DE60217193T2

DE60217193T2 - Verfahren, einrichtung und system zur bestimmung einer sendeleistung für arq-bezogene neuübertragungen

Info

Publication number: DE60217193T2
Application number: DE60217193T
Authority: DE
Inventors: 908-2-3 Zhuyan Jiu Jie Fang ZHAO; 908-2-3 Hong Ming Jiu Jie Fang ZHENG; Hao Cheng Guang Jia Yuan GUAN
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2022-11-06
Also published as: EP1559233B1; WO2004042992A1; DE60217193D1; US20060268880A1; US7573860B2; AU2002368322A1; EP1559233A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System für das Bestimmen einer angepassten Übertragungsleistung, die für Wiederübertragungen zu verwenden ist, die durch eine automatische Wiederholungsanforderung (ARQ) initiiert werden. Insbesondere wird die Übertragung der Daten über ein Kodemultiplex-(CDMA)-System betrieben. Ein solches System ist in der WO 01/28127 beschrieben.
Aktuell befindet sich die Verbesserung der Aufwärtsverbindungsleistung in einem Breitband-Kodemultiplex-(WCDMA)-System eines universalen mobilen Telekommunikationssystems (Universale Mobile Telecommunication System, UMTS) in Entwicklung. Insbesondere befindet sich der Hochgeschwindigkeits-Aufwärtsverbindungs-Paketzugang (High Speed Uplink Packet Access, HSUPA) in der Entwicklung und Normung. In Kombination mit dieser Verbesserung der Aufwärtsverbindungsleistung mobiler, für WCDMA geeigneter Endgeräte (die hier auch als Benutzerausrüstung, UE bezeichnet wird, beispielsweise ein mobiles, für UMTS geeignetes Endgerät), die mit Basisstationen kommunizieren (die auch als Knoten B bezeichnet werden) muss eine schnelle Hybrid-ARQ (Automatic Response Request, automatische Antwortanforderung) für ein Erhöhen der Aufwärtsverbindungsdatenkommunikationsgeschwindigkeit als auch der Aufwärtsverbindungsdatenkommunikationskapazität verwendet werden, die sowohl die einzelne Aufwärtsverbindungsdatenkommunikationsgeschwindigkeit und die Kapazität von mobilen UMTS-Endgeräten als auch die gesamte Aufwärtsverbindungsdatenkommunikationsgeschwindigkeit und Kapazität innerhalb der Abdeckung einer Basisstation beeinflusst.
Bei Breitband-Kodemultiplex-(WCDMA)-Systemen werden mehrere einzelne im Prinzip unabhängige Informationsteile unter Verwendung von Kanaleinteilungsverfahren beziehungsweise Verwürfelungsverfahren kombiniert, um diese Informationsteile zur selben Zeit über einen physikalischen Kanal (das ist in einem Frequenzband) zu übertragen. Kanaleinteilungsverfahren und Verwürfelungsverfahren werden jeweils so betrieben, dass die einzelne Informationsteile durch inverse Kanaleinteilungsverfahren und inverse Verwürfelungsverfahren auf der Empfängerseite getrennt erhältlich sind. Im allgemeinen dient ein Kanaleinteilungsverfahren dazu, mehrere einzelne Informationsteile von beispielsweise einem mobilen, für WCDMA geeigneten Endgerät zu kombinieren oder zu kodieren, wohingegen Verwürfelungsverfahren dazu dienen, eine Unterscheidung von Signalen, die beispielsweise von unterschiedlichen mobilen, für WCDMA geeigneten Endgeräten erzeugt und gesendet wurden, zu erlauben.
Im Hinblick auf die Energie werden alle Signale, die sich auf die vorher erwähnten Informationsteilen beziehen, auf demselben Frequenzband zur selben Zeit überlagert, und somit addiert sich jede Signalleistung zur Gesamtsignalleistung, die innerhalb desselben Frequenzbandes übertragen wird. Unglücklicherweise sind jedoch die Gesamtsignalleistung und die Interferenz- und Rauschleistung miteinander verknüpft. Somit und wegen anderer Gründe ist eine Leistungssteuerung in Kodemultiplex-(CDMA)-Systemen und somit auch in Breitband-Kodemultiplex-(CDMA)-Systemen wesentlich.
Ein erster Hauptpunkt, der von der Leistungssteuerung angesprochen wird, wird hier als Nahe-Ferne-Problem bezeichnet. Im Fall mehrerer sendenden, für CDMA geeigneten Endgeräte, die sich in unterschiedlichen Intervallen entfernt von einer empfangenden Basisstation befinden, kann es sein, dass das sich in der Nähe befindliche, sendende, für CDMA geeignete Endgerät die entfernten, sendenden, für CDMA geeigneten Endgeräte in der Leistung übertrifft, da die Signale aller sendenden, für CDMA geeigneten Endgeräte im selben Frequenzband zur selben Zeit überlagert werden. Ein zweiter Hauptpunkt beeinflusst den Raleigh-Schwund von physikalischen Übertragungskanälen, der ein Ergebnis einer Mehrwegeausbreitung sein kann. Es sind zwei Haupttechniken an der Leistungssteuerung für Sendesignale in Breitband-Kodemultiplex-(WCDMA)-Systemen beteiligt, die Leistungssteuerung mit offener Schleife und die Leistungssteuerung mit geschlossener Schleife.
Die Leistungssteuerung mit offener Schleife erlaubt es einem Endgerät, die erforderliche Sendeleistung auf der Basis der Signalleistung, die von der Basisstation empfangen wird, und der Information über die ursprüngliche Sendeleistung der Basisstation zu schätzen. Dies führt zu einer groben Schätzung der erforderlichen Sendeleistung.
Die Leistungssteuerung mit geschlossener Schleife erlaubt es einem Empfänger (entweder ein Endgerät oder eine Basisstation), einem Sender (entweder eine Basisstation oder ein Endgerät) die Sendeleistung einzustellen. Befehle für das Einstellen der Sendeleistung basieren auf Signal-zu-Interferenz-Verhältnis-(SIR)-Messungen, die auf der Empfangsseite ausgeführt werden. Die Leistungssteuerung mit geschlossener Schleife zielt auf ein Einstellen der Sendeleistung so, dass der gemessene SIR-Wert so dicht wie möglich an einem vorbestimmten Ziel-SIR-Wert liegt. Diese Befehle werden auf physikalischen Steuerkanälen übertragen, die mit den physikalischen Datenkanälen verbunden sind, in jedem Zeitschlitz, der einem Datenpaket entspricht (im Fall von 15 Zeitschlitzen pro 10 ms 1500 Mal pro Sekunde).
Zusätzlich wird auch eine auf der Dienstgüte basierende Leistungssteuertechnik verwendet, um ein gefordertes oder gewünschtes Niveau der Dienstgüte (beispielsweise eine effektive Datenrate für eine Echtzeitanwendung) aufrecht zu halten. Im allgemeinen wird das Aufrechthalten eines geforderten oder gewünschten Niveaus der Dienstgüte durch das Aufrechthalten eines SIR-Werts auf einem entsprechenden Niveau auf der Empfangsseite erreicht. Der Ziel-SIR-Wert ist jedoch eine Funktion der Dienstgüte, beispielsweise wenn die Dienstgüte in Ausdrücken einer Rahmenfehlerrate (FER) auf der Funkschnittstelle ausgedrückt wird, so ist der Ziel-SIR-Wert eine Funktion der FER. Ein Dienst, wie ein Sprachdienst oder ein Datendienst, mit niedriger oder hoher Datenrate bestimmt die akzeptable FER und somit das Ziel-SIR. Die Leistungssteuerung mit offener Schleife ermöglicht ein Variieren des Ziel-SIR gemäß einer Dienstgüteanforderung, was indirekt die Übertragungsleistung betrifft durch das Beeinflussen der Leistungssteuerung mit geschlossener Schleife.
Neben der oben präsentierten Leistungssteuerung werden weitere die Dienstgüte verbessernde Merkmale in zellularen Kommunikationssystemen und somit insbesondere in Breitband-Kodemultiplex-(CDMR)-Systemen angewandt. Adaptive Modulations- und Kodierschemata (AMC) liefern die Flexibilität, das Modulations- und Kodierschema der Daten auf mittlere Kanalzustände für jeden Sender in einem gewissen Sendezeitrahmen anzupassen. Die adaptive Modulation und Kodierung (AMC) basiert auf einer expliziten Träger-zu-Interferenz-Verhältnis-(C/I)-Messung oder damit verbundener Messungen. Traditionellerweise wird in CDMR-Systemen (und somit auch in WCDMR-Systemen) vorzugsweise eine schnelle Leistungssteuerung verwendet, um die Datenübertragung an variierende Verbindungs-(Kanal)-Zustände anzupassen.
Die Hybrid-automatische Wiederholungsanforderung (H-ARQ) ist eine implizite Verbindungsadaptionstechnik. Bei der H-ARQ werden Bestätigungen der Verbindungsschicht für Entscheidungen für Wiederübertragungen verwendet. Es gibt viele Schemata für das Implementieren einer H-ARQ-Chase-Kombination, ratenkompatible punktierte Turbokodes und einer inkrementellen Redundanz (IR). Die inkrementelle Redundanz (IR) oder die H-ARQ Typ II sind eine andere Implementierung der H-ARQ-Technik, wo statt dem Senden einfacher Wiederholungen des gesamten kodierten Pakets, zusätzliche redundante Information inkrementell übertragen wird, wenn die Dekodierung beim ersten Versuch misslingt.
Die H-ARQ Typ III gehört auch zu der Klasse der inkrementellen Redundanz-(IR)-ARQ-Schemata. Mit der H-ARQ Typ III ist jede Wiederübertragung selbst dekodierbar, was bei der H-ARQ Typ II nicht der Fall ist. Chase-Kombinieren (was auch H-ARQ Typ III mit einer redundanten Version genannt wird) umfasst die Wiederübertragung desselben kodierten Datenpakets durch den Sender. Der Dekodierer am Empfänger kombiniert diese mehrfachen Kopien des gesendeten Pakets, gewichtet mit dem Empfangssignal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR). Somit wird ein Diversitätsgewinn (Zeitgewinn) erhalten. Bei der H-ARQ Typ II in der Version mit mehrfacher Redundanz werden verschiedene Punktierungsbits in jeder Wiederübertragung verwendet.
Aktuell ist bei der H-ARQ, die die vorher erwähnte Leistungssteueradaption beiseite lässt, die Wiederübertragungsleistung der Datenpakete gleich der Übertragungsleistung des ursprünglichen (beschädigten) Datenpakets. Beispielsweise wird im Fall einer Implementierung der H-ARQ Typ I mit Chase-Kombinieren, das ursprüngliche Datenpaket und das (erste) wieder übertragene Datenpaket auf der Empfangsseite unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen empfangenen SNR-Werte (gewichtet mit ihren empfangenen SNR-Werten) kombiniert. Das heißt, im Hinblick auf die Energie werden die Energie des ursprünglichen Datenpakets und die Energie des (ersten) wieder übertragenen Datenpakets addiert (kombiniert), gewichtet mit ihren SNR-Werten. Das sich ergebende kombinierte Datenpaket weist einen kombinierten SNR-Wert gemäß den SNR-Werten auf. Wenn der kombinierte SNR-Wert niedriger als ein dekodierter Schwellwert ist, ist das Dekodieren des kombinierten Datenpakets nicht möglich, und eine neue Wiederübertragung für das Kombinieren wird angefordert. Im anderen Fall ist das kombinierte Datenpaket, das einen kombinierten SNR-Wert aufweist, der gleich dem Dekodierschwellwert ist oder diesen übersteigt, dekodierbar. Das Ansteigen des kombinierten SNR-Wertes über den erforderlichen Dekodierschwellwert ist für das Dekodieren nicht notwendig und begrenzt die Leistung der Datenkommunikation.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, mindestens ein Verfahren für das Einstellen der Sendeleistung einer Datenwiederübertragung durch eine automatische Wiederholungsanforderung (ARQ) zu liefern. Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren für das Einstellen der Leistung der Wiederübertragung, entsprechende Vorrichtungen, die konstruiert sind, dieses Verfahren auszuführen, ein Computerprogramm und ein Softwarewerkzeug, die in den unabhängigen Ansprüchen offenbart sind, erzielt. Zusätzliche Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Das Verfahren für das Einstellen der Sendeleistung einer Aufwärtsverbindungs-Wiederübertragung, die durch eine automatische Wiederholungsanforderungen (ARQ) verursacht wird, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung überwindet die oben beschriebenen Probleme des Stands der Technik, insbesondere das unnötige Übersteigen des kombinierten SNR-Wertes und liefert eine Menge von Vorteilen, die sich daraus ergeben. Die Übertragungsleistung der Wiederübertragung(en) wird unter Bezug auf die Kanalzustände angepasst, und der Grundeinstellungsalgorithmus ermöglicht eine schnelle Optimierung der Übertragungsleistung der Daten-Wiederübertragungen auf eine flexible Weise durch das Variieren der Übertragungsleistung in einem Bereich von der Nullleistungsdeduktion relativ zur ursprünglichen Übertragungsleistung zu einer maximal reduzierten Leistung, die im System erlaubt ist, wobei das Verfahren auf verfügbarer Information basiert und keine zusätzliche Signalisierung benötigt. Die optimierte Übertragungsleistung der Daten-Wiederübertragungen ergibt einen Betrieb mit einer effizienten Signalenergie pro Bit geteilt durch die Rauschspektralenergie (E_b/N₀) in Kodemultiplex-(CDMA)-Systemen und insbesondere in Breitband-Kodemultiplex-(WCDMA)-Systemen. Die Signalenergie pro Bit geteilt durch die Rauschspektralenergie (E_b/N₀) definiert einen Wert, der erforderlich ist, um eine vordefinierte Dienstgüte (beispielsweise die Bitfehlerrate) zu erfüllen, wobei das Rauschen sowohl thermisches Rauschen als auch Interferenz einschließt. Ein Betrieb mit einer effizienten E_b/N₀ führt zu einem effizienten Kommunikationsverbindungsbetrieb und einem gesamten effizienten Betrieb einer Kommunikationszelle (beispielsweise in Bezug auf die Datenrate).
