具有软决策的上行链路干扰消除系统中的负载控制.pdf

本发明公开了一种用于具有软决策的上行链路干扰消除系统中的负载控制的方法。基于接收的信号的分组大小确定是否从接收的信号中消除干扰。如果信号将被消除，则基于接收的信号的传输块大小确定接收的信号的干扰部分与有用部分之间的最大相关因子。如果信号将被消除，则还基于最大相关因子确定针对基站的减小的目标负载。如果信号将被消除，则基于减小的目标负载调整一个或多个无线通信设备的上行链路发射功率。

权利要求书一种用于在具有软决策的上行链路干扰消除系统中进行负载控制的方法，包括：基于接收的信号（340）的分组大小确定是否要从所述接收的信号（340）中消除干扰；以及如果要消除所述信号（340），则：基于所述接收的信号（340）的传输块大小（444）确定所述接收的信号（340）的干扰部分（330）与有用部分（328）之间的最大相关因子（451）；基于所述最大相关因子（451）确定针对基站（102）的减小的目标负载（467）；以及基于所述减小的目标负载（467）调整一个或多个无线通信设备（104）的上行链路发射功率（468）。如权利要求1所述的方法，其中，所述最大相关因子（451）是为所述传输块大小（444）和多个信道类型确定的最高相关因子。如权利要求2所述的方法，其中，所述最大相关因子（451）取决于干扰无线通信设备的Walsh结构，而不取决于非干扰无线通信设备的Walsh结构。如权利要求1所述的方法，其中，所述确定最大相关因子（451）的步骤包括使用在执行所述方法之前计算的表（448）。如权利要求1所述的方法，其中，所述确定减小的目标负载（467）的步骤包括：基于所述最大相关因子（451）确定针对所述基站（102）的减小的目标能量（462）；基于所述减小的目标能量（462）确定减小的目标热噪声增量（RoT）（465）；以及基于所述减小的目标RoT（465）确定减小的目标负载（467）。如权利要求5所述的方法，其中，所述确定减小的目标能量（462）的步骤包括将总的接收能量（I0）（452）乘以(1‑α)2，其中α是所述最大相关因子（451）。如权利要求1所述的方法，还包括将所述上行链路发射功率（468）发送到所述无线通信设备（104）。如权利要求1所述的方法，其中，所述方法是由节点B执行的。一种计算机可读介质，包括能够由一个或多个处理器（803）执行以执行权利要求1至8中的任意一项所述的方法的指令（809a）。一种用于在具有软决策的上行链路干扰消除系统中进行负载控制的基站，包括：用于基于接收的信号（340）的分组大小确定是否要从所述接收的信号（340）中消除干扰的模块；用于如果要消除所述信号（340）则基于所述接收的信号（340）的传输块大小（444）确定所述接收的信号（340）的干扰部分（330）与有用部分（328）之间的最大相关因子（451）的模块；用于如果要消除所述信号（340）则基于所述最大相关因子（451）确定针对基站（102）的减小的目标负载（467）的模块；以及用于如果要消除所述信号（340）则基于所述减小的目标负载（467）调整一个或多个无线通信设备（104）的上行链路发射功率（468）的模块。如权利要求10所述的基站，其中，所述最大相关因子（451）是为所述传输块大小（444）和多个信道类型确定的最高相关因子。如权利要求11所述的基站，其中，所述最大相关因子（451）取决于干扰无线通信设备的Walsh结构，而不取决于非干扰无线通信设备的Walsh结构。如权利要求10所述的基站，其中，所述用于确定最大相关因子（451）的模块包括用于使用在执行所述方法之前计算的表（448）的模块。如权利要求10所述的基站，其中，所述用于确定减小的目标负载（467）的模块包括：用于基于所述最大相关因子（451）确定针对所述基站（102）的减小的目标能量（462）的模块；用于基于所述减小的目标能量（462）确定减小的目标热噪声增量（RoT）（465）的模块；以及用于基于所述减小的目标RoT（465）确定减小的目标负载（467）的模块。如权利要求14所述的基站，其中，所述用于确定减小的目标能量（462）的模块包括用于将总的接收能量（I0）（452）乘以(1‑α)2的模块，其中α是所述最大相关因子（451）。

