DE60032914T2

DE60032914T2 - Sendeleistungsregelung

Info

Publication number: DE60032914T2
Application number: DE60032914T
Authority: DE
Inventors: Torgny Palenius
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2020-09-30
Also published as: USRE46027E1; AU7549500A; EP1216522B1; JP2003510950A; ES2279768T3; CN1241334C; EP1216522A1; CN1377535A; US6904290B1; DE60032914D1; WO2001024402A1; JP4481545B2

Description

Diese Anmeldung bezieht sich auf und beansprucht Priorität von der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/156,699 mit dem Titel: „Setting of Power Offsets in the Uplink of a Radio Communication System", eingereicht am 30. September 1999.
Hintergrund
Diese Erfindung betrifft die Steuerung von Leistungslevels von übertragenen Signalen in Telekommunikationssystemen, insbesondere in Funkkommunikationssystemen.
Gute Übertragungsleistungs-Steuerungsverfahren sind für Kommunikationssysteme wichtig, die viele Sender aufweisen, die gleichzeitig senden, um die wechselseitigen Störungen derartiger Sender zu minimieren, während eine hohe Systemkapazität sichergestellt wird. Als ein Beispiel ist eine derartige Leistungssteuerung für Kommunikationssysteme wichtig, die ein Breitband-Code-Multiplexen (W-CDMA – Wideband Code Division Multiple Access) verwenden. In Abhängigkeit der Systemeigenschaften kann eine Leistungssteuerung in derartigen Systemen zur Übertragung in dem Uplink (Aufwärtsverbindung) (z.B. für Übertragungen von einem entfernt gelegenen Endgerät an das Netzwerk), in dem Downlink (Abwärtsrichtung) (z.B. für Übertragungen von dem Netzwerk zu dem entfernt gelegenen Endgerät) oder für beide wichtig sein.
Um einen verlässlichen Empfang eines Signals an einer entfernt gelegene Station zu erreichen, sollte das Signal-zu-Störungsverhältnis (SIR) des empfangenen Signals eine vorgeschriebene Schwelle für jede entfernt gelegene Station (bezeichnet als ein „benötigter Signal-zu-Störungs"-Level oder SIR_req) überschreiten. Wie zum Beispiel in 1 gezeigt, betrachten wir den Fall, in dem drei entfernt gelegene Stationen jeweils drei Signale auf einem gemeinsamen W-CDMA-Kommunikationskanal empfangen. Jedes der Signale hat einen entsprechenden Energielevel, nämlich die Energielevel E1, E2 bzw. E3. Ebenso liegt auf dem Kommunikationskanal ein bestimmter Rauschlevel (N) vor. Damit die erste entfernt gelegene Station ihr beabsichtigtes Signal geeignet empfängt, muss das Verhältnis zwischen E1 und den aggregierten Levels von E2, E3 und N oberhalb des benötigten Signal-zu-Störungs-Verhältnisses SIR_req der ersten Station liegen. Um das SIR eines empfangenen Signals zu verbessern, kann die Energie des übertragenen Signals in Abhängigkeit des SIR, das an dem Empfänger gemessen wird, erhöht werden. Eine Technik zum Steuern von Übertragungsleistung in Funkkommunikationssystemen in dieser Weise wird gemeinhin als eine schnelle Leistungssteuerungsschleife bezeichnet. Gemäß dieser Technik wird ein anfängliches SIR-Ziel basierend auf einer gewünschten Qualität-des-Dienstes (QoS – quality of service) für einen bestimmten Verbindungs- oder Diensttyp festgelegt. Für nichtorthogonale Kanäle können die tatsächlichen SIR-Werte, die von einer bestimmten entfernt gelegenen Station oder Basisstation gemessen werden, ausgedrückt werden als:
Das SIR wird von dem Empfänger gemessen und wird verwendet, um zu bestimmen, welche Leistungssteuerungsbefehle an den Sender gesendet werden. Falls zum Beispiel das gemessene SIR an einer entfernt gelegenen Station kleiner als das Ziel-SIR beträgt, wird ein Leistungssteuerungsbefehl an die Basisstation gesendet, der die Basisstation anweist, die Übertragungsleistung zu erhöhen. Falls im Gegensatz das gemessene SIR größer ist als das Ziel-SIR, weist der übertragende Leistungssteuerungsbefehl die Basisstation an, die Übertragungsleistung zu vermindern.
Eine langsame Leistungssteuerungsschleife kann dann verwendet werden, um den SIR-Zielwert auf einer andauernden Basis einzustellen. Ein entfernt gelegner Stations-Empfänger kann zum Beispiel die Qualität des Signals messen, das von der Basisstation empfangen wird, unter Verwendung von z.B. bekannten Bit-Fehlerraten- oder Rahmen-Fehlerraten-Techniken (BER- oder FER-Techniken). Auf Grundlage der empfangenen Signalqualität, die während des Verlaufs einer Verbindung zwischen dem Sender und dem Empfänger fluktuieren kann, kann die langsame Leistungssteuerungsschleife das SIR-Ziel einstellen, das von der schnellen Leistungssteuerungsschleife in der entfernt gelegenen Station verwendet wird, um die Uplink-Übertragungsleistung zu steuern. Ähnliche Techniken können verwendet werden, um die Downlink-Übertragungsleistung zu steuern.
