无线通信网络中进行分数频率复用的方法和系统转让专利
申请号 : CN200780009779.1
文献号 : CN101406080B
文献日 : 2010-10-06
发明人 : S·弗尔奇齐 , 吴建铭 , 方默寒
申请人 : 北电网络有限公司
摘要 :
一种用于在通信网络中进行分数频率复用的方法和系统。定义了多个用于无线通信的分数频率复用模式，其中每个模式与分配给多个功率电平之一的相应的无线通信频段组相关联。使用来自所述多个分数频率复用模式的一个分数频率复用模式，建立与第一区域内至少一个移动终端的通信。检测与第一扇区内至少一个移动终端进行通信的覆盖问题。通知与第二区域相关联的基站将该第二区域内的通信变成来自多个分数频率复用模式的不同分数频率复用模式。
权利要求 :
1.一种用于在通信网络中进行分数频率复用的方法，所述方法包括：
定义用于无线通信的多个分数频率复用模式，每个模式与分配给多个功率电平之一的相应的无线通信频段组相关联；
使用来自所述多个分数频率复用模式的一个分数频率复用模式来建立与第一区域内的至少一个移动终端的通信；
检测与所述第一区域内的至少一个移动终端的通信中的覆盖问题；以及
通知与第二区域相关联的基站将所述第二区域内的通信改变到与所述多个分数频率复用模式不同的模式。
2.权利要求1所述的方法，其中检测覆盖问题包括：确定位于与所述第一区域相对应的小区边缘的、要进行数据通信的移动终端的数量超过了预定的CQI阈值。
3.权利要求1所述的方法，其中所述多个分数频率复用模式包括具有软复用因子的模式。
4.权利要求3所述的方法，其中所述无线通信频段组的2/3是低功率频段，且所述无线通信频段组的其他1/3是高功率频段，所述高功率频段基本上以全功率电平被发射，且所述低功率频段基本上以全功率的一半被发射。
5.权利要求3所述的方法，其中所述无线通信频段组的三分之二是低功率频段，且所述无线通信频段组的其他三分之一是高功率频段，所述高功率频段基本上以全功率电平被发射，且所述低功率频段基本上以全功率的四分之一被发射。
6.权利要求1所述的方法，其中所述多个分数频率复用模式包括具有复用因子为1/3的模式，该分数频率复用模式中，基本上全功率被用在频段的1/3上，而剩下的2/3频段未被使用。
7.权利要求1所述的方法，还包括：从与所述第二区域相关联的基站接收对于所述第二区域内的通信模式已经改变的确认和否定确认之一。
8.权利要求1所述的方法，其中定义用于无线通信的多个分数频率复用模式的步骤包括：使用频率规划来分配频率资源。
9.权利要求1所述的方法，其中定义用于无线通信的多个分数频率复用模式的步骤包括：分配至少一个频率复用子频带给所述至少一个移动终端，所分配的至少一个频率复用子频带对应于由所述基站分配的模式。
10.权利要求9所述的方法，其中所分配的至少一个频率复用子频带包括处于第一功率电平的频段，所述第一功率电平比来自所述多个功率电平的第二功率电平小。
11.权利要求9所述的方法，其中所述至少一个频率复用子频带包括信道跳跃区域。
12.权利要求11所述的方法，其中所述信道跳跃区域包括一个或多个DRCH。
13.权利要求11所述的方法，其中所述信道跳跃区域包括一个或多个BRCH。
14.权利要求1所述的方法，其中所述多个功率电平包括第一功率电平和低于所述第一功率电平的第二功率电平，其中改变到不同的模式包括：使在所分配的频段上的最大发送功率电平阈值适合所述第二功率电平。
15.权利要求1所述的方法，其中检测覆盖问题包括：确定与位于所述第一区域的小区边缘的移动终端传送的数据量超过了预定的阈值。
16.一种用于在通信网络中进行分数频率复用以便与至少一个移动终端进行通信的系统，所述系统包括：第一和第二基站，每个基站使用多个分数频率复用模式用于无线通信，每个模式与分配给多个功率电平之一的相应的无线通信频段组相关联，所述第一基站具有中央处理单元，所述中央处理单元操作来：使用来自所述多个分数频率复用模式的一个分数频率复用模式来建立与第一区域内的至少一个移动终端的通信；
检测与所述第一区域内的至少一个移动终端的通信中的覆盖问题；以及
通知与第二区域相关联的第二基站将所述第二区域内的通信改变到与所述多个分数频率复用模式不同的模式。
17.权利要求16所述的系统，其中检测覆盖问题包括：确定位于与所述第一区域相对应的小区边缘的、要进行数据通信的移动终端的数量超过了预定的CQI阈值。
18.权利要求16所述的系统，其中所述多个分数频率复用模式包括具有软复用因子的模式。
19.权利要求18所述的系统，其中所述无线通信频段组的2/3是低功率频段，且所述无线通信频段组的其他1/3是高功率频段，所述高功率频段基本上以全功率电平被发射，且所述低功率频段基本上以全功率的一半被发射。
20.权利要求18所述的系统，其中所述无线通信频段组的三分之二是低功率频段，且所述无线通信频段组的其他三分之一是高功率频段，所述高功率频段基本上以全功率电平被发射，且所述低功率频段基本上以全功率的四分之一被发射。
21.权利要求16所述的系统，其中所述多个分数频率复用模式包括具有复用因子为1/3的模式，该分数频率复用模式中，基本上全功率被用在频段的1/3上，而剩下的2/3频段未被使用。
22.权利要求16所述的系统，其中所述中央处理单元还操作来：从第二基站接收对于所述第二区域内的通信模式已经改变的确认和否定确认之一。
23.权利要求16所述的系统，其中在建立与所述第一区域内的至少一个移动终端的通信之前，所述中央处理单元使用频率规划来分配频率资源。
24.权利要求16所述的系统，其中在建立与所述第一区域内的至少一个移动终端的通信之前，所述中央处理单元操作来：分配至少一个频率复用子频带给所述至少一个移动终端，所分配的至少一个频率复用子频带对应于由所述基站分配的模式。
25.权利要求24所述的系统，其中所分配的至少一个频率复用子频带包括处于第一功率电平的频段，所述第一功率电平比来自所述多个功率电平的第二功率电平小。
26.权利要求24所述的系统，其中所述至少一个频率复用子频带包括信道跳跃区域。
27.权利要求26所述的系统，其中所述信道跳跃区域包括一个或多个DRCH。
28.权利要求26所述的系统，其中所述信道跳跃区域包括一个或多个BRCH。
29.权利要求16所述的系统，其中所述多个功率电平包括第一功率电平和低于所述第一功率电平的第二功率电平，其中改变到不同的模式包括：使在所分配的频段上的最大发送功率电平阈值适合所述第二功率电平。
说明书 :
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种以适于无线通信网络的信道环境的方式进行频率的分数复用(fractional reuse)的方法和系统。
背景技术
无线通信网络，诸如蜂窝网络，通过在运行于通信网络中的移动终端之间共享资源而运行。作为共享过程的一部分，由系统中一个或多个控制设备来分配与那些信道、码等相关的资源。特定类型的无线通信网络，例如正交频分复用(“OFDM”)网络，被用于支持基于小区的高速服务，诸如符合IEEE802.16标准的高速服务。IEEE802.16标准通常被称为WiMAX，有时被称为WirelessMAN或者空中接口标准。
OFDM技术使用信道化方法，并将无线通信信道划分成能被多个移动终端同时使用的许多子信道。由于邻近的基站可使用相同的频率块，这些子信道，从而移动终端，受到来自相邻小区的干扰。
因此，需要一种将基站的输出功率调整为下述值的方法：该值在不对邻近的小区造成太多干扰的同时，使得位于小区边缘的移动终端仍能够以可接受的速率通信。已提出下述方法来减小由使用相同频率块的邻近基站所产生的干扰，从而有助于提高移动终端吞吐量和整个网络容量。
对于远处的移动终端，即位于小区边缘的移动终端，基站必须使用更大的发射功率以便到达这些移动终端。靠近基站的移动终端接收信号则需要小得多的发射功率。由于已知的移动终端仅仅在频带的子信道的一部分子信道而不是全部子信道上进行发射和接收，靠近基站的移动终端所使用的子信道的发射功率可以比在小区边缘的移动终端所使用的子信道的发射功率要低。实际上，对于靠近某个基站的移动终端所使用的子信道，减小其发射功率对靠近其他基站的移动终端造成的干扰较小。
已知的是，与将相同的发射功率用于所有子信道的网络相比，高功率子信道和低功率子信道的组合可用来提高网络的整体覆盖范围。可以以如下方式配置基站：使用相同的子信道集合来以较低发射功率向靠近该基站的用户提供服务。以较高的发射功率使用余下的子信道，并且该余下的子信道能够同时被远处和近处的用户使用。为了最小化高功率子信道对邻近基站的用户的干扰，以如下方式进一步配置小区：相邻的两个小区不使用相同的高功率子信道。因而，可以在邻近扇区未使用或以较低发射功率使用的高功率频段(tone)上调度小区边缘移动终端。由于所有基站使用不同子信道上的具有不同功率电平限制的相同频带，这种方法被称为分数频率复用(“FFR”)。一些频段(tone)被所有扇区使用，从而具有复用因子1，而其他频段仅被三分之一的扇区使用，从而具有复用因子1/3。
已知的分数频率复用(FFR)方案包括硬FFR方案和软FFR方案。复用，指由一个基站服务的小区或扇区的数量。但是，在这些现有的FFR解决方案中，复用因子，即样式(pattern)，是固定的。换言之，即使小区中的条件发生了变化，或者变好或者变差，小区内的高功率子信道和低功率子信道的复用配置(arrangement)不能被改变。因而，在已知系统中，即使在没有覆盖问题时，也总是对吞吐量有一定影响。此外，固定的FFR方案需要频率规划。在软复用中，频段的一部分与较低功率一起使用，而在硬复用中，频段的一部分根本没被使用。
因此，需要改进的、允许基于对小区内的覆盖问题的检测而进行频率复用的FFR方法和系统。
OFDM技术使用信道化方法，并将无线通信信道划分成能被多个移动终端同时使用的许多子信道。由于邻近的基站可使用相同的频率块，这些子信道，从而移动终端，受到来自相邻小区的干扰。
因此，需要一种将基站的输出功率调整为下述值的方法：该值在不对邻近的小区造成太多干扰的同时，使得位于小区边缘的移动终端仍能够以可接受的速率通信。已提出下述方法来减小由使用相同频率块的邻近基站所产生的干扰，从而有助于提高移动终端吞吐量和整个网络容量。
对于远处的移动终端，即位于小区边缘的移动终端，基站必须使用更大的发射功率以便到达这些移动终端。靠近基站的移动终端接收信号则需要小得多的发射功率。由于已知的移动终端仅仅在频带的子信道的一部分子信道而不是全部子信道上进行发射和接收，靠近基站的移动终端所使用的子信道的发射功率可以比在小区边缘的移动终端所使用的子信道的发射功率要低。实际上，对于靠近某个基站的移动终端所使用的子信道，减小其发射功率对靠近其他基站的移动终端造成的干扰较小。
已知的是，与将相同的发射功率用于所有子信道的网络相比，高功率子信道和低功率子信道的组合可用来提高网络的整体覆盖范围。可以以如下方式配置基站：使用相同的子信道集合来以较低发射功率向靠近该基站的用户提供服务。以较高的发射功率使用余下的子信道，并且该余下的子信道能够同时被远处和近处的用户使用。为了最小化高功率子信道对邻近基站的用户的干扰，以如下方式进一步配置小区：相邻的两个小区不使用相同的高功率子信道。因而，可以在邻近扇区未使用或以较低发射功率使用的高功率频段(tone)上调度小区边缘移动终端。由于所有基站使用不同子信道上的具有不同功率电平限制的相同频带，这种方法被称为分数频率复用(“FFR”)。一些频段(tone)被所有扇区使用，从而具有复用因子1，而其他频段仅被三分之一的扇区使用，从而具有复用因子1/3。
