專利名稱：在多扇區(qū)小區(qū)中使用的導頻信號的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，尤其涉及一種用于在多扇區(qū)小區(qū)中發(fā)射導頻信號的方法和設備，其中所述多扇區(qū)小區(qū)例如可以是具有同步扇區(qū)傳輸?shù)男^(qū)。
本發(fā)明還涉及無線通信系統(tǒng)，尤其涉及用于執(zhí)行信道狀態(tài)測量的方法和設備。
背景技術：
在諸如蜂窩系統(tǒng)這樣的無線通信系統(tǒng)中，信道狀態(tài)是無線系統(tǒng)操作中的一個很重要的考慮因素。在無線通信系統(tǒng)內(nèi)部，基站(BS)會與諸如移動節(jié)點這樣的多個無線終端(WT)進行通信。其中舉例來說，當無線終端移動到基站小區(qū)內(nèi)部的不同位置時，基站與無線終端之間的無線通信信道狀態(tài)有可能會因為不斷變化的噪聲和干擾電平而改變。無線終端接收機所遭遇的噪聲和干擾有可能包括背景噪聲、自噪聲以及扇區(qū)間干擾。背景噪聲可以歸入與基站傳輸功率電平無關的噪聲。然而，自噪聲和扇區(qū)間干擾則依賴于基站的傳輸功率電平，例如一個或多個扇區(qū)中的傳輸功率。
用于評估通信信道狀態(tài)的一種常用方法是由基站發(fā)送導頻信號，其中導頻信號通常是在一小部分傳輸資源上發(fā)射的，并且該信號通常包含了以單一的恒定功率電平發(fā)射的已知(預先確定的)碼元。無線終端對導頻信號進行測量，并且將其以信噪比(SNR)這種標量比形式或是等價量度形式報告給BS。如果噪聲/干擾與傳輸信號無關，例如在背景噪聲非常突出并且自噪聲和扇區(qū)間干擾的影響很小的情況下，那么，這種單一的標量量度足以使BS預測出無線終端上的接收SNR如何隨信號發(fā)射功率而改變。然后，對于特定糾錯編碼方案以及所使用的調(diào)制方案，基站可以為其確定在無線終端上達到可接受的接收SNR所需要的最小傳輸功率電平。但是，如果總噪聲/干擾包含了與信號傳輸功率相關的重大成分，例如由相鄰扇區(qū)中的基站傳輸造成的扇區(qū)間干擾，那么用于從一個固定強度等級的導頻信號中獲取SNR的常用技術是無法滿足需要的。在這種情況下，對使用這種常用技術所獲取的信息，例如單個傳輸功率電平上的SNR而言，該信息不足以使基站精確預測出WT上作為信號發(fā)射功率函數(shù)的接收SNR。無線終端則需要產(chǎn)生和收集附加信道質量信息，并且將這些信息中繼到基站，由此基站可以對無線終端函數(shù)求解，以便將接收SNR與基站信號傳輸功率電平相關聯(lián)。通過獲取這個用于無線終端通信信道的函數(shù)，并且在了解了關于特定編碼速率、糾錯編碼以及所用調(diào)制方案的接收SNR的可接受電平的情況下，基站調(diào)度器可以有效地將具有恰當功率電平的信道中的分段分配給無線終端，由此達到可接受的SNR，并且限制被浪費的傳輸功率和/或減小總的干擾電平。
從以上論述中可以清楚了解，在這里需要一種用于測量、估計和報告信道質量的新穎設備和方法，其中所述方法和設備可以為基站提供足夠信息，以便獲取作為基站發(fā)射功率函數(shù)的無線終端接收信號的SNR，特別地，對多扇區(qū)無線通信系統(tǒng)來說，所述方法和設備尤其是必需的。此外，為了支持經(jīng)過改進和/或變化更多的信道質量測量，較為理想的是提供新的導頻信號圖形、序列和/或導頻信號傳輸功率電平，其中所述圖形、序列和/或電平可以幫助分析來自小區(qū)中的其他扇區(qū)的自噪聲和干擾。

發(fā)明內(nèi)容
在這里對經(jīng)過改進的導頻信號序列進行了描述，其中舉例來說，所述導頻信號序列是通過使用不同的信號導頻傳輸功率電平來幫助執(zhí)行多信道質量測量的。在不同的實施方式中，所發(fā)射的導頻序列會幫助確定小區(qū)中其他扇區(qū)的干擾的影響，其中所述其他扇區(qū)與執(zhí)行導頻信號測量的扇區(qū)使用的是相同的音調(diào)，例如采用同步方式。
如果不同扇區(qū)同時在某個音調(diào)上使用大致相同的功率來進行發(fā)射，那么在來自其他扇區(qū)的信號產(chǎn)生干擾的同時，由于傳輸功率會對在扇區(qū)中遭遇的噪聲總量產(chǎn)生影響，因此可以將來自其他扇區(qū)的信號視為與自噪聲相似或相同。
為了測量相鄰扇區(qū)的噪聲影響，當在執(zhí)行接收導頻信號測量的扇區(qū)中發(fā)射具有預選和已知的非零功率的導頻信號時，這時相鄰扇區(qū)中將會發(fā)射一個扇區(qū)零導頻(NULL pilot)，例如零功率的導頻。為了幫助測量背景噪聲，在某些實施例中為零小區(qū)(Cell NULL)提供了支持。對零小區(qū)而言，小區(qū)中的所有扇區(qū)都會在測量背景噪聲的音調(diào)上發(fā)射零導頻。由于在測量過程中并未在小區(qū)中在這個音調(diào)上發(fā)射功率，因此，在這個音調(diào)上測得的任何信號都可以歸于噪聲，例如包含了小區(qū)間干擾的背景噪聲。
本發(fā)明的導頻序列和信號測量提供了若干機制，如果存在與信號相關的噪聲，那么這些機制能使無線終端(WT)以及從WT接收信道狀態(tài)反饋信息的BS為WT預測下行鏈路的接收SNR，其中所述接收SNR是信號發(fā)射功率的函數(shù)。與單一的SNR值相反，依照本發(fā)明，來自單個WT的反饋通常為各個WT包含了至少兩個信道質量指示值，這其中的每一個信道質量指示值都是用不同函數(shù)產(chǎn)生的。在這兩個信道質量指示值的生成器函數(shù)中，其中一個函數(shù)將第一導頻信號測量結果作為輸入，并且所述第一導頻信號測量結果與具有第一已知傳輸功率的接收導頻信號相對應。此外，在這兩個信道質量指示值的生成器函數(shù)中，另一個函數(shù)則是將第二導頻信號測量結果作為輸入，并且所述第二導頻信號測量結果與具有第二已知傳輸功率的第二接收導頻信號相對應，其中第二已知傳輸功率不同于第一已知傳輸功率。在第一和第二信道質量指示值生成器函數(shù)中，每一個函數(shù)都可以作為軟件模塊或硬件電路來加以實現(xiàn)，此外也可以具有除所述的輸入之外的附加輸入。
來自單個WT的反饋為每一個WT都包含了至少兩個信道質量指示值，這些指示值是用不同函數(shù)產(chǎn)生的，此外，所述反饋能使基站(BS)根據(jù)接收機需要的相應SNR而以不同信號功率、例如最小信號功率來對不同的WT執(zhí)行發(fā)射操作。雖然BS的總的發(fā)射功率通常是已知或固定的，但是分配給不同WT的比例則可以不同，并且可以隨時間而變化。在WT接收機上，作為接收信號功率函數(shù)的總噪聲相關性可以用線來模擬，并且在本發(fā)明中將這條線稱為“噪聲特征線”。由于噪聲特征線通常不會經(jīng)過原點，因此單個標量參數(shù)不足以表征這條線。為了確定這條線，至少需要使用兩個參數(shù)。
基站會在下行鏈路上發(fā)射導頻信號。依照本發(fā)明，通過發(fā)射不同強度等級的導頻信號，可以確定無線終端的噪聲特征線。一般來說，第一導頻信號是在第一功率電平上發(fā)射的，由此獲取第一個點，而第二導頻信號則是在與第一功率電平不同的第二功率電平上發(fā)射的，由此獲取第二個數(shù)據(jù)點。在某些實施例中，第二功率電平可以為零。上述導頻信號方案可用于使用全向天線的小區(qū)，也就是只有一個扇區(qū)的小區(qū)。
在扇區(qū)化小區(qū)環(huán)境中，本發(fā)明還確定了作為信號發(fā)射功率函數(shù)的SNR。在一種扇區(qū)化方法中，小區(qū)中的每一個不同扇區(qū)都可以使用全部或是幾乎全部的傳輸資源(例如頻帶)而在每一個扇區(qū)中執(zhí)行發(fā)射操作。每一個扇區(qū)的總的發(fā)射功率通常是固定或已知的，但是不同的WT可以使用不同的功率來接收信號。由于扇區(qū)之間的隔離并不完美，因此在某個扇區(qū)中發(fā)射的信號有可能成為其他扇區(qū)的噪聲(干擾)。此外，如果每一個扇區(qū)被迫以指定自由度(例如時隙)來發(fā)射相同或者幾乎相同的信號功率(或者在不同扇區(qū)中以固定比例發(fā)射信號功率)，那么來自其他扇區(qū)的針對指定扇區(qū)中的WT的干擾將會具有信號相關噪聲或自噪聲的特性。特別地，這種情況即為來自其他扇區(qū)的干擾隨信號功率改變的情況，該情況會在不同扇區(qū)被迫以指定自由度來發(fā)射相同或成比例的功率的實施例中出現(xiàn)，其中舉例來說，所述自由度可以是OFDM多址接入系統(tǒng)中的音調(diào)。
依照本發(fā)明，處于預定和已知的不同強度等級上的常規(guī)導頻會從基站發(fā)射到無線終端，以便對WT上的總噪聲與BS傳送到WT的信號功率之間的相關性進行表征。不同扇區(qū)可以并且經(jīng)常受到控制，以便同時在相同音調(diào)上傳送至少一些導頻。此外，不同的扇區(qū)還經(jīng)常受到控制，以便在每一個扇區(qū)中將不同的預定傳輸功率電平用于在某個音調(diào)上傳送的導頻信號。例如，在時間T1以及音調(diào)1上，通過對第一扇區(qū)進行控制，可以使用第一功率電平來發(fā)射導頻信號，與此同時，通過對相鄰扇區(qū)進行控制，可以在相同的時間T1以及音調(diào)1上使用第二功率電平來發(fā)射導頻信號，其中第二功率電平不同于第一功率電平。
依照本發(fā)明的一個實施例，“小區(qū)零導頻”將會與常規(guī)導頻結合使用，以便表征WT上的總噪聲與BS發(fā)射到所述WT的信號功率之間的相關性。小區(qū)零導頻是下行鏈路資源(自由度)，在所述資源中小區(qū)的所有扇區(qū)都不發(fā)射功率。在這些自由度上測得的噪聲提供了關于WT上的信號相關噪聲的估計。常規(guī)導頻(或者簡稱為導頻)是小區(qū)中的各個扇區(qū)使用固定或預定功率發(fā)射已知碼元的資源。因此，在這類導頻上測得的噪聲包含了扇區(qū)間干擾，并且該噪聲還提供了包括信號相關噪聲在內(nèi)的總噪聲估計。
本發(fā)明的一個特征涉及的是“扇區(qū)零導頻”的概念。舉例來說，當WT處于兩個扇區(qū)的邊界，并且通過對這兩個扇區(qū)間的調(diào)度進行協(xié)調(diào)而使邊界上的WT不會接收來自其他扇區(qū)的干擾的時候，這時可以在扇區(qū)化的蜂窩無線系統(tǒng)中使用扇區(qū)零導頻，以便估計WT上的噪聲。扇區(qū)零導頻可以是下行鏈路資源，在所述資源中，小區(qū)中的一個扇區(qū)并未發(fā)射任何信號能量，而其余或相鄰扇區(qū)則會發(fā)射非零導頻之類的常規(guī)導頻。
更概括地說，在這里還可以定義其他類型的扇區(qū)零導頻，其中舉例來說，在所述扇區(qū)零導頻中，小區(qū)中的扇區(qū)子集并未在下行鏈路資源上發(fā)射信號，而剩余扇區(qū)則發(fā)射常規(guī)導頻。此外，更概括地說，通過在扇區(qū)之間進行協(xié)同調(diào)度，可以使BS減小(但是未必消除)某些扇區(qū)上的發(fā)射功率，從而減小WT接收來自其他扇區(qū)的干擾。在某些情況下，相對于在某個音調(diào)上發(fā)射導頻的扇區(qū)，數(shù)據(jù)是在與之相鄰的扇區(qū)中以及相同的音調(diào)上發(fā)射的。
在不同的常規(guī)強度導頻和/或不同零導頻類型的幫助下，WT可以估計接收機上的噪聲，其中該噪聲是在不同條件下傳送到所述WT的信號功率的函數(shù)。本發(fā)明自身還涉及將該信息從WT發(fā)射到BS，以使BS能在全向小區(qū)和扇區(qū)化小區(qū)環(huán)境中確定用于向不同的WT執(zhí)行發(fā)射操作的功率。與現(xiàn)有技術不同，信道質量信息并不是單一的標量值，而是包含了兩個或更多的值，除了反映背景噪聲之外，這些值還可用于反映自噪聲和/或扇區(qū)間噪聲的影響。
在與基于OFDM的蜂窩無線系統(tǒng)相關的發(fā)明實施例中，導頻包含了基站在指定音調(diào)上(以及指定的碼元時間)以固定或預定功率發(fā)射的已知碼元，零導頻則通常是空閑音調(diào)，也就是說，零導頻的傳輸功率為零。
在這里將全向天線配置通稱為“全向小區(qū)”，并且在所述全向天線配置所使用的實施例中，WT對包括所有噪聲/干擾源在內(nèi)的導頻音調(diào)上的SNR進行測量，其中所述噪聲/干擾源包含了與導頻發(fā)射功率相關的噪聲。此外，WT還使用了一個或多個小區(qū)零導頻音調(diào)來測量噪聲。通過獲取接收導頻功率與噪聲測量結果的比值，可以提供一個受限于信號相關噪聲/干擾的SNR。然后，WT會將這兩個SNR值或是某種等價的統(tǒng)計數(shù)值組合回送到BS。
在具有定向扇形天線的扇區(qū)化配置實施例中，將一個單獨的小區(qū)分為多個扇區(qū)，并且某些或所有扇區(qū)可以共享相同頻帶(自由度)，這種情況對應的是大小為1的頻率復用率。并且在這種情況下，除了小區(qū)零導頻之外，本發(fā)明還描述了那些存在于某個扇區(qū)子集而不是所有扇區(qū)中的扇區(qū)零導頻的用途以及導頻音調(diào)圖形，由此其中一個扇區(qū)中的零導頻音調(diào)與某些或所有其他扇區(qū)中的導頻音調(diào)是時間/頻率同步的。這樣則允許WT測量兩個或更多信噪比，這其中包含了來自不同小區(qū)組合的干擾。在反向鏈路上，WT將會報告一組與SNR有關的統(tǒng)計數(shù)值，由此使得BS能對WT上作為基站發(fā)射功率函數(shù)的接收SNR等級進行評估。BS則使用所報告的信道質量值來確定用以執(zhí)行發(fā)射操作的功率電平，從而在WT上達到預期的SNR。