Ein Nachteil zu dieser Technik für eine Leistungssteuerung ist, dass ein Erhöhen der Energie, die mit Signalen verknüpft ist, die zu einer entfernt gelegenen Station übertragen werden, die Störung erhöht, die mit Signalen verknüpft ist, die zu anderen benachbarten entfernt gelegenen Stationen übertragen werden. Daher müssen Funkkommunikationssysteme einen Mittelweg zwischen den Anforderungen aller entfernt gelegenen Stationen finden, die den gleichen gemeinsamen Kanal teilen. Eine stationäre Zustandsbedingung ist erreicht, wenn die SIR-Anforderungen für alle entfernt gelegenen Stationen innerhalb eines gegebenen Funkkommunikationskanals erfüllt sind. Allgemein gesprochen kann der ausgeglichene stationäre Zustand durch Übertragen zu jeder entfernt gelegenen Station unter Verwendung von Leistungslevels erreicht werden, die weder zu hoch noch zu niedrig sind. Ein Übertragen von Nachrichten bei unnötig hohen Levels erhöht eine Störung, die an jeder entfernt gelegenen Station erfahren wird, und begrenzt die Anzahl an Signalen, die erfolgreich auf dem gemeinsamen Kanal übermittelt werden können, z.B. reduziert die Systemkapazität.
Systemkapazität wird immer wichtiger, da die Verbrauchernachfrage nach Funkkommunikationsdiensten wächst. Die Hinzufügung von Diensten wie z.B. Fax, E-Mail, Video, Internet-Zugriff, usw. und der Benutzerwunsch auf unterschiedliche Arten von Diensten zur gleichen Zeit zuzugreifen, z.B. Videokonferenzen, benötigt eine effiziente Verwendung der Systemressourcen.
Eine Technik zum Handhaben unterschiedlicher Arten von Datenkommunikation bezieht ein Bereitstellen eines unterschiedlichen Funkträgers für jeden Dienst ein, der ebenso als ein Transportkanal oder eine Transport-Format-Kombination (TFC – transport format combination) bezeichnet wird. Ein Funkträger stellt die Fähigkeit zur Informationsübertragung über die Funkschnittstelle bereit und ist unter anderen Eigenschaften durch eine Informationsübertragungsrate (z.B. Bit-Rate oder Durchsatz) und Verzögerungsanforderungen gekennzeichnet. Ein Funkträger trägt entweder Benutzerdaten oder Steuerungssignale. Typischer Weise wird ein Funkträger für einen bestimmten Dienst verwendet, z.B. Sprache. In Abhängigkeit der Bandbreiten-Anforderungen für jeden Funkträger kann ein Funkträger mehrere physikalische Kanäle aufspannen oder mehrfache Funkträger können einen physikalischen Kanal teilen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren Funkträgern wird typischer Weise ein Benutzer einem oder mehreren physikalischen Datenkanälen (PDCH – Physical Data Channels) oder dedizierten physikalischen Datenkanälen (DPDCH – Dedicated Physical Data Channels) zugeordnet, die Benutzer Bits tragen. Ein Benutzer oder Endgerät wird typischer Weise einem physikalischen Steuerungskanal (PCCH – Physical Control Channel) oder einem dedizierten physikalischen Steuerungskanal (DPCCH – Dedicated Physical Control Channel) zugeordnet, auf dem Overhead-Steuerungsinformation bei einer konstanten Bit-Rate zu dem Benutzer getragen wird, z.B. Bit-Rateninformation der zugeordneten PDCHs, Übertragungsleistungs-Steuerungs-Bits und Pilot-Symbole, der verwendet werden kann, um die SIR-Messungen durchzuführen, die bei dem schnellen Leistungssteuerungs-Schleifenprozess verwendet werden.
Der DPCCH wird bei einem Leistungslevel übertragen, der benötigt wird, um eine geeignete Leistungssteuerung sicher zu stellen, z.B. um eine adäquate Qualität der empfangenen Leistungssteuerungs-Bits sicher zu stellen. Im Allgemeinen gibt es eine minimale Qualität-des-Dienstes (QoS), die von dem DPCCH eingehalten werden muss, um eine geeignete Leistungssteuerung sicher zu stellen. Um die gewünschte QoS einzuhalten, muss der Leistungslevel, bei dem der DPCCH übertragen wird, zumindest einen minimalen Level erreichen. Zum Beispiel wird der DPCCH in einem W-CDMA typischer Weise mit einem konstanten Spreizfaktor übertragen und bei einem Leistungslevel, der benötigt wird, um eine geeignete Leistungsfähigkeit des TFCI-Dekodierens und eine Rückkopplung der Information in den FBI-Bits sicher zu stellen.
Eine minimale QoS muss ebenso von dem DPDCH eingehalten werden. Jedoch hängt der Leistungslevel des DPDCH ebenso von der Datenrate ab.
Die DPDCHs und DPCCHs werden typischer Weise bei unterschiedlichen Leistungslevels basierend auf ihren unterschiedlichen Anforderungen übertragen. Daher gibt es einen Leistungsversatz zwischen den DPDCHs und den DPCCHs.
