專利名稱：無(wú)線寬帶終端中用于上行鏈路發(fā)送功率管理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及無(wú)線通信系統(tǒng)，更具體地說，涉及用于多載波無(wú)線 寬帶終端的功率管理。
背景技術(shù)：
在多載波無(wú)線通信系統(tǒng)中，發(fā)送信號(hào)(transmit signal)具有多個(gè)副載 波(sub-carrier)或音調(diào)。每個(gè)副載波或音調(diào)在預(yù)定義的帶寬中攜帶預(yù)定量 的信息。例如，在某些多載波系統(tǒng)中，來(lái)自基站(BTS)發(fā)送器的下行鏈 路發(fā)送信號(hào)由形成5MHz寬信號(hào)的十個(gè)500kHz副載波組成。
在諸如MMDS頻帶(2500-2686 MHz)和WCS頻帶(2305-2360 MHz)的許可頻帶(licensed band)中，為了最小化一個(gè)頻帶到另一個(gè)的 干擾，聯(lián)邦發(fā)射規(guī)定(Federal emission rules)限制從發(fā)送器發(fā)出的帶外 (out-of-band)雜散(spurious)發(fā)射功率的量。結(jié)果，發(fā)送器輸出功率被 限制在保證遵守該限制規(guī)定的最大可允許電平。
頻帶邊緣附近的帶外發(fā)射通常由發(fā)送器的互調(diào)制失真(intermodulatkm distortion)引起。遠(yuǎn)離頻帶邊緣的帶外發(fā)射通常由發(fā)送器的固有噪聲電平 (noise floor)或發(fā)送器的互調(diào)制失真和固有噪聲電平的結(jié)合引起。
互調(diào)制失真是非線性失真，其特點(diǎn)是設(shè)備的輸出信號(hào)中出現(xiàn)作為輸入 信號(hào)中存在的基頻和所有諧波(harmonic)的線性組合的頻率。
為了滿足FCC規(guī)范，設(shè)備供應(yīng)商通常根據(jù)需要實(shí)施多種技術(shù)，概述如下。
第一種技術(shù)是最小化互調(diào)制失真的高功率線性放大器。其優(yōu)點(diǎn)在于更 高的發(fā)送功率、更好的系統(tǒng)鏈路預(yù)算。但是高功率線性放大器具有諸如高 成本、高功耗和大尺寸(熱沉原因)之類的缺點(diǎn)。因此，高功率線性放大 器適合于BTS設(shè)備，而不適合偏愛較小尺寸和較低成本的客戶端設(shè)備 (Customer-premises-equipment, CPE)終端。
第二種技術(shù)是濾除互調(diào)制失真并降低帶外固有噪聲電平的信道濾波 器。其優(yōu)點(diǎn)在于減少帶外雜散發(fā)射。但它的缺點(diǎn)在于增加的濾波器引起的 高成本，濾波器損耗引起的較低發(fā)送功率，固定的頻率信道以及無(wú)力減少 頻帶邊緣附近的帶外雜散發(fā)射。因此，信道濾波器同樣適合于BTS設(shè)備而 不適合要求通過不同頻率信道與不同BTS通信的能力的CPE終端。
第三種技術(shù)是對(duì)頻帶邊緣提供額外的保護(hù)頻帶，其在不實(shí)現(xiàn)高成本線 性放大器的前提下允許較高的發(fā)送功率。但它的缺點(diǎn)在于頻譜的低效利 用、降低的容量和較高的系統(tǒng)總成本。
因此，希望設(shè)計(jì)一種用在諸如PCMCIA卡之類的無(wú)線寬帶CPE終端 中的改進(jìn)方法，以在滿足政府發(fā)射規(guī)定的同時(shí)仍能保持低成本、低功耗及 合理尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到以上問題，公開了一種用于優(yōu)化工作在多載波系統(tǒng)的預(yù)定頻帶 中的無(wú)線寬帶終端的上行鏈路發(fā)送功率的方法，所述方法包括將發(fā)送信號(hào) 分配給預(yù)定頻率的一個(gè)或多個(gè)副載波，以及將發(fā)送信號(hào)的輸出功率限制在 基于預(yù)定頻率的預(yù)定電平以下，其中若發(fā)送信號(hào)的頻率對(duì)于預(yù)定頻帶的邊 緣具有較少的保護(hù)頻帶，則發(fā)送信號(hào)的輸出功率較低。
