專利名稱：在無線通信系統(tǒng)中報告發(fā)射功率使用情況的方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及移動無線通信系統(tǒng)。
本發(fā)明尤其適用于CDMA(“碼分多址”)類型的移動無線通信系統(tǒng)。具體地，本發(fā)明適用于UMTS(“通用移動電信系統(tǒng)”)。
在無線移動系統(tǒng)中，尤其是CDMA類型的，獲取在上行鏈路和下行鏈路方向上所使用發(fā)射功率的一些定期或事件觸發(fā)的報告是有用的。該信息可以由諸如無線接入控制或無線資源分配的無線資源控制算法使用。
例如，在UMTS中，由節(jié)點B(相當于基站)向RNC或無線網(wǎng)絡控制器(相當于基站控制器)報告每一物理信道(或信道化編碼)上的下行鏈路中的發(fā)射功率，或者由UE或用戶裝置(相當于移動站)向RNC報告它在所分配的物理信道上的上行鏈路中的發(fā)射功率。
通過在節(jié)點B或在UE中提供發(fā)射功率的測量，并將其報告給RNC，這種報告可以以非常簡單的方式實現(xiàn)。
然而，當系統(tǒng)實現(xiàn)在物理層和/或MAC(“媒體接入控制”)層上控制的可變比特率性能時，例如UMTS系統(tǒng)中的情況，這種報告并不如此簡單。因為UMTS的物理層實現(xiàn)可變的比特率，發(fā)射功率直接取決于實際的比特率。當業(yè)務非常急促時，這可能是大多數(shù)UMTS業(yè)務的情況，可能對測量的精確度和利用這些測量的可能性產(chǎn)生非常大的影響。
WO 98/35514公開了一種下行鏈路速率安排的方法。在這篇參考文獻中指出，對于每個安排周期，基站控制器知道每個被安排用戶的先前發(fā)射功率和先前傳輸速率(這兩項測量用于計算先前的每比特的能量，用于預測和安排)。因此，在這篇參考文獻中，不提供從基站到基站控制器的發(fā)射功率的報告。同樣的原理適用于WO98/45966，它公開了一種用于上行鏈路速率安排的方法不提供從移動站到基站控制器的發(fā)射功率的報告。
此外，在諸如UMTS的系統(tǒng)中，例如從節(jié)點B向RNC為下行鏈路傳輸功率的使用情況提供發(fā)射功率的報告，使用RNC所知的這種報告發(fā)射功率和傳輸速率將導致諸如兩個測量之間的同步等問題，以及如本發(fā)明所認識到的，基站控制器所知的傳輸速率和基站所傳輸?shù)膶嶋H傳輸速率之間的可能差別。實際上，如本發(fā)明所認識到的，在基站過載情況下，基站控制器向基站發(fā)送的一些數(shù)據(jù)可以被基站丟棄，這不能在基站控制器上進行。在實時業(yè)務(一般為話音業(yè)務)高活動性的時間周期內(nèi)尤其可能出現(xiàn)這種情況，在基站控制器安排非實時數(shù)據(jù)業(yè)務時可能未考慮所述的實時業(yè)務。
因此，需要在可變比特率移動無線通信系統(tǒng)中報告發(fā)射功率使用情況的一種有效解決方案。
本發(fā)明的一個目的是在可變比特率無線通信系統(tǒng)中報告發(fā)射功率使用情況的一種方法，所述方法包括發(fā)射功率和傳輸比特率的聯(lián)合報告。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，所述方法適用于下行鏈路傳輸，并且所述報告是從基站到基站控制器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，所述方法適用于上行鏈路傳輸，并且所述報告是從移動站到基站控制器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，所述報告?zhèn)鬏敼β试诮o定時間周期上被平均。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，所述報告?zhèn)鬏敱忍芈时粓蟾鏋榻o定時間周期內(nèi)的傳輸比特數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個目的，所述給定時間周期是多個數(shù)據(jù)單元或傳輸塊的重復周期。