已知的分数频率复用(FFR)方案包括硬FFR方案和软FFR方案。复用，指由一个基站服务的小区或扇区的数量。但是，在这些现有的FFR解决方案中，复用因子，即样式(pattern)，是固定的。换言之，即使小区中的条件发生了变化，或者变好或者变差，小区内的高功率子信道和低功率子信道的复用配置(arrangement)不能被改变。因而，在已知系统中，即使在没有覆盖问题时，也总是对吞吐量有一定影响。此外，固定的FFR方案需要频率规划。在软复用中，频段的一部分与较低功率一起使用，而在硬复用中，频段的一部分根本没被使用。
因此，需要改进的、允许基于对小区内的覆盖问题的检测而进行频率复用的FFR方法和系统。
发明内容
根据一个方面，本发明提供了一种用于在通信网络中进行分数频率复用的方法，其中定义了用于无线通信的多个分数频率复用模式。每个模式与分配给多个功率电平之一的相应的无线通信频段组相关联。使用来自所述多个分数频率复用模式的一个分数频率复用模式，建立与第一区域内至少一个移动终端的通信。检测与第一扇区内至少一个移动终端进行通信的覆盖问题。通知与第二区域相关联的基站将该第二区域内的通信变成不同于多个分数频率复用模式的模式。
根据另一个方面，本发明提供一种用于在通信网络中进行分数频率复用以便与至少一个移动终端进行通信的系统，其中该系统包括第一和第二基站，每个基站使用多个分数频率复用模式用于无线通信。每个模式与分配给多个功率电平之一的相应的无线通信频段组相关联。所述第一基站具有中央处理单元，其中该中央处理单元操作来使用来自多个分数频率复用模式的一个分数频率复用模式来建立与第一区域内的至少一个移动终端的通信，检测与第一扇区内的至少一个移动终端进行通信的覆盖问题，并通知与第二区域相关联的第二基站将该第二区域内的通信变成不同于多个分数频率复用模式的模式。
本发明的又一方面将在随后的描述中部分地给出，并且将从描述中部分地清楚，或可通过实践本发明而学习到。通过在所附的权利要求中特别指出的元件及组合，将实现和获得本发明的各方面。应当理解，前面的通用描述和随后的详细描述都仅仅是示例性的和说明性的，而不应当限制所要求的本发明。
根据另一个方面，本发明提供一种用于在通信网络中进行分数频率复用以便与至少一个移动终端进行通信的系统，其中该系统包括第一和第二基站，每个基站使用多个分数频率复用模式用于无线通信。每个模式与分配给多个功率电平之一的相应的无线通信频段组相关联。所述第一基站具有中央处理单元，其中该中央处理单元操作来使用来自多个分数频率复用模式的一个分数频率复用模式来建立与第一区域内的至少一个移动终端的通信，检测与第一扇区内的至少一个移动终端进行通信的覆盖问题，并通知与第二区域相关联的第二基站将该第二区域内的通信变成不同于多个分数频率复用模式的模式。
本发明的又一方面将在随后的描述中部分地给出，并且将从描述中部分地清楚，或可通过实践本发明而学习到。通过在所附的权利要求中特别指出的元件及组合，将实现和获得本发明的各方面。应当理解，前面的通用描述和随后的详细描述都仅仅是示例性的和说明性的，而不应当限制所要求的本发明。
附图说明
附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分，并描述了本发明的实施例，并与描述一起用来解释本发明的原理。这里所描述的实施例是目前的优选实施例，但是，应当理解，本发明不限于所示出的精确配置和手段，其中：
图1是根据本发明的原理构建的系统的实施例的图；
图2是根据本发明的原理构建的示例性基站的框图；
图3是根据本发明的原理构建的示例性移动终端的框图；
图4是根据本发明的原理构建的示例性OFDM架构的框图；
图5是根据本发明的原理的接收信号处理流的框图；
图6是在可用的子载波中导频符号的示例性散布的图；
图7是本发明的示例性小区和扇区架构的图；
图8是示出根据本发明实施例构建的示例性分数频率复用配置的图；
图9是没有确认(acknowledgment)的本发明的适应性FFR方法的流程图；
图10是按模式示出使移动终端16以给定的几何因子(geometry)运行的概率的图；
图11是根据本发明的原理构建的、使用每个小区或网络范围规划(per cell or network wide planning)的适应性分数频率复用方法的相对CQI值的图；
图12是使用每小区规划的DRCH的适应性分数频率复用方法的图；
图13是示例性的使用每小区规划的BRCH的适应性分数频率复用方法的图；
图14是使用BRCH配置的移动终端子频带分配配置的图，其中FFR子频带的数目大于频率选择子频带的数目；
图15是另一种使用BRCH配置的移动终端子频带分配配置的图，其中FFR子频带的数目大于频率选择子频带的数目；
图16是示出模式分配配置的图，其中在每个频率选择子频带内定义全模式(full mode)；以及
图17是示出模式分配配置的图，其中在每个频率选择子频带内定义部分模式(partial mode)。
图1是根据本发明的原理构建的系统的实施例的图；
图2是根据本发明的原理构建的示例性基站的框图；
图3是根据本发明的原理构建的示例性移动终端的框图；
图4是根据本发明的原理构建的示例性OFDM架构的框图；
图5是根据本发明的原理的接收信号处理流的框图；
图6是在可用的子载波中导频符号的示例性散布的图；
图7是本发明的示例性小区和扇区架构的图；
图8是示出根据本发明实施例构建的示例性分数频率复用配置的图；
图9是没有确认(acknowledgment)的本发明的适应性FFR方法的流程图；
图10是按模式示出使移动终端16以给定的几何因子(geometry)运行的概率的图；
图11是根据本发明的原理构建的、使用每个小区或网络范围规划(per cell or network wide planning)的适应性分数频率复用方法的相对CQI值的图；
图12是使用每小区规划的DRCH的适应性分数频率复用方法的图；
图13是示例性的使用每小区规划的BRCH的适应性分数频率复用方法的图；
图14是使用BRCH配置的移动终端子频带分配配置的图，其中FFR子频带的数目大于频率选择子频带的数目；
图15是另一种使用BRCH配置的移动终端子频带分配配置的图，其中FFR子频带的数目大于频率选择子频带的数目；
图16是示出模式分配配置的图，其中在每个频率选择子频带内定义全模式(full mode)；以及
图17是示出模式分配配置的图，其中在每个频率选择子频带内定义部分模式(partial mode)。
具体实施方式
首先要说明的是，尽管在根据IEEE802.16宽带无线标准运行的无线网络的背景下讨论某些实施例(其通过引用被包括在此)，但是本发明不限于这方面，而且可应用到其他宽带网络，包括根据其他基于OFDM正交频分复用(“OFDM”)的系统—包括第三代合作项目(“3GPP”)和3GPP2演进—而运行的宽带网络。类似地，本发明并非仅限于OFDM系统，而是可以根据其它系统技术，例如，CDMA来实现本发明。
现在参考附图，其中相似的参考标记表示相似的元件，图1所示为根据本发明的原理构建的系统，该系统通常被标记为“8”。系统8包括基站控制器(BSC)10，其控制在由相应的基站(BS)服务的多个小区12内的无线通信。通常，每个基站14使用OFDM来帮助与移动终端16的通信，移动终端16位于与相应的基站14相关联的小区12内。移动终端16相对于基站14的移动会引起相当大的信道条件波动。如图所示，基站14和移动终端16可包括多个天线以便为通信提供空间分集。
在深入讨论优选实施例的结构和功能细节之前，提供本发明的移动终端16和基站14的高层次概述。参考图2，说明根据本发明的一个实施例配置的基站14。基站14通常包括控制系统20、基站处理器22、发送电路24、接收电路26、多个天线28，以及网络接口30。接收电路26从一个或多个由移动终端16(图3所示)提供的远程发送器接收携带有信息的射频信号。优选地，低噪声放大器和滤波器(未示出)合作来放大要处理的信号并去除其带外干扰。然后，滤波后的接收信号由下变频和数字化电路(未示出)下变频到中频或基带频率信号，然后该信号被数字化成一个或多个数字流。
基带处理器22处理数字化的接收信号，以提取在该接收信号中传送的信息或数据比特。这个处理通常包括解调、解码和纠错操作。这样，通常在一个或多个数字信号处理器(“DSP”)或专用集成电路(“ASIC”)中实现基带处理器22。接收到的信息然后经由网络接口30发送到无线网络，或发送给由基站14服务的另一个移动终端16。
在发送侧，基带处理器22在控制系统20的控制下，从网络接口30接收数字化的数据，并将数据编码以便发送，所述数据可表示声音、数据或控制信息。编码后的数据输出至发送电路24，在发送电路24中，使用具有所期望的一个或多个发射频率的载波信号来调制编码后的数据。功率放大器(未示出)将调制后的载波信号放大到适合发送的电平，并通过匹配网络(未示出)将调制后的载波信号传递到天线28。下面将更详细地描述调制和处理的细节。
参考图3，描述了根据本发明的一个实施例配置的移动终端16。类似于基站14，根据本发明的原理构建的移动终端16包括控制系统32、基带处理器34、发送电路36、接收电路38、多个天线40以及用户接口电路42。接收电路38从一个或多个基站14接收携带有信息的射频信号。优选地，低噪声放大器和滤波器(未示出)合作来放大要处理的信号并去除其带外干扰。然后，滤波后的接收信号由下变频和数字化电路(未示出)下变频到中频或基带频率信号，然后该信号被数字化成一个或多个数字流。
基带处理器34处理数字化的接收信号，以提取在该接收信号中传送的信息或数据比特。这个处理通常包括解调、解码和纠错操作，下面将对此进行更详细的描述。通常在一个或多个数字信号处理器(“DSP”)和专用集成电路(“ASIC”)中实现基带处理器34。
关于发送，基带处理器34从控制系统32接收数字化的数据，并将数据编码以便发送，所述数据可表示声音、数据或控制信息。编码后的数据被输出至发送电路36，在发送电路36中，由调制器使用编码后的数据来调制位于所期望的一个或多个发射频率的载波信号。功率放大器(未示出)将调制后的载波信号放大到适合发送的电平，并通过匹配网络(未示出)将调制后的载波信号传递到天线40。本领域技术人员可用的各种调制和处理技术都可应用到本发明中。
在OFDM调制中，传输频带被划分成多个正交的载波。根据待发送的数字数据而调制每个载波。由于OFDM将传输频带划分成多个载波，所以每个载波的带宽下降而每个载波的调制时间上升。由于多个载波被并行发送，任何给定载波上的数字数据或符号的传输速率比使用单个载波时的传输速率要低。
例如，通过对要发送的信息进行快速傅立叶逆变换(“IFFT”)来实现OFDM调制。对于解调，对接收到的信号执行快速傅立叶变换(“FFT”)来恢复发送的信息。实际上，通过数字信号处理分别执行离散傅立叶逆变换(“IDFT”)和离散傅立叶变换(“DFT”)来提供IFFT和FFT。因此，OFDM调制的特征在于：为传输信道内的多个频带产生正交载波。调制后的信号是具有相对低的传输速率的数字信号且能够处于其各自的频带内。并非由数字信号直接调制单个载波。而是通过IFFT处理来同时调制所有载波。