然而，本發(fā)明的構(gòu)造和操作方法及其另外的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)在連同附圖一 起閱讀下面對(duì)具體實(shí)施例的描述時(shí)將得到最好的理解。


圖1圖示了 IO載波基站信號(hào)；
圖2圖示了 l載波、2載波或4載波的客戶端設(shè)備(CPE)信號(hào)； 圖3A圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在頻帶邊緣發(fā)送的客戶端設(shè)備 (CPE)終端信號(hào)；
圖3B圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在遠(yuǎn)離頻帶邊緣發(fā)送的客戶端 設(shè)備(CPE)終端信號(hào)；
圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例客戶端設(shè)備(CPE)可工作的
車俞出功率分布(output power profile)。
具體實(shí)施例方式
本公開內(nèi)容提供了一種用于在許可頻帶中工作的多載波系統(tǒng)的無(wú)線寬 帶客戶端設(shè)備(CPE)終端中的功率管理的方法，以改善容量和鏈路預(yù) 算。
圖1圖示了 IO載波基站信號(hào)。用于一個(gè)副載波的帶寬為500kHz，于 是IO個(gè)副載波形成5MHz的帶寬。每個(gè)副載波用來(lái)攜帶預(yù)定量的信息。
圖2圖示了使用1載波、2載波或4載波的副載波組的客戶端設(shè)備 (CPE)信號(hào)。由于每一個(gè)副載波的帶寬也是500kHz，因此使用的總帶寬 基于所包含的副載波的數(shù)目。例如，在2載波情況下，CPE信號(hào)具有 lMHz帶寬。當(dāng)上行鏈路帶寬需求增加時(shí)，CPE終端可以重新調(diào)整到占有 2MHz帶寬的4載波信號(hào)。
工作于某個(gè)許可頻帶的無(wú)線寬帶系統(tǒng)必須在該頻帶內(nèi)發(fā)送所有信號(hào)。 保護(hù)頻帶是為了防止兩個(gè)無(wú)線電頻帶之間的干擾而位于無(wú)線電頻帶之間的 一小部分無(wú)線電頻譜。若CPE終端工作于頻帶邊緣附近，則由于缺少足夠 的保護(hù)頻帶，因此終端較難滿足帶外雜散發(fā)射的要求。這需要降低發(fā)送功 率。另一方面，若終端工作于離頻帶邊緣較遠(yuǎn)處，則由于增加了保護(hù)帶 寬，因此終端較容易滿足帶外雜散發(fā)射的要求。
所以，隨著終端上行鏈路帶寬需求的增加，BTS可以將無(wú)線流量任務(wù) 轉(zhuǎn)移到離頻帶邊緣更遠(yuǎn)的載波，通過這種方式，終端不必降低其發(fā)送功 率。遠(yuǎn)離頻帶邊緣的轉(zhuǎn)移既可通過移動(dòng)基帶信號(hào)的頻率來(lái)完成，也可通過 重新調(diào)整RF載頻來(lái)完成。
圖3A圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在頻帶邊緣310發(fā)送的CPE終 端信號(hào)。舉個(gè)具體的示例來(lái)說，假設(shè)頻帶300是WCS頻帶(2305-2360 MHz)，且信號(hào)是4載波信號(hào)。由于缺少保護(hù)頻帶，因此為了滿足發(fā)射規(guī) 定，信號(hào)的發(fā)送功率320被限制在+24dBm以下。
圖3B圖示了同樣的4載波CPE信號(hào)例如在遠(yuǎn)離頻帶邊緣310 1MHz 處發(fā)送，于是發(fā)送功率420的上限可升高到+28dBm。由于增加的lMHz 保護(hù)頻帶315，因此發(fā)送功率的增加仍滿足發(fā)射規(guī)定。