本發(fā)明的另一個目的是用于報告上行鏈路中發(fā)射功率使用情況的移動站，所述移動站包括
-用于把將要報告的發(fā)射功率記錄為在給定時間周期上平均的發(fā)射功率的裝置；-用于把將要報告的傳輸比特率記錄為在給定時間周期內(nèi)的傳輸比特數(shù)的裝置；-用于報告所述發(fā)射功率和所述傳輸比特率的裝置。
本發(fā)明的另一個目的是用于報告在下行鏈路中發(fā)射功率使用情況的基站，所述基站包括-用于把將要報告的分配給每個用戶的每條物理信道的發(fā)射功率記錄為在給定時間周期上平均的發(fā)射功率的裝置；-用于把將要報告的分配給每個用戶的每條物理信道的傳輸比特率記錄為在給定時間周期內(nèi)的傳輸比特數(shù)的裝置；-用于報告所述發(fā)射功率和所述傳輸比特率的裝置。
本發(fā)明的另一個目的是用于報告上行鏈路中發(fā)射功率使用情況的基站控制器，所述基站控制器包括-用于請求移動站聯(lián)合報告發(fā)射功率和傳輸比特率的裝置；-用于從所述移動站接收所述聯(lián)合報告的裝置。
本發(fā)明的另一個目的是用于報告下行鏈路中發(fā)射功率使用情況的基站控制器，所述基站控制器包括-用于請求基站為分配給每個用戶的每條物理信道聯(lián)合報告發(fā)射功率和傳輸比特率的裝置；-用于從所述基站接收所述聯(lián)合報告的裝置。
本發(fā)明還包括用于其目的的這種報告方法的應用程序，以在可變速率移動無線通信系統(tǒng)中的下行鏈路中檢測過載，包括-在所述系統(tǒng)的基站控制器中，記錄發(fā)送給基站的比特率；-在所述基站中，向所述基站控制器聯(lián)合報告發(fā)射功率和傳輸比特率；-在所述基站控制器中，比較發(fā)送給所述基站的傳輸比特率和所述基站報告的傳輸比特率以檢測所述基站中的過載。
結合附圖，根據(jù)下述說明書，本發(fā)明的這些和其它目的將變得更加明顯-

圖1、2和3是用于回憶在諸如UMTS的系統(tǒng)中在層1或物理層和層2或MAC層之間交換數(shù)據(jù)的結構；-圖4用于圖示應用于上行鏈路傳輸時根據(jù)本發(fā)明的一種方法；-圖5用于圖示應用于下行鏈路傳輸時根據(jù)本發(fā)明的一種方法。
舉例來說，將針對UMTS系統(tǒng)的情況進行下述說明；不過顯然本發(fā)明并不僅限于該系統(tǒng)。
在UMTS系統(tǒng)中，如在‘3GPP RAN TS 25.302由物理層提供的業(yè)務’，1999年7月，版本2.4.0所公開的，在每個傳輸時間間隔TTI,MAC層向物理層發(fā)送一個傳輸塊組以在特定信道化編碼上予以發(fā)送。該傳輸塊組將與包括傳輸比特數(shù)信息的TFI標志(“傳輸格式標志”)一起被發(fā)送。
如在圖1、2和3中所提示的，每個傳輸塊組包括多個傳輸塊TB；在圖1中，傳輸塊大小隨傳輸時間間隔TTI變化，但傳輸塊組的大小是固定的；在圖2或3中，相反，傳輸塊大小是固定的，而傳輸塊組大小隨傳輸時間間隔TTI變化。
在多個傳輸信道被復用到同一物理信道上的情況下(編碼或CCTrCH“編碼組合傳輸信道”)，多個傳輸塊組可以在每個傳輸時間間隔TTI被發(fā)送到物理層，每個傳輸塊組具有它的TFI字段。
物理層執(zhí)行一些信道編碼和速率匹配算法以將從MAC層接收到的信息速率調(diào)整到無線電接口上的傳輸比特率。然后，它在無線電接口上根據(jù)傳輸時間間隔(TTI)發(fā)送傳輸塊，在每個TTI上逐時隙地應用功率控制算法。
