专利名称：用于控制传输功率的方法
技术领域：
本发明涉及控制第 一站特别但不只是移动站的传输功率的方法。本发 明也涉及一种站，例如移动站。
背景技术：
建议下一代的蜂窝通信网路使用码分多址(CDMA)。另夕卜，码分多址 也在美国的IS - 95标准中使用。CDMA是直接序列扩频技术。在使用 CDMA的无线的蜂窝网络中，在与第一基站相关的一个网孔中的移动终 端将^f吏用与第二基站相关的相邻网孔中的移动站相同的频率。不同的移 动站可以由相应的基站区别，因为每个移动站将使用不同的扩展码。
在US-A-5101501中，描述了使用"软"切换的CDMA系统。利用软切 换，移动站能够同时与一个以上的基站通信。典型地这在移动站接近于 两个网孔之间定义的边界时发生。由移动站发送的信号由两个基站接收 和处理。同样地，该移动站将接收来自两个基站的相同的信号。来自两 个基站的信号可以组合。
US - A - 5265119披露了控制移动站功率的一种方法，该移动站在同 时与两个或者多个基站通信。在与该移动站通信的每个基站发送功率控 制命令给该移动站。这些功率控制命令将命令移动站增加或者减少发送
信号给该基站的功率。如果移动站同时与一个以上的基站通信，该移动 站可以接收来自不同的基站的沖突功率控制命令。因此，如果在与该移 动站通信中的所有的基站命令移动站增加它的发送功率，移动站仅仅增 加它的传输功率。如果在与该移动站通信中的任何一个或者多个基站命
令移动站减少它的发送功率，移动站减小它的传输功率。
但是这个方法有一些问题。特别地，为了能够使用这个技术，发射机
努
的信号强度确定的。在4艮快地改变的环境中，如果功率控制命令是有效 的，来自该基站的功率控制命令必须在环境显著地改变之前由该移动站 接收。换句话说，对于有效功率控制，在移动站发送由该基站接收的信 号，由该基站从接收信号的强度产生的功率控制命令和对于发送到并且 由该移动站接收的功率控制命令的时间期间环境应该变化^f艮小。
为了避免不必要的延迟，功率控制命令是没有差错保护的或者仅似目 对弱地差错保护。这意味着在该移动站接收的功率控制命令中存在一个 重要的概率。该功率控制命令中的差错可能导致增加或者减少移动站的 差错传输功率，随后，由移动站不正确地接收的功率控制命令引起的差
错将导致每比特能量对噪声(Eb/No )比不必要地变化了 。在诸如CDMA
的干扰敏感的系统中，这可能不利地影响通信质量以;sj或者系统的容量。
已经建议估计功率控制命令的可靠性和移动站仅仅响应可靠的命令。 已经建议的估计功率控制命令的可靠性的方法使用信号干扰比(SIR)信 息。特别确定由该移动站从所讨论的基站接收的其它信号的信号干扰比。 如果该比率超过给定的阈值，则确定来自所讨论的基站的功率控制命令 是可靠的。如果该比率下降低于该阈值，则确定来自所讨论的基站的功 率控制命令是不可靠的并且由该移动站忽略。
这个方法的问M:这个方法依赖于信号噪声比的设置阈值确定功率 控制命令是可靠的或者不可靠的。这可能导致正确地接收功率控制命令 被忽略了。
发明内容
令的可靠性的一种改进的方法。
根据本发明的一个方面，提供控制功率的一种方法，利用它第一站发
送信号给第二站，包括步骤从第二站向第一站发送具有给定值的功率 控制命令；在所述第一站接收所述功率控制命令；从所述接收功率控制 命令确定表示该质量的参数，利用它在第一站接收功率控制命令；和根 据确定步骤控制第 一站发送信号的功率。
因此不象在以上讨论的提议中那样使用接收功率控制命令本身的质
最好在所述确定步骤中，确定所述接收功率控制命令的接收值作为所 述参数。应该理解，该接收功率控制值可以不同于由于第一和第二站之 间的信道影响发送的接收功率控制值。该接收值可以是在解码来自载波 的信号之后但是在检测由第二站发送到第 一站的单独的功率控制比特之 前的值。
最好该方法还包括步骤比较所述确定的接收值与阈值；确定根据所 述比较步骤发送的给定值；和在所述控制步骤中根据确定的发送值控制 第一站发送信号的功率。因此根据该接收值确^JL送值。
根据本发明的第二方面，提供控制功率的一个方法，利用它第一站发 送信号给多个第二站，包括步骤从每个第二站向第一站发送具有给定 值的功率控制命令；在所述第一站接收所述功率控制命令；确定所述接 收功率控制命令的接收值；组合所述接收功率控制命令的接收值；和控 制根据所述组合的值第一站向第二站发送的功率。
