专利名称：用于载波聚合的上行链路功率余量报告的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信。
背景技术：
本公开涉及用于无线通信中的载波聚合的上行链路(UL)功率余量(PH)报告，并且尤其参考的是高级长期演进(LTE-A)。功率余量是无线发射/接收单元(WTRU)的最大发射功率与在当前子帧中为物理UL共享信道(PUSCH)传输所估计的功率之间的差值。功率余量报告(PHR)是WTRU为了指示所估计的PH而报告的索引。该WTRU将PHR发送到演进型节点B (e节点B或eNB)，所述演进型节点B可以使用PHR来确定WTRU还能使用每一个子帧中的多少UL带宽。为了支持更高的数据速率和频谱效率，在3GPP版本8中已经引入了 3GPP长期演进(LTE)系统。为了进一步提高可实现的吞吐量和基于LTE的无线电接入系统的覆盖范围，以及满足在下行链路(DL)和UL方向上分别为Kibps和500MBps的高级国际移动电信 (IMT)需求，3GPP标准化团体当前正在研究高级LTE (LTE-A)。LTE DL传输方案是以正交频分多址(OFDMA)空中接口为基础的。对LTE UL方向来说，所使用的是基于离散傅里叶变换(DFT)扩展OFDMA (DFT-S-0FDMA)的单载波(SC)传输。在UL中对单载波传输的使用是由与OFDM之类的多载波传输方案相比较的较低峰均功率比(PAPR)或信号的立方度量(涉及功率放大器的非线性)驱动的。为了实现灵活部署，LTE系统支持1.4、3、5、10、15或20MHz的可缩放传输带宽。该 LTE系统可以在频分双工(FDD)、时分双工(TDD)或半双工FDD模式中工作。在LTE系统中，每一个无线电帧(IOms)包括10个Ims的相等大小的子帧。每个时隙可能具有七个或六个OFDM符号。七个符号是用于正常的循环前缀长度，而在可替换系统配置中的每个时隙的六个符号是用于扩展的循环前缀长度的。用于LTE系统的子载波间隔(spacing)是15kHz。此外，使用7. 5kHz的备选减少子载波间隔模式同样是可行的。在一个OFDM符号间隔中，资源元素(RE)精确地对应于一个子载波。在0. 5ms的时隙中，12个连续子载波构成了一个资源块(RB)。因此，如果每一个时隙有7个符号，那么每一个RB都包括12X7 = 84个RE。DL载波可以包括数量可缩放的资源块(RB)，其范围是从最少6个 RB到最多110个RB。这与大约为IMHz到20MHz的总的可缩放传输带宽相对应，但是通常会规定一组公共传输带宽，例如1. 4、3、4、10、15或20MHz。用于LTE中的动态调度的基本时域单元是由两个连续时隙构成的一个子帧。这些时隙则被称为RB配对。一些OFDM符号上的某些子载波被分配成在时间频率栅格中传送导频信号。在传输带宽边缘，有指定数量的子载波并未传输，以便符合频谱掩码需求。在DL方向上，e节点B可以对WTRU进行分配，以便在整个传输带宽中的任何地方接收其数据，其中举例来说，所使用的是OFDMA方案。在频谱中心，DL具有未使用的直流 (DC)偏移子载波。在UL方向上，LTE基于DFT-S-0FDMA或者等价地基于SC-FDMA传输。其目的是与 OFDMA传输格式相比实现较低的PAPR。然而从概念上讲，在LTE DL方向上，WTRU可以在整个LTE传输带宽以及在频域中的任何地方接收其信号，在UL中，WTRU可以只在FDMA方案中指派的子载波的有限连续集合上进行传送。该原理被称为单载波(SC)-FDMA。举个例子，如果UL中的全部OFDM信号或系统带宽是由编号从1到100的子载波组成的，则可以指定第一 WTRU在子载波1-12上传送该第一 WTRU的信号，第二 WTRU可以在子载波13 M上进行传送，等等。e节点B同时在整个传输带宽上接收来自一个或多个WTRU的合成的UL信号，但是每一个WTRU有可能仅仅在可用传输带宽的一个子集中进行传送。