專利名稱：在tdd無線通信系統(tǒng)中的頻域未調(diào)度發(fā)送的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，具體而言，涉及時分雙工(TDD)無線通信系統(tǒng)，其中，上行鏈路和下行鏈路通信信道具有一定程度的相關(guān)，以便移動站所接收的接收下行鏈路發(fā)送指示上行鏈路路徑損耗，從而指示優(yōu)選上行鏈路發(fā)送頻率集。
背景技術(shù)：
在無線通信系統(tǒng)中，經(jīng)常需要從移動站(或用戶設(shè)備一UE)和基站(例如在3GPP規(guī)范中常稱為節(jié)點B)進行上行鏈路隨機接入發(fā)送。從移動站進行隨機接入發(fā)送的需求可能會因多種情形而發(fā)生，并且還會根據(jù)具體系統(tǒng)和系統(tǒng)設(shè)計而發(fā)生變化?？赡苄枰S機接入的情形示例包括 移動終端進行通過隨機接入上行鏈路發(fā)送連接到系統(tǒng)的初始接入嘗試 移動終端通過隨機接入上行鏈路發(fā)送信號傳送用于改變服務(wù)基站的請求 響應(yīng)于通過隨機接入發(fā)送的數(shù)據(jù)到達移動終端的發(fā)送緩沖器中，移動終端向網(wǎng)絡(luò)信號傳送對于調(diào)度的上行鏈路資源的請求 響應(yīng)于數(shù)據(jù)到達移動終端的發(fā)送緩沖器中，移動終端使用隨機接入上行鏈路發(fā)送將數(shù)據(jù)發(fā)送到基站(與移動終端必須等待網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)以顯式允許用于數(shù)據(jù)的上行鏈路資源的上一情形相比，這可縮短數(shù)據(jù)的發(fā)送延遲)。同樣可將隨機接入發(fā)送稱為未調(diào)度(unscheduled)發(fā)送，這是由于并沒有實現(xiàn)對發(fā)送的顯式調(diào)度或協(xié)調(diào)。由于缺少這樣的顯式協(xié)調(diào)，一個移動設(shè)備就有可能使用與另一用戶同樣的上行鏈路發(fā)送資源進行發(fā)送。在此情形中，由于它們在其基站接收器處對于彼此都產(chǎn)生相互干擾，可危及二者發(fā)送的通信可靠性。有時將這樣不止一個移動設(shè)備在上行鏈路資源的已定義集合上同時進行發(fā)送的情形稱為“沖突”。圖IA顯示出已調(diào)度發(fā)送的示例，而圖IB顯示出未調(diào)度發(fā)送的示例。二者應(yīng)用于純時分多址接入(TDMA)系統(tǒng)。在已調(diào)度發(fā)送的情形中(圖la)，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度器確保多于一個UE不會在同樣的時隙中進行發(fā)送。在未調(diào)度情形中(圖lb)，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度器不能顯式控制UE發(fā)送的時間，并且有可能存在不止一個UE在同一時間發(fā)送，從而導致沖突(la，Ib和lc)。在某些系統(tǒng)中，同時發(fā)送并非一定就意味著沖突。這是由于除TDMA之外，這樣的系統(tǒng)還可采用某種其他形式的多址接入。在TDMA系統(tǒng)中的時間周期或時隙可被進一步細分成一個或多個其他域，諸如頻率或碼。同時進行發(fā)送的用戶則仍可通過他們使用的頻率或碼區(qū)分彼此，只要他們在時間間隔期間選擇彼此互斥的碼或頻率資源即可。將每個時間資源這樣細分成多個碼或頻率分量提高了系統(tǒng)中可用的上行鏈路資源單元的數(shù)量(但常常減少每個資源單元的信息承載容量)，因此，可增加隨機接入信道的數(shù)量。在頻域中對發(fā)送資源進行劃分的系統(tǒng)稱為頻分多址接入系統(tǒng)(FDMA)。在碼域中對發(fā)送資源進行劃分的系統(tǒng)稱為碼分多址接入系統(tǒng)(CDMA)。然而，在這樣的系統(tǒng)內(nèi)，當進行未調(diào)度發(fā)送時，在兩個或多個UE自動選擇同樣的時間和碼/頻率資源的情形中，還會有可能發(fā)生沖突。對于TDMA/CDMA情況，該情形如圖2中21所示，不過，通過用“頻率” y軸替換碼域y軸，這同樣可適用于TDMA/FDMA情況。當上行鏈路發(fā)送未被顯式調(diào)度或協(xié)調(diào)(例如，通過網(wǎng)絡(luò))時，發(fā)生沖突的可能性總會存在。然而，可使用某種形式的統(tǒng)計調(diào)度，其中，從網(wǎng)絡(luò)向移動設(shè)備發(fā)送信令，以限制發(fā)送的允許概率。信令通常表示可允許的發(fā)送概率，或相關(guān)參數(shù)。當過量使用(加載)上行鏈路隨機接入或未調(diào)度資源時，網(wǎng)絡(luò)會檢測到該情形，并會降低可允許發(fā)送概率。相反，當加載得以減少時，可增加信號傳送的可允許發(fā)送概率。從而，在高負載時，資源仍可用，但用戶在被允許進行發(fā)送之前可能必須等待一段時間，而在低負載時，用戶可進行發(fā)送，且延遲通常很小。這樣的統(tǒng)計調(diào)度不能避免發(fā)送沖突，但可將其用于防止資源變得超載，因此，不能為任何用戶所用(即，當沖突概率接近100%時)。 除隨機接入發(fā)送受到小區(qū)內(nèi)干擾和沖突(因同一小區(qū)內(nèi)用戶的發(fā)送而引起)外，在蜂窩系統(tǒng)內(nèi)，他們還會受到小區(qū)間干擾(因相鄰或鄰近小區(qū)中用戶的發(fā)送而引起)。