应该理解，在本发明的第三方面中，可使用实际的接收信号值或者已 经发送确定的值。
根据本发明的第三方面，提供控制功率的一个方法，利用它第一站发 送信号给第二站，包括步骤从第二站向第一站发送多个功率控制命令； 在所述第一站接收所述功率控制命令；确定所述接收功率控制值的值； 控制基于当前接收功率控制命令和至少一个先前接收功率控制命令第一 站向第二站发送的功率。
根据本发明的第四方面，提供一个第一站，使用中它发送信号给第二 站，所述第一站包括用于接收从所述第二站向所述第一站发送的功率 控制命令的装置，所述功率控制命令是以给定值发送的；从所述接收功率控制命令确定表示该质量的参数的确定装置，利用该参数在第 一站接
收功率控制命令；和控制装置，用于控制基于由所述确定装置执行的确 定第一站发送信号的功率。
根据本发明的另外方面，提供一个第一站，使用中它发送信号给多个 第二站，所述第一站包括用于接收从所述第二站向所述第一站发送的 功率控制命令的装置，所述功率控制命令是以给定值发送的；确定所述 接收功率控制命令的接收值的装置；组合的所述接收功率控制命令的接 收值的装置；和控制根据所述组合的值第一站向第二站发送的功率。
根据本发明的另外方面，提供一个第一站，使用中它发送信号给第二 站，所述第一站包括用于接收从所述第二站向所述第一站发送的功率 控制命令的装置；确定所述接收功率控制值的接收值的装置；和控制基 于当前接收功率控制命令和至少一个先前接收功率控制命令第一站向第 二站发送的功率的装置。
根据本发明对于另外方面，提供控制功率的一种方法，利用它第一站 发送信号给第二站，包括步骤从第二站向第一站发送功率控制命令； 在该第一站接收所述功率控制命令；使用多种不同的方法确定来自所述 接收功率控制命令的功率控制信息；和控制根据该确定步骤第一站向第 二站发送的功率。
为了更好的理解本发明和可以如何相同的实行，现在通过举例和附图 参考，其中
图1表示合并基站M信机和移动站的蜂窝通信网路的一部分的示意
图2表示在第一实施例中使用的阈值；
图3表示第二实施例的示意图4表示第三实施例的示意图；和
图5a至d表示使用实施本发明方法的模拟。
具体实施例方式
首先参考图1，其中表示蜂窝通信网路的三个网孔2。每个网孔2由 相应的基站收发信机(BTS)4月艮务。安排每个基站M信机4发送信号
接收信号。同样地，每个移动站6能够发送信号给相应的基站收发信机4 和从相应的基站收发信机4接收信号。
在图1中表示的蜂窝通信网路使用码分多址技术。因此，至少一些移 动站同时与一个以上基站通信。但是，这将在下文中更详细地描述。
现在描述当一个以上基站与一个以上移动站通信时使用的功率控制 方法。
量。这代替先前建议的信号噪声比方法。由基站发送的功率控制命令可 以具有两个值之一。.如果该命令的值是"l"，则该基站命令移动站增加它 的传输功率。如果该命令的值是"-l"，则该基站命令移动站减小它的传输 功率。在本发明的其它实施例中，相应的值可以是"1，，和"0，，或者任何其 它适当的值。
但是，由于干扰等等的影响，在移动站接收的接收符号将失真并且原 则上可能落入-oo到+oo值的范围中。典型的值可以落在范围-l到+1内或者 这个范围外部。典型的值的例子是+5， 0.8，或者-0.4。
由基站从该移动站接收的信号强度确定该基站发送的功率控制命令。 根据接收信号的强度，基站确定该移动站是否应该增减它的传输功率。 功率控制命令值也可以以任何适当的方式确定。
参考图2，它表示如何进行决定的，移动站已经接收两个命令的那一 个命令。定义阈值T。如果在该移动站检测的值是超出阈值T，则确定该 值是+1。如果由该移动站检测的值是低于阈值T，则确定该值是-1。正如 可以从图2看到的，阈值T可能不是中心地在该范围每端的极值之间的 0。以优选的实施例中，该阈值是在-0.6至0的值之间。最好该阈值是在-0.25至-0.03的值之间。这些值在噪声已经正常化的情形中是适当的。应 该理解，正常化可以以任何适当的方式进行。对于该阈值通过举例给出
