專利名稱：利用功率控制算法改進移動無線電通信系統(tǒng)的性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及移動無線電通信系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及在這種系統(tǒng)中利用功率控制技術(shù)來改進性能(在業(yè)務(wù)質(zhì)量、容量…等方面)。
本發(fā)明尤其適用于CDMA(碼分多址)類型的移動無線電通信系統(tǒng)。尤其是，本發(fā)明適用于UMTS(通用移動通信系統(tǒng))。
業(yè)已知道，CDMA系統(tǒng)利用兩種功率控制技術(shù)，一種是所謂的開環(huán)功率控制技術(shù)，另一種是所謂的閉環(huán)功率控制系統(tǒng)(下文也稱作CLPC)。例如，這些功率控制技術(shù)可以用于上行鏈路傳輸方向，即從MS(移動臺)到BTS(基地收發(fā)信臺)。在開環(huán)功率控制中，根據(jù)由該MS從BTS接收到的功率，將MS傳送功率集中起來。在CLPC中，根據(jù)該MS與BTS之間鏈路的傳輸質(zhì)量，將MS傳送功率集中起來，如BTS中所估算的。
MS與BTS之間鏈路的傳輸質(zhì)量取決于接收信號的功率與干擾功率的比值，它也被稱為SIR(信號-干擾比)。當(dāng)MS的SIR低的時候，或者等效地當(dāng)其他MS的功率比它的功率高很多時，它的性能急劇地降低。CLPC算法能夠盡可能地使每個用戶的SIR保持固定。
CLPC算法的原理是BTS周期性地估算來自每個MS的接收信號的SIR，并且將這個估算的SIR與目標(biāo)SIR(SIRtarget)相比較。如果估算的SIR低于目標(biāo)SIR，那么BTS向MS發(fā)送一個功率控制命令，用于該MS增加它的傳送功率。否則，BTS送出一個功率控制命令到MS，用于該MS減少它的傳送功率。BTS選擇目標(biāo)SIR作為所需要的業(yè)務(wù)質(zhì)量的函數(shù)。目標(biāo)SIR自己可以根據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量的目標(biāo)值，通過被稱為外環(huán)的較慢環(huán)來進行自我調(diào)節(jié)，而上文所述的環(huán)與之相反稱為內(nèi)環(huán)。
由于各種原因，這種系統(tǒng)中的傳輸速率可以變化，例如
-利用可變化速率的業(yè)務(wù)，諸如數(shù)據(jù)分組業(yè)務(wù)；-以壓縮模式傳輸，從而信息以比必需速率高的速率被瞬時傳送，以便剩下一些空閑的周期用于執(zhí)行其他的任務(wù)(諸如由于越區(qū)切換準(zhǔn)備原因，尤其是由于頻率之間的越區(qū)切換的無線電測量)；-在任何可能的地方，優(yōu)化系統(tǒng)性能(在可能的時候減少傳送功率以便改進質(zhì)量和／或容量)；-等等。
業(yè)已知道，在CDMA系統(tǒng)中，傳輸速率可以通過利用可變的擴展因數(shù)來擴展被傳送的信息而變化。擴展因數(shù)越低，傳輸速率則越高。
此外，業(yè)已知道傳輸速率越高，所需要的傳送功率就越高(對于同一種業(yè)務(wù)質(zhì)量)。
然而，在一個包括上述類型的CLPC算法的系統(tǒng)中，由于各種原因，每當(dāng)在傳輸速率中有變化時，可能要花費相當(dāng)長的時間來達到新的所需要的功率，前述原因尤其包括外環(huán)相應(yīng)地調(diào)節(jié)目標(biāo)SIR所花費的時間，或者內(nèi)環(huán)以逐步的方式調(diào)節(jié)傳送功率的事實。
CLPC算法也可以適合于使這個時間盡可能地短。為此，EP0886389教導(dǎo)了以與擴展因數(shù)的變化成反比的方式來改變傳送功率的方法。
本發(fā)明的一個目的是改進CLPC算法的適應(yīng)性。
尤其是，本發(fā)明的一個目的不僅是減少CLPC到達新的所需要功率所花費的時間，而且為這個新的所需要的傳送功率設(shè)置一個優(yōu)化的值。
在這種系統(tǒng)中，優(yōu)化新的所需要的傳送功率的值是非常有益的。事實上，如果所需要功率被設(shè)置為高于必需的值，則對系統(tǒng)中的干擾電平有一個不必要的貢獻，因而系統(tǒng)性能不必要的降低。另一方面，如果所需要功率被設(shè)置為低于必需的值，則正在進行的通信的性能將會降低。
