TWI517733B - 分佈無線通訊上鏈功率控制 - Google Patents

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伯拉哈卡 季塔布
米海拉 貝露里
愛爾戴德 萊爾
菲利普 佩特拉斯基
辛頌祐
葛瑞格 卻爾登
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Description

分佈無線通訊上鏈功率控制
本申請案與無線通訊有關。
在正交分頻多工(OFDM)中，來自不同胞元的單載波分頻多工存取(SC-FDMA)、長期演進(LTE)、802.16、分碼多重存取存取(CDMA)或其他無線網路技術傳輸可以共用相同的上鏈(UL)資源。在單胞元中，屬於同一無線傳輸/接收單元(WTRU)或不同無線傳輸/接收單元的不同的資料流可以共用相同的資源。由於資源分享，期望調節無線傳輸/接收單元的總傳輸功率以實現期望的服務品質(QoS)、可接受的胞元內和胞元間干擾位準、改進的胞元邊緣性能、擴展的胞元覆蓋等。精確的功率控制在使用多使用者多輸入/多輸出(MU-MIMO)傳輸的系統中也是令人期望的。
許多無線網路支援開放迴路和封閉迴路功率控制方案。開放迴路功率控制可以被執行以全部或部分地補償基於下鏈頻道估計、頻道狀態資訊、頻道雜訊模擬等在無線傳輸/接收單元中被確定的短期和/或長期頻道變化。對於封閉迴路功率控制，基地台提供的功率控制命令被用信號發送到無線傳輸/接收單元以用於校正在開放迴路功率控制中出現的誤差。封閉迴路中的傳輸功率的校正可以是累積的或者絕對的。
基於LTE、802.16、MIMO或CDMA的網路也可以被設定為分散式通訊、系統或網路，其中一個或多個無線傳輸/接收單元同時 與至少兩個或更多個使用多個獨立(有時同時)的通訊的基地台通訊。此外，分散式通訊可以包括中繼站(RS)。通常RS是在一個或多個無線傳輸/接收單元與至少一個基地台之間來回地接替(replay)或反覆(repeat)通訊的設備。在分散式通訊中，如果需要，一個或多個無線傳輸/接收單元可以同時與兩個或更多個中繼站和兩個或更多個基地台通訊。
無線傳輸/接收單元可以從分散式網路中與其通訊的每個RS或基地台接收功率控制命令。這帶來問題，因為功率控制命令是未經協調的且有時與試圖使滿足其本身的信號干擾雜訊比位準的每個RS或基地台衝突，所述位準導致低於理想總體系統性能。分散式無線通訊中功率控制需要減少無線傳輸/接收單元的功率消耗，減少胞元內和胞元間干擾並且保持需要的QoS、SINR或區塊錯誤率(BLER)。
揭露了一種用於分散式無線通訊的功率控制的方法和設備，包括與無線傳輸/接收單元相關聯的一個或多個功率控制迴路。每個功率控制迴路可以包括開放迴路功率控制或封閉迴路功率控制。還公開了多階段功率控制方法，每個階段代表不同的時間間隔，且無線傳輸/接收單元在不同的階段期間以不同的功率位準發送傳輸到不同的節點B或中繼站集合以最佳化通訊。
MME/S-GW、1301、1302、130‧‧‧移動性管理實體/服務閘道
RS、1151、1152、115‧‧‧中繼站
eNB、1201、1202、1203、120‧‧‧演進型節點B
E-UTRAN、105‧‧‧演進型通用陸地無線電存取網路
S1、X2‧‧‧介面
100‧‧‧無線通訊系統/存取網路
WTRU、110‧‧‧無線傳輸/接收單元
200‧‧‧LTE無線通訊系統
218、221‧‧‧天線
TPC‧‧‧傳輸功率控制
312、406、512、530‧‧‧傳輸功率控制命令
328、330、336‧‧‧命令
402、404‧‧‧傳輸時間間隔發送命令
526、534、538‧‧‧上鏈傳輸
528、532、536‧‧‧下鏈
603‧‧‧鏈路
607、610、707、710、807、811、813‧‧‧功率控制迴路
908、914‧‧‧功率控制命令
結合附圖，從以下以示例方式給出的描述中可以對本發明有更詳細的理解，其中：第1圖顯示出包括無線傳輸/接收單元(WTRU)、演進型節點B、閘道以及中繼站(RS)的示例無線通訊系統；第2圖是第1圖的無線傳輸/接收單元、演進型節點B以及RS 的功能性方塊圖；第3a圖是接收來自RS的傳輸功率命令(TPC)命令的無線傳輸/接收單元的實例；第3b圖是接收來自多個RS的多個TPC命令的無線傳輸/接收單元的實例；第4圖是響應於來自N個RS的多個TPC命令的無線傳輸/接收單元的實例；第5a圖和第5b圖是協調(coordinated)功率控制的實例；第6a圖和第6b圖是兩階段功率控制系統中機會合作(opportunistic cooperation)配置的上鏈功率控制的實例；第7a圖和第7b圖是兩階段功率控制系統中機會合作配置的上鏈功率控制的實例；第8a圖和第8b圖顯示出兩階段功率控制系統中強合作配置的功率控制的實例；第8c圖顯示出對來自eNB和RS的多個TPC命令的響應的實例；第9圖顯示出基於MIMO網路中多迴路功率控制的實例；第10圖是根據本發明的方法的流程圖；以及第11圖是根據本發明的另一方法的流程圖。
下文提及的術語“無線傳輸/接收單元(WTRU)”包括但不限於使用者設備(UE)、行動站、固定或行動使用者單元、呼叫器、行動電話、個人數位助理(PDA)、電腦或能在無線環境中操作的任意其他類型的設備。下文提及的術語“基地台”包括但不限於節點B、站點控制器、存取點(AP)、或能在無線環境中操作的任意其他類型的周邊設備。在下面的描述中，即使演進型節點B(eNB)可以用於整個本發明，但其可以被配置成或適用於具有傳統基地台的網路。此外，儘管以下給出的一些實例用於上鏈功率控制，但本發明的敘述也可以被 配置用於或適用於下鏈功率控制。
