专利名称：传输功率电平估算的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统。特别是，本发明涉及在这类系统中的传输功率电平估算。
背景技术：
图1描绘了无线通信系统的实体布局。此系统具有多个基站20。每个基站20是在其操作区域或小区23内与用户设备(UE)22进行通信。由基站20传输至用户设备(UE)22的通信系称为下行链路通信，且由用户设备(UE)22传输至基站20的通信称为上行链路通信。
图2表示无线通信系统的网络透视。在此系统内的每个B节点24与关联的用户设备(UE)22或用户进行通信。每个B节点24具有单一位置控制器(SC)34，其关联于单一或多个基站20。一群组的B节点24连接至无线网络控制器(RNC)281。为在无线网络控制器28间传输通信，应用无线网络控制器(RNC)28间的界面(IUR)26。每个无线网络控制器(RNC)28连接至移动切换中心(MSC)30，其轮流连接至核心网络32。
在码分多址(CDMA)通信系统中，多重通信可以在相同频谱上同时传送。此等多重通信是利用其码以区别。在使用码分多址(CDMA)的分时双工(TDD)通信系统中，频谱是时间分割为具有时隙，诸如十五个时隙的重复讯框。在此类系统中，通信利用选定的码，以在选定的时隙中进行传送。实体信道是以时隙中的数据码加以定义。在具有大小十六的扩散因子的单一时隙中、单一码的使用是称为资源单元。基于提供给系统中用户(用户设备(UE)22)的服务类型，其是可以指派单一或多重实体信道以支持用户上行链路及下行链路通信。
由于多重通信系同时承载于相同的频谱上，用户的通信可能会干扰另一用户的通信。为降低此类干扰，可以使用传输功率控制。在传输功率控制中，传输是以功率电平传送，以仅仅达到想要的接收品质，诸如信号干扰比(SIR)、位误差率(BER)或方块误差率(BLER)。
传输功率控制技术是开放回路功率控制。在开放回路功率控制中，传输器的功率电平是利用此传输器位置及其想要接收器位置间的路径损耗估算以确定。为估算此路径损耗，此接收器位置是传输此信号传输功率电平的信号及指示。借着自此信号传输功率电平中减去接收功率电平，路径损耗便可加以估算。使用此路径损耗估算及目标信号干扰比(SIR)，此传输器的传输功率电平便可以设定。此目标信号干扰比(SIR)的数值是基于服务类型。另一类型的功率控制是封闭回路功率控制。封闭回路功率控制系由接收器位置传送功率命令以调整传输器的功率电平。
当新用户或用户服务加入系统时，此新用户便会对在同时间进行通信的既有用户产生干扰。为维持其想要的信号品质，既有用户典型地是增加其传输功率电平。然而，部分传输器可能会接近其传输功率上限。因此，加入新用户便可能会使既有用户的服务品质(QoS)变得无法接受。
为评估新用户是否应该加入系统，如何估算既有用户在加入此新用户后的传输功率电平，就成为重要课题。若所有用户，包括既有及新用户，均安全地位于可接受的传输功率电平内，则此新用户便得以加入。若用户的传输功率电平因此变得无法接受，诸如超过其传输功率电平能力，则此新用户便不得加入。
发明内容
因此，本发明的目的便是提供一种较佳的传输功率估算。
提供一种与干扰测量、路径损耗及想要的信号干扰比相关联的用户噪声上升模型。确定选定用户的路径损耗、干扰测量及想要的信号干扰比。此用户的噪声上升是使用确定的路径损耗、干扰测量、想要信号干扰及此噪声上升模型加以确定。此选定用户的传输功率电平是使用确定的噪声上升加以确定。
图1是无线通信系统的实体布局的介绍。
图2是无线通信系统的网络布局的介绍。
图3是传输功率电平估算的简化无线网络控制器。
图4是传输功率电平估算的简化B节点。
图5是传输功率电平估算的简化用户设备。
图6是在接受新用户或用户服务后、确定传输功率电平的流程图。
图7是使用噪声上升以确定传输功率电平的流程图。
图8是噪声上升对路径损耗的仿真图。
图9是噪声对平均路径损耗的仿真图。
图10是补偿遗失路径损耗信息的流程图。
具体实施例方式
图3用于传输功率电平估算的简化无线网络控制器(RNC)28。此无线网络控制器(RNC)28具有无线资源管理(RRM)装置36及测量收集装置38。此测量收集装置38由网络的其它组件，诸如B节点24及用户设备(UE)22，收集各种测量。此等测量包括传输功率电平(上行链路及下行链路)、路径损耗信息及其它信息。此无线资源管(RRM)装置36是使用此等测量以确定传送至其它组件的有效资源指定。此无线资源管理(RRM)装置36具有传输功率电平估算方块37，其用以确定估算传输功率电平。