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren für das Bestimmen des Übertragungsleistungsfaktors, das mit einer i-ten Wiederübertragung während einer Aufwärtsverbindungs-Datenüberragung zwischen einem mobilen Endgerät und einer Basisstation über ein Kodemultiplex-(CDMA)-System betreibbar ist, und das eine automatische Wiederholungsanforderung (ARQ) verwendet, geliefert. Die Aufwärtsverbindungsdatenübertragung wird in einer Sequenz von ersten Übertragungen und i-ten Wiederübertragungen betrieben, wobei die ersten Übertragungen Datenpakete umfassen, die die ursprünglichen Daten enthalten, die in eine Vielzahl von Datenpaketen aufgeteilt sind, um zur Basisstation übertragen zu werden, und die i-ten Wiederübertragungen Information in Bezug auf die automatische Wiederholungsanforderung enthalten.
Das mobile Endgerät empfängt eine vordefinierte Anzahl von Statusinformationselementen, die durch ein automatischen Wiederholungsanforderungs-(ARQ)-Verfahren, das an der Basisstation betrieben wird, erzeugt werden. Ein einzelnes Statusinformationselement informiert das mobile Endgerät darüber, ob bei Datenpaketen, die vom mobilen Endgerät übertragen und von der Basisstation empfangen wurden, ein gewisses Datenpaket dekodierbar oder nicht dekodierbar ist. Somit enthält jedes Statusinformationselement mindestens entweder ein Bestätigungs-(ACK)-Element oder ein Nicht-Bestätigungs-(NACK)-Element. Ein Bestätigungselement bestätigt die Möglichkeit der Dekodierung, wohingegen ein Nicht-Bestätigungselement anzeigt, dass das Datenpaket nicht dekodierbar ist. Weiterhin kann ein Nicht-Bestätigungselement das mobile Kommunikationsgerät instruieren, ergänzende Informationselemente an die Basisstation zu übertragen, was als Wiederübertragung bezeichnet wird. Zu jedem ursprünglichen Datenpaket (erste Übertragung eines Datenpakets) können ein oder mehrere ergänzende Informationselemente an die Basisstation übertragen werden, wobei jedes durch ein getrenntes Nicht-Bestätigungselement angewiesen wird. Die eine oder die mehreren Wiederübertragungen, die einer gewissen ersten Übertragung entsprechen, werden nummeriert und als die i-te Wiederübertragung (i = 1, 2, 3, ...) bezeichnet.
Eine erste Fehlermenge wird aus den empfangenen Statusinformationselementen bestimmt, wobei die erste Fehlermenge gleich einer Anzahl der i-ten Wiederübertragungen ist, und es wird eine zweite Fehlermenge aus den empfangenen Statusinformationselementen bestimmt, wobei die zweite Menge gleich einer Anzahl von i-ten Wiederübertragungen ist, die durch die Statusinformationselemente bewirkt werden, die jeweils ein Nicht-Bestätigungselement enthalten.
Ein Fehlerverhältnis wird aus der ersten Fehlermenge und der zweiten Fehlermenge bestimmt, und ein Übertragungsleistungsfaktor wird aus einem derzeit gültigen Übertragungsleistungsfaktor und einem Übertragungsleistungskorrekturfaktor so bestimmt, dass eine Differenz zwischen dem Fehlerverhältnis und einem vordefinierten Zielfehlerverhältnis minimiert wird. Dieser neue Übertragungsleistungsfaktor ist mit den i-ten Wiederübertragungen betreibbar.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Abweichungswert aus dem Fehlerverhältnis vom vordefinierten Zielfehlerverhältnis erhalten. Wenn die erste Fehlermenge ungleich null ist, oder der erhaltene Abweichungswert ein vordefiniertes Abweichungsniveau übersteigt, werden der Übertragungsleistungskorrekturfaktor und der Übertragungsleistungsfaktor, der auf dem Übertragungsleistungskorrekturfaktor basiert, weiter bestimmt, um den Abweichungswert zu minimieren. Der Übertragungsleistungskorrekturfaktor hängt mindesten von einem Übertragungsleistungs-Korrekturschrittwert, der ersten Fehlermenge, der zweiten Fehlermenge und dem vordefinierten Zielfehlerverhältnis ab. Wenn der Abweichungswert das vordefinierte Abweichungsniveau nicht übersteigt, wird ein derzeit gültiger Übertragungsleistungsfaktor beibehalten.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Übertragungsleistungskorrekturfaktor so bestimmt, dass wenn das Fehlerverhältnis größer als das vordefinierte Zielfehlerverhältnis ist, der Übertragungsleistungsfaktor erhöht wird, und dass wenn das Fehlerverhältnis kleiner als das vordefinierte Zielfehlerverhältnis ist, der Übertragungsleistungsfaktor erniedrigt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Fehlerverhältnis ein Quotient der zweiten Fehlermenge und der ersten Fehlermenge und wird getrennt für jede i-te Wiederübertragung bestimmt, was zu einem Satz von i-ten Fehlerverhältnissen führt, wobei jedes mit der entsprechenden i-ten Wiederübertragung verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Abweichungswert ein absoluter Variationswert einer Differenz zwischen dem i-ten Fehlerverhältnis und dem vordefinierten Zielfehlerverhältnis. Das vordefinierte Abweichungsniveau mit dem der Abweichungswert verglichen wird, ist ein vordefinierter Systemparameter.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hängt das vordefinierte Abweichungsniveau, das ein vordefinierter Systemparameter ist, vom vordefinierten Zielfehlerverhältnis ab, und speziell das vordefinierte Abweichungsniveau ist direkt proportional zum vordefinierten Zielfehlerverhältnis. Insbesondere ist das vordefinierte Abweichungsniveau gleich der Hälfte des vordefinierten Zielfehlerverhältnisses.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Übertragungsleistungsfaktor ein Übertragungsleistungsreduktionsfaktor. Dieser Übertragungsleistungsreduktionsfaktor ist relativ zu einer Übertragungsleistung definiert, die für das Übertragung der ursprünglichen Datenpakete (erste Übertragung) verwendet wird.
Die vorher erwähnte Übertragungsleistung, die für das Übertragen der ursprünglichen Datenpakete verwendet wird, ist so zu verstehen, dass sie nicht durch weitere Leistungssteuermechanismen zu modifizieren ist. Der Leistungssteuermechanismus kann implementiert werden, um die gesamte Kommunikationsübertragungsleistung von Kommunikationen über die physikalischen Kanäle, die unabhängig von der "Art der Datenkommunikation" arbeiten, zu optimieren. Das heißt, wenn ein solcher weiterer Leistungssteuermechanismus oder weitere Leistungssteuermechanismen implementiert werden, wie ein Leistungssteuermechanismus mit offener Schleife oder ein Leistungssteuermechanismus mit geschlossener Schleife, die Übertragungsleistungsmodifikation, die durch den oder die Leistungssteuermechanismen verursacht wird, zu verwenden ist, nachdem die Leistungsübertragungseinstellung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Erwägung gezogen wurde.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das vordefinierte Zielfehlerverhältnis und die i-te Zielfehlerrate ein Zielrahmenfehlerverhältnis (FER) beziehungsweise eine i-te Zielrahmenfehlerrate der i-ten Wiederübertragung.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Übertragungsleistungskorrekturfaktor ein Produkt eines ersten Faktors, eines zweiten Faktors und eines dritten Faktors. Der Wert des ersten Faktors ist entweder gleich +1 oder –1. Das heißt, der erste Faktor definiert das Vorzeichen der Übertragungsleistungskorrektur. Der zweite Faktor wird durch den folgenden mathematischen Ausdruck dargestellt:
wobei C Ki / Ni ein Binomialkoeffizient ist, FER das vordefinierten Zielfehlerverhältnis ist, Ni die erste Fehlermenge ist, und Ki die zweite Fehlermenge ist. Insbesondere kann der Binomialkoeffizient C Ki / Ni auch ausgedrückt werden als
Der erste dritte Faktor ist identisch dem vorher erwähnten Übertragungsleistungskorrekturschrittwert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Kodemultiplex-(CDMA)-System ein Breitband-Kodemultiplex(WCDMA)-System, das mit einer schnellen hybriden automatischen Wiederholungsanforderung (H-ARQ) arbeitet. Insbesondere ist die hybride automatische Wiederholungsanforderung (H-ARQ) eine schnelle physikalische hybride automatische Wiederholungsanforderung (PHY H-ARQ). Die Datenpakete werden zur Basisstation über mindestens einen zugewiesenen physikalischen Datenkanal (DPDCH) und einen zugewiesenen physikalischen Steuerkanal (DPCCH) übertragen, wobei der eine oder die mehreren zugewiesenen physikalischen Datenkanäle die Daten tragen und weiter sich auf die Daten beziehende Information, und der zugewiesene physikalische Steuerkanal begleitende Steuerinformation. Der Übertragungsleistungsfaktor wird selektiv auf den mindestens einen zugewiesenen physikalischen Datenkanal (DPDCH) angewandt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Softwarewerkzeug für das Bestimmen eines Übertragungsleistungsfaktors, der mit einer i-ten Wiederübertragung betreibbar ist, vorgesehen. Das Softwarewerkzeug umfasst Programmteile für das Ausführen der Operationen der vorher erwähnten Verfahren gemäß den Ausführungsformen der Erfindung, wenn das Softwarewerkzeug in einem Computerprogramm implementiert und/oder ausgeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Computerprogramm für das Bestimmen eines Übertragungsleistungsfaktors, der mit einer i-ten Wiederübertragung betreibbar ist, vorgesehen. Das Computerprogramm umfasst Programmkodeteile für das Ausführen der Operationen der vorher erwähnten Verfahren gemäß den Ausführungsformen der Erfindung, wenn das Programm auf einer Verarbeitungsvorrichtung, einem Endgerät, einem Kommunikationsendgerät oder einem Netzgerät ausgeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das Programmkodeteile umfasst, die auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert sind, für das Ausführen der vorher erwähnten Verfahren gemäß Ausführungsformen der Erfindung, wenn das Programmprodukt auf einer Verarbeitungsvorrichtung, einem Endgerät, einem Kommunikationsendgerät oder einem Netzgerät ausgeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein mobiles Endgerät für das Bestimmen einer Übertragungsleistung, das mit der i-ten Wiederübertragung während einer Aufwärtsverbindungs-Datenübertragung an eine Basisstation betreibbar ist, vorgesehen. Somit umfasst das mobile Endgerät mindestens eine Kommunikationsschnittstelle, eine Komponente für das Bestimmen einer ersten Fehlermenge und einer zweiten Fehlermenge, eine Komponente für das Bestimmen eines Fehlerverhältnisses und eine Komponente für das Bestimmen eines Übertragungsleistungsfaktors.
Die Kommunikationsschnittstelle erlaubt das Übertragen einer Sequenz einzelner Datenpakete über ein Kodemultiplex-(CDMA)-System, das von einem automatischen Wiederholungsanforderungs-(ARQ)-Verfahren unterstützt wird, wobei eine Übertragung einer Sequenz der einzelnen Datenpakete entweder einer ersten Übertragung oder einer i-ten Wiederübertragung entspricht. Weiterhin erlaubt die Kommunikationsschnittstelle das Empfangen einer vordefinierten Anzahl von Statusinformationselementen, wobei jedes mindestens ein Bestätigungselement oder ein Nicht-Bestätigungselement gemäß der automatischen Wiederholungsanforderung (ARQ) enthält.
Die Komponente für das Bestimmen der ersten Fehlermenge und der zweiten Fehlermenge kann diese beiden Fehlermengen von der vordefinierten Anzahl von Statusinformationselementen ableiten. Die erste Fehlermenge ist gleich einer Anzahl von i-ten Wiederübertragungen, wohingegen die zweite Fehlermenge gleich einer Anzahl von i-ten Wiederübertragungen ist, wobei jede ein beantwortetes Statusinformationselement ist, das ein Nicht-Bestätigungselement enthält.