參看圖3，移動站35正在通過發(fā)送路徑31a向期望基站38進行發(fā)送，但同時與通過發(fā)送路徑32a進行發(fā)送的基站37發(fā)生干擾。同樣，移動站36正在通過發(fā)送路徑31b向預(yù)期基站37進行發(fā)送，但同時與通過發(fā)送路徑32b進行發(fā)送的基站38發(fā)生干擾。特別是在采用為I的所謂頻率重用(即，所有小區(qū)共享同樣載頻)的網(wǎng)絡(luò)中尤為如此。如今的蜂窩通信系統(tǒng)通常使用這樣的為I的頻率重用，這是由于他們能夠提供高容量和頻譜高效利用。一個發(fā)送干擾另一發(fā)送的程度通常根據(jù)在基站處接收器所檢測到的相對發(fā)送功率而變化。此外，關(guān)于所用具體波形及其特性的其他因素也會造成影響，但一般原則是，如果干擾信號的功率在接收器處減小，則該信號造成另一信號不被正確檢測的概率也會降低。在服務(wù)小區(qū)接收器處的發(fā)送功率通常受到控制，以便其僅以剛好足夠使得能夠成功解碼發(fā)送數(shù)據(jù)(即，低檢測差錯率)的接收功率到達。使用過大功率可導致對其他發(fā)送造成過多干擾，而使用過低功率可導致檢測錯誤。從而，顯然當考慮高密設(shè)計的蜂窩網(wǎng)絡(luò)(通常重用頻率為1)，需要使得隨機接入發(fā)送的發(fā)送功率最小，同時保持可接受的通信可靠性。通過使得給定成功發(fā)送的發(fā)送功率最小，使在服務(wù)和相鄰小區(qū)中檢測到的干擾量相應(yīng)減小，從而提高系統(tǒng)容量。目前現(xiàn)有的系統(tǒng)已使用類似概念。例如，在3GPP TDD-CDMA系統(tǒng)中，移動設(shè)備通過測量所謂信標信道的接收信號強度，估計從服務(wù)基站到移動設(shè)備的路徑損耗。移動設(shè)備還信號傳送關(guān)于信標信號的發(fā)送功率的信息。使用兩片信息(發(fā)送功率和接收功率)，移動設(shè)備則能夠確定在無線信道中的信號強度損耗(路徑損耗)。然后，移動設(shè)備可使用該信息設(shè)置發(fā)送功率，以達到在基站處會接收到該信號的特定目標功率電平。近來，頻域多址接入(FDMA)及相關(guān)調(diào)制技術(shù)(例如，正交頻分多址接入一 “0FDM”和離散傅里葉變換擴展OFDM — “DFT-S0FDM”)日益引起人們的興趣。在這些系統(tǒng)中，發(fā)送信息目標在于可占用總系統(tǒng)帶寬中一定范圍的頻率，或頻帶上離散頻率或“音”的特定集。在FDMA中，通常給系統(tǒng)分配某一頻率范圍。然后，將該頻率范圍細分為頻率子范圍，包括單個頻率信道。將由用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)映射到頻率子范圍的鄰近集合的情形常稱為定域FDMA(localized FDMA)，如圖4A所示。相應(yīng)地，將由用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)映射到頻率子范圍的非鄰近集合的情形常稱為分布式FDMA，如圖4B所示。另外，還可將分布式FDMA與TDMA部件進行組合，以形成2維資源空間或時間-頻率網(wǎng)格，如圖5A所示。也可將定域FDMA與TDMA部件進行組合，以形成2維資源空間或時間-頻率網(wǎng)格，如圖5B所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例對用于未調(diào)度發(fā)送的無線信道的可變頻率響應(yīng)進行估計，以便使接收器(如，基站)以可接受差錯率進行接收所需的發(fā)送功率最小。從而可減小對服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)中其他用戶導致的干擾程度，因此提高系統(tǒng)容量。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種由TDD無線通信系統(tǒng)中的移動終端從多個 上行鏈路發(fā)送資源中選擇上行鏈路發(fā)送資源的方法，包括接收在頻率范圍上發(fā)送的下行鏈路參考信號，所述頻率范圍橫跨表示上行鏈路發(fā)送資源的多個頻率子范圍，下行鏈路參考信號在發(fā)送時具有已知的結(jié)構(gòu)(注意下行鏈路參考信號沒必要存在于精確上行鏈路發(fā)送資源上一只要它們橫跨所需范圍即可，頻域中的內(nèi)插可以用來獲得精確上行鏈路資源頻率上的響應(yīng))；通過將接收下行鏈路參考信號與發(fā)送時參考信號的已知結(jié)構(gòu)進行比較，確定參考信號通過其傳送的無線信道的頻域響應(yīng)；基于無線信道的頻域響應(yīng)，計算對于頻率子范圍的其中至少一個的路徑損耗度量；以及基于至少一個路徑損耗度量，選擇用于上行鏈路發(fā)送的頻率子范圍的其中至少一個。另一實施例還包括，在頻率子范圍的其中至少一個中發(fā)送未調(diào)度上行鏈路發(fā)送。在又一實施例中，在發(fā)送的未調(diào)度上行鏈路發(fā)送的信道相干時間內(nèi)接收所接收的下行鏈路參考信號。在又一實施例中，通過使用從接收參考信號和發(fā)送參考信號的解卷積而確定的無線信道的脈沖響應(yīng)的傅里葉變換，或通過對接收和發(fā)送的參考信號進行其他合適的處理(如，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的匹配濾波或與可選后處理的相關(guān))，確定參考信號通過其傳送的無線信道的頻域響應(yīng)。