在一个实施例中，OFDM被至少用于从基站14到移动终端16的下行链路传输。每个基站14配备有n个发送天线28，而每个移动终端16配备有m个接收天线40。注意，通过使用合适的双工器或开关，可将相应的天线用于接收和发送，因此这些天线被如此标记只是为了清楚起见。
参考图4，根据一个实施例描述逻辑OFDM发送架构。一开始，基站控制器10将待发送到各个移动终端16的数据送给基站14。基站14可使用与移动终端相关联的信道质量指示符(“CQI”)来调度要发送的数据，并选择合适的编码和调制用于发送经调度的数据。CQI可由移动终端16直接提供，或在基站14处基于由移动终端16提供的信息来确定。任一情况下，每个移动终端16的CQI都是信道幅度(或响应)在OFDM频带上变化的程度的函数。
经调度的数据44是比特流，使用数据加扰逻辑46以减小与数据相关联的峰均功率比的方式对经调度的数据44加扰。使用循环冗余校验(“CRC”)添加逻辑48来确定用于加扰后的数据的CRC，并将其附加到加扰后的数据上。接下来，使用信道编码器逻辑50来执行信道编码，以有效地向数据添加冗余，从而有助于在移动终端16处的恢复和纠错。此外，用于特定移动终端16的信道编码是基于CQI的。在一个实施例中，信道编码器逻辑50使用已知的Turbo编码技术。然后，编码后的数据由速率匹配逻辑52处理，以补偿与编码相关联的数据扩充(data expansion)。
比特交织器逻辑54系统地将编码后的数据中的比特重新排序，以使连续数据比特的丢失最小化。由映射逻辑56根据所选择的基带调制将所得到的数据比特系统地映射到对应的符号。优选地，使用正交幅度调制(“QAM”)或正交相移键控(“QPSK”)调制。基于特定移动终端的CQI而优选地选择调制程度。使用符号交织器逻辑58系统地将符号重新排序，以进一步增强所发送的信号对于由频率选择衰落导致的周期性数据丢失的免疫力。
这样，各比特组被映射成表示在幅度和相位星座图上的位置的符号。当希望空间分集时，各符号块随后由空时块码(“STC”)编码器逻辑60处理，STC编码器逻辑60采用使所发送的信号更能抵抗干扰并且更易于在移动终端16处被解码的方式来修改符号。STC编码器逻辑60将处理进来的符号，并提供与基站14的发射天线28的数目相对应的n路输出。控制系统20和/或基带处理器22将提供映射控制信号以控制STC编码。这里，假定n路输出的符号代表要发送的数据并且能够由移动终端16恢复。参见A.F.Naguib，N.Seshadri和A.R.Calderbank的“Applications of space-time codes andinterference suppression for high capacity and high data rate wirelesssystems”，Thirty-Second Asilomar Conference on Signals，Systems&Computers，Volume 2，pp.1803-1810，1998，其全部内容包括在此以供参考。
对于现在这个例子，假定基站14具有两个天线28(n＝2)，且STC编码器逻辑60提供两路输出符号流。相应地，由STC编码器逻辑60输出的每路符号流被发送到相应的IFFT处理器62。将单独说明IFFT处理器62以便于理解。本领域技术人员将认识到，可使用一个或多个处理器来提供这类数字信号处理，单独提供或者与这里描述的其他处理结合提供。IFFT处理器62将优选地对相应的符号进行操作，以提供傅立叶逆变换。IFFT处理器62的输出提供时域信号。时域信号被组成帧，该帧与由象插入逻辑64这样的逻辑插入的前缀相关联。得到的每个信号经对应的数字上变频(DUC)和数模(D/A)转换电路66，在数字域被上变频到中频并被转换成模拟信号。随后，由RF电路68和天线28以所希望的RF频率同时调制、放大并发送所得到的(模拟)信号。注意，期望的移动终端16所知道的导频信号散布在子载波中。在下面将详细讨论的移动终端16将使用导频信号来进行信道估计。
现在参考图5来说明由移动终端16接收所发射的信号。一旦所发射的信号到达移动终端16的天线40的每一个，相应的信号被对应的RF电路70解调以及放大。为简洁清楚起见，仅详细描述和说明两条接收路径之一。模数(“A/D”)转换器和下变频电路72将模拟信号数字化和下变频，以便进行数字处理。可由自动增益控制电路(“AGC”)74使用所得到的数字化信号，基于接收到的信号电平，来控制RF电路70中的放大器增益。
一开始，数字化的信号被提供给包括粗同步逻辑78的同步逻辑76，其中粗同步逻辑78缓存几个OFDM符号并计算两个连续OFDM符号之间的自相关。所得到的与相关结果的最大值相对应的时间索引(time index)确定精同步搜索窗口，由精同步逻辑80使用该窗口基于头部确定精确的成帧起始位置。精同步逻辑80的输出有助于由帧校准(frame alignment)逻辑84进行帧获取。适当的成帧校准很重要，使得后续的FFT处理能提供从时域到频域的精确变换。精同步算法是基于由头部携带的接收到的导频信号和已知导频数据的本地拷贝之间的相关性。一旦发生帧校准获取，前缀删除逻辑86就删除OFDM符号的前缀，并且所得到的采样被发送给频率偏移相关逻辑88，该频率偏移相关逻辑88补偿由发送器和接收器中不匹配的本地振荡器引起的系统频率偏移。优选地，同步逻辑76包括频率偏移和时钟估计逻辑82，频率偏移和时钟估计逻辑82基于头部来帮助估计对所发送信号的这类影响，并向相关逻辑88提供这些估计，以正确地处理OFDM符号。
这样，时域的OFDM符号就可以使用FFT处理逻辑90被变换到频域。结果是频域符号，其被发送给处理逻辑92。处理逻辑92使用散布导频提取逻辑94来提取散布的导频信号，使用信道估计逻辑96基于提取出的导频信号来确定信道估计，并使用信道重建逻辑98为所有子载波提供信道响应。为了确定每个子载波的信道响应，导频信号本质上是多个导频符号，该导频符号在时域和频域中都以已知的样式散布在全部OFDM子载波上的数据符号中。图6示出在OFDM环境中在给定的时间和频率图上导频符号在可用子载波上的示例性散布。再次参考图5，处理逻辑将接收到的导频符号与预期在某些子载波内在某些时间处的导频符号比较，来确定其中要传输导频符号的子载波的信道响应。结果被插值，从而估计大部分(如果不是全部的话)余下的未提供导频符号的子载波的信道响应。实际的和插值的信道响应被用于估计整个信道响应，包括OFDM信道内大部分(如果不是全部的话)子载波的信道响应。
从每个接收路径的信道响应得出的频域符号和信道重建信息被提供给STC解码器100，其在两条接收路径上提供STC解码，以恢复所发送的符号。信道重建信息向STC解码器100提供足以去除在处理相应的频域符号时传输信道的影响的均衡信息。
使用与发送器的符号交织器逻辑58相对应的符号解交织器逻辑102按顺序放回恢复的符号。随后，使用解映射逻辑104将解交织的符号解调或解映射到相应的比特流。然后使用与发送器架构中的比特交织器逻辑54相对应的比特解交织器逻辑106将比特解交织。然后由速率解匹配逻辑108处理解交织的比特，并提交给信道解码逻辑110以恢复初始被加扰的数据和CRC校验和。相应地，CRC逻辑112删除CRC校验和，以传统方式检查加扰数据，并将其提供给解扰逻辑114以便使用已知的基站解扰码来解扰，从而恢复原始发送的数据116。
图7是示出小区12被划分成多个扇区124的示例性配置的图。每个基站14支持3个扇区124。当然，小区12可划分成多于或少于3个扇区。出于解释本发明的目的，如图所示，移动终端16a位于扇区124a的边缘并且由扇区124a服务，移动终端16b位于扇区124b的边缘并且由扇区124b服务。当前在扇区124c的边缘附近没有移动终端16。假定移动终端16a在其活动扇区列表里包括扇区124a、124b和124c，且移动终端16b在其活动扇区列表里包括扇区124b和124c。而且扇区124a的邻居列表包括扇区124b和124c，扇区124b的邻居列表包括扇区124c，而扇区124c的邻居列表为空。下面描述根据本发明的用于适应性分数频率复用的信令。
本发明定义了多个操作模式，即多个定义了在信道频率带宽上的频段(符号)之间的相对功率的分数频率重用(“FFR”)功率带宽简述(profile)。频段功率可适应性地调整，以最小化相邻扇区124和/或小区12(这里总称为“区域”)之间的干扰，并提高小区12的性能。
由分成高功率段和低功率段的带宽分割和高功率段和低功率段中的每一个的功率电平唯一地定义模式。在对应于一组可用频率资源的一组逻辑信道树节点上定义模式。根据本发明，如果有频率分配规划，干扰扇区124之间的复用样式使得高功率段的重叠被最小化。
参考图8，本发明提供4种示例性操作模式，可以理解，根据上述模式定义的原理可以实现更多或更少的模式。模式A126具有复用因子1，即，所有的频段使用相同的功率电平。模式B128可为软复用，即频段被分成高功率频段130和低功率频段132，其中1/3的频段可近似为全功率，其余的频段可使用大约一半的功率。模式C134可以是软复用，即频段被分成高功率频段136和低功率频段138，其中1/3的频段可近似为全功率，且其他频段可为大约1/4的功率。模式D140可具有复用因子1/3，即频段142的1/3使用近似全功率，而其余频段不被使用。
在模式B128和C134中，分散式资源信道(“DRCH”)和块资源信道(“BRCH”)可被指定为高功率或者低功率。DRCH包括可分布在整个带宽或一段带宽上的非相邻子载波或频段。BRCH包括一组或多组相邻的或通常集中在一组内的子载波或频段。在没有频率规划的每个调度例子中，调度器为了不超出给定的FFR操作模式所允许的全功率频段的分数，可了解有多少DRCH和BRCH被分配了全功率。
由于每个DRCH中的频段可以跳跃，且每个BS可具有不同的跳跃模式，对分配了DRCH的移动终端16的干扰可取决于由相邻BS14分配的高功率频段的分数。对于分配了BRCH的移动终端16，干扰取决于相邻BS14是否已经调度了具有全功率的相同子频带上的BRCH。
根据本发明的一个实施例，提供用于在具有规划的情况下适应性分数频率复用的方法。参考图7和图9来解释该方法，其中图9是没有确认的适应性FFR方法的流程图。一开始，在t0，每个BS14可以以模式A126(这里也称为模式1或通用复用)开始，并通过移动终端14的CQI反馈来了解覆盖问题。这里使用的覆盖问题指的是，例如，在小区12边缘的移动终端16的数目超过一定CQI阈值的情况。
在步骤S100，如果向扇区124a提供服务的BS14检测到问题，例如在小区12的边缘处要进行数据发送和/或接收的移动终端16的数量超过一定CQI阈值，则服务BS14可开始使用另一个模式。例如，BS14可发送消息给其FFR邻居列表的成员，即向扇区124b和124c提供服务的BS14，以请求使用至少模式B128(这里也称为模式2)。如果邻居已经在使用模式2或者更高模式，则不必执行进一步的动作。每个BS14可了解是哪个BS14发出了请求以及所请求的操作模式。邻居列表可以预先配置，或者可以通过包括扇区124需要服务的每个移动终端16的最主要的干扰者来动态创建。对给定的移动终端16的最主要的干扰者可以根据移动终端16活动集(active set)来确定。
