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CN101167264B - 用于在通信网络中分配功率的方法和装置 - Google Patents

用于在通信网络中分配功率的方法和装置 Download PDF

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CN101167264B CN200580049645.3A CN200580049645A CN101167264B CN 101167264 B CN101167264 B CN 101167264B CN 200580049645 A CN200580049645 A CN 200580049645A CN 101167264 B CN101167264 B CN 101167264B
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Abstract

在用于通信系统中对信道分配功率的方法中，将给定传输块大小与该信道的最大允许传输块大小进行比较(S1)，并且至少基于该比较来对所述信道分配(S3)功率，以提高用户所感受到的该信道的吞吐量。

Description

用于在通信网络中分配功率的方法和装置
技术领域
本发明一般涉及通信系统，特别是涉及用于在此类系统中分配功率的方法和装置。
背景技术
移动通信市场的发展产生对更大系统容量和更高数据速率的需求。为了增强对分组交换业务的支持，3GPP进行了标准化，称为高速下行链路分组访问或HSDPA。HSDPA包括许多功能部件，它们的组合增大网络容量并提高下行分组业务的峰值数据速率或吞吐量。HSDPA概念依赖于传输信道，高速下行链路共享信道(HS-DSCH)，其中以时间和/或码复用方式按某个传输时间间隔(TTI)来对单个用户分配大量功率和码资源。而且，HSDPA还使用自适应调制和编码、快速物理层混合ARQ和快速分组调度。这些功能部件密集地结合，并允许传输参数对无线电信道质量的瞬间变化的每个TTI的自适应。
根据HSDPA[1]的3GPP标准，用户设备(UE)将向UMTS地面无线电接入网(UTRAN)报告接收的信道质量。这通过包含在关联的上行链路信令信道(HS-DPCCH)中的信道质量指示符(CQI)信息元素来报告。图1示意性示出了此情况。向UE报告的CQI值反映UE将HS-DSCH上发送的用户数据解码的能力，以及UTRAN使用该值来实现UE调度和传输块(TB)选择。CQI-值从该UE在预定的检测误码的情况下能够支持一组参考参数中指定传输块大小、码的数量和调制。该标准强制需求UE CQI报告应该达到10％的混合自动重复请求(HARQ)块错误率(BLER)。
3GPP规范TS25.306[2]规定具有HSDPA功能的UE的能力。所有UE类具有规定的对应于每个HARQ传输时间间隔(TO)的最大TB大小能力。这意味着对于UE来说绝对数据速率受限于TTI间隔和最大允许TB块大小。如果UTRAN中的TB选择坚持遵循10％BLER的目标值(即使是最大TB选择)，则这将导致峰值吞吐量略低于理论上可能的最大值10％。图2示出了此情况。
需要在不引入非必要干扰的情况下提高峰值数据速率。
发明内容
本发明的一般目的在于能够实现电信系统中改进的功率分配。
本发明的一个具体目的在于能够利用HSDPA来实现系统的最大峰值数据速率。
本发明的另一个目的是能够使吞吐量最大化同时将相关的干扰最小化。
本发明的一个具体目的在于能够实现用于分配HS-DSCH上的功率的方法。
本发明的另一个具体目的在于允许为每个用户设备类的较高或最高传输格式或块大小实现区别的功率分配。
本发明的目的在于在具有HSDPA功能的小区中实现用户数据的较高峰值数据速率。
这些和其它目的根据所附的权利需求来实现。
基本上，本发明包括用于将给定的传输块大小与信道的最大允许传输块大小进行比较并至少基于该比较来对信道分配功率的方法和装置。
具体地说，本发明包括在大TB选择的情况下通过明智地增加HS-PDSCH上的功率来降低BLER，从而提升大HARQ TB的吞吐量。对于小或中等大小的TB大小，将HARQ BLER保持在较高水平，以使增加功率将对小区吞吐量和相邻小区干扰产生的负面影响最小化。这种组合允许较高峰值数据速率，同时使本小区和相邻小区中所产生的干扰最小化。
为了达到最大可能吞吐量，建议针对大MAC-hs-TB大小来增加分配给HS-PDSCH的发射功率，以达到比较小TB大小选择的情况低的HARQ BLER。
本发明的优点包括：