在另一實施例中，通過將接收時參考信號的功率譜密度與發(fā)送時參考信號的已知功率譜密度進行比較，確定參考信號通過其傳送的無線信道的頻域響應(yīng)。在又一實施例中，可使用“盲”信道估計技術(shù)對信道脈沖或頻率響應(yīng)進行估計。其他實施例還包括，基于至少一個路徑損耗度量來調(diào)節(jié)未調(diào)度上行鏈路發(fā)送功率。另一實施例對至少一個頻率子范圍的絕對無線信道路徑損耗度量進行估計，包括測量在至少一個頻率子范圍(具有已知的發(fā)送功率電平)內(nèi)的接收參考信號功率電平，以便對無線信道路徑損耗進行估計；以及基于在頻率子范圍上的所估計的無線信道路徑損耗，對于未調(diào)度上行鏈路發(fā)送設(shè)置發(fā)送功率電平。結(jié)合附圖，通過后面的詳細描述，本發(fā)明的其他特征和方面將變得顯而易見，這些附圖以示例的方式示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的特征。發(fā)明內(nèi)容并非意在限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求進行定義。


圖IA表示多個用戶的調(diào)度發(fā)送的示例。圖IB表示可導致沖突的多個用戶的未調(diào)度發(fā)送的示例。圖2表示使用CDMA和TDMA多址技術(shù)組合減少未調(diào)度發(fā)送的沖突。圖3表示具有兩個基站和兩個移動站的上行鏈路小區(qū)間干擾情形。圖4A表示定域頻域發(fā)送的示例。圖4B表示分布式頻域發(fā)送的示例。圖5A表示具有TDMA部件的分布式FDMA的時間/頻率發(fā)送資源空間。
圖5B表示具有TDMA部件的定域FDMA的時間/頻率發(fā)送資源空間。圖6A表示在衰落環(huán)境中發(fā)送信道增益隨時間變化的繪圖。圖6B表示將采用信道互易的TDD系統(tǒng)與不采用信道互易的TDD系統(tǒng)進行比較的繪圖。圖7A表示時域信道響應(yīng)的示例性繪圖。圖7B表示頻域信道響應(yīng)的示例性繪圖,其中指示了相鄰頻率的最佳范圍。圖8表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線幀結(jié)構(gòu)。圖9表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的移動終端的框圖。
具體實施例方式在下面的描述中，參照附圖進行描述，附圖指示本發(fā)明的數(shù)個實施例。應(yīng)該理解，在不偏離本發(fā)明所披露的精神和范圍的條件下，可采用其他實施例，并可進行機械、成分、結(jié)構(gòu)、電學和操作上的變化。以下詳細描述并非意欲進行限制，本發(fā)明的實施例的范圍僅由本專利的權(quán)利要求所限定。下面，結(jié)合程序、步驟、邏輯塊、處理，以及關(guān)于可以在計算機存儲器上執(zhí)行的對數(shù)據(jù)位進行操作的其他符號表示，給出詳細描述中的某些部分。在此，將程序、計算機執(zhí)行步驟、邏輯塊、進程等理解為導致獲得預(yù)期結(jié)果的步驟或指令的自身一致的序列。步驟是利用對物理量進行物理操作的步驟。這些量可采用可進行存儲、傳輸、組合、比較，以及在計算機系統(tǒng)中操作的電、磁，或無線信號的形式。有時，可將這些信號稱為位、值、元素、符號、字符、項、數(shù)字等。每個步驟可通過硬件、軟件、固件或其組合來實現(xiàn)。下面，描述本發(fā)明的數(shù)個實施例。這些實施例參照3GPP UTRA TDD系統(tǒng)、規(guī)范和建議進行描述，但它們可有更廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明特別適合于時分雙工(TDD)無線系統(tǒng)，其中，上行鏈路和下行鏈路信道傳播特性在給定時幀上基本相關(guān)(互易)。在互易信道中，用于基站到移動設(shè)備的通信的無線傳播信道的物理特性基本與移動設(shè)備到基站的通信的無線傳播信道的物理特性相同。信道的互易特性應(yīng)用于有限時間間隔上，有時稱為“信道相干時間”。如果在信道用于一個無線鏈路方向的時間與用于另一鏈路方向的時間之間信道變化顯著，則不會采用信道互易。信道路徑損耗的變化會由于稱為“快衰落”或“頻率選擇性衰落”的現(xiàn)象而引起。這是由于接收的發(fā)送信號的多個時延拷貝的助長性和相消性疊加造成。當移動接收器移過該空間干擾區(qū)域或當導致信號反射和延遲的物體移動時，其轉(zhuǎn)換成時域變化。信道路徑損耗的變化率會隨移動設(shè)備的速度增大而增大，因此互易原則應(yīng)用在稱為信道相干時間的時間區(qū)域上，該時間對于高移動速度和高載頻而言較短，而對于較低移動速度和較低載頻而言較長。良好設(shè)計的TDD無線系統(tǒng)將確保下行鏈路與上行鏈路發(fā)送時間之間的間隙被設(shè)置成使得對于合理移動速度可采用一定程度的信道互易。這如圖6A和6B所示。圖6A表示信道路徑損耗作為時間函數(shù)的變化。圖6B示出61，TDD系統(tǒng)通過快速交替上行鏈路和下行鏈路發(fā)送來采用信道互易。圖6B (項62)示出由于上行鏈路和下行鏈路發(fā)送交替太慢而不能采用信道互易的TDD系統(tǒng)。無線傳播信道可通過其時域脈沖響應(yīng)來描述?？