CN101427482A - 用无线电反馈控制来控制无线蜂窝系统中小区外干扰效应的方法 - Google Patents

Abstract

通过用无线电反馈对移动终端进行控制以使得其数据传输能够在其活动组中的每个基站处被独立且成功解码，而没有传送功率限度或数据重传限度。利用所解码的数据，信道被重新估计，从移动终端接收的波形被重构，并且在解码已经成功的激活组中的每一个基站处被从总干扰中减去。结果，仍需要在这种基站处成功解码的来自其它移动终端的传输将会经历较高的信噪比，由此被成功解码的可能性增加。

Description

用无线电反馈控制来控制无线蜂窝系统中小区外干扰效应的方法

技术领域

本发明涉及无线通信。

背景技术

在无线系统中，移动终端通过双向无线链路从一个或多个基站传送和接收数据。移动终端传送的方向被称作上行链路，并且移动终端接收的方向被称作下行链路。与移动终端进行通信的基站组被称作用于该移动终端或者该移动终端的活动组的活动基站组。在当移动终端处在基站覆盖区域内时的正常情况下，用于该移动终端的活动组一般是单一基站，从而活动组只包括那一个基站，它就是移动终端的服务基站。然而，当移动终端在多个基站的范围内并且同样处于切换状态时，活动组包括多个基站，它们每一个都监视来自该移动终端的信号，并在它们能够解码的时候对该信号进行解码。然而，只有其中一个基站是该移动终端的服务基站，而其它基站是非服务基站。图1示出了三个基站101、102和103以及它们各自的小区覆盖区域104、105和106。移动终端107被示为处于基站101的覆盖区域104内，该基站是其服务基站。然而，除了服务基站101之外，非服务基站102和103构成用于移动终端107的活动组。

在数据系统中，在下行链路上，移动终端107接收仅仅来自一个基站的数据，但是具有重新选择服务基站的选项，以便根据移动终端从哪个基站接收的信号具有最高信噪比而从其活动组中的任意其它基站接收数据。在上行链路上，服务基站和非服务基站的每一个试图对来自移动终端的传输进行解调和解码。

无线系统的容量是指可以同时传送或接收数据的移动终端的数目，或者这些移动终端的总数据率，其或者以移动终端/扇区、厄兰(erlang)/扇区或数据吞吐量/扇区来表达。该系统的上行链路容量可以与其下行链路容量不同。对于诸如话音的对称服务(即移动终端在上行链路上所需的吞吐量/数据率等于在下行链路上所需的吞吐量/数据率)而言，总的系统容量受到上行链路和下行链路容量中较低一方的限制。在当今诸如由CDMA2000 1x、EV-DO Rev 0和Rev A、HSDPA/EDCH和WiMAX等标准所规定的无线系统中，上行链路具有基本上低于下行链路的容量。这种不均衡需要得到校正以便充分利用下行链路容量，并与能够在系统上运行对称服务相比，最大化移动终端的数目。

在基于直接扩频和多载波(可选地具有预编码)CDMA的无线系统中，扇区内(和跨越扇区)的多个移动终端重复使用扩频序列或频音(frequency tone)组来与它们各自的活动组通信，而由移动终端指定的码来进行区分。用于增加上行链路扇区容量的机制是在基站收发信机上对这些传输进行连续的干扰消除。图2图示了基站噪声升高分量。如图所示，在基站接收机200处，扇区中热噪声上的总的升高包括来自在该扇区中的移动终端的合成信号201(对于该扇区来说，该基站是服务基站)，以及由在相邻扇区内进行传送的移动终端所造成的小区外干扰202。后者包括来自相邻扇区中那些移动终端的干扰(对于该相邻扇区来说，基站接收机200处在这些移动终端的活动组中，但对于该相邻扇区来说，基站200是非服务的)再加上由不包括每个这种移动终端活动组内基站200的其它扇区中的其它正在传送的移动终端所造成的干扰。

