DE60022236T2

DE60022236T2 - Leistungsregelung mit äusserer Schleife/gewichteter offener Schleife in einem Zeitduplex-Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE60022236T2
Application number: DE60022236T
Authority: DE
Inventors: Ariela Zeira; Steven G. Dick; Sung-Hyuk Shin
Original assignee: InterDigital Technology Corp
Current assignee: InterDigital Technology Corp
Priority date: 1999-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: EP1163737B1; IL176873A0; EP1578030A2; DK1163738T3; AU756316B2; NO325301B1; KR20010108362A; EP1313233A3; HK1106346A1; ATE255790T1; ES2209677T1; HK1059344A1; CN1956344A; AU4174400A; CA2700656C; TW459452B; JP3621888B2; EP2015466A3; CA2700656A1; HK1117284A1

Description

HINTERGRUND
Die Erfindung betrifft allgemein Spreizspektrum-Zeitduplex- (TDD) Kommunikationssysteme. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Spreizspektrum-Zeitduplex-Teilnehmergerät mit Einrichtungen zum Steuern der Sendeleistung.
1 zeigt ein drahtloses Spreizspektrum-Zeitduplex(TDD) Kommunikationssystem. Das System hat mehrere Basisstationen 30₁ –30₇ . Jede Basisstation 30₁ kommuniziert mit Teilnehmergeräten (UEs) 32₁ –32₃ in ihrem Arbeitsbereich. Nachrichten, die von einer Basisstation 30₁ zu einem UE 32₁ gesendet werden, bezeichnet man als Abwärtsnachrichten, und Nachrichten, die von einem UE 32₁ zu einer Basisstation 30₁ gesendet werden, bezeichnet man als Aufwärtsnachrichten.
Neben der Kommunikation über unterschiedliche Frequenzspektren übertragen Spreizspektrum-TDD-Systeme mehrere Nachrichten über dasselbe Spektrum. Die mehreren Signale werden durch ihre jeweiligen Chipcodesequenzen (Codes) unterschieden. Um das Spreizspektrum rationeller zu nutzen, verwenden TDD-Systeme gemäß 2 ferner Wiederholrahmen 34, die in eine Anzahl von Zeitschlitzen 36₁ –36_n unterteilt sind, z. B. sechzehn Zeitschlitze. In solchen Systemen wird eine Nachricht in ausgewählten Zeitschlitzen 36₁ –36_n unter Verwendung ausgewählter Codes gesendet. Somit kann ein Rahmen 34 mehrere Nachrichten führen, die sich durch sowohl Zeitschlitz als auch Code unterscheiden. Die Kombination eines einzelnen Codes in einem einzelnen Zeitschlitz bezeichnet man als Ressourceneinheit. Auf der Grundlage der erforderlichen Bandbreite, um eine Nachricht zu unterstützen, sind dieser Nachricht eine oder mehrere Ressourceneinheiten zugeordnet.
Durch die meisten TDD-Systeme erfolgt eine adaptive Steuerung von Sendeleistungspegeln. In einem TDD-System kön nen viele Nachrichten denselben Zeitschlitz und dasselbe Spektrum gemeinsam benutzen. Empfängt ein UE 32₁ oder eine Basisstation 30₁ eine spezifische Nachricht, verursachen alle anderen Nachrichten, die denselben Zeitschlitz und dasselbe Spektrum verwenden, Störungen der spezifischen Nachricht. Erhöht man den Sendeleistungspegel einer Nachricht, verschlechtert sich die Signalqualität aller anderen Nachrichten in diesem Zeitschlitz und Spektrum. Durch zu starkes Verringern des Sendeleistungspegels ergeben sich aber unerwünschte Signal-Rausch-Verhältnisse (SNRs) und Bitfehlerraten (BERs) in den Empfängern. Zum Aufrechterhalten sowohl der Signalqualität von Nachrichten als auch geringer Sendeleistungspegel kommt eine Sendeleistungssteuerung zum Einsatz.
Ein Weg, der die Sendeleistungssteuerung in einem Codemultiplex- (CDMA) Kommunikationssystem verwendet, ist in der US-A-5056109 (Gilhousen et al.) beschrieben. Ein Sender sendet eine Nachricht zu einem speziellen Empfänger. Nach Empfang wird die Empfangssignalleistung gemessen. Die Empfangssignalleistung wird mit einer gewünschten Empfangssignalleistung verglichen. Aufgrund des Vergleichs wird ein Steuerbit zum Sender gesendet, was die Sendeleistung um einen festen Betrag erhöht oder senkt. Da der Empfänger ein Steuersignal zum Sender sendet, um den Leistungspegel des Senders zu steuern, werden solche Leistungssteuertechniken gewöhnlich als Regelkreis bzw. geschlossene Schleife bezeichnet.
