專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線通信系統(tǒng)中的多碼信道功率控制的制作方法
背景本發(fā)明涉及在通信系統(tǒng)、特別是擴(kuò)頻系統(tǒng)中發(fā)射信號(hào)的功率電平控制。
良好的發(fā)送功率控制方法對(duì)于具有許多同時(shí)工作的發(fā)射機(jī)的通信系統(tǒng)至關(guān)重要，因?yàn)檫@樣的方法可減少這類(lèi)發(fā)射機(jī)之間的相互干擾。舉例來(lái)說(shuō)，在干擾受限的通信系統(tǒng)、例如使用碼分多址(CDMA)的系統(tǒng)中，為了獲得高系統(tǒng)容量，發(fā)射功率控制必不可少。取決于系統(tǒng)的特性，這種系統(tǒng)中的功率控制對(duì)于上行鏈路(即從遠(yuǎn)程終端到網(wǎng)絡(luò)的傳輸)、下行鏈路(即從網(wǎng)絡(luò)到遠(yuǎn)程終端的傳輸)或兩者都非常重要。
在一個(gè)典型的CDMA系統(tǒng)中，要發(fā)射的信息數(shù)據(jù)流疊加在一個(gè)由偽隨機(jī)碼發(fā)生器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流上，后者的比特率比前者高許多。信息信號(hào)和偽隨機(jī)信號(hào)通常經(jīng)過(guò)在一個(gè)處理過(guò)程中相乘而混合，該處理被稱(chēng)為對(duì)信息信號(hào)的編碼或擴(kuò)頻。一個(gè)唯一的擴(kuò)頻碼被分配給每個(gè)信息信號(hào)。一組編碼信息信號(hào)通過(guò)射頻載波波形的調(diào)制進(jìn)行發(fā)射，并在接收端作為一個(gè)復(fù)合信號(hào)而被聯(lián)合接收。每個(gè)編碼信號(hào)在頻域和時(shí)域內(nèi)都與其它所有編碼信號(hào)以及有關(guān)噪聲信號(hào)重疊。通過(guò)對(duì)復(fù)合信號(hào)和一個(gè)唯一的擴(kuò)頻碼作相關(guān)處理，能夠分離和譯碼出對(duì)應(yīng)的信息信號(hào)。
在當(dāng)前的CDMA蜂窩系統(tǒng)中已經(jīng)認(rèn)識(shí)到需要在上行鏈路中進(jìn)行發(fā)射功率控制，這可以從TIA/EIA過(guò)渡性標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA/IS-95(1993年7月)“用于雙模寬帶擴(kuò)頻蜂窩系統(tǒng)的移動(dòng)臺(tái)-基站兼容性標(biāo)準(zhǔn)”及其修訂版TIA/EIA過(guò)渡性標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA/IS-95-A(1995年5月)中看出。這一類(lèi)決定美國(guó)蜂窩通信系統(tǒng)特性的標(biāo)準(zhǔn)由位于Virginia，Arlington的電信工業(yè)協(xié)會(huì)和電子工業(yè)協(xié)會(huì)頒布。
除其它技術(shù)之外，根據(jù)IS-95-A標(biāo)準(zhǔn)，上行功率控制由一種閉環(huán)方式提供，其中基站測(cè)量來(lái)自遠(yuǎn)端臺(tái)的接收信號(hào)強(qiáng)度(例如相對(duì)于有關(guān)噪聲的強(qiáng)度)，然后每1.25毫秒向遠(yuǎn)端臺(tái)發(fā)射一個(gè)功率控制比特。遠(yuǎn)端臺(tái)根據(jù)功率控制比特把它的發(fā)射(上行)功率增加或減少預(yù)定數(shù)量。根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)的6.1.2.3.2和7.1.3.1.7節(jié)，“0”功率控制比特使遠(yuǎn)端臺(tái)增加1dB的發(fā)射功率電平，“1”功率控制比特使遠(yuǎn)端臺(tái)減少1dB的發(fā)射功率電平。IS-95-A標(biāo)準(zhǔn)還討論了在其它情況下進(jìn)行上行鏈路功率控制，例如當(dāng)遠(yuǎn)端臺(tái)使用開(kāi)環(huán)功率控制技術(shù)接入系統(tǒng)時(shí)(在閉環(huán)功率控制方式有效之前)，遠(yuǎn)端臺(tái)逐步增加它的發(fā)射功率電平直至網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)它的接入嘗試。
在下行鏈路中也有類(lèi)似的考慮。為了在每個(gè)遠(yuǎn)端臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的可靠接收，信號(hào)干擾比(SIR)應(yīng)該在每個(gè)遠(yuǎn)端臺(tái)預(yù)定的一個(gè)門(mén)限(稱(chēng)為“所需信號(hào)干擾”電平或SIRreq)之上。例如，如

圖1所示，考慮三個(gè)遠(yuǎn)端臺(tái)分別接收來(lái)自公共CDMA通信頻帶的三個(gè)信號(hào)。每個(gè)信號(hào)具有與之對(duì)應(yīng)的能量-分別稱(chēng)為能量電平E1、E2和E3。另外，通信頻帶內(nèi)還存在某種噪聲電平(N)。為了使第一移動(dòng)臺(tái)能正確接收所要信號(hào)，E1電平和E2、E3以及N的累加電平之比必須大于第一遠(yuǎn)端臺(tái)所需的信號(hào)干擾比。