说明书具有软决策的上行链路干扰消除系统中的负载控制
相关申请
本申请涉及并且要求于2010年4月15日递交的、名称为“Load Controlin Uplink Interference Cancellation with Soft Decision”的美国临时专利申请No.61/324,700的优先权。
技术领域
概括地说，本发明涉及通信系统。更具体地，本发明涉及具有软决策的上行链路干扰消除系统中的负载控制。
背景技术
电子设备（蜂窝电话、无线调制解调器、计算机、数字音乐播放器、全球定位系统单元、个人数字助理、游戏设备等）已经成为日常生活中的一部分。当前，小型计算设备位于从汽车到锁条的每个物体中。电子设备的复杂性在近几年已经急剧增加。例如，许多电子设备具有帮助控制设备的一个或多个处理器、以及用于支持处理器和设备的其它组件的多个数字电路。
无线通信系统被广泛地部署以提供各种类型的通信内容，例如语音、视频、数据等。这些系统可以是能够支持多个无线通信设备与一个或多个基站的同时通信的多址系统。
因为多个设备可以在相同的地理区域进行无线通信，所以信号可能在传输过程中被损坏。因此，无线设备可以使用各种信号处理技术来恢复期望的数据。例如，基站或移动设备可以消除来自不希望的信号的干扰。然而，干扰消除可能对有用信号产生非预期的结果。因此，可以通过用于具有软决策的上行链路干扰消除系统中的负载控制的系统和方法来实现益处。
发明内容
公开了一种用于具有软决策的上行链路干扰消除系统中的负载控制的方法。基于接收的信号的分组大小确定是否从接收的信号中消除干扰。如果信号要被消除，则基于接收的信号的传输块大小确定接收的信号的干扰部分与有用部分之间的最大相关因子。如果信号要被消除，则基于最大相关因子确定针对基站的减小的目标负载。如果信号要被消除，则基于减小的目标负载调整一个或多个无线通信设备的上行链路发射功率。
最大相关因子可以是为传输块大小和多个信道类型确定的最高相关因子。最大相关因子还可以取决于干扰无线通信设备的Walsh(沃尔什)结构而不取决于非干扰无线通信设备的Walsh结构。在执行方法之前计算的表可以用于确定最大相关因子。
为了确定减小的目标负载，可以基于最大相关因子确定针对基站的减小的目标能量。还可以基于目标能量确定减小的目标热噪声增量（RoT）。可以基于减小的目标RoT确定减小的目标负载。可以通过将总的接收能量（I0）乘以(1‑α)2来确定针对基站的减小的目标能量，其中α是最大相关因子。
还可以将上行链路发射功率发送到无线通信设备。该方法可以由节点B执行。
公开了一种用于具有软决策的上行链路干扰消除系统中的负载控制的基站。基站包括处理器和与处理器进行电子通信的存储器。可执行的指令存储在存储器中。指令可执行以基于接收的信号的分组大小确定是否从接收的信号中消除干扰。指令还可执行以如果信号要被消除则基于接收的信号的传输块大小确定接收的信号的干扰部分与有用部分之间的最大相关因子。指令还可执行以如果信号要被消除则基于最大相关因子确定针对基站的减小的目标负载。指令还可执行以如果信号要被消除则基于减小的目标负载调整一个或多个无线通信设备的上行链路发射功率。