在共同未决的专利申请序列号10/401,594中公开了干扰消除的示意性方法，该申请于2003年3月31日提交，并于2004年9月30日出版为美国专利申请公开号US2004/0192208A1。使用这种干扰消除方法，如果任意移动终端的解码成功，则其信号被重构并被从在基站接收的合成信号中减去。图3示出了在示例性基站接收机300处的连续干扰消除方案，其在该基站接收机300的扇区内是用于四个移动终端301、302、303和304的服务基站。在基站接收机300处从移动终端301、302、303和304接收的功率分别是P_1、P_2、P_3和P_4。另外，作为由来自扇区外移动终端的传送所造成的小区外干扰(IOC)的结果，基站接收机300接收合成信号功率。当来自扇区内移动终端的特定传输被基站接收机成功解码时，该传输被重构，并被从基站处的合成信号中减去，此后其它接收信号被解调、解码、重构和从剩余的合成信号中减去。对于每个剩余信号重复进行该过程。有益地，来自移动终端的在后续解调和解码过程中被解码的信号“看不见”来自先前被顺序解码的移动终端的传输的干扰。图3示出了分别对四个移动终端301-304的信噪比(Snr_1-Snr_4)进行的连续计算。从移动终端301开始，Snr_1被计算为P_1/(P_2+P_3+P_4+IOC+N)，其中N是可测量的热噪声。来自每一个的贡献都被连续地从基站接收机处所接收的合成信号中减去，从而对于最后的移动终端304而言，Snr_4被计算为P_4/(IOC+N)。由于在后面被解码的移动终端看到更高的信噪比，因此它们能够支持更高的传输速率和/或提高的可靠性。

在上述情形中，基站接收机不可能对所有移动终端的传输进行成功解码，所有移动终端在它们的活动组中具有这个基站扇区。结果，基站接收机所接收的大多数小区外干扰不能被扣除。因而，如上所述，基站304的信噪比仍然受到该小区外干扰IOC的限制。

典型地，移动终端所遵循的功率控制规则是(i)遵循来自其活动组中服务扇区的功率控制命令，或者(ii)遵循被称作or-of-the down的规则，由此，如果活动组中的任意基站通过向下(down)功率控制命令指示其这样做，则移动终端降低其功率。虽然or-of-the down功率控制确保在至少一个基站处(推测具有来自移动终端的最佳上行链路连接的一个基站)对移动终端传输的成功接收，但是它还确保利用可在活动组中的所有基站处成功解码的足够信噪比而不接收该移动终端的传输。因此，这种不可解码的干扰限制了来自使用连续干扰消除的系统的容量增益。即使当扇区中的移动终端利用一直增大的功率进行传送时，为了提高基站接收机处它们的信噪比(并因此实现更高的数据率)，它们对相邻扇区的干扰成比例增大，因此限制了那些扇区中的移动终端所能够实现的速率。依次，来自相邻扇区中移动终端的干扰在首先考虑增大它们功率的情况下忽视扇区的移动终端的增益。

因此，需要一种使得基站接收机能够重构小区外干扰，并将其从接收的合成信号中减去，以使得可以为所有扇区内的移动终端提高信噪比的方法。

发明内容

在本发明的实施例中，通过用无线电(over-the-air)反馈对移动终端进行控制，以使得其数据传输能够在其活动组中的每个基站处被独立且成功地解码，而不没有传送功率限度或数据重传限度。利用所解码的数据，信道(即时域或频域信道响应中的多个分布图)被重新估计，且从移动终端所接收的波形被重构，并在已经成功进行解码的活动组中的每个基站处被从总的干扰中减去。结果，仍需要在该基站处被成功解码的来自其它移动终端的传输将会经历较高的信噪比，并因此被成功解码的可能性增加。

该方法可用于其中小区外干扰限制了一个或更多小区内的移动终端的信噪比的任何系统(诸如上述使用连续干扰消除的系统)，或者用于只允许通过给定的频音组进行一个小区内传输的OFDMA系统。