Leistungsversätze zwischen dem Uplink-DPDCH- und -DPCCH-Kanälen in einem beispielhaften Breitband-CDMA-System werden in dem Partnerschaftsprojekt der dritten Generation spezifiziert, Technical Specification Group Radio Access Network, Spreading and Modulation (FDD) 3G TS 25.213, V3.1.0. Beispiele von Leistungssteuerungs-Techniken, die derartige Versätze einbeziehen, können in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 08/874,907 gefunden werden, unter dem Titel „Multiple Code Channel Power Control in a Radio Communication System", eingereicht am 16. Juni, 1997.
Die Art und Weise, in der diese Versatzwerte bestimmt und aktualisiert werden, z.B. wenn Datenraten variieren, die mit TFC verknüpft sind, ist noch nicht definiert. Beim Berücksichtigen wie derartige Versätze zu verwalten sind, ist es wichtig, zu erkennen, dass, falls das Verhältnis zwischen der Übertragungsleistung des DPCCHs und der Übertragungsleistung des DPDCHs fehlerhaft ist, die Leistungssteuerungs-Schleife, die auf dem DPCCH arbeitet, das falsche SIR-Ziel aufweist. Dies führt entweder zu einer verminderten Leistungsfähigkeit auf dem DPDCH, da das E_b/I_o-Verhältnis (empfangenes Signal-zu-Störungs-Verhältnis) des DPDCHs im Vergleich zu vorherigen Schlitzen vermindert wird, oder zu einer guten Qualität auf den DPDCH, jedoch bei einem unnötig hohen Leistungslevel, der die Störung auf anderen Kanälen erhöht.
Demgemäß gibt es eine Notwendigkeit für eine Technik zum Verwalten von Leistungsversätzen zwischen Kanälen, insbesondere Datenkanälen und Steuerungskanälen, in Funkkommunikationssystemen.
WO 97/18 643 offenbart ein Verfahren und Gerät zur Leistungssteuerung in einem Mobilkommunikationssystem. Ziele des Verfahrens und des Gerätes sind eine robuste Kommunikationsverbindung unter Überblendungsbedingungen bereit zu stellen und sicher zu stellen, dass mobile Stationen in der Lage sind, auf Änderungen in einem Ausbreitungspfad zu reagieren. Es ist beschrieben, dass die Übertragungsleistung einer Basisstation und/oder einer mobilen Station in Abhängigkeit einer Anzahl von unterschiedlichen Bedingungen erhöht oder vermindert werden kann. Jedoch spricht WO 97/18 643 nicht das Problem des Verwaltens von Leistungsversetzen zwischen Kanälen in Funkkommunikationssystemen an.
EP 0 893 889 A2 offenbart ein CDMA-Kommunikationsgerät mit Vorrichtungen zum Beurteilen einer Übertragungsrate und Vorrichtungen zum Steuern einer Übertragungsleistung, so dass Übertragungen bei einer gleichförmigen Übertragungsleistung ausgeführt werden können. Hierbei kann die Erzeugung von bestimmten zyklischen Pulsen unterdrückt werden und der nachteilige Einfluss von diesen zyklischen Pulsen kann dadurch vermieden werden. Jedoch spricht EP 0 893 889 A2 auch nicht das Problem des Verwaltens von Leistungsversetzen zwischen Kanälen in Funkkommunikationssystemen an.
Zusammenfassung
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Technik zum Steuern von Leistungsversätzen zwischen Datenkanälen und Steuerungskanälen bereitzustellen, um eine Signalverschlechterung und Signalstörung zu vermeiden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführung werden dieses und andere Ziele durch ein Verfahren und einen Apparat zum Steuern einer Übertragungsleistung erreicht. Eine Datenrate von zumindest einem ersten Kanal wird bestimmt und die Übertragungsleistung des zumindest ersten Kanals wird auf Grundlage der bestimmten Datenrate gesteuert. Die Übertragungsleistung kann basierend auf einem Leistungsverhältnis zwischen zumindest dem ersten Kanal und einem zweiten Kanal eingestellt werden und das Verhältnis kann basierend auf der Datenrate des ersten Datenkanals eingestellt werden. Der erste Kanal kann ein Datenkanal sein und der zweite Kanal kann ein Steuerungskanal sein. Das Verhältnis wird derart eingestellt, dass ein Leistungsversatz zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal proportional zu der Datenrate des ersten Kanals ist. Das Verhältnis kann basierend auf der Codierrate, Datenübertragungsrate und/oder eines Raten-Anpassungsparameters eingestellt werden. Die Übertragungsleistung kann ebenso basierend auf empfangenen Leistungssteuerungsbefehlen eingestellt werden. Die Übertragungsleistung kann in dieser Weise in der Uplink- oder der Downlink-Richtung eingestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale und Ziele der Erfindung des Anmelders werden durch Lesen dieser Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verstanden, in denen:
1 ein Graph einer Leistung gegen eine Frequenz für ein beispielhaftes Spreizspektrum-System ist;
2 eine Basisstation und eine mobile Station darstellt, die in einem Funkkommunikationssystem kommunizieren;
3 einen beispielhaften Sender/Empfänger darstellt, in dem die vorliegende Erfindung implementiert sein kann;
4 eine Übertragungs-verarbeitende-Kette gemäß einer beispielhaften Ausführung abbildet;
5 ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen von Versatzparametern darstellt;
6 eine beispielhafte Implementierung zum Einstellen von Übertragungsleistung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und
7 ein Verfahren zum Einstellen von Übertragungsleistung gemäß einer beispielhaften Ausführung darstellt.
