TWI479817B - 無線通訊系統中之功率控制技術（二） - Google Patents

無線通訊系統中之功率控制技術（二） Download PDF

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Description

無線通訊系統中之功率控制技術(二)
本發明是有關於無線通訊系統中之功率控制技術。
第1圖是指示一3GPP寬頻分碼多重接取(WCDMA)接收器之主要功能元件的一示意方塊圖。參考數字2代表一天線，該天線接收一無線傳輸，且將它以類比的形式提供給RF及IF級4。一接收器前端6包括類比至數位轉換之功能，且提供數位樣本給一信號檢測方塊8。該信號檢測方塊8可以以多種方式被實施，且負責將已接收編碼的信號樣本解拌碼及解展頻。對於每一傳輸時間間隔(TTI)，資料被接收，其包含在一專用實體通道(3GPP WCDMA中之DPCH)上被多工化的多個傳輸通道(TrCH)。在一SIR估計方塊9中，該已接收信號之信號與干擾加雜訊之比(SIR)可以自該信號檢測方塊8之輸出來量測。接著，該信號檢測方塊之輸出被饋送給一通道解碼方塊10。如第1圖中所顯示，在信號檢測及通道解碼之後，已解碼資料位元被提供給一循環冗餘校驗(CRC)方塊12。該CRC校驗指示該資料方塊是否已經被正確地解碼。
對於干擾受限的無線系統，諸如基於CDMA技術的那些系統，鏈路自適應是由一發射功率控制(TPC)機制來執行，其保證充足但不過量的功率被發射以實現一適當的已接收信號品質。在一3GPP WCDMA系統中，該功率控制機制包含兩部分：(1)一所謂的“外環”演算法14，其為了滿足由一網路設定的一塊錯誤率(BLER)，設定且調整一目標信號與干擾加雜訊之功率比(SIR)；及(2)一所謂的“內環”演算法16，其提供快速回授給發射器，以便該發射器能夠調整它的已發射信號功率，使得該接收器SIR目標被滿足。該內環發射功率控制16是典型地基於一目標SIR(SIR target )與自該已接收信號所估計的一SIR(SIR est )之間的比較。該外環機制14根據收到的塊錯誤資訊來增加或減小該SIR目標，該塊錯誤資訊是典型地由該CRC校驗12之通過/未通過，來導出。如果一資料方塊正確地被接收(CRC通過)，則該SIR目標被減小；如果一資料方塊錯誤地被接收(CRC未通過)，則該SIR目標被增加。在一典型的實施中，緊接一已正確解碼方塊之後，該SIR目標被減小的數量等於某一步階大小(以dB為單位)乘以該目標塊錯誤率，且緊接一已錯誤解碼方塊之後，該SIR目標被增加的數量等於該步階大小乘以1減去該目標塊錯誤率。例如，對於一個10% BLER目標及一個1dB步階大小，緊接一好的方塊之後，該SIR目標將被減小1*0.1=0.1dB，及緊接一不好的方塊之後，被增加1*(1-0.1)=0.9dB。這具有如下作用：對於典型的BLER目標，與不好的方塊提高該目標相比，更多的好的方塊被需要減低該目標相同的數量。在正常情況下，在一短的週期中，該內環功率控制能夠調整所發射功率來滿足新的目標(在WCDMA中，該功率可以被改變1dB每時槽)。
在多個傳輸通道在一單一專用實體通道(DPCH)上被多工化之情況下，則該DPCH的SIR目標是自該等個別TrCH之該等SIR目標(例如藉由採取最大的SIR目標)來導出。如果一或較多個該等TrCH攜帶例如來自一信號無線電運載體(SRB)之具有大的非活動週期(在此期間，它的SIR目標不被更新)的叢發性訊務，則該DPCH的SIR目標可能被穩定在一不必要地高的位準，且將不能夠回應於無線電環境上的改善或其他(活動的)TrCH之較不嚴密的SIR要求條件。此行為在電池容量上具有一副作用，且藉由一高層無線電資源管理(RRM)演算法，可能導致該呼叫被中斷。
本發明之一目的是用以提供一排除或至少減輕以上缺點的外環功率控制機制。
本發明之一層面提供一種在一無線通訊系統中之功率控制的方法，其中，在多個無線傳輸通道上，方塊自一發射器被發射到一接收器，該方法包含以下步驟：比較一目標信號品質值與該等方塊之一已接收信號品質值，及提供該比較步驟之結果給該發射器以根據該比較步驟來調整發射功率，該方法包含如下之步驟：決定用於該等多個無線傳輸通道中的每一個之個別目標值；自該等個別目標值導出該目標信號品質值；決定該等多個無線傳輸通道中的一個是否在一週期內一直是非活動的，如果是的話，則在該個別目標值超過活動傳輸通道之一最高目標值的情況下，在低於該非活動傳輸通道之一個別目標值的一位準處，及如果該活動傳輸通道上之該最高目標值超過該非活動傳輸通道上的目標時，在與該等活動傳輸通道上之該目標值相對應的一位準處，提供該目標信號品質值。