Die europäische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 0 462 952 betrifft ein Verfahren zur Steuerung oder Einstellung der Übertragungsleistung beim Übertragen von Signalen zwischen einer mobilen Station und einer Basisstation eines digitalen Mobilfunksystems. Die Ausgangsleistung wird dabei mit der Maßgabe geregelt, die Übertragungsleistung durchgehend auf einem optimalen Wert zu halten, was bedeutet, daß die Übertragungsleistung so niedrig wie möglich ist, um unnötige Störungen von Nachbarkanälen zu vermeiden, die Information auf der gleichen Frequenz übertragen, aber ausreichend hoch, daß die übertragene Information vom Empfänger interpretierbar ist.
Unter bestimmten Bedingungen verschlechtert sich die Leistungsfähigkeit von Systemen mit geschlossener Schleife. Befinden sich z. B. Nachrichten, die zwischen einem UE und einer Basisstation gesendet werden, in einer stark dynamischen Umgebung, z. B. weil sich das UE bewegt, sind solche Systeme möglicherweise nicht fähig, sich ausreichend schnell anzupassen, um die Änderungen zu kompensieren. Die Aktualisierungsrate der Leistungssteuerung mit geschlossener Schleife im TDD beträgt normalerweise 100 Zyklen je Sekunde, was für Kanäle mit schnellem Schwund nicht ausreicht.
Somit besteht Bedarf an alternativen Wegen, um Signalqualität und geringe Sendeleistungspegel zu wahren.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Leistungssteuerung mit äußerer Schleife/gewichteter offener Schleife steuert Sendeleistungspegel in einem Spreizspektrum-Kommunikationssystem im Zeitduplex. Für das Teilnehmergerät wird dies mit einem Teilnehmergerät gemäß Anspruch 1 erreicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein TDD-System des Stands der Technik.
2 zeigt Zeitschlitze in Wiederholrahmen eines TDD-Systems.
3 ist ein Ablaufplan einer Leistungssteuerung mit äußerer Schleife/gewichteter offener Schleife.
4 ist eine Darstellung von Komponenten zweier Kommunikationsstationen, die die Leistungssteuerung mit äußerer Schleife/gewichteter offener Schleife verwenden.
5 ist ein Diagramm der Leistungsfähigkeit von Leistungssteuersystemen mit äußerer Schleife/gewichteter offener Schleife, gewichteter offener Schleife und geschlossener Schleife.
6 ist ein Diagramm der Leistungsfähigkeit der drei Systeme im Hinblick auf die Blockfehlerrate (BLER).
NÄHERE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die bevorzugten Ausführungsformen werden anhand der Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszahlen durchweg gleiche Elemente bezeichnen. Die Leistungssteuerung mit äußerer Schleife/gewichteter offener Schleife wird mit Hilfe des Ablaufplans von 3 und der Komponenten zweier vereinfachter Kommunikationsstationen 110, 112 gemäß 4 erläutert. Für die folgende Diskussion wird die Kommunikationsstation, bei der die Leistung ihres Senders gesteuert wird, als Sendestation 112 bezeichnet, und die Kommunikationsstation, die leistungsgesteuerte Nachrichten empfängt, wird als Empfangsstation 110 bezeichnet. Da die Leistungssteuerung mit äußerer Schleife/gewichteter offener Schleife für Aufwärts-, Abwärts- oder beide Arten von Nachrichten verwendet werden kann, kann der Sender, dessen Leistung gesteuert wird, der Basisstation 30₁ und/oder dem UE 32₁ zugeordnet sein. Kommen sowohl Aufwärts- als auch Abwärtsleistungssteuerung zum Einsatz, sind somit die Komponenten der Empfangs- und Sendestation sowohl der Basisstation 30₁ als auch dem UE 32₁ zugeordnet.
Die Empfangsstation 110 empfängt verschiedene Hochfrequenzsignale mit Nachrichten von der Sendestation 112 mit einer Antenne 78 oder alternativ einer Antennengruppe im Schritt 38. Die Empfangssignale werden über einen Isolator 66 zu einem Demodulator 68 geführt, um ein Basisbandsignal zu erzeugen. Das Basisbandsignal wird z. B. durch eine Kanalschätzvorrichtung 70 und eine Datenschätzvorrichtung 72 in den Zeitschlitzen und mit den geeigneten Codes verarbeitet, die der Nachricht der Sendestation zugeordnet sind. Gewöhnlich verwendet die Kanalschätzvorrichtung 70 die Einstellfolgenkomponente im Basisbandsignal, um Kanalinformationen zu liefern, z. B. Kanalimpulsantworten. Die Kanalinformationen werden durch die Datenschätzvorrichtung 72, die Störungsmeßvorrichtung 74 und die Sendeleistungs-Berechnungsvorrichtung 76 verwendet. Die Datenschätzvorrichtung 72 gewinnt Daten aus dem Kanal durch Schätzen "weicher" Symbole mit Hilfe der Kanalinformationen zurück.
