专利名称：用于控制正交频分多址通信系统中关于自适应天线系统的前导码序列的发送功率的设备 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用正交频分多址(OFDMA)方案的通信系统，且更具体地，涉及用于控制关于自适应天线系统(AAS)的前导码序列的发送功率的设备和方法。
背景技术：
在作为下一代通信系统的第四代(4G)通信系统中，正在进行研究，以便以高的发送速率给用户提供具有各种各样的服务质量(QoS)的服务。特别地，在当前的4G通信系统中，进行研究以支持用于确保像无线局域网(LAN)系统和无线城域网(MAN)系统那样的宽带无线接入(BWA)通信系统中的移动性和QoS的高速服务。4G通信系统的代表性通信系统为电气和电子工程协会(IEEE)802.16d通信系统和IEEE 802.16e通信系统。
IEEE 802.16d通信系统和IEEE 802.16e通信系统利用正交频分复用(OFDM)方案/OFDMA方案支持关于无线MAN系统的物理信道的宽带传输网络。IEEE 802.16d通信系统仅考虑单个小区结构和静止用户站(SS)，其意味着系统根本不适应SS的移动性。然而，IEEE 802.16e通信系统适应IEEE 802.16d通信系统中SS的移动性。
IEEE 802.16e通信系统借助于多天线扩展小区服务区域，并使用空分多址(SDMA)方案来增加总容量。为了使用SDMA方案，设计前导码序列以致能够准确地度量每个SS的信道质量信息(CQI)，即，信道状态。更进一步，借助于前导码序列的相关性，基站(BS)将波束间干扰减到最小，并基于根据每个SS所估计的信道状态而产生准确的波束，从而阻止以每个SS为目标的信号充当对其它SS的干扰。
图1是示意性地阐明使用SDMA方案的IEEE 802.16e通信系统的一般结构的示意图。
参考图1，BS 101分配相同的时间和频率资源，以致不同的SS能够在通过第一波束102而发送的第一空间信道和通过第二波束103而发送的第二空间信道两者中同时使用时间和频率资源。为了给不同的SS分配相同的时间和频率资源，BS 101产生多个空分的波束。
为了产生关于下行链路的波束，需要准确的上行链路信道状态。相应地，为了支持AAS，一般的IEEE 802.16e通信系统发送AAS前导码序列至下行链路和上行链路，从而了解准确的下行链路和上行链路信道状态。
图2是示意性地阐明IEEE 802.16e通信系统的一般帧结构的示意图。
参考图2，帧分类为下行链路帧200和上行链路帧250。下行链路帧200包括下行链路前导字段211、帧控制头(FCH)字段213、下行链路MAP(DL-MAP)字段215、上行链路MAP(UL-MAP)字段217、多个AAS前导字段219，221，223和227和多个下行链路突发字段，即，第一下行链路突发字段225、第二下行链路突发字段229、第三下行链路突发字段231和第四下行链路突发字段233。
下行链路前导字段211是为了获取BS和SS之间的同步(即，发送/接收间隔)而将同步信号(即，下行链路前导码序列)发送至此的字段。FCH字段213为通过其发送关于子信道的基本信息(例如测距、调制方案，等等)，的字段。DL-MAP字段215为通过其发送DL-MAP消息的字段，以及UL-MAP字段217为通过其发送UL-MAP消息的字段。在此，因为DL-MAP消息和UL-MAP消息中所包括的信息元素(IE)与本发明无直接的联系，所以将忽略详细的描述。AAS前导字段219、221、223和227为通过其发送关于AAA支持的下行链路AAS前导码序列的字段，以及下行链路突发字段225、229、231和233为通过其发送以SS为目标的下行链路数据的字段。
上行链路帧250包括多个AAS前导字段251，253，255和259和多个上行链路突发字段，即，第一上行链路突发字段227、第二上行链路突发字段261、第三上行链路突发字段263和第四上行链路突发字段265。AAS前导字段251，253，255和259为通过其发送关于AAA支持的上行链路AAS前导码序列的字段，以及上行链路突发字段257、261、263和265为通过其从SS发送以BS为目标的上行链路数据的字段。
BS通过上行链路AAS前导码序列估计上行链路信道状态，并根据所估计的上行链路信道状态产生下行链路波束。在IEEE 802.16e通信系统中，在每个空间信道，即每个波束中，已经将AAS前导码序列定义为不同的序列。然而，因为IEEE 802.16e通信系统还未提出用于控制用于发送AAS前导码序列所使用的发送功率的方案，理解AAS前导码序列和数据突发之间的发送功率关系是不可能的。所以，正常的上行链路数据解码是不可能的。相应地，关于IEEE 802.16e通信系统，提供用于控制用于发送AAS前导码序列所使用的发送功率的方案是必需的。
发明内容
相应地，已设计了本发明，以解决上述出现在现有技术中的问题，并且本发明的目的是提供一种用于控制OFDMA通信系统中AAS前导码序列的发送功率的设备和方法。
本发明的另一个目的是通过考虑OFDMA通信系统中数据突发的发送功率，提供一种用于控制AAS前导码序列的发送功率的设备和方法。
为了达到前述目的，根据本发明的一个方面，通过正交频分多址(OFDMA)通信系统中的用户站(SS)，提供了一种用于控制前导码序列的发送功率的方法，OFDMA通信系统将整个频带划分为多个子载波带；通过来自子载波带之中的预定数目的子载波带发送关于自适应天线系统(AAS)的前导码序列；并通过除用于发送前导码序列所使用的子载波带以外剩余的子载波带发送数据符号。该方法包括确定用于发送数据符号所使用的发送功率；和确定用于发送与数据符号的发送功率一致的前导码序列所使用的发送功率。
根据本发明的另一个方面，通过正交频分多址(OFDMA)通信系统中的用户站(SS)，提供了一种用于控制前导码序列的发送功率的方法，OFDMA通信系统将整个频带划分为多个子载波带；通过来自子载波带之中的预定数目的子载波带发送关于自适应天线系统(AAS)的前导码序列；并通过除用于发送前导码序列所使用的子载波带以外剩余的子载波带发送数据符号。该方法包括确定用于发送与预置的阈值发送功率一致的前导码序列所使用的发送功率。
