无线发送功率控制方法和系统的制作方法

专利名称：：无线发送功率控制方法和系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种无线发送功率控制方法、无线发送功率控制系统以及用在该系统中的辅站。本发明尤其适用但不唯一应用到第三代无线通信系统(UMTS)或3GPP(第3代合作项目)。
背景技术：
：在UMTS标准中，基于W-CDMA(W-码分多址)技术，控制下行链路以及上行链路专用物理信道(DPCH)的功率。具体地说，从用户设备(UE)的角度看，意味着形成固定网路的基站或主站(BS)将要求或多或少的功率以便达到由网络本身确定的业务质量(QoS)。在UMTS标准中，依据分组差错率(BLER)及参考外层循环功率控制来测量这一QoS。为了达到预期的QoS，UE实施的算法把BLER需求转换成目标SIR(信噪比和干扰比)。此算法时常称为目标SIR算法。3GPP标准规范不指定对该目标SIR算法进行限定的方法。3GPP把这种算法的限定留在单位和/或生产商之后，以便让他们设置其自己的定义。由于可变的传播环境、可变的需求BLER、禾P/或可能的专用物理信道(DPCH)的重新配置等原因，使得在通信过程中目标SIR的改变成为对限定目标SIR算法的挑战。一旦已经计算了该目标SIR,该UE则根据已收的DPCH把在一个时隙上测量的该SIR与该目标SIR相比较。如果该测量的SIR低于该目标SIR,则该UE将从BS要求更大的功率。相反，如果该测量的SIR高于该目标SIR,则UE将通知该BS来降低其发送功率。这一处理过程称为内循环功率控制。随着针对该目标SIR选择的算法的不同，将影响该接收机的性能。具体地说，UMTS标准中存在的要求是，指定UE能请求的最大功率以及允许的最大BLER、以及到达所要求的质量的收敛时间、和用于几个传播情况的上述要求。操作者也有他们自己的依据最大下行链路功率的判据。他们很清晰地把每个UE与一个基准UE比较，并且如果一个UE处在小于或等于提供给基准UE的对应下行链路功率而不能达到期望的质量的话，则可以拒绝该UE。因此需要一种高效的目标SIR算法。下列文献中公开了在第三代无线通信系统中用于开环功率控制的已知技术US20050243752A1、EP1067815A1、US20050099968A1、W02005032011A1、US20050085255A1及GB2408419A1。US20050243752Al公开了一种目标SIR，根据从蜂窝负荷与阈值的比较中获得的一个筛选比例因数来调节该目标SIR。更具体地说，当该蜂窝负荷为高值时，增加该目标SIR。EP1067815A1公开的内容是，如果蜂窝负荷大于一个阈值，则增加一个目标SIR。US20050099968A1表明，不经信道编码地发送加扰的同步信道SCH，并且如果该同步信道SCH与专用控制信道DCCH重叠的话，则该同步信道SCH可被视为使得该专用控制信道DCCH劣变的干扰源。为了解决这一问题，有建议每当该DCCH与SCH重叠时，增加该目标SIR。W02005032011A1公开了在专用物理数据信道(DPDCH)和通过反向DPDCH发送的场中根据帧误差的目标SIR的设置技术。US20050085255A1公开了根据来自若干信道的信息对目标SIR进行设置的技术。GB2408419A1公开了根据提供的业务类型设置该目标SIR的技术。与该目标SIR处理过程的设置相关的关键要点是(1)一般说来，目标SIR是需要几百个数据块的解码的长时期处理过程，以便在改变该目标SIR值之前有好的BLER统计统值。这一目标SIR值结果在时间上是非常稳定的。(2)该目标SIR的初始值也是关键点。文献中可见有两种方法。一种方案是设置高值的SIR初始值，以便保证无论怎样的传播条件都能进行解码，另一方案是把SIR的初始值设置为在对标准提供的测试情况进行分析之后确定的均值。在先提出的这些方案都没有考虑到在卸载的蜂窝(unloadedcell)条件流行时的开环功率控制。卸载的蜂窝条件是本领域中的真实情况及在操作性测试间(IOT)的通常情况。卸载蜂窝的主要特征是来自其它用户的低干扰、良好的1or/loc(带内接收信号功率和围绕蜂窝的其它干扰功率之间的比值)、SCH(用于时隙定时的主同步信道(PSCH)和用于帧同步的辅同步沟道(SSCH))、以及主共用控制物理信道(PCCPCH)。