Die Komponente für das Bestimmen des Fehlerverhältnisses erlaubt das Ableiten des Fehlerverhältnisses als i-tes Fehlerverhältnis aus der ersten Fehlermenge und der zweiten Fehlermenge, und die Komponente für das Bestimmen eines Übertragungsleistungsfaktors erlaubt das Erhalten des Übertragungsleistungsfaktors aus einem derzeit gültigen Übertragungsleistungsfaktor und einem Übertragungsleistungskorrekturfaktor, der so vordefiniert ist, dass eine Differenz zwischen dem i-ten Fehlerverhältnis und einem vordefinierten Ziel-Fehlerverhältnis minimiert wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das mobile Endgerät weiter eine Komponente für das Vergleichen einer Abweichung oder Variation einer Differenz zwischen dem Fehlerverhältnis und einem vordefinierten Zielfehlerverhältnis mit einem vordefinierten Abweichungsniveau und eine Komponente für das Bestimmen einer Übertragungsleistungskorrektur. Der Übertragungsleistungskorrekturfaktor ist eine Funktion von mindestens einem Übertragungsleistungskorrekturschrittwert, der ersten Fehlermenge, der zweiten Fehlermenge und dem vordefinierten Zielfehlerverhältnis. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vergleicht die Komponente für das Vergleichen eine absolute Abweichung oder eine absolute Variation der Differenz mit dem vordefinierten Abweichungsniveau.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Komponente für das Bestimmen des Übertragungsleistungskorrekturfaktors weiter fähig, das Fehlerverhältnis und das vordefinierte Zielfehlerverhältnis zu vergleichen. Wenn das Fehlerverhältnis größer ist, wird der Übertragungsleistungskorrekturfaktor so bestimmt, dass der Übertragungsleistungsfaktor erhöht wird, und wenn das Fehlerverhältnis kleiner ist, so wird der Übertragungsleistungsfaktor erniedrigt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Komponente für das Bestimmen des Fehlerverhältnisses fähig, einen Quotienten der zweiten Fehlermenge und der ersten Fehlermenge, insbesondere getrennt für jede i-te Wiederübertragung zu berechnen, was zu einem i-ten Fehlerverhältnis führt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erlaubt die Komponente für das Bestimmen des Übertragungsleistungskorrekturfaktors das Berechnen eines ersten Faktors, eines zweiten Faktors und eines dritten Faktors. Der Wert des ersten Faktors ist entweder gleich +1 oder gleich –1. Der zweite Faktor wird durch den folgenden mathematischen Ausdruck dargestellt:
wobei C Ki / Ni ein Binomialkoeffizient ist, FER das vordefinierte Zielfehlerverhältnis ist, Ni die erste Fehlermenge ist und Ki die zweite Fehlermenge ist. Insbesondere kann der Binomialkoeffizient C Ki / Ni auch ausgedrückt werden als
Der erste dritte Faktor ist identisch dem vorher erwähnten Übertragungsleistungskorrekturschrittwert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das mobile Endgerät ein für Breitband-Kodemultiplex (WCDMA) geeignetes Gerät, das eine Datenkommunikation betreibt, die von einer schnellen hybriden automatischen Wiederholungsanforderung (H-ARQ) unterstützt wird. Insbesondere ist die hybride automatische Wiederholungsanforderung (H-ARQ) eine schnelle physikalische hybride automatische Wiederholungsanforderung (PHY H-ARQ). Die Datenpakete werden zur Basisstation über mindestens einen zugewiesenen physikalischen Datenkanal (DPDCH) und einen zugewiesenen physikalischen Steuerkanal (DPCCH) übertragen, wobei der eine oder die mehreren zugewiesenen physikalischen Datenkanäle die Daten und weiter sich auf die Daten beziehende Information tragen, und der zugewiesene physikalische Steuerkanal begleitende Steuerinformation. Der Übertragungsleistungsfaktor wird selektiv auf den mindestens einen zugewiesenen physikalischen Datenkanal (DPDCH) angewandt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein System aus einem mobilen Endgerät und einer Basisstation vorgesehen. Die Basisstation umfasst mindestens eine Kommunikationsschnittstelle für das Empfangen einer Sequenz einzelner Datenpakete, die vom mobilen Endgerät übertragen werden, und für das Übertragen von Statusinformationselementen an das mobile Endgerät. Die Statusinformationselemente, eines für jedes empfangene Datenpaket, basieren auf der automatischen Wiederholungsanforderung (ARQ) und umfassen ein Bestätigungs-/Nicht-Bestätigungselement, wie vorher erwähnt. Die automatische Wiederholungsanforderung (ARQ) wird durch eine Komponente oder eine Unterkomponente der Basisstation verarbeitet.
Das mobile Endgerät ist ein mobiles Endgerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die im Detail oben beschrieben wurde, und umfasst die vorher erwähnten Komponenten. Die Rückübertragung der Statusinformationselemente der Basisstation basieren auf einer Kommunikationsschnittstelle, und eine ARQ betreibende Komponente ist ausreichend, um das Verfahren für das Bestimmen eines Übertragungsleistungsfaktors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zu betreiben.
Für ein volleres Verständnis der Natur und der Aufgabe der vorliegenden Erfindung sollte auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen Bezug genommen werden.
1 zeigt eine schematische Zeitskizzendarstellung einer Aufwärtsübertragung und Wiederübertragung von Datenpaketen von einem Endgerät (UE) zu einer Basisstation (BS) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt ein Blockdiagramm, das schematisch die Kanaleinteilung, das komplexe Kombinieren und Spreizen einer Anzahl zugewiesener physikalischer Datenkanäle und eines damit verbundenen zugewiesenen physikalischen Steuerkanal gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 zeigt eine Betriebsfrequenz, die eine mögliche Implementierung des Leistungseinstellungsalgorithmus gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4a zeigt eine Wertematrix, die Werte enthält, die sich auf die Leistungseinstellung beziehen, die beim Leistungseinstellungsalgorithmus gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zu verwenden sind;
4b zeigt eine Betriebsfrequenz, die eine weitere mögliche Implementierung des Leistungseinstellungsalgorithmus zeigt, die auf einer Leistungseinstellwertematrix basiert, wie sie in 4a gezeigt ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
5 zeigt ein System aus einem mobilen Endgerät (UE) und einer Basisstation (BS), die den Leistungseinstellungsalgorithmus für eine Datenaufwärtsverbindungskommunikation gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwenden.
Dieselben oder ähnliche Teile, Merkmale und/oder Operationen, die in den Figuren gezeigt sind, werden unter Verwendung derselben Bezugszahlen angegeben.
1 zeigt eine schematische Zeitskizzendarstellung, die Aufwärtsverbindungsübertragungen und Wiederübertragungen von Datenpaketen von einem Endgerät (UE) zu einer Basisstation (BS) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Das Endgerät übermittelt Daten an die Basisstation über ein Kodemultiplexsystem, wie ein Breitbandkodemultiplex-(WCDMA)-System, wie es in einem universalen mobilen Kommunikationssystem (UMTS) implementiert ist. Die Daten werden in mehrere Datenpakete (die den Zeitrahmen entsprechen) segmentiert, die über einen oder mehrere Datenaufwärtsverbindungskanäle vom UE an die BS zu übertragen sind, und es wird ein H-ARQ-Verfahren verwendet, das eine Rücksignalisierung von der BS an das UE und die Bestimmung des Inhalts der Datenpakete, die wieder übertragen werden, umfasst. Das heißt, die die Datenpakete empfangende BS prüft jedes empfangene Datenpaket und überträgt ein Bestätigungs- oder ein Nicht-Bestätigungssignal über einen anzeigende Abwärtsverbindungskanal an das UE zurück. Ein Bestätigungssignal (ACK) zeigt dem UE an, dass das vorher übertragene Datenpaket fehlerfrei (erfolgreich) übertragen wurde, so dass die BS das Datenpaket dekodieren konnte. Ein Nicht-Bestätigungssignal (NACK) zeigt dem UE an, dass das vorher übertragende Datenpakete fehlerhaft (das heißt nicht erfolgreich, nicht dekodierbar) übertragen wurde, so dass die BS zusätzliche Daten, die durch eine Wiederübertragung eines Datenpakets geliefert werden, für die Dekodierung benötigt. Die zusätzlichen Daten, die im wieder übertragenen Datenpaket enthalten sind, werden durch das verwendete H-ARQ-Verfahren bestimmt und basieren auf dem ursprünglich übertragenen Datenpaket. Eine Kombination des übertragenen Datenpakets, das fehlerhaft empfangen wurde, und einem oder mehreren wieder übertragenen zusätzlichen Datenpakete sollte schließlich die Dekodierung des ursprünglichen Datenpakets erlauben.
Folgende Annahmen werden gemacht: die maximale Anzahl von Wiederübertragungen wird auf 1 gesetzt, und neue Pakete werden sogar in dem Fall übertragen, wenn diese maximale Anzahl von Wiederübertragungen überschritten wird (hier sogar in dem Fall, dass die erste Widerübertragung eines Datenpakets fehlerhaft ist). Die Verzögerung zwischen einer Übertragung und einer möglicherweise erforderlichen Wiederübertragung wird auf zwei (Zeit-) Rahmen festgesetzt, wobei ein Datenpaket in einem (Zeit-) Rahmen übertragen wird.
Die Wiederübertragungsleistungseinstelldauer wird so ausgewählt, dass sie eine Dauer von 10 Rahmen aufweist, das heißt über 10 empfangenen Bestätigungssignalen oder Nicht-Bestätigungssignalen anhält. Entsprechend ist ein Leistungseinstellbefehl Pi_cmd für die i-te Wiederübertragung für i Datenpaketübertragungen über 10 Rahmen gültig, bevor er wieder auf der Basis der vorhergehenden Wiederübertragungsleistungseinstellungsperiode bestimmt wird. Das heißt der Leistungseinstellbefehl P1_cmd für die erste Widerübertragung ist gültig für die ersten Datenpaketwiederübertragungen, der zweite Leistungseinstellbefehl P2_cmd für die zweite Wiederübertragung ist gültig für die zweiten Datenpaketwiederübertragungen, und so weiter. Hier ist, weil die maximale Anzahl von Wiederübertragungen auf 1 festgesetzt wurde, nur der Leistungseinstellbefehl P1_cmd für die erste Wiederübertragung dargestellt und in die Zeitsequenz der Datenpakete eingeschlossen.
Da keine Wiederübertragungsleistungseinstellauswerteperiode von 10 (Zeit-) Rahmen (wie sie oben ausgeführt und angenommen wurde) für den Leistungseinstellungsbefehl P1_cmd für die erste Wiederübertragung verfügbar ist, wird ein anfänglicher Leistungseinstellbefehl P1_cmd,initial für die erste Wiederübertragung verwendet, das heißt, anfänglich wird der Leistungseinstellbefehl P1_cmd für die erste Wiederübertragung so gesetzt, dass gilt P1_cmd = P1_cmd,initial, wobei beispielsweise P1_cmd,initial = 0 dB. Dieser anfängliche Leistungseinstellbefehl P1_cmd,initial kann durch einen (vordefinierten) Systemparameter definiert werden, was hier zu einer anfänglichen Einstellung des Leistungseinstellbefehl P1_cmd,initial für die erste Wiederübertragung von 0 dB führt. Dieser (vorbestimmte) Systemparameter ist ein vom System definierter Parameter. Beispielsweise kann dieser vom System bestimmte Parameter in Abhängigkeit von bekannten Zuständen, wie der Dienstgüte (QoS), die vorher erhalten wurden, variieren, und die für das Schätzen dieses anfänglichen Leistungseinstellbefehl P1_cmd,initial für die erste Wiederübertragung anwendbar ist. Das Setzen des Leistungseinstellbefehls P1_cmd für die erste Wiederübertragung auf dem Wert 0 dB entspricht einer nicht reduzierten Übertragungsleistung für die erste Wiederübertragung im Vergleich zur ursprünglichen Übertragungsleistung für die ersten Datenpaketübertragungen. Alternativ kann der Leistungseinstellbefehl P1_cmd für die erste Wiederübertragung einen Wert aufweisen, der zu einer reduzierten Übertragungsleistung für die ersten Wiederübertragungen führt, das heißt beispielsweise P1_cmd,initial = –3 dB. Analog werden weitere anfängliche Einstellbefehle P1_cmd,initial für die i-te Wiederübertragungen (nicht gezeigt) als (vordefinierte) vom System definierte Parameter definiert, was entsprechend und analog erfolgt zur Beschreibung, die im Detail unter Bezug auf den anfänglichen Leistungseinstellbefehl P1_cmd,initial für die erste Wiederübertragung angegeben wurde.
Diese Annahmen werden gemacht, um die dargestellte beispielhafte Datenpaketaufwärtsverbindungsübertragung in einer klaren und verstehbaren Weise zu präsentieren, um das erfinderische Konzept darzustellen. Die Annahmen begrenzen nicht den Umfang der Erfindung, der nur durch die begleitenden Ansprüche definiert wird.
Nachfolgend wird die 1 im Detail in Verbindung mit den oben definierten Annahmen beschrieben.
32 einzelne Datenpakete sind als Kästen dargestellt, die eine Datenpaketnummer 1, 2, 3, ..., 32 enthalten, wobei die weißen Kästen die ersten Übertragungen von Datenpaketen (die die ursprünglichen Daten enthalten) und die grau schattierten Kästen, die ersten Wiederübertragungen von Datenpaketen, verursacht dadurch, dass die vorhergehenden ersten Übertragungen der empfangenen Datenpakete von der BS nicht dekodierbar sind, darstellen. Die Kästen, die die ersten Wiederübertragungen der Datenpakete darstellen, enthalten jeweils die ursprüngliche Datenpaketnummer 3', 6', 7' ..., 29', auf die sich die erste Wiederübertragung und das entsprechende Datenpaket beziehen.
Die Datenpakete werden in einer zeitlichen Sequenz von einem UE zu einer BS über einen Datenaufwärtsverbindungskanal übertragen. Ein ACK/NACK-Signalisierungskanal erlaubt es der BS, dem UE anzuzeigen, ob das empfangene Datenpaket dekodierbar oder nicht dekodierbar ist. Die Signalisierungsinformation auf dem ACK/NACK-Signalisierungskanal ist durch eine Sequenz von Kästen dargestellt, die jeweils einen Buchstaben A oder einen Buchstaben N enthalten, wobei die Signalisierungsinformation um einen (Zeit-) Rahmen versetzt ist. Der Buchstabe A, der in einem weißen Kasten enthalten ist, stellt ein Bestätigungssignal dar, das anzeigt, dass das empfangene Datenpaket von der BS dekodierbar ist, wohingegen ein Buchstabe N, der in einem grau schattierten Kasten enthalten ist, ein Nicht-Bestätigungssignal darstellt, das anzeigt, dass das empfangene Datenpaket der ersten Übertragung von der BS nicht dekodierbar ist, das heißt es auf der Basis der Daten und der Information, die für die BS derzeit verfügbar sind (zum Moment der Signalisierung) nicht dekodierbar ist. Ein Nicht-Bestätigungssignal, das sich auf eine erste Übertragung bezieht, weist das UE an, ein Datenpaket zum ersten Mal mit dem verwendeten H-ARQ-Mechanismus wieder zu übertragen. Weiterhin stellt ein Buchstabe N in einem schwarz gefärbten Kasten ein Nicht-Bestätigungssignal dar, dass das empfangene Datenpaket der ersten Übertragung in Kombination mit dem Datenpaket der ersten Wiederübertragung, die auf dem Datenpaket der ersten Übertragung basiert, weiterhin von der BS nicht dekodierbar ist. Ein Nicht-Bestätigungssignal, das sich auf eine erste Wiederübertragung bezieht, weist das UE an, die Daten mit dem verwendeten H-ARQ-Mechanismus ein zweites Mal wieder zu übertragen. Da angenommen wird, dass die maximale Zahl der Wiederübertragungen auf eins beschränkt ist, wird eine neue erste Übertragung vom UE initiiert.