赏ㄟ^在系統(tǒng)帶寬(常稱為中導(midamble)或?qū)ьl信號)上發(fā)送已知參考信號，并通過將該已知發(fā)送信號與通過該信道傳送的接收版本進行比較(在接收器中)來確定無線信道特性，或(脈沖響應(yīng))如圖7A所示，來進行測量。在某些實施例中，在接收器中的信道估計依賴于在發(fā)送信號內(nèi)存在參考信號。使 用發(fā)送參考信號的接收版本，以及對參考信號結(jié)構(gòu)的先驗知識，接收器能夠確定信號通過其傳送的信道的時域或頻域響應(yīng)。在某些實施例中，使用如從接收參考信號和發(fā)送參考信號的解卷積確定的無線信道的脈沖響應(yīng)的傅里葉變換，或通過對接收和發(fā)送的參考信號進行其他合適的處理(如，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的匹配濾波或與可選后處理的相關(guān))，確定參考信號通過其傳送的無線信道的頻域響應(yīng)。在另一實施例中，通過將接收時參考信號的功率譜密度與發(fā)送時參考信號的已知功率譜密度進行比較，確定參考信號通過其傳送的無線信道的頻域響應(yīng)。根據(jù)附加實施例，接收器能夠在不依賴于參考信號的條件下對無線信道響應(yīng)進行估計。這樣的接收器采用例如關(guān)于用于數(shù)據(jù)的可能發(fā)送調(diào)制符號的有限字母表的知識，或采用在發(fā)送器處編碼處理中使用的已知碼結(jié)構(gòu)(諸如卷積碼、塊碼、turbo碼)。這些技術(shù)可涉及非線性或迭代信號處理技術(shù)，并在公開文獻中得以廣泛描述。對于這樣的實施例，無需提供下行鏈路參考信號(或如果提供的話，無需用于信道響應(yīng)估計的目的)，然而接收器仍能夠僅基于發(fā)送數(shù)據(jù)(不使用參考信號)，確定信到的時域或頻域響應(yīng)。這樣，移動終端仍可使用信道響應(yīng)信息為未調(diào)度上行鏈路發(fā)送選擇優(yōu)選頻率發(fā)送資源集，或有助于為所選上行鏈路資源集設(shè)置發(fā)送功率電平。如此處根據(jù)信號所使用的，術(shù)語“結(jié)構(gòu)特征(structural aspect) ”表示信號的特征，如(i)已知調(diào)制符號序列，(ii)發(fā)送功率譜密度，以及(iii)關(guān)于可能發(fā)送的調(diào)制符號和/或信道編碼的有限字母表的統(tǒng)計信號特征。信道同樣在諸如圖7B所示的頻域中得以很好描述。通過對時域脈沖響應(yīng)執(zhí)行傅里葉變換，或通過使用直接頻域信道估計方法，可獲得信道的頻率響應(yīng)。參照圖7B，顯然，某些頻率具有比其他頻率更小的路徑損耗(例如，項71)。在這些“更好”頻率上的發(fā)送可提高對于給定發(fā)送功率的接收可靠性。從而，對于固定發(fā)送功率，可提高接收可靠性。相反，對于固定接收可靠性，可降低發(fā)送功率。應(yīng)該注意，可從對于不嚴格符合上行鏈路信道的頻率子范圍但通過使用內(nèi)插或外插進行表示的下行鏈路信道的路徑損耗估計中，估計出上行鏈路的路徑增益度量。頻域調(diào)度技術(shù)是公知的。在該技術(shù)中，基站(或其他網(wǎng)絡(luò)或控制實體)試圖將分配的發(fā)送資源與此時最佳執(zhí)行頻率集相結(jié)合。通常是將用于每個用戶的信道去相關(guān)的情形。對于一個用戶而言較佳的那些頻率通常并不是對于另一用戶而言最佳的頻率，從而可采用用戶分集形式。然而，對于未調(diào)度發(fā)送，不存在任何調(diào)度實體用于做出關(guān)于根據(jù)信道響應(yīng)將哪些資源分配給給定用戶的這些決定。根據(jù)本發(fā)明的實施例，移動終端通過接收由基站發(fā)送的(下行鏈路)參考信號(例如導頻或中導)來測量無線傳播信道響應(yīng)。然后，移動終端可估計(例如，使用如上所述的傅里葉變換)信道的頻域響應(yīng)，并由上行鏈路頻率資源集的預(yù)定義列表，來確定一個或多個上行鏈路頻率資源集，所選集具有最低確定的路徑損耗。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，通過將接收時參考信號的功率譜密度與發(fā)送時參考信號的已知功率譜密度進行比較，確定出參考信號通過其傳送的無線信道的頻域響應(yīng)。可將所選上行鏈路發(fā)送資源集表示為“優(yōu)選頻率資源集”。移動設(shè)備未被調(diào)度，但在確定需要與基站進行通信時，可進行未調(diào)度發(fā)送，為此它自治地選擇與優(yōu)選頻率資源集相對應(yīng)的上行鏈路發(fā)送頻率資源?；蛘撸芍辽俨糠值鼗谒x頻率的確定路徑損耗，設(shè)置上行鏈路通信的發(fā)送功率。在采用功率控制的實施例中，可使得發(fā)送功率對于每個發(fā)送而言最小，從而還可使干擾最小，以及可提高系統(tǒng)容量。應(yīng)該注意，在此實例中，由于所有發(fā)送以近乎相同的電平到達接收器，而且發(fā)送用戶的數(shù)量和資源空間的大小不會變化的事實，從而不會影響/提高因 小區(qū)內(nèi)發(fā)送造成沖突的概率。然而，優(yōu)點在于，可降低實現(xiàn)給定通信可靠性所需的發(fā)送功率，因此，降低釋放到系統(tǒng)其他小區(qū)中的干擾功率。