第1圖顯示出包括演進型通用陸地無線電存取網路(E-UTRAN)105的長期演進(LTE)無線通訊系統/存取網路100。E-UTRAN105包括無線傳輸/接收單元110、至少兩個中繼站(RS)1151-1152以及若干eNB1201-1203。無線傳輸/接收單元110與一個或多個eNB1201-1203和/或中繼站1151-1152通訊。eNB1201-1203使用X2介面彼此連接。每一個eNB1201-1203經由S1介面與移動性管理實體(MME)/服務閘道(S-GW)1301或1302連接。雖然第1圖中顯示了一個無線傳輸/接收單元110和三個eNB1201-1203，但是無線通訊系統/存取網路100中可以包括無線設備和有線設備的任意組合應當是明顯的。
第2圖是LTE無線通訊系統200的方塊圖，該系統200包括無線傳輸/接收單元110、RS115、eNB120以及MME/S-GW130。如第2圖所示，無線傳輸/接收單元110、RS115、eNB120以及MME/S-GW130被配置成執行分散式無線通訊的上鏈功率控制方法。儘管第1圖和第2圖是LTE網路的實例，但是被配置用於CDMA、802.16或高速封包存取(HSPA)通訊的類似網路是可以預見的並可應用於此處描述的實例和實施方式。
除了可以在典型的無線傳輸/接收單元中找到的元件外，無線傳輸/接收單元110包括具有可選鏈結的記憶體222的處理器216、至少一個收發器214、可選電池220以及天線218。處理器216被配置成執行分散式無線通訊的上鏈功率控制方法。收發器214與處理器216和天線218通訊以協助無線通訊的傳送和接收。在電池220用於無線傳輸/接收單元110的情況下，電池220為收發器214和處理器216供電。
除了可以在典型的RS中找到的元件之外，RS115包括具有可選鏈結的記憶體227的處理器226、收發器224以及天線225。處理 器226被配置成執行分散式無線通訊的上鏈功率控制方法。收發器224與處理器226和天線225通訊以協助無線通訊的傳送和接收。
除了可以在典型的eNB中找到的元件外，eNB120包括具有可選鏈結的記憶體215的處理器217、收發器219以及天線221。處理器217被配置成執行分散式無線通訊的上鏈功率控制方法。收發器219與處理器217和天線221通訊以協助無線通訊的傳送和接收。eNB120與移動性管理實體/服務閘道(MME/S-GW)130連接，該MME/S-GW130包括具有可選鏈結的記憶體234的處理器233。
仍然參考第2圖，無線傳輸/接收單元110和eNB120的每一個可以被配置成執行分散式MIMO系統中的多階段功率控制。多階段功率控制中的每個階段可以是時間間隔，在該時間間隔中無線傳輸/接收單元110與eNB120通訊或與eNB120和RS115兩者通訊。例如，在第一階段時間間隔中，無線傳輸/接收單元110可以與eNB120和RS115兩者通訊，而在第二階段時間間隔中，無線傳輸/接收單元110可以與eNB120通訊。對於每個階段，可以提供為開放迴路或封閉迴路的獨立功率控制迴路。儘管給定了兩個階段配置，但是在無線傳輸/接收單元110與eNB120之間可以提供N個RS115以具有第2圖中的N+1個階段的多階段功率控制系統以及此處提出的其他實例。採用N+1個階段，每個階段可以是相同或不同的時間間隔。
此外，在分散式通訊網路中，無線傳輸/接收單元110的功率控制可以依據或不依據特定網路拓撲。但是，用於封閉迴路功率控制的功率控制命令的遞送以及兩種類型的功率控制的轉發可以依據無線通訊系統/存取網路100的拓撲。
功率控制迴路可以是用於在與特定類型傳輸相關聯的傳輸時間期間設定和調節傳輸器的傳輸功率的設備或方法。所述設定和調節可以是基於在開放迴路中的傳輸器處或在封閉迴路中經由命令的eNB/中繼站回饋、或這兩者中執行的測量。開放迴路功率控制可以用 於補償由於無線傳輸/接收單元110與eNB120或RS115之間的路徑損耗、遮蔽(shadowing)等導致的長期頻道變化。封閉迴路功率控制可以用於校正開放迴路功率控制的誤差、補償短期衰減或減少胞元間干擾。
由於傳輸器與接收器之間的功率控制迴路可以是獨立的，因此封閉迴路功率控制不總是可組合的。相反的，每個功率控制迴路可以獨立操作以跟蹤並確定其必需的傳輸功率。在傳輸時，無線傳輸/接收單元110可以選擇由合適的功率控制迴路確定的功率設定。
使用開放迴路功率控制的無線傳輸/接收單元110可以將其傳輸功率基於該無線傳輸/接收單元110與eNB120和/或RS115之間的長期平均下鏈路徑損耗估計。對於封閉迴路功率控制，無線傳輸/接收單元110可以使用由諸如RS、eNB或聯合的eNB和RS的控制節點提供的功率控制命令來校正誤差。誤差的類型可以包括測量誤差、功率放大誤差等。
此外，功率控制命令的傳輸可以識別無線傳輸/接收單元110應當與網路中的哪個功率控制迴路相關聯。在第一種選擇中，顯式傳訊可以被用於識別所述功率控制迴路。還可以執行經由更高層傳訊的每個功率控制迴路屬性的預協商。但是，這可能需要另外的帶寬來傳送由功率控制命令和功率迴路識別符組成的每個功率控制命令。
