专利名称：为上行链路功率控制提供导频信号的方法
技术领域：
本发明一般而言涉及通信系统，更具体而言，涉及无线通信系统。
背景技术：
常规的无线通信系统包括一个或多个向移动单元提供无线连接的接入点。 接入点可以包括基站、基站路由器、接入网等，而移动单元可以包括蜂窝电话、 个人数据助理、智能电话、文本消息传送设备、寻呼机、网络接口卡、笔记本 式计算机、台式计算机等。移动单元和接入点通过经由空中接口 (或无线通信 链路)交换信息MMM信，所述空中接口 (或无线通信链路)通常包括多个 信道，例如业务信道、信令信道、寻tl科言道等。
空中接口的信道是根据由无线通信系统正在使用的一个或多个无线通信协
议来定义的。例如，根据码分多址(CDMA)工作的空中接口的信道是由正交 码定义的，所述正交码对被用来通过空中接口传送信息的无线信号进行调制。 空中接口的信道还可以由被用M过空中接口传送信息的载波的频率来确定。 例如，在正交频分复用(OFDM)(其还可以被称为正交频分多址(OFDMA)) 中， 一个或多个移动单元可以共享多个正交频率或音调(tone),所述多个正交 频率或音调可以被用于传送信息。
在OFDM系统中，旨移动单元可以使用一个或多个音调传送一定时间， 所述时间被称为驻留时间(dwell)。例如， 一个子帧可以被分成多个驻留时间， 每个驻留时间被分成多个时隙，每个时隙可以传送一个符号。移动单元然后可 以跳到另一个音调以便传送符号另一驻留时间。音调之间的跳频模式通常是随 机的以便平均干扰。因为用于到每个接入点的反向链路传输的音调是正交的， 并且跳频可以是随机的，所以实施OFDM的系统针对符号间干扰(ISI)往往是 鲁棒的，具有可以忽略的小区内干扰，并且可以允许使用高效的快速傅里叶变 换(FFT)算法。因此，OFDM可以被实施在高数据速率的系统中，例如无线 局域网、数字音频y视频广播、非对称数字用户线路(ADSL)、以及根据正EE 802.16 WiMAX和正EE 802.20标准工作的系统。由每个移动单7M过空中接口的信道来传送信号所使用的功率通常由接入
点控制。例如，根据CDMA协议工作的移动单元不断传送功率控制导频信号，
接入点可以使用所述功率控制导频信号来控制在上行链路(或反向链路)信道
上的传输功率。在满负荷的情况下，根据协议(例如CDMA)工作的系统往往 是干扰功率受限的，即对用于信令信道和业务^言道二者的所有移动单元求和的 总接收功率可以约束或限制系统可以成功携带的信息总量。因此，CDMA系统 可以实施用于节省传输功率的技术。例如，CDMA功率控制导频信号可以在比 业务信号低得多的功率下进行传送，以使总的上份连路容量不会因为与传送功 率控制导频信号相关联的开销而显著M^。
使用正交频率来传送信息的系统(例如OFDM)往往是音调受限的，即可 用音调的数目可以约束或限制可以传送的信息量。例如，典型的OFDM系统可
以包括多个音调，所述多个音调可以被用于Mii上行链路将信息传送到接入点。
因此， 一些正^i:行链路系统不会分配任何用于传送功率控制导频信号的音调， 而是代之以使用松散的信道质量估计来进行相对较慢的功率调整。然而，这些 技术不能补偿快速衰落，因此可能导致非常差的覆盖范围和低的系统容量。
可选择地，每个被用于传送数据的驻留时间还可包括-一个或多个可被用于 功率控制的嵌入式信道估计导频符号。例如，每个驻留时间可以包括一些用于 数据的符号和--些用于嵌入式信号估计导频信号的符号。然而，因为信道估计 导频符号是使用与数据相同的音调进行传送的，所以当不传送数据时，就不传 送信道估计导频符号。因此，嵌入式信道估计导频符号不可能连续，这会使得 基于信道估计导频符号的信号强度估计不大准确，并且可能降低功率控制算法 的有效性。当业务是突发的并且在数据突发之间可能经过相对较长的时间时， 该问题可育設寺别严重，例如基于因特网协议的语音(VoIP)、文fH专銜办议(FTP)、 或传输控制协i力因特网协议(TCP/IP)。