依照本發(fā)明，無線終端對至少兩個不同的接收導頻信號進行測量，所述導頻信號是用不同的第一和第二預選及已知功率電平發(fā)射的。例如，這兩個功率電平可以是固定的非零功率電平以及大小為零的傳輸功率電平，但是其他功率電平組合同樣是可行的，并且在這里并未強制要求其中一個功率電平是零功率電平。從測量第一接收導頻信號中獲取的值將會由第一函數(shù)進行處理，以便產(chǎn)生第一信道質量指示值。而從測量第二接收導頻信號中獲取的第二測量信號值則由不同于第一函數(shù)的第二函數(shù)進行處理，以便產(chǎn)生第二信道質量指示值。并且第一和第二信道質量指示值將會從無線終端傳送到基站。在某些實施例中，這些指示值可以在單一的消息中發(fā)射，而在其他實施例中，這些指示值是在不同的消息中發(fā)射的。例如，信道質量指示值可以是SNR值或功率值。因此，第一和第二信道質量指示值既可以都是SNR值，也可以都是功率值，或者，其中一個指示值是SNR值而另一個指示值是功率值。其他類型的值同樣可以用作信道質量指示值，而SNR和功率值只是作為示范。
在某些實施例中，WT確定其相對于扇區(qū)邊界的位置，并且將這個位置信息報告給基站。所述位置信息將會報告到基站。除了兩個信道質量指示值之外，所報告的位置信息往往是作為單獨的消息發(fā)送的。然而在某些情況下，位置信息與兩個信道質量指示值也可以在同一個消息中發(fā)射。
在下文的詳細描述中將會論述本發(fā)明的方法和設備的眾多附加特征、益處以及實施例。


圖1是一個顯示了用于說明本發(fā)明的發(fā)射機和接收機的簡圖。
圖2顯示的是示范性的無線蜂窩系統(tǒng)。
圖3顯示的是用于說明本發(fā)明的并且噪聲依賴于傳輸信號功率的實例。
圖4顯示的是用于說明本發(fā)明的示范性噪聲特征線實例，其中所述特征線顯示的是接收功率與總噪聲的關系。
圖5顯示的是與本發(fā)明的示范性實施例相對應的功率-頻率關系的圖示，其中描述了數(shù)據(jù)音調(diào)、非零導頻音調(diào)以及零導頻音調(diào)。
圖6是對SNR1與SNR0在三種情況中的關系進行描述的圖示，其中SNR1是由無線終端接收并且包含了信號相關噪聲和信號無關噪聲的SNR，SNR0則是由無線終端接受并且不包含信號相關噪聲的SNR，所述的三種情況分別是噪聲與信號無關，與信號相關的噪聲等于信號，以及與信號相關的噪聲小于信號。
圖7顯示的是用于本發(fā)明的三扇區(qū)OFDM實施例的示范性信令，并且其中描述的是依照本發(fā)明的非零導頻音調(diào)、扇區(qū)零導頻音調(diào)以及小區(qū)零導頻音調(diào)。
圖8描述的是依照本發(fā)明的非零導頻的音調(diào)跳變、扇區(qū)零導頻以及小區(qū)零導頻的實例。
圖9依照本發(fā)明的扇區(qū)邊界信息方面而對用于說明本發(fā)明的三扇區(qū)實施例中的示范性無線終端的三種情形進行了描述。
圖10描述的是依照本發(fā)明并使用了三扇區(qū)類型的方案，其中為每一種情況都重復使用了三種扇區(qū)類型，并且小區(qū)包含了三個以上的扇區(qū)。
圖11描述的是用于實施本發(fā)明的示范性通信系統(tǒng)。
圖12描述的是依照本發(fā)明實施的示范性基站。
圖13描述的是依照本發(fā)明實施的示范性無線終端。
圖14描述的是在小區(qū)的多個扇區(qū)中依照本發(fā)明并以同步方式來發(fā)射導頻音調(diào)的步驟。
圖15～17描述的是依照本發(fā)明而將導頻音調(diào)與導頻信號傳輸功率信息一起傳輸?shù)氖痉缎詡鬏斶^程。
圖18描述的是一個圖表，其中顯示的是依照本發(fā)明而在單個碼元傳輸周期以及十個不同音調(diào)上執(zhí)行的信號傳輸。
圖19是對實施本發(fā)明的方法的示范性無線終端操作進行描述的流程圖。
圖20是對實施本發(fā)明的方法的示范性基站操作進行描述的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的方法和設備非常適合在使用了一個或多個多扇區(qū)小區(qū)的無線通信系統(tǒng)中使用。圖11描述的是示范性系統(tǒng)1100，其中只顯示了一個單獨的小區(qū)1104，但是應該理解，該系統(tǒng)可以并且通常包含眾多此類小區(qū)1104。每一個小區(qū)1104分成了數(shù)量為N的多個扇區(qū)，其中N是大于1的正整數(shù)。并且系統(tǒng)1100描述了這樣一種情況，其中每一個小區(qū)1104細分為三個扇區(qū)即第一扇區(qū)S0 1106、第二扇區(qū)S1 1108以及第三扇區(qū)S2 1110。小區(qū)1104包含了S0/S1扇區(qū)邊界1150、S1/S2扇區(qū)邊界1152以及S2/S0扇區(qū)邊界1154。對扇區(qū)邊界來說，在所述邊界上可以使用幾乎相同的電平來接收源于多個扇區(qū)、例如相鄰扇區(qū)的信號，由此接收機很難對來自所在扇區(qū)的傳輸以及來自相鄰扇區(qū)的傳輸加以區(qū)分。在小區(qū)1104，多個端節(jié)點(EN)將會與基站(BS)1102進行通信，其中所述端節(jié)點可以是移動節(jié)點這種無線終端(WT)。此外還有可能出現(xiàn)具有兩個扇區(qū)(N＝2)以及三個以上扇區(qū)(N＞3)的小區(qū)。在扇區(qū)S0 1106中，多個端節(jié)點EN(1)1116、EN(X)1118分別經(jīng)由無線鏈路1117、1119耦合到基站11102。在扇區(qū)S1 1108中，多個端節(jié)點EN(1′)1120、EN(X′)1122分別經(jīng)由無線鏈路1121、1123耦合到基站11102。在扇區(qū)S2 1110，多個端節(jié)點EN(1″)1124、EN(X″)1126分別經(jīng)由無線鏈路1125、1127耦合到基站1 1102。依照本發(fā)明，基站1102使用多個功率電平將導頻信號發(fā)射到EN1116、1118、1120、1122、1124、1126，并且在三個扇區(qū)之間將會對具有不同的預定和已知電平的導頻信號傳輸進行同步。依照本發(fā)明，EN(1)1116這類端節(jié)點會向基站1102報告反饋信息，例如信道質量指示值，由此使得基站1102能夠確定無線終端接收的SNR，其中所述SNR是基站發(fā)射信號功率的函數(shù)?；?102經(jīng)由網(wǎng)絡鏈路1114耦合到網(wǎng)絡節(jié)點1112。網(wǎng)絡節(jié)點1112則經(jīng)由網(wǎng)絡鏈路1129耦合到其他網(wǎng)絡節(jié)點，例如中間節(jié)點、其他基站、AAA節(jié)點、原籍代理節(jié)點等等以及因特網(wǎng)。網(wǎng)絡節(jié)點1112還提供了連至小區(qū)1104外部的接口，由此允許在小區(qū)1104內(nèi)部的EN與小區(qū)1104外部的對等節(jié)點進行通信。小區(qū)1104內(nèi)部的EN可以在小區(qū)1104的扇區(qū)1106、1108、1110的內(nèi)部移動，也可以移動到與另一個基站相對應的另一個小區(qū)。此外，舉例來說，網(wǎng)絡鏈路1114和1129還可以是光纖電纜。
圖12描述的是依照本發(fā)明實施的示范性基站(BS)1200?；?200是圖11的示范性通信系統(tǒng)1100中顯示的基站1102的更詳細表示?；?200包含了分別與接收機1202以及發(fā)射機1204相耦合的扇形天線1203、1205。接收機1202包括解碼器1212，而發(fā)射機1204則包括編碼器1214。此外，基站1200還包括I/O接口1208、CPU之類的處理器1206、以及存儲器1210。并且發(fā)射機1204被用于經(jīng)由扇形發(fā)射天線1205并以同步方式將導頻信號發(fā)射到多個扇區(qū)。接收機1202、發(fā)射機1204、處理器1206、I/O接口1208以及存儲器1210經(jīng)由總線1209耦合在一起，其中不同部件可以在所述總線上交換數(shù)據(jù)和信息。而I/O接口1208則將基站1200耦合到因特網(wǎng)以及其他網(wǎng)絡節(jié)點。
存儲器1210包括程序1218以及數(shù)據(jù)/信息1220。在由處理器1206執(zhí)行的時候，程序1218使基站1200依照本發(fā)明來執(zhí)行操作。程序1218包括通信程序1222、接收信號處理程序1260以及基站控制程序1224。接收信號處理程序1260包含了用于從WT的報告消息這類接收信號中提取信道質量指示值的信道質量指示值提取模塊1262，以及用于從接收消息中提取WT位置信息的位置信息提取模塊1264。在某些實施例中、位置信息指示的是WT相對于扇區(qū)邊界的位置。SNR或功率值這類被提取的信道質量指示值則提供給傳輸功率計算程序1226，以便在為傳送到WT的信號計算傳輸功率的過程中加以使用。基站控制程序1224包括調(diào)度模塊1225、傳輸功率計算程序1226以及信令程序1228，其中所述信令程序1228包含了導頻信號產(chǎn)生和傳輸控制程序。
數(shù)據(jù)/信息1220包括數(shù)據(jù)1232、導頻跳變序列信息1234以及無線終端數(shù)據(jù)/信息1240。數(shù)據(jù)1232可以包括來自接收機解碼器1212的數(shù)據(jù)，即將發(fā)送到發(fā)射機編碼器1214的數(shù)據(jù)、中間處理步驟的結果等等。導頻跳變序列信息1234則包括功率電平信息1236以及音調(diào)信息1238。依照本發(fā)明，功率電平信息在導頻音調(diào)跳變序列內(nèi)部定義了不同的功率電平，并且這些功率電平將被應用于不同的音調(diào)，以便產(chǎn)生不同強度的導頻。其中舉例來說，在傳輸之前，這些導頻值將被設定成預選的固定值，而BS1200以及BS1200所服務的小區(qū)內(nèi)部的WT都是知道這些導頻值的。在與各個終端ID1246相對應的各個扇區(qū)的導頻音調(diào)跳變序列內(nèi)部，音調(diào)信息1238包含了用于規(guī)定以下內(nèi)容的信息，這些內(nèi)容包括將哪些音調(diào)用作特定強度等級的導頻音調(diào)，哪些音調(diào)是扇區(qū)零音調(diào)以及哪些音調(diào)應該是小區(qū)零音調(diào)。無線終端數(shù)據(jù)/信息1240包含了與工作在小區(qū)內(nèi)部的每一個無線終端相對應的數(shù)據(jù)信息集合，即WT1的信息1242、WT N的信息1254。對每一個信息集合、例如WT1的信息1242來說，該信息集包含了數(shù)據(jù)1244、終端ID1246、扇區(qū)ID1248、信道質量指示值1250以及扇區(qū)邊界位置信息1252。數(shù)據(jù)1244則包含了從WT1接收的用戶數(shù)據(jù)以及將被發(fā)送到與WT1進行通信的對等節(jié)點的用戶數(shù)據(jù)。終端ID1246是由基站分配的標識，并且在這里將該標識分配給了WT1；此外，與每一個特定終端ID1246相對應的基站將會產(chǎn)生特定的導頻音調(diào)跳變序列，該序列包含了處于不同時間并且具有不同強度的導頻信號。
扇區(qū)ID1248對WT1在三個扇區(qū)S0、S1、S2中的哪一個扇區(qū)工作進行識別。信道質量指示值1250包含了WT1通過信道質量報告消息傳送給基站的信息，基站可以使用這個消息來計算作為基站傳輸信號功率函數(shù)而在WT1上接收的預期SNR等級。依照本發(fā)明，信道質量指示值1250是由WT1從其對基站發(fā)射的不同強度的導頻信號所進行的測量中導出的。而扇區(qū)邊界位置信息1252則包括用于識別WT1是否檢測到其接近某個扇區(qū)邊界并且由此遭遇很高干擾電平的信息，以及用于識別所接近的是哪一個扇區(qū)邊界WT1的信息。該信息是從WT1發(fā)射并由BS接收的位置反饋信息中獲取和推導的。信道質量指示值1250以及扇區(qū)邊界位置信息1252表示的是從WT1到基站1200的信道質量反饋信息，由此提供了關于基站1200與WT1之間的一條或多條下行鏈路信道的信息。
通信程序1222用于控制基站1200，以便執(zhí)行不同的通信操作并且實現(xiàn)不同的通信協(xié)議。基站控制程序1224用于控制基站1200，以便執(zhí)行基本的基站功能，例如產(chǎn)生和接收信號、調(diào)度以及實施本發(fā)明的方法步驟，這其中包括以不同的傳輸強度等級來產(chǎn)生導頻信號以及接收、處理和使用無線終端報告的信息。信令程序1228對用于產(chǎn)生和檢測往返于無線終端的信號的發(fā)射機1204和接收機1204進行控制，其中所述信號可以是依照數(shù)據(jù)音調(diào)跳變序列的OFDM信號。導頻信號產(chǎn)生和傳輸控制程序使用包含了導頻跳變序列信息1234的數(shù)據(jù)/信息1220來為各個扇區(qū)產(chǎn)生特定的導頻音調(diào)跳變序列。借助于導頻信號產(chǎn)生和傳輸控制程序1230的指引，可以對功率電平信息1236中包含的導頻音調(diào)功率電平以及為在特定時間接收各個扇區(qū)中的各個導頻的特定導頻音調(diào)而選擇的特定音調(diào)進行協(xié)調(diào)和控制。如圖15～17所示，程序1230對導頻音調(diào)傳輸進行控制。諸如軟件命令這類負責傳輸不同導頻音調(diào)的專用處理指令可以是單獨的組件或模塊，在這里可以將這些組件和模塊解釋成是獨立的裝置，這些裝置通過協(xié)作來控制基站、以便發(fā)射圖15～17中描述和顯示的導頻音調(diào)序列。例如，在控制傳輸功率的同時，通過在傳輸頻率和/或碼元傳輸時間這些方面對小區(qū)扇區(qū)之間不同類型的導頻信號傳輸進行協(xié)調(diào)和/或同步，可以使無線終端接收到不同電平的發(fā)射導頻音調(diào)，例如已知和預定的固定電平的導頻音調(diào)、扇區(qū)零導頻音調(diào)以及小區(qū)零導頻音調(diào)，由此可以通過計算之類的操作來從被測信號值中獲取信道質量指示值1250。依照本發(fā)明，常規(guī)(非零)導頻音調(diào)、扇區(qū)零導頻音調(diào)以及小區(qū)零導頻音調(diào)都可以對通常發(fā)射的數(shù)據(jù)音調(diào)進行鑿孔或者取代所述數(shù)據(jù)音調(diào)。調(diào)度模塊1225用于控制傳輸調(diào)度和/或通信資源分配。依照本發(fā)明，在這里可以為調(diào)度器1225提供用于指示各個無線終端接收的SNR的信息，其中所述SNR是基站發(fā)射信號功率的函數(shù)。調(diào)度器可以使用這種從信道質量指示值1250中導出的信息來為WT分配信道分段。這樣則允許BS1200分配具有足量傳輸功率的信道分段，以便滿足提供給WT的特定數(shù)據(jù)率、編碼方案和/或選定調(diào)制方案對于接收SNR的需要。
