專利名稱：無線電通信系統(tǒng)中的發(fā)射功率控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電信系統(tǒng)中發(fā)送信號的功率電平的控制，特別涉及擴頻多址系統(tǒng)中發(fā)送信號的功率電平的控制。
好的發(fā)射功率控制方法對于具有許多同時發(fā)射機的通信系統(tǒng)能是重要的，這是因為這樣的方法減少這種發(fā)射機的相互干擾。例如，發(fā)射功率控制對于在使用碼分多址(CDMA)的通信系統(tǒng)中獲得高系統(tǒng)容量是必需的，這對于上行鏈路即對于從遠程終端至例如基站的網(wǎng)絡(luò)的傳輸是重要的，上行鏈路有時也稱為反向鏈路。
在典型的CDMA系統(tǒng)中，要發(fā)送的信息數(shù)據(jù)流放置在由偽隨機碼生成器所生成的更高比特速率的數(shù)據(jù)流上。將此信息信號和偽隨機信號一般利用有時稱為編碼或擴展信息信號的處理中的相乘進行組合。給每個信息信號分配唯一的擴展碼。將多個編碼的信息信號作為射頻載波的調(diào)制進行發(fā)送，并一起作為復(fù)合信號在接收機上進行接收。每個編碼的信號在頻率和時間上重疊所有其他的編碼信號以及噪聲相關(guān)信號。通過將復(fù)合信號與一個唯一的擴展碼進行相關(guān)，能隔離和解碼相應(yīng)的信息信號。
在當(dāng)前的CDMA蜂窩系統(tǒng)中認識到上行鏈路中發(fā)射功率控制的需要，這可以從TIA/EIA臨時標準TIA/EIA/IS-95(1993年7月)及其修正的TIA/EIA臨時標準TIA/EIA/IS-95-A(1995年5月)的“對于雙模式寬帶護頻蜂窩系統(tǒng)的移動站-基站兼容性標準”(MobileStation-Base Station Compatibility Standard for Dual-ModeWideband Spread Spectrum Cellular System)中看出。確定U.S.蜂窩通信系統(tǒng)特性的這種標準由位于弗吉尼亞洲阿靈頓市的電信工業(yè)協(xié)會與電子工業(yè)協(xié)會頒布。
利用閉環(huán)方式來提供根據(jù)IS-95-A標準的上行鏈路功率控制，其中基站測量從遠程站接收的信號的強度并隨后每隔1.25毫秒發(fā)送一個功率控制比特給此遠程站。根據(jù)此功率控制比特，此遠程站將其發(fā)射(上行鏈路)功率增加或減少預(yù)定量。根據(jù)此標準的6.1.2.3.2和7.1.3.1.7部分，“零”功率控制比特使遠程站將其發(fā)射功率電平增加1dB，而“1”功率控制比特使遠程站將其發(fā)射功率電平減少1dB。此IS-95-A標準也解決諸如在遠程站接入系統(tǒng)(在閉環(huán)功率控制方法有效之前)時的其他情形中的上行鏈路控制問題，但這些與本申請無關(guān)。
在當(dāng)前蜂窩與其他CDMA通信系統(tǒng)中認為發(fā)射功率控制的需要對于從網(wǎng)絡(luò)至遠程站的傳輸?shù)南滦墟溌凡⒉恢匾?，下行鏈路有時也稱為正向鏈路。這可能部分是因為來自其他發(fā)射機的干擾對于下行鏈路比對于上行鏈路更小的事實，這是因為從遠程終端來看，干擾與預(yù)定給它的下行鏈路信號相干衰落。由于來自基站的信號在符合IS-95-A標準的通信系統(tǒng)中相互正交，所以也可能錯判對于下行鏈路發(fā)射功率控制的需求，并因此遠程終端上大部分的相互干擾對于預(yù)定給它的下行鏈路信號是正交的。
而且，IS-95-A標準規(guī)定計劃僅處理語音的通信系統(tǒng)，導(dǎo)致上行鏈路與下行鏈路中的對稱負載。由于通常假定上行鏈路(而不是下行鏈路)中的相互干擾限制系統(tǒng)容量，所以認為下行鏈路發(fā)射功率控制不重要。在未來的通信系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)在上行鏈路與下行鏈路中可能不是對稱的，因此彼此獨立地優(yōu)化這兩條鏈路是重要的。
平常形式的下行鏈路功率控制由其中遠程站測量其接收的下行鏈路功率電平并且僅將此測量報告給基站的通信系統(tǒng)來提供，此基站可以在預(yù)定環(huán)境中調(diào)整其發(fā)射功率。這樣的通信系統(tǒng)描述在Gilhousen等人的國際專利公開號WO95/12297中，此專利文件也描述根據(jù)幀差錯率測量、接收的上行鏈路功率電平或接收的下行鏈路功率電平來將下行鏈路發(fā)射功率電平減少預(yù)定量的通信系統(tǒng)。
在符合IS-95-A標準的系統(tǒng)中的下行鏈路功率控制基于遠程站的幀差錯率(FER)測量，此遠程站發(fā)送FER報告給此系統(tǒng)。IS-95-A標準的6.6.4.1.1與7.6.4.1.1部分指出可在超越門限時和/或周期性地發(fā)送這樣的FER報告。(一般地，每1-5秒發(fā)送FER報告)。此方法的一個問題是此方法化費長時間(幾秒)來累加合適的FER統(tǒng)計值。結(jié)果，不可能跟蹤瑞利衰落和陰影衰落。已證明此方法是如此之慢，以致與不使用下行鏈路功率控制相比，此方法通常幾乎沒有任何好處。