图4用于传输功率电平估算的简化B节点24。天线40是由用户设备(UE)22接收无线信道上的无线频率信号。此等接收信号是经由绝缘体或切换开关42传递至接收器46或测量装置48。信道指定装置44，其接收无线网络控制器(RNC)28的信道指定，是识别实体信道及时隙，以允许接收器46能够检测传输资料。此接收器46可以是多重用户检测装置(MUD)、厘耙式(RAKE瑞克)、或不同类型的接收器。此接收器46亦以回复用户设备(UE)22的发送信息，诸如中断至无线网络控制器(RNC)28的测量信息。
测量装置48是在B节点24上撷取各种测量，诸如干扰电平及接收功率电平。此等测量亦中断至无线网络控制器(RNC)28。传输器50是传送资料及发送信息，诸如信道指定及B节点传输器24的传输功率电平，至用户设备(UE)22。此信道指定装置44是确定B节点传输器50的传输功率电平。此信道指定装置44是控制放大器52的增益，以控制此传输功率电平。此等传输信号是经由绝缘体或切换开关42传递、并经由天线40发射。
图5用于无线资源管(RRM)的简化用户设备(UE)22。天线56是由B节点24接收无线信道上的无线频率信号。此等接收信号由绝缘体或切换开关58传递至接收器66及测量装置68。信道指定检测装置44是回复与上行链路及下行链路的用户设备(UE)信道指定有关的发送信息。此接收器66可以是多重用户检测装置(MUD)、厘耙式(RAKE)或不同类型的接收器。
测量装置68是在用户设备(UE)22撷取各种测量，诸如干扰电平及接收功率电平。此等测量亦藉由传送至B节点24以中断至无线网络控制器(RNC)28。传输器70是传送信息及发送信息，诸如测量、路径损耗信息及用户设备(UE)传输器70的传输功率电平，至B节点24。传输功率控制器(TPC)60是确定B节点传输器50的传输功率电平。此传输功率控制器(TPC)60是控制放大器62的增益以控制此传输功率电平。此等传输信号系经由绝缘体或切换开关58传递、并经由天线56进行发射。
以下是在允许新用户或用户服务后，一种估算系统中新用户传输功率电平的手段。此系统的用户系使用传输功率控制，诸如开放回路功率控制，以降低用户间的干扰。
此种手段配合宽频码分多址(W-CDMA)使用码分多址的分时双工(TDD/CDMA)系统加以说明，其中，上行链路及下行链路传输是指定于分离的时隙。此手段亦可以将路径损耗中的频外衰减因子包括其中，进而适用于码分多址(CDMA)系统，其中，上行链路及下行链路传输是利用频谱分离；以及其它混合使用码分多址的时分复多址(TDMA/CDMA)及使用码分多址的分时双工(TDD/CDMA)系统，其中，上行链路及下行链路通信是指定于分离的时隙或频谱。
为便于分析，图8所示的系统是分割为区域，其中，在特定时隙中、M个用户设备(UE)22是由N个基站20服务。为简化分析，假设上行链路及下行链路接收均使用多重用户检测(MUD)，虽然其它手段亦可以延迟至其它接收器，诸如厘耙式(RAKE)接收器。每个基站20指定索引，诸如j，其中，j＝1，2，…，N。每个基站j系连接有一组W(j)用户设备(UE)22。每个用户设备(ue)22是指定索引，诸如i，其中，i＝1，2，…M。新用户设备(UE)22或用户设备(UE)对话，UE M+1，是加入此区域。此用户设备(UE)22或用户设备(UE)对话，UE M+1，是建议加入基站N。
为用以确定上行链路时隙的传输功率电平，在加入此新用户前的第i用户设备(UE)的上行链路输功率电平是定义为TO(i)，其中，0表示启始传输功率电平。此新用户的功率是根据诸如等式(5)加以确定。
T0(M+1)＝PLM′+1，n·ISCPM+1·SIRUL(M+1)等式(5)
PLM+1，n是M+1用户及基站间的路径损耗。此数值典型地是在基站n、藉由自其传输功率电平中减去来自用户设备(UE)22的信号的接收功率电平以确定。或者，此路径损耗是由其它与基站20具有类似距离的用户设备(UE)22所估算。ISCPM+1是在用户设备(UE)接收器、利用干扰信号码功率(ISCP)测量的干扰。此数值可以在用户设备(UE)22测量，亦或可以利用其它类似情况用户的干扰信号码功率(ISCP)测量以进行估算。在此分析中，干扰信号码功率(ISCP)是可以利用其它类型的干扰测量加以取代。SIRUL(M+1)是M+1用户在基站所想要的上行链路信号干扰比。
其它用户启始传输功率典型地系已知或可加以估算，T0(1)，...，T0(M)。启始功率向量系根据诸如等式(6)而加以建构(72)。
T0=T0(1)T0(2)···T0(M)T0(M+1)]]>等式(6)每个用户功率电平是叠代地调整，以产生传输功率电平的估算，使每个用户能够在加入新用户M+1后达到平衡。