圖13描述的是依照本發(fā)明實施的示范性無線終端1300。無線終端1300可以用作無線端節(jié)點，例如移動節(jié)點。所述無線終端1300即為圖11的示范性通信系統(tǒng)1100中顯示的EN1114、1116、1118、1120、1122、1124的更詳細表示。該無線終端1300包含了接收機1302、發(fā)射機1304、諸如CPU之類的處理器1306以及存儲器1308，這些部件通過總線1310耦合在一起，并且這些組件可以在總線上交換數(shù)據(jù)和信息。無線終端1300包括分別與接收機和發(fā)射機1302、1304相耦合的接收機和發(fā)射機天線1303、1305。接收機1302包括解碼器1312，發(fā)射機1304則包括編碼器1314。處理器1306由存儲器1308中存儲的一個或多個程序1320進行控制，以使無線終端1300依照這里描述的發(fā)明方法來執(zhí)行操作。存儲器1320中包含了程序1320以及數(shù)據(jù)/信息1322。程序1320包括通信程序1324以及無線終端控制程序1326。無線終端控制程序1326包括信令程序1328，其中所述信令程序1328包括導頻信號測量模塊1330、信道質量指示值產(chǎn)生模塊1332、扇區(qū)邊界位置確定模塊1331以及信道質量指示值傳輸控制模塊1333。數(shù)據(jù)/信息1322包括用戶數(shù)據(jù)1334、用戶信息1336、以及導頻信令信息1350，其中所述用戶數(shù)據(jù)1334可以是即將從無線終端1300發(fā)射到對等節(jié)點的信息。用戶信息1336包括被測信號值信息1337、質量指示值信息1338、扇區(qū)邊界位置信息1340、終端ID信息1342、基站ID信息以及信道報告信息1346。導頻信令信息1350包括跳變序列信息1352、功率電平信息1354以及音調(diào)信息1356。被測信號值信息1337包括被測信號值，其中所述被測信號值是在導頻信號測量模塊1330的控制下，通過測量接收導頻信號的幅度和相位中的至少一項而被獲取的。質量指示值信息1338包含了信道質量指示值產(chǎn)生模塊1332的輸出。在將信道質量指示值信息1338傳送到基站的時候，該信息允許基站確定作為傳輸信號功率函數(shù)并由WT接收的SNR。扇區(qū)邊界位置信息1340則包括用于識別無線終端處于某個扇區(qū)邊界區(qū)域的信息，其中舉例來說，該信息可以是表明無線終端遭遇到很高的扇區(qū)間干擾電平的信息，此外，所述扇區(qū)邊界位置信息1340還包括用于識別這兩個相鄰扇區(qū)中的哪一個扇區(qū)是邊界區(qū)域扇區(qū)的信息?；究梢允褂蒙葏^(qū)邊界信息來識別相鄰扇區(qū)中應該停止傳輸功率以減小扇區(qū)間干擾的信道。信道報告信息1346包含了所獲取的質量信道指示值1338或是一部分信道質量指示值1338，此外還可以包括扇區(qū)邊界位置信息1340。信道報告信息1346可以用對應于各個質量指示值的相應消息來構造，也可以用單個消息中包含的質量指示值群組來構造。并且這些消息是在預定時間以及專用信道上周期性送出的。當無線終端1300在基站的蜂窩覆蓋區(qū)域內(nèi)部工作時，終端ID信息1342表示的是由基站分配并且應用于無線終端1300的信息?；綢D信息1344包含了基站相關信息，例如跳變序列的斜率值，此外，所述基站ID信息還可以包括扇區(qū)標識信息。
導頻跳變序列信息1352為具有基站ID信息1344的指定基站識別應該在何時測量哪一個音調(diào)1356，以便評估導頻信號，其中所述音調(diào)可以是OFDM碼元時間。導頻信號功率電平信息1354則將導頻音調(diào)跳變序列1352中包含的已分配導頻信號音調(diào)1356上的導頻信號傳輸電平識別給無線終端。此外，導頻信號功率電平信息1354還可以識別扇區(qū)和小區(qū)零導頻音調(diào)。
通信程序1324用于控制無線終端1300，以便執(zhí)行不同的通信操作并且實施不同的通信協(xié)議。
無線終端控制程序1326依照本發(fā)明的方法來控制無線終端1300的基本功能。無線終端信令程序1328對無線終端信令的基本功能進行控制，其中包括控制接收機1302、發(fā)射機1304以及信號的產(chǎn)生和接收，此外，無線終端信令程序還依照本發(fā)明的方法來控制無線終端的操作，這些操作包括測量導頻信號、產(chǎn)生質量指示值以及傳輸信道質量指示值。導頻信號測量模塊1330對接收導頻信號的測量進行控制，其中該信號是用基站ID信息1344、跳變序列信息1352以及音調(diào)信息1356標識的。此外，導頻信號測量程序1330還測量導頻信號幅度和相位中的至少一項，以便產(chǎn)生與所測量的各個導頻信號相對應的被測信號值。信道質量指示值產(chǎn)生模塊1332包括功率估計模塊1361以及SNR估計模塊1362。所述信道質量指示值產(chǎn)生模塊1332依照使用了導頻信號測量模塊1330輸出的被測信號值1337的函數(shù)來產(chǎn)生質量指示值。此外，該模塊1332還包括第一和第二指令集合，以便實現(xiàn)第一和第二信道質量指示值函數(shù)，其中第一函數(shù)不同于第二函數(shù)。功率估計模塊1361包含了軟件指令，該軟件指令對處理器1306進行控制，以便估計一個或多個接收導頻信號的接收功率。SNR估計模塊1362同樣包括軟件指令，并且該指令對處理器1306進行控制，以便估計一個或多個接收導頻信號的信噪比。扇區(qū)邊界位置確定模塊1331從接收信號中包含的信息確定無線終端1300相對于扇區(qū)邊界的位置。并且所述扇區(qū)邊界位置確定模塊1331還可以辨別出無線終端更接近哪一個相鄰扇區(qū)邊界以及哪一個相鄰扇區(qū)會對WT1300產(chǎn)生更大的干擾電平。此外，扇區(qū)邊界位置確定模塊1131輸出的信息將會包含在扇區(qū)邊界位置信息1340中。信道質量指示值傳輸控制程序1333對向基站傳送質量信道指示值信息以及扇區(qū)邊界信息的操作進行控制。所述信道質量指示值傳輸控制程序1333包括消息生成模塊1335。并且所述消息生成模塊1335使用機器可執(zhí)行指令來控制處理器1306，以便產(chǎn)生用于傳遞信道質量指示值的消息。此外，消息生成模塊1335還可以產(chǎn)生具有單一信道質量指示值的消息，或者把至少兩個信道質量指示值包含在單個消息中。另外，消息生成模塊1335還可以產(chǎn)生包含位置信息的消息，例如扇區(qū)邊界位置信息1340，并且該模塊可以將所述信息合并到一個包含了信道質量指示值的消息中。消息生成模塊1335產(chǎn)生的消息是在信道質量指示值傳輸控制1333的控制下發(fā)射的。在這里可以對那些與第一和第二個值相對應的消息進行交織，例如輪流更替所述消息，以便進行傳輸。在某些實施例中，信道質量傳輸控制模塊1333周期性地使用傳送信道質量指示值專用的通信信道分段來發(fā)射消息。此外，該模塊1333還可以控制傳輸時間，以使該時間與基站提供并由WT1300使用的預選專用時隙相一致，由此阻止其他無線終端使用這個專用時隙。
圖1是一個顯示了用于對本發(fā)明進行描述的發(fā)射機101和接收機103的簡圖。舉例來說，發(fā)射機101可以是基站1200的發(fā)射機1204，接收機103可以是無線終端1300的接收機1302。以系統(tǒng)100為例，在這個通信系統(tǒng)中，發(fā)射機101經(jīng)常需要選擇恰當方法來向接收機103發(fā)射數(shù)據(jù)。這些選擇包括糾錯碼的編碼速率，調(diào)制星座模式圖，以及發(fā)射功率電平。一般來說，對發(fā)射機101而言，為了做出明智的選擇，較為理想的是了解從發(fā)射機101到接收機103的通信信道。在圖1顯示的示范性系統(tǒng)100中，發(fā)射機101在前向鏈路105上向接收機103發(fā)送數(shù)據(jù)業(yè)務102。接收機103則在從接收機103到發(fā)射機101的反向鏈路107上將前向鏈路信道狀態(tài)106報告給發(fā)射機101。然后，發(fā)射機101使用所報告的信道狀態(tài)信息106來恰當設定參數(shù)，以便執(zhí)行傳輸。
圖2顯示的是示范性的無線蜂窩系統(tǒng)200，在這個系統(tǒng)中，發(fā)射機包含在具有天線205的基站(BS)201中，接收機包含在具有天線207的無線終端(WT)203中，這樣一來，基站201可以在一條或多條下行鏈路信道208上將信息傳遞到無線終端203，其中所述無線終端可以是移動終端，也可以是固定終端。BS201經(jīng)常會發(fā)射導頻信號209，該信號通常是在一小部分傳輸資源上發(fā)射的，并且該信號通常包含了使用恒定功率發(fā)射的已知(預定)碼元。WT 203根據(jù)接收到的導頻信號209來測量下行鏈路信道狀態(tài)213，并且通過上行鏈路信道215將信道狀態(tài)213報告給BS201。應該指出的是，信道狀態(tài)213常常會因為衰減和多普勒效應而隨時間發(fā)生變化，因此，較為理想的是，BS 201頻繁乃至連續(xù)地發(fā)射導頻209，這樣一來，在信道狀態(tài)213隨時間變化時，WT203可以追蹤和報告信道狀態(tài)213。并且WT203可以根據(jù)接收信號強度以及導頻信號209上的噪聲和干擾來估計下行鏈路信道狀態(tài)213。在下文中將會把噪聲與干擾的組合稱為“噪聲/干擾”，有時則僅僅將其稱為“噪聲”。在現(xiàn)有技術中，這種信息通常是以信噪比(SNR)這種單一標量比形式或是等價量度形式報告的。如果噪聲/干擾與傳輸信號無關，那么這個單一的標量量度通常就是用以在BS201上預測接收SNR如何隨信號發(fā)射功率而變化所需要的全部信息。在這種情況下，BS201可以從單獨的接收值中為它所選擇的用于發(fā)射的編碼和調(diào)制方案確定正確的(最小的)發(fā)射功率。然而不幸的是，對多扇區(qū)而言，傳輸信號產(chǎn)生的噪聲有可能是一個很大的信號分量，由此將會導致單一的標量值不足以精確預測不同傳輸功率電平的SNR。
在很多通信狀況、尤其是本發(fā)明的多扇區(qū)系統(tǒng)1100這樣的蜂窩無線系統(tǒng)中，噪聲并不獨立于信道發(fā)射功率，而是依賴于所述功率。在噪聲中通常存在一個名為“自噪聲”的分量，該分量與信號功率成比例或者大致成比例。圖3顯示了一個噪聲依賴于信號發(fā)射功率的實例。在圖3中，圖表300顯示的是縱軸317上的相關接收信號功率與橫軸303上的總噪聲的關系。其中總噪聲是用直線305表示的，所述總噪聲是與信號相關的部分309以及與信號無關的部分307的總和，并且在這里是相對接收信號功率317來繪制總噪聲的。自噪聲的存在有多種理由。其中一個自噪聲實例是干擾接收信號的不均衡信號能量。該噪聲與信號強度成比例。這個不均衡的信號能量有可能是因為信道估計誤差或是均衡器系數(shù)誤差造成，此外也有可能是因為其他原因而產(chǎn)生的。當自噪聲能夠與那些獨立于信號的噪聲相比或者大于這些噪聲的時候，單一標量的下行鏈路SNR值(可以在導頻上測得)不足以使BS1200正確預測出WT1300上作為信號發(fā)射功率函數(shù)的接收SNR。
本發(fā)明提供了一種方法和設備，如果存在與信號相關的噪聲309，那么所述方法和設備能使每一個WT1300預測其下行鏈路上作為信號發(fā)射功率函數(shù)的接收SNR，并且允許每一個WT1300將該信息傳遞到BS1200。這樣則使得BS1200能夠根據(jù)每一個WT所需要的相應SNR而以不同的(最小的)信號功率來對WT執(zhí)行發(fā)射操作。BS1200的總的發(fā)射功率通常是已知或固定的，但是分配給不同WT1300的比例則可以是不同的，并且所述比例可以隨時間而改變。如圖3所示，在WT接收機1302上，對于作為接收信號功率317的函數(shù)的總噪聲303而言，其相關性可以用直線305模擬，并且在本申請中將該直線稱為“噪聲特征線”。由于噪聲特征線305通常不會經(jīng)過原點，因此單一的標量參數(shù)不足以表征這條直線305。為了確定這條線305，至少需要例如兩個信道質量指示值這樣的兩個參數(shù)。有一種用于確定該直線的簡單方法是確定所述直線上的兩個相異點的位置，例如點311和315，這是因為任何兩個相異的點都會唯一確定一條直線。應該指出的是，這些點實際上是以有限的精度確定的，因此，與選擇的點靠在一起的情況相比，如果選擇的點相對遠離，那么用以確定所述直線的精度將會更高。
基站1200在下行鏈路上發(fā)射導頻信號。依照本發(fā)明，通過發(fā)射不同強度等級的導頻信號，可以確定無線終端的噪聲特征線。通常，第一導頻信號是以第一功率電平發(fā)送的，由此可以獲取第一個點，而第二導頻信號則是以與第一功率電平不同的第二功率電平發(fā)射的，由此可以獲取第二個數(shù)據(jù)點。此外，如果為各個導頻信號使用了不同音調(diào)，那么也可以同時發(fā)射第一和第二導頻。