根据本发明的另一个方面，通过正交频分多址(OFDMA)通信系统中的用户站(SS)，提供了一种用于控制前导码序列的发送功率的方法，OFDMA通信系统将整个频带划分为多个子载波带；通过来自子载波带之中的预定数目的子载波带发送关于自适应天线系统(AAS)的前导码序列；并通过除用于发送前导码序列所使用的子载波带以外剩余的子载波带发送数据符号。该方法包括确定用于发送数据符号所使用的发送功率；和当数据符号的发送功率小于阈值发送功率时，确定用于发送与预置的阈值发送功率一致的前导码序列所使用的发送功率，以及当数据符号的发送功率超过阈值发送功率时，确定用于发送与数据符号的发送功率一致的前导码序列所使用的发送功率。
为了达到前述目的，根据本发明的另一个方面，通过正交频分多址(OFDMA)通信系统中的用户站(SS)，提供了一种用于控制前导码序列的发送功率的设备，OFDMA通信系统将整个频带划分为多个子载波带；通过来自子载波带之中的预定数目的子载波带发送关于自适应天线系统(AAS)的前导码序列；通过除用于发送前导码序列所使用的子载波带以外剩余的子载波带发送数据符号。该设备包括用于确定用于发送数据符号所使用的发送功率，并确定用于发送与数据符号的发送功率一致的前导码序列所使用的发送功率的发送功率控制器；和用于探测SS的移动性指数的移动性估计器。
根据本发明的另一个方面，通过正交频分多址(OFDMA)通信系统中的用户站(SS)，提供了一种用于控制前导码序列的发送功率的设备，OFDMA通信系统将整个频带划分为多个子载波带；通过来自子载波带之中的预定数目的子载波带发送关于自适应天线系统(AAS)的前导码序列；通过除用于发送前导码序列所使用的子载波带以外剩余的子载波带发送数据符号。该设备包括用于确定用于发送与预置的阈值发送功率一致的前导码序列所使用的发送功率的发送功率控制器。
根据本发明的另一个方面，通过正交频分多址(OFDMA)通信系统中的用户站(SS)，提供了一种用于控制前导码序列的发送功率的设备，OFDMA通信系统将整个频带划分为多个子载波带；通过来自子载波带之中的预定数目的子载波带发送关于自适应天线系统(AAS)的前导码序列；通过除用于发送前导码序列所使用的子载波带以外剩余的子载波带发送数据符号。该设备包括用于确定用于发送数据符号所使用的发送功率，当数据符号的发送功率小于阈值发送功率时，确定用于发送与预置的阈值发送功率一致的前导码序列所使用的发送功率，以及当数据符号的发送功率超过阈值发送功率时，确定用于发送与数据符号的发送功率一致的前导码序列所使用的发送功率的发送功率控制器；和用于探测SS的移动性指数的移动性估计器。
结合附图，从下列详细描述中，本发明的上述和其它目的、特征和优点将更加明显，其中图1是示意性地阐明使用SDMA方案的IEEE 802.16e通信系统的一般结构的示意图；图2是示意性地阐明IEEE 802.16e通信系统的一般帧结构的示意图；图3是示意性地根据本发明的第一至第三实施例阐明AAS前导码序列发送功率控制方案的示意图；图4是阐明根据本发明的第一至第三实施例的、用于控制AAS前导码序列的发送功率的过程的流程图；图5是阐明当执行根据本发明的第一至第三实施例的、用于控制AAS前导码序列的发送功率的过程时，通过其SS请求发送功率控制模式的改变的过程的流程图；图6是阐明当执行根据本发明的第一至第三实施例的、用于控制AAS前导码序列的发送功率的过程时，用于改变发送功率控制模式的过程的流程图；图7是阐明用于执行本发明的实施例中的功能的BS的架构的框图；以及图8是阐明用于执行本发明的实施例中的功能的SS的架构的框图。
具体实施例方式
于此，下文将参考附图详细描述本发明的优选实施例。在下列描述中，当其可能使本发明的主旨变得模糊时，将会忽略结合于此的已知功能和配置的详细描述。
本发明提供了一种用于控制通信系统中关于自适应天线系统(AAS)的前导码序列的发送功率的设备和方法，该通信系统使用正交频分多址(OFDMA)方案(如，电气和电子工程协会(IEEE)IEEE 802.16e通信系统)。特殊地，本发明提出一种用于控制AAS前导码序列的发送功率的设备和方法，其通过考虑与数据突发(即，数据符号)的发送功率的关系，控制AAS前导码序列的发送功率，而将发送功率资源的效率最大化。在本发明中，为描述方便，将IEEE 802.16e通信系统作为一个例子描述。然而，使用OFDMA方案的其它通信系统可以使用本发明所提出的，用于控制AAS前导码序列的发送功率的设备和方法，这对于本领域技术人员是显然的。
在给出本发明的描述之前，如现有技术的图2中所描述的，IEEE 802.16e通信系统中的下行链路突发的每一个和上行链路突发的每一个都分别包括多个子载波。此外，在用于发送的下行链路突发之前分别插入AAS前导码序列。同样地，在用于发送的上行链路突发之前分别插入相同的AAS前导码序列。所插入的AAS前导码序列的每一个都具有在相同的子载波中所定义的正交频分复用(OFDM)符号长度。在IEEE 802.16e通信系统中，在每个空间信道(即，每个波束)中，已经将AAS前导码序列定义为不同的序列。
以下，将参考图3描述根据本发明的第一至第三实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案。
图3是示意性地阐明在IEEE 802.16e通信系统中，当基站(BS)将数据发送至两个用户站(SS)，即，SS1和SS2时，根据本发明的第一至第三实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案的示意图。
首先，依照根据本发明的第一实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案，将AAS前导码序列设置为具有和数据符号的发送功率相同的发送功率。
其次，依照根据本发明的第二实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案，将AAS前导码序列的发送功率设置为总是与预置的发送功率(即，阈值发送功率)一致。即，在根据本发明的第二实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案中，不依赖于数据符号的发送功率而设置AAS前导码序列的发送功率。根据预置的载干和载噪比(CINR)(即，作为接收请求CINR的CINRreq)，确定阈值发送功率。以下，将参考下文的表1描述OFDMA通信系统的参考CINR。