Vor dem Senden der Nachricht von der Sendestation 112 wird das Datensignal der Nachricht mit Hilfe eines Fehlerdetektions-/Korrekturcodierers 110 codiert. Normalerweise ist das Fehlercodierverfahren ein zirkularer Redundanzcode (CRC), gefolgt von einer Vorwärtsfehlerkorrekturcodierung, wenn gleich andere Arten von Fehlercodierverfahren verwendet wer den können.
Unter Verwendung der durch die Datenschätzvorrichtung 72 erzeugten weichen Symbole detektiert eine Fehlerdetektionsvorrichtung 112 Fehler in den weichen Symbolen. Ein Prozessor 111 analysiert den detektierten Fehler und bestimmt eine Fehlerrate für die Empfangsnachricht im Schritt 39. Aufgrund der Fehlerrate bestimmt der Prozessor 111 im Schritt 40 den gegebenenfalls notwendigen Betrag, um den ein Sollpegel, z. B. ein Soll-Signal/Störleistungsverhältnis (SIR_TARGET) in der Sendestation 112 geändert werden muß. Aufgrund des ermittelten Betrags wird ein Solleinstellsignal durch den Solleinstellgenerator 114 erzeugt. Anschließend wird die Solleinstellung zur Sendestation im Schritt 41 gesendet. Die Solleinstellung wird der Sendestation 112 signalisiert, z. B. mit Hilfe eines dedizierten oder eines Referenzkanals.
Eine Technik zur Bestimmung des Einstellbetrags des Sollpegels verwendet einen oberen und unteren Schwellwert. Übersteigt die ermittelte Fehlerrate einen oberen Schwellwert, ist der Sollpegel auf einen inakzeptabel niedrigen Pegel eingestellt und muß erhöht werden. Ein Sollpegeleinstellsignal wird gesendet, das eine Erhöhung des Sollpegels anzeigt. Liegt die ermittelte Fehlerrate unter einem zweiten Schwellwert, ist der Sollpegel auf einen unnötig hohen Pegel eingestellt und kann verringert werden. Durch Reduzieren des Sollpegels wird der Leistungspegel der Sendestation gesenkt, was Störungen anderer Nachrichten reduziert, die denselben Zeitschlitz und dasselbe Spektrum verwenden. Sobald die Fehlerrate den oberen Grenzwert übersteigt, wird zur Leistungsverbesserung eine Solleinstellung gesendet. Dadurch werden hohe Fehlerraten schnell verbessert, und geringe Fehlerraten werden langsam eingestellt, z. B. einmal alle 10 Sekunden. Liegt die Fehlerrate zwischen den Schwellwerten, wird keine Solleinstellung gesendet, was denselben Sollpegel beibehält.
Es folgt die Anwendung der o. g. Technik auf ein System, das CRC- und FEC-Codierung verwendet. Jeder CRC-Block wird auf einen Fehler geprüft. Bei jeder Bestimmung, daß ein Rahmen einen Fehler hat, wird ein Zähler inkrementiert. Sobald der Zähler einen oberen Schwellwert übersteigt, z. B. das 1,5- bis 2-fache der gewünschten Blockfehlerrate (BLER), wird eine Solleinstellung gesendet, um den Sollpegel zu erhöhen. Zur Einstellung des SIR_TARGET in der Sendestation 112 wird die Erhöhung des SIR_TARGET gesendet (SIR_INC), die normalerweise in einem Bereich von 0,25 dB bis 4 dB liegt. Übersteigt die Anzahl angetroffener CRC-Rahmen einen vorbestimmten Grenzwert, z. B. 1000 Blöcke, wird der Wert des Zählers mit einem unteren Schwellwert verglichen, z. B. dem 0,2- bis 0,6-fachen der gewünschten BLER. Liegt die Anzahl gezählter Blockfehler unter dem unteren Schwellwert, wird ein Solleinstellsignal SIR_DEC gesendet, das den Sollpegel verringert. Ein typischer Bereich von SIR_DEC ist 0, 25 bis 4 dB. Der Wert von SIR_DEC kann auf SIR_INC und einer Sollblockfehlerrate BLER_TARGET beruhen. Die BLER_TARGET basiert auf der Art von Dienst. Ein typischer Bereich für die BLER_TARGET ist 0,1% bis 10%. Gleichung 1 zeigt einen solchen Weg zur Bestimmung von SIR_DEC. SIRDEC = SIRINC × BLERTARGET/(1 – BLERTARGET) Gleichung 1
Liegt die Zählung zwischen den Schwellwerten für den vorbestimmten Blockgrenzwert, wird kein Solleinstellsignal gesendet.