·使用户感知的吞吐量能够逼近最大理论极值
·针对传输块大小来提高吞吐量。
·能够基于传输块大小来实现选择性的功率分配。
附图说明
通过参考结合附图进行的下文描述可以最好地理解本发明以及其它目的和优点，其中：
图1是其中可以实现本发明的系统的示意图；
图2是示出本发明的效果的示意图；
图3是根据本发明的方法的实施例的示意性流程图；
图4是根据本发明的方法的另一个实施例的示意性流程图；
图5是根据本发明的方法的再一个实施例的示意性流程图；
图6是根据本发明的装置的示意性框图。
缩略语
BLER块错误率
CQI信道质量指示符
HARQ混合自动重复请求
HSDPA高速下行链路分组访问
HS-DPCCH高速下行链路物理控制信道
HS-PDSCH高速物理下行链路共享信道
HS-DSCH高速下行链路共享信道
TB传输块
TF传输格式
TTI传输时间间隔
UE用户设备
UTRAN UMTS地面无线电接入网
具体实施方式
下文将在利用高速下行链路分组访问的通信系统的环境中描述本发明。但是，可以在特定功率需求提供对最大吞吐量的非必要限制的其它基于分组的系统中应用相同的通用原理。因此，可以在利用WCDMA、CDMA2000、增强的UL、WLAN、HSDPA的任何一种技术的系统中采用本发明。
本发明解决的现有技术的其中一个缺点是，系统并不致力于达到最高的可能用户吞吐量。相反，现有技术的系统配置成对于所有传输块大小达到10％的HARQ BLER。一般来说，这导致吞吐量比理论上的可能性低10％。对于例如基准测试或其它的一些情况，期望至少对于最高传输块大小达到最大化的吞吐量。但是必须通过在系统中引入非必要干扰才能实现。
基本上，根据本发明，如果诸如移动电话等用户设备(UE)指示非常好的信道状况，并且UTRAN中的传输块大小(TB)选择过程选择对于要调度的UE可能的最高TB大小的最高大小或其中一个大小，则URAN对HS-PDSCH分配高于较低TB大小选择的情况的功率。以此方式，重发将会较少，并且对于越大TB大小选择，吞吐量将越高。以此方式可以达到的吞吐量获益约为10％。
仅将对HS-PDSCH的较高功率分配限制于最高或较高TB的原因是，如果对于其它TB大小选择，HARQ BLER的降低与对于高TB大小选择所建议的一样多，则本小区与相邻小区中的干扰电平将增加，小区中的总体吞吐量将下降。
因此根据本发明的通用原理是，通过对于低到中等大小TB：s而在较高HARQ BLER目标上运行该小区，同时对较大或最大TB选择来使用较低HARQ BLER以在小区级上体现好的吞吐量。这将保持小区中干扰电平的较低状态，同时允许用户获得比不采用本系统中出现的该功能部件的情况下可能有的最大用户数据吞吐量更高的最大用户数据吞吐量。
在HS-PDSCH上使用较高输出功率的另一个前提是，节点B的最大可能功率输出有足够的余量。为了保持系统的稳定性，应该监控该区域中的节点B的能力并用它作为决策的输入，以判断对于所选的TB，HS-PDSCH上较高的功率设置是否可能。
参照图3，在根据本发明的通用方法实施例中，对于给定的传输块(TB)大小和给定的功率需求(PREQ)，最初将给定的传输块大小与用户设备类的最大允许传输块大小(TBMAX)进行比较S1。然后，至少基于该比较将可用功率的至少一部分分配S3给这些传输块。
更具体的实施例包括将可用功率与用户设备的给定功率需求进行比较S2。然后，还基于该比较将功率分配给S3给定TB大小。
要理解的是，除了根据给定功率需求分配的功率外，还分配根据本发明分配的功率。
给定的TB大小和最大允许TB大小的比较基本可以得到三个不同结果，其中仅两个结果能使本发明得以执行。首先，给定的TB大小可能等于最大允许TB大小。其次，给定的TB大小可能小于最大允许的TB大小，但是大于预定的TB限制大小。第三且最后，给定的TB大小可能小于预定的TB限制大小。对于最后一种情况，通常将不采用本发明，因为吞吐量小，将这些TB大小的吞吐量最大化的效果有限。
在下文中，将描述根据本发明的一些具体实施例。
参照图4，根据本发明的一个具体实施例，给定的Tb大小与最大允许的TB大小的比较S1结果是相等的，即TB＝TBmax。因此，将给定的功率需求(例如达到例如10％的预定HARQ BLER所需的功率)与UE的信道总可用功率进行比较S2。如果总可用功率大于给定的功率需求，则在分配功率达到例如10％的HARQ BLER之后有剩余的可用功率。
根据对最大允许TB大小的功率分配的第一备选方式，除了已经分配的功率需求外，还将预定量的功率(例如3dB)分配S31给信道，如图2所示。但是，仅在剩余的可用功率等于或大于预定量时这才是可能的。如果没有足够的剩余功率，则可将全部剩余功率分配给最大TB大小。当然如果剩余的功率不足以达到预定功率，则实施某种其它分配方法是可能的。