依照圖3，通過測量和處理第一導頻信號，可以產(chǎn)生直線305上的第一個點，其中所述直線將會識別接收到的導頻功率317以及相應的總噪聲電平319。依照本發(fā)明的一個實施例，除了非零導頻之外，BS1200還會在下行鏈路上發(fā)射“零導頻”信號。零導頻包含了BS并未發(fā)射信號功率的傳輸資源(自由度)，例如基站用以發(fā)射零功率導頻信號的資源。作為零導頻信號的第二導頻信號將會產(chǎn)生直線305上的點317，并且識別零導頻噪聲電平313，其中所述零導頻噪聲電平313等價于那些與信號無關的噪聲307。根據(jù)在導頻和零導頻上測得的噪聲，WT1300可以獲取兩個處于不同信號功率的不同噪聲估計313、315，其中這兩個不同的信號功率可以是零功率以及接收導頻功率317。此外，WT1300還可以從這兩個點311、315中確定圖3中的完整的噪聲特征線305。然后，WT1300可以將這條直線305的參數(shù)(例如斜率和交點，或是其他等價信息集)傳遞到BS1200，以使BS1200能在對報告了多個信道質量值的WT1300執(zhí)行發(fā)射操作的時候為指定的發(fā)射信號功率確定接收SNR。由于零導頻具有大小為零的信號功率，并且另一方面，其他導頻通常是以相對較大的功率發(fā)射的，因此這兩個與圖3中的零導頻以及非零導頻相對應的點311、315將會相對遠離，由此在表征線305的過程中取得很高的精度。
現(xiàn)在將進一步論述信號噪聲以及不同信令的問題。圖4中的圖表400描述的是縱軸401上相關信號接收功率與橫軸403上的總噪聲之間的關系。并且在圖4中給出了示范性的噪聲特征線405的例示。依照本發(fā)明，為了表征直線405，BS1200將會發(fā)射信號，以使WT1300能對直線上的至少兩個相異點進行測量，例如點407和409，然后，這些從測量中獲取的用于表征直線405的信息將會傳送到BS1200。其中舉例來說，BS1200可以發(fā)射兩個不同的信號功率P1和P2，這兩個信號功率是作為圖4中顯示的功率Y1和Y2而被接收的。WT1300分別對用Y1415和Y2419表示的相應接收信號功率以及用X1413以及X2417表示的相應總噪聲進行測量。而直線405的斜率和交點則是從X1413、X2417、Y1415以及Y2419中唯一確定的。在一個實施例中，P1和P2都是已知和固定的。在另一個實施例中，P2可以是與導頻信號相對應的導頻功率，P1則是用于表示零信號的零點，其中該信號將會占用某些傳輸功率為零的資源。然而一般來說，P1并不一定為零。例如在某些實施例中，P1可以是小于P2的某個正數(shù)。
一旦BS1200從接收到的反饋信息中確定了噪聲特征線405，那么BS1200可以為任何指定傳輸功率Q計算WT接收機1302上的SNR。舉例來說，在圖4中顯示了用于確定與指定傳輸功率Q相對應的SNR的過程。首先，BS1200在點(Y1，P2)與(Y1，P1)之間執(zhí)行線性內(nèi)插，以便找出與傳輸功率Q相對應的相應接收信號功率Y421Y=Y1+Y2-Y1P2-P1·(Q-P1)·]]>通過在點(X2，P2)與(X1，P1)之間執(zhí)行線性內(nèi)插，可以給出與傳輸功率Q相對應的相應噪聲功率X=X1+X2-X1P2-P1·(Q-P1)]]>然后，通過使用下式，可以給出WT1300所經(jīng)歷的并與BS發(fā)射功率Q相對應的SNR，即SNR(Q)SNR(Q)=-YX=Y1(P2-P1)+(Y2-Y1)(Q-P1)X1(P2-P1)+(X2-X1)(Q-P1)]]>在圖4所示的噪聲特征線405上，點A411具有大小為X420的X軸數(shù)值以及大小為Y421的Y軸數(shù)值，并且點A411與傳輸功率Q是對應的。應該指出的是，對于將點A411與原點422相連的直線來說，其斜率即為SNR(Q)，其中所述SNR(Q)即為在使用發(fā)射功率Q時在WT接收機1302上的SNR。因此，舉例來說，根據(jù)從WT1300報告的統(tǒng)計數(shù)值中產(chǎn)生的噪聲特征線405，BS1200可以確定所需要的傳輸功率，以便滿足WT1300對于指定SNR的需要。
圖5顯示的是對橫軸503上的頻率與縱軸501上的功率之間的關系進行描述的圖表500。圖5與本發(fā)明的一個示范性實施例相對應，在這個實施例中，無線蜂窩網(wǎng)絡使用了正交頻分復用調(diào)制(OFDM)。在這種示范情況下，頻率505分為31個正交音調(diào)，這樣一來，即使信道中存在多徑衰落，在不同音調(diào)上進行的傳輸也不會在接收機上相互干擾。最小的信號傳輸單元是OFDM碼元中的單個音調(diào)，它與時間和頻率資源的組合是對應的。
圖5顯示的是音調(diào)在指定OFDM碼元上的功率分布。在這個實施例中，導頻515是在某個音調(diào)上以固定導頻功率507發(fā)射的已知碼元，零導頻513則是傳輸功率為零的音調(diào)。這些導頻音調(diào)515和零導頻音調(diào)513可以隨時間而跳變，這意味著在從一個OFDM碼元變化到下一個碼元的時候，這些音調(diào)所占用的位置有可能發(fā)生變化。在延長時段中，由于跳變序列重復，因此導頻信號傳輸是周期性進行的。在圖5中顯示了四個導頻音調(diào)515以及一個零導頻音調(diào)513。導頻515和零導頻513的音調(diào)位置都是為BS1200和WT1300所知的。此外，在圖5中還顯示了26個數(shù)據(jù)音調(diào)511，它們具有相應的傳輸功率電平509。如圖5所述，導頻音調(diào)傳輸功率電平515明顯高于數(shù)據(jù)音調(diào)傳輸功率電平509，這使得無線終端很容易識別導頻音調(diào)。通常，在圖5所示的所有數(shù)據(jù)音調(diào)中，數(shù)據(jù)音調(diào)傳輸功率509未必相同，其電平509有可能隨著數(shù)據(jù)音調(diào)的不同而改變。
對用全向天線部署的無線配置狀況而言，本實施例規(guī)定了單獨的零導頻，也就是通常所說的小區(qū)零導頻。如圖5所示，假設導頻音調(diào)是以功率P發(fā)射的，傳送數(shù)據(jù)業(yè)務的音調(diào)是以功率Q發(fā)射的。那么，WT1300可以通過觀察接收到的導頻信號來測量SNR，在這里我們將這個SNR稱為SNR(P)。我們的目的是使基站1200能夠獲取關于SNR(Q)的估計，這個SNR(Q)即為無線終端1300認定的SNR，它與基站使用功率Q所進行的數(shù)據(jù)傳輸相對應，并且Q可以不同于P。
接收SNR的信息是非常重要的，因為所述接收SNR將會確定可支持的編碼速率與調(diào)制星座模式圖的組合。對指定的目標碼組差錯率(例如單個碼字的傳輸出錯的概率)以及每一種編碼速率和調(diào)制星座模式圖來說，在這里可以定義一個最小SNR，其中接收SNR必須超出這個最小SNR，以使傳輸失敗的概率低于指定目標比率(例如1％的碼組差錯率)。依照這個觀點，對BS1200來說，較為理想的是能夠正確估計SNR(Q)，以便解出發(fā)射功率Q，其中發(fā)射功率Q會為期望編碼速率以及調(diào)制星座模式圖產(chǎn)生一個比最小SNR更好的SNR。
SNR(Q)與Q之間的關系取決于那些與信號相關的噪聲。為了進行描述，我們假設與信號相關的噪聲和發(fā)射功率是成比例的，并且我們還使用了圖3和4中顯示的噪聲特征線305、405來表征作為接收信號功率函數(shù)的總噪聲相關性。這個原理同樣可以擴展到其他狀況中。
假設用α表示信道增益，這樣一來，當BS以功率P執(zhí)行發(fā)射操作時，無線終端的接收功率將會是αP。假設N表示的是與信號無關的噪聲，并且γP表示的是與信號相關的噪聲，其中γ是發(fā)射功率P的比例因數(shù)。那么，在測量導頻音調(diào)上的SNR的時候，WT1300將會測量信噪比SNR1(P)=αPN+γP,]]>
其中P是導頻的恒定發(fā)射功率，N是WT1300經(jīng)歷的與信號無關的噪聲。我們通過調(diào)用這個“SNR1”來表示它會將那些與信號相關的干擾視為一個單獨的實體。
通過使用零導頻，WT1300可以獨立測量與信號無關的噪聲N，這是因為BS1200并未在這個零音調(diào)上發(fā)射功率。通過對這個與信號無關的噪聲N以及BS導頻的接收功率αP進行比較，可以估計出不含信號相關噪聲的SNR。在這里，我們假設這個比值是SNR0(P)=αPN]]>其中名稱“SNR0”表明它認為沒有與信號相關的噪聲。然后，通過使用下式，可以給出SNR1(P)與SNR0(P)之間的關系1SNR1(R)=1SNR0(P)+γα,]]>為了便于標記，我們定義SRR1=γα.]]>通過與圖3和4中的噪聲特征線進行比較，我們可以看出SNR0(P)對應的是直線與X軸的交點，而SRR1則等價于直線的斜率。那么，作為SNR0(P)和SRR1的函數(shù)，我們可以寫出下式SNR1(P)=SNRO(P)SRR1·SNRO(P)+1′]]>在一個實施例中，測量結果SNR0(P)以及SRR1是由WT1300報告給BS1200的，并且BS1200可以從從這些報告中計算SNR1(P)。
圖6中的圖表600描述的是縱軸601上的SNR1(P)與橫軸603上的SNR0(P)之間的關系，其中SNR是以dB為單位來進行繪制的。用線條605、607和609表示的三條曲線分別描述的是SRR1＝0，SRR1＝0.5以及SRR1＝1。SRR1＝0(線605)的情況對應的是噪聲與信號無關的情況，因此SNR1(P)＝SNR0(P)。SRR1＝1(線609)的情況對應的是信號相關噪聲等于信號的情況，因此SNR1(P)決不會超過0dB。
然后，BS1200可以從自WT1300接收的信息中計算接收SNR，其中所述接收SNR是數(shù)據(jù)業(yè)務的發(fā)射功率Q的函數(shù)。WT1300接收的SNR將會包括與信號相關的噪聲，并且將會采用如下形式
SNR1(Q)=αQN+γQ.]]>通過執(zhí)行轉化和替換，可以得到1SNR1(Q)=NαQ+γα=1SNR0(P)PQ+SRR1]]>SNR1(Q)=SNR0(P)SNR0(P)·SRR1+PQ]]>因此，作為WT1300所報告的數(shù)值SNRO(P)和SRR1的函數(shù)，在這里可以為任何發(fā)射功率Q預測WT1300所經(jīng)歷的SNR。如這些推導所述，通過使用零導頻，WT1300可以確定統(tǒng)計數(shù)值并且將其發(fā)射到BS1200，這樣一來，即使存在與信號相關的噪聲，BS1200也可以對作為發(fā)射功率函數(shù)的SNR進行預測，其中所述噪聲與發(fā)射功率是成比例的。
應該指出的是，與發(fā)送SNR0(P)以及SRR1所不同，WT1300還可以向BS1200發(fā)射其他等價報告集合，這些操作均落入本發(fā)明的范圍以內(nèi)。
本發(fā)明的方法和設備在多扇區(qū)小區(qū)中是非常實用的。在無線蜂窩系統(tǒng)中，基站1200往往是以這樣一種結構部署的，其中每一個小區(qū)分成了圖11所示的多個扇區(qū)。對扇區(qū)化環(huán)境而言，扇區(qū)1106、1108、1110之間的干擾會對接收SNR產(chǎn)生顯著影響。除了與信號無關的部分之外，總噪聲還包含了與信號相關的部分，其中每一個與信號相關的部分都與來自同一小區(qū)110中的其他扇區(qū)的信號功率成比例。與圖3所示的情況相比，在這種情況下，噪聲特性將會更為復雜，因為在這種扇區(qū)化情況下，總噪聲包含了兩個或多個與信號相關的分量，而不是一個分量。然而，總噪聲仍舊可以用一條直線來表征，并且現(xiàn)在所述直線是在高維空間中定義的。例如，在這里可以使用交點和斜率來描述噪聲特征線。其中交點是與信號無關的噪聲部分的函數(shù)，并且每一個斜率都與信號相關噪聲部分在特定信號功率中的比例性是對應的。
然而，在某些方案中可以簡化關于噪聲特征線的描述。例如，在示范性的扇區(qū)化方法中，其中小區(qū)中的每一個扇區(qū)都可以使用全部或者近乎全部的傳輸資源，例如頻帶，以便在每一個扇區(qū)中執(zhí)行發(fā)射操作。從各個扇區(qū)發(fā)射的總功率通常是固定或已知的，但是不同的WT1300有可能接收到所述功率中的不同部分。由于扇區(qū)之間并未完全隔離，因此在一個扇區(qū)中發(fā)射的信號將會成為其他扇區(qū)的噪聲(干擾)。此外，如果每一個扇區(qū)1106、1108、1110被迫以指定自由度來發(fā)射相同的、成比例的或者幾乎成比例的信號功率，那么來自其他扇區(qū)并且針對指定扇區(qū)1106、1108、1110中的WT1300的干擾是像信號相關噪聲或自噪聲那樣出現(xiàn)的。出現(xiàn)這種情況是因為來自其他扇區(qū)的干擾會隨著信號功率而擴縮，因此噪聲特征線與圖3中顯示的線是非常相似的。
依照本發(fā)明，BS1200將會發(fā)射“小區(qū)零導頻”之類的信號，以使WT1300能夠結合所有與信號無關的噪聲來估計噪聲特征線的交點。此外，舉例來說，通過對扇區(qū)1106、1108、1110之間的調(diào)度進行協(xié)調(diào)，可以使處于扇區(qū)邊界1150、1152、1154的WT1300不接收來自其他扇區(qū)的干擾(或是減少所遭受的干擾)。依照本發(fā)明，BS1200將會發(fā)射“扇區(qū)零導頻”之類的信號，以使WT1300能在僅僅顧及來自扇區(qū)子集的信號相關噪聲的情況下估計噪聲特征線的斜率。然后，依照本發(fā)明，WT1300在反向鏈路上將那些與信號無關的SNR以及不同的斜率或是等價信息集合報告給BS1200。