当BS14在扇区124内变到不同的模式时，BS14可发送广播消息，把新的模式通知给在此扇区内的移动终端16。BS14也可发送确认给发出请求的BS14，并传播新模式信息给其邻居列表。当前模式和相关的频率样式被周期性地广播给移动终端16。
作为另一个例子，如步骤S102所示，如果向扇区124b提供服务的BS14检测到覆盖问题，例如，再如移动终端16b，则BS14发送请求给向扇区124c提供服务的BS14，以请求使用模式B128(模式2)。如果仍然有覆盖问题，则向扇区124b提供服务的BS14发送请求给向扇区124c提供服务的BS14，以请求在扇区124c内使用模式C134(这里也称为模式3)(步骤S104)。
如果BS在用于扇区的模式B128(模式2)或更高模式下检测到不再有覆盖问题，例如移动终端16的CQI高于在更高模式下操作所需的CQI，BS14可发送消息给第一级(tier)邻居以指示其优选的操作模式(步骤S106和S108)。注意，可采用确认机制，从而，支持接收到模式改变请求的扇区的接收基站14向发送基站14发送确认，以指示它将改变或将不改变模式。例如，如果接收基站14必须服务高优先级用户或如果扇区满负载，它可发送“否”确认(“NAK”)。
可限制BS14不在扇区内下降到较低水平，直到来自其邻居的所有模式请求都在那个水平或更低的水平为止。对于软复用模式，低功率频段可被调度用于处于或靠近小区中心的移动终端16。高功率频段可被调度用于小区边缘或者小区中心的移动终端16用户。根据本发明的一个实施例，可有利地使用上述方法来在具有每个小区或网络范围规划的情况下提供适应性分数频率复用。
根据本发明，每个基站14了解来自其扇区邻居列表里的邻居的模式请求。该邻居列表可基于模式改变请求的发送者而确定，可以是预先配置的邻居列表或者根据被确定为具有覆盖问题的移动终端14的活动集而建立。
基站14可基于下列条件确定什么时候需要切换到较高模式：|{i|Gm(i)Nmax，其中Gm(i)对应于基于移动终端“i”的位置的C/I比，即，当使用模式“m”时在快衰落时间上平均的信道质量测度。Gmin是基于移动终端“i”阈值的位置的最小C/I比，且Nmax是具有低于当前模式所允许的最小阈值的C/I比的移动终端16的最大数目。“‖”对应于集合中的元素数目。
如上所述，CQI用来确定扇区内的覆盖问题。因此，使在每个FFR子频带上的移动终端16的CQI可用于其服务BS14。用于FFR子频带的CQI可从打孔(即，取代FFR子频带中的数据频段)的公共导频符号来测量。可以预期：可以提供两类报告。周期性CQI报告可用来提供瞬时信道质量指示。可替换地，可报告用于每个FFR子频带的慢CQI或CQI改变，以捕获在每个FFR子频带上长期的信噪比差值。
一种在不同模式之间进行切换的可替代方法是要慢适应在功率受限的一个或多个频段组上的最大发射功率电平阈值。在一个实施例中，可通过向邻居列表中的干扰扇区发送功率电平调整，经由下行链路(从基站14到移动终端16)功率控制，来适应功率电平阈值。每个扇区从其邻居接收前向活动比特(“FAB”)。该活动比特指出在受限的频段组上的发射功率阈值是否应该增大或降低。例如，FAB比特值为1表示阈值应当降低，而值为0表示阈值可以增加。由于每个扇区接收多个FAB比特，“or of down(下降的或)”指令被用来确定是否要增加或降低阈值。如果FAB比特的结果是要降低发射功率，则将阈值Pthresh减小值Δdown。否则，将阈值增加值Δup。
利用“or of down”指令，使用“或”操作来组合来自所有扇区的FAB比特。使用该指令，值为1表示阈值应当降低。只要至少一个FAB比特为1，“or of down”指令可返回FAB比特值1。这个规则可用下面的例子来说明，其中扇区S具有3个发送FAB比特的邻居。对于扇区S，“or of down”指令的结果由下式给出
FAB＝FAB1∪FAB2∪FAB3
其中下标是对应于扇区的FAB。这个非限制性的例子涉及到3个扇区。在这个实施例中，功率电平阈值可以是用于确定实际发射功率限制阈值的虚拟阈值，或者可以是实际发射功率限制阈值。如果阈值是虚拟阈值，实际阈值可如下确定。
如果FAB比特的值为0，则
Pv(tn+1)＝Pv(tn)+Δup
Pthresh(tn+1)＝f(Pv(tn+1))
其中函数f(Pv(tn+1))从一组预定阈值返回小于或等于给定虚拟阈值的最接近的阈值。
否则，
Pthresh(tn+1)＝Pthresh(tn)+Δdown
Pv(tn+1)＝Pthresh(tn+1)
作为替换，还可通过上行链路通信(移动终端16到基站14)来控制功率控制。用于上行链路的功率控制可依靠开环或闭环控制或二者的组合。在闭环功率控制中，可使用适应性功率控制目标来取代固定功率控制目标。适应性功率控制目标由基站14基于信道负载(或IoT)来控制，或者由每个移动终端16基于在几个最强链路之间的偏移量来控制。前者把IoT反馈给每个移动终端16，而后者不需要任何反馈，并且能够由移动终端16根据来自多个最强的BS14的路径损耗和阴影衰落来确定。用于CL-PC的适应性功率控制目标通常针对整个频带设为一个值。但是，也可以预期，适应性功率控制目标可以是由系统8预定或者由更高层(layer)配置的多个值。
作为示例，为了在上行链路上使能FFR，移动终端16基于它们的功率控制目标被聚集成两个或多个组。例如，具有高功率控制目标的移动终端16，诸如小区12中心移动终端16，被聚集在一起形成组G1，而具有低功率控制目标的移动终端16，即在小区12边缘的移动终端16，形成单独的组G2。如果频带被划分成3个带，一个带可由扇区使用来调度来自G1或G2的移动终端16，而另外两个带可仅用来调度组G1的移动终端。对于每个小区12有3个扇区的布置，每个扇区可使用不同的带来调度来自G1或G2的移动终端16。通过这种方式，小区12的边缘移动终端将受到较低的干扰，这是由于来自其他扇区的干扰将来自具有较低发射功率的扇区中心用户。当小区中心用户被调度在非受限的带上时，他们将受到较少的干扰，从而可产生较高的分配数据率。由于在非受限的带上的较低干扰而导致的信道质量提高可由扇区通过改变用于形成集合G1的规则来控制，以使得高干扰者被移到组G2，或者可通过改变G1中移动终端的目标阈值来进行控制。
根据本发明的一个实施例，提供在具有扇区规划的情况下的适应性分数频率复用方法。扇区规划指频段在邻近扇区的分布，下面将详细描述。换言之，当不采用规划时，每个扇区(具体而言，控制该扇区的BS14)确定分配给扇区的预定频率组为高功率还是低功率。结果是，一些邻近扇区124可具有重叠的高功率频段。如图10的累积分布函数(“CDF”)曲线图所示，在这个实施例中，移动终端16根据其几何因子(其可基于信道条件和位置)而被分组到带中。图10示出使移动终端16以给定几何因子运行的概率。当FFR操作模式上升至较高的水平时，使移动终端16具有低于0dB的几何因子的概率减小。
注意，根据本发明的一个实施例，FFR模式可基于阈值。例如，FFR模式可基于具有低于一定值的几何因子的用户(如，具有G<0dB的用户)的数量而改变。可替换地，移动终端16的优先级可被评估，并且例如在一定数量的高优先级用户具有低于0dB的几何因子时才切换模式。
根据本发明的一个实施例，提供使用每小区或网络范围规划的适应性FFR方法。在这个实施例中，FFR方法也可与在小区或网络范围规划内的频率规划一起使用。每个扇区可具有用于每个操作模式的两组频段(例如，高功率和低功率)。每组内的频段可以彼此邻近或分散在一段带宽上，或者是二者的组合。可选择高功率频段，使得在小区内的扇区之间或在网络内的干扰扇区上的重叠最小。频率样式可从操作模式和扇区ID来获得，扇区ID即分配给扇区的标识符。在小区内的网络范围频率规划相对于没有频率规划的情况，有利地提供了改进的覆盖。但是，这种配置也使得信道化方案更加复杂。
通过用每BS14频率规划来在扇区或小区之间分配频率资源，信道化可将两个单独的资源分配树用于DRCH和VRCH信道，即，一个资源分配树用于全功率分配，另一个资源分配树用于低功率分配。资源分配树被定义为将DRCH或BRCH映射到一组频段，其中一组频段可以是高功率或者低功率。映射可以从一个OFDM符号跳到另一个。不同扇区的跳跃样式可以不同。
根据本发明的一个实施例，图11是使用每小区或网络范围规划的适应性分数频率复用方法的相对CQI值的图。示出了服务扇区144和干扰扇区146的频率与功率关系曲线。如图所示，可反馈多个CQI值以供更准确的数据率映射，或可替换地，CQI值可在高功率频段(或参考FFR段)上被反馈，且可以周期性地反馈高功率频段(参考FFR段)和低功率频段(其他FFR段)之间的差值。
本领域技术人员将理解，用于特定CQI的频率不需要在一个范围内连续，而是可以跳跃。此外，可将重叠频率与相应的干扰处罚(interference penalty)一起使用。与不使用频率规划的实施例相比，将知道在每小区规划场景中的百分比重叠，其中，不使用频率规划时，重叠变化并且通常仅知道统计上的重叠。
可使用主要与高功率频段相关联的导频来确定在高功率频段上的CQI。可使用主要与低功率频段相关联的导频来确定在低功率频段上的CQI。根据一个实施例，仅使用主要与高功率频段相关联的导频来确定高功率频段。根据一个实施例，如果导频打孔属于高功率区域内的DRCH或BRCH的子载波，则导频与高功率区域相关联。这可通过在每个扇区内使用相同的将DRCH或BRCH映射到物理子载波的跳跃样式来实现。例如，小区12内的每个扇区124可使用不同的DRCH或BRCH组(从而，不同的物理子载波)用于高功率分配。通过这种方式，与高功率区域相关联的导频在低功率区域中将受到来自小区内其他扇区或网络内其他干扰扇区的干扰。这能在高功率区域上提供准确的CQI估计。可使用主要与低功率区域相关联的导频来类似地获得在低功率区域上的CQI。可使用仅与低功率区域相关联的导频来获得在低功率区域上的CQI。
对于不同的扇区，将DRCH或BRCH映射到物理子载波或频段的跳跃样式可以不同。扇区的高功率频段与其相邻干扰扇区的高功率频段具有零重叠或者最小的重叠。通过这种方式，与高功率区域相关联的导频在低功率区域中将受到来自小区内其他扇区或网络中其他干扰扇区的干扰。
可替换地，可通过改变信道化来得到准确的CQI估计，以使得在分集信道(DRCH)中，一组固定大小的相邻频段，而不是单个频段，跳跃。在这种情况下，与高功率区域相关联的导频是落在属于高功率区域的DRCH的相邻频段组内的导频。
图12是使用每小区规划的适应性分数频率复用方法的图，具体而言在例如模式C134(模式3)的情况下使用DRCH。在这种配置下，不同的信道化树可用于高功率和低功率的移动终端16，以使得对于给定的信道化树，例如信道化树148，在扇区上的高功率频段内没有重叠。
图13是示例性的使用每小区规划的适应性分数频率复用方法的图，具体而言在例如模式C134(模式3)的情况下使用BRCH。可将不同的信道化树用于高功率和低功率的用户，以使得：假定信道化树148使用高功率频段且信道化树150使用低功率频段，则对于给定的信道化树，例如信道化树148，在扇区上的高功率频段内没有重叠。
可替换地，DRCH可将单个信道化树而不是分别的树用于高功率和低功率频段。在这种情况下，对于除模式1以外的所有模式，到子载波的映射对于每个扇区可以都相同。然后，小区内的不同扇区可将不同的DRCH信道用于高功率频段。