再如图4所示，根据对最大允许TB大小的功率分配的第二备选方式，分配功率S32以达到与第一功率需求(即10％)不同的预定HARQ BLER(例如1％)。与第一备选方式相似，如果没有足够的剩余功率可用，则分配全部剩余功率或应用某种其它方法。
根据第三备选方式，见图4，将全部剩余可用功率分配S33给最大Tb大小。
因此，对于最大传输块大小，将吞吐量最大化，而所有其它TB大小达到10％的HARQ BLER。
作为所提出的方案的好处的示例，类别为5的UE具有接收5个码上的数据的能力，每个TTI16个QAM。UE可在一个TTI内接收的HS-PDSCH传输块的最大位数是7298位。
给定上文的UE能力的情况下，在本示例中假定UTRAN能够在每个TTI发送27个320位MAC-d PDU数据的块。
这意味着将不发生重发情况下的最大可能吞吐量是：
T极点＝27×320×(1000/2)＝4.32Mbps。
但是，在本示例中，我们假定UTRAN将HS-PDSCH上的功率分配设成以10％的BLER为目标。这意味着将吞吐量限制于：
T10％BLER＝4.32×(1-(1-0.90))＝3.89Mbps
另一方面如果将HS-PDSCH上的功率分配设成以1％的BLER为目标，则吞吐量将为：
T1％BLER＝4.32×(1-(1-0.99))＝4.28Mbps
在具有第5类能力的UE的本示例中，BLER目标设在1％以进行比较，但是如果将更多功率分配给HS-PDSCH，则可使更高TB选择的吞吐量甚至更接近地逼近4.32Mbps的极点吞吐量。假定可用功率和系统稳定性设置的限制的情况下，所选的BLER将在最大化的吞吐量与所导致的与相邻和本小区的干扰之间进行折衷。
下面将参照图5描述根据本发明的方法的另一个具体实施例。
在该特定实施例中，给定TB大小与最大允许TB大小之间的比较得到比预定TB大小极限更大的多个TB大小。该极限由最大传输块大小减预定的值来定义。因此，将总可用功率与给定的功率需求进行比较S2。如果总可用功率大于给定的功率需求，则如先前实施例中的情况，将剩余可用功率的至少一部分分配S3’给大于或等于预定的限制的所有传输块大小的每一个传输块大小。
可采用与给定TB大小等于最大TB大小的实施例相似的方式，将剩余的可用功率分配S31′、S32′、S33′给多个传输块大小。在本实施例中，对这多个传输块大小全部分配相同量的附加功率。但是，如果因干扰考率或其它判据而有必要的话，则将附加分配进行不同的处理也是可能的。
下文将参照图6描述根据本发明的装置。
参照图6，通信系统中的装置10包括输入/输出I/O、配置成将给定传输块大小与最大允许传输块大小进行比较的第一比较单元11、以及配置成至少基于该比较来对信道分配功率的功率分配单元13。
根据一个具体实施例的装置10包括配置成将给定功率需求与总可用功率进行比较的第二比较单元12。此外，功率分配单元13还适于基于该比较来分配功率。
根据一些具体实施例，装置10的不同的单元11、12、13还配置成执行上文描述的本发明的方法。
根据第一实施例，功率分配单元13适于将预定量的剩余可用功率分配给最大允许传输块大小或从预定的阈值大小到最大允许传输大小中的多个传输块大小。如果剩余可用功率不足，则分配单元适于将全部剩余可用功率分配给最大传输块大小或多个大小。
根据第二实施例，分配单元13适于分配低于给定功率需求而又能实现预定HARQ BLER值的功率。如果剩余可用功率不足，则分配单元13适于分配全部剩余功率。
根据第三实施例，分配单元3适于将全部剩余可用功率分配给最大传输块大小或多个传输块大小。
这意味着，可以将该装置设在系统的节点中，优选地设在节点B中。但是，将该装置的功能设在某个或某些其它节点中也是可能的。
所提出的方案的突出特征和主要优点在于，它使用户感受到的吞吐量逼近最大理论极点值，同时如果对所有TF提高功率分配的话，就会将小区生成的干扰保持得远比可能的情况低。
这意味着如果启用该功能部件的话，较之常规系统，用户感受到的吞吐量将大约高出10％。这在比较不同的WCDMA供应商解决方案的基准情况(scenario)下尤为重要。
本领域技术人员会理解，在不背离所附权利要求确定的本发明范围的前提下可对本发明进行各种修改和改变。
参考文献
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3GPP TS 25.306 V6.3.0(2004-12)。