连续的功率控制导频信号可以在OFDM系统ilil保留用于根据CDMA协 i50a行传输的频率空间的一部分来提供。与使用在频率空间的OFDM部分中的 一个或多^H周所传送的数据相关联的功率控制导频信号，可以然后通过使用 频率空间的CDMA部分进行传送。虽然这种方法可以基于连续提供的功率控制 导频信号而改进信号强度估计，但是实施所需的混合OFDM/CDMA系统明显比 制虫实施OFDM系统或CDMA系统更复杂。因此，混合OFDM/CDMA系统可能导致明显更高的成本(相对于OFDM禾B/或CDMA系统)来用于开发、实 施、运营、和/或维护。而且，在所保留的频率空间中的音调不肖調于OFDM传 输，这会降低系统的吞吐量。
发明内容
本发明旨在解决上述的一个或多个问题的影响。下面给出了本发明的简化 的概要以便提供对本发明的一些方面的基本理解。该概要不是本发明的穷举概 述。该概要不打算识别出本发明的关键的或决定性的要素或者限定本发明的范 围。该概要的唯一目的是以简化的形式给出一些概念，以作为稍后讨论的更详 细的描述的序言。
在本发明的一个实施例中，提供一种涉及多个正交音调的通信的方法。该 方法包括使用从多个正交音调中选择的至少一个第一音调来传送至少一个第一 导频符号。该第一导频符号与使用从多个正交音调中选择的至少一个第二音调 所传送的数据相关联。
本发明可以通过参考下面结合附图所做的描述来理解，其中相同的参考数
字标识相同的元件，其中
图1概念性地说明根据本发明的无线通信系统的一个示例性实施例；
图2概念性地说明根据本发明的包括多个驻留时间的子帧的一个示例性实
图3概念性地说明根据本发明的为上行链路功率控制提供导频信号的方法 的一个示例性实施例。
虽然本发明能容许各种修改和替代形式，但是其特定实施例已经在附图中 通过例子示出并且在lt爐行详细描述。然而应当理解，在jtt^t特定实施例的描 述不打算将本发明限制于所公开的特定形式，而是相反，其意图是覆盖所有落 在由所附权禾腰求书限定的本发明的精神和范围内的修改、等同物和替代方案。
具体实施例方式
下面描述本发明的说明性实施例。为了清楚起见，在本说明书中并没有描述一种实际实施方式的所有特征。当然将会认识到，在任何这种实际实施例的 开发过程中，应该作出众多的特定于实施方式的决策以便实现开发者的特定目 标，例如符合系统相关的和商业相关的约束，其将在实施例之间发生变化。而 且，将会认识到，这种开发努力可能是复杂且耗时的，但是对于从本公开内容 中受益的本领域普通技术人员来说仍然是例行任务。
本发明和相应详细描述的各部分按照软件、或算法和在计算机存储器内对 数据位的运算的符号表示来给出。这些描述和表示是本领域普通技术人员通过 其来将他们工作的内容有效地传达给本领域其他技术人员的描述和表示。作为 这里使用的并且通常使用的术语"算法"，被认为是一种产生期望结果的自相容 的步骤序歹U。这些步骤是需要对物理量的物理处理的步骤。通常(尽管并非一 定)，这些量采取能够被存储、传送、组合、比较、或者以其他方式处理的光、 电、或磁信号的形式。主要是出于普遍使用的原因，已经证明将这些信号称为 位、值、元素、符号、字符、项、数等有时是便利的。
然而应该记住，所有这些和类似的术语都将与适当的物理量相关联，并且 它们仅仅是应用于这些量的便利标记。除非另有明确说明，或者根据本讨论是 显而易见的，否则诸如"处理"或"计算"或"推算"或"确定"或"显示" 等之类的术语是指计算机系统或类似电子计算设备的操作和过程，所述计算机 系统或类似电子计算设备对在计算机系统的寄存器和存储器内表示为物理、电 子量的数据进行处理，并将其转换为在计算机系统的存储器或寄存器或者其他 这种信息存储、传输或或显示设备内类似地表示为物理量的其他数据。
还要注意，本发明的软件实施的方面通常被编码在某种形式的程序存储介 质上或者通过某种类型的传输介质来实施。程序存储介质可以是磁的(例如软