原则上，LTE UL中的 DFT-S OFDM由此可以被视为常规形式的OFDM传输，其附加限制是指定给WTRU的时间-频率资源包含了一组频率连续的子载波。在LTE UL中是没有DC子载波的(不同于DL)。在一种操作模式中，WTRU可以将频跳应用于UL传输。为LTE-A提出的一种改进是载波聚合和支持灵活的带宽。实行这些变化的一个动机是允许DL和UL传输带宽超出20MHz这一 R8LTE中的最大值，例如允许40MHz的带宽。 第二个动机则是允许更灵活地使用可用的配对频谱。举个例子，虽然R8LTE被局限于在对称和配对的FDD模式中工作，例如DL和UL在每一个传输带宽中都是IOMHz或20MHz，但是 LTE-A可以采用非对称配置来工作，例如采用IOMHz的DL与5MHz的UL配对。此外，借助 LTE-A还可以实现合成的聚合传输带宽，例如在DL中，第一个20MHz载波以及第二个IOMHz 载波可以与20MHz的UL载波配对等等。在频域中，合成的聚合传输带宽未必是连续的，例如在上述示例中，第一个IOMHz分量载波在DL波段中可以与第二个5MHz的DL分量载波间隔22. 5MHz。可替换地，在连续的聚合传输带宽中同样是可以工作的，例如，20MHz的第一 DL 分量载波与连续的IOMHz的DL分量载波聚合，并且与20MHz的UL载波配对。在图1中示出了用于LTE-A载波聚合和支持灵活带宽的不同配置的示例。图Ia描述了三个分量载波，其中两个载波是连续的，第三个则是不连续的。图Ib和Ic全都描述的是三个连续的分量载波。通过扩展LTE R8传输结构/格式来并入聚合分量载波的选项有两个。一个选项是将DFT预编码器应用于聚合带宽，例如在信号为连续的情况下，像在图Ib 中以及图Ia的右侧显示的那样将DFT预编码器应用于所有的分量载波。第二个选项是像图 Ic显示的那样仅仅为每一个分量载波应用DFT预编码器。应该指出的是，如图Ic所示，不同的载波有可能具有不同的调制和编码集合(MCS，也就是特定于载波(carrier-specific) 的 MCS)。在R8LTE系统的UL方向上，WTRU在PUSCH上传送其数据(在一些情况中还传送其控制信息)。PUSCH传输是由e节点B使用UL调度授权调度和控制的，其中所述调度授权是在物理DL控制信道(PDCCH)格式0上传送的。作为UL调度授权的一部分，WTRU接收包含调制和编码集合(MCS)的控制信息、发射功率控制(TPC)命令、UL资源分配(即已分配资源块的索引)等等。在已分配的UL资源上，WTRU采用受控于TPC命令的发射功率并且经由相应的MCS来传送该WTRU的PUSCH。
为了调度UL WTRU传输，e节点B上的调度器必须为某种资源分配选择恰当的传输格式(即MCS)。为此，调度器必须能为所调度的WTRU估计UL链路质量。这一过程需要e节点B知道WTRU的发射功率。在LTE中，所估计的WTRU发射功率是根据一个公式计算的，其中除了 WTRU的路径损耗估计之外，e节点B知道公式中的所有分量。在LTE中，WTRU测量其DL路径损耗估计，并且以PH测量报告数量的形式向e节点B汇报其DL路径损耗估计。这种处理类似于宽带码分多址(WCDMA)版本6中的PH报告的概念，其中PH同样会被报告给e节点B，以便执行恰当的UL调度。在LTE中，PH报告过程被用于为服务e节点B提供关于WTRU发射功率与最大WTRU 发射功率之间的差值的信息(对应于正的PH值)。当依据UL功率控制公式计算得到的 WTRU的发射功率超出了最大WTRU发射功率时(对应于负的PH值)，该信息还可以包括最大WTRU发射功率与计算得到的WTRU发射功率之间的差值。如上所述，在LTE中使用的是单个分量载波；因此，WTRU PH的定义式是基于一个载波的。在子帧i中，用于PUSCH传输的WTRU发射功率Ppusqi是如下定义的Ppusch (i) = min {P薩，IOlog10 (Mpusch ⑴)+Popusch (j) +α (j) XPL+Δ TF (i)+f (i)}等式(1)其中Pcmx是所配置的最大许可WTRU发射功率。