一些較新的個人通信系統(tǒng)(PCS)也使用CDMA。U.S.PCS系統(tǒng)的特征規(guī)定，在許多方面類似于蜂窩IS-95標準的ANSI J-STD-008(1995年8月)的“用于1.8-2.0GHZ碼分多址(CDMA)個人通信系統(tǒng)的個人站-基站兼容性要求”中。然而，對于利用速率組2的操作，J-STD-008標準要求遠程站無論何時幀差錯出現(xiàn)都要報告下行鏈路幀差錯。這使網(wǎng)絡(luò)完全控制幀差錯，但仍化費長時間來累加合適的統(tǒng)計值，這對于IS-95-A標準的方法僅具有微小的改善。
在類似于R2020/CSE/LC/DS/P/047/al，UMTS Code DivisonTestbed(CODIT)，CSELT Centro Studi e LaboratoriTelecomunicazioni S.P.A.ed.(1995年8月)的“無線電子系統(tǒng)功能性的最終報告”(Final Report on Radio Subsystem Functionality)中所述的CODIT的其他通信系統(tǒng)概念中，通過估算大致的誤碼率(BER)而不是FER來確定信號質(zhì)量。這里，能較快地獲得好的統(tǒng)計值，并且遠程站更頻繁地(一般，每秒1-10次)發(fā)送BER報告給網(wǎng)絡(luò)。與根據(jù)IS-95-A標準使用下行鏈路發(fā)射功率控制的系統(tǒng)相比，系統(tǒng)性能顯著改善，但此CODIT方法仍然太慢以致不能處理瑞利衰落。
人們可以將IS-95-A標準中所述的上行鏈路發(fā)射功率控制方法用于下行鏈路中的發(fā)射功率控制，這描述在Dohi等人的公開號為0680160的歐洲專利中。然后遠程終端測量下行鏈路信號干擾比(SIR)并在上行鏈路上發(fā)送合適的功率控制指令。根據(jù)IS-95-A標準，每個功率控制指令是未編碼的單個比特以使信令開銷最小。然而，歐洲公開號0680160所針對的通信系統(tǒng)與IS-95-A標準所規(guī)定的系統(tǒng)有一些顯著區(qū)別。例如，此歐洲系統(tǒng)具有是IS-95-A一半的幀長度、每秒幾百千比特的比特速率、5MHZ的更寬的信道帶寬和每秒4百萬片的CDMA片速率。
這樣的通信系統(tǒng)可相當(dāng)好地跟蹤瑞利衰落，并在遠程終端不在軟切換模式時，即在此遠程終端不同時與兩個或多個基站通信時，可以工作得良好。軟切換描述在授與Uddenfeldt的U.S.專利號5109528和授與Uddenfeldt的U.S.專利號5327577中，這兩個專利專門引入在此作為參考。當(dāng)遠程終端不在軟切換模式中時，未編碼的功率控制指令的差錯率一般約為1％，這不會引起任何大的問題。
然而，在遠程終端處于軟切換模式中時，未編碼的下行鏈路功率控制指令的差錯率可預(yù)期顯著增加。另外，在軟切換所涉及的不同基站中接收的指令差錯幾乎是獨立的。由于根據(jù)Dohi等人所述的系統(tǒng)每秒發(fā)送1600個功率控制指令給軟切換所涉及的兩個基站，所以基站所獲得的發(fā)射功率電平能預(yù)期相互漂移到對系統(tǒng)容量來說可能是不太好的電平。由于與處于軟切換模式中的遠程站通信的至少一個基站將以太高的功率電平發(fā)射，所以丟失容量發(fā)生。
通過申請人的發(fā)明解決了前面的通信系統(tǒng)的這些與其他問題，本發(fā)明在一個方面提供在具有基站與遠程站的通信系統(tǒng)中控制由基站發(fā)送的信號的功率電平的一種方法。此方法包括在遠程站中確定此遠程站是否正在同時接收包括基本上相同的消息信息的由第一基站發(fā)送的第一信號和由至少一個第二基站發(fā)送的至少一個第二信號的步驟。此第一基站發(fā)送第一信號的功率電平的第一報告給控制器，并且至少一個第二基站發(fā)送至少一個第二信號的功率電平的至少一個第二報告給控制器。此控制器根據(jù)此第一報告和至少一個第二報告發(fā)送用于控制第一信號的功率電平的第一指令給第一基站，并發(fā)送用于控制至少一個第二信號的功率電平的至少一個第二指令給此至少一個第二基站。
此方法還可以包括步驟當(dāng)?shù)谝慌c至少一個第二信號未包括基本上相同的消息時，確定接收的第一信號的信號干擾比，從遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告，并且基本上同時地根據(jù)在第一基站上接收的報告控制第一信號的功率電平。
此方法還可以包括以下步驟當(dāng)在遠程站上僅接收到第一信號與至少一個第二信號之中一個信號時，確定所接收信號的信號干擾比，從遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告，并且基本上同時地根據(jù)在各相應(yīng)基站上接收的報告控制此信號的功率電平。
在這些方法中，第一與第二指令可以使第一與第二基站調(diào)整其發(fā)射信號的功率電平，以使這些功率電平具有諸如基本上等于由第一與第二基站發(fā)送的信號的功率電平的算術(shù)平均值的預(yù)定關(guān)系。而且，可以周期性地或在預(yù)定事件出現(xiàn)時發(fā)送這些報告。