盘或硬盘驱动器)或者光的(例如光盘只读存储器，或者说"CD ROM")，并 且可以是只读的或者随机存取的。类似地，传输介质可以是双绞线对、同轴电 缆、光纤、或者本领域已知的某种其他合适的传输介质。本发明不限于任何给 出的实施方式的这些方面。
现在将参考附图来描述本发明。各种结构、系统和设备在附图中仅仅为了 解释的目的而被示意性描绘，并且以免用本领域技术人员公知的细节来模糊本 发明。然而，附图被包括以便描述和解释本发明的说明性实例。在此使用的词 和短语应当被理解和解释为与相关领域的技术人员对这些词和短语的理解一致的含义。没有特殊定义的术语或短语，即没有定义不同于本领域技术人员所理 解的普通和常用的含义，打算意味着在此的术语或短语一致性使用。就术语或 短语打算具有特殊含义(即不同于本领域技术人员所理解的含义)而言，这禾中 特殊定义将以定义的方式在说明书中被明确陈述，所述定义的方式直接地且不 含糊地提供该术语或短语的特殊定义。
图1概念性地说明无线通信系统嫌的一个示例性实施例。在所说明的实
施例中，无线通信系统100包括至少一个用于提供无线连接的接入点105。尽管 术语"接入点"可能是指在一些类型的无线通信系统100中的特定类型的设备， 但是如在此所用的术语"接入点"将被理解为是指任何被用来提供无线连接的 实体(或实体的组合)。因此，示例性接入点105可以包括基站、基站路由器、 接入网等。
接入点105根据正交频分复用(OFDM、 OFDMA)协议提供无线连接。 因此，接入点105可以被配置为使用从包括多个音调的组中选择一个或多个正 交频率或音调来传送和/或接收信息。用于定义音调组、选择一个或多个音调、 和/或使用正交音调进行通信的技术是本领域公知的，并且为了清楚起见，以下 将仅详细讨论与本发明相关的正交频分复用的那些方面。从本公开内容中受益 的本领域普通技术人员应当认识到，接入点105还可以实施其他协议。可以由 接入点105实施的示例性无线通信协议包括但不限于由通用移动通信系统 (UMTS)标准定义的协议、码分多址(CDMA)协议、频分多址(FDMA)协 议等。
i^开说明的实施例中，接入点105包括掛効几110和激朴几115，它们被可通 儲赠禺合到纖120。倒効几110可以被Kg^接收由纖120樹则到的信号，以 皿辨几115被配S^f對言号以供M:;^120进行激寸。例如，潮好几110和 刻祸几115可以包括用于检测、解码、编码、调制、以及与徵祸啦收信号相关的 期鹏作的顿各。虽然接概几110和激对几115在图1中被描绘为浙的实体但
赵人本公开内容中受益的本领域的普as术人员应当认i鄉j，对于实践本发明而言
这不^^、需的。在一个替换^M列中，接概几110和激祸几115可以在单个实体(例 如收发信机)中被实施。
无线通信系统100包括一个或多个移动单元125 (1-2)，它们可以M空中 接口 130 (1-2)与接入点105通信。当索引(1-2)共同指代移动单元125和/或空中接口130时，索引(1-2)可以被删去。然而，索引(1-2)可以被用来指
示各个移动单元125禾IV或空中接口 130、或者其子集。该约定还可以适用于下 面由数字和一个或多个索引指示的其他元件。移动单元125和空中接口 130被 配置成支持实施正交频分复用技术的通信。例如，移动单元125 (1)可以fOT 从音调组中选择的一个或多^调，以用于ffiil空中接口 130 (1)与接入点105 通信。移动单元125 (2)可以使用从该音调组中选择的不同的音调群，以用于 通过空中接口130 (2)与接入点105通信。因此，这两个移动单元125可以同 时与接入点105通信。
功率控制单元135可以被用来控制由移动单元25 M空中接口 130的上 行链斷言道传送信息所《柳的功率。移动单元125因此可以提供功率控制导频 信号，功率控制单元135可以4顿所述功率控制导劍言号来控制由移动单7fM iii:行链m言道传送信息所使用的功率。例如，功率控制单元135可以基于提 供的功率控制导频信号来确定功率控制指令(例如指示一个或多个移动单元125 应当增大、减小、或者保持其上行链路传输功率的指令)。指示功率控制指令的 信息然后可以被提供给移动单元125，该移动单元125可以使用功率控制指令来 确定上行链路传输功率。用于基于接收的功率控制导频信号来确定功率控制指 令的技术是本领域公知的，并且为了清楚起见，在itbit—步将仅讨论与本发明 相关的这些技术的那些方面。