Die ersten 11 Datenpakete (das sind die Datenpakete 1, 2, 3, 4, 3', 5, 6, 7, 6' und 7', 8) werden vom UE zur BS übertragen, wobei die Datenpakete 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 jeweils erste Übertragungen von Datenpaketen sind. Gemäß der dargestellten ACK/NACK-Signalisierungsinformation zeigt die BS dem UE (um einen Rahmen versetzt) an, dass die Datenpakete 1, 2, 4, 3', 5', 6' und 7' erfolgreich übertragen wurden, so dass sie dekodierbar sind. Ein Nicht-Bestätigungssignal, das mit dem Datenpaket 3 verbunden ist, bewirkt eine erste Wiederübertragung des Datenpakets 3' (das sich auf das Datenpaket 3 bezieht) zwei Rahmen später, wie das oben beschrieben und definiert ist. Dasselbe ist für die Datenpakete 6 und 7 dargestellt, wo in Bezug auf diese erste Wiederübertragungen des Datenpakets 6' und des Datenpakets 7' jeweils zwei Rahmen später ausgeführt werden.
Ein Leistungseinstellbefehl für die erste Wiederübertragung ist für diese ersten 11 Datenpakete gültig, wobei der Leistungseinstellbefehl für die erste Wiederübertragung insbesondere für die erste Wiederübertragung von Datenpaketen, das heißt den Datenpaketen 3', 6' und 7', gültig ist. Erste Übertragungen von Datenpaketen werden jeweils mit einer Übertragungsleistung ausgeführt, die vom verwendeten Kommunikationssystem bestimmt wird. Da keine Wiederübertragungsleistungseinstellauswerteperiode von 10 (Zeit-) Rahmen (wie sie oben angenommen, definiert und beschrieben wurde) für das Ableiten eines Leistungseinstellbefehls für eine erste Wiederübertragung ableitbar ist, wird ein anfänglicher Leistungseinstellbefehl P1_cmd für die erste Wiederübertragung anfänglich auf 0 dB festgesetzt. Wie vorher erwähnt wurde, gibt der Leistungseinstellbefehl P1_cmd für die erste Wiederübertragung an, dieselbe Übertragungsleistung wie für die erste Übertragung der Datenpakete zu verwenden (beispielsweise P1_cmd,initial = 0 dB). Die Übertragungsleistung für die erste Wiederübertragung wird nicht reduziert. Dies ist in einem Aufwärtsverbindungsdatenpaketleistungssäulendiagramm dargestellt. Die Höhe der Säulen, die in Linie mit den dargestellten Datenpaketen angeordnet sind, spiegeln eine Übertragungsleistung wieder, je kürzer die Höhe desto niedriger die Übertragungsleistung.
Die ACK/NACK-Signalisierungsinformation, die mit den Datenpaketen 1 bis 7' verbunden ist, wird ausgewertet (Wiederübertragungsleistungseinstellauswerteperiode 1), und ein Leistungseinstellbefehl P1_cmd Nr. 1 für die erste Wiederübertragung wird aus dieser Auswertung abgeleitet. Weitere Leistungseinstellbefehle (Pi_cmd, Nr.1, wobei i > 1) sind nicht dargestellt, da die maximale Anzahl von gestatteten Wiederübertragungen auf 1 gesetzt wurde. Der P1_cmd Nr. 1 ist für die folgenden 10 (Zeit-) Rahmen gültig, dargestellt als Wiederübertragungsleistungseinstellperiode 1, die die Datenpakete 9 bis 16 umfasst. Der P1_cmd, Nr. 1 gibt an, eine reduzierte Übertragungsleistung für die erste Wiederübertragung zu verwenden (wenn angezeigt ist, dass eine erste Wiederübertragung notwendig ist). Die reduzierte Übertragungsleistung ist für die erste Wiederübertragung des Datenpakets 9' (das sich auf Datenpaket 9 bezieht) und die erste Wiederübertragung des Datenpakets 14' (das sich auf das Datenpaket 14 bezieht) dargestellt, wobei beide mit einer niedrigeren Übertragungsleistung ausgeführt werden, was als kürzere Leistungssäulen (Säulen 9' und 14') dargestellt ist. Jede der ersten Wiederübertragungen des Datenpakets 9' und 14' wird durch eine vorhergehende Nicht-Bestätigungssignalisierungsinformation verursacht, die vom UE gleichzeitig mit dem Übertragen der Datenpakete 10 beziehungsweise 15 empfangen wird.
Weiterhin wird die ACK/NACK-Signalisierungsinformation einer Wiederübertragungsleistungseinstellauswerteperiode 2 (NACK-Signalisierungsinformation, die mit den Datenpaketen 8 bis 14' verbunden ist) ausgewertet, und es wird daraus ein neuer Leistungseinstellbefehl (P1_cmd, Nr. 2) für die erste Wiederübertragung abgeleitet. Der P1_cmd, Nr. 2 ist für die folgenden 10 (Zeit-) Rahmen gültig, was als Wiederübertragungsleistungseinstellperiode 2 dargestellt ist, die die Datenpakete 17 bis 22' einschließt. Die Übertragungsleistung für die ersten Wiederübertragungen von Datenpaketen (P1_cmd, Nr. 2) wird nochmals im Vergleich zu P1_cmd, Nr. 1 erniedrigt, was man für die erste Wiederübertragung der Datenpakete 17', 20' und 22' sehen kann. Wenn man sich auf das Datenpaket 17 konzentriert, so wird eine erste Übertragung von der BS als nicht dekodierbar angezeigt, so dass eine erste Wiederübertragung des Datenpakets 17', das sich auf das Datenpaket 17 bezieht, mit reduzierter Übertragungsleistung gemäß P1_cmd, Nr. 2 angewiesen wird durch eine Nicht-Bestätigungssignalisierungsinformation, die während der ersten Übertragung des Datenpakets 18 empfangen wird. Die erste Wiederübertragung des Datenpakets 17' wird 2 Rahmen nach der ersten Übertragung des Datenpakets vorgenommen (wie das oben definiert ist), das heißt direkt in dem (Zeit-) Rahmen nach der ersten Übertragung des folgenden Datenpakets 18 (relativ zum Datenpaket 17). Eine Nicht-Bestätigungssignalisierungsinformation, die mit der ersten Wiederübertragung des Datenpakets 17' verbunden ist, die während der ersten Übertragung des Datenpakets 19 empfangen wird, zeigt dem UE an, dass die Kombination des empfangenen Datenpakets 17 und des empfangenden Datenpakets 17' (das Information gemäß dem verwendeten H-ARQ-Verfahren enthält) dennoch von der BS nicht dekodiert werden kann. Da nur eine Wiederübertragung erlaubt ist (die maximale Anzahl der Wiederübertragungen ist auf 1 gesetzt), wird eine neue erste Übertragung ausgeführt, wie das als Datenpaket 20 dargestellt ist. Wieder wird angezeigt, dass die erste Übertragung des Datenpakets 20 (während der ersten Übertragung des Datenpakets 1) nicht dekodierbar ist, und gemäß den oben definierten Annahmen wird eine erste Wiederübertragung des Datenpakets 20', das sich auf das Datenpaket 20 bezieht, nach der ersten Übertragung des Datenpakets 21 ausgeführt. Weiterhin wird auch signalisiert, dass beide erste Übertragungen der Datenpakete 22 und 23 nicht dekodierbar sind, so dass die ersten Wiederübertragungen der Datenpakete 22' und 23' ausgeführt werden. In der Übertragungsleistungsdarstellung, die mit der Datenpaketübertragungsdarstellung ausgerichtet ist, kann man sehen, dass die Übertragungsleistung der ersten Wiederübertragung des Datenpakets 22' durch P1_cmd, Nr. 2 angegeben wird, wohingegen die Übertragungsleistung der ersten Wiederübertragung des Datenpakets 23' von P1_cmd, Nr. 3 angegeben wird, da die erste Wiederübertragung des Datenpakets 23' in der Wiederübertragungseinstellperiode 3 ausgeführt wird. Somit können sich die Übertragungsleistung der ersten Wiederübertragung des Datenpakets 22' und des Datenpakets 23' unterscheiden, was sie hier auch tun.
Analog wird die ACK/NACK-Signalisierungsinformation der Wiederübertragungsleistungseinstellauswerteperiode 3 (NACK-Signalisierungsinformation, die mit den Datenpaketen 16 bis 23 verbunden ist) ausgewertet, und ein neuer Leistungseinstellbefehl P1_cmd, Nr. 3 für die erste Wiederübertragung wird daraus abgeleitet. Der P1_cmd, Nr. 3 ist für die folgenden 10 (Zeit-) Rahmen gültig, was als Wiederübertragungsleistungseinstellperiode 3 dargestellt ist, die die Datenpakete 23' bis 29' enthält. Die Übertragungsleistung P1_cmd, Nr. 3 für die ersten Wiederübertragungen der Datenpakete ist im Vergleich zu P1_cmd, Nr. 2 erhöht, was man an der ersten Wiederübertragung der Datenpakete 23', 26' und 29' sehen kann. Wie vorher erwähnt wurde, wird die erste Wiederübertragung des Datenpakets 23' unter der Gültigkeit von P1_cmd, Nr. 3 in der Wiederübertragungsleistungseinstellperiode 3 ausgeführt. Es ist auch signalisiert, dass die erste Übertragung der Datenpakete 26 und 29 in dieser Wiederübertragungseinstellperiode 3 beeinträchtigt ist, so dass die entsprechende erste Wiederübertragung der Datenpakete 26' und 29' jeweils 2 (Zeit-) Rahmen nach der jeweiligen ersten Übertragung ausgeführt wird.
Weiter wird analog die ACK/NACK-Signalisierungsinformation der Wiederübertragungsleistungseinstellauswerteperiode 4 (NACK- Signalisierungsinformation, die mit den Datenpaketen 22' bis 30' verbunden ist) ausgewertet, und ein neuer Leistungseinstellbefehl P1_cmd, Nr. 4 für die erste Wiederübertragung wird daraus abgeleitet. Der P1_cmd, Nr. 4 ist für die folgenden 10 (Zeit-) Rahmen, beginnend mit der ersten Übertragung des Datenpakets 31, gültig.
Das oben beschriebene H-ARQ-Verfahren, das eine Bestätigungs-/Nicht-Bestätigungssignalisierung umfasst, die einen Sender anweist, Information wieder zu übertragen, die einer Datenübertragung entspricht, bei der die Daten nicht dekodierbar sind, und die direkt auf physikalischen Übertragungskanälen arbeitet, wird als hybride automatische Wiederholungsanforderung bezeichnet. Die wieder übertragene Information im Fall einer Nicht-Bestätigungssignalisierung hängt vom Typ und der Art des verwendeten H-ARQ-Verfahrens ab. Im Falle eines kombinierenden H-ARQ-Verfahren müssen alle empfangenen Daten, die einem gewissen Datenpaket entsprechen (das sind das erstmals übertragene Datenpaket (beschädigt, fehlerhaft), das erstmals wieder übertragene Datenpaket (Korrekturinformation) und schließlich weitere zweite, dritte, ... wiederübertragene Datenpakete), gespeichert werden, bis die Daten aus den gesamten empfangenen ursprünglichen beschädigten Daten und den Korrekturinformationsdaten dekodierbar sind. Somit hängt die maximale Anzahl der gestatteten Wiederübertragungen von der Datenspeicherkapazität des Empfängers ab oder muss an die Kapazität des Empfängers angepasst werden.
Konventionellerweise wird eine solche schnelle PHY H-ARQ in einer niedrigen Schicht einer Verbindung offener Systeme (OSI), beispielsweise der OSI-Schicht 1, der OSI-Schicht 2 oder einer zwischen der OSI-Schicht 1 und der OSI-Schicht 2 angeordneten Schicht implementiert. Die Implementierung in anderen OSI-Schichten ist problematisch oder sogar unmöglich durch die Latenzzeit, die durch die Verarbeitungsoperation, die mit den OSI-Schichten verbunden ist, verursacht wird.
2 zeigt ein Blockdiagramm, das schematisch die Kanaleinteilung, das komplexe Kombinieren (I/Q-Kombinieren) und das Spreizen einer Anzahl von zugewiesenen physikalischen Datenkanälen und einem zugehörigen zugewiesenen physikalischen Steuerkanal gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. In 1 wurde eine beispielhafte Sequenz einer Aufwärtsverbindungsdatenpaketübertragung von einem UE zu einer BS unter Verwendung des erfinderischen Konzepts für das Einstellen der Wiederübertragungsleistung präsentiert.
Bei Kodemultiplex-(CDMA)-Systemen und insbesondere bei Breitband-Kodemultiplex-(WCDMA)-Systemen wird eine Spreizkodetechnik verwendet für das Trennen mehrerer gleichzeitiger Übertragungen, die von mehreren Sendern verursacht werden, die eine Vielzahl von mobilen Endgeräten (UEs) und eine einzelne Basisstation (BS) einschließen. Darüber hinaus ist es nicht nur notwendig, fähig zu sein, die Übertragungen eines UE oder einer einzelnen BS von anderen Übertragungseinheiten zu trennen, sondern es ist auch notwendig, verschiedene gleichzeitige Übertragungen, von denen es sein kann, dass sie eine einzelne Einheit (UE oder BS) erzeugt hat, zu trennen. Das heißt, im Fall eines UE, das sowohl Dateninformation als auch Steuerinformation an eine BS überträgt, muss die BS zuerst fähig sein, die Übertragungen von diesem UE von anderen zu trennen, und als zweites muss die BS fähig sein, die Dateninformation und die Steuerinformation von diesem UE zu trennen. Eine Zweischritt-Lösung, die einen Kanaleinteilungs- und Verwürfelungsschritt umfasst, ermöglicht es, die vorher erwähnte Anforderung zu unterstützen, und sie wird unter Bezug auf 2 beschrieben, wobei man sich auf die Situation konzentriert, dass ein UE Daten an eine BS überträgt (Aufwärtsverbindungsübertragung).