表1
表1中，根据OFDMA通信系统对自适应调制编码(AMC)方案的使用，产生调制编码方案(MCS)水平。因为MCS水平的产生与本发明无直接联系，将忽略详细描述。如表1中所阐明的，OFDMA通信系统中上行链路上所定义的参考CINR在快速反馈情形中具有为0dB的值，在码分多址(CDMA)代码情形中具有为3dB的值，在AAS前导码序列情形中具有为6dB的值，以及在探测发送情形中具有为9dB的值。更进一步，参考CINR当调制方案为正交相移键控(QPSK)方案且编码率为1/2时具有为6dB的值，当调制方案为QPSK方案且编码率为3/4时具有为9dB的值，当调制方案为16正交幅度调制(QAM)方案且编码率为1/2时具有为12dB的值，以及当调制方案为16 QAM方案且编码率为3/4时具有为15dB的值。探测发送代表在IEEE 802.16e通信系统中，还未接收到上行链路帧的SS发送探测符号。
相应地，当使用根据本发明的第二实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案时，根据6dB的CINR确定AAS前导码序列的阈值发送功率。同样，根据如表1中所阐明的参考CINR确定其它数据符号的发送功率。
最后，依照根据本发明的第三实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案，将AAS前导码序列的发送功率设置为与预置的发送功率(即，阈值发送功率)一致。然后，当数据符号的发送功率小于阈值发送功率时，将AAS前导码序列设置为与阈值发送功率一致。然而，当数据符号的发送功率超过阈值发送功率时，将AAS前导码序列设置为具有与数据符号的发送功率相同的发送功率。即，根据本发明的第三实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案是根据本发明的第一实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案和根据本发明的第二实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案的结合。在本发明的第三实施例中，根据如表1中所阐明的IEEE 802.16e通信系统中已经预置的参考CINR确定阈值发送功率。
以下，将参考图3描述根据本发明的第一至第三实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案。
首先，在根据本发明的第一实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案中，将AAS前导码序列设置为具有与上文所描述的数据符号的发送功率相同的发送功率。相应地，SS1将由二相相移键控(BPSK)方案所调制的AAS前导码序列311设置为具有与由QPSK方案所调制的并以1/2的编码率编码的数据符号313的发送功率相同的发送功率。SS2将由BPSK方案所调制的AAS前导码序列315设置为具有与由16 QAM方案所调制的并以3/4的编码率所编码的数据符号317的发送功率相同的发送功率。
其次，在根据本发明的第二实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案中，将AAS前导码序列的发送功率设置为总是与预置的发送功率(即，阈值发送功率)一致，而不管数据符号的发送功率。相应地，SS1将由BPSK方案所调制的AAS前导码序列331设置为具有与阈值发送功率一致的发送功率，以及SS2将由BPSK方案所调制的AAS前导码序列335设置为具有与阈值发送功率(即，AAS前导码序列331的发送功率)一致的发送功率。
最后，在根据本发明的第三实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案中，当数据符号的发送功率小于阈值发送功率时，将AAS前导码序列的发送功率设置为与阈值发送功率一致。然而，当数据符号的发送功率超过阈值发送功率时，将AAS前导码序列设置为具有与数据符号的发送功率相同的发送功率。相应地，SS1将由BPSK方案所调制的AAS前导码序列351设置为具有与阈值发送功率一致的发送功率，以及SS2将由BPSK方案所调制的AAS前导码序列355设置为具有与由16 QAM方案所调制的并以3/4的编码率所编码的AAS前导码序列357的发送功率相同的发送功率。
在根据本发明的第一至第三实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案中，当采用开环功率控制模式时，以及当采用闭环功率控制模式和外环功率控制模式时，设置为AAS前导码序列的发送功率的相应发送功率改变。这将参考下文的表2描述。
表2
表2示出当开环功率控制模式、闭环功率控制模式和外环功率控制模式用于根据本发明的第一和第二实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案时，用于控制(即，确定)AAS前导码序列和数据符号的发送功率的BS和SS。开环功率控制模式代表在其中SS通过估计路径损耗控制其自身的发送功率的模式。闭环功率控制模式代表在其中BS通过估计SS的CINR控制SS的发送功率的模式。外环功率控制模式代表用于通过反映实际所接收到的数据符号的接收误差概率，细微地调整发送功率的模式。外环功率控制模式可以与开环功率控制模式或闭环功率控制模式一起使用。
以下，将从用于计算当使用开环功率控制模式时的AAS前导码序列的发送功率的过程开始，描述用于计算当使用开环和闭环功率控制模式时的AAS前导码序列的发送功率的过程。
当使用开环功率控制模式时，SS确定上行链路数据符号的发送功率。在确定上行链路数据符号的发送功率中，SS使用关于上行链路传播路径损耗的所估计的值和由BS所报告的BS接收干扰和噪声两者。这可以由下文的方程(1)表示。