在各种实施例中，响应于来自其活动组中基站的用无线电反馈，对移动终端所进行的数据传输进行控制，从而确保该数据能够被这些基站成功解码，而没有功率或重传限度。在本发明的第一实施例中，当在切换时(即移动终端的活动组大于1)，移动终端的传送功率受到从其活动组中所有基站接收的用无线电功率控制命令的控制。而不采用如果其活动组中的任意基站通过向下功率控制命令指示其这样做，则移动终端降低其传送功率的or-of-the-down功率控制规则，切换中的移动终端遵循如果其活动组中的任意基站命令它增大，则它增大其传送功率的or-of-the-up规则，由此确保其传输在其活动组中所有基站处的可解码性。然而，如果移动终端从其活动组中的基站接收到功率向上(up)命令且其已经以其最大允许功率进行传送，或者如果其传送功率比服务基站想要移动终端在其上传送的功率高出预定的量，则移动终端要么恢复到or-of-the-down功率控制规则，要么只遵循从服务基站接收的功率控制命令。

在第二实施例中，响应于移动终端的数据分组传输，切换中的移动终端的传送功率受到从移动终端活动组中的基站所接收的用无线电肯定和否定确认(分别是ACK和NACK)的控制。移动终端监视来自其活动组中基站的ACK/NACK确认，同时跟踪在服务基站处成功接收分组所需的传送功率。如果在分组的重传限度上，切换中的移动终端从其活动组中的任意基站接收NACK(or-of-the-NACK规则)，则它可以增大其传送功率。然而，如果移动终端从其活动组中的其中一个基站接收NACK并已经以其最大的允许功率进行传送，或者如果其传送功率比服务基站想要移动终端进行传送的功率高出预定的量，则向后接下来的分组传输，移动终端恢复到or-of-the-ACK功率控制规则(即只有当其不从其活动组中的至少一个基站接收ACK时增大其传送功率)，或者只允许遵循从服务基站接收的用于其功率控制的ACK/NACK反馈命令。

or-of-the-NACK重传规则被用在第三实施例中。在该实施例中，切换中的移动终端监视来自其活动组中基站的确认。如果响应于数据分组的发送，移动终端从其活动组中的任意基站接收到NACK，则其重传该数据分组，除非已经达到用于该数据分组的重传限度。如果已经达到该限度，则对于下一个数据分组，移动终端遵循or-of-the-ACK规则，其中如果它从其活动组中的任意基站接收到ACK，则移动终端不重传分组，或者可替换地只遵循从服务基站所接收的确认。

附图说明

通过参照附图阅读下面对非限制性实施例的描述，将更好地理解本发明，其中：

图1示出了移动终端及其活动组中的服务基站和非服务基站的现有技术的配置；

图2图示了基站噪声升高分量；

图3示出了现有技术中的在示例性基站接收机处的连续干扰消除机制，所述基站接收机是用于该基站接收机扇区内四个移动终端的服务基站；

图4示出了根据第一实施例的移动终端处的步骤，该实施例在切换期间控制其传送功率方面采用or-of-the up规则；

图5示出了根据第二实施例的移动终端处的步骤，该实施例在切换期间控制其传送功率方面采用or-of-the-NACK规则；和

图6示出了根据第三实施例的移动终端处的步骤，该实施例在切换期间控制其重传数据方面采用or-of-the-NACK规则。

具体实施方式

参照图4中的流程图，示出了在根据or-of-the-up规则运行的移动终端处所采用的方法。在步骤401，判定移动终端是否处于切换中(即活动组是否大于1)。另外，但是未示出，可选地附加判定移动终端到其活动组中基站的平均路径损失相互之间的不同是否大于预定的量。如果其不处于切换中，则在步骤402，移动终端遵循从其一个服务基站接收的功率控制命令。如果其处于切换中(且如果对平均路径损失的可选判定指示这种平均路径损失相互之间的不同小于预定的量)，则在步骤403，移动终端监视来自其活动组中的基站的功率控制命令，并积累来自服务基站的功率控制命令(+1和-1的序列)，以确定该基站所针对的功率。特别地，通过积累这些+1和-1，可以确定在其上服务基站想要移动终端工作的功率级。在步骤404，判定由活动组中的任意基站所接收的任意功率命令是否是“向上”(or-of-the up规则)。如果不是，则指示在活动组中的所有基站处所接收的功率级达到或高于目标(并且依次，该传输可能在所有基站处已经成功)。然后，在步骤405，移动终端降低其传送功率预定的向下幅度。如果在步骤404，从活动组中任意基站所接收的任意功率命令是“向上”(指示该传输不可能已经在从其接收“向上”的基站处成功)，则移动终端传送功率可被提高。然而，在提高其传送功率之前，在步骤406判定移动终端是否已经处在其最大传送功率上，或者移动终端传送功率是否超出由服务基站所针对的功率多于预定量。如果是其中一种情况，则在步骤407，移动终端恢复到or-of-the-down功率控制规则(即如果活动组中的任意基站指示其这么做，则移动终端降低其功率)。可替换地，但是未示出，移动终端恢复到遵循仅来自服务基站的功率控制。如果在步骤406，移动终端不在其最大传送功率上，且没有超出由服务基站所针对的功率预定的量，则在步骤408，移动终端以预定的向上幅度增大其传送功率。