在本發明之實施例中，或者非活動傳輸通道被暫時停止該SIR目標計算及/或它們的SIR目標被有計劃地減小到某一位準以減輕對SIR目標之計算的影響。
本發明之另一層面提供一種用於一無線通訊系統中之一無線接收器，其中，在多個無線傳輸通道上，方塊自一發射器被發射到該接收器，該接收器包含：一內環功率控制機制，可操作以比較一目標信號品質值與一已接收信號品質值，及提供該比較步驟之結果給該發射器以調整發射功率；用以儲存用於該等多個無線傳輸通道中的每一個之個別目標值之裝置；一外環功率控制機制，可操作以自該等個別目標值導出該目標信號品質值；及用以監測方塊之接收之裝置，以決定該等多個無線傳輸通道中的一個是否在一週期內一直是非活動的，如果是的話，則在該個別目標值超過活動傳輸通道之一最高目標值的情況下，在低於該非活動傳輸通道之一個別目標值的一位準處，及如果該活動傳輸通道上之該最高目標值超過該非活動傳輸通道上的目標時，在與該等活動傳輸通道上之該目標值相對應的一位準處，提供該目標信號品質值。
本發明還提供一種無線通訊系統，其包含被配置在多個傳輸通道上以發射無線資料之一發射器及如在上文所定義的一接收器。
圖式簡單說明
為了更好地理解本發明，及顯示本發明如何被實施，現在將藉由舉例的方式參考附圖，其中：第1圖是一接收器的一示意方塊圖；第2圖是說明本發明之一實施例的一接收器之元件的一示意方塊圖。
第3圖是顯示排除一非活動通道之目標值的SIR目標與時間相對的一圖形。
第4圖是顯示一非活動通道之目標值之減少的SIR目標與時間相對的一圖形。
第5圖是顯示一非活動通道之目標值被減少之一變化的SIR目標與時間相對的一圖形。
在此所描述的本發明之實施例提供一種用以調節非活動傳輸通道之SIR目標作為一多-TrCH到外環功率控制演算法的一部分之機制。
第2圖是本發明之顯示為功能方塊的一實施例的一示意方塊圖。將容易被理解的是，實際上此等方塊可以在一適當可規劃的處理器中是由軟體或韌體來實施。
第2圖顯示通道解碼方塊10及CRC校驗方塊12、外環功率控制方塊14及內環功率控制方塊16。此等方塊類似於以上參考第1圖所討論的相對應的方塊，但是該外環功率控制方塊具有一附加的選擇功能20，其之後將被較詳細地討論。
除了此等方塊以外，第2圖還說明一比較功能22、一計時器功能24及一調整功能26。對於在一專用實體通道上被多工化的每一傳輸通道，一獨立的SIR目標被保持。在記憶體方塊28中，這些被概略地顯示為SIR 1 ,SIR 2 …SIR N 。將容易被理解的是，該記憶體方塊只是概略的，且此等目標可以被保持在任何適合的位置。重要的是，每一目標與一各自的傳輸通道有關聯。在呼叫建立時，一組傳輸通道SIR目標被初始化成某一組典型值{SIR init }，其中，用於一特定傳輸通道的SIR init 之值可以視與例如該DPCH的特性(例如擴展因數)或該傳輸通道的特性(例如BLER目標)有關的多個因數而定。在此所描述的本發明之該等實施例描述了由該內環功率控制16所使用的該SIR目標是如何自為該等傳輸通道所保持的該等各自的目標被決定的。該SIR目標調整功能26根據如由該非活動計時器功能24所檢測的關於該等個別傳輸通道之活動性，及還根據如由該比較功能22所決定的用於該等傳輸通道之該等SIR目標的相對值，來調整用於該等傳輸通道之該等個別SIR目標。總的來說，該機制操作如下。
例如藉由BTFD或藉由在DPCCU上將TFCI解碼，該信號檢測方塊8檢測每一傳輸通道TrCH之進入的方塊。
如果，對於某一TrCH，時間(如由該計時器功能24所監測)週期(在此期間一直沒有資料方塊(具有好的或不好的CRC)被檢測)超過某一臨界值τ 非活動(inactivity) ，且該TrCH的SIR目標超過與最高SIR目標(如由該比較功能22所決定)有關聯的該活動TrCH的SIR目標，則該非活動TrCH應該藉由該SIR目標調整功能26來使它的SIR目標減小一預定數量。此過程應該被重複直到該非活動TrCH或者變得再一次活動(即該接收器檢測一些資料方塊)，或者它的SIR目標下降到目前具有最高SIR目標之該活動TrCH的以下。可取捨地，一容限(或者一線性進位中之一相加性數量或者一線性進位中之一相乘性因數，等效於以dB為單位的一相加性數量)可以被應用，使得該非活動目標可以下降到該活動目標以下。如果不存在活動的TrCH，則具有大於某一值(例如SIR init )的SIR目標之此等TrCH應該朝向此值降低它們的目標，及具有小於該值的SIR目標之此等TrCH應該朝向此值增加它們的目標。