发明内容本发明的目的是改善卸载蜂窝条件流行情况下的开环功率控制。根据本发明的一个方面，提供一种在无线通信系统中的功率控制方法，该无线通信系统包括主站和辅站，该主站具有用于在下行链路上发送信号的装置，并且该辅站具有在所述下行链路上接收信号以及在上行链路上发送信号的装置；其中该方法包括步骤在加载状态中，提供同步信道和数据信道，通过测量在接收的下行链路中的发送信号与干扰的比值(下称SIR)，将该测量的SIR与目标SIR进行比较，并在该上行链路上发送功率调节指示，使得该主站相应地调节其在该下行链路上的发送功率，来实现闭环功率控制；所述方法的特征在于，该辅站监视用于卸载蜂窝条件的下行链路，并响应对卸载蜂窝条件进行的检测，确定目标SIR偏移，并将该目标SIR偏移应用到该目标SIR来增加该目标SIR,以便克服由于在该下行链路上的SCH的存在所引起的干扰。根据本发明的第二方面，提供一种无线通信系统，包括主站和辅站，该主站具有用于在下行链路上传送同步信道(SCH)和数据信道的装置，而该辅站具有用于在该下行链路上接收信号以及在上行链路上发送信号的装置；以及装置，用于通过下列操作来实现闭环功率控制测量在接收的下行链路发送中的信号与干扰的比值(下称SIR)、将该测量的SIR与目标SIR进行比较、并且在该上行链路上发送功率调节指示，使得该主站相应地调节其在下行链路上的发送功率；所述系统的特性在于，该辅站具有功能如下的装置，用于监视用于卸载蜂窝条件的下行链路，并响应对卸载蜂窝条件的检测，用于确定目标SIR偏移，并将该目标SIR偏移应用到该目标SIR来增加该目标SIR，以便克服由于在该下行链路上的该SCH的存在所引起的干扰。根据本发明的第三方面，提供一种使用在无线通信系统中的辅站，该无线通信系统包括主站和辅站，该主站具有用于在下行链路上传送同步信道(SCH)和数据信道的装置，而该辅站具有用于在该下行链路上接收信号以及在上行链路上发送信号的装置，以及用于通过下列操作来实现闭环功率控制的装置测量在接收的下行链路发送中的信号与干扰的比值(下称SIR)、将该测量的SIR与目标SIR进行比较、并且在该上行链路上发送功率调节指示，使得该主站相应地调节其在下行链路上的发送功率；特性在于，该辅站具有用于监视用于卸载蜂窝条件的下行链路的装置，并响应对卸载蜂窝条件的检测，用于确定目标SIR偏移，并将该目标SIR偏移应用到该目标SIR来增加该目标SIR，以便克服由于在该下行链路上的该SCH的存在所引起的干扰。本发明根据对这一事实的认识在卸载蜂窝中的上述关键点(l)和(2)是高度相关的。已经看到，即使在传播条件很好时，即通常具有可忽略的来自其它用户的干扰和低DPCH功率时，SCH也是BLER退化的重要因素。SCH起到这一重要作用的原因在于，该SCH不被信道编码(或加扰)。在这种情况下，由于SCH和专用的导频可能不被在该时隙中同时发送，故而由已知方法根据专用物理控制信道(DPCCH)的导频估计的SIR并不总是反映该SCH干扰冲击。事实上，这种DPCH的真实质量实际上要比由该估计指示的差。由于可能发生该初始SIR值相当高的情况，并且该SIR估计接近这一目标SIR值导致无法正确地解码任何数据块，从上述关键点(l)可见，这种DPCH的真实质量实际上要比由该估计指示的差的事实对于现有技术的目标SIR算法来说是个问题。