参照图5中的流程图，示出了在根据or-of-the-NACK规则运行的移动终端处所采用的方法。在步骤501，判定移动终端是否处于切换中。正如在第一实施例中，可选地附加判定移动终端到其活动组中基站的平均路径损失相互之间的不同是否多于预定的量。如果其不处于切换中，则在步骤502，移动终端遵循来自其一个服务基站的确认反馈(ACK/NACK)。如果其处于切换中(且如果对平均路径损失的可选判定指示这种平均路径损失相互之间的不同小于预定的量)，则在步骤503，在分组传输限度的末尾(即在移动终端已经以其所允许的最大次数发送数据分组之后)，移动终端监视来自该活动组中所有基站的确认。另外，跟踪在服务基站处成功接收所需的移动终端的传送功率。在步骤504，判定在分组传输限度的末尾处是否任意确认是NACK，指示在从其中(一个或多个)NACK被接收的(一个或多个)基站处的不成功接收(or-of-the-NACK判定)。应该注意到，在特定系统中，NACK被指示为基站安静，即没有发送ACK的基站。如果没有响应是NACK，则该分组已经在活动组中每一个基站处被成功接收，在步骤505，以向下幅度减小移动终端功率以用于下一个分组传输。然而，如果在步骤504，任意基站响应是NACK，则可增大移动终端功率。然而，在增大其传送功率之前，在步骤506判定移动终端是否已经处在其最大传送功率上，或者移动终端传送功率是否超出由服务基站所针对的功率多于预定量。如果是其中一种情况，则在步骤507，移动终端恢复到or-of-the-ACK功率控制规则以用于后续的分组传输(只有当移动终端没有从其活动组中至少一个基站接收到ACK的情况下增大其传送功率)。可替换地，但是未示出，移动终端恢复到遵循基于仅从服务基站接收的ACK/NACK的功率控制。如果在步骤506，移动终端不在其最大传送功率上，且没有超出由服务基站所针对的功率预定量，则在步骤508，移动终端以预定的向上幅度增大其传送功率。

参照图6中的流程图，示出了在根据or-of-the-NACK规则运行的移动终端处所采用的另一方法。在步骤601，判定移动终端是否处于切换中。正如前面所讨论的实施例中所述，另外但未示出，可选地附加判定移动终端到其活动组中基站的平均路径损失相互之间的不同是否多于预定的量。如果其不处于切换中，则在步骤602，移动终端遵循来自其一个服务基站的确认反馈。如果其处于切换中(且如果对平均路径损失的可选判定指示这种平均路径损失相互之间的不同小于预定的量)，则在步骤603，移动终端监视来自其活动组中所有基站的确认。在步骤604，判定对于分组传输的任意基站响应是否是NACK。如果不是，则在步骤605，移动终端准备传送下一数据分组。然而，如果在步骤604，其没有从其活动组中的一个或更多基站接收到NACK，则移动终端会重发该分组。如果在步骤606，还没有达到用于该分组的重发限度，则在步骤607，移动终端重发该数据分组。然而，如果在步骤606，已经达到用于该分组的重发限度，则在步骤608，基于or-of-the-ACK规则执行随后分组的重发，其中如果接收到来自活动组中任意基站的ACK，则不重发该分组。可替换地，但是未示出，如果已经达到了重发限度，则对后续分组的重发可基于仅从服务基站接收的ACK/NACK确认。