Detaillierte Beschreibung
Obwohl diese Beschreibung in dem Zusammenhang von zellularen Kommunikationssystemen liegt, die tragbare oder mobile Funktelefone einbeziehen, ist es für den auf dem Gebiet tätigen Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung des Anmelders auf andere Kommunikationsanwendungen angewendet werden kann. Obwohl darüber hinaus die Erfindung in W-CDMA-Kommunikationssystemen verwendet werden kann, kann diese ebenso in anderen Arten von Kommunikationssystemen verwendet werden.
2 stellt eine beispielhafte Zelle 50 dar, in der eine Basisstation (BS) 100 mit einer mobilen Station (MS) 110 kommuniziert. Obwohl eine MS 100 gezeigt wird, werden die auf dem Gebiet tätigen Fachleute anerkennen, dass die Basisstation 100 Verbindungen mit vielen Stationen konkurrierend unterstützen kann. Zum Zwecke dieser Beschreibung ist eine Interaktion zwischen einer einzelnen MS und dem Netzwerk ausreichend, um die Leistungssteuerungs- Techniken gemäß der vorliegenden Erfindung darzustellen. Zum Zwecke dieser beispielhaften Ausführung betrachten wir, dass das in 2 abgebildete System unter Verwendung einer CDMA-Technologie mit geduplexten Downlink- und Uplink-Kanälen arbeitet. In diesem Beispiel werden der MS 110 drei physikalische Uplink-/Downlink-Kanäle DPCCH, DPDCH1 und DPDCH2 zugeordnet, wie dies durch die drei bidirektionalen Pfeile angezeigt ist. Natürlich werden die auf dem Gebiet tätigen Fachleute anerkennen, dass die physikalischen Kanäle in der Natur unidirektional sind, und dass eine MS eine unterschiedliche Anzahl von physikalischen Kanälen aufweisen kann, die dieser im dem Downlink statt in dem Uplink zugeordnet sind. Zum Beispiel kann eine Internetverbindung mehr Downlink-Bandbreite als Uplink-Bandbreite benötigen. Die Datenrate kann ebenso auf dem Downlink und dem Uplink unterschiedlich sein, z.B. eine Internetverbindung kann lediglich einen Kanal mit einer hohen Downlink-Datenrate und einer niedrigeren Uplink-Datenrate aufweisen.
In dem Zusammenhang eines beispielhaften W-CDMA-Systems wird ein physikalischer Kanal durch seinen Code (z.B. Kanalisierung, Verschlüsseln oder einer Kombination von diesen) und seine Frequenz identifiziert. In dem Downlink überträgt die BS 100 zu der MS 110 unter Verwendung eines bestimmten Leistungslevels, der mit jedem der physikalischen Kanäle verknüpft ist. In dem Uplink kommuniziert die MS 110 mit der BS 100 unter Verwendung eines bestimmten Leistungslevels, der mit jedem physikalischen Kanal verknüpft ist. Obwohl nicht gezeigt, ist die BS 100 in Kommunikation mit einem Funknetzwerk-Steuergerät (RNC – Radio Network Controller) über eine mobile Vermittlungsstelle (MSC – Mobile Switching Center), die wiederum mit einem öffentlich geschalteten Telefonnetzwerk (PSTN – Public Switched Telephone Network) verbunden ist.
In 3 wird ein beispielhafter Sender/Empfänger gezeigt. Zum Zwecke dieser Beschreibung kann der Sender/Empfänger als die MS 110 betrachtet werden. Jedoch wird anerkannt, dass eine BS ähnliche Komponenten enthalten kann. Wie in 3 gezeigt, umfasst die MS 110 einen Empfänger 22, der in einer herkömmlichen Weise arbeitet, um ein Signal von einer Antenne 20 zu filtern, zu verstärken und zu demodulieren. Ein erster Decoder 24 wird zum selektiven Empfangen und Dekodieren eines Signals bereitgestellt, das von der BS 100 übertragen wird, z.B. auf dem DPCCH. Genauso werden Signale auf anderen Kanälen, die dem MS 110 zugewiesen sind, z.B. DPDCH1 und DPDCH2, bei zweiten und dritten Dekodern 26 bzw. 27 dekodiert. Die Ausgabedaten von diesen Dekodern werden von dem Prozessor 25 in einer bekannten Weise verwendet, um die beförderte Information zu rekonstruieren und auszugeben, z.B. um die Audio- und Video-Ausgabe einer drahtlos übertragenen Video-Konferenz bereit zu stellen. Zur gleichen Zeit kann Information, die während des dekodierenden Prozesses erhalten wird, verwendet werden, das SIR des Signals zu bestimmen, das von der MS 110 empfangen wird und um andere Qualitäts-Messungen durchzuführen, z.B. BER- und FER-Berechnungen. Zum Beispiel kann die SIR- und Qualitäts-Messeinheit 28a das SIR des Signals berechnen, das von der MS 110 empfangen wird, wie in Gleichung (1) auf Seite 2 beschrieben. Das berechnete SIR kann von der Uplink-TPC-Entscheidungseinheit 28b verwendet werden, um zu bestimmen, welche Leistungssteuerungsbefehle (z.B. „herauf" oder „herab") und Leistungsversatzwerte in den Nachrichten einzuschließen, die auf dem Uplink zur Verwendung der BS 100 in ihrer Leistungssteuerungseinheit (nicht gezeigt) gesendet werden sollen. Die BER- und/oder FER-Messungen können unter Verwendung einer bekannten Technik in der Downlink-Qualitäts-Messeinheit 28c durchgeführt werden.