Alternativ kann ein einzelner Schwellwert verwendet werden. Übersteigt die Fehlerrate den Schwellwert, wird der Sollpegel erhöht. Liegt die Fehlerrate unter dem Schwellwert, wird der Sollwert verringert. Außerdem kann das Sollpegeleinstellsignal mehrere Einstellpegel haben, z. B. von 0 dB bis ±4 dB in Schritten von 0,25 dB auf der Grundlage der Differenz zwischen der ermittelten Fehlerrate und der gewünschten Fehlerrate.
Die Störungsmeßvorrichtung 74 der Empfangsstation 110 bestimmt den Störpegel I_RS in dB innerhalb des Kanals auf der Grundlage der Kanalinformationen und/oder der durch die Datenschätzvorrichtung 72 erzeugten weichen Symbole. Mit Hilfe der weichen Symbole und Kanalinformationen steuert die Sendeleistungs-Berechnungsvorrichtung 76 den Sendeleistungspegel der Empfangsstation durch Steuern der Verstärkung eines Verstärkers 54.
Zur Verwendung beim Schätzen der Streckendämpfung zwischen der Empfangs- und Sendestation 110, 112 und Senden von Daten sendet die Empfangsstation 110 eine Nachricht zur Sendestation 112 im Schritt 41. Die Nachricht kann auf einem beliebigen der verschiedenen Kanäle gesendet werden. Normalerweise bezeichnet man in einem TDD-System die zur Schätzung der Streckendämpfung verwendeten Kanäle als Referenzkanäle, obwohl andere Kanäle genutzt werden können. Ist die Empfangsstation 110 eine Basisstation 30₁ , wird die Nachricht vorzugsweise über einen gemeinsamen Abwärtskanal oder einen gemeinsamen physikalischen Steuerkanal (CCPCH) gesendet. Daten, die zur Sendestation 112 über den Referenzkanal zu übertragen sind, werden als Referenzkanaldaten bezeichnet. Die Referenzdaten können darstellungsgemäß den Störpegel I_RS im Multiplex mit anderen Referenzdaten aufweisen, z. B. dem Sendeleistungspegel T_RS. Der Störpegel I_RS und der Referenzkanal-Leistungspegel I_RS können auf anderen Kanälen gesendet werden, z. B. auf einem Signalisierungskanal.
Die Referenzkanaldaten werden durch einen Referenzkanal-Datengenerator 56 erzeugt. Den Referenzdaten sind eine oder mehrere Ressourceneinheiten auf der Grundlage der Bandbreitenanforderungen der Nachricht zugeordnet. Eine Spreiz- und Einstellfolgeneinfügevorrichtung 58 spreizt die Referenzkanaldaten und veranlaßt das Zeitmultiplexen der gespreizten Referenzdaten mit einer Einstellfolge in den geeigneten Zeitschlitzen und Codes der zugeordneten Ressourceneinheiten. Die resultierende Folge bezeichnet man als Nachrichtenburst. Anschließend wird der Nachrichtenburst durch einen Verstärker 60 verstärkt. Der verstärkte Nachrichtenburst kann durch eine Summiervorrichtung 62 mit jedem anderen Nachrichtenburst summiert werden, der über solche Vorrichtungen wie einen Datengenerator 50, eine Spreiz- und Einstellfolgeneinfügevorrichtung 52 und den Verstärker 54 erzeugt ist.
Die summierten Nachrichtenbursts werden durch einen Modulator 64 moduliert. Das modulierte Signal wird über einen Isolator 66 geführt und darstellungsgemäß durch eine Antenne 78 oder alternativ über eine Antennengruppe abgestrahlt. Das abgestrahlte Signal wird über einen drahtlosen Funkkanal 80 zu einer Antenne 82 der Sendestation 112 geführt. Die Art von Modulation, die für die gesendete Nachricht zum Einsatz kommt, kann jede von denen sein, die dem Fachmann bekannt sind, z. B. direkte Phasenumtastung (DPSK) oder Quadratur-Phasenumtastung (QPSK).