在本發(fā)明的另一個方面中，在具有基站與遠程站的通信系統(tǒng)中控制由基站發(fā)送的信號的功率電平的方法包括步驟確定此遠程站是否正在同時接收包括基本上相同的消息信息的由第一基站發(fā)送的第一信號和由至少一個第二基站發(fā)送的至少一個第二信號。當(dāng)?shù)谝慌c至少一個第二信號包括基本上相同的消息信息時，此遠程站確定所接收的第一信號與至少一個第二信號之中的至少一個信號的質(zhì)量，并發(fā)送所確定的質(zhì)量報告。此方法還包括根據(jù)在第一基站上接收的報告和在此至少一個第二基站上接收的報告基本上同時地控制第一信號的功率電平和此至少一個第二信號的功率電平的步驟。
在又一方面中，此方法也可以包括步驟當(dāng)?shù)谝慌c至少一個第二信號未包括基本上相同的消息時，確定接收的第一信號的信號干擾比，從遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告，并且基本上同時地根據(jù)在第一基站上接收的報告控制第一信號的功率電平。
此方法也可以包括以下步驟當(dāng)在遠程站上僅接收到第一信號與至少一個第二信號之中的一個信號時，確定所接收信號的信號干擾比，從遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告，并且基本上同時地根據(jù)在相應(yīng)基站上接收的報告控制此信號的功率電平。
所確定的質(zhì)量可以是幀差錯率或誤碼率，并且可以周期性地或在預(yù)定事件出現(xiàn)時發(fā)送這些報告。
在本發(fā)明的另一個方面中，在具有基站與遠程站的通信系統(tǒng)中控制由基站發(fā)送的信號的功率電平的方法包括確定此遠程站是否正在同時接收包括基本上相同消息信息的由第一基站發(fā)送的第一信號和由至少一個第二基站發(fā)送的至少一個第二信號的步驟。當(dāng)此第一與至少一個第二信號包括基本上相同的消息信息時，此遠程站識別具有最高功率電平的信號，并發(fā)送所識別的基站的報告。根據(jù)此報告控制此第一與此至少一個第二信號的功率電平，以便在此報告表示此第一信號的功率電平高于此至少一個第二信號的功率電平時，控制此至少一個第二信號的功率電平基本上為零。此控制步驟包括確定所接收的第一信號的信號干擾比，從此遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告，并根據(jù)在第一基站上接收的報告控制第一信號的功率電平。
此方法還可以包括以下步驟在第一與第二信號未包括基本上相同的消息信號時，確定所接收的第一信號的信號干擾比，從遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告，并且基本上同時地根據(jù)在第一基站上接收的報告控制第一信號的功率電平。
此方法也還可以包括步驟當(dāng)在此遠程站上只接收到此第一信號與至少一個第二信號之中的一個信號時，確定所接收信號的信號干擾比，從此遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告，并且基本上同時地根據(jù)在相應(yīng)基站上接收的報告控制該信號的功率電平?？梢灾芷谛缘鼗蛟陬A(yù)定事件出現(xiàn)時發(fā)送這些報告。
在本發(fā)明的另一方面中，在具有基站與遠程站的通信系統(tǒng)中控制由基站發(fā)送的信號的功率電平的方法，包括確定此遠程站是否正在同時接收包括基本上相同消息信息的由第一基站發(fā)送的第一信號和由至少一個第二基站發(fā)送的至少一個第二信號的步驟。當(dāng)?shù)谝恍盘柵c至少一個第二信號包括基本上相同的消息信息時，第一基站估算在此遠程站上接收的第一信號的信號干擾比，并且此至少一個第二基站估算在此遠程站上接收的至少一個第二信號的信號干擾比。發(fā)送這些估算值給控制器，此控制器比較這些相應(yīng)報告，此控制器發(fā)送用于控制第一信號的功率電平的第一指令給第一基站，并發(fā)送用于控制此至少一個第二信號的功率電平的至少一個第二指令給此至少一個第二基站。在此控制器確定所估算的第一信號的信號干擾比大于所估算的此至少一個第二信號的信號干擾比時，此至少一個第二指令使此至少一個第二基站將此至少一個第二信號的功率電平減至基本上為零。
此方法還可以包括步驟在此第一信號與至少一個第二信號未包括基本上相同的消息信號時，確定所接收的第一信號的信號干擾比，從遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告，并且基本上同時地根據(jù)在第一基站上接收的報告控制第一信號的功率電平。
此方法還可以包括步驟當(dāng)在此遠程站上只接收到此第一信號與至少一個第二信號之中的一個信號時，確定所接收信號的信號干擾比，從此遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告，并且基本上同時地根據(jù)在相應(yīng)基站上接收的報告控制該信號的功率電平。可以周期性地或在預(yù)定事件出現(xiàn)時發(fā)送這些報告。
通過結(jié)合附圖閱讀此說明將理解本申請人發(fā)明的特征和目的，其中

圖1表示下行鏈路發(fā)射功率控制的方法；圖2表示涉及遠程站與兩個基站的軟切換；圖3表示克服在軟切換模式期間利用太低的信號電平接收的遠程站的功率控制指令的問題的一個方法；圖4表示克服在軟切換模式期間利用太低的信號電平接收的遠程站的功率控制指令的問題的另一方法；和圖5A、5B與5C表示根據(jù)本申請人發(fā)明的通信系統(tǒng)操作。