的值取决于包括正常化的方法的系统的性质，因此可以与以上那些建议 是不同的。
这个决定可以概述如下
如果在该移动站接收的功率控制命令的值大于或等于该阈值(在图2 中标记A)，则该功率控制命令是+1。在其它情况下(在图2中标记B)， 功率控制命令是-1。
如果移动站与两个或者多个基站通信，该移动站将接收来自每个基站 的功率控制值。来自每个基站的功率控制值正如以上描述的那样确定。 比较来自每个基站功率命令信号并且选择最小的功率控制命令值。换句 话说，如果至少一个基站命令该移动站减小它的功率，则该移动站将减 小它的功率。
可以设置该阈值以使减小功率命令通常比增加功率命令更准确。这是 因为如果移动站不正确地翻译该功率控制命令并且减少该功率而不是增 加它，则该移动站和该基站之间的连接可能丢失或者不利地影响。这可 能是一个问题，特别地如果误译连续的增加功率控制命令为减小功率控 制命令。另外，由于来自多个基站之一的一个减小功率控制指令足够使 得该移动站减小功率，更可能该功率在实践中减小而不是增加，因此实 际上补偿该阈值比增加功率值更近于该减小功率值。在本发明的选择的 实施例中，可以设置阈值以使该增加功率控制命令比减小功率命令更准 确。
确定功率控制值的这个方法可以由移动站使用，这些移动站仅仅与单 个基站通信以及由与多个基站通信中的移动站使用。
现在参考图3，它说明本发明的第二实施例。图3的方块示地说 明在实施本发明的移动站中存在的单元。由移动站接收的每个功率控制 命令输入给第一确定单元40，它确定每个功率命令的接收值。每个功率 命令值可能落入相对于第一实施例提到范围中。然后进行确定在第二确 定单元42中每个功率控制命令是代表1或者-1。第二确定单元使用相对 于图2讨论的方法。第二确定单元42的输出是由第二确定单元42确定 的所有的功率控制值中最小的。
每个功率控制命令值输出到最大比组合单元44，该单元44求和从每 个基站接收的值，该移动站利用它进行通信。接收的实际值例如总计为 0.3和-0.5。在本发明的优选的实施例中，所有的值给予相等的加权。但 是在本发明的其它实施例中，这些值可能是彼此加权的。
来自最大比组合单元42的总计值和从第二确定单元42输出的最小值 (或者1或者-l)输入给决定单元46,决定单元46确定两个输入的那一个 输入具有该最小值。该最小值由决定单元46输出。这个输出将控制移动 站的传输功率和特别是它减小或者增加。如果来自第二决定单元42的值 是-1，该传输功率将减小，不管由最大比组合单元44输出的值。如果第 二确定单元42的输出是+1，如果最大比组合单元44的值超出给定阈值， 则仅仅增加该功率。否则，该功率将被减小。该阈值可能与第二确定单 元42使用的阈值是相同的或者不同的。
应该理解，在本发明的一些实施例中，可以提供最大比单元而不提供 第二确定单元并且关于是否增加或减少功率的决定是根据总计值进行
的。定义适当的阈值。如果总和超出该阈值，则增加功率。低于该阈值， 则减小功率。总计值可以除以可用的功率控制值的数量。
现在参考图4，它表示本发明的第三实施例。在图4中表示的实施例 除与第二确定单元42和最大比组合单元44平行增加一个集成单元48外 其余与图3中表示的实施例是相同的。安排集成单元48接收来自第一确 定单元40的接收功率控制值。由集成单元48选择最小的功率控制值。 这个最小的功率控制值加到先前已经接收的最小的功率控制值。如果得 到的和是低于给定的阈值并且最小的功率控制值指示该功率应该增加， 则集成单元48将输出值-1。换句话说集成单元的输出指示该功率应该减 小。当这些情况发生时，总和将复位到例如复位值0。否则集成单元48 将输出选择的最小值。集成单元48的输出输入给该决定单元。
该阈值例如可以是-0.6。集成单元的目的是防止餘溪地增加功率，特 别是响应从接近于该阈值的接收值得出的功率增加命令。换句话说，如 果在给定时间帧中功率增加太经常，下一个增加功率的命令将被忽略并 且在那个步骤中减小功率。该阈值可以与第二确定单元使用的阈值是相
同的，但是最好是不同的。
集成单元的特性可以概括如下
以前的功率命令值和新的功率控制值的和下降低于总和阈值并且新 的功率控制值超过阈值，它指示功率控制值表示增加功率命令，则输出 减小功率命令并且复位总和为0或者任何其它适当的复位值；