Die Antenne 82 oder alternativ die Antennengruppe der Sendestation 112 empfängt verschiedene Funkfrequenzsignale, u. a. die Solleinstellungen. Die Empfangssignale werden über einen Isolator 84 zu einem Demodulator 86 geführt, um ein Basisbandsignal zu erzeugen. Das Basisbandsignal wird z. B. durch eine Kanalschätzvorrichtung 88 und eine Datenschätzvorrichtung 90 in den Zeitschlitzen und mit den geeigneten Codes verarbeitet, die dem Nachrichtenburst der Empfangsstation 110 zugeordnet sind. Gewöhnlich verwendet die Kanalschätzvorrichtung 88 die Einstellfolgenkomponente im Basisbandsignal, um Kanalinformationen zu liefern, z. B. Kanalimpulsantworten. Die Kanalinformationen werden durch die Datenschätzvorrichtung 90 und eine Leistungsmeßvorrichtung 92 verwendet.
Der Leistungspegel R_TS der verarbeiteten Nachricht in Entsprechung zum Referenzkanal wird im Schritt 42 durch die Leistungsmeßvorrichtung 92 gemessen und zu einer Streckendämpfungs-Schätzvorrichtung 94 gesendet. Sowohl die Kanalschätzvorrichtung 88 als auch die Datenschätzvorrichtung 90 können den Referenzkanal von allen anderen Kanälen trennen. Dient eine Vorrichtung oder ein Verstärker mit automatischer Verstärkungsregelung zum Verarbeiten der Empfangssignale, wird der gemessene Leistungspegel zur Korrektur der Verstärkung dieser Vorrichtungen in der Leistungsmeßvorrichtung 92 oder Streckendämpfungs-Schätzvorrichtung 94 eingestellt. Die Leistungsmeßvorrichtung ist eine Komponente einer Steuerung 100 mit äußerer Schleife/gewichteter offener Schleife. Gemäß 4 weist die Steuerung 100 mit äußerer Schleife/gewichteter offener Schleife die Leistungsmeßvorrichtung 92, Streckendämpfungs-Schätzvorrichtung 94, eine Qualitätsmeßvorrichtung 94, eine Sollaktualisierungsvorrichtung 101 und eine Sendeleistungs-Berechnungsvorrichtung 98 auf.
Um die Streckendämpfung L zu bestimmen, benötigt die Sendestation 112 auch den Sendeleistungspegel T_RS der Nach richt. Der Sendeleistungspegel T_RS der Nachricht kann zusammen mit den Daten der Nachricht oder auf einem Signalisierungskanal gesendet werden. Wird der Leistungspegel T_RS zusammen mit den Daten der Nachricht gesendet, interpretiert die Datenschätzvorrichtung 90 den Leistungspegel und sendet den interpretierten Leistungspegel zur Streckendämpfungs-Schätzvorrichtung 94. Ist die Empfangsstation 110 eine Basisstation 30₁ , wird der Sendeleistungspegel T_RS vorzugsweise über den Rundsendekanal (BCH) von der Basisstation 30₁ gesendet. Durch Subtrahieren des Leistungspegels R_TS der Empfangsnachricht vom Sendeleistungspegel T_RS der gesendeten Nachricht schätzt die Streckendämpfungs-Schätzvorrichtung 94 die Streckendämpfung L zwischen den beiden Stationen 110, 112 im Schritt 43. Zusätzlich wird ein Langzeitmittel L₀ der Streckendämpfung im Schritt 44 aktualisiert. Das Langzeitmittel L₀ der Streckendämpfung ist ein Mittel der Streckendämpfungsschätzungen. In bestimmten Situationen kann anstelle des Sendens des Sendeleistungspegels T_RS die Empfangsstation 110 eine Referenz für den Sendeleistungspegel senden. In diesem Fall liefert die Streckendämpfungs-Schätzvorrichtung 94 Referenzpegel für die Streckendämpfung L.
Da TDD-Systeme Abwärts- und Aufwärtsnachrichten im selben Frequenzspektrum übertragen, sind die Bedingungen, denen diese Nachrichten ausgesetzt sind, ähnlich. Diese Erscheinung bezeichnet man als Reziprozität. Infolge von Reziprozität wird die Streckendämpfung, die für die Abwärtsstrecke wirkt, auch für die Aufwärtsstrecke wirken, und umgekehrt. Durch Addieren der geschätzten Streckendämpfung zu einem Sollpegel wird ein Sendeleistungspegel für eine Nachricht von der Sendestation 112 zur Empfangsstation 110 bestimmt.