在第二選擇中，基於時序的隱式傳訊可以被用於識別功率控制迴路。功率控制命令可以與基於其傳輸時序的特定功率控制迴路相關聯。例如，如果功率控制命令在特定資料傳輸之後的固定時間量之後被發送，則可以允許該訊息與管理該特定資料傳輸的迴路相關聯。此功率控制命令可以例如藉由更高層傳訊或在與多個eNB或RS通訊後藉由多個eNB或RS中的一個由eNB1201提供，該eNB1201作為特定迴路中的多個eNB1202-1203或RS1151-1152的主要的控制節點。子訊框的選擇可暗示該時序而與eNB120或RS115相關聯，其可以被稱為 區域。
在另一用於關聯功率控制命令與功率迴路的選擇中，隱式傳訊可以基於終止識別符(ID)，以用於識別功率控制迴路。在功率控制迴路以接收eNB1201-1203或RS1151-1152的唯一組合所識別的情況下，由多個eNB或RS執行的命令同時傳輸可以用於將該命令與特定功率控制迴路相關聯。eNB120或RS115可以被配置成將功率控制命令與特定控制頻道或簽名相關聯。或者，混合隱式傳訊可以被實現，其中可以使用上述選擇的組合來識別功率控制迴路。
eNB120或RS115還可以被配置成同時傳輸功率控制命令，或結合多個且可能不同的功率控制命令。或者，多個eNB或RS可以被配置成協調功率控制命令，其中一個結合的功率控制命令可以被發送到無線傳輸/接收單元110。
對於開放迴路功率控制，在分散式通訊網路中，可以有一個eNB或RS與一個迴路相關聯或者多個eNB或RS與一個迴路相關聯。對於多個eNB或RS的情況，用於補償無線傳輸/接收單元110與若干eNB或RS之間的長期變化的合適的值是需要的。
在分散式通訊網路中，如果在任意一個eNB或RS處的信號品質不足以成功解碼整個傳輸，則多個eNB或RS的每一個可以被配置成在部分個別接收後聯合解碼資訊。在聯合解碼中，多個eNB或RS可以部分解碼傳輸的一部分並之後集中(pool)或共用其部分解碼結果以成功解碼傳輸。此外，eNB或RS的每一個可以傳送軟功率控制命令，該命令用於指示用於完全解碼其估計為已經接收的資料所需的功率的比例。無線傳輸/接收單元110之後可以計算以下複合路徑損耗估計(PL)：
其中λ i 表示每個eNB或RS解碼資料所需的功率比例。變數 λ i 還可以是由eNB或RS控制節點預先確定或更高層提供的在0到1之間的任意值。PLi表示下鏈測量，即無線傳輸/接收單元110與每個eNB或RS之間的長期變化。
當λ i =1/K時，其中K是與特定跳躍(hop)相關聯的eNB或RS的數量，無線傳輸/接收單元110可以基於該無線傳輸/接收單元110與若干eNB或RS之間的下鏈測量來計算平均長期損耗。
或者，複合路徑損耗估計PL可以是PLi的中值，其中來自多個點的路徑損耗測量的中值測量PL測量分佈的中間值。根據另一選擇，開放迴路功率控制可以依賴無線傳輸/接收單元110與具有最小路徑損耗估計的基準、主要或服務eNB或RS之間的下鏈路徑損耗測量。
再次參考封閉迴路功率控制，無線傳輸/接收單元110可以接收用於一個功率控制迴路的多個功率控制命令，並產生關於傳輸功率的決定。任何功率改變可以應用於一些直接控制的頻道，例如用於HSPA的上鏈中的專用實體控制頻道(DPCCH)。
此外，其他頻道的功率可以基於授權、信號發送的偏移等來被設定。在軟切換狀態使用的一個可能是如果大多數命令請求功率增加，則增加功率。藉由包括關於每個命令的接收品質的可靠性資訊使得誤差減小，這通常可以是“軟化”的。這樣的方式可以在軟切換中應用，其中來自任意站點的功率下降命令意味著至少一個eNB或RS可以正在良好地接收資料，且總功率應當被減小以限制干擾。
由於分散式通訊系統可以執行部分獨立接收，之後是協調接收，因此可以期望更軟性(softer)的功率控制方式。例如，每個eNB或RS可以發送軟功率控制命令給無線傳輸/接收單元110，以指示完全解碼其估計為已經接收的資料所需的功率比例。功率控制命令還可以倍增作為一種類型的軟應答指示符。無線傳輸/接收單元110可以被配置成結合軟功率控制命令並調節其功率以確保充足的或強的功率被傳送，由此協調節點可以共同接收全部功率，但是總功率不超過最小必 須量達到多於預定義的增量(delta)。
在之前應用的一個實施方式中，變數pi可以是用於第i個功率控制迴路的功率控制指示符，其中pi可以是範圍在0到1之間的量化的軟值。無線傳輸/接收單元110可以被配置成計算總功率。接著無線傳輸/接收單元110可以在p T <1的情況下增大功率，在p T >1+△的情況下降低功率，或者保持功率不變。
主傳輸功率控制(TPC)命令可以從主要或主(master)eNB或RS被發送，所述eNB或RS收集來自所有協調eNB或RS的接收品質以確定需要增加還是減少傳輸功率。對於這種情況，假定協調RS與主要節點共用協調RS的接收品質。主要或主eNB或RS可以是無線傳輸/接收單元110用於開放迴路操作的下鏈參考路徑損耗測量的相同節點。
再參考第2圖，在必須有RS輔助的情況下，無線傳輸/接收單元110的不同上鏈情形可能在RS增強型胞元中出現。在直接通訊配置中，有時稱為單跳(one-hop)配置，無線傳輸/接收單元110到eNB120的鏈路是良好的且不需要RS115的輔助。在這種情況下，無線傳輸/接收單元110的傳輸功率由eNB120發出的TPC來控制。無線傳輸/接收單元110連接到eNB120，且功率控制可以是開放迴路或者封閉迴路。無線傳輸/接收單元110可以補償eNB120與無線傳輸/接收單元110之間的長期頻道變化並在eNB120提供TPC訊息時調節傳輸功率。