為了改善遠(yuǎn)端臺(tái)的SIR，要把信號(hào)能量增加到合適電平。但是，提高與一個(gè)遠(yuǎn)端臺(tái)相關(guān)的能量會(huì)增加對(duì)其它相鄰遠(yuǎn)端臺(tái)的干擾。因此，無(wú)線通信系統(tǒng)必須在共享同一公共信道的所有遠(yuǎn)端臺(tái)之間尋求一種平衡。在對(duì)一個(gè)特定無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的所有遠(yuǎn)端臺(tái)的SIR要求都滿足時(shí)，就符合了一種穩(wěn)定狀態(tài)條件。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)使用既不太高、也不太低的功率電平向每個(gè)遠(yuǎn)端臺(tái)進(jìn)行發(fā)射，可以實(shí)現(xiàn)這種平衡的穩(wěn)定狀態(tài)。以不必要的過(guò)高電平發(fā)射消息會(huì)增加每個(gè)遠(yuǎn)端臺(tái)處的干擾，并限制可以在公共信道上成功傳輸?shù)男盘?hào)數(shù)目(例如減小了系統(tǒng)容量)。
在無(wú)線通信系統(tǒng)中控制發(fā)射功率的這種技術(shù)通常稱(chēng)為快速功率控制環(huán)。起始SIR目標(biāo)根據(jù)特定的連接或業(yè)務(wù)類(lèi)型所需的業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)所確定。對(duì)于非正交信道，一個(gè)特定的遠(yuǎn)端臺(tái)或基站實(shí)際經(jīng)歷的SIR值可以表示為
SIR由接收方進(jìn)行測(cè)量，用于確定向發(fā)射方發(fā)送什么樣的功率控制命令。
然后，在通信過(guò)程中就可以使用慢速功率控制環(huán)調(diào)整SIR目標(biāo)值。例如，遠(yuǎn)端臺(tái)可以使用現(xiàn)有的誤碼率(BER)或幀錯(cuò)誤率(FER)技術(shù)測(cè)量來(lái)自基站的接收信號(hào)質(zhì)量。根據(jù)在基站和遠(yuǎn)端臺(tái)連接期間可能波動(dòng)的接收信號(hào)質(zhì)量，慢速功率控制環(huán)能夠調(diào)整被快速功率控制環(huán)用于調(diào)整基站發(fā)射功率的SIR目標(biāo)。同樣的技術(shù)可以用來(lái)控制上行鏈路發(fā)射功率。
當(dāng)無(wú)線通信越來(lái)越廣為接受時(shí)，需要提供各種類(lèi)型的無(wú)線通信業(yè)務(wù)來(lái)滿足用戶要求。例如，預(yù)計(jì)要通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)來(lái)支持傳真、電子郵件、視頻、互聯(lián)網(wǎng)接入等等。而且，預(yù)計(jì)用戶可能需要同時(shí)訪問(wèn)不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)。例如，兩個(gè)用戶之間的視頻會(huì)議要涉及到同時(shí)支持話音和視頻。在這類(lèi)情況下，用于處理不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)通信的一種技術(shù)是為每種業(yè)務(wù)提供一條不同的無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道。一條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道提供通過(guò)無(wú)線接口傳送信息的能力，并且其特征在于信息傳送速率(即比特率或通過(guò)量)和時(shí)延要求等特性。一條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道可以傳送用戶數(shù)據(jù)或控制信令。通常一條承載業(yè)務(wù)信道用于一種特定業(yè)務(wù)，例如話音。取決于每條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的帶寬要求，一條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道可以占用幾條物理信道，幾條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道也可共用一條物理信道。除了一條或多條物理數(shù)據(jù)信道(PDCH)之外，還將為用戶分配一條物理控制信道(PCCH)，該信道以恒定比特率向用戶傳送開(kāi)銷(xiāo)控制信息，例如相關(guān)的PDCH的比特率信息、發(fā)射功率控制比特和導(dǎo)頻符號(hào)，這些信息可用于快速功率控制環(huán)處理中進(jìn)行的SIR測(cè)量。圖1B中說(shuō)明了無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道和物理信道之間可能存在的一種關(guān)系。其中有兩條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道向復(fù)用器提供數(shù)據(jù)塊(2)。在使用與PDCH1相關(guān)的擴(kuò)頻碼對(duì)其擴(kuò)頻(8)之前，被選數(shù)據(jù)塊經(jīng)過(guò)了前向糾錯(cuò)(FEC)編碼(4)和交織(6)。同樣的分支可用于PDCH2和PCCH，但圖中沒(méi)有完全表示出來(lái)。然后在傳輸之前，所得的每一條物理信道在模塊10中相加，在模塊11中加擾。
但是，不同的業(yè)務(wù)，也就是不同的無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道可以有不同的QoS要求。因此，需要為每條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道(或至少是每條PDCH)提供一個(gè)慢速功率控制環(huán)，以在功率控制過(guò)程中考慮這些不同的QoS要求。