因而，本發(fā)明的一個目的是利用功率控制算法來改進移動無線電通信系統(tǒng)的性能，該功率控制算法用于根據(jù)傳輸質(zhì)量目標(biāo)值來控制傳送功率，所述的方法包括，在所需要的傳送功率中發(fā)生有效的變化時，通過根據(jù)所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中的對應(yīng)變化來改變傳送功率，從而旁路所述的功率控制算法。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，所需要的傳送功率中的所述有效變化包括傳輸速率中的變化。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值的所述對應(yīng)變化具有一個預(yù)定的值。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，所述傳輸質(zhì)量是由信號-干擾比來表示。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，所述移動無線電通信系統(tǒng)是CDMA類型。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，所述功率控制是在所述移動無線電通信系統(tǒng)的上行鏈路傳輸方向上執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，所述功率控制是在所述移動無線電通信系統(tǒng)的下行鏈路方向上執(zhí)行。
本發(fā)明的另一個目的是，用于在所述上行鏈路傳輸方向上執(zhí)行這種方法的移動臺包括-在所需要的傳送功率中發(fā)生有效的變化時，通過根據(jù)所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中的對應(yīng)變化來改變傳送功率，從而旁路所述的功率控制算法的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，這種裝置包括一個查閱表，該查閱表包含所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中對應(yīng)變化的預(yù)定值，這些值對應(yīng)于所需要的傳送功率中的不同有效變化。
本發(fā)明的另一個目的是，用于在所述上行鏈路傳輸方向上執(zhí)行這種方法的移動無線電通信網(wǎng)實體包括-在所需要的傳送功率中發(fā)生有效變化時，用于相應(yīng)地改變所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，這種裝置包括一個查閱表，該查閱表包含所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中對應(yīng)變化的預(yù)定值，這些值對應(yīng)于所需要的傳送功率中的不同有效變化。
本發(fā)明的另一個目的是，用于在所述下行鏈路傳輸方向上執(zhí)行這種方法的移動無線電通信網(wǎng)實體包括-在所需要的傳送功率中發(fā)生有效的變化時，通過根據(jù)所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中的對應(yīng)變化來改變傳送功率，從而旁路所述的功率控制算法的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，這種裝置包括一個查閱表，該查閱表包含所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中對應(yīng)變化的預(yù)定值，這些值對應(yīng)于所需要的傳送功率中的不同有效變化。
本發(fā)明的另一個目的是，用于在所述下行鏈路傳輸方向上執(zhí)行這種方法的移動無線電通信網(wǎng)實體包括-在所需要的傳送功率中發(fā)生有效變化時，用于相應(yīng)地改變所要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，這種裝置包括一個查閱表，該查閱表包含所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中對應(yīng)變化的預(yù)定值，這些值對應(yīng)于所需要的傳送功率中的不同有效變化。
下面參照附圖并結(jié)合實施例對本發(fā)明的上述目的以及其他目的作進一步地描述。


圖1是描述在BTS一側(cè)執(zhí)行的當(dāng)前CLPC算法的不同步驟的示意圖，作為上行鏈路功率控制的實例；圖2是描述在MS一側(cè)執(zhí)行的當(dāng)前CLPC算法的不同步驟的示意圖，作為上行鏈路功率控制的實例；圖3是描述在MS一側(cè)執(zhí)行的本發(fā)明CLPC算法的不同步驟的示意圖，作為上行鏈路功率控制的實例，前述CLPC算法被修改以便包括根據(jù)本發(fā)明的方法；圖4是描述用于上行鏈路功率控制的裝置的各種類型，這些裝置類型可以用于移動臺以及移動無線電通信網(wǎng)實體(諸如BTS)中以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法；圖5是描述用于下行鏈路功率控制的裝置的各種類型，這些裝置類型可以用于移動臺以及移動無線電通信網(wǎng)實體(諸如BTS)中以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。