在簡單的轉發配置中，無線傳輸/接收單元110與eNB120之間的直接鏈路可能較差而不能維持直接通訊。在這種情況下，無線傳輸/接收單元110連接到RS115。在無線傳輸/接收單元處一個RS TPC的情況，無線傳輸/接收單元110與一個RS115之間的鏈路優於其他連接的鏈路，且RS115可以稱為主要RS(PRS)。到無線傳輸/接收單元110的任意其他連接的RS是次RS。無線傳輸/接收單元110的傳輸功率在多個中繼的情況下或單個中繼一個RS的情況下可以由PRS發出 的TPC命令來控制。對於在無線傳輸/接收單元處多個RS TPC的情況，多個中繼具有到無線傳輸/接收單元110的同樣良好的頻道品質，無線傳輸/接收單元的傳輸功率可以由多個RS共同控制。
在三角形通訊配置中，無線傳輸/接收單元110與eNB120之間的直接鏈路存在，但是不足以實現最優通訊，由此可能需要RS的幫助。識別從無線傳輸/接收單元到RS到無線傳輸/接收單元的通訊路徑的三角形通訊可以導致不同的分散式通訊中繼方案，例如，多播轉發中繼、簡單合作中繼、多播合作中繼等。
在具有主要RS(PRS)的機會合作配置中，PRS具有與無線傳輸/接收單元110的充足連接，且無線傳輸/接收單元110與其他次RS或eNB之間的鏈路較弱。對於這種情況，無線傳輸/接收單元110與eNB之間的主要連接是經由PRS，無線傳輸/接收單元110與其他次RS或eNB之間的連接用於向主要通訊路徑提供機會輔助(opportunistic assistance)。在這種配置中，無線傳輸/接收單元到PRS以及PRS到eNB的鏈路可被視為主要鏈路，無線傳輸/接收單元到eNB或無線傳輸/接收單元到次RS的鏈路用於向沿主要鏈路的通訊提供機會輔助。這樣，無線傳輸/接收單元110的傳輸功率可以由PRS發出的TPC訊息來控制，這被稱為在無線傳輸/接收單元處的一個RS TPC。
在具有多個RS的機會合作配置中，無線傳輸/接收單元110與多個RS之間的鏈路可以與無線傳輸/接收單元110與eNB之間的鏈路一樣好。無線傳輸/接收單元110的傳輸功率可以由多個RS發出的TPC命令共同控制，這被稱為無線傳輸/接收單元處的多個RS TPC。
在強合作配置中，無線傳輸/接收單元110與eNB120之間的直接鏈路可以是合理的，儘管不足以維持直接通訊，且無線傳輸/接收單元110可以使用並行通訊路徑與eNB120通訊，即無線傳輸/接收單元到eNB的直接路徑以及經由RS115的無線傳輸/接收單元到RS到BS的路徑。在該配置中，因為各種鏈路都被平等對待，因此在這些鏈 路之間沒有區別。這樣，無線傳輸/接收單元110的傳輸功率可以由RS115以及eNB120發出的TPC命令共同控制，這也被稱為無線傳輸/接收單元處的聯合RS和BS TPC。
在第2圖中，當RS115存在時，無線傳輸/接收單元110與eNB120之間的上鏈通訊可以在M個階段中出現。例如，當M=2時，可以存在不同的情形。在階段1，RS115可以從無線傳輸/接收單元110接收傳輸。當沒有啟動多播時(例如，簡單轉發中繼、合作中繼等)，eNB120在階段1期間不從無線傳輸/接收單元110直接接收任何信號。對於已經啟動多播的情況(例如，多播轉發、多播合作中繼等)，eNB120可以被配置成在階段1從無線傳輸/接收單元110直接接收信號。
仍然參考第2圖，在階段2期間，RS115可以向eNB120執行傳送。對於沒有啟動合作的情況(例如，簡單轉發、多播轉發)，無線傳輸/接收單元110在階段2期間不向eNB120傳送資料。在該情況下，無線傳輸/接收單元110可以保持在空閒模式，且對於無線傳輸/接收單元110可以不需要功率控制。
對於啟動了合作的情況(例如，合作中繼、多播合作中繼)，無線傳輸/接收單元110可以在階段2向eNB120發送資料，且由此無線傳輸/接收單元110和RS115可以使用分散式通訊方案(例如，空間分集方案或空間多工)來改進在eNB120處的吞吐量。例如，具有PRS或多個RS的機會合作配置可以執行RS信號的鬆散(loosely)同步分集傳輸。或者，強合作配置可以執行緊密(tightly)同步分佈MIMO方案，例如空間-時間分集編碼或分散式空間多工傳輸方案。
第3a圖和第3b圖提供用於簡單轉發傳輸配置的上鏈功率控制的實例，其中RS的數量N為3。在簡單轉發配置中，無線傳輸/接收單元110與N個RS連接，其中N大於或等於1。第3a圖是具有一個RS TPC的實例。第3b圖是具有多個RS TPC的實例。
在第3a圖中，RS304可以是主RS(PRS)。基於RS304與 無線傳輸/接收單元308之間的下鏈測量，無線傳輸/接收單元308可以被配置成補償長期變化並執行RS302、304以及306的開放迴路功率控制。無線傳輸/接收單元308回應於來自RS304的TPC命令312來調節傳輸功率以執行封閉迴路功率控制。
第4圖顯示出對來自N個RS的多個TPC命令的響應的實例，其中N=2。在第3b圖中顯示的多個RS TPC的情況下，無線傳輸/接收單元324的開放迴路功率控制可以被配置成基於無線傳輸/接收單元324使用的多個下鏈資訊來調節傳輸功率以計算從RS318、320以及322發送的“混合”長期損耗。對於封閉迴路功率控制，無線傳輸/接收單元324可以被配置成基於分別在402和404中所示的從多個控制RS320和322發送的命令330和336來調節傳輸功率。在需要時，可以針對每個傳輸時間間隔(TTI)發送命令402和404。因此，無線傳輸/接收單元324可以被配置成導出協調的組合TPC命令406。
為了最小化胞元間干擾，如果所有的RS318、320以及322用信號發送上升(up)命令，無線傳輸/接收單元324可以被配置成增加傳輸功率。無線傳輸/接收單元324接著可以傳送所有RS318、320以及322期望的最小功率。如果命令328、330以及336中的任何一個用信號發送下降(DOWN)命令，無線傳輸/接收單元324還可以減少傳輸功率。