Pqm取决于WTRU功率等级、许可的容差和调整、以及e节点B用信号通知的最大许可WTRU发射功率。Mpusch(I)是用对子帧i有效的资源块数量表述的PUSCH资源分配的带宽。Po pusch (j)是特定于小区的标称分量PclMINAl—PUS。H (j)以及特定于WTRU的分量P。UE Pusch(J)的总和。P。—N。MIm—PUSeH (· )是从高层用信号通知的，其范围是[_1沈，24] dBm，分辨率是 ldB，并且j = 0和1，而Ρ。UE—PUSQI(j)则是由无线电资源控制(RRC)配置的，其范围是[-8， 7]dB，分辨率是ldB，并且j = 0和1。对于与所配置的调度授权相对应的PUSCH传输(重传)来说，j = 0 ；而对于与使用与新的分组传输相关联的DCI格式0所接收到的PDCCH相对应的PUSCH传输(重传)来说，j = 1。对于与随机接入响应授权相对应的PUSCH传输
(重传)来说，j — 2o P〇—UE—PUSCH (2) — O 并且 P〇—NOMINAL—PUSCH (2) — P〇—PRE+ 八 PREAMBLE—Msg3，其中 P〇—PRE
和Δ PEEAMBLE_Msg3是从更高层用信号通知的。对j=0或 1 来说，α e {0，0. 4，0. 5，0. 6，0. 7，0. 8，0. 9，1}是一个由更高层提供的特定于小区的三比特参数。如果j = 2，则α (j) = 1。PL是WTRU计算得到的DL路径损耗估计。对于Ks = 1.25来说，八 ^) = 1010§1。((21^>^ -1)><凡=严)，对于1^ = O 来说， ΔΤΡ( ) =0，其中Ks是由RRC给出的特定于WTRU的参数。对于在没有UL共享信道(UL-SCH)
数据的情况下经由PUSCH发送的控制数据来说，ΜΡβ =》，其中Oajl是包含了 CRC比特
丄、RE
c-i K
的CQI比特的数量，并且Nke是资源元素的数量。在其他情况中，ΜΡβ = Σ^，其中C是
r=0 丄、RE
码块的数量，并且&是码块r的大小。对于经由PUSCH而不是UL-SCH发送的控制数据来说，A^fff = Poi，而在其他情况下，A^fff = 1。如果无法根据更高层提供的特定于WTRU的参数Accumulation-enabled来启动 TPC命令累积，则f (i) = δ PUSCH (i-KPUSCH)。δ PUSCH是特定于WTRU的校正值，它也被称为TPC命令，并且是在PDCCH中用信号通知WTRU的。Kpusqi是子帧偏移，由此，当前子帧i中的f (i) 值是在当前帧i之前的Kpusqi个帧接收的δ PUSCH值。对于FDD来说，Kpusch = 4，而对TDD来说，Kpusch的值将会改变。用于子帧i的WTRU PH是如下定义的PH (i) = Pcmax-UOlog10 (Mpusch ⑴)+P0 PUSCH(j) +α XPL+Δ TF (i)+f (i)}等式O)在不考虑任何最大发射功率限制的情况下，在子帧i中，用于UL调度授权(包括无线电承载(RB)分配，MCS,以及功率控制命令)所需要的PUSCH的WTRU发射功率被表示为PPUS。H—ue(i)，并且是如下定义的 Ppusch ug⑴=IOlog10 (Mpusch ⑴)+P0 PUSCH (j) + α (j) XPL+ Δ TF ⑴ +f (i)等式(3)然后，等式1中PUSCH上的实际WTRU发射功率可以改写为Ppusch ⑴=min {PCMAX, Ppusch ug ⑴}等式等式2中用于LTE的PH公式可以改写为PH ⑴=Pcmax-Ppusql肌⑴等式(5)对LTE中的PH来说，其现有定义是为R8LTE所提供的SC-FDMA (或DFT-S 0FDMA) 空中接口的特定范例设计的。同样，它明确地适用于仅仅一个分量载波，并且只会产生由 WTRU为所有UL方向以及单个多址方案(一个发射天线的SC-FDMA)测量和汇报的一个单个值。