參照圖1，在BTS中，對于每個時間ti，當(dāng)前的CLPC算法包括下面的步驟在步驟10，BTS估算在周期T期間平均的所接收的SIR；在步驟11，BTS將該SIR與目標(biāo)SIR(SIRtarget)相比較；如果SIR＞SIRtarget，在步驟12，BTS送出一個“下降”功率控制命令到MS，用于MS降低δdB的功率，其中δ是該算法的功率控制步長；如果SIR＜SIRtarget，在步驟13，BTS送出一個“上升”功率控制命令到MS，用于MS增加δdB的功率。
該算法被用重復(fù)周期T周期性地重復(fù)，如環(huán)14所示。
參照圖2，在MS中，對于每個時間ti，當(dāng)前的CLPC算法包括下面的步驟在步驟14，MS確定該接收的功率控制命令是一個“增加”功率控制命令還是“減少”功率控制命令；如果接收的功率控制命令是一個“增加”功率控制命令，則在步驟15，傳送功率增加δdB；如果接收的功率控制命令是一個“減少”功率控制命令，則在步驟16，傳送功率減少δdB。
該算法被用重復(fù)周期T周期性地重復(fù)，如環(huán)17所示。
修改這種CLPC算法以便包括根據(jù)本發(fā)明的方法的實例在下文中描述。然而，應(yīng)該注意的是，本實例不是限制性的，并且本發(fā)明也可以適用于其他的算法實例。
此外，所述功率控制被在上行鏈路傳輸方向上執(zhí)行的情形在下文作為實例被描述，但應(yīng)該注意的是，本發(fā)明也可以適用于所述功率控制系統(tǒng)在下行鏈路傳輸方向上執(zhí)行的情形。
根據(jù)本發(fā)明，在所需要的傳送功率中發(fā)生有效的變化時，通過根據(jù)所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中的對應(yīng)變化來改變傳送功率，從而所述的功率控制算法被旁路。
作為一個實例，下面的描述是針對這樣的情形，即傳送功率中的所述有效變化對應(yīng)于傳輸速率的變化，但是也應(yīng)該注意的是，該實例不是限制性的，并且本發(fā)明也可以適用于所需要傳送功率中的有效變化的其他實例，諸如所需要的業(yè)務(wù)質(zhì)量中變化的實例(尤其是所需要的業(yè)務(wù)中變化)，或者環(huán)境條件、移動速度中的變化，或者更一般地任何可以影響所需要的傳送功率的因數(shù)，或者多個這種因數(shù)的組合。
此外，所述傳送功率中的有效變化應(yīng)該理解為，指的是考慮到所需要的性能，CLPC算法到達新的所需要的傳送功率花費的時間將會很長的情形。
在圖3的實例中，在MS中在步驟14”，MS確定該接收的功率控制命令是一個“增加”功率控制命令還是“減少”功率控制命令如果接收的功率控制命令是一個“增加”功率控制命令，則在步驟18，MS確定傳輸速率是否剛好被調(diào)整如果傳輸速率沒有被調(diào)整，在步驟19，傳送功率增加δdB；如果傳輸速率剛好被調(diào)整，在步驟20，傳送功率增加[10log(SIR2／SIR1)+δ]dB；如果接收的功率控制命令是一個“減少”功率控制命令，則在步驟21，MS確定傳輸速率是否剛好被調(diào)整如果傳輸速率沒有被調(diào)整，在步驟22，傳送功率減少加δdB；如果傳輸速率剛好被調(diào)整，在步驟23，傳送功率減少[10log(SIR2／SIR1)—δ]dB；該算法被用重復(fù)周期T周期性地重復(fù)，如環(huán)24所示。
在這個實例中，SIR2／SIR1表示所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中的對應(yīng)變化，這些變化對應(yīng)于所需要的傳送功率中的變化(例如，也對應(yīng)于傳輸速率中的變化)。
對于所需要的傳送功率中不同的有效變化來說，所需要傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中的這些對應(yīng)變化可以具有預(yù)定的值。尤其是它們可以被看作是系統(tǒng)參數(shù)，并且可以由系統(tǒng)運營商相應(yīng)地確定。如果需要的話，它們也可以被定期地更新，尤其是要考慮環(huán)境條件的變化。
圖4是描述可以用于示為40的移動臺以及示為41的移動無線電通信網(wǎng)實體的裝置類型的示意圖，這些裝置執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法，用于上行鏈路功率控制。