以前的功率命令值和新的功率控制值的和下降低于总和阈值并且新 的功率控制值下降低于阈值，它指示功率控制值代表减小功率命令，则 输出减小功率命令并且复位总和为它的复位值；
以前的功率命令值和新的功率控制值的和超过低于总和阈值并且新 的功率控制值超过阈值，它指示功率控制值表示增加功率命令，则输出
增加功率命令；和
以前的功率命令值和新的功率控制值的和超过总和阈值并且新的功 率控制值下降低于该阈值，它指示功率控制值代表减小功率命令，则输 出减小功率命令并且复位总和为它的复位值。
决定单元46以与第二实施例相同的方式工作，除了选择所有的三输 入的最小值之外。
考虑当前接收功率控制命令值，集成单元48允许前面的功率控制命 令影响移动站的特性。换句话说，可以建立功率控制命令历史记录并且 用于影响该移动站的当前的功率控制特性。
在这个实施例的一个修改中，安排集成单元48平行处理来自多个基 站的每个基站的每个功率控制值。每个分开的和的结果可以输入到决定 单元46。作为选择，总和的结果可以在输入给决定单元46之前以任何适 当的方式组合在一起。
以上描述的实施例包括三种不同的方法
1. 使用一个阈值确定功率命令值；
2. 求和该接收功率控制值以便确定移动站是否应该增加或减小它的 功率；和
3. 相对于时间积分该功率命令值并忽略命令以便在一定的条件下增 加功率。
本发明的实施例可以合并上面的方法的一个，任何两个或三个方法。 换句话"^兌，第一方法可以它自己^f吏用，与第二方法或者第三方法，或者 与第二和第三方法二者一起。第二和第三方法还可以它们自己使用或者
互相一起使用。
参考图5a至5d，它表示各种方法的模拟。每个图包括四条曲线。曲 线A代表使用信号干扰比的现有技术。曲线B代表使用第一方法的模拟。 曲线C代表使用第一和第二方法的模拟。曲线D代表使用第一，第二和 第三方法的模拟。图5a和5b表示用于第一方法对于不同的阈值画出的 移动站的传输功率。在两种情况中移动站在3km/h移动。对于图5a,帧 误差率是1%,而对于图5b，帧误差率是10%。图5c和5d表示相对于 该移动站的速度画出的移动站的传输功率。帧误差率对于图5c是l。/。而 对于图5d是10y。。
正如可以看到的，^使用第一方法它自己与现有:R术相比显著地减少由 移动站发送的功率。使用第一方法与第二方法结合进一步减少由移动站 发送的功率。组合使用第一、第二和第三方法还进一步减少该功率，该 移动站利用该功率发送而不改变性能。
在本发明的优选实施例中，总是由基站命令该移动站例如以ldB步幅 增加或减小它的功率。但是在可选择的实施例中可以提供两个以上的功 率控制命令。但是必须定义附加的阈值。例如，如果三个功率控制命令 是可用的，将定义两个阈值。这三个功率控制命令可以是增加，减小和 保持不变。
应该理解，以上描述的任何不同的方法可用于确定功率控制命令值是 不是可靠，因此确定该功率控制值是应该考虑或者忽略。
在这个CDMA系统中已经描述了本实施例。但是，应该理解，本发 明的实施例可以应用到任何其它适当的接入技术，包括其它扩频技术、 频分多址、时分多址及其混合的技术。
以上描述的实施例控制移动站发射功率的功率。本发明还可以用于控 制基站的传输功率。本发明还可以与固定站一起使用，特别地无线电环 境随时间变化的地方。
权利要求
1.一种控制第一站用以发送信号给多个第二站的功率的方法，包括步骤(a)在第一站处从每个所述第二站接收具有给定值的功率控制命令；(b)确定所接收的功率控制命令的接收值；(c)组合从每个所述第二站所接收的功率控制命令的接收值，以生成组合值；(d)将所确定的接收值与第一阈值进行比较，基于所述比较为每个功率控制命令确定给定值，并根据预定标准选择所确定的给定值中之一；以及(e)基于步骤(c)中的所述组合值和步骤(d)中的所选择的给定值，控制第一站用以发送到第二站的功率。
2. 根据权利要求l的方法，其中每个功率控制命令的所述给定值包 括指示应该增加功率的第 一值或指示应该减小功率的第二值，且如果所 选择的给定值是所述第二值，则不管所述组合值是多少，都减小第一站 用以发送到第二站的功率，如果所选择的给定值是所述第一值且所述组 合值超过第二阈值，则增加第一站用以发送到第二站的功率，而如果所 选择的给定值是所述第 一值且所述组合值低于所述第二阈值，则减小第 一站用以发送到第二站的功率。