结果是，已有技术距要求的QoS甚远而不检测QoS。实际上，在目标SIR达到满足该要求的QoS的值之前，将取得几百个将被解码的帧。在根据本发明的方法中，如果检测到卸载蜂窝条件，则确定目标SIR偏移并立即应用该SIR偏移来避免数据块被劣质解码。该目标SIR偏移的值取决于几个因素，例如通常的接收机性能以及当前目标SIR值。现在将通过示例参考相应的附图对本发明进行更详细的描述，其中图1的示意图是普通第三代无线通信系统的框图，图2示出了用于下行链路DPCH的帧格式的示例，图3示出了用于上行链路DPCH的帧格式的示例，图4示出了DPCH和SYN的位置关系的示例，和图5是与实施根据本发明方法的一个实例的流程图。图中使用相同的参考符号指示相应的特征。具体实施例方式参考图l，示出的普通第三代无线通信系统包括由多个地理上隔开的主站或基站IO组成的固定网路，图中仅示出了一个基站10。主站也可被称为节点Bs。主站IO包括无线收发信机，用于通过天线与多个用户设备UE进行通信，某些用户设备UE可以是便携设备，而其它则可以是固定用户设备。可以根据单频率扩展频谱标准，例如W-CDMA标准通信。主站IO包括用于对在其覆盖区域中的每一个UE施加闭环功率控制的设备。需要功率控制来实现以实质相同的功率电平同时地接收来自该UE的CDMA发送，以便避免与扩展频谱传输关联的近/远问题，并且也应对由多径衰落引起的瞬时波动。在运行闭环功率控制中，UE测量在已接收下行链路信号中的信-噪和干扰比功率(SIR)，并把该测量的SIR与设置在该UE中的一个目标SIR进行比较，并且在二者不同的情况下，该UE实施发送功率控制(TPC)。在3GPP中，如果该测量的优于该目标SIR，则在该上行链路上发送一个TPC比特=0，使得该主站降低其发送功率。另外，如果该测量的次于该目标SIR，则在该上行链路上发送一个TPC比特=1，使得该主站提高其发送功率。回到图l，该UE包括耦合到射频单元16的天线14。该射频单元16具有用于耦合到调制解调器22的输入的输出端18和耦合到该调制解调器22的输出端20的输入端。该UE还包括信道编解码器30，信道编解码器30具有耦合到调制解调器22的输出端24的输入端以及耦合到该调制解调器22的不同输入端的输出端26和28。射频单元16的输出18包括DPCH，被用于在该调制解调器22中的解调处理器32。解调处理器32把正交检波和解扩展处理加到该已收的DPCH，以便解调该DPCH。接收SIR测量单元34耦合到解调处理器32，以便测量信噪和干扰比，即该被测量的SIR，并将测量的结果提供到比较器36，其中将测量的SIR与由信道编解码器30经由其输出28设置在该比较器36中的目标SIR相比较。比较的结果被提供到TPC比特位产生器38,如上所述，根据是否有必要通知主站10提高或降低其发送功率，TPC比特位产生器38产生〃0〃或〃r。TPC比特位被提供到调制处理器40，调制处理器40扩展频谱调制专用物理数据信道DPDCH(DTCH，DCCH)和专用物理控制信道DPCCH(TFCI(传送格式组合指示符)、TPC、PILOT、FBI(反馈指示符))，并且在扩展频谱调制之后施加DA转换和正交调制。射频单元16实施例如频率变换和功率放大之类的处理，然后把产生的信号从天线14发送到主站。该主站解调TPC比特并根据TPC比特位的"o"、"r逻辑来控制该下行链路发送功率。由于在通信过程中的游程速度的变化以及与游程关联的传播环境中的变化，需要获得期望质量(分组差错率或BLER)的该SIR并不是恒定的。为了应付这些变化，观测该数据块误差并实施控制，如果该观测值次于该目标BLER则增加该目标SIR，而如果该观测值优于该目标BLER则降低该目标SIR。