P(dBm)＝L+CINRreq+NI-10log10(R)+OffsetperSS........(1)在方程(1)中，P(dBm)代表根据每个子载波的上行链路数据符号的发送功率，以及L代表关于上行链路传播路径损耗的所估计的值并且包括发送/接收天线增益。CINRreq代表关于上行链路数据符号的MCS水平所需要的CINR(即，参考CINR)，并且这已经如表1中所描述的、在SS和BS之间预先规定。特殊地，通过上行链路信道描述(UCD)消息从BS将上行链路确认(UL ACK)信号的参考CINR和当调制方案为QPSK方案且编码率为1/3时的参考CINR两者都发送至SS。在方程(1)中，NI代表关于根据BS的接收机中的每个子载波的干扰和噪声的所估计的值，且其通过上行链路噪声和干扰水平信息元素(UL噪声和干扰水平IE)从BS传递至SS。
此外在方程(1)中，R代表当使用重复码时的重复因子。仅当计算数据符号的发送功率时考虑R，但关于AAS前导码序列的发送功率不考虑R。在此，当必须由QPSK调制方案调制并以为1/4的编码率编码数据符号时，可以通过如表1中所阐明的QPSK调制方案的使用和为1/2的编码率的重复而产生数据符号。在这种情形，根据每个子载波的发送功率缩减至1/2。此外，当AAS前导码序列分配在不止两个符号间隔中且然后发送时，如表1中所描述的，与发送AAS前导码序列的符号间隔成反比地确定AAS前导码序列的工作点(即，AAS前导码序列的阈值发送功率)。
在方程(1)中，OffsetperSS代表根据每个SS的功率补偿值。通过功率控制模式改变(PMC)-响应(RSP)媒介访问控制(MAC)消息将OffsetperSS从BS发送至SS。此外，OffsetperSS为所计算出的反映所接收到的数据的接收错误概率的值。当反映了OffsetperSS时，获得关于外环功率控制模式和开环功率控制模式的使用的效果是可能的。
SS可以改变如由下文的方程(2)所表示的OffsetperSS。
OffsetperSS＝OffsetperSS+UP_STEP如果接收到NACKOffsetperSS=OffsetperSS-11/FERtarget-1·UP_STEP]]>如果接收到ACKOffsetperSS＝OffsetperSS其它Offset_Boundlower-OffsetperSS-Offset_Boundupper...(2)在方程(2)中，UP_STEP代表当接收到NACK时的偏移增量；FERtarget代表目标误帧率(FER)；Offset_Boundlower代表OffsetperSS所允许的下限值；以及Offset_Boundupper代表OffsetperSS所允许的上限值。所有的UP_STEP、FERtarget、Offset_Boundlower和Offset_Boundupper都通过UCD消息，等等，从BS发送至SS。
其次，将描述用于计算当使用闭环功率控制模式时的AAS前导码序列的发送功率的过程。
在闭环功率控制模式中，BS控制SS的发送功率。当使用闭环功率控制模式时，无论何时接收到像测距码，CQI，ACK信号和上行链路数据那样的上行链路突发，BS都估计CINR。BS将所估计的CINR改变为关于测距码的CINR，并计算改变后的CINR和关于测距码的参考CINR之间的差。这个差可以由下文的方程(3)表示。
ΔP＝CINRCDMA_req-(CINRUL-RangingDataRatio)......(3)在方程(3)中，ΔP代表使用上行链路突发的所估计的CINR改变后的测距码的CINR与关于测距码的参考CINR之间的差。CINRCDMA_req代表当执行初始测距和周期测距时所需要的参考CINR值，并已经在BS和SS之间规定。CINRUL代表当将重复码用作所接收到的上行链路突发的CINR时，经合并的信号的CINR。RangingDataRatio代表当前将要发送的上行链路突发所需要的CINR和CDMA测距所需要的CINR之间的差。通过UCD突发规范(burst profile)将CINRUL和RangingDataRatio从BS发送至SS。通过根据关于ΔP的估计所使用的上行链路突发的类型的发送功率控制命令，BS选择性地将ΔP和ΔPi发送至SS。ΔPi代表第i功率补偿值。
如上文所描述的，当BS发送用于控制SS的发送功率的发送功率控制命令时，响应于从BS所接收到的发送功率控制命令，SS确定根据上行链路数据符号的每个子载波的发送功率。这可以由下文的方程(4)表示。
P(dBm)=PCDMA+RangingDataRatio-10log10(R)+Σi∈(lastCDMAranging)ΔPi...(4)]]>在方程(4)中，P(dBm)代表根据上行链路数据符号的每个子载波的发送功率，以及PCDMA代表根据当执行初始测距和周期测距时所确定的CDMA码的每个子载波的发送功率。R是与方程(1)中的R一致的值，其代表应用于当前上行链路数据符号的重复比。 代表在最近时间周期中确定PCDMA之后，SS中所接收到的TPC命令的总和。
在其中如表2中所阐明的利用根据本发明的第一实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案的情形中，当使用开环功率控制模式时，SS确定AAS前导码序列发送功率和数据符号发送功率。然而，当使用闭环功率控制模式时，BS确定AAS前导码序列发送功率和数据符号发送功率。
在其中利用根据本发明的第二实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案的情形中，当使用开环功率控制模式时，SS确定AAS前导码序列发送功率和数据符号发送功率。当使用闭环功率控制模式时，BS确定AAS前导码序列发送功率和数据符号发送功率。此外，当使用外环功率控制模式时，SS确定AAS前导码序列发送功率，且BS确定数据符号发送功率。