还公开了一种用于具有软决策的上行链路干扰消除系统中的负载控制的基站。基站包括用于基于接收的信号的分组大小确定是否从接收的信号消除干扰的模块。基站还包括用于如果信号要被消除则基于接收的信号的传输块大小确定接收的信号的干扰部分与有用部分之间的最大相关因子的模块。基站还包括用于如果信号要被消除则基于最大相关因子确定针对基站的减小的目标负载的模块。基站还包括用于如果信号要被消除则基于减小的目标负载调整一个或多个无线通信设备的上行链路发射功率的模块。
还公开了一种用于具有软决策的上行链路干扰消除系统中的负载控制的计算机程序产品。计算机程序产品包括其上存储有指令的非临时性计算机可读介质。指令包括用于使基站基于接收的信号的分组大小确定是否从接收的信号中消除干扰的代码。指令还包括用于使基站如果信号要被消除则基于接收的信号的传输块大小确定接收的信号的干扰部分与有用部分之间的最大相关因子的代码。指令还包括用于使基站如果信号要被消除则基于最大相关因子确定针对基站的减小的目标负载的代码。指令还包括用于使基站如果信号要被消除则基于减小的目标负载调整一个或多个无线通信设备的上行链路发射功率的代码。
还公开了一种用于具有软决策的上行链路干扰消除系统中的负载控制的方法。在基站处接收指示一个或多个无线通信设备的功率余量信息的数据。基于该数据识别余量有限的无线通信设备。为无线通信设备确定实现目标块误码率（BLER）的减小的目标负载。基于减小的目标负载为无线通信设备中的一个或多个调整上行链路发射功率。
当确定减小的目标负载时，如果来自无线通信设备的分组未被正确解码则目标负载可以减少。可替换地，如果来自无线通信设备的分组被正确解码则目标负载可以增加。循环冗余校验（CRC）结果可以用于确定来自无线通信设备的分组是否被正确解码。可以将上行链路发射功率发送到无线通信设备。该方法可以由节点B执行。
还公开了一种用于具有软决策的上行链路干扰消除系统中的负载控制的基站。基站包括处理器和与处理器进行电子通信的存储器。可执行的指令存储在存储器中。指令可执行以在基站处接收指示一个或多个无线通信设备的功率余量信息的数据。指令还可执行以基于该数据识别余量有限的无线通信设备。指令还可执行以为无线通信设备确定实现目标块误码率（BLER）的减小的目标负载。指令还可执行以基于减小的目标负载为无线通信设备中的一个或多个调整上行链路发射功率。
还公开了一种用于具有软决策的上行链路干扰消除系统中的负载控制的基站。基站包括用于在基站处接收指示一个或多个无线通信设备的功率余量信息的数据的模块。基站还包括用于基于该数据识别余量有限的无线通信设备的模块。基站还包括用于为无线通信设备确定实现目标块误码率（BLER）的减小的目标负载的模块。基站还包括用于基于减小的目标负载为无线通信设备中的一个或多个调整上行链路发射功率的模块。
还公开了一种用于具有软决策的上行链路干扰消除系统中的负载控制的计算机程序产品。计算机程序产品包括其上存储有指令的非临时性计算机可读介质。指令包括用于使基站在基站处接收指示一个或多个无线通信设备的功率余量信息的数据的代码。指令还包括用于使基站基于该数据识别余量有限的无线通信设备的代码。指令还包括用于使基站为无线通信设备确定实现目标块误码率（BLER）的减小的目标负载的代码。指令还包括用于使基站基于减小的目标负载为无线通信设备中的一个或多个调整上行链路发射功率的代码。
附图说明
图1是示出了具有基站和一个或多个无线通信设备的无线通信系统的框图；
图2是示出了接收链的框图；
图3是示出了在解码之前的上行链路干扰消除系统中的相关现象的框图；
图4是上行链路调度器的框图；
图5是示出了用于使用最大相关因子（αm）进行负载控制的方法的流程图；
图6是用于使用动态算法进行负载控制的方法的流程图；
图7是示出了确定相关因子表的方法的流程图；
图8示出了可以包含在基站内某些组件；以及
图9示出了可以包含在无线通信设备内的某些组件。
具体实施方式