用户所见每个叠代步骤的干扰信号码功率(ISCP)是基于非用户i小区内每个用户的传输功率除以其至用户i基站j的估算路径损耗。假设，每个小区内具有可忽略的相互信道干扰。此干扰信号码功率(ISCP)估算最好是用于开放回路类型分析中，以确定每个叠代步骤的用户i功率电平。计算用户i每个第k叠代功率电平的一种手段是根据等式(7)。
TK(i)=PLi,j·ISCPK-1(i)·SIRUL(i)]]>=PLi,j·SIRUL(i)·Σk=1,k∉Ω(j)M+1(TK-1(h)/PLk,j)]]>等式(7)若每个用户的位置是已知，则路径损耗可以利用用户位置加以估算。反之，则路径损耗是基于在此用户小区及用户i基站(其利用至此用户i基站的路径损耗而加以调整)间的典型期望路径损耗加以估算。或者，用户i基站i是可以计算用户路径损耗。
为方便叠代分析的实施，每个叠代步骤视做一个向量乘法，诸如等式(8)所示。
TK＝A·TK-1等式(8)A是一个(M+1)X(M+1)矩阵。在矩阵A中，元素AK1(其中，K是列数、1是行数、且(1≤k，1≤M+1))是根据诸如等式(9)而加以给定。
Akl=0,wherek∈Ω(j),l∈Ω(j)(SIRUL(k)·PLk,j)/PLi,j,wherek∈Ω(j),l∈Ω(h),j≠h]]>等式(9)此等叠代是持续进行，直到传输功率电平收敛(76)，诸如根据等式(10)。
等式(10)|TK+1(i)-TK(i)|TK(i)≤δ,where1≤i≤M+1]]>d是收敛参数，其是微小数值，诸如1′10-4。或者，叠代数目亦可以设定限制。
在达到收敛后，每个用户设备(UE)的估算传输功率是据其能力加以检查。若所有用户均具有可接收的传输功率电平，则可以加入此新用户或服务(78)。若部分用户超过其能力或系无法接受地接近其能力限制，则此新用户或服务便无法接受(78)。
对下行链路时隙而言，启始下行链路传输功率电平用以产生下行链路传输功率向量T0(72)，诸如根据等式(11)。
T0=T0(1)T0(2)···T0(M)T0(M+1)]]>
等式(11)M+1用户是建议加入第N个基站。T0(i)，…，T0(M)的数值是已知或在其个别基站20加以测量。T0(M+1)是根据诸如等式(12)而加以确定。
T0(M+1)＝PLM+1，n·ISCPM+1·SIRDL(M+1)等式(12)PLM+1，n是基站n及用户M+1间的测量路径损耗，或者，此路径损耗是基于其它类似情况的用户而加以估算。ISCPM+1是测量干扰信号码功率(ISCP)或加入新用户或服务前、在用户M+1测量的另一干扰。此数值是可以基于其它类似情况的用户而加以估算。SIRDL(M+1)是在用户M+1想要的接收下行链路信号干扰比(SIR)。
在加入新用户M+1后，每个用户的下行链路功率电平是叠代地估算(74)。计算第i用户每个第K叠代的一种手段系根据等式(13)。
TK(i)=PLi,j·ISCPK-1(i)·SIRDL(i)]]>=PLi,j·SIRDL(i)·Σk∈Ω(L),L=1,2,...,N,L≠jM+1(TK-1(h)/PLL,j)]]>等式(13)L表示所有其它基站20，除了第i用户的基站j以外。为便于实施，确定每个叠代，K，是可以视为向量乘法，诸如根据等式(14)。
TK＝B·TK-1等式(14)TK是确定的传输功率电平。TK-1是先前叠代步骤所确定的功率电平。B是一个(M+1)X(M+1)的矩阵。对矩阵B中第i列第s行的元素Brs而言，其中，1≤r，s≤M+1，元素Brs根据等式(15)以确定。
Brs=0,r∈Ω(j),s∈Ω(j)(SIRDL(r)·PLr,j)/PLr,i,r∈Ω(j),i∈Ω(l),j≠l]]>等式(15)此等叠代步骤系持续进行，直到传输功率电平收敛(76)，诸如根据等式(16)。
|TK+1(i)-TK(i)|TK(i)≤δ,where1≤i≤M+1]]>等式(16)d是收敛参数，其是微小数值，诸如1×10-4。下行链路的收敛参数可以相同或不同于上行链路的收敛参数。
待达到收敛后，估算的下行链路传输功率是就基站的传输能力加以检查。若所有传输器50均位于可接受传输功率电平范围内，则可以接收此新用户(78)。若部分传输器50是超过其传输功率电平限制、或无法接受地接近此限制，则无法接收此新用户(78)。
在部分系统中，图6的程序所需要的所有测量可能无法全部取得。因此，利用噪声上升以确定因为新用户指定所致传输功率增加的一种手段是根据图7。新用户指定所导致的噪声上升取决于路径损耗、测量干扰(I)，诸如利用干扰信号码功率(ISCP)所测量者以及在意传输器的信号干扰比(SIR)。因此，在实证上，此噪声上升是可以估算的。
此噪声上升是利用与路径损耗、测量干扰及信号干扰比(SIR)目标相关的变量加以模型。利用仿真或场域资料，一套噪声上升模型便可以发展出来(80)。此等资料是可以在系统正常操作期间进行收集及更新。此模型化的噪声上升可以储存为表格或数学关系式(82)，诸如曲线或一系列曲线。