在其中利用根据本发明的第三实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案的情形中，当如上文所描述的、数据符号发送功率小于预置的发送功率(即，阈值发送功率)时，以与根据本发明的第二实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案相同的方式控制AAS前导码序列发送功率。然而，当数据符号发送功率超过阈值发送功率时，以与根据本发明的第一实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案相同的方式控制AAS前导码序列发送功率。因而，在其中利用根据本发明的第三实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案的情形中，当以与根据本发明的第二实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案相同的方式执行方案时，以与如表2中所阐明的根据本发明的第二实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案相同的方式执行相同的操作。此外，当以与根据本发明的第一实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案相同的方式执行方案时，以与如表2中所阐明的根据本发明的第一实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案相同的方式执行相同的操作。相应地，将忽略详细的描述。
无论AAS前导码序列发送功率控制方案是用于开环功率控制模式还是闭环功率控制模式，其都以与数据符号发送功率控制方案中相同的方式设置。
图4是阐明根据本发明的第一至第三实施例的、用于控制AAS前导码序列的发送功率的过程的流程图。
参考图4，当SS使用根据本发明的第一实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案时，在步骤411，SS将AAS前导码序列设置为具有与数据符号的发送功率相同的发送功率，且控制过程结束。当SS使用根据本发明的第二实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案时，在步骤413，SS将AAS前导码序列设置为具有与预置阈值发送功率一致的发送功率，且控制过程结束。
此外，当SS使用根据本发明的第三实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案时，在步骤415，SS确定数据符号的发送功率是否超过阈值发送功率。作为确定的结果，当数据符号的发送功率超过阈值发送功率时，执行步骤417。在步骤417，SS将AAS前导码序列设置为具有与数据符号的发送功率相同的发送功率，且控制过程结束。然而，当数据符号的发送功率小于阈值发送功率时，执行步骤419。在步骤419，SS将AAS前导码序列设置为具有与阈值发送功率一致的发送功率，且控制过程结束。
另外，根据正使用的功率控制模式，即，开环功率控制模式、闭环功率控制模式、或外环功率控制模式，分别计算AAS前导码序列的发送功率和数据符号的发送功率。
图5是阐明当执行根据本发明的第一至第三实施例的、用于控制AAS前导码序列的发送功率的过程时，通过其SS请求发送功率控制模式的改变的过程的流程图；参考图5，在步骤511，SS确定SS的移动性指数是否小于预置的阈值移动性指数。移动性指数是代表SS的移动性的值，其可以通过度量像下行链路前导码序列或上行链路导频信号那样的参考信号的接收CINR以及考虑所度量的CI NR的时间改变而计算。当SS具有很小的移动性指数值时，其代表SS相对较少移动且很稳定。相应地，使用具有较优性能的闭环功率控制模式。然而，当SS具有很大的移动性指数值时，其代表SS相对较易移动且不稳定。相应地，使用开环功率控制模式。
作为步骤511中的确定的结果，当SS具有小于阈值移动性指数的移动性指数时，执行步骤513。在步骤513，SS将其自身的功率控制模式设置为闭环功率控制模式，将变量PMC’(代表稍后将要设置的功率控制模式)设置为具有为0的值(PMC’＝0)，并然后执行步骤517。将变量PMC’设置为具有为0的值，其代表将要将功率控制模式设置为闭环功率控制模式。
作为步骤511中的确定的结果，当SS具有大于阈值移动性指数的移动性指数时，执行步骤515。在步骤515，SS将其自身的功率控制模式设置为开环功率控制模式，将代表稍后将要设置的功率控制模式的变量PMC’设置为具有为1的值(PMC’＝1)，并执行步骤517。将变量PMC设置为具有为1的值，其代表将要将功率控制模式设置为开环功率控制模式。
在步骤517，SS确定代表当前所设置的功率控制模式的变量PMC是否具有不同于代表稍后将要设置的功率控制模式的变量PMC’的值的值。作为步骤517中的确定的结果，当变量PMC不具有不同于变量PMC的值的值时，SS保持当前的功率控制模式，且过程结束。然而，当变量PMC具有不同于变量PMC’的值的值时，执行步骤519。在步骤519，因为当前的功率控制模式不同于稍后将要设置的功率控制模式，所以SS将功率控制模式改变请求发送至BS。然后，过程结束。
图6是阐明当执行根据本发明的第一至第三实施例的、用于控制AAS前导码序列的发送功率的过程时，用于改变发送功率控制模式的过程的流程图；参考图6，当检测到必须由如图5中所描述的方案改变功率控制模式时，SS将功率控制模式改变请求发送至BS(步骤611)。当从SS接收到功率控制模式改变请求时，响应功率控制模式改变请求，BS将功率控制模式改变命令发送至SS(步骤613)。在图6中，将SS把功率控制模式改变请求发送至BS的情形作为一个例子描述。然而，甚至在无来自SS的功率控制模式改变请求的情况下，BS也能够将功率控制模式改变命令发送至SS，这对于本领域技术人员来说是显然的。
图7是阐明用于执行本发明的实施例中的功能的BS的架构的框图。
参考图7，BS包括MAC实体711、时分双工(TDD)发送调制解调器713、发送天线Tx ANT 715、接收天线Rx ANT 717、TDD接收调制解调器719、移动性估计器721、发送功率控制器723和调度器725。
MAC实体711执行与上层的接口的功能，并将包括根据调度器725的调度的调度信息的DL-MAP消息、UL-MAP消息等等，输出至TDD发送调制解调器713。从调度器725提供DL-MAP消息和UL-MAP消息。TDD发送调制解调器713通过OFDMA方案调制从MAC实体711所输出的DL-MAP消息、UL-MAP消息等等；执行关于经调制后的消息的RF处理；并通过发送天线715将经处理的消息发送至SS。