類似地，在MMDS頻帶(2500-2686MHz)中，CPE終端能在 5.5MHz信道的頻帶邊緣(0.25MHz保護(hù)頻帶)處發(fā)送4載波的+27dBm信 號(hào)，這滿足聯(lián)邦帶外雜散發(fā)射要求。但是，有了離頻帶邊緣lMHz或更多 的額外保護(hù)頻帶，CPE終端能夠以+30dBm發(fā)送同樣的4載波信號(hào)，同時(shí) 仍滿足聯(lián)邦帶外雜散發(fā)射要求。
圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例CPE終端可工作的輸出功率分 布410。輸出功率分布410由系統(tǒng)管理員基于CPE終端工作的頻帶或信道 400通過基站發(fā)送給CPE終端。功率分布410指示在包含所有副載波的預(yù) 定頻帶上應(yīng)當(dāng)如何管理功率。頻譜402不被系統(tǒng)管理員擁有，所以頻譜 404中的輸出功率分布410被減少。另一方面，頻譜408被同樣的系統(tǒng)管 理員擁有，所以在向上接近于頻譜408的頻譜406中，輸出功率分布不受 限制。因此通過為CPE提供輸出功率分布，終端的輸出功率頻譜密度受到 控制，并且?guī)怆s散發(fā)射受到控制。
在多載波系統(tǒng)中，CPE終端被設(shè)計(jì)為具有在分配的任何副載波頻率處 發(fā)射一個(gè)、兩個(gè)或四個(gè)副載波的能力。CPE終端還被設(shè)計(jì)為具有按ldB步 長(zhǎng)大小的多于60dB的功率控制范圍。通過前向和反向功率控制，基站 (BTS)具有檢測(cè)CPE終端和BTS之間的近似距離的能力。
有了檢測(cè)終端距離的能力，BTS能夠與CPE終端合作來(lái)管理其上行鏈 路發(fā)送功率。若CPE終端接近BTS，意味著CPE終端不需要發(fā)送全功率 來(lái)與BTS通信，則系統(tǒng)可以分配頻帶邊緣附近的副載波并將CPE發(fā)送功 率限制在較低的最大可允許功率電平之下，例如，對(duì)于工作于WCS頻帶 的CPE終端為+24dBm，而對(duì)于工作于MMDS頻帶的CPE終端為 十27dBm。
對(duì)于遠(yuǎn)離BTS的CPE終端，意味著CPE終端可能需要發(fā)送全功率來(lái) 與BTS通信，系統(tǒng)可以分配離頻帶邊緣1MHz或更遠(yuǎn)的副載波并將CPE 發(fā)送功率限制在較高的最大可允許功率電平之下，例如，對(duì)于WCS頻帶 的CPE終端為+28dBm，而對(duì)于MMDS CPE終端為+30dBm。
對(duì)于遠(yuǎn)離的終端，系統(tǒng)還可以分配具有低信號(hào)峰均比(peak-to-mean) 的調(diào)制。不同的調(diào)制具有不同的信號(hào)峰均比。低峰均比的信號(hào)將在 平均輸出功率保持相同的同時(shí)較少地驅(qū)動(dòng)輸出功率放大器。較少驅(qū)動(dòng)的輸 出功率放大器將生成較少的帶外發(fā)射。所以通過較低的峰均比，平均發(fā)送 功率可以更高來(lái)滿足遠(yuǎn)離的終端的發(fā)送要求。
通過這些方法，在不增加用于更大線性功率放大器的成本的前提下， 管理了無(wú)線帶寬終端的上行鏈路功率。系統(tǒng)總?cè)萘亢玩溌奉A(yù)算也得以提
雖然示出并描述了本發(fā)明的說明性實(shí)施例，但是可以預(yù)期其他修改、 變更和替代。因此，如后面的權(quán)利要求中所提出的那樣，所附權(quán)利要求應(yīng) 以與本公開內(nèi)容的范圍一致的方式加以廣泛理解。