如上所述，移动单元125可以使用从多个音调中选择的音调来同时传送数 据。移动单元125还可以使用从多个音调中选择的其他音调来传送导频信号。 例如，移动单元125 (1)可以使用第一音调来传送数据，以及移动单元125 (2) 可以使用第二音调来传送数据。然后可以使用第三音调来传送与使用第一和第 二音调所传送的数据相关联的导频信号。在一个实施例中，第三音调包括可以 被用来传送符号的多个时隙。然后，与移动单元125所传送的数据相关联的导 频信号可以在第三音调的不同时隙中被传送(即导频信号可以在时分的基础上 被传送)。
接入点205可以确定可对功率控制导频符号保留的音调数目，然后将该信 息传送给移动单元125。例如，接入点205可以传送指，过L3信令(即iM 广播信道)以半静态的方式分配给功率控制导频符号的音调数目的信息。在一 个实施例中， 一对功率控制导频音调由8个用户来分时。例如，如果在一个扇区中存在36个激舌用户，贝U必须保留总计10賴调以用于功率控制导频。因
此，信令开销预期与一个扇区中激活用户的最大数目对于1.25MHz带宽通常不 大于48—样低，其转换成至多6对功率控制导频音调。因此，3位就足以用信 号通知用于功率控制导频音调的音调保留。
图2 M^:性地说明包括多个驻留时间205的子帧200的一个示例性实施例。 图2的水平轴指示时间，以及垂直轴指示音调。可被分配的音调数目是设计选 择的事，并且对于本发明不重要。然而，在多賴调中可用于分配的音调的典 型数目可以是大约113。在所说明的实施例中，子帧200被分为八个驻留时间 205，并且^驻留时间205被细分为八个时隙，因此每个音调在子帧200期间 可以传送多达64个符号。子帧200具有大约6.67ms的，转卖时间。
空白框210 (在图2中仅有一个用数字指示)指示被指定或分配给第一用 户以用于数据传输的音调，画有交叉阴影线的框215 (在图2中仅有一个用数字 指示)指示被指定或分配给第二用户以用于数据传输的音调，以及具有单阴影 线的框220 (在图2中仅有一个用数字指示)与可由第一和/或第二用户传送的 导频信号相关联。在所说明的实施例中，两个音调210被分配给第一用户，两 个音调215被分配给第二用户，以及两个音调220被分配用于第一驻留时间205 (1)中的导iH言号。
在第二驻留时间205 (2)中分配给第一用户以用于数据传输的音调20中 的一个的^l早图225示出可以如何分配时隙。在所说明的实施例中，对于指示 在音调210中传送的数据的符号来分配时隙230 (在图2中仅有一个用数字指 示)。例如，六个时隙230可以被用来传送指示与语音传输相关联的数据符号的 信号，例如根据VoIP形成的数据。剩余的两个时隙235被分配给可被用于信道 估计的嵌入式导频符号。然而，本领域的普通技术人员应该认识到，图2示出 的音调210的时隙230、 235的分配打算是说明性的，而不限制本发明。在替换 实施例中，任何数目的时隙230、 235都可以被分配给数据和/或信道估计导频符 号。
在第七驻留时间205 (7)中分配用于传送导频信号(例如功率控制导频信 号)的音调220中的一个的^l军图240示出可以如何分配时隙。在所说明的实 施例中，导频信号音调240中的第一时隙245被分配给与第一用户相关联的功 率控制导频符号，以及第二时隙250被分配给与第二用户相关联的功率控制导频符号。尽管未在图2中示出，但是子帧200中的其他音调可以支持其他用户，
在这种情况下，与这些其他用户相关联的导频符号可以以对于导频信号音调240 相同的方式被分配。
