[发明专利]在多载波通信系统中用于自适应载波分配和功率控制的方法和装置

说明书

本分案申请是于2002年11月07日提交的、题为“在多载波通信系统中用于自适应载波分配和功率控制的方法和装置”的PCT申请PCT/US02/36030(国家申请号02830118.8)的分案申请。

技术领域

本发明涉及多载波通信系统的领域；特别地，本发明涉及在多载波系统中分配载波并实现功率控制。

背景技术

随着对高速无线服务的需求的增长，需要每带宽有更多的容量以容纳更多有较高数据速率的用户，同时保持有保证的服务质量(QoS)。在点对点通信中，在发射机和接收机之间可达到的数据速率是由可用带宽、传播信道条件以及接收机的噪声叠加干扰电平所约束的。对于基站是与多用户通信的无线网络来说，网络容量还依赖于频谱资源被分配的方式和所有用户的信道条件及噪声叠加干扰电平。在当前的技术发展水平中，使用多路访问协议例如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)来根据用户的数据速率需求在用户之间分配可利用的频谱。其它的关键限制因素，例如信道衰落条件、干扰电平和QoS需求通常都被忽视了。

最近，对基于正交频分多址(OFDMA)无线网络的正交频分复用(OFDM)的兴趣日益增长。OFDM调制解调器的最大优势之一是能够在窄带子载波之间最佳地分配功率和速率。OFDMA考虑了多路访问的能力以服务于增加的用户数。在OFDMA中，一个或一簇OFDM子载波定义了一个“业务信道”，并且不同的用户通过使用不同的业务信道同时访问基站。

现有的用于无线业务信道分配的方法实际上是用户启动的和单一用户(点对点)的。由于多路访问网络的总容量依赖于所有活跃用户的信道衰落情况、噪声叠加干扰电平、以及在空分收发机情况下的空间信道特性，分配的或基于用户的信道加载基本上接近于次最优。而且，当多个收发机用做基站时，用户启动的加载算法是有问题的，因为根据全向探测信号测量的信噪叠加干扰比(SINR)并不反映特定业务信道随空间处理增益的实际质量。换句话说，根据全向探测信号在用户处测量的“坏”业务信道，随着来自基站的适当空间波束成形，可能成为一个非常“好”的信道。出于这两个原因，创新的信息交换机制和说明所有访问用户的(空间)信道条件以及他们的QoS需求的信道分配和加载协议，都是非常需要的。这样的“空间信道和QoS意识”分配方案可以显著地增加频谱效率并由此增加在给定带宽中的数据容量。这样，分布式处理方法即用户初始化分配基本上是次最优。

线性调制技术，例如四相相移键控(QPSK)、正交幅度调制(QAM)和多载波配置提供了良好的频谱效率，然而由这些方法产生的调制RF信号存在起伏的包络。这对于用于发送通讯的功率放大器(PA)提出了严格的和矛盾的需求。调制信号的起伏包络要求高线性的功率放大。但为了达到更高的效率并改善上行链路预算，功率放大器不得不接近于压缩工作并输出最大可能的功率。因此，系统可处理的功率相对于非线性放大量之间有一个折衷。

而且，PA中的非线性产生交叉调制失真(IMD)分量。大部分IMD分量表现为对相邻信道的干扰。这个功率参照无线标准中的相邻信道漏泄功率比(ACPR或ACLR)。

由于与在相邻和交替信道中工作的频谱的其他用户的共存，ACPR对FCC和无线标准是很重要的。带内或信道失真影响被授权方自身频谱的性能，这反过来影响在同一系统中其他用户的发射机信噪比(SNR)。

无线通信系统中的RF链路预算指的是平衡可利用的发射功率、天线增益、传播损耗以及确定接收功率满足最小可检测信号阈值的最大容许距离。一些参数影响着RF链路预算。两个主要因素，从PA可获得的发射机RF功率和接收机灵敏度，都在电路设计师的控制之下。与用户设备(CE)相比，基站设计有相对更多的自由度。这导致在上行链路中的RF链路预算不平衡。以给定的CE成本、尺寸和电池寿命需求，很难克服这个限制。

发明内容

描述了一种在多载波系统中用于分配载波的装置和过程。在一个实施例中，所述处理包括确定用户相对于基站的位置、根据该用户相对于基站的位置从多载波频带中选择载波以分配给用户、将选中的载波分配给用户、以及指示用户是否在其额定发射功率范围之上调节发射功率。

附图说明

从下文给出的详细描述以及从本发明不同实施例的附图中可以更充分地理解本发明，然而，这些实施例并不是将本发明限制为这些具体的实施例，而仅仅是用于解释和理解的。

图1A表示一种多载波系统。

图1B表示在一个多载波系统中的频谱再生长。

图1C表示功率放大器的工作范围。