通过接收天线717从SS所接收到的信号传递到TDD接收调制解调器719。TDD接收调制解调器719将通过接收天线717所接收到的信号下变换成为基带信号，相应于OFDMA方案将基带信号解调，并将解调后的基带信号输出至移动性估计器721。移动性估计器721接收从TDD接收调制解调器719所输出的信号，估计SS的移动性，并将移动性指数输出至发送功率控制器723。
发送功率控制器723参考从移动性估计器721所输出的移动性指数，而产生功率控制模式改变命令，并将功率控制模式改变命令输出至MAC实体711。图5和6描述了SS将功率控制模式改变请求发送至BS，且BS响应SS的功率控制模式改变请求将功率控制模式改变命令发送至SS，从而改变SS的功率控制模式的情形。然而，BS也可以参考SS的移动性指数，命令SS的功率控制模式的改变，这对于本领域技术人员来说是显然的。MAC实体711将从发送功率控制器723所接收到的功率控制模式改变命令输出至TDD发送调制解调器713，从而促使将功率控制模式改变命令发送至SS。
当SS的功率控制模式相应于闭环功率控制模式时，发送功率控制器723产生用于控制SS的发送功率的发送功率控制命令，并将所产生的发送功率控制命令输出至MAC实体711。MAC实体711将从发送功率控制器723所接收到的发送功率控制命令输出至TDD发送调制解调器713，从而促使将发送功率控制命令发送至SS。
图8是阐明用于执行本发明的实施例中的功能的SS的架构的框图。
参考图8，SS包括MAC实体811、TDD发送调制解调器813、发送天线815、接收天线817、TDD接收调制解调器819、移动性估计器821和发送功率控制器823。
通过接收天线817所接收到的信号(即，从BS所发送的信号)传递至TDD接收调制解调器819。TDD接收调制解调器819将通过接收天线817所接收到的信号下变换成为基带信号，相应于OFDMA方案将基带信号解调，并将解调后的基带信号输出至移动性估计器821。移动性估计器821接收从TDD接收调制解调器819所输出的信号，估计SS的移动性，并将移动性指数输出至发送功率控制器823。
发送功率控制器823参考从移动性估计器821所输出的移动性指数来确定是否必需改变功率控制模式。然后，发送功率控制器823基于确定的结果产生功率控制模式改变请求信号，并将功率控制模式改变请求信号输出至MAC实体811。发送功率控制器823确定依照根据本发明的第一至第三实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案的AAS前导码序列的发送功率，并确定数据符号的发送功率。因为已经描述了发送功率控制器823确定AAS前导码序列的发送功率的操作，将忽略详细的描述。MAC实体811将从发送功率控制器823所接收到的功率控制模式改变请求信号输出至TDD发送调制解调器813，从而促使将功率控制模式改变请求信号发送至BS。
如上文所描述的，本发明提供了一种用于控制IEEE 802.16e通信系统(即，OFDMA通信系统)中AAS前导码序列的发送功率，从而使得信号的准确发送/接收成为可能的方案。特殊地，当一个SS在具有相对高的CINR的工作点使用SDMA方案时，根据本发明的第一实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案能够将由信道估计引起的性能变坏减到最小。
在根据本发明的第二实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案中，将AAS前导码序列的工作点设置为IEEE 802.16e通信系统中所使用的中间范围的CINR，所以能够确保超过预置性能的信道估计性能。此外，当在使用不同的调制方案的SS之间使用SDMA方案时，接收AAS前导码序列的BS具有相同的接收功率。相应地，防止空间信道估计性能由于近-远现象而变坏是可能的。
在根据本发明的第三实施例的AAS前导码序列发送功率控制方案中，保持AAS前导码序列以致其具有与数据符号的发送功率相同的发送功率，并且当数据符号的发送功率恶化到阈值发送功率之下时，将AAS前导码序列保持为与预置的阈值发送功率一致。相应地，提高具有低的工作点的SS的信道估计性能，并防止信道估计性能在相对高的CINR处变坏，是可能的。
尽管已经参考其某些优选实施例示出并描述了本发明，本领域技术人员将理解到，可以在此作出各种各样形式和细节上的改变，而不背离如附属权利要求所定义的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于由正交频分多址(OFDMA)通信系统中的用户站(SS)来控制前导码序列的发送功率的方法，所述OFDMA通信系统将整个频带划分为多个子载波带，通过来自所述子载波带之中的预定数量的子载波带发送关于自适应天线系统(AAS)的前导码序列，通过除用于发送所述前导码序列所使用的所述子载波带以外剩余的子载波带发送数据符号，所述方法包括确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率；以及将发送所述前导码序列所使用的发送功率确定为与所述数据符号的发送功率一致。
2.如权利要求1所述的方法，其中通过选择开环功率控制模式、闭环功率控制模式和外环功率控制模式的一个来确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括当所述SS探测到在借助于所述开环功率控制模式和所述闭环功率控制模式的所选择的功率控制模式确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率的同时必须改变所述选择的功率控制模式时，将功率控制模式请求发送至基站(BS)。
4.如权利要求3所述的方法，其中，当稍后将要设置的功率控制模式不同于当前所设置的功率控制模式时，所述SS探测到必须改变所述选择的功率控制模式，其中根据所述SS的移动性指数和预置的移动性指数的比较结果确定稍后将要设置的所述功率控制模式和所述当前所设置的功率控制模式。
5.如权利要求4所述的方法，进一步包括当在将所述功率控制模式请求发送至所述BS后所述SS从所述BS接收到响应于所述功率控制模式请求的发送的功率控制模式改变命令时，将所述功率控制模式改变成为所述在稍后的时刻将要设置的功率控制模式。