自适应地控制对该目标SIR的改变、以便实现该期望的质量是众所周知的开放环路传输功率控制。由信道编解码器30执行该开环功率控制处理。在调制解调器22的解调处理器32中解调并提供在输出端24上的信号由解码处理器42执行纠错解码，然后分段成数据块TrBk。随后逐TrBk执行CRC错误检测。接收-BLER测量单元44根据每个传送数据块TrBk的错误检测的结果而测量该接收BLER，并把该接收BLER提供到比较器46。比较器46对接收的BLER和目标BLER做大小比较，并且如果该接收BLER大于该目标BLER,则通过输出28来指令该调制解调器22提高该目标SIR,如果该接收BLER小于该目标BLER，则降低该目标SIR。在开环功率控制处理中，UE主要通过该专用业务信道(DTCH)的BLER来决定该目标SIR。因此，在其中的语音呼叫中有连续的沉寂的情况中，会有该DTCH的BLER显现为良好而该目标SIR持续降低的情况。如果在这些条件下把专用控制信道(DCCH)引进该专用物理信道(DPCH)，则发送功率将会太低而使得UE不能接收该DCCH并且可能切断通信。如果有干扰波存在，这一趋势变得尤其显著。因此需要控制该目标SIR，以便保持充足的质量来接收该DCCH。为了完整性起见，将参考图2描述下行链路中的单个DPCH帧结构。图2(a)示出具有10msec持续期的单一DPCH帧。图2(b)示出每个帧包括15个时隙S。至S14，每一时隙持续期666.7Psec。图2(c)示出该DPCH包括五个字段50至54，分别表示数据1、TPC、TFCI、数据2和导频。图3(c)示出单一上行链路帧的组成，包括15个时隙并且具有10毫秒的持续期。更具体地说，该帧包括专用物理数据信道DPDCH，仅发送数据和专用物理控制信道DPCCH的图3(a)的示意图，具有用于发送诸如导频、TPC、TFCI和FBI(反馈指示符)的字段的附图3(b)的示意图。再参考图1，编码处理器48提供在信道编解码器30中，使用正交码来扩展在信道DPDCH、DPCCH上的数据。该数据被映射到实轴(I)和虚轴(Q轴)上，并且被多路复用。DPDCH每一时隙的比特数量根据符号速率而改变，但每个DPCCH时隙被固定的在10比特位，并且符号速率固定在15ksps。图4示出了SYN和DPCH之间的位置关系。在图4(a)中，SCH是用于蜂窝搜索的同步信道，PCCPCH是主共用控制物理信道。SCH+PCCPCH的时段是一个时隙间隔(二667^sec)，如图4(b)所示，该时隙间隔与专用物理信道DPCH的时隙间隔相同。图4(b)示出的DPCH具有关于SCH+PCCPCH的零符号偏移，并且由分别表示数据l、TPC比特、TFCI比特、数据2及导频比特所组成。图4(c)示出了其中的DPCH具有tDPCH的符号偏移的情况。从图4(a)中显见，并不针对该时隙的整个持续期连续发送该SCH，而是仅在该持续期的1/10发送该SCH。因此，SCH和DPCH之间的重叠变化的。在图4(b)中，SCH重叠该数据1的字段50，而在图4(c)中，SCH重叠该数据2的字段53。由于SCH不被加扰，其表现为蜂窝的一个重要干扰源。这一干扰的存在与蜂窝的负荷无关。当该蜂窝被加载时，由于SCH的出现所引起的干扰很少可见，并且没有必要改变算法来确定该目标SIR值。下面的表格给出了主站IO(图l)针对正常负载蜂窝和卸载蜂窝的功率设置的一个实例。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>上述表格中的縮写Ec/lor是导频功率与总的信道功率的比值。从表格中可注意到，在该卸载蜂窝中，SCH占据了该接收功率lor的更重要的一部分，而该DPCH甚至是更低。但是，对于该卸载蜂窝来说，由SCH引起的干扰具有更大的影响。操作中，在专用DPCCH导频信号上估计的SIR并不总是反映这一劣变。