發(fā)明概要本申請(qǐng)人的發(fā)明解決了原有通信系統(tǒng)的這些及其它問(wèn)題，其中由同一快速控制環(huán)來(lái)控制分配給一指定用戶的PCCH和PDCH的發(fā)射功率，使得這些物理信道上的發(fā)射功率同時(shí)在相同方向上增加或減小。除快速控制環(huán)之外，通過(guò)與質(zhì)量要求及各無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的被測(cè)接收質(zhì)量相關(guān)的慢速功率控制環(huán)組合來(lái)調(diào)整PCCH和每條PDCH的相對(duì)發(fā)射功率。以PCCH的發(fā)射功率作為參考，PDCH的發(fā)射功率被定義為相對(duì)于PCCH發(fā)射功率的偏移(以dB為單位)。不同慢速控制環(huán)的組合可以調(diào)整這些偏移以及PCCH SIR目標(biāo)。
根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例，移動(dòng)臺(tái)通過(guò)空中接口接收來(lái)自無(wú)線通信系統(tǒng)、即來(lái)自基站的信號(hào)。這些信號(hào)包括快速功率控制環(huán)的發(fā)射功率命令、以及與慢速功率控制環(huán)對(duì)基站處接收信號(hào)質(zhì)量所作估測(cè)相關(guān)的功率偏移命令。移動(dòng)臺(tái)使用這些命令調(diào)整分配給它的每條物理信道上的發(fā)射功率。物理數(shù)據(jù)信道通過(guò)使用功率偏移命令被單獨(dú)調(diào)整，而所有信道通過(guò)使用快速功率控制環(huán)的發(fā)射功率命令被進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，移動(dòng)臺(tái)估測(cè)其接收信號(hào)的信號(hào)干擾比和質(zhì)量，以便在上行鏈路上向基站提供模擬發(fā)射功率命令和功率偏移命令?；窘邮者@些發(fā)射功率命令和功率偏移命令，并相應(yīng)地調(diào)整其發(fā)射功率。
本文中描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)慢速功率控制環(huán)的各種示范實(shí)施例。例如，對(duì)那些映射到同一物理信道上的無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的被測(cè)質(zhì)量與其質(zhì)量要求進(jìn)行比較。如果這些比較表明有一條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道需要提高質(zhì)量，就產(chǎn)生一個(gè)指示這條特定物理信道需要更多功率的輸出信號(hào)。
PCCH可以采用好幾種方法來(lái)更新其SIR目標(biāo)。例如，可以測(cè)量PCCH的質(zhì)量，并將其與所需質(zhì)量相比較。另外，也可以根據(jù)對(duì)物理信道上各種無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道最嚴(yán)格的要求來(lái)改變SIR目標(biāo)。也就是說(shuō)，如果任何一條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道需要提高質(zhì)量，那么SIR目標(biāo)也要提高。
根據(jù)另一示范實(shí)施例，與使用單一的所需質(zhì)量來(lái)與無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的被測(cè)質(zhì)量進(jìn)行比較的方法不同的是，可以使用兩個(gè)門(mén)限來(lái)提供一個(gè)質(zhì)量窗口，在該窗口之內(nèi)無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道不需要附加的發(fā)射功率。根據(jù)這種方法，如果與一個(gè)特定物理信道相關(guān)的任何無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道都不需要附加的發(fā)射功率，那么就不必在該測(cè)量間隔內(nèi)向發(fā)射單元發(fā)送與該特定物理信道相關(guān)的功率偏移命令。根據(jù)這種方法，可以減少開(kāi)銷(xiāo)信令，從而增加系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量。
附圖簡(jiǎn)述閱讀根據(jù)附圖所作描述，可以更好地理解本發(fā)明的特點(diǎn)和目的，其中
圖1A是一個(gè)示范擴(kuò)頻系統(tǒng)的功率-頻率特性曲線；圖1B描述了把無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道封裝到物理信道中；圖2描述了一個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)中進(jìn)行通信的基站和移動(dòng)臺(tái)；圖3描述了本發(fā)明一個(gè)示范實(shí)施例中的示范基站；圖4描述了本發(fā)明一個(gè)示范實(shí)施例中的示范移動(dòng)臺(tái)；圖5描述了本發(fā)明中慢速功率控制環(huán)之間的交互；圖6描述了根據(jù)本發(fā)明調(diào)整發(fā)射功率的一種示范實(shí)施方案；圖7用圖形描述了根據(jù)本發(fā)明在三條物理信道上進(jìn)行功率控制。