In 2 ist eine Anordnung von sechs verschiedenen physikalischen Datenkanälen (zugewiesene physikalische Datenkanäle: DPDCH₁, ..., DPDCH₆) und eines physikalischen Steuerkanals (zugewiesener physikalischer Steuerkanal: DPCCH), die für eine Datenaufwärtsverbindungsübertragung verwendet werden, dargestellt. Der physikalischen Datenkanäle tragen Benutzerdaten, wohingegen der physikalische Steuerkanal Steuerinformation trägt. Einem typischen für WCDMA geeigneten UE wird es gestattet, minimal einen physikalischen Datenkanal DPDCH in Kombination mit einem physikalischen Steuerkanal DPCCH und maximal sechs physikalische Datenkanäle DPDCH₁, ..., DPDCH₆ in Kombination mit einem physikalischen Steuerkanal DPCCH für eine Datenaufwärtsverbindungsübertragung an eine BS zu verwenden.
In einer ersten Operation werden ein Satz Kanaleinteilungskodes C_d,1, C_d,2, C_d,3, C_d,4, C_d,5, C_d,6 und ein Kanaleinteilungskode C_c auf die physikalischen Datenkanäle beziehungsweise den physikalischen Steuerkanal angewandt. Die Kanaleinteilungskodes C_d,1, ..., C_d,6 sind variable Spreizfaktoren, das heißt Spreizfaktoren von beispielsweise 4, 8, 16, 32, 64, 128 und 256, die zu einer entsprechend variable Bitrate für die physikalischen Datenkanäle führen (bei einer Chiprate von 3,84 Mcps von 15 Kbps mit einer Spreizfaktorlänge 256 bis zu 960 Kbps mit einer Spreizfaktorlänge 4). Konventionellerweise werden orthogonale variable Spreizfaktor-(OVSF)-Kodes als Kanaleinteilungskodes verwendet, wobei diese rekursiv definiert sind. Der physikalische Steuerkanal wird typischerweise mit einem festen Spreizfaktor von 256 gespreizt. Die Kanaleinteilung physikalischer Kanäle unter Verwendung von variablen und festen Spreizfaktoren wird verwendet, um die physikalischen Datenkanäle einer variablen Bitrate und den physikalischen Steuerkanal mit fester Bitrate auf die Chiprate des Systems zu spreizen. Die Kanaleinteilung erlaubt es einem Empfänger (BS), die einzelnen physikalischen Datenkanäle und den physikalischen Steuerkanal eindeutig zu trennen.
Bei einer nächsten Operation werden Verstärkungsfaktoren β_d auf jeden physikalischen Datenkanal und ein Verstärkungsfaktor β_c auf den physikalischen Steuerkanal angewandt, was zu einer Gewichtung der physikalischen Datenkanäle und des physikalischen Steuerkanals führt. Konventionellerweise werden die zwei Verstärkungsfaktoren als 4-Bit-Wort kodiert, das Schritte von null und eins darstellt, wobei einer der Verstärkungsfaktoren auf eins gesetzt wird.
In einer folgenden Operation wird ein Leistungseinstellfaktor Pi_cmd für eine Wiederübertragung auf die physikalischen Datenkanäle angewandt. Der Leistungseinstellfaktor Pi_cmd für die Wiederübertragung entspricht dem vorher erwähnten Leistungseinstellbefehl Pi_cmd für die Wiederübertragung. Der Leistungseinstellfaktor Pi_cmd für die Wiederübertragung ist anwendbar in einem Fall, bei dem die physikalischen Datenkanäle Information gemäß einer Wiederübertragung eines Datenpakets tragen.
In einer folgenden Operation werden die physikalischen Datenkanäle DPDCH₁, DPDCH₃ und DPDCH₅ kombiniert zu einem gespreizten Signal auf dem sogenannten I-Zweig (In-Phase-Zweig). Die physikalischen Datenkanäle DPDCH₂, DPDCH₄ und DPDCH₆ und der physikalische Steuerkanal DPCCH werden in ein gespreiztes Signal auf dem sogenannten Q-Zweig (Quadraturzweig) kombiniert. Das kombinierte Signal auf dem I-Zweig wird mathematisch als ein Strom realer Signale (Bits) behandelt, wohingegen das kombinierte Signal auf dem Q-Zweig mathematisch als ein Strom imaginärer Signale (Bits) behandelt wird. Der Strom der realen Signale (Bits) und der Strom der imaginären Signale (Bits) werden zu einem komplexen Signal (das als I + jQ dargestellt wird) mit der Chiprate des Systems kombiniert.
In einer folgenden Operation wird der sich ergebende Strom von komplexen Signalen (Bits) einem komplexwertigen Verwürfelungskode S_DPCH,n unterworfen, der mit dem Beginn eines Übertragungs-(Zeit-)-Rahmens ausgerichtet ist. Der Verwürfelungskode S_DPCH,n dient dazu, es einem Empfänger (BS) zu erlauben, Übertragungen von anderen Sendern (UEs), die andere Verwürfelungskodes für ihre Übertragungen verwenden eindeutig zu trennen. In einer abschließenden Operation bildet der gespreizte und verwürfelte Strom komplexer Signale einen komplexwertigen Eingangsstrom für einen Quadraturphasenverschiebungsverschlüsselungs-(QPSK)-Modulator (in 2 nicht gezeigt).
Der Leistungseinstellfaktor Pi_cmd der Wiederübertragung wird nur auf die physikalischen Datenkanäle DPDCH₁, ..., DPDCH₆ und explizit nicht auf den physikalischen Steuerkanal DPCCH angewandt, so dass der physikalische Steuerkanal DPCCH für Wiederübertragungen konstant mit Leistung versorgt wird. Durch die konstante Leistungsversorgung des physikalischen Steuerkanals DPCCH wird die vorher erwähnte schnelle Leistungssteuerung an der BS von der variablen Leistungsversorgung der physikalischen Datenkanäle DPDCH₁, ..., DPDCH₆ während Wiederübertragungen nicht beeinflusst, und somit wird die Kanalschätzung der BS, die für die Leistungssteuerung erforderlich ist, durch die dargestellte adaptive Wiederübertragungsleistungseinstellung nicht gestört.
3 zeigt eine Betriebssequenz, die eine mögliche Implementierung des Leistungseinstellungsalgorithmus gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. In 1 ist eine beispielhafte Sequenz einer Datenaufwärtsverbindungsübertragung von einem UE zu einer BS, die das erfinderische Konzept für das Einstellen der Wiederübertragungsleistung verwendet, präsentiert worden. In 2 ist eine beispielhafte Implementierung für das Einstellen der Übertragungsleistung für Wiederübertragungen beschrieben worden. Das folgende Blockdiagramm illustriert ein Verfahren für das Bestimmen eines Leistungseinstellungsfaktors für eine Wiederübertragung oder eines entsprechenden Leistungseinstellbefehls Pi_cmd einer Wiederübertragung, die jeweils im Detail beschrieben werden.
Das Verfahren für das Bestimmen eines Leistungseinstellbefehls Pi_cmd für eine Wiederübertragung wird als ein Hintergrundverfahren unabhängig von anderen Verfahren, Prozessen und Prozeduren ausgeführt, und/oder es wird auf dem mobilen Endgerät (UE) ausgeführt.
Das folgende Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschreibt eine Implementierung eines Algorithmus für die Bestimmung eines Leistungseinstellbefehls Pi_cmd für die i-te Wiederübertragung, der die Übertragungsleistung einer i-ten Wiederübertragung auf dem Weg eines Leistungseinstellfaktors Pi_cmd [dB] beeinflusst, der einen Dezibelwert darstellt, der einen Reduktionsfaktor definiert. Ein Leistungseinstellfaktor Pi_cmd für die i-te Wiederübertragung gleich 0 bedeutet, dass die Übertragungsleistung für das Übertragung eines i-ten Wiederübertragungspakets gleich der Übertragungsleistung für das erstmalige Übertragen eines Datenpakets ist. Ein Leistungseinstellfaktor der i-ten Wiederübertragung Pi_cmd [dB] = Pi_cmd,min [dB] (wobei Pi_cmd,min [dB] > 0) bedeutet, dass die Übertragungsleistung einer i-ten Wiederübertragung eines Datenpakets mit dem Faktor Pi_cmd,min [dB] im Vergleich zur Übertragungsleistung der ersten Übertragung eines Datenpakets reduziert wird. Der Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,min [dB] der i-ten Wiederübertragung ist der minimal gestattete Leistungseinstellfaktor Pi_cmc,min [dB] der i-ten Wiederübertragung, und der Leistungseinstellfaktor Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung variiert im Bereich zwischen Pi_cmd [dB] = 0 und Pi_cmd [dB] = Pi_cmd,min [dB], wobei ein Leistungskorrekturschrittwert ΔPi_step [dB] der i-ten Übertragung die maximale relative Breite von Schritten definiert, mit denen die Leistungseinstellfaktoren Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung variiert werden. Der Leistungskorrekturschrittwert ΔPi_step [dB] der i-ten Übertragung ist vordefiniert.
In einer Operation S100 hat das UE eine Anzahl von M Bestätigungs- und Nichtbestätigungs- Signalisierungsinformationen als ein Ergebnis der M vorhergehenden Übertragungen und i-ten Wiederübertragungen empfangen. Die Zahl M entspricht der Anzahl der Rahmen, die sich in einer Wiederübertragungsleistungseinstellauswertungsperiode befinden, wie das oben unter Bezug auf 1 beschrieben wurde. Der Wert von M muss ausreichend größer als eine Verzögerung zwischen einer Übertragung und einer möglichen Wiederübertragung sein.
In einer Operation S105 werden die M empfangenen Bestätigungs- und Nichtbestätigungs-Signalisierungsinformationen ausgewertet. Eine erste Menge Ni wird aus der Bestätigungs- und Nicht-Bestätigungssignalisierinformation abgeleitet. Die erste Menge Ni stellt die Anzahl der i-ten Wiederübertragungen dar, die in den M ausgewerteten Rahmen aufgetreten sind. Das heißt, die Menge N1 stellt die Anzahl der ersten Wiederübertragungen dar, die Menge N2 stellt die Zahl der zweiten Wiederübertragungen dar, und so weiter.
Eine zweite Menge Ki wird aus der Bestätigungs- und Nichtbestätigungs-Signalisierinformation abgeleitet. Die zweite Menge Ki stellt die Anzahl der i-ten Wiederübertragung, die von einer Nicht-Bestätigungs-Signalisierinformation beantwortet werden, dar, die signalisiert, dass der Empfänger (oder die BS) nicht fähig war, zu dekodieren. Das heißt, die Menge K1 stellt die Anzahl der ersten Wiederübertragung dar, die von einem Empfänger (oder einer BS) empfangen wurde, auf die aber mit einer Nicht-Bestätigungs-Signalisierinformation vom Empfänger (beziehungsweise der BS) geantwortet wurde, was signalisiert, dass eine Dekodierung der Daten, die aktuell beim Empfänger (beziehungsweise der BS) verfügbar sind, noch nicht möglich ist, die Menge K2 stellt die Anzahl der zweiten Wiederübertragungen dar, die in Sequenz auf eine Nicht-Bestätigungs-Signalisierinformation, die mit der ersten Wiederübertragung verbunden ist, übertragen wird, auf die aber mit einer Nicht-Bestätigungs-Signalisierinformation vom Empfänger (beziehungsweise der BS) geantwortet wird, die signalisiert, dass eine Dekodierung der aktuell beim Empfänger (beziehungsweise der BS) verfügbaren Daten noch nicht möglich ist, und so weiter.
In einer Operation S110 wird ein i-tes Fehlerverhältnis aus der ersten Menge Ki und der zweiten Menge Ni bestimmt, das ist das i-te Fehlerverhältnis der Anzahl der i-ten Widerübertragungen, die zu nicht dekodierbaren Daten am Empfänger (beziehungsweise der BS) führen, zur Anzahl der i-ten Wiederübertragungen, die zu dekodierbaren und nicht dekodierbaren Daten am Empfänger (beziehungsweise der BS) führen, wird bestimmt. Eine i-te absolute Abweichung dieses i-ten Fehlerverhältnisses unter Betrachtung einer vordefinierten Ziel-Rahmenfehlerrate (Ziel-FER) wird bestimmt, das ist eine i-te absolute Variation zwischen dem i-ten Fehlerverhältnis und dem vordefinierten Zielrahmenfehlerverhältnis. Eine i-te absolute Abweichung befindet sich entweder über einem vorbestimmten Abweichungsniveau oder unter diesem vorbestimmten Abweichungsniveau. Das vorbestimmte Abweichungsniveau ist ein vorbestimmten Systemparameter ε, der durch das System aufgestellt wird, (das UE, die BS oder das UE in Verbindung mit der BS) in Abhängigkeit von den Zuständen, wie Kanalzuständen, geforderter Dienstgüte, Prioritäten der Datenkommunikation oder der Prioritäten der Anwendung(en), zu denen die Datenkommunikation zurück beitragen kann, etc. Der vordefinierte Systemparameter ε sollte als ein vom System definierter Parameter ε verstanden werden. Das vordefinierte Abweichungsniveau ε kann aus der Ziel-FER abgeleitet werden. Das Wort "Ziel" soll anzeigen, dass ein optimaler Wert durch einen entsprechend schwankenden Wert angenähert werden soll. Hier soll das i-te Fehlerverhältnis so dicht wie möglich an der Ziel-FER liegen.
Die folgende mathematische Gleichung stellt einen solchen Vergleich einer i-ten absoluten Abweichung und eines vordefinierten Abweichungsniveaus dar: ABS(Ki/Ni – FER) < ε (beispielsweise ε = FER/2)wobei ABS(Ki/Ni – FER) die i-te absolute Abweichung ist, die aus dem i-ten Fehlerverhältnis Ki/Ni und der vordefinierten Ziel-FER berechnet wird, und ε das vordefinierte Abweichungsniveau ist, was ein vordefinierter Systemparameter ist. Insbesondere ist das vordefinierte Abweichungsniveau ε proportional der vordefinierten FER, hier speziell ε = ½ FER, das heißt gleich der Hälfte der vordefinierten Ziel-FER.