在上面所述的每个实施例中，移动终端都可以实施测试来确定ACK或NACK的可靠性，或者其从其活动组中的基站所接收的功率控制比特，以便确定是否要增大其传送功率还是重发分组。特别地，可以将所接收的ACK/NACK或功率控制比特的接收功率与阈值相比较。在那些ACK和NACK都被肯定发送的系统中，如果功率大于阈值，则所接收的ACK/NACK或功率控制比特可被假设为是可靠的，并用于做出增大/减小传送功率或重发分组的正确判定。另一方面，如果功率低于阈值，则仅基于那些被确认是可靠的ACK/NACK或功率控制比特做出增大功率或重发分组的决定。对于那些其中NACK被指示为基站安静的系统，如果其功率低于阈值，则NACK可被确定为是可靠的。

一旦成功解码移动站的数据传输，则从移动终端接收的信号就被重构，并在解码其它移动终端的传输之前被从接收的合成信号中减去，伴随对这些其它移动终端传输的信噪比的改善。对于已经采用了后退位置用于功率控制或ACK/NACK反馈的移动终端来说，呈现给非服务基站的干扰量可能被减少，并减少了由于不能成功解码那些传输而进行的惩罚(penalty)。

如上所述，所述方法可用于其中小区外干扰限制了用于一个或更多小区内移动终端的信噪比的任何系统。这种系统的例子包括采用连续干扰消除的系统或OFDMA系统，其仅仅允许通过给定的频音组进行一个小区内发送。

上述实施例对于本发明的原理是说明性的。

Claims (10)

1、一种在切换中的移动终端处的方法，所述移动终端正在将数据分组发送到其活动基站组中的多个基站，所述活动基站组包括服务基站和至少一个非服务基站，所述方法包括：

响应于从活动组中的任意基站接收到增大传送功率的命令，或者在分组重传限度末尾处成功解码分组的否定确认(NACK)，增大移动终端的传送功率，除非传送功率是在其最大功率上，或者传送功率超出由服务基站所针对的功率预定量。

2、根据权利要求1所述的方法，其中所述移动终端的传送功率增大预定的向上幅度。

3、根据权利要求1所述的方法，其中如果传送功率是在其最大功率上，或者如果传送功率超出由服务基站所针对的功率预定量，且移动终端从活动组中的任意基站接收到增大其传送功率的命令，则仅响应于从服务基站所接收的命令控制传送功率向上或向下。

4、根据权利要求1所述的方法，其中如果传送功率是在其最大功率上，或者如果传送功率超出由服务基站所针对的功率预定量，且移动终端从活动组中的任意基站接收到增大其传送功率的命令，则如果移动终端从活动组中的任意基站接收到要求这么做的命令，移动终端就降低其传送功率。

5、根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定所接收的增大传送功率的命令或者所接收的NACK的可靠性，并且只有当所接收的命令或所接收的NACK被确定为可靠时才增大传送功率。

6、根据权利要求1所述的方法，其中如果传送功率是在其最大功率上，或者如果传送功率超出由服务基站所针对的功率预定量，且移动终端从活动组中的任意基站接收到NACK，则对于后续的分组传输，只有当其没有从活动组中的至少一个基站接收到成功解码(ACK)的肯定确认时，移动终端才增大其传送功率。

7、根据权利要求1所述的方法，其中如果传送功率是在其最大功率上，或者如果传送功率超出由服务基站所针对的功率预定量，且移动终端从活动组中的任意基站接收到增大其传送功率的命令，则对于后续的数据传输，只有当移动终端从服务基站接收到NACK时，移动终端才增大其传送功率，而只有当移动终端从服务基站接收到ACK时，移动终端才减小其传送功率。

8、一种在切换中的移动终端处的方法，所述移动终端正在将数据分组发送到其活动基站组中的多个基站，所述活动基站组包括服务基站和至少一个非服务基站，所述方法包括：

响应于从活动组中的任意基站接收到成功解码分组的否定确认(NACK)重传该分组，除非该分组已经达到其重传限度。

9、根据权利要求8所述的方法，其中如果已经达到该分组的重传限度，则只有当移动终端没有从活动组中至少一个基站接收到成功解码的肯定确认(ACK)时，才重传由移动终端所发送的后续分组。

10、根据权利要求8所述的方法，其中如果已经达到该分组的重传限度，则只有当从服务基站接收到NACK时，才重传由移动终端所发送的后续分组。

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