詳細(xì)描述雖然本文的描述限于涉及便攜或移動(dòng)無(wú)線電話的蜂窩通信系統(tǒng)，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本申請(qǐng)人的發(fā)明也可以用于其它通信應(yīng)用。而且，雖然本發(fā)明可以在CDMA通信系統(tǒng)中使用，它也可以在其它類(lèi)型的通信系統(tǒng)中使用。
考慮圖2描述的示范小區(qū)50。其中，基站100當(dāng)前正在處理與移動(dòng)臺(tái)MS 110的連接。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員懂得基站100通常同時(shí)支持與許多移動(dòng)臺(tái)的連接，不過(guò)一個(gè)移動(dòng)臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)之間的交互已足以說(shuō)明本發(fā)明的功率控制技術(shù)。為了說(shuō)明這一示范實(shí)施例，考慮圖2所示、使用帶有雙工下行鏈路(即基站到移動(dòng)臺(tái)方向)和上行鏈路(即移動(dòng)臺(tái)到基站方向)信道的CDMA技術(shù)的系統(tǒng)。在本例中，已為MS 110分配了如三個(gè)雙向箭頭所示的三條上行鏈路和三條下行鏈路物理信道(PCCH，PDCH1和PDCH2)。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)懂得物理信道實(shí)際上是單向的，在下行鏈路和上行鏈路上可以為移動(dòng)臺(tái)分配不同數(shù)目的物理信道用于例如互聯(lián)網(wǎng)連接，這時(shí)需要下行鏈路帶寬大于上行鏈路帶寬。
在這一示范CDMA系統(tǒng)內(nèi)，通過(guò)編碼(即短碼、長(zhǎng)碼或它們的組合)、頻率和帶寬來(lái)識(shí)別一條物理信道。在下行鏈路中，基站100使用與每條物理信道對(duì)應(yīng)的特定功率電平向移動(dòng)臺(tái)MS 110進(jìn)行發(fā)射。盡管圖中沒(méi)有標(biāo)出，但基站100將通過(guò)一個(gè)移動(dòng)交換中心(MSC)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)通信，后者又與公共交換電話網(wǎng)(PSTN)連接。
如圖3所示，基站100包括的一副接收天線，用于接收來(lái)自MS 110的信號(hào)。接收信號(hào)可以在模塊11被放大，并由一組接收信號(hào)處理模塊12a、12b、12c…分別進(jìn)行處理，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，圖中只表示了三個(gè)模塊。關(guān)于CDMA信號(hào)譯碼/解調(diào)的具體細(xì)節(jié)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，因此這里不再作深入描述。不過(guò)，每臺(tái)接收機(jī)12a、12b和12c可能包括與對(duì)應(yīng)PCCH、PDCH1和PDCH2的編碼碼字有關(guān)的相關(guān)器，從而分離出MS110在這些物理信道上發(fā)射的數(shù)據(jù)，并分別通過(guò)線路DATA OUT(數(shù)據(jù)輸出)1、DATA OUT(數(shù)據(jù)輸出)2和DATA OUT(數(shù)據(jù)輸出)3將它們提供給區(qū)域處理器9。除了為其它目的處理被分離的數(shù)據(jù)之外，區(qū)域處理器9接收由MS 110分別作為移動(dòng)臺(tái)快速和慢速功率控制環(huán)的結(jié)果而發(fā)射的發(fā)射功率控制命令和功率偏移命令。這些功率控制環(huán)根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行的操作將在下文參考圖5描述。因此，這些信息通過(guò)區(qū)域處理器9到達(dá)功率控制單元14，如下所述，后者使用功率控制命令和功率偏移命令調(diào)整發(fā)射機(jī)16a、16b和16c以及放大器17的發(fā)射功率。
區(qū)域處理器9還要分析接收信號(hào)，以便確定基站100所經(jīng)歷的SIR(例如根據(jù)式(1)所述)和確定上行鏈路接收信號(hào)的質(zhì)量測(cè)量值(例如BER和/或FER)。處理器9使用該信息確定合適的功率控制和功率偏移命令，并將這些命令通過(guò)PCCH向MS 110發(fā)送。
根據(jù)圖4，一個(gè)示范移動(dòng)臺(tái)110裝備有一個(gè)接收機(jī)22，按照傳統(tǒng)方式對(duì)來(lái)自天線20的信號(hào)進(jìn)行濾波、放大和解調(diào)。為MS 110提供的功率控制功能與為上述基站100提供的功能類(lèi)似。第一譯碼器24用于對(duì)發(fā)自基站100的所要求的信號(hào)(例如在PCCH中發(fā)射的信號(hào))進(jìn)行有選擇的接收和譯碼。在第一譯碼器中解調(diào)的數(shù)據(jù)信號(hào)作為輸出數(shù)據(jù)信號(hào)而生成，以供以后使用。同樣，在分配給MS 110的其它信道(例如PDCH1和PDCH2)上的信號(hào)可以分別在模塊26和27中進(jìn)行譯碼。處理器25使用該輸出數(shù)據(jù)以便按照已知方式重建和輸出被傳送的信息，例如提供無(wú)線傳送的視頻會(huì)議音頻和視頻輸出。同時(shí)，在譯碼過(guò)程中得到的信息可用于確定MS 110所經(jīng)歷的SIR和進(jìn)行其它質(zhì)量測(cè)量，例如計(jì)算BER和FER。舉例來(lái)說(shuō)，SIR和質(zhì)量測(cè)量模塊28可以根據(jù)上述式(1)計(jì)算MS110的SIR。BER和/或FER測(cè)量可以使用任何現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行。所求出的SIR和質(zhì)量信息由SIR和質(zhì)量測(cè)量單元28送給處理器25。處理器25使用質(zhì)量測(cè)量值在慢速功率控制環(huán)中按照如下所述的方式調(diào)整SIR目標(biāo)值和功率偏移值。處理器25還使用這一信息來(lái)確定在上行鏈路發(fā)送的消息中將包含什么樣的功率控制命令(即“上升”或“下降”)和功率偏移命令(在下文描述)，所述消息將由基站將在其功率控制單元14中使用。