在第七驻留时间205 (7)中的(多个)其他导频符号音调220还可以具有 被分配给与第一和第二用户以及任何其他可以在子帧200中传送数据的用户相 关联的功率控制导频符号的时隙。因此，在所说明的实施例中示出的实施导频 符号音调分配技术的系统可以支持两度，(two-degree diveraty)。然而，从本 公开内容中受益的普通技术人员应当认识到，本发明不限于所说明的音调分配 技术，并且在替换实施例中，更多或更少的导频符号音调可以被分配以便支持 不同水平的分集。
分配给用户和/或导频信号的音调可以在每个所述驻留时间205中被随机指 定。在子帧200的一个持续时间中，用户音调210、 215、 200跳8次。跳音的 目的是随机化小区间干扰。因为被分配用于传送功率控制导频符号的音调220 是瑕瞎的，所以从音调220中的功率控制导频所观糧的每子帧平均信道3艘应 当接近于在用于数据传输的专用音调210、 215中实际经历的，甚至在频率选择 性衰落中也是如此。
分配给用户以用于数据传输的音调的数目在旨子帧200中或者在不同子 帧200之间可能不是固定的。例如，在一些情况下，例如与VoIP业务相关联的 突发传输，在一个或多个所述驻留时间205期间没有数据可以用于一些用户的 传输。因此，在所有驻留时间205期间，音调可能没有被指定给所有用户。在 所说明的实施例中，在驻留时间205 (3-4)和205 (8)期间没有音调被分配给 第一用户，因为没有 可用于第一用户的传输。可选择地，当用于传输的数 据量增大时，附加音调可以被分配给一个或多个用户。
虽然分配以用于数据传输的音调的数目可能变化，但是分配给导频符号的 音调220的数目可以在整个子帧200的所有驻留时间205中保持固定。因此， 音调220中的导频符号可以提供相对连续的反馈，这可以增加用于功率控制算 法的信号强度估计的准确性。功率控制算法因此可以提供更准确的功率控制指 令，这可以提高无线通信系统的效率。当使用音调220中的功率控制导频符号 ，似连续地提供反馈时，功率控制算法还可以在快的和慢的衰落情况下更加图3押脸性地说明为上行链路功率控制提供导频信号的方法300的一个示 例性实施例。在所说明的实施例中，第一用户使用在子帧的驻留时间中分配的
第一音调来传送(在305)数据。如上所述，被用来传送(在305)数据的音调 可以包括分配给数据符号和信道估计导频符号的时隙。其他用户还可以使用在 子帧的驻留时间中分配的其他音调来传送(在305) ■。第一用户还在子帧的 驻留时间中分配的第二音调的一个或多个时隙中传送(在310) —个或多个导频 符号。如上所述，如果其他用户还可以传送(在305)数据，则这些用户还可以 使用在分配的第二音调中的其他时隙来传送(在310) —个或多个导频符号。
然后，传送的功率控制导频符号可以被接收，例如在接入点处，该接入点 可以f顿传送的导频符号来确定(在315) —个或多个功率控制指令。例如，传 送的功率控制导频符号可以被用来确定(在315)是否应该保持、增大、或减小 用于每个用户的上行链路传输功率。指示功率控制指令的信息然后可以被传送 (在320)给一个或多个用户。例如，接入点可以传送指示是否应该保持、增大、 或减小上行链路传输功率的一位或多位。所述位可以指示上行链路传输功率的 相对变化(例如上行链路传输功率应当以当前上行链路传输功率的一定百分比 进行变化)、上行链路传输功率的绝对变化(例如上行链路传输功率应当以固定 的瓦特数进行变化)、或者上行链路传输功率没有变化。因此， 一个或多个用户 然后可以接收(在320)功率控制指令并相应地修改上纟亍链路传lj功率以用于后 续传输。
相对于常规实践，-上差技术的实施例可以具有多个优点。例如，非常严格 的快速功率控制(相对于上述常规的功率控制技术)可以在OKDM上行链路中 实现。由上述技术的实施例所提供的改进的快速功率控制在突发业务应用中会 是特别有用的，所述突发业务应用往往偶发地提供数据，但是仍然需要准确的 功率控制以便连续地工作。这些优点可以利用音调空间中的小开销来实现。