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求2005年5月23日遞交的題為"Method for Optimizing Uplink Transmit Power for a Wireless Broadband Terminal in a Multi- Carrier System that Operating in the License Bands to Improve Capacity and Link Budget"、序列號(hào)為60/684,021的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)以及2006年5月16 日遞交的題為"Method for Up-Link Transmit Power Management in a Wireless Broadband Terminal"的美國(guó)專利申請(qǐng)的權(quán)益。
權(quán)利要求
1.一種用于管理工作在多載波系統(tǒng)的預(yù)定頻帶中的無(wú)線寬帶終端的發(fā)送功率的方法，所述方法包括將發(fā)送信號(hào)分配給一個(gè)或多個(gè)副載波；以及將所述發(fā)送信號(hào)的功率限制在基于所述副載波和所述預(yù)定頻帶邊緣之間的鄰近程度的預(yù)定電平，其中若預(yù)定副載波上的所述發(fā)送信號(hào)對(duì)于所述預(yù)定頻帶的邊緣具有較少的保護(hù)頻帶，則所述預(yù)定副載波上的發(fā)送信號(hào)的功率較低。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括由基站收發(fā)器將所述發(fā)送信號(hào)從 第一組副載波重新分配到第二組副載波，所述第二組副載波具有比所述第 一組副載波離所述預(yù)定頻帶的邊緣更遠(yuǎn)的頻率。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括由所述終端將所述發(fā)送信號(hào)從第 一組副載波重新分配到第二組副載波，所述第二組副載波具有比所述第一 組副載波離所述預(yù)定頻帶的邊緣更遠(yuǎn)的頻率。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在具有的信號(hào)峰均比小于第二組 副載波的信號(hào)峰均比的第一組副載波上調(diào)制所述發(fā)送信號(hào)，所述第一組副 載波比所述第二組副載波離所述預(yù)定頻帶的邊緣更近。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述限制還包括基于預(yù)定功率分布的限制。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中對(duì)于接近與不被所述多載波系統(tǒng)使 用的另一個(gè)頻帶相鄰的頻帶的邊緣的一個(gè)或多個(gè)副載波，所述功率分布將 功率限制在較低的電平。
7. —種用于管理工作在多載波系統(tǒng)的預(yù)定頻帶中的無(wú)線寬帶終端的發(fā)送功率的方法，所述方法包括將發(fā)送信號(hào)分配給一個(gè)或多個(gè)副載波；由基站收發(fā)器將所述發(fā)送信號(hào)從第一組副載波重新分配到第二組副載 波，所述第二組副載波具有比所述第一組副載波離所述預(yù)定頻帶的邊緣更 遠(yuǎn)的頻率；以及 將所述發(fā)送信號(hào)的功率限制在基于所述副載波和所述預(yù)定頻帶邊緣之 間的鄰近程度的預(yù)定電平，其中若預(yù)定副載波上的所述發(fā)送信號(hào)對(duì)于所述預(yù)定頻帶的邊緣具有較 少的保護(hù)頻帶，則所述預(yù)定副載波上的發(fā)送信號(hào)的功率較低。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，還包括在具有的信號(hào)峰均比小于第二組 副載波的信號(hào)峰均比的第一組副載波上調(diào)制所述發(fā)送信號(hào)，所述第一組副 載波比所述第二組副載波離所述預(yù)定頻帶的邊緣更近。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述限制還包括基于預(yù)定功率分布 的限制。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中對(duì)于接近與不被所述多載波系統(tǒng) 使用的另一個(gè)頻帶相鄰的頻帶的邊緣的一個(gè)或多個(gè)副載波，所述功率分布 將功率限制在較低的電平。