如果DRCH和BRCH同时存在于相同的物理层帧内，可使用两种信道化技术。如果DRCH和BRCH信道被定义或映射到不同的子频带(其中子频带是由相邻子载波组成的一段带宽)，则可为DRCH和BRCH分别定义高功率组。可替换地，如果BRCH和DRCH都用在一重叠频带上，例如在整个频带上，且DRCH打孔BRCH信道，则两个信道均可使用相同的高功率频段组。在这种情况下，高功率组必须包含足够的相邻频段，使得BRCH信道可被限定在高功率组内。高功率组还应当包含扩展到整个带宽的多组相邻频段，以便在使用高功率频段或低功率频段分配DRCH信道时，提供足够的分集。
当BS14切换到新的模式时，它可以向移动终端广播该模式、任何新的跳跃样式、FFR模式被应用到的混合自动重传请求(“HARQ”)交织，以及移动终端解码数据所需的任何其他信息，诸如任何对低功率频段的功率电平限制。新的FFR模式可应用到单个HARQ交织或多个HARQ交织。也可为每个HARQ交织规定不同的FFR模式。
注意，当使用频率规划时，FFR确实对移动终端16几何因子有影响。当FFR操作模式上升到较高的层次，使移动终端16具有低于0的几何因子的概率降低。通过与不使用频率规划的配置进行比较，在频率规划没有用于模式B128和C134(模式2和3)时的降低与使用频率规划的配置相比分别少于0.3dB和0.5dB。但是，对于模式D140(也称为模式4)，降低大约高1.5dB。因此频率规划可提高几何因子的CDF。
有利地，本发明的适应性频率复用方法在没有覆盖问题时不影响吞吐量。并且，由于只获得了覆盖增益信息，对于吞吐量的影响被最小化。而且，本发明的方法不需要任何频率规划，仅仅需要来自移动终端16的最小附加反馈。根据本发明的一个实施例，上述方案可用来提供具有每小区或网络范围规划的适应性分数频率复用。
根据本发明，当使用BRCH配置且FFR子频带的数目大于频率选择子频带的数目时，可分配多个子频带给同一个移动终端16。
例如，如图14所示，如果在一个频率选择子频带中有3个FFR子频带152，其包括一个较高功率FFR子频带154和两个较低功率FFR子频带156，则不同小区边缘的移动终端(“MT”)16可被分配给每个高功率FFR子频带154，而在每个频率选择子频带中的两个较低功率的FFR子频带156可被分配给相同的AT。
可替换地，如图15所示，可以给单个小区边缘MT16分配与不同频率选择子频带相对应的多个较高功率FFR子频带154。当MT16经历的频率选择带宽跨越在BS14中配置的多于一个频率选择子频带时，可以使用上述方法。
本领域技术人员将理解：FFR子频带的数目和每个频率选择子频带的高功率到低功率频带的配置仅仅是出于解释的目的，并不意图限制这里描述和要求的范围更宽的发明。
根据本发明的另一个实施例，为了用单个前向链路分配消息(“FLAM”)分配多个子频带给相同的MT16，可以引入附加的块类型到前向链路共享控制信道(“F-SCCH”)。附加的块类型，即FLAM-BRCH，可以与FFR或者不与FFR一起使用，并且可包括子频带位图以识别哪些频带被分配给移动终端16。当FFR被使能时，位图的长度可以与子频带的数目或FFR子频带的数目相同，但是本发明不限于此。
根据本发明，当FFR被使能，可定义用于F-SCCH的跳跃区域。F-SCCH跳跃区域可以是所定义的FFR子频带的子集。例如，较高功率的FFR子频带可用来形成F-SCCH跳跃区域。高功率FFR子频带可扩展过该频带，以向F-SSCH提供更多分集。对于DRCH的情况，F-SCCH跳跃区域可定义在较高功率DRCH FFR子频带内。对于BRCH的情况，F-SCCH跳跃区域可横跨扩展过该频带的多个较高功率BRCH FFR子频带。
为了使MT16确定F-SCCH所处的位置，可使用位图来信号发送较高功率FFR子频带给MT16。可信号发送一个比特以表示高功率段是否循环旋转。对于BRCH的情况，余下的FFR子频带，即没有用于F-SCCH的FFR子频带，可如下配置：
·如图16所示，全模式可定义在每个频率选择子频带152内，例如，频率选择子频带1-3包括一个高功率FFR子频带154、一个低功率FFR子频带156和一个中间功率FFR子频带158；或
·如图17所示，部分模式可定义在每个频率选择子频带内，以使得在每个频率选择子频带152内不需要支持所有的功率电平。
对于BRCH的情况，余下的FFR子频带，即没有用于F-SCCH的FFR子频带，可以逐帧或逐个交织地进行循环移位。
可替换地，F-SCCH跳跃区域可以是遍布整个带宽的物理频段的保留集合(使用BRCH或DRCH)。在这种情况下，频段的保留集合不需要与FFR子频带具有相同大小或结构。频段集合可以分散，或者位于BRCH片(Tile)的基本单元中。FFR子频带可定义在余下的物理频段上，且物理频段的保留集合可以逐个符号地或者逐帧地进行跳跃。
可将物理频段的保留集合定位成它们不与干扰扇区124的高功率FFR子频带冲突。实现这个目的的一个途径是要在干扰扇区处将相同的物理频段集合用于小区中心或较低功率发射。为使移动终端16确定F-SCCH所处的位置，频段的保留集合可在广播信令，例如辅广播信道(“F-SBCCH”)，上被信号发送到移动终端16。一种可能的信令格式是可指示F-SCCH跳跃区域的大小的F-SBCCH。实际的物理频段可以使用预定义的映射和跳跃样式根据F-SCCH跳跃区域大小来确定。
根据本发明，如果模式包括逐帧循环旋转的较高功率段，则F-SCCH跳跃区域可定义为高功率FFR子频带。可以使用位图将高功率子频带的位置信号发送给移动终端16。位图可指示哪个子频带是参考交织上的高功率子频带。一个附加比特可以被信号发送以指示较高功率FFR子频带被循环移位。可规定F-SCCH跳跃区域位于系统广播信令信道上，例如前向辅广播信道(“F-SBCCH”)上。本说明书可包括与跳跃区域相关联的交织的位图、其中假定子频带均匀分布在频带上的跳跃区域的子频带数目、参考交织上的跳跃区域的第一子频带的偏移以及指示跳跃区域是否在规定的交织上循环的标记。
根据本发明，可以分别信号发送用于DRCH和BRCH的子频带数目。而且，对于DRCH，可以仅在FFR被使能用于DRCH时，才信号发送FFR子频带的数目。同样，对于BRCH，当FFR被使能时，子频带的数目可以等于FFR子频带的数目。否则，它可以等于频率选择子频带的数目。还需要注意，可在系统广播信令信道，例如前向辅广播信道(F-SBCCH)上发送子频带的数目。
在定义了非重叠DRCH和BRCH子频带的复用模式中，可以在F-SBCCH或另一个系统广播信令信道中定义：子频带总数目、指示哪个或哪些子频带用于DRCH和哪个或哪些子频带用于BRCH的位图、以及指示FFR是否被使能用于DRCH的标记。如果FFR被使能用于DRCH，则DRCH FFR子频带的数目被信号发送。注意，不需要指示BRCH FFR子频带的数目，这是由于它与上述位图中指示的BRCH子频带相同。
在DRCH打孔到BRCH中的复用模式中，可以在F-SBCCH或另一个系统广播信令信道中定义：分配的DRCH数目、其中当FFR被使能用于BRCH时BRCH子频带数目可等于BRCH FFR子频带数目的BRCH子频带的总数目、以及指示FFR是否被使能用于DRCH的标记。如果FFR被使能用于DRCH，DRCH FFR子频带的数目可被信号发送。
根据本发明，在将该模式广播给移动终端16时，可信号发送一些或全部FFR子频带的功率电平以及子频带的数目和跳跃样式。当通过将较高功率段循环穿过不同FFR子频带而定义用于BRCH的模式时，功率电平信息可由移动终端16使用。移动终端16可将功率电平信息用于报告最佳频带。通过这种方式，小区边缘移动终端16可避免将较低功率段选为最佳频带。
关于使用FFR的BRCH分配，注意，块类型被定义以允许分配多个子频带给具有共享FLAM的相同移动终端16。这种块类型被用在F-SCCH上，这里称之为FLAM-SB。FLAM-SB可以与FFR或者不与FFR一起使用，并识别分配给移动终端16的子频带。根据一种配置，新消息可指示：通过规定所分配的子带所属的子带集合来分配哪些子带、从规定的子带集合分配的第一子带的偏移、以及被分配的子带数量。还可以预期，可使用位图来规定该信息。
注意，尽管大部分上述讨论是关于下行链路方向上的动态FFR，应当理解，所描述的方法、系统和实施例可同样应用于上行链路通信。
本发明可以用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。任何种类的计算系统或其他适于执行这里描述的方法的装置都适合于执行这里描述的功能。
硬件和软件的典型组合可以是专用或通用计算机系统，其具有一个或多个处理元件和存储在存储介质上的计算机程序，当该计算机程序被载入并执行时，它控制计算机系统使其执行这里所述的方法。本发明还可以嵌入到计算机程序产品中，该计算机程序产品包括使这里所述的方法能够实现的所有特征，并且在被载入到计算系统中时能够执行这些方法。存储介质指任何易失性或非易失性的存储设备。
本文中的计算机程序或应用指的是：意图使系统具有信息处理能力从而直接或在一个或两个下述步骤之后执行特定功能的指令集合的以任何语言、代码或记号的任何表示：a)转换成另一种语言、代码或记号；b)以不同材料形式再现。此外，需要注意，除非上面提到了相反的情况，否则所有的附图都不是按比例画的。重要的是，本发明可以其他特定形式实现而不背离其精神或实质，因此，需要参考以下权利要求而不是前面的说明书来指出本发明的范围。
现在参考附图，其中相似的参考标记表示相似的元件，图1所示为根据本发明的原理构建的系统，该系统通常被标记为“8”。系统8包括基站控制器(BSC)10，其控制在由相应的基站(BS)服务的多个小区12内的无线通信。通常，每个基站14使用OFDM来帮助与移动终端16的通信，移动终端16位于与相应的基站14相关联的小区12内。移动终端16相对于基站14的移动会引起相当大的信道条件波动。如图所示，基站14和移动终端16可包括多个天线以便为通信提供空间分集。
在深入讨论优选实施例的结构和功能细节之前，提供本发明的移动终端16和基站14的高层次概述。参考图2，说明根据本发明的一个实施例配置的基站14。基站14通常包括控制系统20、基站处理器22、发送电路24、接收电路26、多个天线28，以及网络接口30。接收电路26从一个或多个由移动终端16(图3所示)提供的远程发送器接收携带有信息的射频信号。优选地，低噪声放大器和滤波器(未示出)合作来放大要处理的信号并去除其带外干扰。然后，滤波后的接收信号由下变频和数字化电路(未示出)下变频到中频或基带频率信号，然后该信号被数字化成一个或多个数字流。
基带处理器22处理数字化的接收信号，以提取在该接收信号中传送的信息或数据比特。这个处理通常包括解调、解码和纠错操作。这样，通常在一个或多个数字信号处理器(“DSP”)或专用集成电路(“ASIC”)中实现基带处理器22。接收到的信息然后经由网络接口30发送到无线网络，或发送给由基站14服务的另一个移动终端16。
在发送侧，基带处理器22在控制系统20的控制下，从网络接口30接收数字化的数据，并将数据编码以便发送，所述数据可表示声音、数据或控制信息。编码后的数据输出至发送电路24，在发送电路24中，使用具有所期望的一个或多个发射频率的载波信号来调制编码后的数据。功率放大器(未示出)将调制后的载波信号放大到适合发送的电平，并通过匹配网络(未示出)将调制后的载波信号传递到天线28。下面将更详细地描述调制和处理的细节。