第5(a)圖顯示出協調功率控制的實例，其中多個RS502、504以及506可以協調並發送下鏈中的一個或數量減少的功率控制命令。在第5(a)圖中儘管顯示了三個RS，但是RS的數量可以是大於1的任意數量。RS502、504以及506中的一個可以被事先選擇為主要的RS。例如，該選擇可以被執行作為RS選擇或RS重新選擇過程的一部分。所選的RS可以在無線傳輸/接收單元508移動從而改變可見的RS時或者在RS的通訊狀態(例如，負載)及時改變時及時改變。對於當前實例，RS504是主要的RS。
每一個RS502、504以及506可以估計不同無線傳輸/接收單元508上鏈頻道中的每一個上鏈頻道的頻道品質指示符(CQI)。例如，無線傳輸/接收單元508可以被配置成傳送RS502、504以及506進程估計該頻道的CQI的參考信號。或者，還可以基於決定回饋技術而使用資料驅動演算法來估計CQI。CQI測量可以以規則的時間間隔來執行。
RS502和506可以被配置成向使用中繼間鏈路的主要的RS504報告CQI測量。CQI測量報告可以包括特定於RS的ID，且可以使用eNB到RS到無線傳輸/接收單元的無線電頻道的一部分或使用頻帶外傳訊來傳送CQI測量報告。
主要的RS504可以被配置成處理各種CQI測量報告503和505，包括其本身的測量，並確定無線傳輸/接收單元508的最佳功率設定。這可以被轉化成在下鏈中被傳送到無線傳輸/接收單元508的傳輸功率控制命令512。主要的RS504還可以被配置成考慮中繼傳輸方案(例如，簡單轉發或合作傳輸方案)和RS502、504以及506與eNB之間的頻道品質。如果還考慮eNB到RS的CQI，則RS502和506可以被配置成還利用中繼間鏈路來傳送其對應的eNB到RS的CQI給主要的RS504。
或者，在第5(b)圖中，RS518、520以及522估計的CQI可以分別使用下鏈528、532以及536其中之一被報告給無線傳輸/接收單元524。無線傳輸/接收單元在其上鏈傳輸526、534以及538中廣播這些CQI報告。廣播信號被所有的RS518、520以及522接收(包括確定TPC命令530的主要的RS520)。
如果包括兩個中繼，則無線傳輸/接收單元524可以被配置成使用網路編碼方式，由此無線傳輸/接收單元524發送CQI532和CQI536的模2總和。主要的RS520接收此總和與模2減去CQI536。該方式節省了傳送CQI資料526、534以及538所需的資源。
在另一個替換實施方式中，控制信號可以在短期與長期之間被分開(split)。無線傳輸/接收單元使用由RS獨自發送的不具有快速協調的短期資訊。可以基於慢速資訊根據從BS發送的信號來組合信號。
多個功率控制迴路可以在分散式MIMO方案中執行，其中無線傳輸/接收單元被配置成與多個RS或eNB通訊，RS和無線傳輸/接收單元可以合作地向eNB或其他類似配置執行傳送。可以為每個分散式MIMO配置保持單獨的功率控制迴路。單獨的功率控制迴路涉及無線傳輸/接收單元，該無線傳輸/接收單元可以被配置成補償其本身與目標RS或eNB之間的長期變化並對功率控制回饋(例如由可用時的RS或eNB提供的TPC命令)做出回應。
當考慮單中繼跳(one-relay hop)或兩階段通訊時，可以使用雙功率控制迴路。一個功率控制迴路可以與一階段相關聯，在該階段中RS115從無線傳輸/接收單元110接收，而另一功率控制迴路可以與一階段相關聯，在該階段中RS115執行傳送且無線傳輸/接收單元110向相同的目的地執行傳送。
第6a圖和第6b圖顯示出了當主RS604存在時在兩階段通訊中的機會合作配置的上鏈功率控制的實例。在機會合作配置中，無線傳輸/接收單元608具有與至少一個RS604的充足的連接品質，而鏈路603到eNB605不足以維持直接通訊。eNB605可以在RS602、604以及606正接收時找機會經由鏈路603從無線傳輸/接收單元608接收資料。在第6a圖所示的階段1中，在無線傳輸/接收單元608與主RS604之間提供功率控制迴路607。在第6b圖所示的階段2中，在無線傳輸/接收單元608與eNB605之間提供功率控制迴路610。
第7a圖和第7b圖顯示出當多個同樣良好的RS存在時具有中繼輔助通訊的機會合作配置的上鏈功率控制的實例。在第7a圖所示的階段1中，在無線傳輸/接收單元708與RS702、704以及706之間 提供了功率控制迴路707。在階段2中，在無線傳輸/接收單元708與eNB705之間提供了功率控制迴路710。
假定考慮了單中繼跳，在階段1中的功率控制迴路與第3a圖和第3b圖顯示的功率控制迴路類似。在階段2中，無線傳輸/接收單元608或708的傳輸目標可以從一個或多個RS分別改變到eNB605或705。在每個階段中的無線傳輸/接收單元的初始功率設定可以取決於不同階段的傳輸目標。在不同階段中的初始功率設定的改變可以基於已存在的傳訊，例如來自RS的ACK或由主RS或更高層提供的另外的傳訊。
第6a圖、第6b圖、第7a圖以及第7b圖中的機會合作配置可以允許簡單控制和來自eNB605和705的減少的傳訊開銷。但是，如果使用了多播選擇，即如果eNB605和705有機會分別從無線傳輸/接收單元608和708接收階段1傳輸，則該機會合作配置也可以提供減少的潛在多播益處。