但是这种方法并不适用于使用了载波聚合、新的多址接入方案、MIMO方案或是以灵活的带宽布置方式执行操作的LTE-A系统，其中e节点B需要知道多个分量载波和/或多个功率放大器(PA)的PH信息，以便为具有恰当发射功率电平的WTRU调度和指定UL传输。例如，假设在LTE-A系统中聚合和使用了三个载波。WTRU可以在不同载波上具有不同的最大发射功率，或者在不同的载波上具有导致产生不同发射功率电平的不同路径损耗值和/或开环功率控制参数。在一个子帧上，e节点B可以调度WTRU以在两个载波上进行传送(例如载波1和幻。如果这两个载波具有不同的发射功率，则单个PH值将无法指示这两个载波中的每一个载波上的WTRU最大发射功率与计算出的发射功率(依照功率控制公式)之间的差值。此外，当e节点B希望在载波3上调度将要进行的UL传输时，它将不知道载波3上的PH值(这是因为依照LTE中的概念，该PH值可以不被报告)。如果载波3 不与载波1和2邻接，则不能从载波1和2上的PH可靠地推导出载波3上的DL路径损耗。 非连续载波聚合中的路径损耗差值有可能会很大，例如大于7或9dB。由于WTRU测量和报告的PH值对指定该给WTRU的所有UL载波来说并不是同等有效的典型量度，因此，这会使 e节点B难以用最优的功率电平来调度UL传输。除了现有的所报告的PH值不足以适应多个载波之外，涉及PH报告的信令同样是不能满足需要的。在LTE系统中，WTRU对用于整个小区带宽的单个值PHR的传输是以下列方式之一来触发的如果路径损耗从最后一个PHR开始发生了超过DL_Pathl0SSChange (下行链路_路径损耗改变)dB的变化，并且从最后一次报告时起经过了预定时间(受PROHIBIT PHR_TIMER(禁止_PHR_定时器)控制)，则将所述传输周期性触发(受PERI0DIC_PHR_ TIMER(周期性的_PHR_定时器)控制)；或者是在配置和重新配置周期性的PHR的时候将所述传输触发。即使在可以传送PHR的时间之前发生了多个事件，在MAC协议数据单元(PDU)中也只包含一个PHR。在并入了载波聚合的LTE-A系统中，在将多个载波指定给WTRU时，需要具有用于估计和报告典型的PH信息的方法和过程。此外，PH信息的传输和信令同样也需要解决，以便在LTE-A中支持有效的PH报告。
发明内容
公开了一种用于报告功率余量的方法。功率余量可以在所有载波(带宽)上报告， 其中所述报告既可以针对特定载波，或者针对一个载波群组。用于计算功率余量的公式取决于该载波(或载波群组中的载波)是否具有有效的上行链路授权。如果载波或载波群组不具有有效的上行链路授权，则可以根据基准授权来计算功率余量。该功率余量是由无线发射/接收单元计算并报告给e节点B的。
从以下描述中可以更详细地理解本发明，这些描述是以实例的形式给出的并且可以结合附图被理解，其中图Ia-Ic示出了用于LTE-A载波聚合的不同示例配置；图2是用于宽带PH报告的方法的流程图；图3是用于特定于载波或特定于载波群组的PH报告的方法的流程图；图4示出了 LTE无线通信系统/接入网络；以及图5是图4的LTE无线通信系统的示例框图。
具体实施例方式下文引用的术语“无线发射/接收单元(WTRU) ”包括但不局限于用户设备(UE)、 移动站、固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、计算机或是其他任何能在无线环境中工作的用户设备。下文引用的术语“基站”包括但不局限于e节点B、站点控制器、接入点(AP)或是其他任何能在无线环境中工作的接口设备。WTRU的最大发射功率有可能受到下列各项的任何一种组合的限制WTRU功率等级定义，由更高层配置提供的一个或多个许可值，或是一个或多个WTRU的PA的限制。e节点B可以使用更高层信令(例如RRC信令)来为每一个载波、每一个载波群组或是所有载波配置最大WTRU发射功率。对于载波聚合来说，一种分组方法是将连续载波聚合在一起。第二种方法是在多个载波共享相同的PA时将这些载波为一组。