Existiert eine Zeitverzögerung zwischen der geschätzten Streckendämpfung und der Sendenachricht, kann sich die auf die Sendenachricht wirkende Streckendämpfung von der berechneten Dämpfung unterscheiden. Im TDD, wo Nachrichten in unterschiedlichen Zeitschlitzen 36₁ –36_n gesendet werden, kann die Zeitschlitzverzögerung zwischen Empfangs- und Sendenachrichten die Leistungsfähigkeit eines Leistungssteuersystem mit offener Schleife beeinträchtigen. Zur Überwindung dieser Nachteile bestimmt die Leistungssteuerung mit gewichteter offener Schleife die Qualität der geschätzten Streckendämpfung mit Hilfe einer Qualitätsmeßvorrichtung 96 im Schritt 45 und wichtet somit die geschätzte Streckendämpfung L und das Langzeitmittel L₀ der Streckendämpfung.
Um die Leistungsfähigkeit in der äußeren Schleife/gewichteten offenen Schleife weiter zu erhöhen, wird ein Sollpegel eingestellt. Ein Prozessor 103 wandelt die durch die Datenschätzvorrichtung 90 erzeugten weichen Symbole in Bits um und extrahiert die Solleinstellinformationen, z. B. eine Einstellung SIR_TARGET. Eine Sollaktualisierungsvorrichtung 101 stellt den Sollpegel unter Verwendung der Solleinstellungen im Schritt 46 ein. Der Sollpegel kann ein SIR_TARGET oder ein Soll-Empfangsleistungspegel in der Empfangsstation 110 sein.
Die Sendeleistungs-Berechnungsvorrichtung 98 kombiniert im Schritt 47 den eingestellten Sollpegel mit der gewichteten Streckendämpfungsschätzung L und dem Langzeitmittel L₀ der Streckendämpfungsschätzung, um die Sendeleistung der Sendestation 47 zu bestimmen.
Daten, die in einer Nachricht von der Sendestation 112 zu senden sind, werden durch einen Datengenerator 102 erzeugt. Die Daten werden durch den Fehlerdetektions-/Korrekturcodierer 110 mit Fehlerdetektion/Korrektur codiert. Es erfolgt ein Spreizen und Zeitmultiplexen der fehlercodierten Daten mit einer Einstellfolge durch die Einstellfolgeneinfügevorrichtung 104 in den geeigneten Zeitschlitzen und Codes der zugewiesenen Ressourceneinheiten, was einen Nachrichtenburst erzeugt. Das gespreizte Signal wird durch einen Verstärker 106 verstärkt und durch einen Modulator 108 auf Hochfrequenz moduliert. Die Verstärkung des Verstärkers wird durch die Sendeleistungs-Berechnungsvorrichtung 98 gesteuert, um den ermittelten Sendeleistungspegel zu erreichen. Der leistungsgesteuerte Nachrichtenburst wird über den Isolator 84 geführt und durch die Antenne 82 abgestrahlt.
Es folgt ein Algorithmus für die Leistungssteuerung mit äußerer Schleife/gewichteter offener Schleife. Der Sendeleistungspegel P_TS der Sendestation in Dezibel wird mit Hilfe von Gleichung 2 bestimmt. PTS = SIRTARGET + IRS + α(L – L0) + L0 + KONSTANTWERT Gleichung 2
Das SIR_TARGET hat einen eingestellten Wert auf der Grundlage der empfangenen Solleinstellsignale. Für die Abwärtsstrecke ist der Anfangswert von SIR_TARGET in der Sendestation 112 bekannt. Für die Aufwärtsleistungssteuerung wird SIR_TARGET von der Empfangsstation 110 zur Sendestation 112 signalisiert. Zusätzlich können auch ein Maximal- und Minimalwert für ein eingestelltes SIR_TARGET signalisiert werden. Das eingestellte SIR_TARGET ist auf den Maximal- und Minimalwert begrenzt. I_RS ist das Maß für den Störleistungspegel in der Empfangsstation 110.
L ist die Streckendämpfungsschätzung T_RS – R_TS in Dezibel für den Zeitschlitz 36₁ –36_n , in dem die Streckendämpfung zuletzt geschätzt wurde. L₀, das Langzeitmittel der Streckendämpfung in Dezibel, ist das laufende Mittel der Streckendämpfungsschätzung L. KONSTANTWERT ist ein Korrekturterm. Der KONSTANTWERT korrigiert Differenzen im Aufwärts- und Abwärtskanal, um z. B. Differenzen der Aufwärts- und Abwärtsverstärkung zu kompensieren. Zusätzlich kann der KONSTANTWERT für Korrektur sorgen, wenn der Sendeleistungs-Referenzpegel der Empfangsstation statt der Ist-Sendeleistung T_RS gesendet wird. Ist die Empfangsstation 110 eine Basisstation, wird der KONSTANTWERT vorzugsweise über eine Schicht-3-Nachricht gesendet.