雖然此說明以包含便攜式或移動無線電話機的蜂窩通信系統(tǒng)的內(nèi)容進行說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解本申請人的發(fā)明可應(yīng)用于其他通信應(yīng)用。而且，雖然本發(fā)明可以用于CDMA通信系統(tǒng)中，但也可以用于其他類型的通信系統(tǒng)中。
涉及由每隔1.25毫秒發(fā)送的單個未編碼比特構(gòu)成的功率控制指令傳輸?shù)目焖偕闲墟溌房刂品椒ɡ肐S-95-A標準來規(guī)定。此方法可以參閱圖1來理解，這在下面具體進行描述。遠程站RT測量此站RT正與之通信的基站BS1的下行鏈路信號的SIR，并且遠程站RT發(fā)送測量的SIR報告或未編碼的功率控制指令給此基站。根據(jù)這樣的報告或指令，由基站或由諸如無線電網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的網(wǎng)絡(luò)的另一組成部分合適地控制下行鏈路信號的功率電平(并因而控制SIR)。
此方法可以用于下行鏈路發(fā)射功率控制，并且上面引證的歐洲公開號EP0680160描述此方法用于軟切換期間的下行鏈路控制。雖然這樣的利用未編碼指令的簡單的下行鏈路功率控制方法能在通信系統(tǒng)不在軟切換模式中時使用，但由于參與軟切換的不同基站中接收差錯和功率電平漂移的可能性而在軟切換期間不能很好地執(zhí)行此簡單的快速方法。
由遠程站發(fā)送的并由不同的下行鏈路發(fā)射機接收的下行鏈路功率控制指令中的獨立差錯能預(yù)期引起下行鏈路發(fā)射機所獲得的發(fā)射功率電平相互漂移。當(dāng)在軟切換模式中在遠程站上從兩個或多個發(fā)射機接收的下行鏈路信號的強度大致相等時，能期望漂移速率是適度的。然而，當(dāng)接收的下行鏈路強度不相等時，下行鏈路發(fā)射機的發(fā)射功率電平可以迅速地漂移隔開，引起大的系統(tǒng)容量損失。利用本申請人的發(fā)明克服將快速功率控制方法用于下行鏈路的缺點。
根據(jù)本申請人的發(fā)明解決下行鏈路發(fā)射功率控制問題的一個方法是頻繁調(diào)整從軟切換所涉及的基站中發(fā)送的下行鏈路功率電平，這些基站發(fā)送其下行鏈路發(fā)射功率電平的最新值給無線電網(wǎng)絡(luò)控制器，此無線電網(wǎng)絡(luò)控制器比較這些值并將相應(yīng)的調(diào)整指令ΔP1DL(tn)與ΔP2DL(tn)發(fā)回給基站。
這種情況表示在圖1中，其中基站BS1發(fā)送表示其下行鏈路發(fā)射功率電平P1(tn)在時間tn的消息P1DL(tn)給無線電網(wǎng)絡(luò)控制器RNC。在蜂窩通信系統(tǒng)中，控制器RNC可以是基站控制器或移動業(yè)務(wù)交換中心?；綛S2也發(fā)送表示其下行鏈路發(fā)射功率電平P2(tn)在時間tn的消息P2DL(tn)給控制器RNC。在圖1所示的軟切換模式中，遠程站RT從基站BS1中接收信號并從基站BS2接收具有基本上相同消息信息的信號。
控制器RNC發(fā)送基于消息P1DL(tn)，P2DL(tn)的相應(yīng)調(diào)整指令ΔP1DL(tn)與ΔP2DL(tn)。在下面更具體描述的其他實施例中，控制器也可以根據(jù)來自識別遠程終端正以最高功率電平或利用最佳SIR接收的基站的遠程終端RT的報告確定調(diào)整指令。這些調(diào)整指令使基站調(diào)整其下行鏈路發(fā)射電平，以保持所需的P1(tn+1)與P2(tn+1)之間的關(guān)系(例如，兩個電平可以保持為基本相等，或如下更具體所述的，可以控制一個功率電平基本上為零)。應(yīng)理解發(fā)射功率電平P1(tn)，P2(tn)來源于較早的指令ΔP1DL(tn-1)和ΔP2DL(tn-1)，如圖1所示。
控制器RNC能以幾種方式確定調(diào)整指令。例如，可以將功率電平P1(tn)與P2(tn)調(diào)整為其算術(shù)平均值(P1(tn)+P2(tn))/2。作為一種選擇，可以將功率電平調(diào)整為其幾何平均值。作為具有快速響應(yīng)優(yōu)勢的另一種選擇，可以調(diào)整功率電平，以便將較大功率電平減至例如基本上等于較低功率電平的電平。作為還一種選擇，可以調(diào)整功率電平，以便將較低功率電平增至基本上等于較高功率電平的電平。作為又一種選擇，可以調(diào)整功率電平，以便控制較低功率電平基本上為零。一般地，每幀進行一次功率電平調(diào)整，保持在軟切換所涉及的下行鏈路發(fā)射機的下行鏈路發(fā)射功率電平之間的漂移為低電平，例如，平均小于1dB。
為了使功率電平測量與調(diào)整之間的延遲最小，帶內(nèi)信令能用于從基站BS1，BS2中發(fā)送消息P1DL(tn)，P2DL(tn)給控制器RNC并從控制器RNC發(fā)送調(diào)整指令ΔP1DL(tn)，ΔP2DL(tn)給基站。利用“帶內(nèi)信令”意味著信息與用戶數(shù)據(jù)一起發(fā)送而不作為單獨消息在單獨的控制信道上進行發(fā)送。