如果WTRU具有控制不同UL载波的不同PA， 则WTRU有可能需要在初始网络接入(RRC连接建立)、切换(RRC连接重新配置)或是其他 RCC重新建立事件时报告PA与载波的关联。可替换地，如果在e节点B中确定PA与载波的关联(也就是CC到PA的映射)， 那么该映射可以由e节点B经由更高层信令来提供。例如，设想WTRU在J(其中J彡1)个分量载波(CC)上使用L个PA (其中L彡1)来进行传送。如果所述J个CC到L个PA的映射是在WTRU中确定的，那么该映射可以由WTRU用信号通知e节点B。可替换地，如果该映射是在e节点B中确定的，那么e节点B可以将该映射用信号通知WTRU。可替换地，该映射也可以由WTRU和e节点B根据预定义的规则来独立地推导，其中该预定义的规则是诸如 WTRU类别和/或载波分配之类的配置的函数。WTRU处的PA数量可以由e节点B从用信号通知的WTRU类别信息中推导得到，其中举例来说，所述WTRU类别信息是由WTRU作为WTRU 能力信息的一部分而用信号通知的。可替换地，WTRU可以显式地向e节点B用信号通知PA 数量及其特性，例如最大发射功率。定义和计算PH的处理需要反映WTRU最大发射功率与依照UL功率控制公式而在与不同PA相关联的载波或是所有载波上计算的WTRU发射功率之间的差值，其中该公式可以是为特定载波定义的。在这里为最大发射功率限制定义了三种基本方案。针对这些方案中的每一种方案，在这里都提供了用于计算和报告PH的方法。PH计算和报告是由WTRU执行的。方案1在所有聚合载波上的WTRU的发射功率的总和是以预定义和/或所配置的最大发射功率Pcmx为条件的。与LTE中一样，Pcmx可以取决于WTRU功率等级、许可的容差和调整、 以及e节点B用信号通知WTRU的最大许可发射功率(有可能是每一个载波群组)的某种组合。该方案对应于只有一个射频(RF) PA控制所有聚合载波上的WTRU发射信号放大/功率、或是通过更高层信令来为所有载波配置最大发射功率的情形。在该方案中，在所有聚合载波上的WTRU的发射功率的总和被限制成是Ρ。·。方法1. A在该方法中，在子帧i中用于WTRU的宽带PH是如下定义的
权利要求
1.一种用于报告特定于载波的功率余量的方法，该方法包括计算每一个载波的最大功率Ρ。ΜΧ—。miCT ；在所述载波具有有效上行链路授t又的情况下，根据如下公式计算所述功率余量
2.根据权利要求1所述的方法，其中计算每一个载波的最大功率是基于如下公式来进行的
3.根据权利要求2所述的方法，其中Ωω中的所有载波k的P。mx。a iCT(k)的和由PqmOii) 来限制，由此 UPcMAX — d) ^ PCMAx(m)。kGQm η carrier k has grant
4.一种用于报告特定于载波的功率余量的方法，该方法包括计算每一个载波的最大功率Ρ。ΜΧ—。miCT ；在所述载波不具有有效上行链路授权的情况下，根据如下公式使用基准授权来计算所述功率余量
5.根据权利要求1或4所述的方法，其中计算每一个载波的最大功率是基于如下公式来进行的其中BWk是载波k的带宽，Ωm是载波群组m的载波集合，以及PqmOii)是载波群组m的最大发射功率。
6.根据权利要求5所述的方法，其中Ωω中的所有载波k的P。mx。a iCT(k)的和由PqmOii)来限制，由此
7.一种用于报告特定于载波群组的功率余量的方法，该方法包括计算每一个载波的最大功率Pcmx。miCT(k)；在所述载波群组中有至少一个载波具有有效上行链路授权的情况下，根据如下公式计算群组功率余量
8. 一种用于报告特定于载波群组的功率余量的方法，该方法包括 计算每一个载波的最大功率Pcmx。miCT(k)；在所述载波群组中没有载波具有有效上行链路授权的情况下，根据如下公式使用基准授权来计算群组功率余量 其中m是载波编号，i是报告所述功率余量所针对的子帧编号，Ωω是载波群组m中的卜载波集合，且PPUSCH_REF(k，i)被定义为 其中KEF(*)是特定于基准载波的WTRU发射功率的函数，η兴k，并且载波η属于具有有效上行链路授权的载波集合，α是特定于小区的参数，PL(k)是载波k上的路径损耗估计，并且f2—KEFW是特定于基准载波的路径损耗的函数；以及报告所计算出的功率余量。