11. 一種用于管理工作在多載波系統(tǒng)的預(yù)定頻帶中的無(wú)線寬帶終端的發(fā)送功率的方法，所述方法包括將發(fā)送信號(hào)分配給一個(gè)或多個(gè)副載波；由所述終端將所述發(fā)送信號(hào)從第一組副載波重新分配到第二組副載 波，所述第二組副載波具有比所述第一組副載波離所述預(yù)定頻帶的邊緣更 遠(yuǎn)的頻率；以及將所述發(fā)送信號(hào)的功率限制在基于所述副載波和所述預(yù)定頻帶邊緣之 間的鄰近程度的預(yù)定電平，其中若預(yù)定副載波上的所述發(fā)送信號(hào)對(duì)于所述預(yù)定頻帶的邊緣具有較 少的保護(hù)頻帶，則所述預(yù)定副載波上的發(fā)送信號(hào)的功率較低。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，還包括在具有的信號(hào)峰均比小于第二 組副載波的信號(hào)峰均比的第一組副載波上調(diào)制所述發(fā)送信號(hào)，所述第一組 副載波比所述第二組副載波離所述預(yù)定頻帶的邊緣更近。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述限制還包括基于預(yù)定功率分 布的限制。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中對(duì)于接近與不被所述多載波系統(tǒng) 使用的另一個(gè)頻帶相鄰的頻帶的邊緣的一個(gè)或多個(gè)副載波，所述功率分布 將功率限制在較低的電平。
15. —種用于管理工作在多載波系統(tǒng)的預(yù)定頻帶中的無(wú)線寬帶終端的 發(fā)送功率的方法，所述方法包括.將發(fā)送信號(hào)分配給一個(gè)或多個(gè)副載波；在具有的信號(hào)峰均比小于第二組副載波的信號(hào)峰均比的第一組副載波 上調(diào)制所述發(fā)送信號(hào)，所述第一組副載波比所述第二組副載波離所述預(yù)定 頻帶的邊緣更近；以及將所述發(fā)送信號(hào)的功率限制在基于所述副載波和所述預(yù)定頻帶邊緣之 間的鄰近程度的預(yù)定電平，其中若預(yù)定副載波上的所述發(fā)送信號(hào)對(duì)于所述預(yù)定頻帶的邊緣具有較 少的保護(hù)頻帶，則所述預(yù)定副載波上的發(fā)送信號(hào)的功率較低。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，還包括由基站收發(fā)器將所述發(fā)送信號(hào) 從第一組副載波重新分配到第二組副載波，所述第二組副載波具有比所述 第一組副載波離所述預(yù)定頻帶的邊緣更遠(yuǎn)的頻率。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法，還包括由所述終端將所述發(fā)送信號(hào)從 第一組副載波重新分配到第二組副載波，所述第二組副載波具有比所述第 一組副載波離所述預(yù)定頻帶的邊緣更遠(yuǎn)的頻率。
18. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述限制還包括基于預(yù)定功率分 布的限制。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中對(duì)于接近與不被所述多載波系統(tǒng) 使用的另一個(gè)頻帶相鄰的頻帶的邊緣的一個(gè)或多個(gè)副載波，所述功率分布 將功率限制在較低的電平。