在圖2中更詳細地表示遠程站的功率控制指令中的獨立差錯如何出現(xiàn)，圖2表示在無線電網(wǎng)絡(luò)控制器RNC的控制下與兩個基站BS1，BS2通信的遠程終端RT。在圖2所示的軟切換中，如同在圖1中，遠程站RT利用功率電平P1從基站BS1中接收信號并利用功率電平P2從基站BS2中接收具有基本上相同的消息信息的信號。由遠程站RT發(fā)送的功率控制指令PC由基站BS1作為指令PC′接收并由基站BS2作為指令PC″接收。由于可能來自于許多源的差錯，指令PC可能不同于任何一個或指令PC′，PC″二者，并且指令PC′可能與指令PC″不同。
一個下行鏈路功率電平與另一個下行鏈路功率電平之間差異的大小影響系統(tǒng)容量，這是因為一個基站的傳輸對于其他基站好像是干擾。另外，因為較快的速率通常要求更頻繁地發(fā)出控制指令，所以每個下行鏈路功率電平漂移的速率是重要的，這增加必須利用基站BS1，BS2和控制器RNC之間的鏈路傳送的消息負載。
在以IS-95-A標準的節(jié)6.6.6.2.7.2中所述的方式操作的通信系統(tǒng)中，將主要根據(jù)“較近”基站BS1的指令調(diào)整在至基站BS1，BS2的上行鏈路上遠程終端的發(fā)射功率。結(jié)果，對“較遠”基站BS2來說，此遠程站的發(fā)射功率電平將太低。應(yīng)理解“較近”發(fā)射機不必地理上更靠近接收機，但從接收的下行鏈路功率電平來說是更近的，即對于給定的發(fā)射功率電平，以更高的功率電平接收其下行鏈路信號。同樣，對于接收的下行鏈路功率電平來說，“較遠”發(fā)射機更遠，即對于給定的發(fā)射功率電平，以較低的功率電平接收其下行鏈路信號。
因此，在基站BS2上將利用太低的信號電平接收遠程站的功率控制指令PC，這在站BS2上引起更多的功率控制指令差錯。這些附加差錯與基站BS1上接收的功率控制指令不同，即PC′≠PC″。P1與P2之間的差可以是大的，例如在某些通信系統(tǒng)中多達8dB，并且如此大的差導(dǎo)致約10％的PC′≠PC″的概率。
在遠程終端處于軟切換模式中時，根據(jù)本申請人發(fā)明的另一方面的下行鏈路發(fā)射功率控制利用諸如在IS-95-A或J-STD-008標準中規(guī)定的基于FER的方法或在CODIT系統(tǒng)中采用的基于BER方法的上述任何一個基于質(zhì)量的下行鏈路功率控制方法來避免這些問題。如下更具體描述的，遠程終端RT或通過確定FER或BER來測量接收的下行鏈路信號的質(zhì)量，并且隨后遠程終端通過發(fā)送合適的質(zhì)量消息給切換中所牽涉及的基站來報告其質(zhì)量測量給網(wǎng)絡(luò)。每個基站傳送遠程終端的質(zhì)量消息(層3消息)給控制器RNC，這使基站合適地調(diào)整其下行鏈路發(fā)射功率。
理解遠程終端的質(zhì)量消息不只是諸如在上述的國際公開號WO95/12297中所述的正向鏈路信號強度信息是重要的。申請人的質(zhì)量消息根據(jù)已解碼、解調(diào)的下行鏈路信號而不只是根據(jù)簡單的信號電平或SIR確定來產(chǎn)生。生成質(zhì)量消息所需的附加努力獲得本申請人發(fā)明的優(yōu)點。
本申請人的方法以非常低的網(wǎng)絡(luò)控制器RNC與軟切換中所涉及的基站(例如，圖2的站BS1，BS2)之間的信令費用給出接近最佳的CDMA通信系統(tǒng)容量。將注意由網(wǎng)絡(luò)控制器通過兩個或多個基站從遠程終端中接收的層3質(zhì)量消息一般是相同的，并因此此控制器不需要在來自同一移動站的不同質(zhì)量消息之間進行協(xié)商。
與利用基于質(zhì)量的功率控制方法之一(圖2)相比，利用圖1所示的下行鏈路功率控制方法所獲得的好處在軟切換期間可能是小的。由于在軟切換模式中遠程站有可能遠離基站，所以此遠程站有可能由于多路徑而具有好的來自每個基站的頻率分集，并且與非軟切換模式相比，功率波動有可能是慢的。因此，遠程終端能使用它在軟切換期間所連接的所有基站的信號能量，減少衰落效應(yīng)，并且由于不需要“快”方法，此遠程終端能使用“慢”的基于信號質(zhì)量的功率控制方法。也將認識到能以低的空中接口與傳送容量的代價獲得所要求的質(zhì)量報告。
在本申請人發(fā)明的另一方面中，以幾種方式克服在軟切換模式期間在“較遠”基站BS2上利用太低信號電平接收遠程站的功率控制指令PC的問題。處于“軟切換模式”中的基站不同于不處于“軟切換模式”中的基站，這是由于前者給不同的通信連接分配例如編碼器/解碼器的邏輯與物理資源。
例如，遠程站RT或可以周期性地發(fā)送其接收的下行鏈路信號強度的報告給此網(wǎng)絡(luò)或可以在利用高于任何其他當(dāng)前接收的下行鏈路信號強度的強度從新的下行鏈路發(fā)射機中接收信號時發(fā)送報告。將明白IS-95-A標準不要求遠程站發(fā)送其接收的下行鏈路信號強度的報告。在這樣的通信系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)控制器RNC將通過只使其下行鏈路信號以最高強度在遠程終端RT上接收的基站發(fā)射來響應(yīng)此遠程站的信號強度報告。