Der Wichtungswert α ist ein Maß für die Qualität der geschätzten Streckendämpfung und beruht vorzugsweise auf der Anzahl von Zeitschlitzen 36₁ –36_n zwischen dem Zeitschlitz n der letzten Streckendämpfungsschätzung und dem ersten Zeitschlitz der durch die Sendestation 112 gesendeten Nachricht. Der Wert von α liegt zwischen null und eins. Ist die Zeitdifferenz zwischen den Zeitschlitzen klein, wird allgemein die jüngste Streckendämpfungsschätzung recht genau sein, und α ist auf einen Wert nahe eins eingestellt. Ist dagegen die Zeitdifferenz groß, so ist die Streckendämpfungsschätzung möglicherweise nicht genau, und die Messung des Langzeitmittels der Streckendämpfung ist mit größter Wahrscheinlichkeit eine bessere Schätzung für die Streckendämpfung. Folglich ist α auf einen Wert näher an eins eingestellt.
Die Gleichungen 3 und 4 sind Gleichungen zur Bestimmung von α. α = 1 – (D – 1)/(Dmax – 1) Gleichung 3 α = max{1 – (D – 1)/(Dmax-allowed – 1), 0} Gleichung 4
Der Wert D ist die Anzahl von Zeitschlitzen 36₁ –36_n zwischen dem Zeitschlitz der letzten Streckendämpfungsschätzung und dem ersten Zeitschlitz der Sendenachricht, was als Zeitschlitzverzögerung bezeichnet wird. Beträgt die Verzögerung einen Zeitschlitz, ist α eins. D_max ist die maximal mögliche Verzögerung. Ein typischer Wert für einen Rahmen mit fünfzehn Zeitschlitzen ist sieben. Beträgt die Verzögerung D_max, ist α null. D_max-allowed ist die maximal zulässige Zeitschlitzverzögerung zur Verwendung der Leistungssteuerung mit offener Schleife. Ist die Verzögerung größer als D_max-allowed, wird die Leistungssteuerung mit offener Schleife effektiv ausgeschaltet, indem α = 0 gesetzt wird. Mit Hilfe des Sendeleistungspegels P_TS, der durch eine Sendeleistungs-Berechnungsvorrichtung 98 bestimmt ist, wird die Sendeleistung der Sendenachricht festgelegt.
5 und 6 vergleichen die Leistungsfähigkeit der Systeme mit gewichteter äußerer Schleife/offener Schleife, offener Schleife und geschlossener Schleife. Die Simulationen in 5 und 6 wurden für eine etwas andere Version des Algorithmus für die äußere Schleife/gewichtete offene Schleife durchgeführt. In dieser Version wird das Soll-SIR in jedem Block aktualisiert. Ein SIR_TARGET wird erhöht, wenn ein Blockfehler detektiert wurde, und verringert, wenn kein Blockfehler detektiert wurde. Das System mit äußerer Schleife/gewichteter offener Schleife nutzte Gleichung 2. Gleichung 3 diente zur Berechnung von α. Die Simulationen verglichen die Leistungsfähigkeit der Systeme, die einen Sendeleistungspegel des UE 32₁ steuerten. Für die Simulationen wurde jeder Block mit 16 CRC-Bits aufgefüllt. In der Simulation war jeder Block 4 Rahmen lang. Ein Blockfehler lag vereinbarungsgemäß vor, wenn mindestens zwei Rohbitfehler über einen Block auftraten.
Dem Aufwärtsnachrichtenkanal ist ein Zeitschlitz je Rahmen zugeordnet. Das Soll für die Blockfehlerrate beträgt 10%. Das SIR_TARGET wird alle 4 Rahmen aktualisiert. Die Simulationen betreffen die Leistungsfähigkeit dieser Systeme für ein UE 32₁ , das sich mit 30 Kilometern je Stunde bewegt. Die simulierte Basisstation verwendete Zweiantennendiversity zum Empfang, wobei jede Antenne einen Dreifinger-RAKE-Empfänger hatte. Die Simulation approximierte einen realistischen Kanal und eine SIR-Schätzung auf der Grundlage einer Mittambelfolge vom Bursttyp-1-Feld in Gegenwart von additivem weißem Gaußschem Rauschen (AWGN). Die Simulation verwendete einen Kanal vom Typ Pedestrian B nach Festlegung der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) sowie QPSK-Modulation. Angenommen wurde, daß Störpegel keine Unbestimmtheit hatten. Kanalcodierverfahren wurden nicht berücksichtigt. L₀ war auf 0 dB eingestellt.