6.如权利要求1所述的方法，其中通过考虑根据预置的参考发送功率应用于所述数据符号的调制方案和编码率来确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率。
7.一种用于由正交频分多址(OFDMA)通信系统中的用户站(SS)来控制前导码序列的所述发送功率的设备，所述OFDMA通信系统将整个频带划分为多个子载波带，通过来自所述子载波带之中的预定数量的子载波带发送关于自适应天线系统(AAS)的前导码序列，通过除用于发送所述前导码序列所使用的所述子载波带以外剩余的子载波带发送数据符号，所述设备包括发送功率控制器，用于确定发送所述数据符号所使用的发送功率，并将发送所述前导码序列所使用的发送功率确定为与所述数据符号的所述发送功率一致；和移动性估计器，用于探测所述SS的移动性指数。
8.如权利要求7所述的设备，其中通过选择开环功率控制模式、闭环功率控制模式和外环功率控制模式的一个，所述发送功率控制器确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率。
9.如权利要求8所述的设备，其中当所述SS探测到在借助于所述开环功率控制模式和所述闭环功率控制模式的所选择的功率控制模式确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率的同时必须改变所述选择的功率控制模式时，所述发送功率控制器将功率控制模式请求发送至基站(BS)。
10.如权利要求9所述的设备，其中当在稍后的时刻将要设置的功率控制模式不同于当前所设置的功率控制模式时，所述发送功率控制器探测到必须改变所述选择的功率控制模式，其中根据所述SS的移动性指数和预置的移动性指数的比较结果确定稍后将要设置的所述功率控制模式和所述当前所设置的功率控制模式。
11.如权利要求10所述的设备，其中当在将所述功率控制模式请求发送至所述BS后，所述SS从所述BS接收到响应所述功率控制模式请求的发送的功率控制模式改变命令时，所述发送功率控制器将所述功率控制模式改变成为在所述稍后的时刻将要设置的所述功率控制模式。
12.如权利要求7所述的设备，其中考虑根据预置的参考发送功率应用于所述数据符号的调制方案和编码率，所述发送功率控制器确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率。
13.一种用于由正交频分多址(OFDMA)通信系统中的用户站(SS)来控制前导码序列的发送功率的方法，所述OFDMA通信系统将整个频带划分为多个子载波带，通过来自所述子载波带之中的预定数量的子载波带发送关于自适应天线系统(AAS)的前导码序列，通过除用于发送所述前导码序列所使用的所述子载波带以外剩余的子载波带发送数据符号，所述方法包括将发送所述前导码序列所使用的发送功率确定为与预置的阈值发送功率一致。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括在确定用于发送所述前导码序列所使用的所述发送功率之后，确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率。
15.如权利要求14所述的方法，其中通过选择开环功率控制模式、闭环功率控制模式和外环功率控制模式的一个来确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率。
16.如权利要求15所述的方法，进一步包括当所述SS探测到在借助于所述开环功率控制模式和所述闭环功率控制模式的所选择的功率控制模式确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率的同时必须改变所述选择的功率控制模式时，将功率控制模式请求发送至基站(BS)。
17.如权利要求16所述的方法，其中，当在稍后的时刻将要设置的功率控制模式不同于当前所设置的功率控制模式时，所述SS探测到必须改变所述选择的功率控制模式，其中根据所述SS的移动性指数和预置的移动性指数的比较结果确定稍后将要设置的所述功率控制模式和所述当前所设置的功率控制模式。
18.如权利要求17所述的方法，进一步包括当在将所述功率控制模式请求发送至所述BS后所述SS从所述BS接收到响应于所述功率控制模式请求的发送的功率控制模式改变命令时，将所述功率控制模式改变成为在所述稍后的时刻将要设置的功率控制模式的步骤。
19.如权利要求14所述的方法，其中通过考虑根据预置的参考发送功率应用于所述数据符号的调制方案和编码率来确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率。
20.一种用于由正交频分多址(OFDMA)通信系统中的用户站(SS)来控制前导码序列的发送功率的设备，所述OFDMA通信系统将整个频带划分为多个子载波带，通过来自所述子载波带之中的预定数量的子载波带发送关于自适应天线系统(AAS)的前导码序列，通过除用于发送所述前导码序列所使用的所述子载波带以外剩余的子载波带发送数据符号，所述设备包括发送功率控制器，用于将发送所述前导码序列所使用的发送功率确定为与预置的阈值发送功率一致。
21.如权利要求20所述的设备，其中所述发送功率控制器确定发送所述数据符号所使用的发送功率。
22.如权利要求21所述的设备，进一步包括用于探测所述SS的移动性指数的移动性估计器。
23.如权利要求22所述的设备，其中通过选择开环功率控制模式、闭环功率控制模式和外环功率控制模式的一个，所述发送功率控制器确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率。
24.如权利要求23所述的设备，其中当所述SS探测到在借助于所述开环功率控制模式和所述闭环功率控制模式的所选择的功率控制模式确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率的同时必须改变所述选择的功率控制模式时，所述发送功率控制器将功率控制模式请求发送至基站(BS)。