這種情況描述在圖3中，圖3表示在遠程終端從基站BS1接收的下行鏈路功率電平P1大于從基站BS2接收的下行鏈路功率電平P2時，由基站BS1發(fā)射的下行鏈路功率電平P1大于零，而由基站BS2發(fā)射的下行鏈路功率電平P2為零。(實際上，功率電平P2只需要基本上小于功率電平P1)。較弱的基站BS2否則正常地應(yīng)操作在軟切換模式中。雖然不同的基站對于軟切換模式中的遠程站一般看起來是相同的，但一旦此系統(tǒng)決定改變發(fā)射基站來調(diào)節(jié)諸如不同的偽噪聲信號的基站差異時，此網(wǎng)絡(luò)通知遠程終端RT。
能在其中在軟切換所涉及的基站中測量每幀的上行鏈路SIR并將這些SIR測量傳送給通信控制器的通信系統(tǒng)中以另一種方式克服下行鏈路發(fā)射功率電平之間漂移的問題，即在軟切換模式期間在“較遠”基站BS2上以太低的信號電平接收遠程站的功率控制指令PC的問題。通信控制器處理來自軟切換中所涉及的基站的SIR值并僅使在遠程終端上接收的其下行鏈路功率電平是最高的那個基站發(fā)射。將明白通過解擴每個信號；例如通過利用均衡器、瑞克接收機或其他等效裝置組合所解擴的信號；和隨后解碼組合信號來有益地處理從例如不同基站的不同發(fā)射機中接收的信號或在例如不同基站的不同接收機上從例如移動站的一個發(fā)射機中接收的信號。
這種情況描述在圖4中，圖4表示在時間tn+1上由基站BS1發(fā)射的下行鏈路功率電平P1(tn+1)大于零并且在時間tn+1上由基站BS2發(fā)射的下行鏈路功率電平P2(tn+1)是零。這種情況作為由無線電網(wǎng)絡(luò)控制器RNC分別發(fā)送給基站BS1，BS2的相應(yīng)下行鏈路發(fā)射功率控制設(shè)置指令SetP1DL，SetP2DL的結(jié)果出現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)控制器RNC根據(jù)基站的相應(yīng)確定和前一時間tn的上行鏈路SIR值SIR1(tn)，SIR2(tn)的報告生成功率設(shè)置指令。
因此，在例如基站BS1的基站上接收的上行鏈路功率高于在例如站BS2的另一基站上接收的上行鏈路功率的情況中，控制器RNC發(fā)送使站BS1開始發(fā)射給遠程站的消息給基站BS1，發(fā)送使站BS2停止給遠程終端RT發(fā)射的消息給基站BS2，并發(fā)送使終端RT從特定幀號開始只收聽基站BS1而不繼續(xù)收聽基站BS2的消息給遠程終端RT。
目前相信在上行鏈路與下行鏈路上的路徑損耗高度相關(guān)時，圖4所述的方法工作最佳。這有可能是類似上述歐洲專利公開號0680160中所述的通信系統(tǒng)具有5MHZ的下行鏈路上/上行鏈路帶寬的情況。對于如此寬的信道帶寬，去/自遠程站的多路徑有可能減少有關(guān)瑞利衰落的問題。多路徑傳播甚至更有可能出現(xiàn)在軟切換模式中，其中遠程終端有可能位于網(wǎng)孔或網(wǎng)孔扇區(qū)之間的邊界上。因此，上行鏈路與下行鏈路的信道特性之間的相關(guān)性一般是強的。對于其中這不是真實的情況，圖4所述的方法性能將在一定程度上依賴于遠程終端的運動和網(wǎng)絡(luò)控制器中濾波器的長度。
通過采用圖3或圖4所述的任一方法，遠程站僅從最強接收的基站中接收下行鏈路功率。因此，消除由于下行鏈路發(fā)射功率漂移而引起的容量損失的問題而不顯著增加基站與網(wǎng)絡(luò)控制器之間傳送接口上的傳送消息負載。這些方法的另一個優(yōu)點是在系統(tǒng)處于軟切換模式中的同時，遠程終端保持與兩個基站同步，因此，不需要延長重新同步此遠程終端所需的時間與努力，而這在系統(tǒng)離開軟切換模式時將是必需的。圖4所示方法的一個特定優(yōu)點是它與如何規(guī)定空中接口中的消息(遠程終端與基站之間上行鏈路與下行鏈路)無關(guān)；這不是圖3所述方法的情況，圖3所述方法涉及其從遠程終端接收的下行鏈路功率電平的報告。
圖5A，5B和5C還表示根據(jù)申請人發(fā)明的通信系統(tǒng)的操作。(這些圖所示的方法也表示在圖1中)。在方框501中，基站BS1從移動站RT中接收數(shù)據(jù)并發(fā)送功率調(diào)整指令。基站BS1識別和解碼常規(guī)地可以具有+1或-1值的在第一時刻接收的調(diào)整指令，并因此在下一時刻調(diào)整其下行鏈路發(fā)射功率電平。例如，如圖5A的方框503所示，如果移動站發(fā)送調(diào)整指令PC＝1，則基站的發(fā)射功率電平相對其先前的發(fā)射功率電平P1(tn)為P1(tn+1)＝1dB。同樣地，如果移動站發(fā)送調(diào)整指令PC＝-1，則基站的發(fā)射功率電平相對其先前的發(fā)射功率電平P1(tn)為P1(tn+1)＝-1dB，在方框505中，表示時間tn上的下行鏈路發(fā)射功率電平P1(tn)的消息P1DL(tn)由基站BS1發(fā)送給控制器RNC?；咀詈貌蝗缫苿诱景l(fā)送功率調(diào)整指令頻繁地選擇這樣的消息，以便減少基站-控制器連接上的信令負載。例如，基站可以計數(shù)接收的調(diào)整指令數(shù)量n并且在每一個第N調(diào)整指令發(fā)送消息，其中N是系數(shù)a乘以數(shù)量n。對于某些通信系統(tǒng)，系數(shù)a可以是約16--約1600范圍內(nèi)的整數(shù)。在方框507中，基站BS1將其下行鏈路發(fā)射功率電平設(shè)置為所指定的數(shù)量。