参考图3，描述了根据本发明的一个实施例配置的移动终端16。类似于基站14，根据本发明的原理构建的移动终端16包括控制系统32、基带处理器34、发送电路36、接收电路38、多个天线40以及用户接口电路42。接收电路38从一个或多个基站14接收携带有信息的射频信号。优选地，低噪声放大器和滤波器(未示出)合作来放大要处理的信号并去除其带外干扰。然后，滤波后的接收信号由下变频和数字化电路(未示出)下变频到中频或基带频率信号，然后该信号被数字化成一个或多个数字流。
基带处理器34处理数字化的接收信号，以提取在该接收信号中传送的信息或数据比特。这个处理通常包括解调、解码和纠错操作，下面将对此进行更详细的描述。通常在一个或多个数字信号处理器(“DSP”)和专用集成电路(“ASIC”)中实现基带处理器34。
关于发送，基带处理器34从控制系统32接收数字化的数据，并将数据编码以便发送，所述数据可表示声音、数据或控制信息。编码后的数据被输出至发送电路36，在发送电路36中，由调制器使用编码后的数据来调制位于所期望的一个或多个发射频率的载波信号。功率放大器(未示出)将调制后的载波信号放大到适合发送的电平，并通过匹配网络(未示出)将调制后的载波信号传递到天线40。本领域技术人员可用的各种调制和处理技术都可应用到本发明中。
在OFDM调制中，传输频带被划分成多个正交的载波。根据待发送的数字数据而调制每个载波。由于OFDM将传输频带划分成多个载波，所以每个载波的带宽下降而每个载波的调制时间上升。由于多个载波被并行发送，任何给定载波上的数字数据或符号的传输速率比使用单个载波时的传输速率要低。
例如，通过对要发送的信息进行快速傅立叶逆变换(“IFFT”)来实现OFDM调制。对于解调，对接收到的信号执行快速傅立叶变换(“FFT”)来恢复发送的信息。实际上，通过数字信号处理分别执行离散傅立叶逆变换(“IDFT”)和离散傅立叶变换(“DFT”)来提供IFFT和FFT。因此，OFDM调制的特征在于：为传输信道内的多个频带产生正交载波。调制后的信号是具有相对低的传输速率的数字信号且能够处于其各自的频带内。并非由数字信号直接调制单个载波。而是通过IFFT处理来同时调制所有载波。
在一个实施例中，OFDM被至少用于从基站14到移动终端16的下行链路传输。每个基站14配备有n个发送天线28，而每个移动终端16配备有m个接收天线40。注意，通过使用合适的双工器或开关，可将相应的天线用于接收和发送，因此这些天线被如此标记只是为了清楚起见。
参考图4，根据一个实施例描述逻辑OFDM发送架构。一开始，基站控制器10将待发送到各个移动终端16的数据送给基站14。基站14可使用与移动终端相关联的信道质量指示符(“CQI”)来调度要发送的数据，并选择合适的编码和调制用于发送经调度的数据。CQI可由移动终端16直接提供，或在基站14处基于由移动终端16提供的信息来确定。任一情况下，每个移动终端16的CQI都是信道幅度(或响应)在OFDM频带上变化的程度的函数。
经调度的数据44是比特流，使用数据加扰逻辑46以减小与数据相关联的峰均功率比的方式对经调度的数据44加扰。使用循环冗余校验(“CRC”)添加逻辑48来确定用于加扰后的数据的CRC，并将其附加到加扰后的数据上。接下来，使用信道编码器逻辑50来执行信道编码，以有效地向数据添加冗余，从而有助于在移动终端16处的恢复和纠错。此外，用于特定移动终端16的信道编码是基于CQI的。在一个实施例中，信道编码器逻辑50使用已知的Turbo编码技术。然后，编码后的数据由速率匹配逻辑52处理，以补偿与编码相关联的数据扩充(data expansion)。
比特交织器逻辑54系统地将编码后的数据中的比特重新排序，以使连续数据比特的丢失最小化。由映射逻辑56根据所选择的基带调制将所得到的数据比特系统地映射到对应的符号。优选地，使用正交幅度调制(“QAM”)或正交相移键控(“QPSK”)调制。基于特定移动终端的CQI而优选地选择调制程度。使用符号交织器逻辑58系统地将符号重新排序，以进一步增强所发送的信号对于由频率选择衰落导致的周期性数据丢失的免疫力。
这样，各比特组被映射成表示在幅度和相位星座图上的位置的符号。当希望空间分集时，各符号块随后由空时块码(“STC”)编码器逻辑60处理，STC编码器逻辑60采用使所发送的信号更能抵抗干扰并且更易于在移动终端16处被解码的方式来修改符号。STC编码器逻辑60将处理进来的符号，并提供与基站14的发射天线28的数目相对应的n路输出。控制系统20和/或基带处理器22将提供映射控制信号以控制STC编码。这里，假定n路输出的符号代表要发送的数据并且能够由移动终端16恢复。参见A.F.Naguib，N.Seshadri和A.R.Calderbank的“Applications of space-time codes andinterference suppression for high capacity and high data rate wirelesssystems”，Thirty-Second Asilomar Conference on Signals，Systems&Computers，Volume 2，pp.1803-1810，1998，其全部内容包括在此以供参考。
对于现在这个例子，假定基站14具有两个天线28(n＝2)，且STC编码器逻辑60提供两路输出符号流。相应地，由STC编码器逻辑60输出的每路符号流被发送到相应的IFFT处理器62。将单独说明IFFT处理器62以便于理解。本领域技术人员将认识到，可使用一个或多个处理器来提供这类数字信号处理，单独提供或者与这里描述的其他处理结合提供。IFFT处理器62将优选地对相应的符号进行操作，以提供傅立叶逆变换。IFFT处理器62的输出提供时域信号。时域信号被组成帧，该帧与由象插入逻辑64这样的逻辑插入的前缀相关联。得到的每个信号经对应的数字上变频(DUC)和数模(D/A)转换电路66，在数字域被上变频到中频并被转换成模拟信号。随后，由RF电路68和天线28以所希望的RF频率同时调制、放大并发送所得到的(模拟)信号。注意，期望的移动终端16所知道的导频信号散布在子载波中。在下面将详细讨论的移动终端16将使用导频信号来进行信道估计。
现在参考图5来说明由移动终端16接收所发射的信号。一旦所发射的信号到达移动终端16的天线40的每一个，相应的信号被对应的RF电路70解调以及放大。为简洁清楚起见，仅详细描述和说明两条接收路径之一。模数(“A/D”)转换器和下变频电路72将模拟信号数字化和下变频，以便进行数字处理。可由自动增益控制电路(“AGC”)74使用所得到的数字化信号，基于接收到的信号电平，来控制RF电路70中的放大器增益。
一开始，数字化的信号被提供给包括粗同步逻辑78的同步逻辑76，其中粗同步逻辑78缓存几个OFDM符号并计算两个连续OFDM符号之间的自相关。所得到的与相关结果的最大值相对应的时间索引(time index)确定精同步搜索窗口，由精同步逻辑80使用该窗口基于头部确定精确的成帧起始位置。精同步逻辑80的输出有助于由帧校准(frame alignment)逻辑84进行帧获取。适当的成帧校准很重要，使得后续的FFT处理能提供从时域到频域的精确变换。精同步算法是基于由头部携带的接收到的导频信号和已知导频数据的本地拷贝之间的相关性。一旦发生帧校准获取，前缀删除逻辑86就删除OFDM符号的前缀，并且所得到的采样被发送给频率偏移相关逻辑88，该频率偏移相关逻辑88补偿由发送器和接收器中不匹配的本地振荡器引起的系统频率偏移。优选地，同步逻辑76包括频率偏移和时钟估计逻辑82，频率偏移和时钟估计逻辑82基于头部来帮助估计对所发送信号的这类影响，并向相关逻辑88提供这些估计，以正确地处理OFDM符号。
这样，时域的OFDM符号就可以使用FFT处理逻辑90被变换到频域。结果是频域符号，其被发送给处理逻辑92。处理逻辑92使用散布导频提取逻辑94来提取散布的导频信号，使用信道估计逻辑96基于提取出的导频信号来确定信道估计，并使用信道重建逻辑98为所有子载波提供信道响应。为了确定每个子载波的信道响应，导频信号本质上是多个导频符号，该导频符号在时域和频域中都以已知的样式散布在全部OFDM子载波上的数据符号中。图6示出在OFDM环境中在给定的时间和频率图上导频符号在可用子载波上的示例性散布。再次参考图5，处理逻辑将接收到的导频符号与预期在某些子载波内在某些时间处的导频符号比较，来确定其中要传输导频符号的子载波的信道响应。结果被插值，从而估计大部分(如果不是全部的话)余下的未提供导频符号的子载波的信道响应。实际的和插值的信道响应被用于估计整个信道响应，包括OFDM信道内大部分(如果不是全部的话)子载波的信道响应。
从每个接收路径的信道响应得出的频域符号和信道重建信息被提供给STC解码器100，其在两条接收路径上提供STC解码，以恢复所发送的符号。信道重建信息向STC解码器100提供足以去除在处理相应的频域符号时传输信道的影响的均衡信息。
使用与发送器的符号交织器逻辑58相对应的符号解交织器逻辑102按顺序放回恢复的符号。随后，使用解映射逻辑104将解交织的符号解调或解映射到相应的比特流。然后使用与发送器架构中的比特交织器逻辑54相对应的比特解交织器逻辑106将比特解交织。然后由速率解匹配逻辑108处理解交织的比特，并提交给信道解码逻辑110以恢复初始被加扰的数据和CRC校验和。相应地，CRC逻辑112删除CRC校验和，以传统方式检查加扰数据，并将其提供给解扰逻辑114以便使用已知的基站解扰码来解扰，从而恢复原始发送的数据116。
图7是示出小区12被划分成多个扇区124的示例性配置的图。每个基站14支持3个扇区124。当然，小区12可划分成多于或少于3个扇区。出于解释本发明的目的，如图所示，移动终端16a位于扇区124a的边缘并且由扇区124a服务，移动终端16b位于扇区124b的边缘并且由扇区124b服务。当前在扇区124c的边缘附近没有移动终端16。假定移动终端16a在其活动扇区列表里包括扇区124a、124b和124c，且移动终端16b在其活动扇区列表里包括扇区124b和124c。而且扇区124a的邻居列表包括扇区124b和124c，扇区124b的邻居列表包括扇区124c，而扇区124c的邻居列表为空。下面描述根据本发明的用于适应性分数频率复用的信令。
本发明定义了多个操作模式，即多个定义了在信道频率带宽上的频段(符号)之间的相对功率的分数频率重用(“FFR”)功率带宽简述(profile)。频段功率可适应性地调整，以最小化相邻扇区124和/或小区12(这里总称为“区域”)之间的干扰，并提高小区12的性能。
由分成高功率段和低功率段的带宽分割和高功率段和低功率段中的每一个的功率电平唯一地定义模式。在对应于一组可用频率资源的一组逻辑信道树节点上定义模式。根据本发明，如果有频率分配规划，干扰扇区124之间的复用样式使得高功率段的重叠被最小化。
参考图8，本发明提供4种示例性操作模式，可以理解，根据上述模式定义的原理可以实现更多或更少的模式。模式A126具有复用因子1，即，所有的频段使用相同的功率电平。模式B128可为软复用，即频段被分成高功率频段130和低功率频段132，其中1/3的频段可近似为全功率，其余的频段可使用大约一半的功率。模式C134可以是软复用，即频段被分成高功率频段136和低功率频段138，其中1/3的频段可近似为全功率，且其他频段可为大约1/4的功率。模式D140可具有复用因子1/3，即频段142的1/3使用近似全功率，而其余频段不被使用。