Wenn eine i-te absolute Abweichung das vordefinierte Abweichungsniveau übersteigt, das heißt die oben präsentierte Ungleichung falsch ist, so wird der Leistungseinstellfaktor Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung neu bestimmt, und die Operationssequenz wird mit der Operation S120 fortgesetzt. Wenn die i-te absolute Abweichung niedriger als das vordefinierte Abweichungsniveau ist, das heißt die oben präsentiert Ungleichung ist wahr, so wird der derzeit gültige Leistungseinstellfaktor Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung aufrecht gehalten, und die Operationssequenz wird mit der Operation S115 fortgesetzt.
Wenn die ersten Menge Ni gleich null ist, so kann die i-te Fehlerrate nicht in der oben präsentierten Weise berechnet werden, so dass die i-te absolute Abweichung ebenfalls nicht definiert ist. Somit wird die erste Menge Ni getrennt geprüft, und wenn die erste Menge Ni gleich null ist, so wird der Leistungseinstellfaktor Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung analog aufrecht gehalten, und die Operationssequenz wird mit der Operation S115 fortgesetzt.
Die vordefinierte Ziel-FER wird durch das System vordefiniert, das das UE und die BS beteiligt, damit beide eine geforderte Datendurchsatzrate, eine geforderte Dienstgüte und eine Gesamtsystemkapazität erfüllen. Die geforderte Datendurchsatzrate, eine geforderte Dienstgüte werden primär von einer oder mehreren Anwendungen bestimmt, die die Daten erzeugen, die zu übertragen sind, oder die die übertragenen Daten für eine weitere Verarbeitung empfangen.
In einer Operation S115 wird der derzeit gültige Leistungseinstellfaktor Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung aufrecht gehalten. Das heißt ein neuer Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der Wiederübertragung wird gleich dem aktuell gültigen Leistungseinstellfaktor Pi_cmd [dB] der Wiederübertragung gesetzt. Dieser neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung ist während der folgenden Wiederübertragungsleistungseinstellperiode gültig, und das hier präsentierte Verfahren wird am Ende dieser folgenden Wiederübertragungsleistungseinstellperiode wiederholt, um einen neuen zu bestimmen.
In einer Operation S120 hat die i-te absolute Abweichung das Abweichungsniveau überschritten, und die Richtung der Überschreitens wird bestimmt. Das heißt, es wird bestimmt, ob das i-te Fehlerverhältnis die Ziel-FER relativ zu der die i-te absolute Abweichung bestimmt wurde, übersteigt oder nicht. Somit wird das i-te Fehlerverhältnis mit der Ziel-FER verglichen, was mathematisch folgendermaßen ausgedrückt werden kann: Ki/Ni < FER
Wenn das i-te Fehlerverhältnis niedriger als die Ziel-FER ist, muss der damit verbundene Leistungseinstellfaktor Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung erhöht werden, um sich der Ziel-FER zu nähern. Wenn das i-te Fehlerverhältnis höher als die Ziel-FER ist, muss der damit verbundene Leistungseinstellfaktor Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung erniedrigt werden, um sich der Ziel-FER zu nähern. Das heißt, wenn die oben angegebene Gleichung wahr ist, so wird die Operationsfrequenz mit der Operation 125 fortgesetzt, und wenn die oben angegeben Gleichung falsch ist, so wird die Betriebsfrequenz mit der Operation S145 fortgesetzt.
In einer Operation S125 wird ein Leistungseinstellkorrektorwert ΔPi_cmd [dB] abgeleitet aus der Menge Ni, der Menge Ki, der Ziel-FER und einem Systemparameter C Ki / Ni, der mit dem vordefinierten Übertragungsleistungskorrekturschrittwert ΔPi_step [dB] gewichtet ist. Die Berechnung des Leistungseinstellkorrekturwerts ΔPi [dB] kann mathematisch durch folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden:
Der erste Faktor (–1) gewährleistet, dass der Leitungseinstellfaktor Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung, zu dem der Leistungseinstellkorrekturwert ΔPi[dB) der i-ten Wiederübertragung zu addieren ist, erniedrigt wird, um die Übertragungsleistung einer i-ten Wiederübertragung zu erhöhen. Ein zweite Faktor hängt von der Menge Ni, der Menge Ki, der Ziel-FER und C Ki / Ni, was einen Binomialkoeffizient darstellt, ab. Der Binomialkoeffizient kann alternativ mathematisch geschrieben werden als
In der folgenden Operation S130 wird eine Grenzprüfung eines neuen Leistungseinstellfaktors Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung ausgeführt. Der Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung ergibt sich aus einer Summation des derzeitigen Leistungseinstellfaktors Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung und dem Leistungseinstellkorrekturwert ΔPi [dB] der i-ten Wiederübertragung gemäß der Gleichung (1). Der Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung darf nicht unter den vordefinierten, minimal gestatteten Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,min [dB] der Wiederübertragung fallen. Die Prüfung kann mathematisch folgendermaßen geschrieben werden: Pi_cmd [dB] + ΔPi[dB] > Pi_cmd,min [dB]
Wenn der Wert des Leistungseinstellfaktors Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung über dem Niveau des vordefinierten minimal erlaubten Leistungseinstellfaktors Pi_cmd,min [dB] der Wiederübertragung liegt (das heißt, der oben präsentierte Vergleich ist wahr), wird die Operationssequenz mit der Operation S135 fortgesetzt. Wenn der Wert des Leistungseinstellfaktors Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung unter dem Niveau des vordefinierten minimal erlaubten Leistungseinstellfaktors Pi_cmd,min [dB] der Wiederübertragung liegt (das heißt, der oben präsentierte Vergleich ist falsch), wird die Operationssequenz mit Operation S140 fortgesetzt.
In einer Operation S135 ist der neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung gleich der Summation des derzeitigen Leistungseinstellfaktors Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung und des Leistungseinstellkorrekturwerts ΔPi[dB] der i-ten Wiederübertragung gemäß der Gleichung (1). Die Summation kann mathematisch folgendermaßen geschrieben werden: Picmd,new [dB] = Picmd [dB] + ΔPi [dB]
Dieser neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung ist gültig während der folgenden Wiederübertragungsleistungseinstellperiode, und das hier präsentierte Verfahren wird am Ende dieser folgenden Wiederübertragungsleistungseinstellperiode wiederholt, um einen neuen zu bestimmen.
In einer Operation S140 wird der neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung gleich dem minimal erlaubten Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,min [dB] der Wiederübertragung gesetzt. Dieser neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung ist während der folgenden Wiederübertragungsleistungseinstellperiode gültig, und das hier präsentierte Verfahren wird am Ende dieser folgenden Wiederübertragungsleistungseinstellperiode wiederholt, um einen neuen zu bestimmen.
In einer Operation S145 wird ein Leistungseinstellkorrekturwert ΔPi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung aus der Menge Ni, der Menge Ki, der Ziel-FER und einem Systemparameter C Ki / Ni, der mit einem vorbestimmten Übertragungsleistungskorrekturschrittwert ΔPi_step [dB] gewichtet ist, abgeleitet. Die Berechnung des Leistungseinstellkorrekturwerts ΔPi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung kann mathematisch durch die folgende Gleichung (2) beschrieben werden:
Der erste Faktor (+1) gewährleistet, dass der Leitungseinstellfaktor Pi_cmd [dB) der i-ten Wiederübertragung, zu dem der Leistungseinstellkorrekturwert ΔPi[dB] der i-ten Wiederübertragung zu addieren ist, erhöht wird, um die Übertragungsleistung einer i-ten Wiederübertragung zu erniedrigen. Ein zweite Faktor hängt von der Menge Ni, der Menge Ki, der Ziel-FER und C Ki / Ni, was einen Binomialkoeffizient darstellt, ab. Der Binomialkoeffizient kann alternativ mathematisch geschrieben werden als
Der zweite Faktor ist analog dem zweiten Faktor der Gleichung (1).
In einer folgenden Operation S150 wird eine Grenzprüfung eines neuen Leistungseinstellfaktors Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung ausgeführt. Der Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung ergibt sich aus einer Summation des derzeitigen Leistungseinstellfaktors Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung und dem Leistungseinstellkorrekturwert ΔPi [dB] der i-ten Wiederübertragung gemäß der Gleichung (2). Der Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung darf nicht einen Wert von 0 dB übersteigen, das heißt, die Übertragungsleistung einer i-ten Wiederübertragung darf nicht die Übertragungsleistung der ersten Übertragungen übersteigen. Picmd [dB] + ΔPi [dB] < 0
Wenn der Wert des Leistungseinstellfaktors Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung unter 0 dB liegt (das heißt, der oben präsentierte Vergleich ist wahr), wird die Operationssequenz mit der Operation S155 fortgesetzt. Wenn der Wert des Leistungseinstellfaktors Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung über 0 dB liegt (das heißt, der oben präsentierte Vergleich ist falsch), wird die Operationssequenz mit Operation S160 fortgesetzt.
In einer Operation S155 ist der neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung gleich der Summation des derzeitigen Leistungseinstellfaktors Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung und des Leistungseinstellkorrekturwerts ΔPi[dB] der i-ten Wiederübertragung gemäß der Gleichung (1). Die Summation kann mathematisch folgendermaßen geschrieben werden: Picmd,new [dB] = Picmd [dB] + ΔPi [dB]
Dieser neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung ist gültig während der folgenden Wiederübertragungsleistungseinstellperiode, und das hier präsentierte Verfahren wird am Ende dieser folgenden Wiederübertragungsleistungseinstellperiode wiederholt, um einen neuen zu bestimmen.
In einer Operation S160 wird der neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung gleich 0 dB gesetzt. Dieser neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung ist während der folgenden Wiederübertragungsleistungseinstellperiode gültig, und das hier präsentierte Verfahren wird am Ende dieser folgenden Wiederübertragungsleistungseinstellperiode wiederholt, um einen neuen zu bestimmen.
Wie oben erwähnt wurde, umfassen die präsentierte Gleichung (1) und die Gleichung (2) denselben zweiten Faktor. Um die Verarbeitungskapazität zu minimieren, die erforderlich ist, um den zweiten Faktor zu bestimmen, kann eine Matrix oder Tabelle definiert werden, die mindestens die Werte des zweiten Faktors für mögliche Mengen Ki und Ni in Abhängigkeit von einer gewissen Ziel-FER und C Ki / Ni, der den Binomialkoeffizient darstellt (vergleiche die obige mathematische Definition), enthält. Analog kann die Matrix oder Tabelle auch definiert werden, damit sie die absoluten Werte des Leistungseinstellkorrekturwerts ΔPi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung, der das Produkt des zweiten Faktors und des Leistungskorrekturschrittwertes ΔPi_step [dB] der i-ten Übertragung ist, enthält.
4a zeigt eine Wertematrix, die die absoluten Werte eines Leistungseinstellkorrekturwerts der i-ten Wiederübertragung enthält, der im Leistungseinstellalgorithmus gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zu verwenden ist.
Die absoluten Werte des Leistungseinstellkorrekturwerts |ΔPi[dB]| der i-ten Wiederübertragung können mathematisch folgendermaßen dargestellt werden:
Unter Berücksichtigung der Annahmen, die unter Bezug auf 1 beschrieben wurden, insbesondere der maximalen Anzahl der einen Wiederübertragungen, ist die Matrix eine (½M, ½M)-Matrix, da der Wert der ersten Menge Ni kleiner als oder gleich der halben Anzahl von Rahmen, die in der Wiederübertragungsleistungseinstellauswerteperiode für den Leistungseinstellfaktor Pi_cmd [dB] für die i-te Wiederübertragung vorhanden sind, ist. Die zweite Menge Ki ist immer kleiner oder gleich der ersten Menge Ni durch die Definition beider Mengen. Das heißt, die Matrix weist eine Dreiecksform auf.
Die erforderlichen absoluten Werte des Leistungseinstellkorrekturwerts ΔPi [dB] der i-ten Wiederübertragung können einfach aus der Matrix abgerufen (ausgelesen) werden, was Verarbeitungskapazität des UE spart. Die präsentierte beispielhafte Matrix ist so definiert, dass jede Spalte absolute Werte des Leistungseinstellkorrekturwerts ΔPi [dB] der i-ten Wiederübertragung in Bezug auf eine gewisse ersten Menge Ni enthält, und dass jede Zeile absolute Werte des Leistungseinstellkorrekturwerts ΔPi [dB] der i-ten Wiederübertragung in Bezug auf eine gewisse zweite Menge Ki enthält.
Die Verwendung einer solchen Wertematrix oder Tabelle wird im Folgenden unter Bezug auf 4b beschrieben. 4b zeigt eine Operationssequenz, die eine weitere mögliche Implementierung des Leistungseinstellalgorithmus zeigt, der auf einer in 4a gezeigten Wertematrix basiert, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die hier präsentierte Operationssequenz ist eine alternative Operationssequenz zu der, die unter Bezug auf 3 präsentiert wurde. Somit sollen die Definitionen, die in der Beschreibung unter Bezug auf 3 gegeben wurden, auch für diese alternative Operationssequenz gültig sein.
In einer Operation S200 hat das UE eine Anzahl von M Bestätigungs- und Nicht-Bestätigungssignalisierungsinformationen als ein Ergebnis der M vorhergehenden Übertragungen und der i-ten Wiederübertragungen empfangen.
In einer Operation S205 werden die M empfangenen Bestätigungs- und Nicht-Bestätigungssignalisierungsinformationen ausgewertet, und eine erste Menge Ni und eine zweite Menge Ki werden aus der Bestätigungs- und der Nicht-Bestätigungs-Signalisierinformation abgeleitet.
In einer Operation S210 kann die absolute Abweichung ABS (Ki/Ni – FER) aus der i-ten Fehlerrate Ki/Ni und der Ziel-FER, die mit einem vordefinierten Abweichungsniveau ε verglichen wird, berechnet werden. Hier ist das vordefinierte Abweichungsniveau ε proportional zur vordefinierten Ziel-FER, und insbesondere gilt ε = ½ FER, das heißt gleich der Hälfte der vordefinierten Ziel-FER.
Wenn die i-te absolute Abweichung niedriger als das vordefiniertes Abweichungsniveau ε = ½ FER ist, wird der derzeit gültige Leistungseinstellfaktor Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung als neuer Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] beibehalten. Entsprechend wird die Operationssequenz mit der Operation S215 fortgesetzt. Wenn die i-te absolute Abweichung das vordefinierte Abweichungsniveau übersteigt, wird die Operationssequenz mit S220 fortgesetzt.