第8a圖和第8b圖顯示了當多個同樣良好的RS存在時在兩階段通訊中的強合作配置的上鏈功率控制的實例。在強合作配置中，儘管不足以維持直接通訊，無線傳輸/接收單元808與eNB810之間的直接鏈路是合理的。無線傳輸/接收單元808使用並行通訊路徑與eNB810通訊，即直接的無線傳輸/接收單元到eNB的路徑以及經由RS的無線傳輸/接收單元到RS到eNB的路徑。
在第8a圖所示的階段1中，在無線傳輸/接收單元808與eNB810和無線傳輸/接收單元808與RS802、804以及806之間提供了功率控制迴路807和811。在第8b圖所示的階段2中，在無線傳輸/接收單元808與eNB810之間提供了功率控制迴路813。
無線傳輸/接收單元808的階段1中的開放迴路功率控制可以被配置成計算混合值以補償其本身與eNB810或與RS802、804以及806之間的長期頻道變化。該混合例如可以是下鏈路徑損耗與遮蔽估計 的組合值。
對於封閉迴路功率控制，如第8c圖所示，可以在階段1中啟動聯合的RS和eNB TPC接收。無線傳輸/接收單元808可以基於814中所示的多個RS經由功率控制迴路811發出的多個功率控制TPC命令以及812中所示的eNB經由功率控制迴路807發出的TPC命令來導出組合的TPC命令816。在需要時可以每一個傳輸時間間隔(TTI)可以發送命令812和814。或者，無線傳輸/接收單元808可以被配置成在RS802、804以及806與eNB810用信號發送上升(UP)命令的情況下增加傳輸功率。無線傳輸/接收單元808可以傳送RS和eNB期望的最小功率。無線傳輸/接收單元808還可以被配置成在RS802、804以及806或eNB810用信號發送下降命令的情況下減少傳輸功率。
在階段2中，無線傳輸/接收單元808的傳輸可以被改變到eNB810。則無線傳輸/接收單元808之後可以被配置成補償eNB810與無線傳輸/接收單元808之間的長期頻道損耗。對於封閉迴路功率控制，無線傳輸/接收單元808可以被配置成經由功率控制迴路813對eNB810的TPC做出回應，以調節傳輸功率。
如上所述，與多個功率控制迴路不同的是，另一種選擇包括在不同階段中使用一個功率控制迴路以用於無線傳輸/接收單元110的功率調節。具有一個功率控制迴路可以不是指在不同階段中保持傳輸功率。一個功率迴路涉及用於控制無線傳輸/接收單元110的傳輸功率的單個控制節點。例如，在兩階段傳輸中，可以預先確定階段1與階段2之間的傳輸功率差，這可以由eNB120用信號發送或由更高層傳訊提供。在階段1中，無線傳輸/接收單元110可以被配置成基於RS115與該無線傳輸/接收單元110之間的路徑損耗估計來設定傳輸功率。如果無線傳輸/接收單元110在階段2中執行傳送，則階段1與階段2之間的功率偏移可以由eNB120用信號發送或由更高層提供，例如藉由無線電資源控制(RRC)通訊提供。
在另一個實施方式中，期望為諸如更高品質視頻會議、照片上載等的應用以最高可能的速率傳送上鏈封包。藉由使用更高的傳輸功率，可以建立具有更高調變和編碼方案(MCS)從而允許更高吞吐量的鏈路。當無線傳輸/接收單元110和RS115的傳輸功率更高，所述封包就需要更少的時間來進行傳送從而減少這種操作的功率損失。
對於階段1中的無線傳輸/接收單元或階段2中的RS，無線傳輸/接收單元110可以被配置成在任意控制RS115用信號發送上升命令的情況下增加傳輸功率。無線傳輸/接收單元110可以傳送所有RS115期望的最小功率。無線傳輸/接收單元110還可以被配置成在所有RS115用信號發送下降命令的情況下減少傳輸功率。然後所有連接的RS115在從eNB120接收上升命令的情況下可以增加其傳輸功率。所有連接的RS115在從eNB120接收下降命令的情況下可以減少其傳輸功率。
來自無線傳輸/接收單元或RS增加的傳輸功率可能增加基於CDMA和HSPA的網路的胞元內或胞元間干擾量。但是，由於OFDM通訊的正交特性以及假定胞元中的RS是時間同步的，胞元內干擾是可以忽略的。胞元間干擾可能對所有類型的網路帶來問題。
對於具有集中排程的網路，存在經由使用動態頻道分配(DCA)來減少胞元間干擾的機會。為了減少胞元間干擾，來自鄰近胞元的無線傳輸/接收單元或RS不應當使用相同的子載波。可以根據各種已知的DCA演算法來分配子載波。還可以使用部分頻率多工(fractional frequency reuse)。因此，DCA被應用到胞元的“外環”或胞元邊緣區域。這可以允許以協調減少胞元間干擾並改進胞元邊緣性能。
或者，鄰近胞元可以例如藉由LTE中的X2傳訊來通訊，以識別哪些資源塊(RB)被分配給具有高功率的無線傳輸/接收單元，由此可以避免衝突。或者，預定數量的RB可以被選擇並被分配給高功率無線傳輸/接收單元。一旦裝載了RB，則沒有其他鄰近無線傳輸/接收 單元被分配給這些RB。
第9圖顯示了具有平面拓撲的MIMO網路的實例。每一個eNB902和904可以被配置成將功率控制命令908和914以及系統資訊直接轉發給無線傳輸/接收單元906。無線傳輸/接收單元906之後可以使用上述討論的任意方法來整合這些命令和系統資訊。
第10圖是根據本發明的方法的流程圖。如果eNB到無線傳輸/接收單元的鏈路充足(1000)，則無線傳輸/接收單元被配置成從eNB接收TPC命令(1002)。否則，可能需要RS輔助(1004)。無線傳輸/接收單元然後可以被配置成與例如分散式通訊系統中的多個RS通訊(1006)。如果無線傳輸/接收單元與一個RS通訊，則可以從一個RS接收TPC命令(1008)，且無線傳輸/接收單元可以如之前所述的被配置用於與例如分散式通訊系統中的任意eNB或RS的機會合作(1010)。如果無線傳輸/接收單元具有與多個RS的充足的鏈路品質(1012)，則無線傳輸/接收單元可以被配置成從多個RS接收並組合TPC命令(1018)。否則，無線傳輸/接收單元可以從主要的或主RS接收TPC命令(1014)，且無線傳輸/接收單元可以被配置用於與例如分散式通訊系統中的任意eNB或RS的機會合作(1016)。