在這種系統(tǒng)中，本發(fā)明提供發(fā)射功率和傳輸比特率的聯(lián)合報告。
例如，這可以被執(zhí)行如下在每個傳輸時間間隔TTI，物理層記錄所發(fā)送的信息比特數(shù)。該信息根據(jù)用于復用在同一物理信道(或編碼)上的每個傳輸信道(或專用信道，DCH)的傳輸塊組大小的總和獲得。傳輸塊組大小本身根據(jù)TFI比特和傳輸格式定義獲得。物理層還記錄在該傳輸時間間隔TTI上使用的平均發(fā)射功率。該發(fā)射功率取決于在傳輸時間間隔TTI的每個時隙上從功率控制算法接收到的功率控制命令。
當在給定的傳輸時間間隔上沒有傳輸塊被發(fā)送，但信令信道(DPCCH，或專用物理控制信道)保持在物理層上以維持同步時，在該信令信道上發(fā)送的發(fā)射功率可以與空發(fā)送信息比特率一起在求平均時被計算。
在下行鏈路上，例如在節(jié)點B丟棄MAC層所發(fā)送的一些傳輸塊以降低負載的情況下(如已經(jīng)指出的)，這些傳輸塊當然不會被計算在平均方案內(nèi)。而且，實際傳輸比特率的報告可以允許RNC通過比較從MAC層(RNC)向物理層L1(節(jié)點B)發(fā)送的數(shù)據(jù)量和來自節(jié)點B的實際報告來檢測來檢測節(jié)點B中的一些過載情況。因此，根據(jù)本發(fā)明的報告方法允許這一新特征。
根據(jù)發(fā)射功率和傳輸比特率的聯(lián)合報告，RNC可以將每一用戶信息傳輸比特的能量計算為ETTI=(TxPowerTTI/BitsNbTTI)*TTI]]>其中BitsNbTTI是在傳輸時間間隔TTI上所傳輸?shù)谋忍財?shù)；TxPowerTTI是在傳輸時間間隔TTI上的平均發(fā)射功率。
然后，該量值可以在一個更長的時間周期上被平均，該時間周期可以由上層或RRC(“無線資源控制”)設置。也可以在同一時間周期T上平均發(fā)射功率和比特數(shù)，根據(jù)它們的平均值可以求出平均能量(當然將獲得相同的結果)ET=(PowerT/BitsNbT)*T]]>其中BitsNbT是在周期T上的傳輸比特數(shù)；TxPowerT是在周期T上的平均發(fā)射功率。
可以在DCH(“專用信道”)上為上行鏈路和下行鏈路傳輸執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的一種報告方法，也可以為下行鏈路中的DSCH(“下行鏈路共享信道”)執(zhí)行該方法，并可以擴展到FACH(“前向接入信道”)。
對于上行鏈路傳輸，用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的報告方法的主要信令需求在Uu接口(或UE和UTRAN(“UMTS陸地無線電接入網(wǎng)”)之間的無線電接口)上，并在RRC層上施加UE測量報告。
在Uu接口上用于多種測量的UE測量過程在‘3GPP RAN TS25.331RRC協(xié)議規(guī)范’，版本1.1.0，1999年6月中用如圖4所示的一些RRC測量控制和測量報告過程來定義。測量控制消息允許UTRAN控制報告測量的類型，報告標準。由UE使用測量報告過程以報告所請求的測量。
根據(jù)本發(fā)明，對于上行鏈路傳輸，例如可以請求UE測量和報告下述量值·在多個傳輸時間間隔(TTI)的給定時間周期T上在上行鏈路上使用的發(fā)射功率，單位是dBm；·在同一時間周期T上測量的傳輸比特率，單位是kbit/s。
可以用對數(shù)標度報告該量值，在該對數(shù)標度中分辨率為0.1。BitRatelog=log10(BitNb/T)。
可以在從UE到UTRAN的同一測量報告中同時報告兩個量值，如圖4所示，其中這些量值分別標有功率和比特率。