Da die i-te Fehlerrate für die ersten Menge Ni = 0 nicht definiert ist, wird eine getrennte Prüfung mit Ni durchgeführt. Wenn die erste Menge Ni gleich null ist, wird der derzeit gültige Leistungseinstellfaktor Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung analog beibehalten als neuer Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung und somit wird die Operationssequenz mit der Operation S215 fortgesetzt.
In einer Operation S220 wird ein absoluter Wert des Leistungseinstellkorrekturwerts ΔPi [dB] aus der vorberechneten Matrix gemäß der ersten Menge Ni und der zweiten Menge Ki abgerufen. Die Berechnung der Matrix basiert auf der vordefinierten Ziel-FER, C Ki / Ni, der den Binomialkoeffizient darstellt (vergleiche die obige mathematische Definition), und einem Leistungskorrekturschrittwert ΔPi_step [dB] der i-ten Übertragung. Jede Spalte der Matrix enthält absolute Werte des Leistungseinstellkorrekturwerts ΔPi [dB] der i-ten Wiederübertragung, die einer gewisse ersten Menge Ni entsprechen, und jede Zeile der Matrix enthält absolute Werte des Leistungseinstellkorrekturwerts ΔPi [dB] der i-ten Wiederübertragung, die einer gewisse zweite Menge Ki entsprechen. Das heißt, der absolute Leistungseinstellkorrekturwert |ΔPi[dB]| ist als eine Funktion der ersten Menge Ni und der zweiten Menge Ki definiert:
Das Vorzeichen des ersten Faktors des abgerufenen absoluten Leistungseinstellkorrekturwerts ΔPi [dB] der i-ten Wiederübertragung wird weiter bestimmt, um entsprechend einen Leistungseinstellkorrekturwert ΔPi [dB] der i-ten Wiederübertragung zu berechnen. Das Vorzeichen ist ein negatives Vorzeichen (erster Faktor –1), wenn das i-te Fehlerverhältnis kleiner als die Ziel-FER ist, wobei ansonsten wenn das i-te Fehlerverhältnis größer oder gleich der Ziel-FER ist, das Vorzeichen ein positives Vorzeichen ist (erster Faktor +1). ΔPi [dB] =(+/–1)|ΔPi(Ni,Ki) [dB]|
In einer Operation S225 wird ein neuer Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung berechnet, wobei er die Summe des derzeitigen Leistungseinstellfaktors Pi_cmd [dB] der i-ten Wiederübertragung und des Leistungseinstellkorrekturwerts ΔPi [dB] der i-ten Wiederübertragung ist. Picmd,new [dB] = Picmd [dB] + ΔPi [dB]
In einer Operation S320 wird eine obere Grenze des neuen Leistungseinstellfaktors Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung geprüft. Wenn ein minimal erlaubter Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,min [dB] überschritten wird, so wird in einer Operation S235 der neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung gleich diesem minimal erlaubten Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,min [dB] der i-ten Wiederübertragung gesetzt und für die folgende Wiederübertragungsleistungseinstellperiode verwendet. Ansonsten wird die Operationssequenz mit der Operation S240 fortgesetzt.
In einer Operation S240 wird eine untere Grenze des neuen Leistungseinstellfaktors Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung geprüft. Wenn der minimal erlaubte Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,min [dB] unter 0 dB ist (gleich einem Faktor eins ist), so wird in einer Operation S245 der neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung gleich 0 dB gesetzt und für die folgende Wiederübertragungsleistungseinstellperiode verwendet. Ansonsten wird die Operationssequenz mit der Operation S240 fortgesetzt.
In einer Operation S250 sind die erlaubten oberen und unteren Grenzen geprüft worden, so dass der berechnete neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new [dB] der i-ten Wiederübertragung gültig ist und für die folgende Wiederübertragungsleistungseinstellperiode verwendet wird.
5 zeigt ein System eines mobilen Endgeräts (UE) und einer Basisstation (BS), die den Leistungseinstellalgorithmus für eine Datenaufwärtsverbindungskommunikation gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet. Das dargestellte mobile Endgerät (20, UE) als auch die Basisstation (10, BS) umfassen jeweils Komponenten und Datenpfade, die die Komponenten verbinden, die es erlauben, eine Ausführungsform des vorher erwähnten Verfahrens für das Bestimmen eines Leistungseinstellbefehls der i-ten Wiederübertragung auszuführen.
Ein Datenstrom, der Daten für eine Aufwärtsverbindungsübertragung zu einer Basisstation (10) enthält und von einer Anwendung geliefert wird, die auf dem mobilen Endgerät 20 bearbeitet wird, wird an eine Kodierkomponente 210 geliefert. Die Kodierkomponente 210 kann eine Komponente sein, die eine Kanaleinteilung und Spreizung von Daten vornehmen kann, die von einem oder mehreren DPDCHs (zugewiesenen physikalischen Datenkanälen) geliefert werden und entsprechender Steuerinformation, die von einem DPCCH (zugewiesenen physikalischen Steuerkanal) geliefert wird, gemäß einem CDMA-(Kodemultiplex)-System, das insgesamt ein drahtloses Kommunikationssystem, wie es beispielsweise unter Bezug auf 2 beschrieben wurde, bildet. Die kanaleingeteilten und gespreizten Daten werden als eine Sequenz eines Datenpakets mittels einer Kommunikationsschnittstelle 200 zur Kommunikationsschnittstelle 100 der Basisstation 10 übertragen. Die Datenpakete basieren auf dem ursprünglichen Datenstrom der Datenlieferungs- oder Erzeugungsanwendung und sind Datenpakete der ersten Übertragung.
Auf der Seite der Basisstation 10 werden die Datenpakete durch ein Verfahren dekodiert, das invers ist zum vorher erwähnten Kanaleinteilungs- und Spreizverfahren, was zu einem Datenstrom führt, der gleich ist zu dem, der durch die Anwendung, die auf dem mobilen Endgerät 20 betrieben wird, ist.
Typischerweise erfordert eine Datenübertragung über ein drahtloses Kommunikationssystem eine Fehlererkennung, da es sein kann, dass Interferenz, Störungen und Hintergrundrauschen im Frequenzband des drahtlosen Kommunikationssystems ein Empfangen von fehlerhaften Datenpaketen an der Basisstation 10 verursachen können. Ein hybrides automatischen Wiederholungsanforderungs-(H-ARQ)-Verfahren bietet ein Verfahren für das Anfordern ergänzender Information, um die empfangenen fehlerhaften Daten zu korrigieren, um schließlich die fehlerhaften Daten unter Berücksichtigung der ergänzenden Information zu dekodieren. Deswegen ist eine H-ARQ-Komponente 120 in der Basisstation 10 implementiert. Die H-ARQ-Komponente 120 liefert das Übertragen einer Bestätigungsinformation zum Sender der Datenpakete (hier das mobile Endgerät 20) über einen ACK/NACK-Signalisierungskanal, um dem Sender anzuzeigen, dass ein gewisses vorangehend übertragenes Datenpaket dekodierbar (fehlerfrei) ist, und eine Nicht-Bestätigungsinformation zu liefern, um dem Sender anzuzeigen, dass ein gewisses vorangehend übertragenes Datenpaket nicht dekodierbar (fehlerhaft) ist.
Das mobile Endgerät 20 empfängt ein Bestätigungs-/Nichtbestätigungs-ACK/NACK-Informationssignal für jedes der vorhergehend übertragenen Datenpakete über die Kommunikationsschnittstelle 200 und gibt diese Information an eine entsprechende H-ARQ-Komponente 220, die im mobilen Endgerät 20 enthalten ist. Die H-ARQ-Komponente wertet die empfangene Bestätigungs-/Nichtbestätigungsinformation aus, und im Fall einer Nicht-Bestätigungsinformation wird eine ergänzende Information gemäß dem verwendeten H-ARQ-Verfahren und dem Typ an die Kodierkomponente beispielsweise über dieselben Kanäle (DPDCHs und DPCCH) geliefert, für das Kodieren eines Datenpakets, das in die ursprünglichen Datenpakete eingewoben ist, die zu Basisstation 10 zu übertragen sind. Beispielsweise dienen eingewobene Datenpakete dazu, mit dem ursprünglich empfangenen fehlerhaften Datenpaket kombiniert zu werden, um eine Dekodierung zu erlauben. Die Übertragung ergänzender Information in Reaktion auf eine Nicht-Bestätigungsinformation in Erwiderung auf eine Datenpaketübertragung, die ursprüngliche Daten enthält (erste Übertragung eines Datenpakets), wird als erste Wiederübertragung bezeichnet. Ein Empfangen einer Nicht-Bestätigungsinformation in Erwiderung auf einer erste Wiederübertragung ist auch möglich und bewirkt eine weitere Übertragung ergänzender Information, die als zweite Wiederübertragung bezeichnet wird, und so weiter. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Übertragungsleistung der i-ten Wiederübertragung im Vergleich zur Übertragungsleistung der ersten Übertragung variiert. Die Variation wird durch das Liefern eines Leistungseinstellfaktors Pi_cmd der i-ten Wiederübertragung an die Kodierkomponente 210 ausgeführt. Der Leistungseinstellfaktor Pi_cmd der i-ten Wiederübertragung wird auf ein oder mehrere physikalische Datenkanäle (DPDCHs) angewandt, im Fall dass eine i-te Wiederübertragung kodiert (kanaleingeteilt und gespreizt) wird. Eine Ausführungsform der Kodierkomponente, die das Anwenden des Leistungseinstellfaktors Pi_cmd der i-ten Wiederübertragung ermöglicht, ist im Detail unter Bezug auf 2 beschrieben.
Um es der mobilen Kommunikationsvorrichtung zu ermöglichen, einen Leistungseinstellbefehl der i-ten Wiederübertragung zu bestimmen und diesen Leistungseinstellbefehl der i-ten Wiederübertragung auf eine i-te Wiederübertragung anzuwenden, wird ein Satz von M ACK/NACK-Informationen, die während einer Wiederübertragungsleistungseinstellauswerteperiode von der mobilen Kommunikationsvorrichtung empfangen werden, an eine Auswertekomponente weitergegeben. Die Auswertekomponente kann die erste Fehlermenge Ni und die zweite Fehlermenge Ki aus dem Satz der M ACK/NACK-Informationen bestimmen (vergleiche Operation S105 oder S205, die in 3 beziehungsweise 4b gezeigt ist). Weiterhin prüft die Auswertekomponente 230 eine absolute Differenz zwischen einem Fehlerverhältnis, das ein Quotient der zweiten Fehlermenge Ki und der ersten Fehlermenge Ni und einer vordefinierten Zielfehlerrate ist. Wenn die absolute Differenz unterhalb eines vordefinierten Niveaus, das derzeit gültig ist, liegt, wird der Leistungseinstellfaktor Pi_cmd der i-ten Wiederübertragung aufrecht gehalten, um auf die Übertragungsleistung einer i-ten Wiederübertragung angewandt zu werden.
Wenn die absolute Differenz das vordefinierte Niveau überschreitet, muss ein Leistungseinstellkorrekturwert ΔPi der i-ten Wiederübertragung bestimmt werden. Der Leistungseinstellkorrekturwert ΔPi der i-ten Wiederübertragung wird schließlich mit dem derzeit gültigen Leistungseinstellfaktor Pi_cmd der i-ten Wiederübertragung kombiniert, um einen neuen Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new der i-ten Wiederübertragung zu erhalten, der auf die Kodierkomponente 210 anzuwenden ist.
Die Komponente 240 für das Bestimmen des Leistungseinstellkorrekturwerts ΔPi der i-ten Wiederübertragung vergleich das Fehlerverhältnis (das aus der ersten Fehlermenge Ni und der zweiten Fehlermenge Ki berechnet wird) und das vordefinierte Zielfehlerverhältnis. Das Fehlerverhältnis, das aus der ersten Fehlermenge Ni und der zweiten Fehlermenge Ki berechnet wird, kann als ein i-tes Rahmenfehlerverhältnis, das sich auf die i-ten Wiederübertragungen (FERi) bezieht, verstanden werden. Wenn das Fehlerverhältnis größer ist, muss das i-te Rahmenfehlerverhältnis erniedrigt werden, um sich dem vordefinierten Zielfehlerverhältnis zu nähern, was durch das Erhöhen des Leistungseinstellfaktors Pi_cmd der i-ten Wiederübertragung erreicht wird. Wenn das Fehlerverhältnis kleiner ist, muss das i-te Rahmenfehlerverhältnis erhöht werden, um sich dem vordefinierten Zielfehlerverhältnis zu nähern, was durch ein Erniedrigen des Leistungseinstellfaktors Pi_cmd der i-ten Wiederübertragung erreicht wird. Ein entsprechender Leistungseinstellkorrekturfaktor ΔPi der i-ten Wiederübertragung wird durch die Bestimmungskomponente 240 bestimmt. Die Bestimmung basiert auf den Operationen S120, S125, S145 und S220, die in 2 beziehungsweise 4b gezeigt sind.
Der Leistungseinstellkorrekturfaktor ΔPi der i-ten Wiederübertragung wird an eine Komponente für das Bestimmten eines neuen Leistungseinstellfaktors Pi_cmd der i-ten Wiederübertragung geliefert. Der neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new der i-ten Wiederübertragung muss Grenzbedingungen erfüllen, das heißt der Leistungseinstellfaktor Pi_cmd der i-ten Wiederübertragung ist auf einen maximalen Faktor und einen minimalen Faktor begrenzt. Der maximale Wert ist ein Faktorwert, der gleich einem ist, der einer Übertragungsleistung einer i-ten Wiederübertragung gleich einer Übertragungsleistung einer ersten Übertragung ist. Der minimale Faktor wird durch einen vorbestimmten Faktor in Abhängigkeit vom System bestimmt. Wenn der neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new der i-ten Wiederübertragung nicht die Grenzbedingungen erfüllt, wird der neue Leistunseinstellfaktor Pi_cmd,new der i-ten Wiederübertragung auf die jeweilige Grenzbedingung, die er nicht erfüllt, gesetzt (vergleiche die Operationen S130, S150 in 2 und die Operationen S230, S240 in 4b). Schließlich wird der neue Leistungseinstellfaktor Pi_cmd,new der i-ten Wiederübertragung an die Kodierkomponente geliefert, um mit den i-ten Wiederübertragungen betreibbar zu sein.