當應(yīng)用系統(tǒng)較寬時，還可對服務(wù)小區(qū)帶來這樣的益處，即，減小來自小區(qū)外用戶的所檢測到的干擾功率，從而增大正確檢測來自小區(qū)內(nèi)用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)的概率(假設(shè)他們不沖突)，因此還可提高上行鏈路容量。對于不采用功率控制的實施例，即便將發(fā)送功率電平保持在與不采用頻域信道選擇技術(shù)(例如，隨機選擇，或?qū)︻l率資源集的分布式選擇)的情形相同，仍會減小因小區(qū)外干擾造成對發(fā)送數(shù)據(jù)錯誤檢測的概率。這是由于沒有功率控制，當UE僅選擇到基站的具有最低路徑損耗的那些頻率時，將系統(tǒng)性提高用戶在服務(wù)小區(qū)中接收的功率。在其他小區(qū)中在同一時間/頻率資源上進行發(fā)送的小區(qū)外用戶不太可能感到在第一用戶的服務(wù)小區(qū)接收器處接收功率的這種同樣的系統(tǒng)改善。這是由于從小區(qū)外用戶到其服務(wù)小區(qū)的信道與從同樣小區(qū)外用戶到相鄰小區(qū)的信道不相關(guān)。從而，當用戶選擇在其服務(wù)小區(qū)中較佳(即，具有低路徑損耗)的頻率信道時，他們沒有必要選擇到相鄰小區(qū)的具有低路徑損耗的頻率，因此，在其服務(wù)小區(qū)中接收的平均功率與在相鄰小區(qū)中接收的平均功率的比率增大。這表示，對于給定發(fā)送功率電平，使得生成的小區(qū)間干擾量減小，并且使每個小區(qū)中的通信可靠性提聞。從而，本發(fā)明的實施例具有這樣的優(yōu)點，S卩，可根據(jù)功率控制是否啟用或禁用而采取稍微不同的方式。節(jié)點B (基站)可在下行鏈路公共信道上發(fā)送已知參考導頻信號?？蓪⑵浞Q為公共導頻。UE(移動設(shè)備)了解該下行鏈路公共導頻在無線幀和所定義的系統(tǒng)發(fā)送資源內(nèi)的位置和結(jié)構(gòu)。無線系統(tǒng)可使用諸如如圖8所示的無線成幀結(jié)構(gòu)，其中，將幀的某些部分用于表示下行鏈路，某些部分用于表示上行鏈路，如分別用下和上垂直箭頭表示的那樣。這是TDD無線通信系統(tǒng)?？蓪M一步分解成更小的時間周期，在此表示為“時隙”。在為隨機接入(或其他未調(diào)度)上行鏈路發(fā)送82留出的無線幀的一部分之前的較短時間發(fā)送公共導頻81。有益的是，在公共下行導頻與上行鏈路未調(diào)度發(fā)送時隙之間的時間周期較短，且處在信道的相干時間內(nèi)，從而，保留了下行鏈路和上行鏈路無線信道的互易(參看圖8)。上行鏈路無線接入技術(shù)至少部分地基于FDMA。隨機接入資源(或等效地，為未調(diào)度發(fā)送留出的上行鏈路資源)是預(yù)定義的，并且被分段成發(fā)送信道集(或等效地，頻率子范圍)。UE可為未調(diào)度發(fā)送應(yīng)用選擇一個或多個預(yù)定義的上行鏈路發(fā)送信道。節(jié)點-B接收器同樣可被配置成了解預(yù)定義的上行鏈發(fā)送信道集，并在為未調(diào)度或隨機接入發(fā)送留出的每個幀周期期間，監(jiān)聽在這些定義信道的每個上的輸入發(fā)送。發(fā)送信道可遵循定域FDMA模型，或遵循上述的分布式FDMA模型，但由于在相鄰頻率上常常存在一定程度的相關(guān)，從而定域FDMA可能是有益的配置。當確定需要進行未調(diào)度發(fā)送時，UE主動接收下一個可用下行鏈路公共導頻時隙，或在用于未調(diào)度上行鏈路發(fā)送的目標時隙之前存在較短時間周期的另一下行鏈路導頻時隙。使用接收信號和對于導頻信號結(jié)構(gòu)的預(yù)先配置的知識，UE確定出頻域信道響應(yīng)。這是通過對時域信道脈沖響應(yīng)的估計以及隨后進行傅里葉變換，或通過進行直接頻域信道估計(其中，移動終端(UE) 了解發(fā)送導頻的頻域結(jié)構(gòu))來實現(xiàn)。 UE對信道的頻域響應(yīng)進行分析，并形成對每個預(yù)定義上行鏈路發(fā)送信道的度量。對于所考慮的每個上行鏈路發(fā)送信道，度量可基于該上行鏈路發(fā)送信道所占用頻率的信道響應(yīng)的振幅。振幅響應(yīng)越高(即，路徑損耗越低)，就會導致越高(更好)的度量值。將每個所考慮上行鏈路發(fā)送信道的度量進行比較，并選出其中具有最高度量的一個或多個。UE使用所選上行鏈路發(fā)送信道執(zhí)行未調(diào)度發(fā)送。信號發(fā)送功率可基于關(guān)于所選上行鏈路發(fā)送信道所占用頻率上的無線信道的絕對路徑損耗的知識來確定。采用常用方式，通過向UE通知下行鏈路參考信號(導頻)的發(fā)送功率，可獲得關(guān)于絕對路徑損耗的知識。在幀的隨機接入/未調(diào)度接入部分期間，節(jié)點B可對未調(diào)度發(fā)送進行搜索，并試圖將UE信號解碼(如果接收到的話)。圖9表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的移動終端(或UE)的框圖。用于發(fā)送和接收的天線91與發(fā)送/接收開關(guān)92耦合連接。分別對于接收或發(fā)送而言，響應(yīng)于通過控制路徑41的控制邏輯95，T/R開關(guān)92可將天線91通過信號路徑51連接到接收器93，或通過信號路徑55連接到發(fā)送器97。接收器93可包括RF濾波、RF放大、一個或多個用于頻率轉(zhuǎn)換的混頻器和相關(guān)聯(lián)的本機振蕩器或頻率合成器、IF濾波，和模數(shù)轉(zhuǎn)換。