可以对无线通信信号中的上行链路信号执行干扰消除。一种可能的干扰消除方法是在解码之前执行。然而，解码之前的干扰消除可能引起不想要的副作用。具体地说，当消除干扰时可能会消除一部分有用信号。因此，本发明的系统和方法可以使用调度器通过调整目标RoT并因此调整目标负载来减少这种副作用。换句话说，本发明的系统和方法调度上行链路数据以补偿发生在某些干扰消除技术中存在的相关现象。在不补偿这种相关性的情况下，干扰消除的副作用可能对小区边缘用户（即，以最高功率发送的那些用户）而言具有不良后果，这是因为小区边缘用户的一些有用信号减少，这可能阻止用户闭合其通信链路，即阻止用户对消息进行正确解码。这样实际上可能减小小区覆盖。
在进行调度时，基站可以尝试维持恒定的热噪声增量（RoT），即，总的接收的上行链路信号除以总的上行链路热噪声。然而，使用干扰消除的系统可以在预料到后续干扰消除的情况下允许稍高的目标RoT。换句话说，因为总的热噪声可以减少，因此目标RoT可以升高，从而允许基站实现更高的RoT。如果基站消除大部分现存的噪声/干扰，则与基站消除小部分噪声/干扰的情况相比，基站可以使目标RoT上升得更高。
然而，与此配置相反，本发明的系统和方法不仅可以通过基站可以消除的干扰量来调节RoT，而且可以通过在干扰消除期间有用信号可能被消除的量来调节目标RoT。例如，假设用户A是干扰信号，用户B是有用信号。通过移除用户A的信号，基站也可能消除用户B的一些信号，即，干扰信号消除量与有用信号消除量之间存在相关性。如本文中所描述的，这种相关性取决于用户A的Walsh结构和用户A的物理信道类型。用户A的分组大小（例如，传输块大小（TBS））可以用于取代Walsh结构来确定相关因子，这是因为基站可能不知道用户A的Walsh结构。对基站而言，用户A的精确信道类型也可能是未知的。代替地，基站可以使用最坏情况信道来确定相关因子。因此，在一种配置中，基站可以使用干扰用户的传输块大小来确定干扰信号消除量与有用信号消除量之间的相关因子。然后，相关因子可以由基站中的上行链路调度器使用以确定目标RoT，并且根据目标RoT确定移动设备的上行链路传输功率。
图1是示出了具有基站102和一个或多个无线通信设备104的无线通信系统100的框图。例如，基站102可以是节点B，无线通信设备104可以是用户设备（UE）。基站102可以在上行链路106上从无线通信设备104接收数据，并且在下行链路108上将数据发送到无线通信设备104。基站102可以使用具有软决策的上行链路干扰消除。如本文中所使用的，术语“软”指具有实数值而不是硬数据中的仅二进制数据的数据。换句话说，软数据指示数据的值和可靠性。
如本文中所使用的，术语“无线通信设备”104指可以用于在无线通信系统100上进行语音和/或数据通信的电子设备。无线通信设备104的示例包括蜂窝电话、个人数字助理（PDA）、手持设备、无线调制解调器、膝上型计算机、个人计算机等。无线通信设备104可以可替代地称为接入终端、移动终端、移动站、远程站、用户终端、终端、用户单元、移动设备、无线设备、用户设备（UE）、用户站或一些其它类似的术语。
术语“基站”102指安装在固定位置且用于与无线通信设备104通信的无线通信站。基站102可以可替代地称为接入点、节点B、演进型节点B或一些其它类似的术语。
基站102可以包括上行链路调度器110。上行链路调度器110可以负责向无线通信设备104分配资源，对于该无线通信设备104，上行链路调度器110可以用作服务基站102，即，服务基站102可以指定哪些无线通信设备104在上行链路106上发送以及多少数据在上行链路106上传输。调度器110可以使用一个或多个目标负载度量来在上行链路106上调度数据。例如，可以用于调整网络负载的一种技术监控热噪声增量（RoT）。RoT为上行链路106的总功率与上行链路106的热噪声功率的比。调整无线通信设备104的传输功率来实现目标RoT是平衡网络负载并且由此优化网络性能的一种方式。