20. —種用于管理工作在多載波系統(tǒng)的預(yù)定頻帶中的無(wú)線寬帶終端的 發(fā)送功率的方法，所述方法包括將發(fā)送信號(hào)分配給一個(gè)或多個(gè)副載波；由基站收發(fā)器將所述發(fā)送信號(hào)從第一組副載波重新分配到第二組副載 波，所述第二組副載波具有比所述第一組副載波離所述預(yù)定頻帶的邊緣更 遠(yuǎn)的頻率；在具有的信號(hào)峰均比小于第二組副載波的信號(hào)峰均比的第一組副載波上調(diào)制所述發(fā)送信號(hào)，所述第一組副載波比所述第二組副載波離所述預(yù)定 頻帶的邊緣更近；以及將所述發(fā)送信號(hào)的功率限制在基于所述副載波和所述預(yù)定頻帶邊緣之 間的鄰近程度的預(yù)定電平，其中若預(yù)定副載波上的所述發(fā)送信號(hào)對(duì)于所述預(yù)定頻帶的邊緣具有較 少的保護(hù)頻帶，則所述預(yù)定副載波上的發(fā)送信號(hào)的功率較低。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述限制還包括基于預(yù)定功率分 布的限制。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中對(duì)于接近與不被所述多載波系統(tǒng) 使用的另一個(gè)頻帶相鄰的頻帶的邊緣的一個(gè)或多個(gè)副載波，所述功率分布 將功率限制在較低的電平。
23. —種用于管理工作在多載波系統(tǒng)的預(yù)定頻帶中的無(wú)線寬帶終端的 發(fā)送功率的方法，所述方法包括將發(fā)送信號(hào)分配給一個(gè)或多個(gè)副載波；由所述終端將所述發(fā)送信號(hào)從第--組副載波重新分配到第二組副載 波，所述第二組副載波具有比所述第一組副載波離所述預(yù)定頻帶的邊緣更 遠(yuǎn)的頻率；在具有的信號(hào)峰均比小于第二組副載波的信號(hào)峰均比的第一組副載波 上調(diào)制所述發(fā)送信號(hào)，所述第一組副載波比所述第二組副載波離所述預(yù)定 頻帶的邊緣更近；以及將所述發(fā)送信號(hào)的功率限制在基于所述副載波和所述預(yù)定頻帶邊緣之 間的鄰近程度的預(yù)定電平，其中若預(yù)定副載波上的所述發(fā)送信號(hào)對(duì)于所述預(yù)定頻帶的邊緣具有較 少的保護(hù)頻帶，則所述預(yù)定副載波上的發(fā)送信號(hào)的功率較低。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述限制還包括基于預(yù)定功率分 布的限制。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中對(duì)于接近與不被所述多載波系統(tǒng) 使用的另一個(gè)頻帶相鄰的頻帶的邊緣的一個(gè)或多個(gè)副載波，所述功率分布 將功率限制在較低的電平。
26. —種用于管理工作在多載波系統(tǒng)的預(yù)定頻帶中的無(wú)線寬帶終端的 發(fā)送功率的方法，所述方法包括將發(fā)送信號(hào)分配給一個(gè)或多個(gè)副載波；在具有的信號(hào)峰均比小于第二組副載波的信號(hào)峰均比的第一組副載波 上調(diào)制所述發(fā)送信號(hào)，所述第一組副載波比所述第二組副載波離所述預(yù)定 頻帶的邊緣更近。
全文摘要
公開了一種用于優(yōu)化工作在多載波系統(tǒng)的預(yù)定頻帶中的無(wú)線寬帶終端的上行發(fā)送功率的方法，所述方法包括將發(fā)送信號(hào)分配給預(yù)定頻率的一個(gè)或多個(gè)副載波，以及將發(fā)送信號(hào)的輸出功率限制在基于預(yù)定頻率的預(yù)定電平以下，其中若發(fā)送信號(hào)的頻率對(duì)于預(yù)定頻帶的邊緣具有較少的保護(hù)頻帶，則發(fā)送信號(hào)的輸出功率較低。
文檔編號(hào)H04B7/00GK101180811SQ200680017996
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月23日
發(fā)明者安·圖耶·巴納, 杭·金, 約翰·格拉布納 申請(qǐng)人:納維尼網(wǎng)絡(luò)公司