Claims (28)

1.一种在通信系统中对信道分配功率的方法，其特征在于：
将所述信道的给定传输块大小与最大允许传输块大小进行比较(S1)，以及
至少基于所述比较来对所述信道分配(S3)功率以提高所述信道的吞吐量，其特征在于，还包括以下附加步骤：
将所述信道的给定功率需求与总可用功率进行比较(S2)；以及
至少基于所述功率比较来对所述信道分配(S3)功率，
其中，将所述信道的给定功率需求与总可用功率进行比较的步骤包括确定给定功率需求与总可用功率之间的差来计算剩余可用功率，并且所述分配步骤(S3)包括为大于或等于预定阈值的传输块大小分配剩余可用功率的至少一部分，其中所述预定阈值小于或等于所述信道的最大允许传输块大小。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果给定传输块大小等于所述最大允许传输块大小，并且总可用功率大于给定功率需求，则为所述最大允许传输块大小分配所述剩余可用功率的至少一部分。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为所述最大允许传输块大小分配(S3)所述剩余可用功率的预定量或全部剩余可用功率。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定量是3dB。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，为所述最大允许传输块大小分配全部所述总可用功率。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，为所述最大允许传输块大小分配功率(S3)以能达到预定混合自动重发块错误率，它小于所述给定功率需求所达到的混合自动重发块错误率；否则为所述最大允许传输块大小分配全部可用剩余功率。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述给定功率需求 能够达到10％的混合自动重发块错误率，并且所述预定混合自动重发块错误率是1％。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
如果所述给定传输块大小等于或大于所述最大允许传输块大小与预定参数值之间的差，并且所述总可用功率大于所述给定功率需求，则为大于或等于所述差的所有传输块大小分配(S3)所述可用剩余功率的至少一部分。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，通过为多个传输块大小分配预定量的功率或全部可用剩余功率来为所述多个传输块大小分配功率(S3)。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，为所述多个传输块大小分配全部所述总可用功率。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，为所述多个传输块大小分配功率以能达到预定混合自动重发块错误率，它小于所述给定功率需求所能达到的混合自动重发块错误率；否则为所述多个传输块大小分配全部可用剩余功率。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述给定功率需求能够达到10％的混合自动重发块错误率，并且所述预定的混合自动重发块错误率是1％。
13.如前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述通信系统采用下列中的一个：WCDMA、CDMA2000、增强的UL、WLAN、HSDPA。
14.一种通信系统中的装置，其特征在于，
用于将信道的给定传输块大小与最大允许传输块大小进行比较(11)的部件，
至少基于所述比较来对所述信道分配(13)功率以提高所述信道的吞吐量的部件，其特征在于，还包括
用于将给定功率需求与总可用功率进行比较(12)的部件，并且 所述功率分配部件(13)适于至少基于所述功率比较来分配功率，
其中，比较部件(12)适于确定所述给定功率需求与所述总可用功率之间的差来计算剩余可用功率，并且所述分配部件(13)适于为大于或等于预定阈值的传输块大小分配所述剩余可用功率的至少一部分，其中所述预定阈值小于或等于所述信道的所述最大允许传输块大小。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，如果所述给定传输块大小等于所述最大允许传输块大小，并且总可用功率大于给定功率需求，则所述分配部件(13)适于为所述最大允许传输块大小分配所述剩余可用功率的至少一部分。
16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述分配部件(13)适于为所述最大允许传输块大小分配预定量的剩余可用功率或全部剩余可用功率。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述预定量是3dB。
18.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述分配部件(13)适于为所述最大允许传输块大小分配全部所述剩余可用功率。
19.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述分配部件(13)适于为所述最大允许传输块大小分配功率以能达到预定混合自动重发块错误率，它小于所述给定功率需求所达到的混合自动重发块错误率；否则为所述最大允许传输块大小分配全部可用剩余功率。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述给定功率需求能够达到10％的混合自动重发块错误率，并且所述预定的混合自动重发块错误率是1％。
21.如权利要求14所述的装置，其特征在于，
如果所述给定传输块大小等于或大于所述最大允许传输块大小与预定参数值之间的差，并且总可用功率大于给定功率需求，则所述分配部件(13)适于为大于或等于所述差的所有传输块大小分配所述可用剩余功率的至少一部分。 
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述分配部件(13)适于为多个传输块大小的每一个分配预定量的剩余可用功率或全部剩余可用功率。
23.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述分配部件(13)适于为多个传输块大小的每一个分配全部可用剩余功率。
24.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述分配部件(13)适于为所述多个传输块大小分配功率以能达到预定混合自动重发块错误率，它小于所述给定功率需求所能达到的混合自动重发块错误率；否则为所述多个传输块大小的每一个传输块大小分配全部可用剩余功率。
25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述给定功率需求能够达到10％的混合自动重发块错误率，并且所述预定混合自动重发块错误率是1％。
26.如权利要求14至25中任一项所述的装置，其特征在于，所述通信系统利用下列中的一个：WCDMA、CDMA2000、增强的UL、WLAN、HSDPA。
27.一种通信系统中的节点，其特征在于，所述节点包括如权利要求14至26中任一项所述的装置。
28.如权利要求27所述的节点，其特征在于，所述节点是节点B。 
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