第11圖是根據本發明的另一個方法的流程圖。無線傳輸/接收單元可以如之前所述的被配置用於在階段1中與一個或多個RS的機會合作並從一個或多個RS或eNB接收TPC命令(1102)。無線傳輸/接收單元還可以被配置用於在階段1中與eNB的機會合作(1104)。無線傳輸/接收單元可以被配置成在階段2中從eNB接收TPC命令(1106)。無線傳輸/接收單元可以被配置用於在階段2中與一個或多個RS的機會合作(1108)。
實施例
1.一種在配置用於分散式通訊的無線傳輸/接收單元(WTRU)中的功率控制方法，該方法包括： 所述無線傳輸/接收單元經由一個或多個收發器同時與兩個或更多個基地台和一個或多個中繼站(RS)通訊；所述無線傳輸/接收單元保持與兩個或更多個基地台和所述一個或多個RS的兩個或更多個封閉迴路獨立功率控制迴路；以及所述無線傳輸/接收單元在兩個或更多個時間間隔期間從兩個或更多個封閉迴路獨立功率控制迴路中的每一個封閉迴路獨立功率控制迴路接收不同的傳輸功率控制(TPC)命令。
2.根據實施例1所述的方法，該方法還包括從一個或多個RS中確定主RS，以及所述無線傳輸/接收單元在同時與所述一個或多個RS通訊時從所述主RS接收主TPC命令。
3.根據實施例2所述的方法，其中來自所述主RS的所述主TPC命令是協調組合TPC命令。
4.根據實施例1-3中任一項實施例所述的方法，該方法還包括所述無線傳輸/接收單元將接收到的不同的TPC命令傳送至所述一個或多個RS。
5.根據實施例1-4中任一項實施例所述的方法，該方法還包括所述無線傳輸/接收單元對接收到的不同的TPC命令進行組合，以及所述無線傳輸/接收單元藉由對接收到的不同的TPC命令進行組合來確定傳輸功率增加或減少。
6.根據實施例1-5中任一項實施例所述的方法，其中所述分散式通訊被配置用於多使用者多輸入/多輸出(MIMO)通訊。
7.根據實施例1-6中任一項實施例所述的方法，其中所述分散式通訊被配置用於長期演進(LTE)、802.16、高速封包存取(HSPA)或分碼多重存取存取(CDMA)通訊。
8.根據實施例1-7中任一項實施例所述的方法，該方法還包括所述無線傳輸/接收單元基於兩個或更多個基地台和一個或多個RS所需的功率與所述無線傳輸/接收單元和所述兩個或更多個基地台 以及所述一個或多個RS之間的路徑損耗估計的比例來計算開放迴路功率控制的路徑損耗。
9.根據實施例1-8中任一項實施例所述的方法，該方法還包括所述無線傳輸/接收單元使用並行通訊路徑同時與所述兩個或更多個基地台和所述一個或多個RS通訊。
10.一種被配置用於分散式通訊的無線傳輸/接收單元(WTRU)，該無線傳輸/接收單元包括：一個或多個收發器，被配置成同時與兩個或更多個基地台和一個或多個中繼站(RS)通訊；所述一個或多個收發器被配置成保持與所述兩個或更多個基地台和所述一個或多個RS的兩個或更多個封閉迴路獨立功率控制迴路；以及所述一個或多個收發器被配置成在兩個或更多個時間間隔期間從所述兩個或更多個封閉迴路獨立功率控制迴路中的每一個封閉迴路獨立功率控制迴路接收不同的傳輸功率控制(TPC)命令。
11.根據實施例10所述的無線傳輸/接收單元，該無線傳輸/接收單元還被配置成從一個或多個RS中確定主RS，以及所述一個或多個收發器被配置成在同時與所述一個或多個RS通訊時從所述主RS接收主TPC命令。
12.根據實施例11所述的無線傳輸/接收單元，其中來自所述主RS的所述主TPC命令是協調組合TPC命令。
13.根據實施例10-12中任一項實施例所述的無線傳輸/接收單元，其中所述一個或多個收發器被配置成將接收到的不同的TPC命令傳送至所述一個或多個RS。
14.根據實施例10-13中任一項實施例所述的無線傳輸/接收單元，該無線傳輸/接收單元還被配置成對接收到的不同的TPC命令進行組合以及藉由對接收到的不同的TPC命令進行組合來確定傳輸功 率增加或減少。
15.根據實施例10-14中任一項實施例所述的無線傳輸/接收單元，其中所述分散式通訊被配置用於多使用者多輸入/多輸出(MIMO)通訊。
16.根據實施例10-15中任一項實施例所述的無線傳輸/接收單元，其中所述分散式通訊被配置用於長期演進(LTE)、802.16、高速封包存取(HSPA)或分碼多重存取存取(CDMA)通訊。
17.根據實施例10-16中任一項實施例所述的無線傳輸/接收單元，該無線傳輸/接收單元還被配置成基於所述兩個或更多個基地台和所述一個或多個RS所需的功率與所述無線傳輸/接收單元和所述兩個或更多個基地台以及所述一個或多個RS之間的路徑損耗估計的比例來計算開放迴路功率控制的路徑損耗。
18.根據實施例10-17中任一項實施例所述的無線傳輸/接收單元，該無線傳輸/接收單元還被配置成使用並行通訊路徑同時與所述兩個或更多個基地台和所述一個或多個RS進行通訊。