Das gemessene BER und/oder FER wird dem Prozessor 25 von der Downlink-Qualitäts-Messeinheit 28c aus zugeführt. Der Prozessor 25 verwendet die Qualitätsmessungen, um die Leistungsversatzwerte einzustellen, die zu dem Leistungslevel-Steuergerät 29 geliefert werden.
Die Information, die auf dem Uplink auf dem DPCCH, DPDCH1 und DPDCH2 übertragen werden soll, wird weiter verarbeitet, z.B. moduliert und dann übertragen. Der Leistungslevel, bei dem die unterschiedlichen physikalischen Kanäle übertragen werden, wird von dem Leistungslevel-Steuergerät 29 gesteuert und kann zwischen Kanälen variieren. Das Leistungslevel-Steuergerät 29 steuert die Uplink-Übertragungsleistung basierend auf den Leistungsversatzwerten, die von der BS 100 empfangen werden oder von der MS 110 berechnet werden, und den Downlink-Übertragungsleistungs-Steuerungs-Befehlen (DLTPC – downlink transmit power control), die von der BS 100 übertragen werden.
Nachdem eine beispielhafte Basisstation und eine beispielhafte mobile Station zum Übermitteln von Information über eine Vielzahl von physikalischen Kanälen, auf denen ein oder mehrere Funkträger abgebildet werden können, und zum Durchführen unterschiedlicher Signalstärken- und Qualitätsmessungen beschrieben wurde, werden nun beispielhafte Techniken zum Erzeugen der Leistungssteuerungsbefehle und Leistungsversatzwerte gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 4 beschrieben. In 4 wird eine beispielhafte Übertragungs-verarbeitende-Kette abgebildet, in der jedes TFC unter Verwendung eines Satzes von Funktionseinheiten verarbeitet wird, die im Allgemeinen durch das Bezugszeichen 200 bezeichnet werden. Jeder Sender kann eine Vielzahl derartiger verarbeitender Ketten 200 umfassen, eine für jeden Verkehrskanal.
Ein zyklisches Redundanz-Überprüfungsfeld (CRC – cyclic redundancy check) wird an einen Datenteil angehängt, der mit einem ersten TFC in einer CRC-Anhangeinheit 210 verknüpft ist. Blockverkettung und Codeblock-Segmentierung werden in einer Verkettungs-/Segmentierungseinheit 220 durchgeführt. Kanalkodieren, z.B. Faltungs-Kodieren, wird in einer Kanal-Kodiereinheit 230 durchgeführt und Funkrahmen-Ausgleich-Operationen werden in einer Funkrahmen-Ausgleichseinheit 240 ausgeführt. Die Ausgabe der Funkrahmen-Ausgleichseinheit 240 wird einem ersten Verschränkungsprozess bei einer ersten Verschränkungseinheit 250 durchgeführt, bevor diese in Funkrahmen in einer Funkrahmen-Segmentierungseinheit 260 geteilt wird. Die resultierenden Funkrahmen sind einem Raten-Anpassen in einer Raten-anpassenden Einheit 270 ausgesetzt, die die Übertragungsraten zwischen TFCs koordiniert.
Die Raten-anpassende Einheit 270 punktiert oder wiederholt Datenbits in Abhängigkeit der Anzahl von Bits, die auf allen Kanälen in einem Rahmen übertragen werden sollen, und der Datenrate jeden Kanals. Die Menge der Punktierung/Wiederholung ist proportional zu einem Raten-anpassenden Parameter (RM). Der Raten-anpassende Parameter RM wird verwendet, um die Kanäle zu prioritisieren und wird von der BS 100 an die MS 110 signalisiert.
Die Raten-angepassten Funkrahmen von jedem TFC werden zusammen in einer multiplexenden Einheit 280 in Vorbereitung zur Übertragung multiplext. Der resultierende Datenstrom wird basierend auf dem physikalischen Kanal, in den übertragen werden soll, in einer Segmentierungseinheit 285 segmentiert und ein zweiter Verschränkungsprozess wird in einer zweiten Verschränkungseinheit 288 für die Daten jedes Kanals durchgeführt. Die Ausgaben der zweiten Verschränkungseinheiten 288 werden dann auf ihren jeweiligen physikalischen Kanälen abgebildet, z.B. durch Spreizen der Ausgabe zugewiesenen Spreizcodes, die mit diesen in einer physikalischen abbildenden Einheit 290 verknüpft sind. Die Leistungslevel der übertragenen physikalischen Kanäle werden dann durch Gewichten von diesen mit einem Verstärkungsfaktor gemäß den Leistungslevel-Versätzen zwischen den DPDCHs und den DPCCHs angepasst. Wenn ein neuer TFC (z.B. mit einer unterschiedlichen Datenrate als ein vorheriger TFC) übertragen werden soll, wird ein neuer Versatzwert benötigt.