估算噪声上升的等式是根据等式(17)。
噪声上升＝ΔI(I，Pathloss，SIRTARGET)等式(17)噪声上升模型为测量干扰(I)的改变(ΔI)。此改变(ΔI)是测量干扰、路径损耗及目标信号干扰比(SIR)的函数。
图8及图9是介绍仅利用路径损耗(为简化目的)的仿真结果来确定合适噪声上升的曲线的仿真图。其中，噪声上升估算的资料是可以，包括在系统正常操作期间，利用下列方式取得。启始时，数据配置是使用高固定边际。在每个配置前，干扰电平均加以记录。在配置后，其允许功率控制回路可以进行调整，是再度测量干扰并将其与先前配置数值进行比较。此差异是列表为至用户的路径损耗、先前配置干扰以及用户所需目标信号干扰比(SIR)的函数。待足够次数的收集后，平滑操作用以产生最终表格或数学关系式，诸如方程式。
或者，普通表格或数学关系式，诸如由仿真推导者，加以利用。此普通表格或关系式是可以在正常系统操作期间重新调整或更新。
图8是介绍噪声上升对路径损耗的仿真结果。图9是介绍表示噪声上升的曲线对平均路径损耗的仿真。因此，传输器的噪声上升是可以透过此传输器的路径损耗加以估算。
传输器的传输器功率电平是利用估算噪声上升以确定，诸如根据等式(18)。
传输功率＝干扰测量+路径损耗+SIRTARGET+噪声上升+测量误差边际等式(18)测量误差边际是用以补偿测量误差的设定参数。此测量误差边际典型地是设定于保守的高数值，以允许适当边际。
在特定条件下，与传输器路径损耗有关的信息是无法取得，如图10所示。遗失路径损耗信息可能会导致无法取得用户设备(UE)传输功率电平以进行路径损耗计算的上行链路时隙。为估算此类情况的噪声上升，路径损耗的保守的高约定数值(pathloss)加以利用(84)。利用高约定数值可以有效地高估噪声上升。因此，得到的确定传输功率电平典型地较为跨张。此噪声上升是使用等式(19)加以确定。
噪声上升＝ΔI(I，pathloss，SIRTARGET)等式(19)此高约定数值(pathloss)可以是设定数值、或基于小区范围及传递条件的小区相关参数。
权利要求
1.一种用于估算码分多址通信系统中的选定用户在时隙内的传输功率电平的方法，该方法包括确定与该选定用户相关联的传输功率电平的启始估算；提供该系统中除该用户以外的其他用户的传输功率电平；使用该选定用户以及其他用户的先前传输功率电平来估算该选定用户及其他用户的后续估算；以及利用该选定用户及其他用户的最后重复的估算传输功率电平来重复该估算后续的估算，作为该选定用户及其他用户的估算传输功率电平。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该选定用户的启始估算是使用该选定用户及其基站之间的估算路径损耗、干扰估算、以及想要的信号干扰比来确定的。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该干扰估算是对该选定用户的干扰信号码功率的测量。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该干扰测量是与该选定用户类似情况的用户的干扰信号码功率的测量。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该估算路径损耗是该选定用户的接收功率电平以及传输功率电平之间的差异。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该估算路径损耗是由该选定用户类似情况的用户的路径损耗确定的。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个选定用户及其他用户的估算后续估算是通过使用除该用户的小区以外的其他小区的用户和该用户的基站之间的估算路径损耗、干扰估算、以及想要的信号干扰比来完成的。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该干扰测量是通过合计除该用户的小区的其他小区的用户的传输功率电平并除以其他小区用户与该用户基站之间的路径损耗来确定的。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，重复该估算传输功率电平，直到这些估算功率电平收敛为止。
10.一种用于估算码分多址通信系统中选定用户在时隙内的传输功率电平的无线网络控制器RNC，该无线网络控制器包括用于确定与该选定用户相关联的传输功率电平的启始估算的装置；用于提供该系统中除该用户以外的其他用户的传输功率电平的装置；用于使用该选定用户和其他用户的先前传输功率电平来估算该选定用户和其他用户的后续估算的装置；以及利用该选定用户及其他用户的最后重复的估算传输功率电平来重复该估算后续估算，作为该选定用户及其他用户的估算传输功率电平的装置。