用于在所述上行鏈路傳輸方向上執(zhí)行所述方法的移動臺(以及其他在此沒有提及的經(jīng)典裝置)包括在所需要的傳送功率中發(fā)生有效的變化時，通過根據(jù)所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中的對應(yīng)變化來改變傳送功率，從而旁路所述的功率控制算法的裝置。
在圖4所示的實例中，這種裝置包括一個查閱表42，該查閱表包含所述的預(yù)定值，接收在MS一側(cè)產(chǎn)生的地址信號S1，并且指示所需要的傳送功率P中的變化(例如傳輸速率的變化)。
為了更加靈活，在呼叫開始時或者在呼叫期間，尤其是如果它們被定期地更新時，例如在網(wǎng)絡(luò)一側(cè)執(zhí)行的質(zhì)量估算的基礎(chǔ)上，存儲在查閱表中的數(shù)值可以通過網(wǎng)絡(luò)與移動臺進行通信。
諸如BTS的移動無線電通信網(wǎng)實體(以及其他在此沒有提及的經(jīng)典裝置)，用于在所述的上行鏈路方向上執(zhí)行所述的方法，包括在所需要的傳送功率中發(fā)生有效的變化時，用于對應(yīng)地改變所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值的裝置。
在圖4所示的實例中，這種裝置包括一個查閱表43，該查閱表包含所述的預(yù)定值，并且接收地址信號S2，該地址信號可以從MS接收的信息S中得到，或者從對應(yīng)的信令信息，或者直接從MS接收到的業(yè)務(wù)信息中得到(尤其是在所需要的傳送功率中的所述變化對應(yīng)于傳輸速率的變化的情形中)。
如已經(jīng)指出的，本發(fā)明也適用于下行鏈路功率控制。
圖5是描述可以用于示為45的移動無線電通信網(wǎng)實體(諸如BTS)以及示為46的移動臺的裝置類型的示意圖，這些裝置執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法，用于下行鏈路功率控制。
諸如BTS的移動無線電通信網(wǎng)實體(以及其他在此沒有提及的經(jīng)典裝置)，用于在所述下行鏈路傳輸方向上執(zhí)行所述方法，它包括在所需要的傳送功率中發(fā)生有效的變化時，通過根據(jù)所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中的對應(yīng)變化來改變傳送功率，從而旁路所述的功率控制算法的裝置。
在呼叫開始時或者在呼叫期間，尤其是如果它們被定期地更新時，例如在移動臺一側(cè)執(zhí)行的質(zhì)量估算的基礎(chǔ)上，存儲在查閱表中的數(shù)值可以通過移動臺與網(wǎng)絡(luò)進行通信。
在圖5所示的實例中，這種裝置包括一個查閱表47，該查閱表包含所述的預(yù)定值，接收在BTS一側(cè)產(chǎn)生的地址信號S1’，并且指示所需要的傳送功率P’中的變化(例如傳輸速率中的變化)。
用于在所述下行鏈路傳輸方向上執(zhí)行所述方法的移動臺(以及其他在此沒有提及的裝置)包括在所需要的傳送功率中發(fā)生有效的變化時，相應(yīng)地改變所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值的裝置。
在圖5所示的實例中，這種裝置包括一個查閱表48，該查閱表包含所述的預(yù)定值，并且接收地址信號S2’，該地址信號可以從BTS接收的信息S’中得到，或者從對應(yīng)的信令信息，或者直接從業(yè)務(wù)信息中得到(尤其是在所需要的傳送功率的變化對應(yīng)于傳輸速率的變化的情形下)。
此外，對于上行鏈路以及下行鏈路功率控制來說，存儲在這種查閱表中的數(shù)值可以不同。
權(quán)利要求
1．一種利用功率控制算法改進移動無線電通信系統(tǒng)的性能的方法，該功率控制算法根據(jù)傳輸質(zhì)量的目標(biāo)值來控制傳送功率，所述的方法包括，在所需要的傳送功率中發(fā)生有效的變化時，通過根據(jù)所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中的對應(yīng)變化來改變傳送功率，從而旁路所述的功率控制算法。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所需要的傳送功率中的所述有效變化包括傳輸速率中的變化。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中的所述對應(yīng)變化具有一個預(yù)定值。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，所述預(yù)定值被定期地更新。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述傳輸質(zhì)量是由信號-干擾比來表示。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述移動無線電通信系統(tǒng)是CDMA類型。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述功率控制是在所述移動無線電通信系統(tǒng)的上行鏈路傳輸方向上執(zhí)行。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述功率控制是在所述移動無線電通信系統(tǒng)的下行鏈路傳輸方向上執(zhí)行。