對于下行鏈路傳輸，用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明報告方法的主要信令需求在lub接口(或節(jié)點B和RNC之間的接口)上。
在lub接口上用于多種測量的節(jié)點B的測量過程在‘3GPP RANTS 25.433NBAP規(guī)范’，版本1.0.2，1999年7月中被描述。它們以與上行鏈路測量過程類似的方式被描述。這在圖5中圖示。該測量報告也在lub和lur(節(jié)點B和RNC之間)的用戶平面中被發(fā)送，但在這種情況下可以應用相同的測量報告方案。
在每個信道化編碼上執(zhí)行功率測量，每一信道化編碼可以支持一條或多條傳輸信道(或專用信道DCH)或一條DSCH(下行鏈路共享信道)傳輸信道。
根據(jù)本發(fā)明，對于下行鏈路傳輸，例如可以請求節(jié)點B測量和報告下述量值·在多個傳輸時間間隔(TTI)的給定時間周期T上在下行鏈路中的每個信道化編碼上使用的發(fā)射功率，單位是dBm；·該信道化編碼上的傳輸比特率，單位是kbit/s。BitRatelog=log10(BitNb/T)。
可以在從節(jié)點B到RNC的同一測量報告中同時報告這兩個量值，如圖5所示，其中這些量值也分別標有功率和比特率。
對于下行鏈路傳輸，該測量報告還可以包括時間基準(例如用于小區(qū)幀數(shù)目)，表示平均時間周期何時結束。假設在測量控制過程中已經(jīng)在RNC和節(jié)點B之間交換平均時間周期。定時信息允許RNC比較傳輸比特率與在同一時間周期上由MAC確定的比特率，從而檢測節(jié)點B中的過載情況，如已經(jīng)指出的。
這些測量還可以由RNC中的無線電資源管理功能以多種不同的方式使用。一些例子如下，但不應當被視為窮舉的。
-下行鏈路中的安排算法這些測量報告可以用于在MAC層(用于DCH信道的MAC-d或用于DSCH信道的MAC-sh)中執(zhí)行一種最佳的安排算法。
根據(jù)實際的通信負載，RNC應當知道可以由每個節(jié)點B發(fā)送的總發(fā)射功率。
根據(jù)節(jié)點B發(fā)送的測量報告，作為它們比特率的函數(shù)，RNC可以知道每個UE所需要的實際發(fā)射功率。然后，它們可以為每個UE確定最佳的傳輸塊數(shù)以便達到而不超過節(jié)點B可發(fā)送的功率總量。該算法可以如下在每個TTI，為每個UE選擇比特率，以便ΣactiveuseriBitNbi·ET,i≤Ptmax(load)]]>其中
BitNbi是可以在下一個TTI為該UEi發(fā)送的比特數(shù)；ET,i是在前一測量周期上如由節(jié)點B所報告的用于UEi的平均能量，如上面所定義的ET,i=(PowerT/bitNbT)*T；PTmax(load)是根據(jù)該小區(qū)內(nèi)和鄰近小區(qū)內(nèi)的實際通信負載可以由該小區(qū)內(nèi)的節(jié)點B發(fā)射的最大功率。該量值可以由節(jié)點B根據(jù)一些干擾和通信質量統(tǒng)計測量來定期地計算。
該算法可以被實施為用于為每個用戶控制DCH的所有MAC-d的集中安排算法，或者被實施為用于DSCH的MAC-sh中安排算法。
-下行鏈路中的過載檢測用于每個UE的節(jié)點B中實際傳輸比特的報告可以允許RNC檢測節(jié)點B中的一些過載情況。實際上，RNC安排在每個TTI上從MAC向L1的傳輸塊傳輸，然后可以記錄給定時間周期上的傳輸比特率。當在該時間周期上接收到來自節(jié)點B的測量報告時，它可以比較所記錄的傳輸比特率和有效的傳輸比特率以檢測丟失幀的比率。這種檢測的準確性當然將取決于測量報告的精確度。