原因是，依据DPCCH导频信号估计的该SIR并不总是与该SCH时间对准。在此情况下，与SIR相关的SCH劣变是不可见的，结果是，现有技术中确定该目标SIR的方法无效，并且该DPCH的真实质量实际上劣于由该SIR估计所指示的质量。会发生的情况是，该初始目标SIR值是适度高值，结果是，估计的SIR值接近于该目标SIR值但没有数据块被正确地解码。这意味着该目标SIR值远离能够满足所需QoS的SIR值，并且为达到该所需的QoS将耗用几百帧。为了克服这一问题，需要根据本发明的方法，能够估计该蜂窝负荷，并且响应检测卸载蜂窝条件，来确定目标SIR偏移，并将立即应用该目标SIR偏移来避免正被劣质解码的数据的数据块。可以按照几种方式来估计该蜂窝负荷。每一方式都以同信道干扰估计为基础。例如，该同信道干扰估计可以是SCH功率和DPCH功率之间的功率比的计算，或是关于共用导频信道(CPICH)的干扰估计。该目标SIR偏移的值取决于几个因素，例如通常的接收机性能以及当前目标SIR值。如果在通信期间该蜂窝顺序地卸载，则根据本发明的方法将确保在初始化阶段中没有收敛时间的问题，并且快速收敛至该适当的目标SIR。随着当前蜂窝被确定为被加载或如果存在从卸载至加载的传播条件的变化，能使用任何现有技术的外层循环功率控制算法。图5示出了一个流程图，用于在UE中实施例如根据本发明的方法。框60表示接收、解调及解码下行链路信号的操作。框62涉及对蜂窝被加载或卸载的估计。这可在接收-BLER测量单元44(图l)中进行。在判定框64中，检査蜂窝是否被卸载。如果否(N)，则处理以框66继续，实施现有技术的开环功率控制处理，其中把目标SIR提供在线68上。在线68上的该目标SIR加到框70，其涉及到实现闭环功率控制。在框72中，产生TPC，并将该TPC传送到主站IO(图1)。如果在框64中判定该蜂窝被卸载(Y)，则实施一个修正的开环功率控制处理。在框76中计算目标SIR偏移。在框78中，通过把该目标SIR偏移与当前目标SIR结合而暂态地增加该目标SIR。在框80中，通过闭环功率控制框72的线82应用该暂态增加的目标SIR。在本说明书和权利要求中所述的一个单元之前的单词"一个"并不排除存在多个这样的单元。另外，单词"包括"并不排除存在已经列举之外的其他的要素或步骤。权利要求的括号中的任何参考符号的使用将不被解释为对权利要求的范围的限制。从本公开文件的阅读中，其它的改进对本领域的技术人员而言是很明显的。这些修改可以包括其它特征，这些其它的特征在无线发送功率控制系统与部件部分的设计、制造及使用中是公知的，因此可以使用替换特征或者使用在此描述内容之外的特征。权利要求1.一种在无线通信系统中的功率控制方法，该无线通信系统包括主站(10)和辅站(UE)，该主站具有用于在下行链路上发送信号的装置，并且该辅站具有在所述下行链路上接收信号以及在上行链路上发送信号的装置(16)；其中该方法包括步骤在加载状态中，提供同步信道(SCH)和数据信道(DPCH)，通过测量在接收的下行链路中的发送信号与干扰的比值(SIR)将该测量的SIR与目标SIR进行比较，并在该上行链路上发送功率调节指示(TPC)，使得该主站相应地调节其在该下行链路上的发送功率，来实现闭环功率控制；所述方法的特征在于，该辅站监视用于卸载蜂窝条件的下行链路，并响应对卸载蜂窝条件进行的检测，确定目标SIR偏移，并将该目标SIR偏移应用到该目标SIR来增加该目标SIR，以便克服由于在该下行链路上的该SCH的存在所引起的干扰。2.如权利要求1的方法，其特征在于，根据接收机性能以及当前目标SIR值来确定目标SIR偏移的值。3.如权利要求1或2的方法，其特征在于，通过计算该SCH和该DPCH之间的功率比来确定蜂窝的加载/卸载。4.如权利要求1或2的方法，其特征在于，通过估计在共用导频信道上的干扰来确定蜂窝的加载/卸载。