接收器93被顯示為通過經(jīng)由控制路徑42的控制邏輯95進行控制。這樣的控制可包括本機振蕩器頻率、力口/斷電、和增益或衰減。接收器93的輸出可為數(shù)字的，并可通過信號路徑52傳輸?shù)叫盘柼幚砥?4。在通過控制路徑43的控制邏輯95的控制下，數(shù)字信號處理器94可執(zhí)行例如包括但不限于解調(diào)制、檢測、解卷積、卷積、快速逆傅里葉變換、傅里葉變換、濾波、頻譜估計的操作?？蓪⑿盘柼幚砥?4的輸出通過信號路徑53傳送到控制邏輯95以便進行其他處理，或用于確定控制程序分支?？刂七壿?5可具有到發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器96的控制和信號輸入，發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器96用于存儲由發(fā)送器97進行發(fā)送的數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)可本機源自某一源(未示出)，或來自控制邏輯95。發(fā)送器97可包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、調(diào)制器、IF和RF濾波器、混頻器、本機振蕩器或合成器、增益控制塊，和放大器。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯然可想到關(guān)于該框圖的多種變型。例如，發(fā)送器97和接收器93可共享公共本機振蕩器或頻率合成器。對于另一示例，可將數(shù)字信號處理器94、控制邏輯95和發(fā)送緩沖器96實現(xiàn)為在CMOS集成電路上的一個單或雙處理器核心。對于又一示例，可將控制路徑41，42，43，44和45實現(xiàn)為一個或多個控制總線?？刂七壿?5可控制移動終端的操作，以及對來自信號處理器94的數(shù)據(jù)進行處理。此處描述的方法實施例可通過控制邏輯95執(zhí)行。易失性和/或非易失性存儲器(未示出)可與控制邏輯95和/或數(shù)字信號處理器相關(guān)聯(lián)，用作為用于存儲計算機可執(zhí)行指令和/或數(shù)據(jù)的計算機可讀介質(zhì)。應(yīng)該理解，以上出于說明清楚的目的參照不同功能部件和處理器對本發(fā)明的實施例進行了描述。然而，顯然，在不偏離本發(fā)明的條件下，可在不同功能部件或處理器之間使用任何合適的功能分布。例如，所示出的由分立處理器或控制器執(zhí)行的功能可由同一處理器或控制器執(zhí)行。因此，僅將針對具體功能部件的描述視為是對用于提供所述功能的合適裝置的描述，而不表示嚴格的邏輯或物理結(jié)構(gòu)或組織。本發(fā)明可采用任何適宜的方式實現(xiàn)，包括硬件、軟件、固件或其任何組合。或者，可將本發(fā)明至少部分地實現(xiàn)為在一個或多個數(shù)據(jù)處理器和/或數(shù)字信號處理器上運行的計算機軟件。本發(fā)明的實施例的元件和組件可采用任何合適的方式在物理上、功能上和邏輯上實現(xiàn)。的確，可將該功能實現(xiàn)于單個部件、多個部件中，或作為其他功能部件的一部分。這樣，可將本發(fā)明實現(xiàn)在單個部件中，或?qū)⑵湓谖锢砩虾凸δ苌戏植荚诓煌考吞幚砥髦?間。盡管結(jié)合某些實施例描述了本發(fā)明，但并不意在將其局限于此處給出的具體形式。而是，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求進行限定。另外，盡管結(jié)合具體實施例對特征進行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會想到可根據(jù)本發(fā)明將所述實施例的多個特征進行組合。在權(quán)利要求中，權(quán)利要求項包括但不限于存在其他元素或步驟。此外，盡管是單獨列出，但多個裝置、元素或方法步驟可通過例如單個部件或處理器實現(xiàn)。另外，盡管可將各個特征包括在不同權(quán)利要求中，但有可能將其有利地進行組合，并且包括在不同權(quán)利要求中并不表示特征組合不可行和/或無益。另外，在一類權(quán)利要求中包括某特征并不表示局限于該類，而是表示只要合適，該特征同樣可應(yīng)用于其他權(quán)利要求類。此外，在權(quán)利要求中特征的順序并不表示特征起作用的任何特定順序，特別是在方法權(quán)利要求中各步驟的順序并不表示一定按照該順序執(zhí)行這些步驟。而是，這些步驟可采用任何合適的順序執(zhí)行。附圖僅僅是示意性的，可以不按比例畫出。可將其某些部分擴大，而其他部分縮小。附圖意在表示能夠為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解并正確實現(xiàn)的本發(fā)明的多個實現(xiàn)方式。因此，應(yīng)該理解，在不偏離所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，可對本發(fā)明進行修改和變型。說明書并非意在窮舉出本發(fā)明或?qū)⑵渚窒抻谒兜拇_切形式。應(yīng)該理解，可對本發(fā)明進行修改和變型，并且，本發(fā)明僅由權(quán)利要求及其等同進行限制。
權(quán)利要求