此外，无线通信设备可以积聚并在上行链路106上发送调度信息（SI）116。调度信息（SI）116可以指示余量（即，无线通信设备104可用的额外发射功率量）和用于传输的数据量。基站102可以使用调度信息（SI）116来高效地分配资源。例如，如果无线通信设备104具有大量的余量并且希望发送大量的数据，则基站102可以允许无线通信设备104增加其上行链路106传输的功率。换句话说，如果无线通信设备104具有小量的余量或小量的发送数据，则基站102可能不为无线通信设备104增加上行链路106发射功率。
干扰消除（IC）可以用于无线通信系统100以通过减少无用的干扰信号来改善无线信号。消除上行链路干扰的一种可能的方式是使基站102在成功解码分组之后消除上行链路106信号中的干扰。可替换地，可以在分组解码之前使用解调信号尝试干扰消除，即解码之前的IC。在解码之前的IC中，重构的信号可能与其它用户的信号相关。因此，在干扰消除之后，其它用户的信号可能受损且信噪比（SNR）可能改变。换句话说，解码之前的IC可以消除干扰，并且非预期地消除一部分有用信号。这种现象可能根据上行链路调度器110（例如介质访问控制e（MAC‑e）调度器）的实现而对小区覆盖有影响。例如，如果消除之后的目标RoT被设置为与非IC系统的目标RoT相同，则软IC系统的小区边缘用户可能需要较大的发射功率来实现与非IC系统相同的IC后的SINR。这可能等同于对小区覆盖的减少。
本发明的系统和方法可以通过使用上行链路调度器110解决这种解码之前的软IC的结果。更具体地说，上行链路调度器110可以在负载控制期间处理因干扰消除引起的相关作用以避免减少小区覆盖。因此，上行链路调度器110可以包括相关模块112和动态后退模块114。相关模块112可以使用相关因子来处理由干扰信号消除引起的有用信号受损。相关因子可以取决于正被消除的信号，并且不直接取决于其它无线通信设备的信号强度。因此，当特定的上行链路106信号通过使用解码之前的软IC重构和消除时，其对所有其它用户的影响是相似的。具体地说，只要分组被上行链路调度器110调度用于上行链路106传输且该分组将被消除，相关模块112就可以通过从基站102的目标负载进行后退来执行负载控制。后退量可以仅用于将被消除干扰的上行链路106数据，这是因为对于不进行干扰消除的数据，（干扰与一些有用信号之间的）相关作用可能不存在。后退量可以基于扩频因子和信道类型被预先确定。在修改目标负载之后，基站102可以将减小的目标负载用于其调度。
可替换地，动态后退模块114可以首先（例如，通过使用接收的调度信息（SI）116）识别余量有限的小区边缘用户，并且基于该特定用户的残块误码率（BLER）动态地调整小区目标负载。块误码率（BLER）是指示传输数据的可靠性的度量并且可以根据一个通信时段内的确认（ACK）和否定确认（NACK）计算的。此外，块误码率（BLER）可能影响无线通信系统100的吞吐量。通常，块误码率（BLER）指在充分长的时段上统计平均的块误码率并且取0至1之间的值。
图2是示出了接收链200的框图。例如，接收链可以位于基站102中。接收链200可以包括射频至基带转换模块218，例如混频器。这可以通过射频（RF）信号产生基带信号。基带信号可以在解调器220中进行解调。解调器220可以对应于发送所接收的信号的发射链（未示出）中的调制器，例如，如果在发射机处执行正交相移键控（QPSK）调制，那么可以在解调器220处执行QPSK解调。