處理器25還接收基站100發(fā)送的上行鏈路功率控制命令，并把這些命令送至功率電平控制器29。調(diào)制器34接收要在PCCH、PDCH1和PDCH2上發(fā)送的上行鏈路信息，使用任何現(xiàn)有調(diào)制技術(shù)(例如QPSK)對(duì)它們進(jìn)行調(diào)制，并把已調(diào)數(shù)據(jù)送給發(fā)射機(jī)32。不同物理信道進(jìn)行發(fā)射時(shí)使用的功率電平由功率電平控制器29進(jìn)行控制，這些功率電平在各信道之間可能有所不同，這取決于自基站100收到的功率偏移值。
在描述了用于在一組可以映射一條或多條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的物理信道上傳送信息、并進(jìn)行各種信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量測(cè)量的示范基站和移動(dòng)臺(tái)之后，下面將根據(jù)圖5描述本發(fā)明用于控制SIR功率目標(biāo)和產(chǎn)生功率控制及功率偏移命令的示范技術(shù)。以下的描述同時(shí)適用于上行鏈路和下行鏈路功率控制。其中，將分配給MS 110的每條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的被測(cè)質(zhì)量(QN)作為比較器150、160、180和190之一的一個(gè)輸入。正如前面所提到的，質(zhì)量可以作為BER、FER、BER和FER組合、或任何其它質(zhì)量參數(shù)的一個(gè)函數(shù)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。對(duì)被測(cè)質(zhì)量與分配給該無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的QoS要求(Qreq)進(jìn)行比較。如果被測(cè)質(zhì)量低于所需質(zhì)量，比較器就輸出一條發(fā)射功率“上升”命令，例如一個(gè)二進(jìn)制1。另一方面，如果被測(cè)質(zhì)量高于所需質(zhì)量，那么比較器就輸出一條發(fā)射功率“下降”命令，例如一個(gè)二進(jìn)制0。如圖5所示，為了確定功率控制輸出，將映射到單條物理信道上的無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道組合在一起。在圖5范例中，RB1和RB2被映射到PDCH1上，而RB3和RB4被映射到PDCH2上。對(duì)于映射到同一物理信道上的那些無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道來(lái)說(shuō)，假如不改變信道編碼，就無(wú)法輕易改變它們各自的發(fā)射功率。
因此，對(duì)于那些映射到一公共信道上的無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道來(lái)說(shuō)，在任何給定的測(cè)量間隔內(nèi)要采用最嚴(yán)格的功率要求來(lái)調(diào)整相關(guān)的SIR目標(biāo)值的功率偏移。例如，對(duì)于與RB1及RB2對(duì)應(yīng)的分支，如果至少一個(gè)與比較器150和160相關(guān)的慢速功率控制環(huán)指示應(yīng)該在PDCH1上增加功率，或門(mén)190就將輸出一個(gè)二進(jìn)制1。同樣，對(duì)于RB3和RB4，如果比較器180或190指示需要附加的發(fā)射功率以滿足其中一個(gè)無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的質(zhì)量要求，或門(mén)210就將輸出一個(gè)二進(jìn)制1，指示應(yīng)該提高發(fā)射功率。
根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例，可以用兩種方法調(diào)整SIR目標(biāo)。首先，可以測(cè)量PCCH上的信號(hào)質(zhì)量，并根據(jù)與PDCH類(lèi)似的方法在比較器170中與所需質(zhì)量進(jìn)行比較。另外，可以根據(jù)不同無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道中最嚴(yán)格的要求，使用邏輯或門(mén)220調(diào)整SIR目標(biāo)。圖5中給出了開(kāi)關(guān)230，用以說(shuō)明調(diào)整SIR目標(biāo)的兩種可能途徑。在兩種技術(shù)中所作的選擇將取決于各種系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，例如在控制信道上進(jìn)行質(zhì)量測(cè)量的可行性。