Wie vorher erwähnt wurde, sind einige Schemata für eine automatische Wiederholungsanforderung (ARQ) und insbesondere Schemata für eine hybride automatische Wiederholungsanforderung (H-ARQ) verfügbar und werden verwendet, um die gesamte Übertragungsqualität in drahtlosen Kommunikationen und zellularen drahtlosen Kommunikationen zu verbessern. Das Leistungseinstellsteuerverfahren, das oben im Detail unter Bezug auf die Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, kann geeignet sein, um insbesondere in Verbindung mit einer H-ARQ Typ 1 mit Chase-Kombination, H-ARQ Typ II mit voller inkrementeller Redundanz (voller IR) und H-ARQ Typ II mit partieller inkrementeller Redundanz (partielle IR) implementiert werden. Natürlich sollte die oben definierte Auflistung geeigneter ARQ-Schemata die Erfindung nicht darauf beschränken, da Fachleute erkennen werden, dass das Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Funktion weiterer und zukünftiger (angenommenen oder in Bezug stehender) ARQ-Schemata verbessern wird, was zu einer effizienterer Übertragungsfehlerhandhabung führt und somit zu einer verbesserten Gesamtdienstgüte (QoS) der Kommunikationen.
Es sollte verständlich sein, dass obwohl viele Eigenschaften und Vorteile verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in der vorangehenden Beschreibung zusammen mit Details der Struktur und den Funktionen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung angegeben wurden, diese Beschreibung nur illustrativ ist, und Änderungen im Detail vorgenommen werden können, insbesondere in der Struktur und der Anordnung der Teile innerhalb den Prinzipien der vorliegenden Erfindung im vollen Maß, das durch die breite allgemeine Bedeutung der Ausdrücke, mit denen die angefügten Ansprüche formuliert sind, angezeigt wird. Beispielsweise können die speziellen Elemente in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung des mobilen Endgeräts variieren, während sie im wesentlichen dieselbe Funktion beibehalten, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Weiterhin werden Fachleute erkennen, obwohl die Erfindung als in Betriebssequenzen implementiert dargestellt wurde, dass die Erfindung in jeder Hardware, Software oder in hybriden Systemen implementiert werden kann.

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines Übertragungsleistungsfaktors, der mit einer i-ten Wiederübertragung während einer Uplink-Datenübertragung zwischen einem Mobilendgerät (UE) und einer Basisstation (BS) über ein Codemultiplex (CDMA)-System betreibbar ist, welches eine automatische Wiederholungsanfrage (ARQ verwendet, wobei die Uplink-Datenübertragung in einer Abfolge von ersten Übertragungen und i-ten Wiederübertragungen betrieben wird, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – Empfangen (S100) einer vorbestimmten Anzahl (M) von Zustandsinformationselementen, wobei die Zustandsinformationselemente jeweils ein Bestätigungselement (ACK) und/oder ein Nicht-Bestätigungselement (NACK) gemäß der automatischen Wiederholungsanfrage (ARQ umfassen; – Bestimmen (S105) einer ersten Fehlermenge (Ni) und einer zweiten Fehlermenge (Ki) aus der vorbestimmten Anzahl von Zustandsinformationselementen, wobei die erste Fehlermenge (Ni) gleich einer Anzahl von i-ten Wiederübertragungen ist, und wobei die zweite Fehlermenge (Ki) gleich einer Anzahl von i-ten Wiederübertragungen ist, die mit Zustandsinformationselementen beantwortet werden, die jeweils das Nicht-Bestätigungselement (NACK) enthalten; und – Bestimmen (S110, S120) eines Fehlerverhältnisses aus der ersten Fehlermenge (Ni) und der zweiten Fehlermenge (Ki); und – Bestimmen (S125, S130, S135, S140, S145, S150, S155, S160) eines Übertragungsleistungsfaktors (Pi_cmd,new) aus einem derzeit gültigen Übertragungsleistungsfaktor (Pi_cmd) und einem Übertragungsleistungs-Korrekturfaktor (ΔPi_cmd) so, dass eine Differenz zwischen dem Fehlerverhältnis und einem vorbestimmten Ziel-Fehlerverhältnis (FER) minimiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des Übertragungsleistungsfaktors weiter umfasst: – Bestimmen eines Abweichungswerts des Fehlerverhältnisses von einem vorbestimmten Ziel-Fehlerverhältnis (FER); für den Fall, dass die erste Fehlermenge (Ni) ungleich Null ist oder der Abweichungswert ein vorbestimmtes Abweichungsniveau überschreitet: – Bestimmen des Übertragungsleistungs-Korrekturfaktors (ΔPi_cmd) in Abhängigkeit von mindestens einem Übertragungsleistungs-Korrektur-Schrittwert (ΔPi_step), der ersten Fehlermenge (Ni), der zweiten Fehlermenge (Ki) und dem vorbestimmten Ziel-Fehlerverhältnis (FER); und – Bestimmen des Übertragungsleistungsfaktors (Pi_cmd,new); ansonsten: – Beibehalten eines derzeit gültigen Übertragungsleistungsfaktors (Pi_cmd), der mit der i-ten Neuübertragung betreibbar ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Übertragungsleistungs-Korrekturfaktor (ΔPi_cmd) den Übertragungsleistungsfaktor (Pi_cmd) erhöht, falls das Fehlerverhältnis größer als das vorbestimmte Ziel-Fehlerverhältnis (FER) ist, und der Übertragungsleistungs-Korrekturfaktor (ΔPi_cmd) den Übertragungsleistungsfaktor (Pi_cmd) senkt, falls das Fehlerverhältnis geringer ist als das vorbestimmte Ziel-Fehlerverhältnis (FER).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fehlerverhältnis (Ki/Ni) ein Verhältnis aus der zweiten Fehlermenge (Ki) und der ersten Fehlermenge (Ni) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Abweichungswert ein absoluter Abweichungswert einer Differenz zwischen dem Fehlerverhältnis (Ki/Ni) und dem vorbestimmten Ziel-Fehlerverhältnis (FER) ist, und wobei das vorbestimmte Abweichungsniveau ein vorbestimmter Systemparameter (ε) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das vorbestimmte Abweichungsniveau (ε) von dem vorbestimmten Ziel-Fehlerverhältnis abhängt (ε = ε[FER]).
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Übertragungsleistungsfaktor (Pi_cmd) ein Übertragungsleistungs-Verringerungsfaktor ist, wobei der Übertragungsleistungsfaktor (Pi_cmd) in Verhältnis zu einer Übertragungsleistung festgelegt ist, die mit ersten Übertragungen betreibbar ist, wobei die Übertragungsleistung eine ursprüngliche Übertragungsleistung ist, die nicht aufgrund von einem oder mehreren weiteren zusätzlichen Leistungssteuerungsmechanismen angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das vorbestimmte Ziel-Fehlerverhältnis ein Ziel-Rahmen-Fehlerverhältnis (target FER) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der Übertragungsleistungskorrekturfaktor (ΔPi_cmd) ein Produkt eines ersten Faktors, eines zweiten Faktors und eines dritten Faktors ist, wobei – ein Wert des ersten Faktors gleich einem Wert aus –1 und +1 ist; – der zweite Faktor mathematisch wie folgt definiert ist:
wobei C Ki / Ni ein Binomialkoeffizient ist, FER das vorbestimmte Zielfehlerverhältnis (FER), Ni die erste Fehlermenge (Ni) und Ki die zweite Fehlermenge (Ki) ist; und – der dritte Faktor der Übertragungsleistungs-Korrektur-Schrittwert (ΔPi_step) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Codemultiplex (CDMA)-System ein Breitband-Code-Multiplex (WCDMA)-System ist, wobei die automatische Wiederholungsanforderung (ARQ eine schnelle Hybrid-automatische Wiederholungsanforderung (fast H-ARQ ist, wobei mindestens ein fest zugeordneter physikalischer Datenkanal (DPDCH) und ein fest zugeordneter physikalischer Steuerkanal (DPCCH) für Uplink-Datenübertragung-WCDMA verwendet werden und wobei der Übertragungsleistungsfaktor (Pi_cmd) selektiv auf den mindestens einen fest zugeordneten physikalischen Datenkanal (DPDCH) angewendet wird.
Software-Tool zum Bestimmen eines Übertragungsleistungsfaktors, umfassend Programmteile zum Ausführen der Verfahrensschritte nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wenn die Programmteile in einem Computerprogramm implementiert werden, um auf einer Verarbeitungsvorrichtung, einem Endgerät, einem Kommunikationsendgerät oder einer Netzvorrichtung ausgeführt zu werden.
Computerprogrammprodukt zum Bestimmen eines Übertragungsleistungsfaktors, umfassend ladbare Programmcode-Abschnitte zum Ausführen der Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wenn das Computerprogramm auf einer Verarbeitungsvorrichtung, einem Endgerät, einem Kommunikationsendgerät oder einer Netzvorrichtung ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt zum Bestimmen eines Übertragungsleistungsfaktors, wobei das Computerprogrammprodukt Programmcodeabschnitte umfasst, die auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, zum Ausführen der Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wenn das Computerprogramm auf einer Verarbeitungsvorrichtung, einem Endgerät, einem Kommunikationsendgerät oder einer Netzvorrichtung ausgeführt wird.
Mobilendgerät (20, UE) zum Bestimmen eines Übertragungsleistungsfaktors, der mit einer i-ten Wiederübertragung während einer Uplink-Datenübertragung zu einer Basisstation (BS) betreibbar ist, umfassend: – eine Kommunikationsschnittstelle (200, 220), wobei die Kommunikationsschnittstelle eine Abfolge einzelner Datenpakete überträgt, wobei die Übertragung über ein Code-Multiplex (CDMA)-System und unter Verwendung einer automatischen Wiederholungsanforderung (ARQ) betrieben wird, wobei die Kommunikationsschnittstelle eine vorbestimmte Anzahl (M) von Zustandsinformationselementen empfängt, welche jeweils ein Bestätigungselement (ACK) und/oder ein Nicht-Bestätigungselement (NACK) gemäß der automatischen Wiederholungsanforderung (ARQ) enthalten; – eine Komponente (230) zum Bestimmen einer ersten Fehlermenge (Ni) und einer zweiten Fehlermenge (Ki) aus der vorbestimmten Anzahl (M) von Zustandsinformationselementen, wobei die erste Fehlermenge (Ni) gleich einer Anzahl von i-ten Wiederübertragungen ist, und wobei die zweite Fehlermenge (Ki) gleich einer Anzahl von i-ten Wiederübertragungen ist, die mit Zustandsinformationselementen beantwortet werden, welche jeweils das Nicht-Bestätigungselement (NACK) enthalten; – eine Komponente (230) zum Bestimmen eines Fehlerverhältnisses aus der ersten Fehlermenge (Ni) und der zweiten Fehlermenge (Ki); und – eine Komponente (240, 250) zum Bestimmen eines Übertragungsleistungsfaktors (Pi_cmd,new) aus einem derzeit gültigen Übertragungsleistungsfaktor (Pi_cmd) und einem Übertragungsleistungs-Korrektur-Faktor (ΔPi_cmd), um eine Differenz zwischen dem Fehlerverhältnis und einem vorbestimmten Ziel-Fehlerverhältnis (FER) zu minimieren.
System zum Bestimmen eines Übertragungsleistungsfaktors, der mit einer i-ten Wiederübertragung während einer Uplink-Datenübertragung von einem Mobilendgerät (UE) zu einer Basisstation (BS) betreibbar ist, wobei das Mobilendgerät umfasst: – eine Kommunikationsschnittstelle (200, 220), wobei die Kommunikationsschnittstelle eine Abfolge einzelner Datenpakete überträgt, wobei die Übertragung über ein Code-Multiplex (CDMA)-System und unter Verwendung einer automatischen Wiederholungsanforderung (ARQ betrieben wird, wobei die Kommunikationsschnittstelle eine vorbestimmte Anzahl (M) von Zustandsinformationselementen empfängt, welche jeweils ein Bestätigungselement (ACK) und/oder ein Nicht-Bestätigungselement (NACK) gemäß der automatischen Wiederholungsanforderung (ARQ enthalten; – eine Komponente (230) zum Bestimmen einer ersten Fehlermenge (Ni) und einer zweiten Fehlermenge (Ki) aus der vorbestimmten Anzahl (M) von Zustandsinformationselementen, wobei die erste Fehlermenge (Ni) gleich einer Anzahl von i-ten Wiederübertragungen ist, und wobei die zweite Fehlermenge (Ki) gleich einer Anzahl von i-ten Wiederübertragungen ist, die mit Zustandsinformationselementen beantwortet werden, welche jeweils das Nicht-Bestätigungselement (NACK) enthalten; – eine Komponente (230) zum Bestimmen eines Fehlerverhältnisses aus der ersten Fehlermenge (Ni) und der zweiten Fehlermenge (Ki); und eine Komponente (240, 250) zum Bestimmen eines Übertragungsleistungsfaktors (Pi_cmd,new) aus einem derzeit gültigen Übertragungsleistungsfaktor (Pi_cmd) und einem Übertragungsleistungs-Korrektur-Faktor (ΔPi_cmd), um eine Differenz zwischen dem Fehlerverhältnis und einem vorbestimmten Ziel-Fehlerverhältnis (FER) zu minimieren; wobei die Basisstation umfasst: – eine Kommunikationsschnittstelle (100), wobei die Kommunikationsschnittstelle die Abfolge von einzelnen Datenpaketen von dem Mobilendgerät empfängt; und wobei die Kommunikationsschnittstelle die Zustandsinformationselemente an das Mobilendgerät überträgt, wobei die Zustandsinformationselemente auf der automatischen Wiederholungsanforderung (ARQ basieren.