9.根据权利要求1、4、7或8中的一项所述的方法，其中计算每一个载波的最大功率是基于如下公式来进行的
10.根据权利要求9所述的方法，其中所有载波k的P1CMAX_carrier(k)的和由Pcmax来限制，由此
11.根据权利要求1、4、7或8中的一项所述的方法，其中计算每一个载波的最大功率是基于如下公式来进行的
12.根据权利要求11所述的方法，其中Ω中所有载波k的P。MX。miCT(k)的和由P·来P艮帝[J，由此
13.一种用于报告特定于载波群组的功率余量的方法，该方法包括在所述载波群组中有至少一个载波具有有效上行链路授权的情况下，根据如下公式计算群组功率余量
14.一种用于报告特定于载波群组的功率余量的方法，该方法包括在所述载波群组中没有载波具有有效上行链路授权的情况下，根据如下公式使用基准授权来计算所述功率余量
15.一种用于报告宽带功率余量的方法，该方法包括根据如下公式计算所述功率余量 其中i是子帧编号，在该子帧中存在有效上行链路授权，？。
是总的最大发射功率，k是载波编号，Ω是活动载波集合，Ppusqlto(k，i)是在施加最大功率限制之前子帧i中的载波k 的发射功率；以及报告所计算出的功率余量。
16.一种用于报告宽带功率余量的方法，该方法包括根据如下公式计算所述功率余量
17. 一种用于报告宽带功率余量的方法，该方法包括 根据如下公式计算所述功率余量
18. 一种用于报告宽带功率余量的方法，该方法包括 根据如下公式计算所述功率余量
19. 一种用于报告宽带功率余量的方法，该方法包括 根据如下公式计算所述功率余量
20. 一种用于报告不具有有效上行链路授权的载波的宽带功率余量的方法，该方法包括根据如下公式使用基准授权来计算所述功率余量
21.一种用于报告特定于载波的功率余量的方法，该方法包括计算每一个载波的最大功率Ρ。ΜΧ—。miCT ；在所述载波具有有效上行链路授权的情况下，基于Po —。a iCT和在施加最大功率限制之前给定子帧i中的给定载波k的发射功率来计算该子帧i中的该载波k的功率余量，在该子帧中载波k具有有效上行链路授权；以及报告所计算出的功率余量。
22.一种用于报告可配置的功率余量的方法，该方法包括结合如权利要求15-20任意一项所述的宽带功率余量报告、如权利要求1-6、9-12或21 中任意一项所述的特定于载波的功率余量报告或如权利要求7-14中任意一项所述的特定于载波群组的功率余量报告。
23.一种根据上述任一权利要求所述的用于报告功率余量的方法，该方法还包括考虑立方度量的影响，其中通过基于最大无线发射/接收单元的输出功率将Pqm或 Pcmax (m)的下界调整为一值来修改该Pqm或Pcmax (Hl)。
24.一种根据上述任一权利要求所述的用于报告功率余量的方法，该方法还包括使用差分功率余量报告，其中一个载波或载波群组的功率余量以全分辨率被报告并被设置为基准点；以及其他载波的功率余量被计算和报告为相对于所述基准点的差。
全文摘要
公开了一种用于报告功率余量的方法。功率余量可以在所有载波(带宽)上报告，其中所述报告既可以针对特定载波，或者针对一个载波群组。用于计算功率余量的公式取决于该载波(或载波群组中的载波)是否具有有效的上行链路授权。如果载波或载波群组不具有有效的上行链路授权，则可以根据一个基准授权来计算功率余量。该功率余量是由无线发射/接收单元计算并报告给e节点B的。
文档编号H04W72/12GK102318426SQ200980148684
公开日2012年1月11日 申请日期2009年12月3日 优先权日2008年12月3日
发明者E·巴拉, J·A·斯特恩-波科维茨, J·S·列维, J·W·哈伊姆, K·J-L·潘, P·J·彼得拉什基, P·S·王, S-H·辛, 张国栋, 王津 申请人:交互数字专利控股公司