圖7在圖示700中顯示了用于本發(fā)明實施例的信令，其中所述實施例處于這樣一種情況，即扇區(qū)化的蜂窩無線系統(tǒng)使用的是正交頻分調(diào)制(OFDM)。設想一個具有三個扇區(qū)701、703、705的BS1200，其中在所有扇區(qū)701、703、705中都重復使用了相同的載頻。與扇區(qū)701、703、705相對應的導頻功率電平分別是用參考數(shù)字709、713和717表示的。對第一到第三扇區(qū)中的各個扇區(qū)來說，其數(shù)據(jù)信號功率電平分別是用參考數(shù)字711、715、719表示的。在下文中將對具有其他數(shù)量的扇區(qū)的情況進行論述。在這里假設基站1200的三個扇區(qū)1106、1008、1110是用圖7所示的S0 701、S1703以及S2 705表示的。圖7顯示的是在三個扇區(qū)以及指定的OFDM碼元707上為下行鏈路傳輸實施的音調(diào)分配，其中包含了數(shù)據(jù)音調(diào)位置的實例，例如示范性的數(shù)據(jù)音調(diào)728，并且包含了導頻音調(diào)位置的實例，例如示范性的導頻音調(diào)728，此外還包含了零導頻音調(diào)位置的實例，例如示范性的零導頻音調(diào)721。在這里假設每一個扇區(qū)共享相同頻帶，因此，扇區(qū)之間的相應音調(diào)將會相互干擾。應該指出的是，在這里僅僅是出于說明目的而顯示了音調(diào)的位置和順序，在不同的實施方式中，音調(diào)位置和順序是可以改變的。
依照本發(fā)明，下行鏈路信號包含了一個或多個小區(qū)零導頻，這些小區(qū)零導頻是各個扇區(qū)701、703、705所共享的零音調(diào)。在小區(qū)零導頻729中，每一個扇區(qū)701、703、705的傳輸功率都是零。此外，下行鏈路信號包含了一個或多個扇區(qū)零導頻721、723、725，其中僅僅在扇區(qū)701、703、705的子集中，傳輸功率才是零。在與扇區(qū)零導頻相同的音調(diào)中，較為理想的是具有一個導頻音調(diào)或數(shù)據(jù)音調(diào)，其中所述音調(diào)的傳輸功率是固定的，并且是另一個扇區(qū)中的WT1300已知的。例如，扇區(qū)S1 703中的扇區(qū)零導頻723在扇區(qū)S0 701中具有與之對應的導頻音調(diào)731，并且在扇區(qū)S2 705中具有與之對應的導頻音調(diào)737。
在圖7顯示的一個實施例中，在每一個扇區(qū)701、703、705中都有四個導頻、一個扇區(qū)零導頻以及一個小區(qū)零導頻。例如，扇區(qū)S0 701具有四個導頻731、733、735、737以及一個扇區(qū)零導頻721和一個小區(qū)零導頻729。通過對這些導頻進行排列，可以使每一個扇區(qū)都具有兩個唯一的導頻，然后與另外兩個扇區(qū)中的每一個扇區(qū)共享一個導頻。例如，扇區(qū)S0 701具有唯一導頻735、727；而導頻731與扇區(qū)S2 705的導頻737共享一個音調(diào)頻率；并且導頻733與扇區(qū)S1 703的導頻739共享一個音調(diào)頻率。此外，一個扇區(qū)的扇區(qū)零導頻與其他扇區(qū)中的導頻音調(diào)是一致的。例如，對扇區(qū)S2 705中的零音調(diào)725而言，導頻733、739分別是在扇區(qū)S0 701和S1 703中相同的音調(diào)上發(fā)射的。此外，導頻音調(diào)、小區(qū)零音調(diào)以及扇區(qū)零音調(diào)的位置都是為BS1200以及WT1300已知的。
由于頻率分集等諸多原因，導頻會改變其位置或者隨時間而“跳變”。圖8給出了導頻、小區(qū)零導頻以及扇區(qū)零導頻的音調(diào)跳變的一個實例。圖8中的圖表800描述的是縱軸801上的頻率與橫軸803上的時間之間的關系。其中每一個小的縱向分段805都與一個音調(diào)相對應，每一個小的橫向分段807都與一個OFDM碼元時間相對應。每一個導頻音調(diào)809都是用具有垂直陰影的小方框表示的。并且每一個扇區(qū)零導頻811是用具有水平陰影線的小方框表示的。而每一個小區(qū)零導頻813則是用具有交叉陰影的小方框表示的。
在一個實施例中，導頻音調(diào)實際上是依照模塊化的線性跳變圖來跳變的。依照本發(fā)明，扇區(qū)零音調(diào)與相同斜率值的導頻跳變是依照相同的模塊化線性圖形發(fā)生跳變的。此外，在本發(fā)明的一個實施例中，小區(qū)零導頻音調(diào)與相同斜率值的導頻跳變是依照相同模塊化線性圖形發(fā)生跳變的。
在一個實施例中，數(shù)據(jù)音調(diào)實質上是依照一個序列發(fā)生改變的模塊化線性跳變圖形來跳變的。在本發(fā)明的另一個實施例中，小區(qū)零導頻跳變與數(shù)據(jù)跳變是依照序列發(fā)生改變的相同模塊化線性圖形來跳變的。在該實施例中，當小區(qū)零導頻音調(diào)與某個導頻音調(diào)發(fā)生沖突時，其中每一個扇區(qū)中都會停止一個導頻音調(diào)傳輸，并且所述導頻音調(diào)將被有效清除，但是至少在某些扇區(qū)中，導頻音調(diào)的傳輸將會繼續(xù)，并且小區(qū)零導頻音調(diào)實際上將會變得不可用。
假定WT1300與基站1200中的扇區(qū)S0建立連接，并且從S0到WT1300的信道增益是由α給出的。同樣，假設從S1到WT1300的信道增益是由β給出的，并且從S2到WT1300的信道增益是由γ給出的。最后，為了完整起見，假設在從S0到WT1300的鏈路中，與信號相關的噪聲包括自噪聲，其中所述自噪聲與信道增益為δ的發(fā)射功率是成比例的。
假設在這三個扇區(qū)中，數(shù)據(jù)音調(diào)的發(fā)射功率是分別由Q0、Q1和Q2給出的。那么對從S0到WT的鏈路而言，接收SNR是由下式給出的SNRS0(Q0,Q1,Q2)=αQ0δQ0+βQ1+γQ2+N,]]>在本論述的剩余部分，假設其他扇區(qū)所導致的干擾(βQ1和γQ2)遠遠大于來自同一扇區(qū)中的信號相關噪聲δQ0的干擾，這樣一來，為了簡化起見，在后續(xù)論述中將會省略這一項。
WT1300應該向基站提供一組參數(shù)，由此基站將會具有足夠信息來為從S0到WT1300的下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸預測接收SNR。為了獲取這個信息，基站可以使用零導頻音調(diào)。在小區(qū)零導頻中，每一個扇區(qū)的傳輸都是零，通過使用所述小區(qū)零導頻，可以測量與信號無關的噪聲。此外，通過將其與S0導頻的接收強度進行比較，可以給出如下的SNRSNR0(P)=αPN]]>接下來，在不同的實施例中，如果其中一個相鄰扇區(qū)并未執(zhí)行發(fā)射操作，那么扇區(qū)零導頻音調(diào)可以用于測量SNR。特別地，在這里為扇區(qū)S0設想與S2中的扇區(qū)零導頻音調(diào)相對應的導頻音調(diào)。然后，根據(jù)扇區(qū)S0中的這個導頻，可以對SNR進行測量，由此可以得到以下數(shù)值SNR1β(P)=αPβP+N,]]>其中干擾扇區(qū)是S1(具有路徑增益β)。同樣，通過對作為S1中的扇區(qū)零音調(diào)的導頻音調(diào)上的SNR進行測量，干擾扇區(qū)將會是扇區(qū)S2(具有路徑增益γ)，并且最終得到的SNR是由下式給出的SNR1γ(P)=αPγP+N.]]>在這兩種情況中，噪聲特征線的斜率分別是 以及 接下來，如果SNR是用不與其他扇區(qū)中的扇區(qū)零導頻相對應的導頻音調(diào)直接測量的，那么這個SNR測量操作將會顧及來自其他兩個扇區(qū)的干擾。由于這個測量結果包含了來自兩個扇區(qū)的干擾，因此在這里將其稱為SNR2。
SNR2(P)=αPβP+γP+N]]>在這種情況下，噪聲特征線的斜率是 通過將下列SRR定義為噪聲特征線的恰當斜率值，可以將SNR1β(P)、SNR1γ(P)以及SNR2(P)與SNR0(P)聯(lián)系在一起SRR2=β+γα]]>SRR1β=βα]]>SRR1γ=γα]]>SRR本身可以用SNR表示并以如下方式計算SRR2=1SNR2(P)-1SNR0(P)]]>SRR1β=1SNR1β(P)-1SNR0(P)]]>SRR1γ=1SNR1γ(P)-1SNR0(P)]]>應該指出的是，SRR2可以作為SRR1β與SRR1γ總和來加以確定。
然后則可以將SNR寫為SNR0(P)和SRR的形式SNR2(P)=SNR0(P)1+SRR2·SNR0(P)]]>SNR1γ(P)=SNR0(P)1+SRR1γ·SNR0(P)]]>SNR1β(P)=SNR0(P)1+SRR1β·SNR0(P)]]>如果WT1300將這些統(tǒng)計數(shù)值的一個充分集(例如SNR0(P)、SRR1β、SRR1γ、SRR2)報告給基站1200，那么基站1200可以根據(jù)發(fā)射功率Q0、Q1和Q2來預測WT1300接收的SNR。概括的說，對具有功率Q0、具有來自扇區(qū)S1和S2的干擾以及具有功率Q1和Q2的數(shù)據(jù)傳輸而言，WT1300所經(jīng)歷的SNR是通過對發(fā)射功率為P的導頻音調(diào)執(zhí)行測量而被給出的SNRS0(Q0,Q1,Q2)=αQ0βQ1+γQ2+N]]>=SNR0(P)(Q1Q0SRR1β+Q2Q0SRR1γ)·SNR0(P)+PQ0]]>在圖9中，圖示900顯示了關于扇區(qū)S0中的示范性WT的三種情形。小區(qū)901包括三個扇區(qū)S0 903、S1 905以及S2 907。圖9顯示了一個接近扇區(qū)S1 905的邊界的WT909，其中WT909受到來自扇區(qū)S1 905的嚴重的下行鏈路干擾。小區(qū)921包含了三個扇區(qū)S0 923、S1 929以及S2 927，該小區(qū)921顯示了一個處于扇區(qū)S0 923的中心位置，并且遠離扇區(qū)邊界的WT929。而小區(qū)941則包含了三個扇區(qū)S0943、S1 945以及S2 947，它顯示的是接近扇區(qū)S2 941的邊界的WT949，其中WT949受到了來自從扇區(qū)S2 947的嚴重的下行鏈路干擾。
在本發(fā)明的一個實施例中，在這三種情況中的每一種情況中，WT都會向BS1200發(fā)送被測統(tǒng)計數(shù)值的一個子集，以便減少反向鏈路上傳遞的信息量，其中所述反向鏈路可以是上行鏈路。
對圖9中參考小區(qū)901所顯示的情形而言，假設扇區(qū)S0 903中的WT909受到了來自扇區(qū)S1 905的嚴重干擾。那么，用于基站的協(xié)調(diào)調(diào)度器1225可以切斷扇區(qū)S1 905中與扇區(qū)S0 903到WT909的傳輸相互干擾的數(shù)據(jù)傳輸。同時，通過協(xié)調(diào)扇區(qū)S2 907中的傳輸，可以使之具有與其在扇區(qū)S0中所具有的發(fā)射功率相同或者幾乎相同的發(fā)射功率Q。然后，通過使用下式，可以給出WT909所經(jīng)歷的SNRSNRS0(Q,0,Q)=αQγQ+N]]>=SNR0(P)SRR1γ·SNR0(P)+PQ]]>在這種情況下，只要報告SNR0(P)以及SNR1γ即可滿足需要。
接下來，對圖9中參考小區(qū)921所顯示的情形來說，其中WT929并未接近扇區(qū)邊界，由此可以在大多數(shù)或所有扇區(qū)上執(zhí)行發(fā)射操作，而不會對WT929造成太多干擾。在這種情況下，假設基站調(diào)度器1225做出了三個扇區(qū)中各個扇區(qū)都應該以相同功率Q來發(fā)射數(shù)據(jù)的簡化假設。那么，對來自扇區(qū)S0923的傳輸而言，通過使用下式，可以給出WT929所經(jīng)歷的SNRSNRS0(Q,Q,Q)=αQβQ+γQ+N]]>=SNR0(P)SRR2·SNR0(P)+PQ]]>在這種情況下，只要報告SNR0(P)以及SRR2即可滿足需要。
接下來，對圖9中參考小區(qū)941所顯示的情形來說，WT949位于與扇區(qū)S2947交界的扇區(qū)邊界附近。由于WT949受到了來自扇區(qū)S2 947的嚴重干擾，因此基站1200的協(xié)調(diào)調(diào)度器1225可以切斷扇區(qū)S2 947中的相應數(shù)據(jù)傳輸。同時，假設扇區(qū)S1 945的傳輸與扇區(qū)S0 943中的傳輸是以相同的發(fā)射功率Q調(diào)度的。那么，通過使用下式，可以給出WT949所經(jīng)歷的SNRSNRS0(Q,Q,0)=αQβQ+N]]>=SNR0(P)SRR1β·SNR0(P)+PQ]]>在這種情況下，只要報告SNR0(P)以及SRR1β即可滿足需要。
因此，如果BS1200限制發(fā)射功率，使之等于某個值Q或是等于0，那么在這三種可能結構中的每一種結構中都只需要將一個信息子集從WT1300發(fā)射到BS1200。特別地，在一個實施例中，無線終端1300確定WT1300當前所處的情形(例如圖9中的小區(qū)901、圖9中的小區(qū)921以及圖9中的小區(qū)941所顯示的情形)。WT1300可以將這個信息作為兩比特的扇區(qū)邊界指示符而將其發(fā)射到BS1200。扇區(qū)邊界指示符指示的是無線終端相對于扇區(qū)邊界的位置信息。其中第一個比特表示W(wǎng)T1300是否處于邊界以及由此是否有必要切斷相鄰扇區(qū)中的傳輸。第二個比特可以表示這兩個扇區(qū)中的哪一個扇區(qū)產(chǎn)生更大干擾。
在下文所闡述的表1中，第1列列舉的是可能的2比特扇區(qū)邊界指示符。表1中的第二列則表示噪聲成分信息。第三列列舉的是BS1200對接收到相應扇區(qū)邊界指示符作出響應而采取的控制操作。第四列列舉的是在給出了同一行列舉的相應的報告扇區(qū)邊界指示符的情況下報告的兩個信道質量指示值。