盡管改變映射到同一物理信道上的無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的相對(duì)發(fā)射功率很困難，但是使用圖5所示技術(shù)，可以借助各PDCH的功率偏移很容易地調(diào)整映射到不同PDCH(例如RB1和RB3)上的無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的相對(duì)發(fā)射功率以及PCCH和這些PDCH發(fā)射功率之間的關(guān)系。這是通過(guò)使用上述質(zhì)量比較來(lái)調(diào)整PDCH相對(duì)于它的對(duì)應(yīng)PCCH的發(fā)射功率而實(shí)現(xiàn)的。這些偏移將隨時(shí)間變化。舉例來(lái)說(shuō)，正如差值模塊240的運(yùn)算所示，PDCH1發(fā)射功率偏移的變化等于或門(mén)200的輸出和開(kāi)關(guān)230傳送的SIR目標(biāo)變化之間的差值。同樣，作為或門(mén)210的輸出和經(jīng)由開(kāi)關(guān)230所傳信號(hào)之間的差值，PDCH2發(fā)射功率偏移的變化在模塊250中計(jì)算。與PDCH和PCCH對(duì)應(yīng)的具體功率步長(zhǎng)x和y分別可以是固定的dB數(shù)或按照某種方式而自適應(yīng)，這例如取決于被測(cè)質(zhì)量與QoS要求之間的差別大小。
圖5所示的所有邏輯處理都可以位于接收單元中。不過(guò)，PDCH發(fā)射功率偏移的變化(即差值模塊240和250的偏移輸出)可通過(guò)上述功率偏移命令送到發(fā)射單元。因此，本發(fā)明的技術(shù)提供了兩種不同的慢速功率控制環(huán)，用于調(diào)整與基站或移動(dòng)臺(tái)對(duì)應(yīng)的SIR目標(biāo)，并提供了一組慢速功率控制環(huán)，其每一個(gè)控制環(huán)對(duì)應(yīng)一條不同的物理數(shù)據(jù)信道。
為每條物理數(shù)據(jù)信道確定的功率偏移可用于以不同的功率電平在這些信道上發(fā)射信息。圖6說(shuō)明了實(shí)現(xiàn)這些功率偏移的一種示范技術(shù)。其中，PDCH1、PDCH2和PCCH分別在模塊600、610和620中由各自唯一的擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻。在與其它物理信道相加(模塊630)和加擾(模塊640)之前，通過(guò)可變?cè)鲆娣糯笃?40來(lái)調(diào)整(放大)PDCH1。功率控制單元650(例如基站100的功率控制單元14或MS 110的功率電平控制器29)根據(jù)功率偏移命令控制放大器640的增益α1。PDCH2的發(fā)射功率使用放大器650根據(jù)同樣的方式相對(duì)于PCCH的功率進(jìn)行偏移?？焖俟β士刂?即上升和下降命令)根據(jù)功率控制命令在放大器670中實(shí)現(xiàn)。
圖7提供了對(duì)上述三條相關(guān)物理信道功率控制的圖形描述。圖中，快速功率控制環(huán)為每條物理控制信道提供相同的發(fā)射功率周期性的步級(jí)增加和減少，直至出現(xiàn)慢速功率控制環(huán)更新(圖7所示為SIRth更新)。在圖7所示范例中，這一特定的慢速環(huán)更新導(dǎo)致與PDCH1相關(guān)的發(fā)射功率相對(duì)于PCCH負(fù)方向變化，而PDCH2的發(fā)射功率相對(duì)于PCCH增加。
從上文可以看出，本發(fā)明的技術(shù)使得在分配給一個(gè)用戶的不同無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道上進(jìn)行獨(dú)立的慢速功率控制成為可能，同時(shí)對(duì)于每個(gè)用戶和每個(gè)發(fā)射方向(上行或下行)而言只有一個(gè)快速功率控制環(huán)。通過(guò)使所有PDCH共用同一相關(guān)PCCH和使用一個(gè)公共的快速功率控制環(huán)，減少了與發(fā)射功率控制命令相關(guān)的信令開(kāi)銷(xiāo)。
在一般的蜂窩系統(tǒng)以及具體的蜂窩CDMA系統(tǒng)中，為了減小對(duì)其它用戶的干擾，關(guān)鍵是每個(gè)用戶所用發(fā)射功率不能超出必要程度。不同的業(yè)務(wù)類(lèi)型，例如話音、視頻和電子郵件，在QoS要求和編碼方案上有很大的差別。因此需要能對(duì)分配給一個(gè)用戶的不同無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道單獨(dú)進(jìn)行功率控制。否則，就不得不根據(jù)不同無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道中最嚴(yán)格的質(zhì)量要求來(lái)調(diào)整發(fā)射功率，從而導(dǎo)致為其它承載業(yè)務(wù)信道分配了不必要的高發(fā)射功率。正如本文所提出的，通過(guò)把QoS要求不同的承載業(yè)務(wù)信道映射到不同的PDCH上、并令對(duì)應(yīng)的慢速功率控制環(huán)調(diào)整快速功率控制環(huán)的SIR目標(biāo)和所有PDCH及PCCH的相對(duì)發(fā)射功率，就可以降低總發(fā)射功率和對(duì)其它用戶的干擾。使在系統(tǒng)內(nèi)傳播的干擾較低，就間接地提高了系統(tǒng)容量。