Die Verstärkungsfaktoren für einen Steuerungskanal und einen Datenkanal β_c bzw. β_d können explizit von der BS 100 an die MS 110, z.B. in dem DPCCH, für jeden TFC übertragen werden, wie in dem oben referenzierten Dokument „Spreizen und Modulation" spezifiziert. Wenn die Verstärkungsfaktoren β_c und β_d für jeden TFC übertragen werden, können die β-Werte verwendet werden, um die Uplink-Übertragungsleistung in der MS 110 beim Start des ersten Schlitzes Maß zu schneidern, wobei ein neuer TFC verwendet wird. Zum Beispiel kann die Ausgabe-Übertragungsleistung zur gleichen Zeit, bei der die β-Werte geändert werden, gemäß der folgenden Gleichung geändert werden:
wobei

P_{out,ürevious}: die Ausgabeleistung in dem Schlitz ist bevor der neue TFC verwendet wird;
β_d,current: der β_d-Wert ist, der für den neuen TFC verwendet wird;
β_c,current: der β_c-Wert ist, der für den neuen TFC verwendet wird;
β_d,previous: der β_d-Wert ist, der für den vorherigen TFC verwendet wird;
β_c,previous: der β_c-Wert ist, der für den vorherigen TFC verwendet wird; und
TPC: die Änderung in der Übertragungsleistung ist, die aus dem Übertragungs-Steuerungsbefehl resultiert, der gemäß dem Übertragungs-Leistungs-Steuerungsverfahren übertragen wird.

Als eine Alternative zum expliziten Übertragen der Verstärkungsfaktorwerte jedes Mal wenn ein TFC geändert wird, kann ein Mechanismus bereitgestellt werden, durch den die MS 110 und die BS 100 den Leistungsversatz berechnen können, z.B. basierend auf der Änderung in Datenraten, die für unterschiedliche TFCs verwendet werden. Der Leistungsversatz zwischen dem DPDCH und DPCCH kann derart bestimmt werden, dass

(1) das übertragene E_b (vor dem Kodieren) auf dem DPDCH ungeachtet der zu übertragenden Datenrate konstant bleibt und
(2) die Übertragungsleistung, die für den DPCCH verwendet wird, außer für den Leistungssteuerungs-Leistungsschritt konstant bleibt, so dass die Leistungssteuerungsmechanismen nicht beeinflusst werden.

Gemäß einer beispielhaften Ausführung kann der Leistungsversatz zwischen den Kanälen gemäß der Bit-Rate der Transportkanäle eingestellt werden. Diese Lösung funktioniert gut, wenn alle der TFCs die gleiche Kodierrate und Ratenanpassenden Parameter aufweisen, jedoch nicht so gut, wenn die TFCs unterschiedliche Kodierraten aufweisen. Die Gesamt-Kodierrate muss berücksichtigt werden. Diese Kodierrate R_c,tot umfasst die Kodierrate des tatsächlichen Kodierers, R_c und die Raten-anpassende Rate R_c,rate. Die gesamte Kodierrate R_c,tot kann durch R_c,tot = Rc·Rc, rate gegeben werden. Daher sollten zusätzlich zu Änderungen in einer Datenrate sowohl die Kodierrate als auch die Raten-anpassenden Parameter berücksichtigt werden, wenn bestimmt wird, wie der Leistungsversatz einzustellen ist. Darüber hinaus sollte eine Bestimmung des Versatzes auf Information basieren, die die Datenrate beschreibt, bevor die Ratenanpassung durchgeführt wird. Ansonsten wird lediglich der Spreizfaktor berücksichtigt, da jeder Rahmen, der auf dem Uplink übertragen werden soll, aufgefüllt wird, nachdem die Ratenanpassung in Einheit 270 durchgeführt wird.
Der beispielhafte Raten-anpassende Algorithmus, der in der Raten-anpassenden Einheit 270 verwendet wird, hat die Eigenschaft, dass die Kanal-Bitrate und dadurch die Leistungseinstellung von jedem TFC proportional zu der Summe
ist, wobei N_i die Anzahl von Bits ist, die von der Funkrahmen-Segmentierungseinheit 260 für TFC i', wie in 4 gezeigt, geliefert werden, und RMi der signalisierte Ratenanpassende Parameter für den TFC ist. Wenn diese Information für das Verhältnis der Leistung zwischen der DPDCH-Übertragungsleistung und der DPCCH-Übertragungsleistung verwendet wird, werden die Coderate und die Raten-anpassenden Parameter für die unterschiedlichen TFC-Kanäle berücksichtigt, bevor eine Ratenanpassung durchgeführt wird.
Unter Berücksichtigung der vorangegangenen Überlegungen kann der Leistungsversatz für jeden Rahmen basierend auf der folgenden Ungleichung bestimmt werden:
wobei der Index „signaled" anzeigt, dass der Parameter auf den TFC bezogen ist, für den die β-Werte signalisiert werden, und der Index „current" anzeigt, dass der Parameter auf den TFC bezogen ist, für den die β-Werte berechnet werden sollen.
Die gegenwärtigen β-Werte sollten auf den Wert quantisiert werden, der das nächst höhere Amplitudenverhältnis erzielt. Im Interesse der Einfachheit kann einer der β-Werte auf 1,0 gesetzt werden und die Werte sind daher immer wohl definiert. Falls β_d 1,0 beträgt, sollte β_c herunter quantisiert werden und falls β_c 1,0 beträgt, sollte β_d zu dem nächst höheren Wert quantisiert werden. Insbesondere kann diese Ungleichung verwendet werden, um die näherungsweisen β-Parameter unter Verwendung des in 5 gezeigten Verfahrens zu berechnen.