Das Diagramm 120 von 5 zeigt die Leistungsfähigkeit, die man im Hinblick auf den erforderlichen E_S/N_O-Wert für eine BLER von 10^–1 als Funktion der Zeitverzögerung zwischen dem Aufwärtszeitschlitz und dem jüngsten Abwärtszeitschlitz erwartet. Die Verzögerung ist durch die Anzahl von Zeitschlitzen ausgedrückt. E_S ist die Energie des komplexen Symbols. 5 demonstriert, daß bei Ignorierung von Verstärkungs-/Störungsunbestimmtheiten die Leistungsfähigkeit des kombinierten Systems nahezu identisch mit der des Systems mit gewichteter offener Schleife ist. Für alle Verzögerungen zeigt das kombinierte System eine bessere Leistung als das System mit geschlossener Schleife.
In Gegenwart von Verstärkungs- und Störungsunbestimmtheiten ist der Sendeleistungspegel des Systems mit offener Schleife gegenüber dem Nennwert entweder zu hoch oder zu niedrig. Im Diagramm 122 von 6 wurde eine Verstärkungsunbestimmtheit von –2 dB verwendet. 6 zeigt die BLER als Funktion der Verzögerung. Die Anfangsreferenz SIR_TARGET für jedes System war auf ihren aus 5 erhaltenen entsprechenden Nennwert eingestellt, um eine BLER von 10^–1 zu erreichen. 6 zeigt, daß bei Vorhandensein von Verstärkungsunbestimmtheit sowohl das kombinierte als auch das System mit geschlossener Schleife die erwünschte BLER erreichen. Die Leistungsfähig keit des Systems mit gewichteter offener Schleife ist stark beeinträchtigt.

Claims

Spreizspektrum-Zeitduplex-Teilnehmergerät, das unter Verwendung von Rahmen mit Zeitschlitzen für die Kommunikation kommuniziert, wobei das Teilnehmergerät aufweist: Einrichtungen (82, 88) zum Empfangen, in einem ersten Zeitschlitz, einer ersten Kommunikation mit einem Sendeleistungspegel und zum Empfangen des Sendeleistungspegels, eines Störpegels und von Zielausrichtungen von einer Basisstation und Einrichtungen (92) zum Messen eines Leistungspegels der ersten Kommunikation; eine Einrichtung (94) zur Bestimmung einer Pfaddämpfungsschätzung teilweise auf der Basis des gemessenen Leistungspegels und des Sendeleistungspegels der ersten Kommunikation; Einrichtungen (108, 82) zum Senden einer zweiten Kommunikation in einem zweiten Zeitschlitz mit einem eingestellten Sendeleistungspegel an die Basisstation; wobei das Teilnehmergerät dadurch gekennzeichnet ist, daß es aufweist: eine Einrichtung (101) zum Aktualisieren eines Zielsignals-Störverhältnisses auf der Basis der empfangenen Zielausrichtungen; Einrichtungen (96, 98, 106) zum Einstellen des Sendeleistungspegels für das Senden der zweiten Kommunikation in dem zweiten Zeitschlitz durch Addieren der mit einem ersten Faktor α mit einem Wert zwischen null und eins gewichteten Pfaddämpfungsschätzung und einer mit einem zweiten Faktor (1 – α) gewichteten Langzeit-Pfaddämpfungsschätzung zu dem Störpegel, zu dem aktualisierten Zielsignal- Störverhältnis und zu einem konstanten Wert, wobei α eine Qualität der bestimmten Pfaddämpfungsschätzung ist.
Teilnehmergerät nach Anspruch 1, das ferner aufweist: eine Einrichtung (94) zum Bestimmen der Langzeit-Pfaddämpfungsschätzung zumindest teilweise auf der Basis eines Mittels der Pfaddämpfungsschätzungen für Kommunikationen, die von dem Teilnehmergerät empfangen werden.
Teilnehmergerät nach Anspruch 2, das ferner aufweist: eine Einrichtung (96) zum Bestimmen der Qualität α der Pfaddämpfungsschätzung, die teilweise auf einer Anzahl von Schlitzen D zwischen dem ersten und zweiten Zeitschlitz basiert.
Teilnehmergerät nach Anspruch 3, wobei eine maximale Zeitschlitzverzögerung D_max ist und α bestimmt wird durch: α = 1 – (D – 1)/(Dmax – 1).
Teilnehmergerät nach Anspruch 3, wobei eine maximal zulässige Zeitschlitzverzögerung D_{max-zulässig} ist und die bestimmte Qualität α bestimmt wird durch: α = max{1 – (D – 1)/(Dmax-zulässig –1), 0}.