在模式B128和C134中，分散式资源信道(“DRCH”)和块资源信道(“BRCH”)可被指定为高功率或者低功率。DRCH包括可分布在整个带宽或一段带宽上的非相邻子载波或频段。BRCH包括一组或多组相邻的或通常集中在一组内的子载波或频段。在没有频率规划的每个调度例子中，调度器为了不超出给定的FFR操作模式所允许的全功率频段的分数，可了解有多少DRCH和BRCH被分配了全功率。
由于每个DRCH中的频段可以跳跃，且每个BS可具有不同的跳跃模式，对分配了DRCH的移动终端16的干扰可取决于由相邻BS14分配的高功率频段的分数。对于分配了BRCH的移动终端16，干扰取决于相邻BS14是否已经调度了具有全功率的相同子频带上的BRCH。
根据本发明的一个实施例，提供用于在具有规划的情况下适应性分数频率复用的方法。参考图7和图9来解释该方法，其中图9是没有确认的适应性FFR方法的流程图。一开始，在t0，每个BS14可以以模式A126(这里也称为模式1或通用复用)开始，并通过移动终端14的CQI反馈来了解覆盖问题。这里使用的覆盖问题指的是，例如，在小区12边缘的移动终端16的数目超过一定CQI阈值的情况。
在步骤S100，如果向扇区124a提供服务的BS14检测到问题，例如在小区12的边缘处要进行数据发送和/或接收的移动终端16的数量超过一定CQI阈值，则服务BS14可开始使用另一个模式。例如，BS14可发送消息给其FFR邻居列表的成员，即向扇区124b和124c提供服务的BS14，以请求使用至少模式B128(这里也称为模式2)。如果邻居已经在使用模式2或者更高模式，则不必执行进一步的动作。每个BS14可了解是哪个BS14发出了请求以及所请求的操作模式。邻居列表可以预先配置，或者可以通过包括扇区124需要服务的每个移动终端16的最主要的干扰者来动态创建。对给定的移动终端16的最主要的干扰者可以根据移动终端16活动集(active set)来确定。
当BS14在扇区124内变到不同的模式时，BS14可发送广播消息，把新的模式通知给在此扇区内的移动终端16。BS14也可发送确认给发出请求的BS14，并传播新模式信息给其邻居列表。当前模式和相关的频率样式被周期性地广播给移动终端16。
作为另一个例子，如步骤S102所示，如果向扇区124b提供服务的BS14检测到覆盖问题，例如，再如移动终端16b，则BS14发送请求给向扇区124c提供服务的BS14，以请求使用模式B128(模式2)。如果仍然有覆盖问题，则向扇区124b提供服务的BS14发送请求给向扇区124c提供服务的BS14，以请求在扇区124c内使用模式C134(这里也称为模式3)(步骤S104)。
如果BS在用于扇区的模式B128(模式2)或更高模式下检测到不再有覆盖问题，例如移动终端16的CQI高于在更高模式下操作所需的CQI，BS14可发送消息给第一级(tier)邻居以指示其优选的操作模式(步骤S106和S108)。注意，可采用确认机制，从而，支持接收到模式改变请求的扇区的接收基站14向发送基站14发送确认，以指示它将改变或将不改变模式。例如，如果接收基站14必须服务高优先级用户或如果扇区满负载，它可发送“否”确认(“NAK”)。
可限制BS14不在扇区内下降到较低水平，直到来自其邻居的所有模式请求都在那个水平或更低的水平为止。对于软复用模式，低功率频段可被调度用于处于或靠近小区中心的移动终端16。高功率频段可被调度用于小区边缘或者小区中心的移动终端16用户。根据本发明的一个实施例，可有利地使用上述方法来在具有每个小区或网络范围规划的情况下提供适应性分数频率复用。
根据本发明，每个基站14了解来自其扇区邻居列表里的邻居的模式请求。该邻居列表可基于模式改变请求的发送者而确定，可以是预先配置的邻居列表或者根据被确定为具有覆盖问题的移动终端14的活动集而建立。
基站14可基于下列条件确定什么时候需要切换到较高模式：|{i|Gm(i)
如上所述，CQI用来确定扇区内的覆盖问题。因此，使在每个FFR子频带上的移动终端16的CQI可用于其服务BS14。用于FFR子频带的CQI可从打孔(即，取代FFR子频带中的数据频段)的公共导频符号来测量。可以预期：可以提供两类报告。周期性CQI报告可用来提供瞬时信道质量指示。可替换地，可报告用于每个FFR子频带的慢CQI或CQI改变，以捕获在每个FFR子频带上长期的信噪比差值。
一种在不同模式之间进行切换的可替代方法是要慢适应在功率受限的一个或多个频段组上的最大发射功率电平阈值。在一个实施例中，可通过向邻居列表中的干扰扇区发送功率电平调整，经由下行链路(从基站14到移动终端16)功率控制，来适应功率电平阈值。每个扇区从其邻居接收前向活动比特(“FAB”)。该活动比特指出在受限的频段组上的发射功率阈值是否应该增大或降低。例如，FAB比特值为1表示阈值应当降低，而值为0表示阈值可以增加。由于每个扇区接收多个FAB比特，“or of down(下降的或)”指令被用来确定是否要增加或降低阈值。如果FAB比特的结果是要降低发射功率，则将阈值Pthresh减小值Δdown。否则，将阈值增加值Δup。
利用“or of down”指令，使用“或”操作来组合来自所有扇区的FAB比特。使用该指令，值为1表示阈值应当降低。只要至少一个FAB比特为1，“or of down”指令可返回FAB比特值1。这个规则可用下面的例子来说明，其中扇区S具有3个发送FAB比特的邻居。对于扇区S，“or of down”指令的结果由下式给出
FAB＝FAB1∪FAB2∪FAB3
其中下标是对应于扇区的FAB。这个非限制性的例子涉及到3个扇区。在这个实施例中，功率电平阈值可以是用于确定实际发射功率限制阈值的虚拟阈值，或者可以是实际发射功率限制阈值。如果阈值是虚拟阈值，实际阈值可如下确定。
如果FAB比特的值为0，则
Pv(tn+1)＝Pv(tn)+Δup
Pthresh(tn+1)＝f(Pv(tn+1))
其中函数f(Pv(tn+1))从一组预定阈值返回小于或等于给定虚拟阈值的最接近的阈值。
否则，
Pthresh(tn+1)＝Pthresh(tn)+Δdown
Pv(tn+1)＝Pthresh(tn+1)
作为替换，还可通过上行链路通信(移动终端16到基站14)来控制功率控制。用于上行链路的功率控制可依靠开环或闭环控制或二者的组合。在闭环功率控制中，可使用适应性功率控制目标来取代固定功率控制目标。适应性功率控制目标由基站14基于信道负载(或IoT)来控制，或者由每个移动终端16基于在几个最强链路之间的偏移量来控制。前者把IoT反馈给每个移动终端16，而后者不需要任何反馈，并且能够由移动终端16根据来自多个最强的BS14的路径损耗和阴影衰落来确定。用于CL-PC的适应性功率控制目标通常针对整个频带设为一个值。但是，也可以预期，适应性功率控制目标可以是由系统8预定或者由更高层(layer)配置的多个值。
作为示例，为了在上行链路上使能FFR，移动终端16基于它们的功率控制目标被聚集成两个或多个组。例如，具有高功率控制目标的移动终端16，诸如小区12中心移动终端16，被聚集在一起形成组G1，而具有低功率控制目标的移动终端16，即在小区12边缘的移动终端16，形成单独的组G2。如果频带被划分成3个带，一个带可由扇区使用来调度来自G1或G2的移动终端16，而另外两个带可仅用来调度组G1的移动终端。对于每个小区12有3个扇区的布置，每个扇区可使用不同的带来调度来自G1或G2的移动终端16。通过这种方式，小区12的边缘移动终端将受到较低的干扰，这是由于来自其他扇区的干扰将来自具有较低发射功率的扇区中心用户。当小区中心用户被调度在非受限的带上时，他们将受到较少的干扰，从而可产生较高的分配数据率。由于在非受限的带上的较低干扰而导致的信道质量提高可由扇区通过改变用于形成集合G1的规则来控制，以使得高干扰者被移到组G2，或者可通过改变G1中移动终端的目标阈值来进行控制。
根据本发明的一个实施例，提供在具有扇区规划的情况下的适应性分数频率复用方法。扇区规划指频段在邻近扇区的分布，下面将详细描述。换言之，当不采用规划时，每个扇区(具体而言，控制该扇区的BS14)确定分配给扇区的预定频率组为高功率还是低功率。结果是，一些邻近扇区124可具有重叠的高功率频段。如图10的累积分布函数(“CDF”)曲线图所示，在这个实施例中，移动终端16根据其几何因子(其可基于信道条件和位置)而被分组到带中。图10示出使移动终端16以给定几何因子运行的概率。当FFR操作模式上升至较高的水平时，使移动终端16具有低于0dB的几何因子的概率减小。
注意，根据本发明的一个实施例，FFR模式可基于阈值。例如，FFR模式可基于具有低于一定值的几何因子的用户(如，具有G<0dB的用户)的数量而改变。可替换地，移动终端16的优先级可被评估，并且例如在一定数量的高优先级用户具有低于0dB的几何因子时才切换模式。
根据本发明的一个实施例，提供使用每小区或网络范围规划的适应性FFR方法。在这个实施例中，FFR方法也可与在小区或网络范围规划内的频率规划一起使用。每个扇区可具有用于每个操作模式的两组频段(例如，高功率和低功率)。每组内的频段可以彼此邻近或分散在一段带宽上，或者是二者的组合。可选择高功率频段，使得在小区内的扇区之间或在网络内的干扰扇区上的重叠最小。频率样式可从操作模式和扇区ID来获得，扇区ID即分配给扇区的标识符。在小区内的网络范围频率规划相对于没有频率规划的情况，有利地提供了改进的覆盖。但是，这种配置也使得信道化方案更加复杂。
通过用每BS14频率规划来在扇区或小区之间分配频率资源，信道化可将两个单独的资源分配树用于DRCH和VRCH信道，即，一个资源分配树用于全功率分配，另一个资源分配树用于低功率分配。资源分配树被定义为将DRCH或BRCH映射到一组频段，其中一组频段可以是高功率或者低功率。映射可以从一个OFDM符号跳到另一个。不同扇区的跳跃样式可以不同。
根据本发明的一个实施例，图11是使用每小区或网络范围规划的适应性分数频率复用方法的相对CQI值的图。示出了服务扇区144和干扰扇区146的频率与功率关系曲线。如图所示，可反馈多个CQI值以供更准确的数据率映射，或可替换地，CQI值可在高功率频段(或参考FFR段)上被反馈，且可以周期性地反馈高功率频段(参考FFR段)和低功率频段(其他FFR段)之间的差值。
本领域技术人员将理解，用于特定CQI的频率不需要在一个范围内连续，而是可以跳跃。此外，可将重叠频率与相应的干扰处罚(interference penalty)一起使用。与不使用频率规划的实施例相比，将知道在每小区规划场景中的百分比重叠，其中，不使用频率规划时，重叠变化并且通常仅知道统计上的重叠。
可使用主要与高功率频段相关联的导频来确定在高功率频段上的CQI。可使用主要与低功率频段相关联的导频来确定在低功率频段上的CQI。根据一个实施例，仅使用主要与高功率频段相关联的导频来确定高功率频段。根据一个实施例，如果导频打孔属于高功率区域内的DRCH或BRCH的子载波，则导频与高功率区域相关联。这可通过在每个扇区内使用相同的将DRCH或BRCH映射到物理子载波的跳跃样式来实现。例如，小区12内的每个扇区124可使用不同的DRCH或BRCH组(从而，不同的物理子载波)用于高功率分配。通过这种方式，与高功率区域相关联的导频在低功率区域中将受到来自小区内其他扇区或网络内其他干扰扇区的干扰。这能在高功率区域上提供准确的CQI估计。可使用主要与低功率区域相关联的导频来类似地获得在低功率区域上的CQI。可使用仅与低功率区域相关联的导频来获得在低功率区域上的CQI。