雖然本發明的特徵和元件以特定的結合進行了描述，但每個特徵或元件可以在沒有其他特徵和元件的情況下單獨使用，或在與或不與其他特徵和元件結合的各種情況下使用。這裏提供的方法或流程圖可以在由通用電腦或處理器執行的電腦程式、軟體或韌體中實施，其中所述電腦程式、軟體或韌體是包含在電腦可讀取儲存媒體中的。關於電腦可讀取儲存媒體的實例包括唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、暫存器、快取記憶體、半導體記憶體設備、內部硬碟和可攜帶磁片之類的磁性媒體、磁光媒體以及CD-ROM光磁和數位多功能光碟(DVD)之類的光學媒體。
舉例來說，恰當的處理器包括：通用處理器、專用處理器、傳統處理器、數位信號處理器(DSP)、多個微處理器、與DSP核相關聯的一個或多個微處理器、控制器、微控制器、專用積體電路(ASIC)、 現場可程式化閘陣列(FPGA)電路、任何其他型式的積體電路(IC)及/或狀態機。
與軟體相關聯的處理器可以用於實現一個無線頻率收發器，以便在無線傳輸接收單元(WTRU)、使用者設備(UE)、終端、基地台、無線電網路控制器(RNC)或任何主機電腦中加以使用。WTRU可以與採用硬體及/或軟體形式實施的模組結合使用，例如相機、攝像機模組、視訊電話、揚聲器電話、振動設備、揚聲器、麥克風、電視收發器、免持耳機、鍵盤、藍芽®模組、調頻(FM)無線電單元、液晶顯示器(LCD)顯示單元、有機發光二極體(OLED)顯示單元、數位音樂播放器、媒體播放器、電視遊樂器模組、網際網路瀏覽器及/或任何無線區域網路(WLAN)或超寬頻(UWB)模組。
雖然本發明之特性及元件被以特定組合說明於較佳實施例中，但各特性及元件可不需較佳實施例之其他特性及元件而被單獨使用，或有或無本發明其他特性及元件之各種組合中。
eNB‧‧‧演進型節點B
WTRU‧‧‧無線傳輸/接收單元
707‧‧‧功率控制迴路

Claims (11)

  1. 一種長期演進(LTE)無線傳輸/接收單元(WTRU)，包括：一處理器，被配置以確定用於複數個演進型節點B(eNB)的複數個頻道品質指示符(CQI)；該處理器與一關聯的傳輸器被配置以傳輸該複數個CQI到該複數個eNB中至少一eNB；以及該處理器與一關聯的接收器被配置從該複數個eNB中至少二個eNB同時接收複數個正交分頻多工(OFDM)多輸入/多輸出(MIMO)流，以回應已發送的該複數個CQI。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的長期演進(LTE)無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中已接收的該複數個OFDM MIMO流被傳輸以改善胞元邊緣性能。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的長期演進(LTE)無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中該處理器更被配置以同時傳輸至少二個eNB。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的長期演進(LTE)無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中該處理器更被配置以接收一傳輸功率命令以控制同時傳輸的一傳輸功率位準。
  5. 一種用於分佈無線通訊的方法，該方法包括：藉由一長期演進(LTE)無線傳輸/接收單元(WTRU)以確定用於複數個演進型節點B(eNB)的複數個頻道品質指示符(CQI)；藉由該LTE WTRU以傳輸該複數個CQI到該複數個eNB中至少一eNB；以及藉由該LTE WTRU以同時接收從該複數個eNB中至少二個eNB同時接收複數個正交分頻多工(OFDM)多輸入/多輸出(MIMO)流，以回應已發送的該複數個CQI。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中已接收的該複數個OFDM MIMO流被傳輸以改善胞元邊緣性能。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的方法，更包括同時傳輸至少二個eNB。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的方法，更包括接收一傳輸功率命令以控制 同時傳輸的一傳輸功率位準。
  9. 一種長期演進(LTE)演進型節點B(eNB)，包括：一處理器與一接收器被配置從與複數個演進型節點B相關聯的一無線傳輸/接收單元(WTRU)接收複數個頻道品質指示符(CQI)；該處理器被配置以發送一排程資訊到使用一X2介面的另一eNB以回應已接收的該複數個CQI；以及該處理器與一關聯的傳輸器被配置以傳輸複數個正交分頻多工(OFDM)多輸入/多輸出(MIMO)流到該WTRU，其中該OFDM MIMO流與另一OFDM MIMO流被同時從該另一eNB傳輸到該WTRU以回應已發送的該排程資訊。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的長期演進(LTE)演進型節點B(eNB)，其中已傳輸的該複數個OFDM MIMO流被傳輸以改善胞元邊緣性能。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的長期演進(LTE)演進型節點B(eNB)，其中該處理器更被配置以傳輸一傳輸功率命令到該WTRU以控制至複數個eNB之該WTRU的一傳輸功率位準。
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