請求保護的主題限制于這些實施例。相反，請求保護的主題旨在覆蓋可以包括