圖5的示范實(shí)施例描述了比較被測(cè)質(zhì)量與一個(gè)門(mén)限(QoS)以確定對(duì)于一個(gè)特定無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道或PCCH是需要上升還是下降功率控制命令。不過(guò)，根據(jù)本發(fā)明的另一示范實(shí)施例，可以使用兩個(gè)門(mén)限來(lái)減少與通過(guò)空中接口發(fā)射功率偏移命令相關(guān)的信令。例如，可以使用第一和第二門(mén)限產(chǎn)生一個(gè)圍繞圖5中RB1所需質(zhì)量的“窗口”，即Thresh1＜QREQ1＜Thresh2如果被測(cè)質(zhì)量處在由兩個(gè)門(mén)限所建立的窗口之內(nèi)，這條特定無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道就不需要功率調(diào)整。如果被測(cè)質(zhì)量超出Thresh2，就要產(chǎn)生一條功率下降命令，如果被測(cè)質(zhì)量低于Thresh1，就要產(chǎn)生一條功率上升命令。因此，在圖5對(duì)于這一實(shí)施例的邏輯應(yīng)當(dāng)包括三個(gè)狀態(tài)，即上升、下降和無(wú)變化。同樣，最嚴(yán)格的無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道要求將控制功率偏移的變化。不過(guò)，當(dāng)映射到物理信道上的每條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的被測(cè)質(zhì)量都位于各自的質(zhì)量窗口內(nèi)時(shí)，如果PCCH的發(fā)射功率也不需要改變，那么就可以維持偏移不變，不需要從接收單元向發(fā)射單元傳送功率偏移命令。
而且，盡管本發(fā)明的示范實(shí)施例描述了為用戶分配了PCCH的情況，該P(yáng)CCH可以作為產(chǎn)生與PDCH對(duì)應(yīng)的功率偏移命令的參考信道，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)懂得有些系統(tǒng)可能不按照這種方式使用PCCH。如果沒(méi)有為用戶分配PCCH，那么任何其它信道，例如PDCH之一，可以作為參考信道使用。
應(yīng)當(dāng)理解本申請(qǐng)人的發(fā)明并不限于上述特定實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)其進(jìn)行修改。本申請(qǐng)人發(fā)明的范圍由以下權(quán)利要求確定，在該范圍內(nèi)的所有改動(dòng)都將包括在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.在無(wú)線通信系統(tǒng)中控制發(fā)射功率的方法，包括步驟為所述無(wú)線通信系統(tǒng)中的一個(gè)用戶分配一組物理信道；測(cè)量所述這組物理信道中用作參考信道的那條信道特性；根據(jù)所述被測(cè)特性控制與所述參考信道相關(guān)的發(fā)射功率；以及使用單獨(dú)的功率控制環(huán)調(diào)整這組物理信道中除所述參考信道之外的每條信道相對(duì)于參考信道的發(fā)射功率的發(fā)射功率。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述參考信道是一條傳送控制信息的物理控制信道(PCCH)。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述測(cè)量步驟還包括步驟測(cè)量所述參考信道的信號(hào)干擾比(SIR)。
4.權(quán)利要求3的方法，其中所述控制發(fā)射功率的步驟還包括步驟根據(jù)對(duì)被測(cè)SIR和一個(gè)目標(biāo)SIR值的比較，控制與所述參考信道相關(guān)的發(fā)射功率。
5.權(quán)利要求4的方法，還包括步驟根據(jù)參考信道上的質(zhì)量測(cè)量調(diào)整所述目標(biāo)SIR值，當(dāng)被測(cè)質(zhì)量超出第一門(mén)限時(shí)，降低目標(biāo)SIR值；當(dāng)被測(cè)質(zhì)量低于第二門(mén)限時(shí)，提高目標(biāo)SIR值。
6.權(quán)利要求5的方法，其中如果所述質(zhì)量測(cè)量值在所述第一和所述第二門(mén)限之間，所述目標(biāo)SIR值保持不變。
7.權(quán)利要求4的方法還包括步驟根據(jù)在分配給用戶的無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道上進(jìn)行的質(zhì)量測(cè)量調(diào)整所述目標(biāo)SIR值，如果至少有一條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道上的被測(cè)質(zhì)量低于和該承載業(yè)務(wù)信道對(duì)應(yīng)的第一門(mén)限，則提高目標(biāo)SIR值；如果所有無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道上的被測(cè)質(zhì)量都超出每條承載業(yè)務(wù)信道特定的第二門(mén)限，則降低目標(biāo)SIR值。
8.權(quán)利要求1的方法，其中調(diào)整這組物理信道中除所述參考信道之外的其它每條信道發(fā)射功率的所述步驟還包括步驟測(cè)量映射到這組物理信道中的一條或多條上的每條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量；以及根據(jù)所述被測(cè)質(zhì)量調(diào)整這組物理信道中除所述參考信道之外的其它每條信道相對(duì)于參考信道的發(fā)射功率。
9.權(quán)利要求5的方法，其中調(diào)整這組物理信道中除所述參考信道之外的其它每條信道發(fā)射功率的所述步驟還包括步驟測(cè)量與映射到這組物理信道中的一條或多條上的每條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道相關(guān)的質(zhì)量；以及在每次更新所述目標(biāo)SIR值時(shí)，通過(guò)確定所述參考信道之外的每條物理信道的發(fā)射功率和所述參考信道發(fā)射功率之間差值的變化，根據(jù)所述被測(cè)質(zhì)量調(diào)整這組物理信道中除所述參考信道之外的每條信道相對(duì)于參考信道的發(fā)射功率的發(fā)射功率。