Bei Schritt 500 wird die Rate_TFCj für alle TFCs berechnet, bei der der Satz der β-Werte signalisiert wird. Der Parameter Rate_TFCj wird für den TFC „j" definiert als:
Bei Schritt 510 wird die Rate_TFC für den TFC berechnet, bei dem die β-Werte berechnet werden sollen. Bei Schritt 520 wird der TFC, der (Rate_TFCj – Rate_TFC) minimiert, als die Basis zur Berechnung des β-Satzes verwendet. Bei Schritt 530 werden die näherungsweisen β-Parameter unter Verwenden der folgenden Gleichung berechnet:
wobei „quantisiert" auf einen nächst höheren Wert quantisiert bedeutet. In diesem Fall ist β_c,current der Leistungsversatz.
wobei „quantisiert" quantisiert auf einen nächst niedrigeren Wert bedeutet. In diesem Fall ist β_d,current der Leistungsversatz.
Die Ausgabeleistung bei der Übertragungsantenne kann, nachdem der Leistungsversatz geändert wird, derart gesteuert werden, dass der gegenwärtige Rahmen des DPCCHs bei der gleichen Leistung wie der vorherige Rahmen bleibt, außer für irgendeine Leistungsänderung, die durch das Leistungs-Steuerungsverfahren in der inneren Schleife erzeugt wird. Daher gibt es für den DPCCH einen Leistungsschritt zwischen dem vorherigen Schlitz und dem gegenwärtigen Schlitz, der der erste Schlitz mit dem neuen Ratenanpassen ist.
Die Leistungsversätze, die für jeden physikalischen Datenkanal bestimmt werden, können verwendet werden, um Information auf denjenigen Kanälen bei unterschiedlichen Leistungslevels unter Verwendung irgendeiner gewünschten Schaltkreis-Konfiguration zu übertragen. Ein beispielhaftes Gerät zum Implementieren dieser Leistungsversätze wird in 6 dargestellt. In 6 wird jeder der DPDCH1, DPDCH2 und DPCCH durch ihre eittzigartigeri Spreiz-Codes C_{Spread,DPDCH1}, C_{Spread,DPDCH2}, C_Spread,DPCCH bei den Mischern 600, 610 bzw. 620 gespreizt. In 6 wird angenommen, dass β_c 1 beträgt. Daher wird kein Wichten des Steuerungskanals DPCCH benötigt. Vor dem Summiertwerden mit anderen physikalischen Kanälen bei einem Addierer 660 und dem Verschlüsseltwerden bei einem Mixer 670, wird DPDCH1 durch einen Verstärker mit variabler Verstärkung 630 eingestellt (verstärkt). Die Verstärkung des Verstärkers 640 wird durch Leistungssteuerungsbefehle eingestellt, die von der Leistungssteuerungseinheit 650 (z.B. das Leistungslevel-Steuergerät 29 der MS 110) geliefert werden als auch durch die Verstärkungsfaktoren gemäß Gleichung 1. Die β-Werte werden z.B. in der Leistungssteuerungseinheit 650, basierend auf den empfangenen Leistungssteuerungsbefehlen, der Datenrate und den Raten-anpassenden Parametern aller Kanäle sowie den signalisierten Versatzparametern berechnet. Die Übertragungsleistung des DPCH2 ist von derjenigen des DPCCH in einer ähnlichen Weise unter Verwendung der Leistungssteuerungseinheit 640 versetzt. Leistungssteuerungsbefehle, die von z.B. der BS 100 empfangen werden, werden bei dem Verstärker 680 verwendet, um das Ausgabesignal zu einzustellen.
7 stellt ein Verfahren zum Einstellen einer Übertragungsleistung gemäß beispielhafter Ausführungen dar. Das Verfahren beginnt bei einem Schritt 700, bei dem eine Datenrate von zumindest einem ersten Kanal, z.B. einem Datenkanal, bestimmt wird. Zur Einfachheit der Darstellung wird lediglich ein Datenkanal beschrieben. Jedoch wird anerkannt werden, dass mehrere Datenkanäle verwendet werden können. Bei Schritt 710 wird ein Verhältnis der Leistungen zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal, z.B. einem Steuerungskanal, basierend auf der bestimmten Datenrate eingestellt, z.B. eine Datenübertragungsrate. Das Verhältnis kann ebenso basierend auf einer Kodierrate und/oder einem Raten-anpassenden Parameter eingestellt werden. Der Ratenanpassende Parameter kann in der in 5 beschriebenen Weise berechnet werden oder kann z.B. von einer Basisstation empfangen werden. Bei Schritt 720 wird die Übertragungsleistung des ersten Kanals basierend auf dem eingestellten Verhältnis eingestellt. Obwohl die Schritte 710 und 720 zur Erleichterung der Erklärung getrennt dargestellt wurden, wird anerkannt werden, dass diese Schritte gleichzeitig durchgeführt werden können, z.B. kann die Leistung kann eingestellt werden, wenn das Verhältnis eingestellt wird. Bei Schritt 730 wird die Übertragungsleistung der ersten und zweiten Kanäle basierend auf Leistungsteuerungsbefehlen eingestellt.
Gemäß beispielhafter Ausführungen wird eine Technik zum Handhaben eines Leistungsversatzes zwischen Kanälen bereitgestellt, wie zum Beispiel Datenkanälen und Steuerungskanälen. Die Technik stellt sicher, dass Signale mit ausreichender Ausgabeleistung übertragen werden, während Störungen zwischen den Signalen minimiert werden.