表1這樣一來，由于WT1300對基站1200標識了首選結構，因此WT1300只需要報告SNR0(P)以及三個SRR中的一個。
現(xiàn)在將對具有任意數(shù)量扇區(qū)的多扇區(qū)小區(qū)進行論述。在本發(fā)明的另一個實施例中，對于如果存在任意數(shù)量的扇區(qū)的情形，那么可以將扇區(qū)分成三種扇區(qū)類型，其中我們用S0、S1和S2來標記這些扇區(qū)類型。這種扇區(qū)類型分類是以如下方式完成的，其中兩個相鄰扇區(qū)不會具有相同的類型。對兩個不相鄰的扇區(qū)來說，假設干擾的影響被認為足夠小而不會產(chǎn)生重大影響，那么干擾的主要原因源于不同類型的相鄰扇區(qū)。這樣則可以使用與三扇區(qū)小區(qū)相類似的方式來對這種情況進行處理，因為在每一個扇區(qū)中，干擾的主要來源都來自與該扇區(qū)相鄰的兩個扇區(qū)。
圖10包含的是圖示1000，該圖示顯示的是分別具有3、4、5個扇區(qū)的示范性小區(qū)1001、1021以及1041的扇區(qū)類型。小區(qū)1001包含了第一扇區(qū)S0類型的扇區(qū)1003、第一扇區(qū)S1類型的扇區(qū)1005以及第一扇區(qū)S2類型的扇區(qū)1007。小區(qū)1021包含了第一扇區(qū)S0類型的扇區(qū)1023、第一扇區(qū)S1類型的扇區(qū)1025、第一扇區(qū)S2類型的扇區(qū)1027以及第二S2類型的扇區(qū)1029。而小區(qū)1041則包含了第一扇區(qū)S0類型的扇區(qū)1043、第一扇區(qū)S1類型的扇區(qū)1045、第一扇區(qū)S2類型的扇區(qū)1047、第二S0類型的扇區(qū)1049以及第二S1類型的扇區(qū)1051。下文所述的表2為不同數(shù)量的扇區(qū)提供了一個方案實例，其中扇區(qū)類型列表的順序對應的是其圍繞扇區(qū)前進的順序(例如順時針方向)。

表2通過使用上述扇區(qū)類型方案，可以將用于三扇區(qū)范例并且包含了小區(qū)零導頻和扇區(qū)零導頻的方案用于任意數(shù)量的扇區(qū)。
雖然在OFDM系統(tǒng)環(huán)境中對本發(fā)明的方法和設備進行了描述，但是本發(fā)明的方法和設備還適用于各種類型的通信系統(tǒng)，其中包括眾多的非OFDM類型的系統(tǒng)。此外，某些特征還適用于非蜂窩系統(tǒng)。
在不同的實施例中，這里所描述的節(jié)點是用一個或多個模塊實現(xiàn)的，由此執(zhí)行與本發(fā)明的一個或多個方法相對應的步驟，例如信號處理、消息產(chǎn)生和/或傳輸步驟。因此，在某些實施例中，本發(fā)明的不同特征是用模塊實現(xiàn)的。這些模塊可以通過使用軟件、硬件或是軟件與硬件的組合來實現(xiàn)。在上述方法或方法步驟中，有很多方法或方法步驟都可以用機器可讀介質中包含的機器可執(zhí)行指令來實施，由此可以對通用計算機之類的有或沒有附加硬件的設備進行控制，以便在一個或多個節(jié)點中實現(xiàn)全部上述方法或是上述方法中的一部分，其中舉例來說，所述機器可執(zhí)行指令可以是軟件，所述機器可讀介質可以是RAM、軟盤等存儲器設備。相應地，本發(fā)明還涉及一種包含了機器可讀指令的機器可讀介質，所述指令促使處理器之類的設備以及相關硬件執(zhí)行上述一個或多個方法中的一個或多個步驟。
根據(jù)上文中關于本發(fā)明的描述，本領域技術人員可以清楚了解上述發(fā)明方法和設備的眾多附加變化。這些變化都被視為落入本發(fā)明的范圍以內(nèi)。在本發(fā)明的不同實施例中，本發(fā)明的方法和設備可以與CDMA、正交頻分復用(OFDM)和/或其他那些可以用于在接入節(jié)點與移動節(jié)點之間提供無線通信鏈路的通信技術結合使用。在某些實施例中，接入節(jié)點是作為基站實現(xiàn)的，其中所述基站使用了OFDM和/或CDMA來與移動節(jié)點建立通信鏈路。并且在不同的實施例中，移動節(jié)點是作為筆記本計算機、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)或是其他那些包含了接收機/發(fā)射機電路以及用于實施本發(fā)明方法的邏輯電路和/或程序的便攜設備實現(xiàn)的。
圖14描述的是依照本發(fā)明并以同步方式在小區(qū)的多個扇區(qū)中發(fā)射導頻音調(diào)的示范性方法1400的步驟。該方法始于開始節(jié)點1402并且進行到步驟1404，在這個步驟中將會對當前的碼元時間計數(shù)器進行初始化，例如將其初始化為1。在示范性系統(tǒng)中，碼元是以逐個碼元的方式發(fā)送的，碼元時間則是發(fā)射一個碼元以及一個周期性前綴所要使用的時間，其中所述周期性前綴通常是所發(fā)射的碼元的一部分的拷貝，它是為了提供冗余而被添加的，由此可以防止多徑干擾以及微小的碼元傳輸定時誤差。
然后，操作將會從步驟1404進行到步驟1406，并且在步驟1406中將會對發(fā)射機進行控制，以便使用小區(qū)中的每一個扇區(qū)的預選傳輸功率電平并且根據(jù)預選的導頻傳輸序列而在每一個扇區(qū)中以相同音調(diào)和同步方式來發(fā)射那些即將在當前碼元時間以及每一個扇區(qū)中發(fā)射的導頻碼元，其中所述預選導頻傳輸序列可以是導頻音調(diào)跳變序列。雖然在小區(qū)的各個扇區(qū)中是并行發(fā)射導頻的，但對零音調(diào)來說，在某個音調(diào)上發(fā)射的功率電平有可能是某些預選電平或是零。雖然導頻信號傳輸時間通常在各個扇區(qū)中是同步的，但在扇區(qū)之間有可能出現(xiàn)輕微的定時偏移。因此，每一個扇區(qū)實際上使用的是不同的碼元傳輸時間周期。然而，每一個扇區(qū)中的碼元時間都進行了充分同步，并且在每一個扇區(qū)中，用于在各個扇區(qū)發(fā)射碼元的碼元時間中存在相當大的重疊。通常，大量重疊會使碼元傳輸開始時間同步到與發(fā)射周期性前綴發(fā)射時間相對應的至少一個時段以內(nèi)，其中該時間有時也稱為周期性前綴持續(xù)時間。因此，一般來說，即使碼元時間一點都不重疊，在不同扇區(qū)的碼元時間之間也還是存在大量重疊。
在特定碼元時間中，將哪一個音調(diào)用于導頻音調(diào)的判定是依照導頻跳變序列音調(diào)信息1234中包含的音調(diào)信息1238做出的，而在小區(qū)的各個扇區(qū)中，指定音調(diào)上使用的功率是從功率電平信息1236中確定的。
在步驟1406中，一旦在當前碼元時間發(fā)射了導頻音調(diào)，那么操作將會進行到步驟1408，并且在步驟1408中，當前碼元的時間計數(shù)將會加1。然后，在步驟1410中將會執(zhí)行檢查，以便了解當前碼元時間是否達到最大碼元時間。如果當前碼元時間等于其最大值，那么當前碼元時間將會復位成1，由此在步驟1406中開始重復導頻跳變序列。導頻音調(diào)的周期性傳輸將會依照所實施的導頻音調(diào)跳變序列繼續(xù)重復，直到基站傳輸停止或者其他事件促使導頻信號傳輸過程中斷為止。
現(xiàn)在參考圖15～17，其中顯示了各種示范性導頻音調(diào)傳輸以及導頻信號傳輸功率信息。
依照本發(fā)明，在小區(qū)的多個扇區(qū)中，導頻音調(diào)是用相同音調(diào)同時或者幾乎同時發(fā)射的。在本發(fā)明的不同實施例中，碼元傳輸時間會在小區(qū)的不同扇區(qū)中得到同步。假如完全同步，那么在任何指定時間，小區(qū)的不同扇區(qū)中發(fā)射的導頻音調(diào)之間在時間上將是完全重疊的。不幸的是，如上所述，由于對在高頻工作的不同放大器和天線之間的傳輸執(zhí)行同步非常復雜以及其他諸多理由，因此未必能夠實現(xiàn)準確同步。但在同步扇區(qū)實施方式中，在扇區(qū)間存在大量的碼元時間重疊。由此可以實現(xiàn)導頻傳輸，其中大量重疊將會產(chǎn)生信號測量，并且所述信號測量假設對各個扇區(qū)碼元傳輸時間而言，至少在其中一部分扇區(qū)碼元傳輸時間中可能出現(xiàn)完全重疊。如上所述，在本發(fā)明的同步實施例中，小區(qū)中不同扇區(qū)之間的碼元傳輸起始時間的差值往往要小于那些通常與發(fā)射碼元包含在一起的周期性前綴的持續(xù)時間。
出于論述目的，在這里假設存在完全同步，其中碼元這類信號是同時在多扇區(qū)小區(qū)中的各個扇區(qū)以同步方式發(fā)射的。然而，上文中的論述表明這種精確同步通常不會出現(xiàn)并且不是實施本發(fā)明所必需的。因此，每一個扇區(qū)中的傳輸都對應一個不同的碼元時間，這個碼元時間可以略微偏離相鄰扇區(qū)的碼元時間。依照本發(fā)明，當在小區(qū)中的各個扇區(qū)以同步方式在相同音調(diào)集合上發(fā)射導頻音調(diào)時，小區(qū)中不同扇區(qū)的導頻音調(diào)功率將會受到控制，以便許可不同的信號測量，在特定扇區(qū)中，這些測量將會幫助確定來自其他扇區(qū)、例如一個或多個相鄰扇區(qū)的噪聲成分以及背景噪聲。
為了幫助執(zhí)行多種不同的信號測量，在單個碼元傳輸時間中可以使用多個導頻音調(diào)。作為選擇，每一個碼元時間也可以只使用一個導頻信號，其中在不同的碼元時間，例如連續(xù)碼元時間中將為導頻信號分配不同的功率電平。在這種情況下，依照本發(fā)明，在不同碼元時間執(zhí)行的導頻信號測量可以用于產(chǎn)生兩個不同的信道質量指示值，并且這兩個指示值將會返回給基站。
圖15是顯示在本發(fā)明的一個示范性實施例中實施的雙扇區(qū)導頻音調(diào)傳輸序列的圖表1500。如下文所述，圖15所示的序列可以擴展到具有N個扇區(qū)的系統(tǒng)中，其中N是大于1的任意數(shù)字。圖15顯示的序列是專為一個包含了兩個扇區(qū)的小區(qū)實施的，這兩個扇區(qū)分別是扇區(qū)A和扇區(qū)B。每一個扇區(qū)中的碼元時間可以略微偏移，但是所述碼元時間基本上是重疊的，因此，雖然這兩個碼元時間在很多情況下都是略微不同的碼元時間，但是在這里是將其作為相同的碼元時間來進行描述的。第一列1502的標題是時間，它指的是在假設扇區(qū)之間完全同步的情況下發(fā)射音調(diào)的碼元時間。在一個實施例中，如果在每一個碼元時間為導頻信號使用了相同的音調(diào)，那么每一個碼元時間1～4都與不同的當前碼元時間相對應。第二列1504的標題是音調(diào)，它列舉的是用以發(fā)射導頻信號的音調(diào)，例如頻率。在該列中，每一行都與一個音調(diào)相對應。依照特定實施方式，不同的行可以對應相同或不同音調(diào)。舉例來說，如果第一到第四碼元時間是相同的當前碼元時間，那么，由于每一個導頻信號都需要一個音調(diào)，因此，在列1504中列舉的第一到第四音調(diào)將是不同的。然而，如果列1502中的第一到第四碼元時間對應的是不同的當前碼元時間，那么列1504中列舉的音調(diào)可以是相同的，也可以是不同的。
如上所述，每一行1512、1514、1516和1518都與小區(qū)的扇區(qū)A和B中的每一個扇區(qū)的音調(diào)傳輸相對應，其中所述音調(diào)可以是用于發(fā)射導頻信號的音調(diào)。在每一個扇區(qū)中，傳輸功率電平可以是相同的，也可以是不同的。并且在所有情況下，在任何時間點發(fā)射的導頻音調(diào)都是以預先選定的傳輸功率發(fā)射的。這樣一來，由于將用以發(fā)射導頻信號的傳輸功率和音調(diào)保存在了基站1200和無線終端1300中，因此這兩個設備都會知道所述信息，并且這兩個設備都是從小區(qū)中的有效定時信息中了解當前碼元時間的。在圖15中，第三列1506列舉的是在扇區(qū)A中發(fā)射的導頻信號的導頻信號傳輸功率電平，其中所述傳輸使用的是與特定的行相對應的音調(diào)。同樣，第四列1508列舉的是在扇區(qū)B中發(fā)射的導頻信號的導頻信號傳輸功率電平，并且所述傳輸使用的同樣是與特定的行相對應的音調(diào)。為了在稍后對三扇區(qū)實施例進行說明，在這里包含了每一個列1502～1510，但是在參考圖15所描述的雙扇區(qū)實施方式中則并非使用了這其中的每一列。
列1506和1508中的各個矩形表示的是在所指示的扇區(qū)中使用列1504中表示的音調(diào)以及在列1502中表示的常規(guī)碼元時間發(fā)射導頻信號的步驟。在實踐中，在每一個扇區(qū)A和B中，音調(diào)都是在略微不同的碼元時間發(fā)射的，例如與列1502中列舉的碼元時間基本對應的第一和第二碼元時間。其中1被用于指示一個具有第一預選傳輸功率的非零導頻，0則被用于指示一個零音調(diào)傳輸，例如以大小為零的功率發(fā)射的導頻信號。