-上行鏈路中的安排控制上行鏈路中用于每個UE的傳輸功率和實際比特率的測量報告可以允許RNC更好地控制上行鏈路傳輸?shù)陌才拧Ｔ诩邪才潘惴▽⒈粓?zhí)行的情況下，例如用于USCH(“上行鏈路共享信道”)，這將使一個類似算法作為為下行鏈路傳輸推薦的算法，將在RNC中執(zhí)行。
權利要求
1．一種在可變比特率移動無線通信系統(tǒng)中報告發(fā)射功率使用情況的方法，所述方法包括發(fā)射功率和傳輸比特率的聯(lián)合報告。
2．根據(jù)權利要求1的方法，其中所述方法適用于下行鏈路傳輸，并且所述報告是從基站到基站控制器。
3．根據(jù)權利要求1的方法，其中所述方法適用于上行鏈路傳輸，并且所述報告是從移動站到基站控制器。
4．根據(jù)權利要求1至3中任一權利要求的方法，其中所述報告?zhèn)鬏敼β试诮o定的時間周期上被平均。
5．根據(jù)權利要求1至3中任一權利要求的方法，其中所述報告?zhèn)鬏敱忍芈时粓蟾鏋榻o定時間周期內(nèi)的傳輸比特數(shù)。
6．根據(jù)權利要求4和5的方法，其中所述的給定時間周期是多個數(shù)據(jù)單元或傳輸塊的重復周期。
7．一種用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1至5中任一權利要求的方法以報告上行鏈路中發(fā)射功率使用情況的移動站，所述移動站包括-用于把將要報告的發(fā)射功率記錄為在給定時間周期上平均的發(fā)射功率的裝置；-用于把將要報告的傳輸比特率記錄為在給定時間周期內(nèi)的傳輸比特數(shù)的裝置；-用于報告所述發(fā)射功率和所述傳輸比特率的裝置。
8．一種用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1至5中任一權利要求的方法以報告在下行鏈路中發(fā)射功率使用情況的基站，所述基站包括-用于把將要報告的分配給每個用戶的每條物理信道的發(fā)射功率記錄為在給定時間周期內(nèi)平均的發(fā)射功率的裝置；-用于把將要報告的分配給每個用戶的每條物理信道的傳輸比特率記錄為在所述給定時間周期內(nèi)的傳輸比特數(shù)的裝置；-用于報告所述發(fā)射功率和所述傳輸比特率的裝置。
9．一種用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1至5中任一權利要求的方法以報告上行鏈路中發(fā)射功率使用情況的基站控制器，所述基站控制器包括-用于請求移動站聯(lián)合報告發(fā)射功率和傳輸比特率的裝置；-用于從所述移動站接收所述聯(lián)合報告的裝置。
10．一種用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1至5中任一權利要求的方法以報告下行鏈路中發(fā)射功率使用情況的基站控制器，所述基站控制器包括-用于請求基站為分配給每個用戶的每條物理信道聯(lián)合報告發(fā)射功率和傳輸比特率的裝置；-用于從所述基站接收所述聯(lián)合報告的裝置。
11．根據(jù)權利要求1至6中任一權利要求的方法的應用程序，用于在可變速率移動無線通信系統(tǒng)中的下行鏈路中檢測過載，包括-在所述系統(tǒng)的基站控制器中，記錄發(fā)送給基站的比特率；-在所述基站中，向所述基站控制器聯(lián)合報告發(fā)射功率和傳輸比特率；-在所述基站控制器中，比較發(fā)送給所述基站的傳輸比特率和由所述基站報告的傳輸比特率以檢測所述基站中的過載。
全文摘要
一種在可變比特率移動無線通信系統(tǒng)中報告發(fā)射功率使用情況的方法,所述方法包括發(fā)射功率和傳輸比特率的聯(lián)合報告。
文檔編號H04B7/005GK1284821SQ0012410
公開日2001年2月21日 申請日期2000年8月16日 優(yōu)先權日1999年8月16日
發(fā)明者帕特里克·布蘭奇 申請人:阿爾卡塔爾公司