9．一種執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求7的方法的移動臺，它包括在所需要的傳送功率中發(fā)生有效的變化時，通過根據(jù)所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中的對應(yīng)變化來改變傳送功率，從而旁路所述的功率控制算法的裝置。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的移動臺(40)，其中，所述裝置包括一個查閱表(42)，該查閱表包含所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中對應(yīng)變化的預(yù)定值，這些值對應(yīng)于所需要的傳送功率中的不同有效變化。
11．一種執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求7的方法的移動無線電通信網(wǎng)實體，它包括所需要的傳送功率中發(fā)生有效的變化時，用于對應(yīng)地改變所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值的裝置。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的移動無線電通信網(wǎng)實體(41)，其中，所述裝置包括一個查閱表(43)，該查閱表包含所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中對應(yīng)變化的預(yù)定值，這些值對應(yīng)于所需要的傳送功率中的不同有效變化。
13．一種執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求7的方法的移動無線電通信網(wǎng)實體，它包括在所需要的傳送功率中發(fā)生有效的變化時，通過根據(jù)所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中的對應(yīng)變化來改變傳送功率，從而旁路所述的功率控制算法的裝置。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的移動無線電通信網(wǎng)實體(45)，其中，所述裝置包括一個查閱表(47)，該查閱表包含所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中對應(yīng)變化的預(yù)定值，這些值對應(yīng)于所需要的傳送功率中的不同有效變化。
15．一種執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求8的方法的移動臺，它包括在所需要的傳送功率中發(fā)生有效的變化時，用于對應(yīng)地改變所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值的裝置。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的移動臺(46)，其中，所述裝置包括一個查閱表(48)，該查閱表包含所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中對應(yīng)變化的預(yù)定值，這些值對應(yīng)于所需要的傳送功率中的不同有效變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用功率控制算法改進移動無線電通信系統(tǒng)性能的方法,該功能控制算法根據(jù)傳輸質(zhì)量目標(biāo)值來控制傳送功率,所述的方法包括,在所需要的傳送功率中發(fā)生有效的變化時,通過根據(jù)所需要的傳輸質(zhì)量目標(biāo)值中的對應(yīng)變化來改變傳送功率,從而旁路所述的功率控制算法。
文檔編號H04J13/00GK1278679SQ0011861
公開日2001年1月3日 申請日期2000年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月16日
發(fā)明者帕斯卡爾·阿金, 雷明頓·蒙哥菲爾 申請人:阿爾卡塔爾公司