10.權(quán)利要求9的方法，其中確定差值變化的所述步驟還包括步驟令所述差值等于xdB和ydB之差，其中如果至少有一條映射到特定的物理信道上的無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的被測(cè)質(zhì)量低于與所述特定無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道相關(guān)的第一門(mén)限，則x為正；如果映射到所述特定的物理信道上的所有無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的被測(cè)質(zhì)量都超出與每條特定承載業(yè)務(wù)信道相關(guān)的第二門(mén)限，則x為負(fù)；以及y是所述目標(biāo)SIR值的dB數(shù)變化。
11.權(quán)利要求6的方法，其中調(diào)整這組物理信道中除所述參考信道之外的其它每條信道發(fā)射功率的所述步驟還包括步驟測(cè)量與映射到這組物理信道中的一條或多條上的每條無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道相關(guān)的質(zhì)量；以及在每次更新所述目標(biāo)SIR值時(shí)，通過(guò)確定所述參考信道之外的每條物理信道的發(fā)射功率和所述參考信道發(fā)射功率之間差值的變化，根據(jù)所述被測(cè)質(zhì)量調(diào)整這組物理信道中除所述參考信道之外的每條信道相對(duì)于參考信道的發(fā)射功率的發(fā)射功率。
12.權(quán)利要求11的方法，其中確定差值變化的所述步驟還包括步驟設(shè)置所述差值等于xdB和ydB之差，其中如果至少有一條映射到特定的物理信道上的無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的被測(cè)質(zhì)量低于與所述特定無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道相關(guān)的第一門(mén)限，則x為正；如果映射到所述特定的物理信道上的所有無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道的被測(cè)質(zhì)量都超出與每條特定承載業(yè)務(wù)信道相關(guān)的第二門(mén)限，則x為負(fù)；以及y是所述目標(biāo)SIR值的dB數(shù)變化。
13.一個(gè)通信臺(tái)，包括用于接收一條發(fā)射功率控制命令和至少一條功率偏移命令的一個(gè)接收單元；用于在一條物理控制信道和至少一條物理數(shù)據(jù)信道上發(fā)射數(shù)據(jù)的一個(gè)發(fā)射機(jī)；以及使用所述功率控制命令調(diào)整所述物理控制信道和所述至少一條物理數(shù)據(jù)信道共用的發(fā)射功率、以及使用所述至少一條功率偏移命令調(diào)整所述物理控制信道和所述至少一條物理數(shù)據(jù)信道之間的相對(duì)發(fā)射功率的一個(gè)功率控制單元。
14.權(quán)利要求13的通信臺(tái)，其中所述通信臺(tái)是一個(gè)基站。
15.權(quán)利要求13的通信臺(tái)，其中所述通信臺(tái)是一個(gè)移動(dòng)臺(tái)。
16.權(quán)利要求13的通信臺(tái)，其中所述發(fā)射機(jī)還包括用于對(duì)與所述物理控制信道相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻的第一擴(kuò)頻單元；用于對(duì)與所述至少一條物理數(shù)據(jù)信道相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻的第二擴(kuò)頻單元；與所述第二擴(kuò)頻單元連接、用于調(diào)整所述相對(duì)發(fā)射功率的可變?cè)鲆娣糯笃?；以及用于組合所述第一擴(kuò)頻單元輸出和所述可變?cè)鲆娣糯笃鬏敵龅南嗉釉O(shè)備。
17.權(quán)利要求16的通信臺(tái)，還包括用于對(duì)所述組合后的輸出加擾的加擾單元；用于調(diào)整所述物理控制信道和所述至少一條物理數(shù)據(jù)信道共用的所述發(fā)射功率的第二可變?cè)鲆娣糯笃鳌?br> 全文摘要
本發(fā)明描述了在通信系統(tǒng)中控制發(fā)射信號(hào)功率電平的方法。可以為用戶分配一組無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道,它們與一組用于在無(wú)線通信系統(tǒng)中進(jìn)行通信的物理信道相對(duì)應(yīng)。一個(gè)快速功率控制環(huán)監(jiān)測(cè)參考信道,并根據(jù)SIR目標(biāo)值調(diào)整發(fā)射功率。一組慢速功率控制環(huán)調(diào)整SIR目標(biāo)值,并提供與每條物理信道對(duì)應(yīng)的發(fā)射功率偏移值,以根據(jù)無(wú)線承載業(yè)務(wù)信道之間變化的質(zhì)量要求來(lái)調(diào)整發(fā)射功率。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1267410SQ98808199
公開(kāi)日2000年9月20日 申請(qǐng)日期1998年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月16日
發(fā)明者J·倫德斯約, M·約翰松, E·達(dá)爾曼 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司