如行1512所示，在扇區(qū)A中使用音調(diào)1并在碼元時間1發(fā)射了數(shù)值為1的導頻信號，但在扇區(qū)B中發(fā)射的是零導頻信號。這樣一來，在扇區(qū)B中可以測量扇區(qū)A的傳輸在其內(nèi)的相同音調(diào)上造成的扇區(qū)間干擾的影響。此外還允許扇區(qū)A在不存在扇區(qū)B的傳輸所造成的干擾的情況下精確測量扇區(qū)A中的衰減。行1514對應的是碼元時間2，在這個碼元時間中，音調(diào)2將被用于在扇區(qū)A中發(fā)射零音調(diào)，并且將被用于在扇區(qū)B中發(fā)射數(shù)值為1的導頻信號。由此允許扇區(qū)A確定扇區(qū)B中的傳輸在相同音調(diào)上引發(fā)的信號干擾量。行1516對應的是碼元時間3，在這個碼元時間中使用了音調(diào)3而在兩個扇區(qū)A和B中發(fā)射零導頻信號，由此可以對音調(diào)3上的常規(guī)背景噪聲進行測量。行1518對應的是碼元時間4，在這個碼元時間中，扇區(qū)A和B都使用了音調(diào)4來發(fā)射數(shù)值為1的導頻信號。在這種情況下，每一個扇區(qū)都可以測量同時在各個扇區(qū)A和B中以相同的非零功率電平發(fā)射信號的效果。通常，導頻信號是依照圖15中的第一和第二行1512、1514以及行1516和1518中的至少一行來進行發(fā)射的，由此允許無線終端執(zhí)行足夠的信號測量，該信號測量將會作為兩個不同的函數(shù)輸入并為這兩個函數(shù)所必需，其中所述函數(shù)用于依照本發(fā)明的一個特征來產(chǎn)生第一和第二信道質量指示值，并且該指示值是返回到基站1200的反饋。
圖16描述的是用于三扇區(qū)系統(tǒng)的示范性導頻音調(diào)傳輸序列。與圖15中的實例一樣，第一列1602對應的是碼元傳輸時間，第二列1604對應的是音調(diào)，而列1606、1608以及1610則分別表示的是在小區(qū)所具有的三個扇區(qū)A、B、C中的各個扇區(qū)中的導頻信號傳輸。因此，與圖15中的實例一樣，與第一到第五行1612、1614、1616、1618、1620中的某一行相對應的列1606、1608以及1610中的各個矩形表示的是在所指示的扇區(qū)中在所指示的音調(diào)上發(fā)射導頻信號的步驟。如上所述，雖然每一行所使用的音調(diào)在各個扇區(qū)中都是相同的，但在每一個碼元時間都對應于同一個當前碼元時間時，第一到第五音調(diào)中的各個音調(diào)將是不同的。然而，當?shù)谝坏降谖宕a元時間中的各個碼元時間均不相同時，第一到第五音調(diào)可以是相同的，也可以是不同的。
應該指出的是，在圖16的實施方式中為每一個扇區(qū)發(fā)射了至少一個這樣的導頻信號，其中在所述扇區(qū)的相鄰扇區(qū)中將會在用于發(fā)射所述導頻信號的音調(diào)上發(fā)射零導頻。此外還應該指出，在行1620中使用了描述為零小區(qū)的內(nèi)容，其中所述內(nèi)容有助于執(zhí)行背景噪聲測量。
圖17是顯示與圖16相類似的三扇區(qū)實施方式的圖表1700，其中在每一個扇區(qū)中發(fā)射的導頻是依照功率電平并以更為通用的形式描述的。圖17的實施方式顯示傳輸了15個導頻P1～P15，如果每一行對應的是不同的傳輸碼元周期，那么每一個導頻是在不同的碼元時間發(fā)射的。如果所列舉的每一個信號都是在相同的碼元時間發(fā)射的，那么在這里將會顯示三個不同的碼元時間，其中每一個扇區(qū)的傳輸時間略微不同，但是所述傳輸時間基本對應的碼元時間與其他扇區(qū)中使用的碼元時間是相同的。
與圖15和16的實例一樣，每一行1712、1714、1716、1718、1720中的導頻都是用相同音調(diào)發(fā)射的，但是不同的行可以對應于不同的音調(diào)。雖然如第一列1702中所列舉的那樣，在這里顯示的是在5個不同的碼元時間進行傳輸，但在顧及了扇區(qū)傳輸時間變化時，在標題扇區(qū)上列舉的各個矩形實際對應的是不同的碼元時間，其中每一行的碼元時間基本上是重疊的，并且在精確同步的情況下，所述碼元時間是相等的。在第一到第十五個導頻P1～P15中，每一個導頻的功率電平都是在括號中表示的，例如，P1的傳輸功率是p1。雖然某些在如圖16所示實例的情況中支持兩個不同的功率電平，但是多個已知的功率電平同樣也可以得到支持。圖17中的最后一行1720表示在所有情況下，在各個扇區(qū)A、B和C中依照這些導頻信號功率電平并使用音調(diào)5所進行的零導頻信號傳輸為零。
圖18所示的圖表1750描述的是在單個碼元傳輸時段中在10個不同音調(diào)上所進行的信號傳輸。在圖18的實施方式中，0用于表示零導頻信號，1用于表示處于已知的非零傳輸功率電平的導頻，其中所述傳輸功率電平通常大于用以發(fā)射數(shù)據(jù)的功率電平。在圖表1750中使用了D來描述扇區(qū)A、B和C中的某個扇區(qū)所執(zhí)行的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)信號D通常是在某個音調(diào)上以低于導頻信號電平1的功率電平發(fā)射的，因此所述信號不會嚴重干擾相鄰扇區(qū)中的導頻。在各個扇區(qū)中，數(shù)據(jù)通常是在所描述的碼元時間在圖18中并未顯示的附加音調(diào)上發(fā)射的。在本發(fā)明的OFDM實施例中，在指定扇區(qū)中，由于附加數(shù)據(jù)音調(diào)與發(fā)射導頻信號的音調(diào)是正交的，因此這種附加數(shù)據(jù)音調(diào)不會干擾導頻音調(diào)。圖19描述的是通過操作無線終端來對從基站1200接收的導頻信號進行處理的方法1800，其中所述導頻信號是依照本發(fā)明而被發(fā)射的。接收到的導頻信號可以是使用已知的不同傳輸功率電平發(fā)射的導頻信號，由此允許接收設備執(zhí)行各種用于確定不同噪聲成分的信號測量和計算，其中舉例來說，所述噪聲成分可以是背景噪聲和扇區(qū)間干擾。
方法1800始于開始節(jié)點1802，并且分別沿著以步驟1804和1808為開端的兩條處理路徑進行。舉例來說，如果在單個碼元時間發(fā)射具有不同傳輸功率電平的多個導頻信號，那么這兩條處理路徑可以用并行方式實施，如果不同的碼元傳輸時間使用相同音調(diào)但不同功率電平按順序發(fā)射導頻，那么這兩條處理路徑可以用串行方式實施。
在步驟1804，無線終端1300對第一導頻信號的幅度和相位中的至少一項進行測量，以便產(chǎn)生第一被測信號值，其中所述第一導頻信號是用傳輸功率P1發(fā)射的。然后，在步驟1806中將會使用第一被測信號值。在步驟1806中，第一信道質量指示值是依照第一函數(shù)fl而從第一被測信號值中產(chǎn)生的，其中所述第一函數(shù)至少使用所述第一被測信號值作為輸入。舉例來說，函數(shù)fl產(chǎn)生的第一信道質量指示值可以是對應于所述第一接收導頻信號的SNR值或是信號功率值。在產(chǎn)生第一信道質量指示值的時候，除了第一被測信號值之外，函數(shù)fl還可以使用其他信號測量結果和/或其他信息作為輸入。并且操作將會從步驟1806進行到步驟1812。
在某些實施例中，步驟1808可以與步驟1804并行執(zhí)行，并且在所述步驟1808中，無線終端1300將會測量第二導頻信號的幅度和相位中的至少一項，其中所述第二導頻信號是以不同于P1的傳輸功率P2發(fā)射的。所述測量將會產(chǎn)生第二被測信號值，然后，在步驟1810中將會使用這個值。在步驟1810，第二信道質量指示值是依照第二函數(shù)f2而從第二被測信號值中產(chǎn)生的，其中所述第二函數(shù)f2使用了第二被測信號值作為輸入。第二函數(shù)不同于所述第一函數(shù)，它至少使用了第二被測信號值作為輸入，但是也可以使用其他信號測量結果作為輸入。在某些實施例中，第二函數(shù)產(chǎn)生的第二信道質量指示值是與第二導頻信號相對應的SNR值，但在其他實施例中，它是一個與第二導頻信號相對應的信號功率值，例如接收信號功率指示符。并且操作會從步驟1810進行到步驟1812。
在步驟1812，無線終端1300從上述被測信號值和/或其他邊界位置指示值信息中確定無線終端相對于一個或多個扇區(qū)邊界的位置。在步驟1814，通過使用相對邊界位置和/或步驟1812中產(chǎn)生的其他信息，無線終端1300將會產(chǎn)生一個邊界位置指示值1814，其中舉例來說，所述指示值具有與表2中的列1所顯示的某個值相對應的值。在得到了來自步驟1806和1810的第一和第二信道質量值以及來自步驟1814的邊界位置指示值的情況下，操作將會進行到發(fā)射步驟1816，在該步驟中，所產(chǎn)生的信息將被回送到基站1200。
步驟1816包括將第一和第二信道質量指示值以及邊界位置指示值作為一個或多個消息的一部分來進行傳輸。在這里顯示了兩條可選的處理路徑，其中在任何特定實施方式中都只使用一條單獨的處理路徑。第一處理路徑始于子步驟1820并且終止于步驟1826，它表示的是在單個消息中包含了不同信息的情況。第二處理路徑始于步驟1830并且終止于步驟1840，它對應的是使用不同的消息來發(fā)射每一個不同的值的情況。在這種環(huán)境中將對消息進行概括性地解釋，并且這些消息包含了用于傳送所要傳遞的特定值的信號。
在步驟1820將會把第一信道質量指示值合并到第一消息。然后，在步驟1822中將會把第二信道質量指示值合并到第一消息。接下來，在步驟1824中會將邊界位置指示值合并到第一消息。然后，在步驟1816，通過在無線通信鏈路上發(fā)射第一消息而將所述第一消息傳遞到基站1200。在不同的實施例中，這個處理是用從無線終端向基站1200報告信道質量和/或其他反饋信息的控制信道的一個或多個專用時隙來完成的。由于使用了無線終端專用時隙來報告信道質量和其他信息，因此，扇區(qū)中的其他無線終端或設備不會使用這個時隙。這樣一來，通過使用專用時隙傳輸，可以避免發(fā)生沖突。此外，如果該信道是專門用于傳遞特定控制信息的，那么可以產(chǎn)生這些值并且在這些時隙中傳送這些值，而不必發(fā)送用于指示所發(fā)射的值的含義的報頭或其他信息。換句話說，基站1200將會知道在所用控制信道上發(fā)射的值具有某種預選格式，此外，舉例來說，基站還知道所述值表示的是第一和第二信道質量指示值，其后跟隨的是兩比特的邊界位置指示值。這樣則可以將報頭開銷這類用于發(fā)射所述消息和/或數(shù)值的開銷數(shù)量減至最小。在步驟1826，如果結束傳輸所生成的值，那么操作將會返回到步驟1804和1808，其中將會對新的導頻信號執(zhí)行信號測量，反饋處理也會隨時間而繼續(xù)重復進行。
步驟1830對應的是步驟1816中顯示的可選值傳輸路徑，在步驟1830中，第一信道質量指示值將會合并到第一消息中，其中所述第一消息可以是信號，隨后所述第一消息會在步驟1832中傳送到基站。然后，在步驟1834，第二信道質量指示值將會合并到第二消息中，其中所述第二消息也可以是信號，并且所述第二消息是在步驟1836中傳送的。在步驟1838，邊界位置指示值將會合并到第三消息中，然后，該消息會在步驟1840中傳送到基站1200。與在步驟1826中傳送合并消息的情況一樣，在步驟1832、1836以及1840中發(fā)射的單個消息可以通過使用專門用于傳遞反饋消息的控制信道中的專用分段來進行傳送。操作將會從步驟1840進行到步驟1804和1808，并且用于產(chǎn)生信道反饋信息以及向基站1200報告信息的處理則會隨時間而重復進行。
圖20所示的流程圖描述的是一種依照本發(fā)明來操作基站(BS)1200的方法，其中舉例來說，所述方法用于發(fā)射導頻音調(diào)并且接收和處理反饋信息，由此確定用以發(fā)射數(shù)據(jù)信號的功率電平。該方法始于步驟1902，其中基站1200將會加電并且開始運作。在步驟1904，與多扇區(qū)天線1205相耦合的基站發(fā)射機1204同時以同步方式并使用預定的功率電平和音調(diào)而將導頻信號發(fā)射到多扇區(qū)小區(qū)例如1104中的各個扇區(qū)，例如S0 1106、S1 1108、S2 1110，這樣一來，在將導頻音調(diào)發(fā)射到小區(qū)1104中的各個扇區(qū)1106、1108、1110的過程中使用了相同的音調(diào)集合，并且在每一個扇區(qū)1106、1108、1110中，這些導頻音調(diào)是在基本相同的時間發(fā)射的。步驟1904中的導頻音調(diào)傳輸是通過使用導頻音調(diào)功率電平信息1236以及音調(diào)信息1238并在導頻信號產(chǎn)生和傳輸控制程序1230的指引下進行的。然后，操作將會進行到步驟1906，其中BS1200會從至少一個無線終端(WT)1300接收消息，這些消息包含了一組信道質量指示值，例如第一和第二信道質量指示值，以及扇區(qū)邊界位置信息。所述消息是在基站1200中包含的接收信號處理程序1260的指引下接收的。在步驟1908，在信道質量指示值提取模塊1262的指引下，基站從源于無線終端1300的單個消息或多個消息中提取至少兩個不同的信道質量指示值1250。在某些實施例中，每一個信道質量指示值都處于一個單獨的消息中。但在其他實施例中，在來自WT1300的單個消息中將會包含多個信道質量指示值。接著，在步驟1910，在位置信息提取模塊1264的控制下，基站1200從接收消息中提取用于指示無線終端1300相對多扇區(qū)小區(qū)邊界的位置的位置信息，例如邊界位置指示值。這個位置信息可以由WT1300在單獨的消息中傳送，也可以包含在某個含有信道質量指示值的消息中。該位置信息可以識別WT1300是否接近扇區(qū)邊界，并且可以識別所接近的是哪一個扇區(qū)邊界，其中舉例來說，該位置信息可以對從哪一個相鄰扇區(qū)接收到具有與干擾有關的更高傳輸功率電平的扇區(qū)進行識別。在BS1200，從接收消息中提取的扇區(qū)邊界信息將會保存在扇區(qū)邊界位置信息1252中。