1.一種在時分雙工無線通信系統(tǒng)中移動終端從用于上行鏈路發(fā)送的多個頻率子范圍中選擇用于上行鏈路發(fā)送的頻率子范圍的方法，包括 a)接收已在頻率范圍上發(fā)送的下行鏈路信號，所述頻率范圍包括表示用于上行鏈路發(fā)送的多個頻率子范圍的多個頻率子范圍，下行鏈路信號在發(fā)送時具有已知的結(jié)構(gòu)特征； b)通過將接收的下行鏈路信號的結(jié)構(gòu)特征與發(fā)送時下行鏈路信號的已知結(jié)構(gòu)特征進行比較，確定下行鏈路信號已經(jīng)通過的無線信道的頻域響應(yīng)； c)基于無線信道的頻率響應(yīng)，針對用于上行鏈路發(fā)送的頻率子范圍的其中至少一個估計至少一個路徑損耗度量；以及 d)基于至少一個路徑損耗度量，選擇用于上行鏈路發(fā)送的頻率子范圍的其中至少一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，還包括在用于上行鏈路發(fā)送的至少一個所選頻率子范圍中發(fā)送未調(diào)度上行鏈路發(fā)送。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，在接收所接收的下行鏈路信號的信道相干時間內(nèi)發(fā)送未調(diào)度上行鏈路發(fā)送。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，下行鏈路信號是包括已知調(diào)制符號序列的參考信號，并且其中，通過使用無線信道的脈沖響應(yīng)的傅里葉變換，確定參考信號已經(jīng)通過的無線信道的頻域響應(yīng)，所述無線信道的脈沖響應(yīng)是使用從包括(i )解卷積、(ii )匹配濾波信道估計和(iii)相關(guān)的技術(shù)組中選出的技術(shù)，由接收的下行鏈路信號和具有已知結(jié)構(gòu)特征的發(fā)送的下行鏈路信號而確定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，通過將接收時下行鏈路信號的功率譜密度與發(fā)送時下行鏈路信號的已知功率譜密度進行比較，來確定下行鏈路信號已經(jīng)通過的無線信道的頻域響應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，通過盲信道估計技術(shù)來確定下行鏈路信號已經(jīng)通過的無線信道的頻域響應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，還包括基于至少一個路徑損耗度量來調(diào)節(jié)未調(diào)度上行鏈路發(fā)送功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，還包括對于至少一個頻率子范圍的絕對無線信道路徑損耗度量進行估計，包括 a)對表示至少一個所選頻率子范圍的接收的下行鏈路信號功率電平進行測量以對無線信道路徑損耗進行估計，其中所述下行鏈路信號具有已知的發(fā)送功率電平；以及 b)基于在頻率子范圍上的所估計的無線信道路徑損耗，設(shè)置用于未調(diào)度上行鏈路發(fā)送的發(fā)送功率電平。
9.一種包括計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀介質(zhì)，所述計算機可執(zhí)行指令用于執(zhí)行在時分雙工無線通信系統(tǒng)中移動終端從用于上行鏈路發(fā)送的多個頻率子范圍中選擇用于上行鏈路發(fā)送的頻率子范圍的方法，所述方法包括 a)接收已在頻率范圍上發(fā)送的下行鏈路信號，所述頻率范圍包括表示用于上行鏈路發(fā)送的多個頻率子范圍的多個頻率子范圍，下行鏈路信號在發(fā)送時具有已知的結(jié)構(gòu)特征； b)通過將接收的下行鏈路信號的結(jié)構(gòu)特征與發(fā)送時下行鏈路信號的已知結(jié)構(gòu)特征進行比較，確定下行鏈路信號已經(jīng)通過的無線信道的頻域響應(yīng)；C)基于無線信道的頻率響應(yīng)，針對用于上行鏈路發(fā)送的頻率子范圍的其中至少一個估計至少一個路徑損耗度量；以及 d)基于至少一個路徑損耗度量，選擇用于上行鏈路發(fā)送的頻率子范圍的其中至少一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的計算機可讀介質(zhì)，還包括用于在用于上行鏈路發(fā)送的至少一個所選頻率子范圍中發(fā)送未調(diào)度上行鏈路發(fā)送的計算機可執(zhí)行指令。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的計算機可讀介質(zhì)，還包括用于在接收所接收的下行鏈路信號的信道相干時間內(nèi)發(fā)送未調(diào)度上行鏈路發(fā)送的計算機可執(zhí)行指令。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的計算機可讀介質(zhì)，其中，下行鏈路信號是包括已知調(diào)制符號序列的參考信號，還包括用于通過使用無線信道的脈沖響應(yīng)的傅里葉變換來確定參考信號已經(jīng)通過的無線信道的頻域響應(yīng)的計算機可執(zhí)行指令，其中所述無線信道的脈沖響應(yīng)是使用從包括(i)解卷積、(ii)匹配濾波信道估計和(iii)相關(guān)的技術(shù)組中選出的技術(shù)，由接收的下行鏈路信號和具有已知結(jié)構(gòu)特征的發(fā)送的下行鏈路信號而確定的。