在一种配置（未示出）中，可以对解调的信号进行去交织和解码。然后，可以对解码的信号进行干扰消除，即解码之后的IC。可替换地，在图2所示的配置中，可以在解码之前对解调的信号进行干扰消除，即解码之前的IC。然而，如上所述，解码之前的上行链路干扰消除222可能减少期望信号的SNR，从而可能引起所涉覆盖问题。换句话说，除了干扰以后，解码之前的IC还可能消除一些有用信号。因此，本发明的系统和方法的上行链路调度器110可以在执行负载控制时处理这种作用。在解码之前的IC中，可以然后分别通过去交织器224和解码器226对干扰消除的信号进行去交织和解码。
图3是示出了解码之前的上行链路干扰消除系统中的相关现象的框图。图3的上部示出了在干扰消除之前的接收的上行链路信号340。信号340包括有用信号328和干扰330。接收的信号340的有用信号328部分可以是来自第二用户（即，用户2）的上行链路传输，接收的信号340的干扰330部分可以来自第一用户（即，用户1）。换句话说，当基站正在接收第二用户的传输328时，第一用户的传输可能充当干扰330。当对上行链路数据进行调度时，基站102可以使用在基站处经受的组合的热噪声增量（RoT）。例如，基站102可以组合接收的有用信号328并将其除以干扰330，并且将该值（即，RoT）与目标RoT进行比较。可替换地，可以使用负载本身。换句话说，基站102可以调度上行链路数据以努力维持目标RoT或由一些其它度量测量的目标负载。在具有解码之前干扰消除的系统中，基站102可以在预料到干扰消除的情况下升高目标RoT，即，如果存在的干扰较少，则RoT可以较高。然而，解码之前的干扰消除还可能消除一些有用信号328，其可能导致小区覆盖的减小。
图3的下部示出了在干扰消除（例如，使用解码之前的IC）之后的接收的信号342。IC之后的信号342可以包括大部分有用信号（即，剩下的用户2信号）332和一些干扰（即，剩下的用户1信号）336。然而，IC之后的信号342可能已经移除了一部分消除的用户2信号334和一部分消除的用户1信号338。消除的干扰338可能是预期的。消除的有用信号334可能是非预期的。此外，这种非预期的消除可能意味着，无线通信设备104必须增大其上行链路功率以保持它们在基站102处的SNR。然而，小区边缘用户可能没有可用的余量来增加其上行链路功率。因此，这种基站102处的有用信号334消除可能导致用户2的SNR下降至可接受的水平（即，用于可靠解码的最小SNR）之下。这实际上可能减少小区覆盖，即，如果小区边缘用户不能使它们的通信环路闭合，则小区的有效区域将更小。
图4是例如位于基站102中的上行链路调度器410的框图。上行链路调度器410可以为基站102执行负载控制。负载控制可以针对每个无线通信设备104使用两个缓冲器。原始的天线缓冲器可以包括其在空中接收的未修改的数据。修改的天线缓冲器可以包括当从接收的数据中消除干扰时的更新后的数据。术语“负载”可以指用于描述基站所接收的上行链路业务量。基站102处的“负载”可以直接指系统中所有用户的总RoT。基站102中的目标负载可以用于确定由基站102服务的无线通信设备104的上行链路功率，即，基站可以为无线通信设备104确定上行链路发射功率以实现基站102处的目标负载。上行链路调度器104可以根据等式（1）来确定基站102中的原始天线的目标负载：
Lcurr,raw+ΔLi,raw≤Ltar,raw    (1)
其中，Lcurr,raw是原始天线的当前传输的负载，ΔLi,raw是下一次传输的原始负载的增量，以及Ltar,raw是原始天线的目标负载。类似地，修改的天线的负载可能受等式（2）的限制：
Lcurr,mod+ΔLi,mod≤Ltar,mod    (2)
其中，Lcurr,mod修改的天线的当前传输的负载，ΔLi,mod是下一次传输的当前负载的增量，以及Ltar,mod是修改的天线的目标负载。因为可以从修改的天线消除一些干扰，所以原始天线和修改的天线的负载可能不同，从而产生了不同的信噪比（SNR）和负载。
原始负载增量ΔLi,raw可通过等式（3）给出：