25.如权利要求24所述的设备，其中当在稍后的时刻将要设置的功率控制模式不同于当前所设置的功率控制模式时，所述发送功率控制器探测到必须改变所述选择的功率控制模式，其中根据所述SS的移动性指数和预置的移动性指数的比较结果确定稍后将要设置的所述功率控制模式和所述当前所设置的功率控制模式。
26.如权利要求25所述的设备，其中当在将所述功率控制模式请求发送至所述BS后，所述SS从所述BS接收到响应所述功率控制模式请求的发送的功率控制模式改变命令时，所述发送功率控制器将所述功率控制模式改变成为在所述稍后的时刻将要设置的所述功率控制模式。
27.如权利要求21所述的设备，其中考虑根据预置的参考发送功率应用于所述数据符号的调制方案和编码率，所述发送功率控制器确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率。
28.一种用于由正交频分多址(OFDMA)通信系统中的用户站(SS)来控制前导码序列的发送功率的方法，所述OFDMA通信系统将整个频带划分为多个子载波带，通过来自所述子载波带之中的预定数量的子载波带发送关于自适应天线系统(AAS)的前导码序列，通过除用于发送所述前导码序列所使用的所述子载波带以外剩余的子载波带发送数据符号，所述方法包括确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率；以及当所述数据符号的发送功率小于所述阈值发送功率时，将发送所述前导码序列所使用的发送功率确定为与预置阈值发送功率一致，并且当所述数据符号的发送功率超过所述阈值发送功率时，将发送所述前导码序列所使用的发送功率确定为与所述数据符号的发送功率一致。
29.如权利要求28所述的方法，其中通过选择开环功率控制模式、闭环功率控制模式和外环功率控制模式的一个来确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率。
30.如权利要求29所述的方法，进一步包括当所述SS探测到在借助于所述开环功率控制模式和所述闭环功率控制模式的所选择的功率控制模式确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率的同时必须改变所述选择的功率控制模式时，将功率控制模式请求发送至基站(BS)。
31.如权利要求30所述的方法，其中，当在稍后的时刻将要设置的功率控制模式不同于当前所设置的功率控制模式时，所述MS探测到必须改变所述选择的功率控制模式，其中根据所述SS的移动性指数和预置的移动性指数的比较结果确定稍后将要设置的所述功率控制模式和所述当前所设置的功率控制模式。
32.如权利要求31所述的方法，进一步包括当在将所述功率控制模式请求发送至所述BS后，所述SS从所述BS接收到响应所述功率控制模式请求的发送的功率控制模式改变命令时，将所述功率控制模式改变成为在所述稍后的时刻将要设置的所述功率控制模式。
33.如权利要求28所述的方法，其中通过考虑根据预置的参考发送功率应用于所述数据符号的调制方案和编码率来确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率。
34.一种用于由正交频分多址(OFDMA)通信系统中的用户站(SS)来控制前导码序列的发送功率的设备，所述OFDMA通信系统将整个频带划分为多个子载波带，通过来自所述子载波带之中的预定数量的子载波带发送关于自适应天线系统(AAS)的前导码序列，通过除用于发送所述前导码序列所使用的所述子载波带以外剩余的子载波带发送数据符号，所述设备包括发送功率控制器，用于确定用于发送所述数据符号的所述发送功率，当所述数据符号的所述发送功率小于阈值发送功率时，确定用于发送与所述预置的阈值发送功率一致的所述前导码序列，以及当所述数据符号的所述发送功率超过所述阈值发送功率时，将发送所述前导码序列所使用的发送功率确定为与所述数据符号的所述发送功率一致；和移动性估计器，用于探测所述MS的移动性指数。35.如权利要求34所述的设备，其中通过选择开环功率控制模式、闭环功率控制模式和外环功率控制模式的一个，所述发送功率控制器确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率。
36.如权利要求35所述的设备，其中当所述SS探测到在借助于所述开环功率控制模式和所述闭环功率控制模式的所选择的功率控制模式确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率的同时必须改变所选择的功率控制模式时，所述发送功率控制器将功率控制模式请求发送至基站(BS)。
37.如权利要求36所述的设备，其中当在稍后的时刻将要设置的功率控制模式不同于当前所设置的功率控制模式时，所述发送功率控制器探测到必须改变所述选择的功率控制模式，其中根据所述SS的移动性指数和预置的移动性指数的比较结果确定稍后将要设置的所述功率控制模式和所述当前所设置的功率控制模式。
38.如权利要求37所述的设备，其中当在将所述功率控制模式请求发送至所述BS后，所述SS从所述BS接收到响应所述功率控制模式请求的发送的功率控制模式改变命令时，所述发送功率控制器将所述功率控制模式改变成为在稍后的时刻将要设置的所述功率控制模式。
39.如权利要求34所述的设备，其中考虑根据预置的参考发送功率应用于所述数据符号的调制方案和编码率，所述发送功率控制器确定发送所述数据符号所使用的所述发送功率。
全文摘要
一种用于通过正交频分多址通信系统中的用户站，控制前导码序列的发送功率的方法，该系统将整个频带划分为多个子载波带，发送关于自适应天线系统的前导码序列，通过除该子载波带以外剩余的子载波带发送数据符号。所述方法包括确定用于发送数据符号所使用的发送功率；和当数据符号的发送功率小于阈值发送功率时，确定用于发送与预置的阈值发送功率一致的前导码序列所使用的发送功率，以及当数据符号的发送功率超过阈值发送功率时，确定用于发送与数据符号的发送功率一致的前导码序列所使用的发送功率。
文档编号H04W52/42GK101048961SQ200580037232
公开日2007年10月3日 申请日期2005年10月28日 优先权日2004年10月29日
发明者梁长薰, 权荣训, 黄寅硕 申请人:三星电子株式会社