上面公开的特定实施例仅仅是说明性的，因为本发明可以以不同的、但是 对于从在此的教导中获益的本领域技术人员而言显然等同的方式来修改和实 践。而且，除了下面的权利要求书中所述的以外，不打算限于在ltb/于出的构造 或设计的细节。因此明显的是，上面公幵的特定实施例可以被改变或修改，并 且所有这种变化都被认为在本发明的范围和精神内。因此，在此所寻求的保护 正如在下面的权利要求书中所述。
权利要求
1、一种涉及多个正交音调的通信的方法，包括使用从所述多个正交音调中选择的至少一个第一音调来传送至少一个第一导频符号，所述至少一个第一导频符号与使用从所述多个正交音调中选择的至少一个第二音调所传送的数据相关联。
2、 权利要求1所述的方法，其中传送所述至少一个第一导频符号包括 在子帧的第一驻留时间期间传送所述至少一个第一导频符号，使得所述至少一个第一音调还在时分的基础上传送至少一个第二导频符号，所述至少一个 第二导频符号与使用从所述多个正交音调中选择的至少一个第三音调所传送的 数据相关联；在所述子帧的所述第一驻留时间期间使用所述至少一个第二音调来传送与 所述至少一个第一导频符号相关联的数据。
3、 权利要求2所述的方法，包括4OT从所述多个正交音调中选择的至少一个第四音调来在所述子帧的第二 驻留时间期间传送所述至少一个第一导频符号；以及在所述子帧的所述第二驻留时间期间使用从所述多个正交音调中选择的至 少一个第五音调来传送与所述至少一个第一导频符号相关联的数据。
4、 权利要求3所述的方法，其中在所述子帧的所述第二驻留时间期间使用所述至少一个第四音调来传送所述至少一个第一导频符号包括在所述子帧的 所述第二驻留时间期间使用所述至少一个第四音调来传送所述至少一个第一导 频符号，使得所述至少一个第四音调还在时分的基础上传送至少一个第二导频 符号，所述至少一个第二导频符号与使用从所述多个正交音调中选择的至少一 个第六音调所传送的数据相关联。
5、 权利要求l所述的方法，其中传送所述至少一个第一导频符号包括使 用至少两个第一音调来传送至少两个第一导频符号，所述至少两个第一导频符 号与由移动单元使用所述至少一个第二音调所传送的数据相关联。
6、 权利要求1所述的方法，包括接收指示功率控制指令的信息，所述功率 控制指令是基于所述至少一个第一导频符号而被确定的。
7、 一种涉及多个正交音调的通信的方法，包括使用从多个正交音调中选择的至少一个第一音调来接收至少一个第一导频符号，所述至少一个第一导频符号与使用从所述多个正交音调中选择的至少一 个第二音调所传送的数据相关联。
8、 权利要求7所述的方法，包括从所述多个正交音调中选择所述至少一个第一音调以用于由第一移动单元 对所述至少一个第一导频符号的传输，以及从所述多个正交音调中选择所述至少一个第二音调以用于由所述第一移动单元对数据的传输；以及将指示所腿少一个第一音调和所述至少一个第二音调的信息提供给所述 第一移动单元。
9、 权利要求8所述的方法，包括从所述多个正交音调中选择至少一个第四音调以用于在子帧的第二驻留时间期间对所述至少一个第一导频符号的传输；从所述多个正交音调中选择至少一个第五音调以用于在所述子帧的所述第 二驻留时间期间对与所述至少一个第一导频符号相关联的数据的传输。
10、 权利要求7所述的方法，包括基于所逸至少一个第一导频符号来确定至少一个功率控制指令，并且提供指示所述至少一个功率控制指令的信息。
全文摘要
本发明提供一种涉及多个正交音调(210，215，220)的通信的方法。该方法包括使用从多个正交音调中选择的至少一个第一音调(220)来传送至少一个第一导频符号(240)。该第一导频符号(245，250)与使用从多个正交音调中选择的至少一个第二音调所传送的数据(210，215)相关联。
文档编号H04B7/005GK101416462SQ200780011750
公开日2009年4月22日 申请日期2007年3月30日 优先权日2006年4月6日
发明者Q·毕, Y·袁 申请人:卢森特技术有限公司