如圖5B的方框509所示，控制器接收消息并且有可能從軟切換中所涉及的其他基站中接收例如P2DL(tn)的消息。為此可以包括特殊電路或可編程處理器的控制器隨后確定新的相應(yīng)的調(diào)整指令ΔP1DL(tn+1)和ΔP2DL(tn+1)，如圖5B的方框513所示，這可以基于基站BS1，BS2的下行鏈路發(fā)射功率電平P1(tn)，P2(tn)之間的差(方框511)。在所示的示例中，P1DL(tn)＞P2DL(tn)，并因此新的調(diào)整指令ΔP1DL(tn+1)對應(yīng)第一基站前一功率電平減去功率電平之間差的一半，而且新的調(diào)整指令ΔP2DL(tn+1)對應(yīng)第二基站的前一功率電平加上同一差的一半。如果ΔP2DL(tn)＞ΔP1DL(tn)，將執(zhí)行基本上相同的操作，但將相互改變基站的識別。這些指令隨后以任一常規(guī)方法傳送給相應(yīng)基站，如方框515所示。
這種類型通信系統(tǒng)的操作還表示在圖5C中，其中由基站BS1從控制器RNC接收調(diào)整指令ΔP1DL，如方框517所示。在響應(yīng)中，基站在時間tn+tm調(diào)整其發(fā)射功率電平，如方框519所示，其中間隔tm是常規(guī)的時間間隔，諸如通信幀的整數(shù)量。將意識到，在其他基站(站BS2)中將執(zhí)行類似的操作。另外，如果利用方框511-519所示的操作指定較弱基站的電平基本上為零，較弱的基站則有可能有益地在上述的所有其他方面中保持在軟切換模式中。
將理解，本申請人的發(fā)明不限于上述的特定實施例，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進行修改。本申請發(fā)明的范圍由以下權(quán)利要求書確定，并且落入此范圍內(nèi)的任何與所有修改都將包括在其中。
權(quán)利要求
1.在具有基站與遠程站的通信系統(tǒng)中控制由基站發(fā)送的信號的功率電平的一種方法，包括以下步驟在遠程站中確定此遠程站是否正在同時接收包括基本上相同消息信息的由第一基站發(fā)送的第一信號和由至少一個第二基站發(fā)送的至少一個第二信號；從第一基站中發(fā)送第一信號的功率電平的第一報告給控制器；從此至少一個第二基站中發(fā)送此至少一個第二信號的功率電平的至少一個第二報告給控制器；在此控制器中比較第一報告與此至少一個第二報告；從此控制器中發(fā)送用于控制第一信號的功率電平的第一指令給第一基站；和從此控制器中發(fā)送用于控制此至少一個第二信號的功率電平的至少一個第二指令給此至少一個第二基站。
2.如權(quán)利要求1的方法，在此第一信號與至少一個第二信號未包括基本上相同的消息信號時，還包括以下步驟確定所接收的第一信號的信號干擾比；從遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告；和基本上同時地根據(jù)在第一基站上接收的報告控制第一信號的功率電平。
3.如權(quán)利要求1的方法，當(dāng)在此遠程站上只接收到此第一信號與至少一個第二信號之中一個信號時，還包括以下步驟確定所接收信號的信號干擾比；從此遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告；和基本上同時地根據(jù)在相應(yīng)基站上接收的報告控制信號的功率電平。
4.如權(quán)利要求1的方法，其中第一與第二指令使第一與第二基站調(diào)整其發(fā)送信號的功率電平，以使這些功率電平具有預(yù)定關(guān)系。
5.如權(quán)利要求4的方法，其中此預(yù)定關(guān)系基本上等于由第一與第二基站發(fā)送的信號的功率電平的算術(shù)平均值。
6.如權(quán)利要求1的方法，其中周期性地發(fā)送報告。
7.如權(quán)利要求1的方法，其中在預(yù)定事件出現(xiàn)時發(fā)送報告。
8.在具有基站與遠程站的通信系統(tǒng)中控制由基站發(fā)送的信號的功率電平的一種方法，在遠程站中包括以下步驟確定此遠程站是否正在同時接收包括基本上相同消息信息的由第一基站發(fā)送的第一信號和由至少一個第二基站發(fā)送的至少一個第二信號；當(dāng)?shù)谝慌c至少一個第二信號包括基本上相同的消息信息時，在此遠程站上確定所接收的第一信號與此至少一個第二信號之中至少一個信號的質(zhì)量；從此遠程站中發(fā)送所確定的質(zhì)量報告；和根據(jù)在第一基站上接收的報告和在此至少一個第二基站上接收的報告基本上同時地控制第一信號的功率電平與至少一個第二信號的功率電平。
9.如權(quán)利要求8的方法，在此第一信號與至少一個第二信號未包括基本上相同的消息信號時，還包括步驟確定所接收的第一信號的信號干擾比；從遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告；和基本上同時地根據(jù)在第一基站上接收的報告控制第一信號的功率電平。
10.如權(quán)利要求8的方法，當(dāng)在此遠程站上只接收到此第一信號與至少一個第二信號之中一個信號時，還包括步驟確定所接收信號的信號干擾比；從此遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告；和基本上同時地根據(jù)在相應(yīng)基站上接收的報告控制信號的功率電平。