操作繼續(xù)進行到步驟1912，在傳輸功率計算程序1226的指引下，基站1200至少從第一和第二信道質量指示值1250中計算在無線終端1300上實現(xiàn)預期信噪比所需要的傳輸功率量，其中所述第一和第二信道質量指示值1250是從無線終端1300接收的。在步驟1914，基站調(diào)度器模塊1225通過操作來為無線終端1300產(chǎn)生調(diào)度判定。在子步驟1916，基站調(diào)度器1225根據(jù)所確定的SNR來為WT1300做出判定，舉例來說，BS1200可以為WT1300調(diào)度信道上的分段，其中所述分段的傳輸功率電平能使WT1300的接收SNR超出所用數(shù)據(jù)速率和編碼方案的最小可接受電平。在子步驟1918，BS1200的調(diào)度器1225根據(jù)扇區(qū)邊界位置信息1252來為WT1300做出判定，舉例來說，對一個被確定為接近扇區(qū)邊界的WT1300來說，基站1200可以為其分配信道分段，其中在相鄰扇區(qū)中，與所述信道分段相對應的分段不具有傳輸功率。繼續(xù)到步驟1920，在信令程序1228的指引下，BS1200的發(fā)射機1205會在預定時間使用從接收到的所述至少兩個信道質量指示值1250中確定的傳輸功率來向所述WT1300發(fā)射信號，其中所述信號可以包括由編碼器1214編碼的用戶數(shù)據(jù)1244。
然后，操作將會從步驟1920返回到步驟1904，并且所述方法將會重復執(zhí)行。在步驟1904，基站1200將會定期以同步方式而將導頻信號反復發(fā)射到多扇區(qū)小區(qū)中的各個扇區(qū)。然而，不同的無線終端1300可以在不同時間和/或以不同速率發(fā)射包含了信道質量指示值1250和扇區(qū)邊界位置信息1252的集合的消息，其中所述時間和/或速率取決于諸如無線終端工作狀態(tài)之類的因素，例如開啟，保持、休眠。
此外，本發(fā)明還涉及機器可讀介質，其中所述介質包含了機器可執(zhí)行指令，由此可以對處理器或其他設備進行控制，以便依照本發(fā)明的一個或多個不同方法來執(zhí)行處理，其中所述介質可以是存儲器、光盤等等，機器可執(zhí)行指令可以是軟件模塊或命令。本發(fā)明的方法和設備的不同特征可以在各種通信系統(tǒng)中使用，其中包括但不局限于OFDM、CDMA以及其他類型的通信系統(tǒng)。
權利要求
1.一種由無線終端使用的信道質量報告方法，該方法包括對第一導頻信號的幅度和相位中的至少一項進行測量，以便產(chǎn)生第一被測信號值，其中所述第一導頻信號與第一導頻音調(diào)對應；根據(jù)第一函數(shù)而從所述第一被測信號值產(chǎn)生第一信道質量指示值，其中所述第一函數(shù)至少使用所述第一被測信號值作為輸入；發(fā)射所述第一信道質量指示值；對第二導頻信號的幅度和相位中的至少一項進行測量，以便產(chǎn)生第二被測信號值，其中所述第二導頻信號與第二導頻音調(diào)對應，并且所述第二導頻信號具有與所述第一導頻信號不同的傳輸功率；根據(jù)第二函數(shù)而從所述第二被測信號值產(chǎn)生第二信道質量指示值，其中所述第二函數(shù)至少使用所述第二被測信號值作為輸入；以及發(fā)射所述第二信道質量指示值。
2.權利要求1的方法，其中第一和第二導頻信號中的一個信號是用零功率發(fā)射的零信號。
3.權利要求1的方法，其中根據(jù)第一函數(shù)而從所述第一信號測量值產(chǎn)生第一信道質量指示值的步驟包括估計第一和第二接收導頻信號中的至少一個信號中所包含的功率。
4.權利要求3的方法，其中根據(jù)第二函數(shù)而從所述第二信號測量值中產(chǎn)生第二信道質量指示值的步驟包括估計至少在第二接收導頻信號中包含的接收功率。
5.權利要求3的方法，其中根據(jù)第二函數(shù)而從所述第二被測信號值產(chǎn)生第二信道質量指示值的步驟還包括對第二接收導頻信號的信噪比進行估計。
6.權利要求1的方法，其中根據(jù)第一函數(shù)而從所述第一被測信號值產(chǎn)生第一信道質量指示值的步驟包括對第一接收導頻信號的信噪比進行估計。
7.權利要求6的方法，其中根據(jù)第二函數(shù)而從所述第二被測信號值產(chǎn)生第二信道質量指示值的步驟包括對第二接收導頻信號的信噪比進行估計。
8.權利要求1的方法，其中所述第一和第二導頻音調(diào)是在不同的非重疊時段中接收的。
9.權利要求8的方法，其中所述第一和第二導頻音調(diào)對應相同的頻率。
10.權利要求1的方法，其中所述第一和第二導頻音調(diào)是在相同時段中接收的，并且第一和第二導頻音調(diào)對應不同的頻率。
11.權利要求1的方法，其中發(fā)射第一信道質量指示值的步驟包括將所述第一信道質量指示值合并到第一消息中；以及在無線通信鏈路上發(fā)射所述第一消息。
12.權利要求11的方法，其中發(fā)射第二信道質量指示值的步驟包括將所述第二信道質量指示值合并到所述第一消息中；以及在無線通信鏈路上在所述第一消息中發(fā)射所述第二信道質量指示值以及所述第一值。
13.權利要求11的方法，還包括重復執(zhí)行以下所述步驟測量第一導頻信號，以便產(chǎn)生第一被測信號值；產(chǎn)生第一信道質量指示值；將所述第一信道質量指示值合并到第一消息中；在無線通信鏈路上發(fā)射所述第一消息；測量第二導頻信號；產(chǎn)生第二信道質量指示值；將所述第二信道質量指示值合并到第二消息中，其中所述第二消息不同于所述第一消息；以及在所述無線通信鏈路上發(fā)射所述第二消息。
14.權利要求13的方法，還包括周期性地重復所述發(fā)射第一信道質量指示值和第二信道質量指示值的步驟，以便發(fā)射通過周期性執(zhí)行所述測量和生成步驟所產(chǎn)生的相應的值，其中所產(chǎn)生的第一和第二信道質量值是以在時間上交錯的方式發(fā)射的。
15.權利要求14的方法，其中所述交錯的方式包括交替?zhèn)鬏斔龅谝缓偷诙ⅰ?br> 16.權利要求13的方法，其中所述第一和第二消息是用專門用于傳送信道質量指示值的通信信道分段發(fā)射的，所述消息并未傳送那些表明所述消息將會報告信道質量值的顯性消息類型。
17.權利要求16的方法，其中所述消息是在所述無線終端專用的預選專用時隙中發(fā)射的，所述專用時隙的所述專用性將會阻止其他無線終端使用所述專用時隙。
18.權利要求1的方法，其中所述無線終端位于扇區(qū)化小區(qū)的第一扇區(qū)，在所述小區(qū)中，每一個扇區(qū)使用相同的音調(diào)集合，并且對第一導頻信號的幅度和相位中的至少一項進行測量以便產(chǎn)生第一被測信號值的步驟包括在一個時段中執(zhí)行所述第一導頻信號測量，在該時段中，與所述第一扇區(qū)相鄰的扇區(qū)會在與第一導頻所用音調(diào)相同的音調(diào)上發(fā)射另一個導頻信號，但是所述發(fā)射使用的預選傳輸功率不同于發(fā)射第一導頻信號所使用的預選傳輸功率。
19.權利要求18的方法，其中所述另一個導頻信號是零導頻信號，并且在所述時段中用于發(fā)射所述另一個導頻信號的所述不同預選傳輸功率為零。
20.權利要求19的方法，其中對第二導頻信號的幅度和相位中的至少一項進行測量以便產(chǎn)生第二被測信號值的所述第二步驟包括在一個時段中執(zhí)行所述第二導頻信號測量，在該時段中，與所述第一扇區(qū)相鄰的扇區(qū)會在與第二導頻所用音調(diào)相同的音調(diào)上發(fā)射附加導頻信號，其中所述發(fā)射使用與預選傳輸功率與發(fā)射第二導頻信號所使用的預選傳輸功率相同。
21.權利要求20的方法，其中第一和第二導頻信號測量是同時執(zhí)行的。
22.權利要求21的方法，還包括在所述相同時間測量在第三音調(diào)上接收的功率，其中在所述相同時間中并未在所述第三音調(diào)上發(fā)射信號，并且所述相同時間是用于發(fā)射一個碼元的碼元周期。
23.權利要求18的方法，還包括根據(jù)所述第一和第二信號測量來確定無線終端與至少兩個和無線終端所在扇區(qū)相鄰的扇區(qū)的相對位置；以及將用于表示與扇區(qū)邊界的相對位置的位置信息發(fā)射到基站。
24.權利要求23的方法，還包括根據(jù)所確定的與扇區(qū)邊界的相對位置的函數(shù)來選擇將要發(fā)射到所述基站的信道信息。
25.權利要求24的方法，其中與所述無線終端接近第二扇區(qū)邊界相比，當其接近第一扇區(qū)邊界時，這時將會發(fā)射不同的信道狀態(tài)信息。
26.權利要求18的方法，其中第一信道質量指示值是干擾扇區(qū)與無線終端所在扇區(qū)的信道增益比值的函數(shù)。
27.權利要求18的方法，其中第二信號測量是在每一個扇區(qū)在所述第二音調(diào)上發(fā)射零的時段中進行的；以及其中所述第二信道質量指示值是在小區(qū)中的各個扇區(qū)在所述第二音調(diào)上發(fā)射所述零的時段中在所述第二音調(diào)上的噪聲測量。
28.權利要求18的方法，其中所述方法還涉及使用信道質量信息來控制小區(qū)的扇區(qū)中的傳輸功率，所述方法包括對基站進行操作，以便接收所述第一和第二信道質量指示值；以及對基站進行操作，以便從第一和第二信道質量指示值計算在所述無線終端實現(xiàn)預期信噪比所需要的傳輸功率量，其中所述計算需要至少兩個不同的信道質量指示值，以便確定所述傳輸功率量。
29.權利要求28的方法，還包括周期性地重復所述對基站進行操作以便使用從所述無線終端接收的第一和第二信道質量指示值的不同集合來計算所述傳輸功率量的步驟，其中第一和第二信道質量指示值的每一個不同集合對應不同的碼元時間，在所述碼元時間中，進行所述第一和第二導頻信號測量。
30.一種無線終端，所述無線終端包括接收機，用于接收導頻信號；測量裝置，用于對第一導頻信號的幅度和相位中的至少一項進行測量以便產(chǎn)生第一被測信號值，并且對第二導頻信號的幅度和相位中的至少一項進行測量以便產(chǎn)生第二被測信號值；信道質量指示值生成裝置，用于根據(jù)第一函數(shù)而從所述第一被測信號值產(chǎn)生第一信道質量指示值，以及根據(jù)第二函數(shù)而從所述第二被測信號值產(chǎn)生第二信道質量指示值，其中第一函數(shù)至少使用所述第一被測信號值作為輸入，第二函數(shù)至少使用所述第二被測信號值作為輸入；以及發(fā)射機，用于發(fā)射所述第一和第二信道質量指示值。
31.權利要求30的無線終端，其中所述信道質量指示值生成裝置包括軟件指令，該軟件指令對處理設備進行控制，以便對第一和第二接收導頻信號中的至少一個信號中所包含的接收功率進行估計。
32.權利要求31的無線終端，其中所述信道質量指示值生成裝置還包括附加軟件指令，該軟件指令對處理設備進行控制，以便對至少包含在第二接收導頻信號中的接收功率進行估計。
33.權利要求31的無線終端，其中所述信道質量指示值生成裝置還包括附加軟件指令，該軟件指令對處理設備進行控制，以便對第二接收導頻信號的信噪比進行估計。
34.權利要求31的無線終端，其中所述用于發(fā)射的裝置包括消息生成模塊，用于產(chǎn)生包含所述第一信道質量指示值的第一消息。
35.權利要求34的無線終端，其中所述消息生成模塊將所述第二信道質量指示值包含在所述第一消息中。
36.權利要求34的無線終端，其中所述消息生成模塊包括機器可執(zhí)行指令，該指令對機器進行控制，以便產(chǎn)生包含所述第二信道質量指示值的第二消息。
37.權利要求34的無線終端，還包括用于從接收信號確定無線終端相對于扇區(qū)邊界的位置的裝置。
38.權利要求37的無線終端，其中所述消息生成模塊將位置信息包含在所述第一消息中。
39.一種基站，包括接收機，用于接收來自無線終端的至少兩個信道質量指示值；用于從至少兩個不同的信道質量指示值確定在所述無線終端實現(xiàn)期望信噪比所需要的傳輸功率的裝置。
40.權利要求39的基站，其中所述至少兩個不同的信道質量指示值對應于所述無線終端在相同時間執(zhí)行的不同的功率信號測量，所述已確定的傳輸功率是所述至少兩個信道質量指示值的函數(shù)。
41.權利要求40的基站，還包括使用從所述至少兩個信道質量指示值確定的傳輸功率而將信號發(fā)射到所述無線終端的裝置。
42.權利要求41的基站，還包括用于從所述無線終端接收的單個消息中提取所述至少兩個不同信道質量值的裝置。
43.權利要求41的基站，還包括用于從所述無線終端接收的兩個獨立的消息中提取所述至少兩個不同的信道質量值的裝置。
44.權利要求40的基站，還包括用于接收信道質量指示信息的裝置，其中所述信息指示的是無線終端相對于多扇區(qū)小區(qū)中所包含的第二邊界的位置。
45.權利要求40的基站，還包括多扇區(qū)發(fā)射天線，用于同時將導頻信號發(fā)射到小區(qū)的多個扇區(qū)；以及與所述多扇區(qū)天線相耦合的發(fā)射機，用于以同步方式將導頻信號發(fā)射到每一個扇區(qū)中，由此將導頻音調(diào)發(fā)射到小區(qū)的所有扇區(qū)中的操作使用相同的音調(diào)集合，并且在每一個扇區(qū)中，所述導頻音調(diào)是在基本相同的時間發(fā)射的，所述無線終端處于所述多個扇區(qū)中的一個扇區(qū)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及在多扇區(qū)小區(qū)中使用的導頻信號。在這里描述的是用于多扇區(qū)小區(qū)的導頻信號傳輸序列和方法。在不同扇區(qū)中，導頻是在不同的已知功率電平上發(fā)射的。當在某些扇區(qū)中發(fā)射導頻的時候，在相鄰扇區(qū)中不會發(fā)射導頻。這種情況表示的是零導頻信號傳輸。并且在這里為小區(qū)零導頻提供支持，其中小區(qū)中的各個扇區(qū)同時發(fā)射零導頻。此外還執(zhí)行多個導頻信號測量。并且從對應于至少兩個具有不同功率電平的導頻信號的測量中產(chǎn)生至少兩個信道質量指示值。這兩個值將會回送到基站，基站則使用這兩個值來確定在無線終端上實現(xiàn)期望SNR所需要的發(fā)射功率。此外，無線終端還報告那些用于表示其相對于扇區(qū)邊界的位置的信息。
文檔編號H04B17/00GK1778058SQ200480010861
公開日2006年5月24日 申請日期2004年2月20日 優(yōu)先權日2003年2月24日
發(fā)明者拉吉弗·拉羅亞, 約翰·L·范, 厲雋懌 申請人:弗拉里奧恩技術公司