Gemäß beispielhafter Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist durch Setzen des Leistungsversatzes zwischen dem DPDCH und dem DPDCH, proportional zu der Anzahl von Bits, die von einer Funkrahmen-Segmentierungseinheit ausgegeben werden, und Ratenanpassenden Parametern zu sein, die in einer Raten-anpassenden Einheit verwendet werden, der Leistungsversatz proportional zu der Rate des Transportkanals. Wenn sich die Datenrate eines DPDCHs ändert, wird die Ausgabeleistung und das Amplitudenverhältnis zwischen dem DPDCH und DPCCH in einer Weise geändert, die durch ein Endgerät bestimmt werden kann, z.B. einer mobilen Station. In dieser Weise bleiben sowohl die Leistungssteuerungsschleife und die Art und Weise, in der der DPCCH detektiert wird, unbeeinflusst, da die Leistung des DPCCHs nicht auf Grund eines geänderten TFCs geändert wird. Zur gleichen Zeit werden die Daten, die auf dem DPDCH übertragen werden, unter Verwendung der gleichen Bit-Energie übertragen, was impliziert, dass eine Leistungsfähigkeit, z.B. eine empfangene Signalqualität auf dem DPDCH, im Allgemeinen unbeeinflusst ist.
Obwohl in den oben beschriebenen beispielhaften Ausführungen einem Benutzer ein DPCCH zugewiesen wird, der als Referenzkanal verwendet werden kann, mit Bezug auf den Leistungsversatzbefehle für zugeordnete DPDCHs erzeugt werden können, erkennen auf dem Gebiet tätige Fachleute an, dass einige Systeme keine DPCCHs in dieser Weise verwenden brauchen. Falls ein DPCCH nicht einem Benutzer zugewiesen wird, kann irgendein anderer Kanal, z.B. einer der DPDCHs, als der Referenzkanal verwendet werden.
Es ist selbstverständlich, dass die Erfindung des Anmelders nicht auf die oben beschriebenen bestimmten Ausführungen begrenzt ist und dass Modifikationen von auf dem Gebiet tätigen Personen durchgeführt werden können. Zum Beispiel kann ein Referenz-TFC verwendet werden, der ein Flag umfasst, das übertragen wird, das als eine Basis zum Bestimmen verwendet werden kann, wie der Leistungsversatz einzustellen ist. Der Umfang der Erfindung des Anmelders wird durch die folgenden Ansprüche bestimmt und irgendeine und alle Modifikationen, die in diesen Umfang fallen, sind beabsichtigt, darin eingeschlossen zu sein.

Claims

Verfahren zum Steuern von Übertragungsleistung mit den Schritten: Bestimmen einer ersten Datenrate (200) von zumindest einem ersten Kanal (DPDCH), Steuern der Übertragungsleistung von zumindest dem ersten Kanal (DPDCH) auf Grundlage der bestimmten Datenrate (710); und Einstellen eines Leistungsverhältnisses zwischen dem zumindest ersten Kanal (DPDCH) und einem zweiten Kanal (DPCCH) auf Grundlage der Datenrate des zumindest ersten Kanals (DPDCH), wobei die Übertragungsleistung von dem zumindest ersten Kanal (DPDCH) unter Verwendung des eingestellten Verhältnisses gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zumindest erste Kanal (DPDCH) ein Datenkanal ist, und der zweite Kanal (DPCCH) ein Steuerkanal ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis so eingestellt wird, dass ein Leistungsversatz zwischen dem zumindest ersten Kanal (DPDCH) und dem zweiten Kanal (DPCCH) proportional zu der Datenrate des ersten Kanals (DPDCH) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis auf Grundlage der Codierrate eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis auf Grundlage der Datenübertragungsrate eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis auf Grundlage eines Ratenanpassungsparameters (RM) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter mit Empfangen von Leistungssteuerbefehlen und Einstellen der Übertragungsleistung auf Grundlage der empfangenen Leistungssteuerbefehle (730).
Vorrichtung zum Steuern von Übertragungsleistung mit: einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Datenrate von zumindest einem ersten Kanal (DPDCH); Vorrichtung zum Steuern der Übertragungsleistung von dem zumindest ersten Kanal (DPDCH) auf Grundlage der bestimmten Datenrate; und einer Vorrichtung zum Einstellen eines Leistungsverhältnisses zwischen dem zumindest ersten Kanal (DPDCH) und dem zweiten Kanal (DPCCH) auf Grundlage der Datenrate des zumindest ersten Kanals (DPDCH), wobei die Vorrichtung zum Steuern der Übertragungsleistung das eingestellt Verhältnis verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der zumindest erste Datenkanal (DPDCH) ein Datenkanal ist und der zweite Kanal (DPCCH) ein Steuerkanal ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Verhältnis so eingestellt wird, dass der Leistungsversatz proportional zur Datenrate des zumindest ersten Kanals (DPDCH) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Verhältnis auf Grundlage der Codierrate eingestellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Verhältnis auf Grundlage der Datenübertragungsrate eingestellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Verhältnis auf Grundlage eines Ratenanpassungsparameters (RM) eingestellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, weiter mit einer Vorrichtung zum Einstellen der Leistung der ersten und zweiten Kanäle auf Grundlage von Leistungssteuerbefehlen.