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的計算機可讀介質(zhì)，還包括用于通過將接收時下行鏈路信號的功率譜密度與發(fā)送時下行鏈路信號的已知功率譜密度進行比較來確定下行鏈路信號已經(jīng)通過的無線信道的頻域響應(yīng)的計算機可執(zhí)行指令。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的計算機可讀介質(zhì)，還包括用于通過盲信道估計技術(shù)來確定下行鏈路信號已經(jīng)通過的無線信道的頻域響應(yīng)的計算機可執(zhí)行指令。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的計算機可讀介質(zhì)，還包括用于基于至少一個路徑損耗度量來調(diào)節(jié)未調(diào)度上行鏈路發(fā)送功率的計算機可執(zhí)行指令。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的計算機可讀介質(zhì)，還包括用于對于至少一個所選頻率子范圍的絕對無線信道路徑損耗度量進行估計的計算機可執(zhí)行指令，包括對表示至少一個頻率子范圍的接收的下行鏈路信號功率電平進行測量以對無線信道路徑損耗進行估計，其中所述下行鏈路信號具有已知的發(fā)送功率電平；以及基于在頻率子范圍上的所估計的無線信道路徑損耗，設(shè)置用于未調(diào)度上行鏈路發(fā)送的發(fā)送功率電平。
17.一種用于時分雙工無線通信系統(tǒng)的移動終端，所述移動終端能夠從用于上行鏈路發(fā)送的多個頻率子范圍中選擇用于上行鏈路發(fā)送的頻率子范圍，包括 a)無線接收器，用于接收已在頻率范圍上發(fā)送的下行鏈路信號，所述頻率范圍包括表示用于上行鏈路發(fā)送上行鏈路發(fā)送資源的多個頻率子范圍的多個頻率子范圍，下行鏈路信號在發(fā)送時具有已知的結(jié)構(gòu)特征； b)信號處理器，用于通過將接收的下行鏈路信號的結(jié)構(gòu)特征與發(fā)送時參考信號的已知結(jié)構(gòu)特征進行比較，來確定下行鏈路信號已經(jīng)通過的無線信道的頻域響應(yīng)；以及 c)控制邏輯，用于基于無線信道的頻域響應(yīng)，針對頻率子范圍的其中至少一個估計路徑損耗度量，以及基于至少一個路徑損耗度量，選擇用于上行鏈路發(fā)送的頻率子范圍的其中至少一個。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的移動終端，還包括用于在用于上行鏈路發(fā)送的至少一個所選頻率子范圍中發(fā)送未調(diào)度上行鏈路發(fā)送的無線發(fā)送器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的移動終端，其中，該無線發(fā)送器還用于在所接收的下行鏈路信號的信道相干時間內(nèi)發(fā)送未調(diào)度上行鏈路信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的移動終端，還包括信號處理器，用于通過使用接收下行鏈路信號和已知以已知結(jié)構(gòu)特征發(fā)送的下行鏈路信號，通過解卷積計算無線信道的脈沖響應(yīng)，并隨后執(zhí)行傅里葉變換以計算無線信道的頻率響應(yīng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的移動終端，還包括信號處理器，用于通過將接收時下行鏈路信號的功率譜密度與發(fā)送時下行鏈路信號的已知功率譜密度進行比較，來確定下行鏈路信號已經(jīng)通過的無線信道的頻域響應(yīng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的移動終端，還包括控制邏輯，用于基于至少一個路徑損耗度量來調(diào)節(jié)未調(diào)度上行鏈路發(fā)送功率。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的移動終端，還包括控制邏輯，用于通過對至少一個所選頻率子范圍內(nèi)的接收參考信號功率電平進行測量來估計無線信道路徑損耗，其中，所述參考信號具有已知的發(fā)送功率電平，以及通過基于在頻率子范圍上的估計無線信道路徑損耗，設(shè)置用于未調(diào)度上行鏈路發(fā)送的發(fā)送功率電平，對于至少一個頻率子范圍的絕對無線信道路徑損耗度量進行估計。
24.一種包括根據(jù)權(quán)利要求17的移動終端的通信系統(tǒng)，還包括 基站，包括與移動終端進行通信的接收器和發(fā)送器。
全文摘要
本發(fā)明的裝置和方法在時分雙工無線通信系統(tǒng)中采用無線信道的可變頻率響應(yīng)，以便對于未調(diào)度上行鏈路發(fā)送而言，使正確接收數(shù)據(jù)所需的發(fā)送功率最小。相應(yīng)地，使對服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)中其他用戶產(chǎn)生的干擾程度得以減小，因此提高了系統(tǒng)容量。
文檔編號H04L5/00GK102868513SQ20121029604
公開日2013年1月9日 申請日期2006年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者N·W·安德森 申請人:索尼公司