11.如权利要求10所述的无线网络控制器，其特征在于，该选定用户的启始估算是通过使用该选定用户及其基站之间的估算路径损耗、干扰估算及想要的信号干扰比来确定的。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该干扰估算是对该选定用户的干扰信号码功率的测量。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该干扰测量是与该选定用户类似情况的用户的干扰信号码功率的测量。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该估算路径损耗是该选定用户的接收功率电平以及传输功率电平之间的差异。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该估算路径损耗是由该选定用户类似情况的用户的路径损耗确定的。
16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，每个选定用户及其他用户的估算后续估算是通过使用除该用户的小区以外的其他小区的用户和该用户的基站之间的估算路径损耗、干扰估算、以及想要的信号干扰比来完成的。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，该干扰测量是通过合计除该用户的小区的其他小区的用户的传输功率电平并除以其他小区用户与该用户基站之间的路径损耗来确定的。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，重复该估算传输功率电平，直到这些估算功率电平收敛为止。
19.一种无线网络控制器RNC，用于估算码分多址通信系统中选定用户在时隙内的传输功率电平，该无线网络控制器包括无线资源管理装置，用于确定与该选定用户相关联的传输功率电平的启始估算；用于提供该系统中除该用户以外的其他用户的传输功率电平；用于使用该选定用户和其他用户的先前传输功率电平来估算该选定用户和其他用户的后续估算；以及用于利用该选定用户及其他用户的最后重复的估算传输功率电平来重复该估算后续估算，作为该选定用户及其他用户的估算传输功率电平。
20.如权利要求19所述的无线网络控制器，其特征在于，该选定用户的启始估算利用该选定用户及其基站之间的估算路径损耗、干扰估算、以及想要的信号干扰比确定。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该干扰估算是对该选定用户的干扰信号码功率的测量。
22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该干扰测量是与该选定用户类似情况的用户的干扰信号码功率的测量。
23.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该估算路径损耗是该选定用户的接收功率电平以及传输功率电平之间的差异。
24.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该估算路径损耗是由该选定用户类似情况的用户的路径损耗确定的。
25.如权利要求19所述的方法，其特征在于，每个选定用户及其他用户的估算后续估算是通过使用除该用户的小区以外的其他小区的用户和该用户的基站之间的估算路径损耗、干扰估算、以及想要的信号干扰比来完成的。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，该干扰测量是通过合计除该用户的小区的其他小区的用户的传输功率电平并除以其他小区用户与该用户基站之间的路径损耗来确定的。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，重复该估算传输功率电平，直到这些估算功率电平收敛为止。
全文摘要
本发明提供一种与干扰测量、路径损耗及想要的信号干扰比相关联的用户噪声上升模型。确定选定用户的路径损耗、干扰测量及想要的信号干扰比。该用户的噪声上升通过使用确定的路径损耗、干扰测量、想要信号干扰比及此噪声上升模型来确定的。该选定用户的传输功率电平通过使用确定的噪声上升来估算。
文档编号H04W52/50GK1801676SQ20051013817
公开日2006年7月12日 申请日期2002年5月7日 优先权日2001年5月15日
发明者爱达德·莱尔, 国栋·张 申请人:美商内数位科技公司