3. 根据权利要求l的方法，其中所述给定值包括指示应该增加功率 的第一值和指示应该减小功率的第二值中之一。
4. 根据权利要求3的方法，其中所述预定标准是如果所确定的给定 值中至少一个是第二值，则选择第二值，而如果所确定的所有给定值都 是第一值，则选择第一值。
5. 根据权利要求3的方法，其中所述第一阈值在所述第一值和所述 第二值之间。
6. 根据权利要求5的方法，其中所述第一阈值与第一值和第二值中之一的距离比与另一值的距离近。
7. 根据权利要求6的方法，其中所述第一阈值与第二值的距离比与 第一值的距离近。
8. 根据权利要求7的方法，其中第一值是+1，第二值是-1，第一阈 值在-0.6到0的范围内。
9. 根据权利要求8的方法，其中第一阈值在-0.025到-0.30的范围内。
10. 根据前述权利要求中任一项的方法，还包括以下步骤 在每个第二站处从所述第 一站接收信号；确定从第一站所接收的信号的强度；以及根据所接收的信号的强度，确定要传送到第一站的功率控制命令的 给定值。
11. 根据权利要求3的方法，其中选择组合值和所选择的值中更接 近所述第一传送值和所述第二传送值中预定之一的那个值。
12. 根据权利要求ll的方法，其中所述值中预定之一是第二值。
13. 根据前述权利要求中任一项的方法，包括以下步骤(i) 对当前从第二站所接收的功率控制命令的所确定的接收值中选 定的 一个值与先前从第二站所接收的功率控制命令的所确定的接收值中 选定的一个值进行求和；(ii) 比较和值与第三阈值；(Hi)如果和值超过所述第三阈值，则输出默i人值，否则输出当前从 第二站所接收的功率控制命令的所确定的接收值中选定的一个值；以及 (iv)基于步骤(iii)的输出，控制第一站用以传送信号到第二站的功率。
14. 根据前a利要求中任一项的方法，其中所述第二站;L^站。
15. 根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述第一站是移动站。
16. —种用于第一站的装置，其中所述第一站用于发送信号到多个 第二站，所述装置包括确定单元，用于确定从所述多个第二站所接收的功率控制命令的接 收值，其中每个功率控制命令具有给定值； 组合单元，用于组合从每个所述第二站所接收的功率控制命令的所确定的接收值，以生成组合值；比较单元，用于将所确定的接收值与第一阈值进行比较，基于所述 比较为每个功率控制命令确定给定值，并根据预定标准选择所确定的给 定值中之一；以及控制单元，用于基于所述组合值和所选择的给定值，控制第一站用 以发送到第二站的功率。
17. 根据权利要求16的装置，其中第一站是移动站。
18. 根据权利要求16或17的装置，其中第二站是移动基站。
19. 根据权利要求16的装置，其中每个功率控制命令的所述给定值 包括指示应该增加功率的第一值或指示应该减小功率的第二值，且如果 所选择的给定值是所述第二值，则不管所述组合值是多少，都减小第一 站用以发送到第二站的功率，如果所选择的给定值是所述第一值且所述 组合值超过第二阈值，则增加第一站用以发送到第二站的功率，而如果 所选择的给定值是所述第 一值且所述组合值低于所述第二阈值，则减小 第一站用以发送到第二站的功率。
20. —种用于发送信号到一个或多个第二站的第一站，所述第一站 包括用于从所述一个或多个第二站接收功率控制命令的单元以及根据权 利要求16-19中任一项的装置。
全文摘要
一种控制功率的方法，利用它第一站发送信号给第二站，包括步骤从第二站向第一站发送具有给定值的功率控制命令；在所述第一站接收所述功率控制命令；从所述接收功率控制命令确定表示该质量的参数，利用它在第一站接收功率控制命令；和根据确定步骤控制第一站发送信号的功率。
文档编号H04B7/005GK101197602SQ200710305909
公开日2008年6月11日 申请日期2000年4月14日 优先权日1999年4月14日
发明者奥斯卡·萨洛纳鸿, 约切·格兰德尔 申请人:诺基亚网络有限公司