11.如權(quán)利要求8的方法，其中所確定的質(zhì)量是幀差錯率。
12.如權(quán)利要求8的方法，其中所確定的質(zhì)量是誤碼率。
13.如權(quán)利要求8的方法，其中周期性地發(fā)送報告。
14.如權(quán)利要求8的方法，其中在預(yù)定事件出現(xiàn)時發(fā)送報告。
15.在具有基站與遠程站的通信系統(tǒng)中控制由基站發(fā)送的信號的功率電平的一種方法，包括以下步驟確定此遠程站是否正在同時接收包括基本上相同消息信息的由第一基站發(fā)送的第一信號和由至少一個第二基站發(fā)送的至少一個第二信號；當(dāng)?shù)谝慌c至少一個第二信號包括基本上相同的消息信息時，在此遠程站上識別具有最高功率電平的信號；從此遠程站中發(fā)送所識別的基站的報告；和根據(jù)此報告控制此第一信號的功率電平與此至少一個第二信號的功率電平，以便在此報告表示此第一信號的功率電平高于此至少一個第二信號的功率電平時控制此至少一個第二信號的功率電平基本上為零；其中此控制步驟包括確定所接收的第一信號的信號干擾比、從此遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告并根據(jù)在第一基站上接收的報告控制第一信號的功率電平。
16.如權(quán)利要求15的方法，在此第一信號與至少一個第二信號未包括基本上相同的消息信號時，還包括步驟確定所接收的第一信號的信號干擾比；從遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告；和基本上同時地根據(jù)在第一基站上接收的報告控制第一信號的功率電平。
17.如權(quán)利要求15的方法，當(dāng)在此遠程站上只接收到此第一信號與至少一個第二信號之中一個信號時，還包括步驟確定所接收信號的信號干擾比；從此遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告；和基本上同時地根據(jù)在相應(yīng)基站上接收的報告控制信號的功率電平。
18.如權(quán)利要求15的方法，其中周期性地發(fā)送報告。
19.如權(quán)利要求15的方法，其中在預(yù)定事件出現(xiàn)時發(fā)送報告。
20.在具有基站與遠程站的通信系統(tǒng)中控制由基站發(fā)送的信號的功率電平的一種方法，包括以下步驟確定此遠程站是否正在同時接收包括基本上相同消息信息的由第一基站發(fā)送的第一信號和由至少一個第二基站發(fā)送的至少一個第二信號；當(dāng)?shù)谝慌c至少一個第二信號包括基本上相同的消息信息時，在第一基站上估算在此遠程站上接收的第一信號的信號干擾比；在此至少一個第二基站上估算在此遠程站上接收的至少一個第二信號的信號干擾比；從此第一基站和從此至少一個第二基站中發(fā)送所估算的信號干擾比的相應(yīng)報告給控制器；在此控制器中比較這些相應(yīng)報告；從此控制器中發(fā)送用于控制第一信號的功率電平的第一指令給第一基站；和從控制器中發(fā)送用于控制此至少一個第二信號的功率電平的至少一個第二指令給此至少一個第二基站；其中在此控制器確定所估算的第一信號的信號干擾比大于所估算的此至少一個第二信號的信號干擾比時，此至少一個第二指令使此至少一個第二基站將此至少一個第二信號的功率電平減至基本上為零。
21.如權(quán)利要求20的方法，在此第一信號與至少一個第二信號未包括基本上相同的消息信號時，還包括步驟確定所接收的第一信號的信號干擾比；從遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告；和基本上同時地根據(jù)在第一基站上接收的報告控制第一信號的功率電平。
22.如權(quán)利要求20的方法，當(dāng)在此遠程站上只接收到此第一信號與至少一個第二信號之中一個信號時，還包括步驟確定所接收信號的信號干擾比；從此遠程站中發(fā)送所確定的信號干擾比的報告；和基本上同時地根據(jù)在相應(yīng)基站上接收的報告控制信號的功率電平。
23.如權(quán)利要求20的方法，其中周期性地發(fā)送報告。
24.如權(quán)利要求20的方法，其中在預(yù)定事件出現(xiàn)時發(fā)送報告。
全文摘要
描述在電信系統(tǒng)中控制發(fā)送信號的功率電平的方法。例如,遠程終端或通過確定幀差錯率或誤碼率來測量接收信號的質(zhì)量并通過發(fā)送質(zhì)量消息來將其質(zhì)量測量報告給網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)使信號發(fā)射機合適地調(diào)整其發(fā)射功率。較快的功率控制方法與較慢的功率控制方法可以組合用于諸如軟轉(zhuǎn)移的各種通信情況中下行鏈路(網(wǎng)絡(luò)至遠程終端)傳輸。
文檔編號H04B7/02GK1265792SQ9880791
公開日2000年9月6日 申請日期1998年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月6日
發(fā)明者P·P·布托維特施, T·F·桑丁, M·S·珀松 申請人:艾利森電話股份有限公司