对于不同的扇区，将DRCH或BRCH映射到物理子载波或频段的跳跃样式可以不同。扇区的高功率频段与其相邻干扰扇区的高功率频段具有零重叠或者最小的重叠。通过这种方式，与高功率区域相关联的导频在低功率区域中将受到来自小区内其他扇区或网络中其他干扰扇区的干扰。
可替换地，可通过改变信道化来得到准确的CQI估计，以使得在分集信道(DRCH)中，一组固定大小的相邻频段，而不是单个频段，跳跃。在这种情况下，与高功率区域相关联的导频是落在属于高功率区域的DRCH的相邻频段组内的导频。
图12是使用每小区规划的适应性分数频率复用方法的图，具体而言在例如模式C134(模式3)的情况下使用DRCH。在这种配置下，不同的信道化树可用于高功率和低功率的移动终端16，以使得对于给定的信道化树，例如信道化树148，在扇区上的高功率频段内没有重叠。
图13是示例性的使用每小区规划的适应性分数频率复用方法的图，具体而言在例如模式C134(模式3)的情况下使用BRCH。可将不同的信道化树用于高功率和低功率的用户，以使得：假定信道化树148使用高功率频段且信道化树150使用低功率频段，则对于给定的信道化树，例如信道化树148，在扇区上的高功率频段内没有重叠。
可替换地，DRCH可将单个信道化树而不是分别的树用于高功率和低功率频段。在这种情况下，对于除模式1以外的所有模式，到子载波的映射对于每个扇区可以都相同。然后，小区内的不同扇区可将不同的DRCH信道用于高功率频段。
如果DRCH和BRCH同时存在于相同的物理层帧内，可使用两种信道化技术。如果DRCH和BRCH信道被定义或映射到不同的子频带(其中子频带是由相邻子载波组成的一段带宽)，则可为DRCH和BRCH分别定义高功率组。可替换地，如果BRCH和DRCH都用在一重叠频带上，例如在整个频带上，且DRCH打孔BRCH信道，则两个信道均可使用相同的高功率频段组。在这种情况下，高功率组必须包含足够的相邻频段，使得BRCH信道可被限定在高功率组内。高功率组还应当包含扩展到整个带宽的多组相邻频段，以便在使用高功率频段或低功率频段分配DRCH信道时，提供足够的分集。
当BS14切换到新的模式时，它可以向移动终端广播该模式、任何新的跳跃样式、FFR模式被应用到的混合自动重传请求(“HARQ”)交织，以及移动终端解码数据所需的任何其他信息，诸如任何对低功率频段的功率电平限制。新的FFR模式可应用到单个HARQ交织或多个HARQ交织。也可为每个HARQ交织规定不同的FFR模式。
注意，当使用频率规划时，FFR确实对移动终端16几何因子有影响。当FFR操作模式上升到较高的层次，使移动终端16具有低于0的几何因子的概率降低。通过与不使用频率规划的配置进行比较，在频率规划没有用于模式B128和C134(模式2和3)时的降低与使用频率规划的配置相比分别少于0.3dB和0.5dB。但是，对于模式D140(也称为模式4)，降低大约高1.5dB。因此频率规划可提高几何因子的CDF。
有利地，本发明的适应性频率复用方法在没有覆盖问题时不影响吞吐量。并且，由于只获得了覆盖增益信息，对于吞吐量的影响被最小化。而且，本发明的方法不需要任何频率规划，仅仅需要来自移动终端16的最小附加反馈。根据本发明的一个实施例，上述方案可用来提供具有每小区或网络范围规划的适应性分数频率复用。
根据本发明，当使用BRCH配置且FFR子频带的数目大于频率选择子频带的数目时，可分配多个子频带给同一个移动终端16。
例如，如图14所示，如果在一个频率选择子频带中有3个FFR子频带152，其包括一个较高功率FFR子频带154和两个较低功率FFR子频带156，则不同小区边缘的移动终端(“MT”)16可被分配给每个高功率FFR子频带154，而在每个频率选择子频带中的两个较低功率的FFR子频带156可被分配给相同的AT。
可替换地，如图15所示，可以给单个小区边缘MT16分配与不同频率选择子频带相对应的多个较高功率FFR子频带154。当MT16经历的频率选择带宽跨越在BS14中配置的多于一个频率选择子频带时，可以使用上述方法。
本领域技术人员将理解：FFR子频带的数目和每个频率选择子频带的高功率到低功率频带的配置仅仅是出于解释的目的，并不意图限制这里描述和要求的范围更宽的发明。
根据本发明的另一个实施例，为了用单个前向链路分配消息(“FLAM”)分配多个子频带给相同的MT16，可以引入附加的块类型到前向链路共享控制信道(“F-SCCH”)。附加的块类型，即FLAM-BRCH，可以与FFR或者不与FFR一起使用，并且可包括子频带位图以识别哪些频带被分配给移动终端16。当FFR被使能时，位图的长度可以与子频带的数目或FFR子频带的数目相同，但是本发明不限于此。
根据本发明，当FFR被使能，可定义用于F-SCCH的跳跃区域。F-SCCH跳跃区域可以是所定义的FFR子频带的子集。例如，较高功率的FFR子频带可用来形成F-SCCH跳跃区域。高功率FFR子频带可扩展过该频带，以向F-SSCH提供更多分集。对于DRCH的情况，F-SCCH跳跃区域可定义在较高功率DRCH FFR子频带内。对于BRCH的情况，F-SCCH跳跃区域可横跨扩展过该频带的多个较高功率BRCH FFR子频带。
为了使MT16确定F-SCCH所处的位置，可使用位图来信号发送较高功率FFR子频带给MT16。可信号发送一个比特以表示高功率段是否循环旋转。对于BRCH的情况，余下的FFR子频带，即没有用于F-SCCH的FFR子频带，可如下配置：
·如图16所示，全模式可定义在每个频率选择子频带152内，例如，频率选择子频带1-3包括一个高功率FFR子频带154、一个低功率FFR子频带156和一个中间功率FFR子频带158；或
·如图17所示，部分模式可定义在每个频率选择子频带内，以使得在每个频率选择子频带152内不需要支持所有的功率电平。
对于BRCH的情况，余下的FFR子频带，即没有用于F-SCCH的FFR子频带，可以逐帧或逐个交织地进行循环移位。
可替换地，F-SCCH跳跃区域可以是遍布整个带宽的物理频段的保留集合(使用BRCH或DRCH)。在这种情况下，频段的保留集合不需要与FFR子频带具有相同大小或结构。频段集合可以分散，或者位于BRCH片(Tile)的基本单元中。FFR子频带可定义在余下的物理频段上，且物理频段的保留集合可以逐个符号地或者逐帧地进行跳跃。
可将物理频段的保留集合定位成它们不与干扰扇区124的高功率FFR子频带冲突。实现这个目的的一个途径是要在干扰扇区处将相同的物理频段集合用于小区中心或较低功率发射。为使移动终端16确定F-SCCH所处的位置，频段的保留集合可在广播信令，例如辅广播信道(“F-SBCCH”)，上被信号发送到移动终端16。一种可能的信令格式是可指示F-SCCH跳跃区域的大小的F-SBCCH。实际的物理频段可以使用预定义的映射和跳跃样式根据F-SCCH跳跃区域大小来确定。
根据本发明，如果模式包括逐帧循环旋转的较高功率段，则F-SCCH跳跃区域可定义为高功率FFR子频带。可以使用位图将高功率子频带的位置信号发送给移动终端16。位图可指示哪个子频带是参考交织上的高功率子频带。一个附加比特可以被信号发送以指示较高功率FFR子频带被循环移位。可规定F-SCCH跳跃区域位于系统广播信令信道上，例如前向辅广播信道(“F-SBCCH”)上。本说明书可包括与跳跃区域相关联的交织的位图、其中假定子频带均匀分布在频带上的跳跃区域的子频带数目、参考交织上的跳跃区域的第一子频带的偏移以及指示跳跃区域是否在规定的交织上循环的标记。
根据本发明，可以分别信号发送用于DRCH和BRCH的子频带数目。而且，对于DRCH，可以仅在FFR被使能用于DRCH时，才信号发送FFR子频带的数目。同样，对于BRCH，当FFR被使能时，子频带的数目可以等于FFR子频带的数目。否则，它可以等于频率选择子频带的数目。还需要注意，可在系统广播信令信道，例如前向辅广播信道(F-SBCCH)上发送子频带的数目。
在定义了非重叠DRCH和BRCH子频带的复用模式中，可以在F-SBCCH或另一个系统广播信令信道中定义：子频带总数目、指示哪个或哪些子频带用于DRCH和哪个或哪些子频带用于BRCH的位图、以及指示FFR是否被使能用于DRCH的标记。如果FFR被使能用于DRCH，则DRCH FFR子频带的数目被信号发送。注意，不需要指示BRCH FFR子频带的数目，这是由于它与上述位图中指示的BRCH子频带相同。
在DRCH打孔到BRCH中的复用模式中，可以在F-SBCCH或另一个系统广播信令信道中定义：分配的DRCH数目、其中当FFR被使能用于BRCH时BRCH子频带数目可等于BRCH FFR子频带数目的BRCH子频带的总数目、以及指示FFR是否被使能用于DRCH的标记。如果FFR被使能用于DRCH，DRCH FFR子频带的数目可被信号发送。
根据本发明，在将该模式广播给移动终端16时，可信号发送一些或全部FFR子频带的功率电平以及子频带的数目和跳跃样式。当通过将较高功率段循环穿过不同FFR子频带而定义用于BRCH的模式时，功率电平信息可由移动终端16使用。移动终端16可将功率电平信息用于报告最佳频带。通过这种方式，小区边缘移动终端16可避免将较低功率段选为最佳频带。
关于使用FFR的BRCH分配，注意，块类型被定义以允许分配多个子频带给具有共享FLAM的相同移动终端16。这种块类型被用在F-SCCH上，这里称之为FLAM-SB。FLAM-SB可以与FFR或者不与FFR一起使用，并识别分配给移动终端16的子频带。根据一种配置，新消息可指示：通过规定所分配的子带所属的子带集合来分配哪些子带、从规定的子带集合分配的第一子带的偏移、以及被分配的子带数量。还可以预期，可使用位图来规定该信息。
注意，尽管大部分上述讨论是关于下行链路方向上的动态FFR，应当理解，所描述的方法、系统和实施例可同样应用于上行链路通信。
本发明可以用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。任何种类的计算系统或其他适于执行这里描述的方法的装置都适合于执行这里描述的功能。
硬件和软件的典型组合可以是专用或通用计算机系统，其具有一个或多个处理元件和存储在存储介质上的计算机程序，当该计算机程序被载入并执行时，它控制计算机系统使其执行这里所述的方法。本发明还可以嵌入到计算机程序产品中，该计算机程序产品包括使这里所述的方法能够实现的所有特征，并且在被载入到计算系统中时能够执行这些方法。存储介质指任何易失性或非易失性的存储设备。
本文中的计算机程序或应用指的是：意图使系统具有信息处理能力从而直接或在一个或两个下述步骤之后执行特定功能的指令集合的以任何语言、代码或记号的任何表示：a)转换成另一种语言、代码或记号；b)以不同材料形式再现。此外，需要注意，除非上面提到了相反的情况，否则所有的附图都不是按比例画的。重要的是，本发明可以其他特定形式实现而不背离其精神或实质，因此，需要参考以下权利要求而不是前面的说明书来指出本发明的范围。