5.—种无线通信系统，包括主站(10)和辅站(UE)，该主站具有用于在下行链路上传送同步信道(SCH)和数据信道(DPCH)的装置，而该辅站具有用于在该下行链路上接收信号以及在上行链路上发送信号的装置(16);和功能如下的装置，用于通过下列操作来实现闭环功率控制测量在接收的下行链路发送中的信号与干扰的比值(SIR)、将该测量的SIR与目标SIR进行比较、并且在该上行链路上发送功率调节指示(TPC)，使得该主站相应地调节其在下行链路上的发送功率；所述系统的特性在于，该辅站具有装置，用于监视用于卸载蜂窝条件的下行链路，并响应对卸载蜂窝条件的检测，用于确定目标SIR偏移，并将该目标SIR偏移应用到该目标SIR来增加该目标SIR,以便克服由于在该下行链路上的该SCH的存在所引起的干扰。6.权利要求5的系统，特性在于，用于进行确定的装置，根据用于接收该下行链路信号的装置的性能以及当前目标SIR值来确定该目标SIR偏移的值。7.权利要求5或6的系统，特性在于，蜂窝负荷估计器，具有用于进行确定的装置，通过计算该SCH和该DPCH之间的功率比来确定蜂窝的加载/卸载。8.权利要求5或6的系统，特性在于，蜂窝负荷估计器，具有用于进行确定的装置，通过估计在共用导频信道上的干扰来确定蜂窝的加载/卸载。9.一种使用在一无线通信系统中的辅站(UE)，该无线通信系统包括主站(10)和辅站(UE)，该主站具有用于在下行链路上传送同步信道(SCH)和数据信道(DPCH)的装置，而该辅站具有用于在该下行链路上接收信号以及在上行链路上发送信号的装置(16);以及功能如下的装置，用于通过下列操作来实现闭环功率控制测量在接收的下行链路发送中的信号与干扰的比值(下称SIR)、将该测量的SIR与目标SIR进行比较、并且在该上行链路上发送功率调节指示(TPC),使得该主站相应地调节其在下行链路上的发送功率；所述辅站的特性在于，该辅站具有装置，用于监视用于卸载蜂窝条件的下行链路，并响应对卸载蜂窝条件的检测，用于确定目标SIR偏移，并将该目标SIR偏移应用到该目标SIR来增加该目标SIR,以便克服由于在该下行链路上的该SCH的存在所引起的干扰。10.权利要求9的辅站，特性在于，用于进行确定的装置，根据用于接收该下行链路信号的装置的性能以及当前目标SIR值来确定该目标SIR偏移的值。11.如权利要求9或10的辅站，特性在于，蜂窝负荷估计器，具有用于进行确定的装置，通过计算该SCH和该DPCH之间的功率比来确定蜂窝的加载/卸载。12.如权利要求9或IO的辅站，特性在于，蜂窝负荷估计器，具有用于进行确定的装置，通过估计在共用导频信道上的干扰来确定蜂窝的加载/卸载。全文摘要例如UMTS的无线通信系统，包括至少一个主站(10)和多个辅站(UE)。每一个主站都具有用于在下行链路上发送无线信号的发送器，而每一个辅站都具有用于在该下行链路上接收信号的接收器(16)以及在上行链路上发送信号的发送器。在正常的加载状态中，在下行链路上提供同步信道(SCH)和数据信道(DPCH)，并通过下列操作来实现闭环功率控制测量在接收的下行链路发送中的信号与干扰的比值(SIR)、将该测量的SIR与目标SIR进行比较、并且在该上行链路上发送功率调节指示(TPC)，使得该主站相应地调节其在下行链路上的发送功率。该辅站监视用于卸载蜂窝条件的下行链路，并响应对卸载蜂窝条件进行的检测，确定目标SIR偏移，并将该目标SIR偏移应用到该目标SIR来暂态地增加该目标SIR，以便克服由于在该下行链路上的该SCH的存在所引起的干扰。文档编号H04B7/005GK101647208SQ200880010290公开日2010年2月10日申请日期2008年3月18日优先权日2007年3月28日发明者法布里齐奥·托马蒂斯,皮埃尔·德玛耶申请人:Nxp股份有限公司