該SIR目標選擇功能20，如果使用的話，允許非活動TrCH的該等目標被排除在該DPCH SIR目標計算之外。接著，該非活動TrCH的目標可能或者被處於未改變狀態、被朝向SIR init 衰減，或者在某時間之後被設定成SIR init 。
第3圖是顯示兩個傳輸通道之該等SIR目標之間的關係對時間的一圖形。SIR1 代表用於一第一傳輸通道TrCH1 之SIR目標，及SIR2 代表用於一第二傳輸通道TrCH2 之SIR目標。該第一傳輸通道在時間t1 時接收一資料方塊，及接著，隨後是不活動的。因而，在時間t1 時接收到該方塊之後，它的SIR目標值保持不變。因為該目標保持高於該第二傳輸通道TrCH2 之該SIR2 目標，所以在任意給定時間的瞬時最大目標是SIR 1 ，且該SIR 1 被用作該內環功率控制16之目標值SIR 目標(target) (在第3圖中顯示為一破折線)。然而，從正考慮到設定該內環功率控制16之該目標值的角度，在時間t2 時，緊接表示由該計時器功能24所監測的臨界值之一週期τ 非活動(inactivity) 之後，該第一傳輸通道之該目標值SIR 1 被該SIR目標選擇功能20移除。因此，在時間t2 之後，在該非活動週期τ 非活動(inactivity) 的末尾，提供給該內環功率控制的該SIR目標值採用該第二傳輸通道之該目標值SIR 2 。這由該破折線來說明，其表示自該外環功率控制方塊被提供給該內環功率控制方塊16的該目標值SIR。
第4圖是顯示關於一替代實施之SIR目標隨時間變化的一圖形。在第4圖之該實施中，一第一非活動週期τ1 是自一方塊在該第一傳輸通道TrCH1 上被接收之時間來監測。然而，在該時間週期τ1 期滿時(在時間t2 )，用於該傳輸通道TrCH1 之該目標之值不是從正在考慮到調整用於該內環功率控制之該SIR目標的角度被移除，而是被減小一數量△，但是仍然被考慮到何時決定該目標值SIR 目標 。因此，與第3圖的配置(其中，在該點處，該目標值SIR 目標 開始採用該第二傳輸通道TrCH2 之該目標SIR 2 )相比，在該實例中，該目標SIR 目標 繼續採用該第一傳輸通道TrCH1 之該目標值SIR 目標 。該目標值SIR 1 之減少是由該SIR目標調整功能26來執行。在一隨後的週期τ2 之後，如果該第一傳輸通道TrCH1 保持不活動，則它的目標值SIR 目標 被再一次減小數量△(在時間t3 )。它繼續提供該目標SIR 目標 ，因為它仍然在該第二傳輸通道TrCH2 之該目標值SIR 2 以上。在一隨後的週期τ2 之後(在時間t4 )，該目標SIR 目標 被再一次減小一數量△。在第4圖中之該點t4 處，可以看出，在該目標值SIR 1 上之任意後續減少將使它處於該第二傳輸通道TrCH2 之該目標值SIR 2 以下。因此，該計時器被停止，且對該目標值SIR 1 之後續減少沒有被做出，除非對於一非活動週期τ1 ，該活動傳輸通道目標再一次下降到該非活動傳輸通道的目標以下。那就是，如果SIR 2 (關於該活動傳輸通道)下降，則該計時器被重新開始，且以上所描述的該過程再一次開始。相反地，如果該目標值SIR 2 增加，則明白的是，該目標將被用作該內環功率控制之該目標值SIR 目標 ，直到它再一次下降到該非活動通道的目標以下之時間。
第5圖是說明SIR目標隨時間變化的圖式，表示對第4圖之實施的一變化。在該實例中，用於該非活動傳輸通道TrCH1 之該目標在每一週期τ2 的末尾處繼續被減小一數量△，直到它達到一初始值SIR init 。此不管與其他(活動的)傳輸通道的關係而被完成。那就是，即使用於該傳輸通道TrCH2 之該目標SIR 2 超過用於該非活動傳輸通道TrCH1 之該目標SIR 1 (交點時間t x 處所顯示)，該目標SIR 1 還是繼續被減小至該初始值。
在此情況下，用於該內環功率控制16之該目標值SIR 目標 在任意給定時間採用最高目標。那就是，它採用該目標SIR 1 直到該交點，且接著採用該目標SIR 2 。
根據一進一步變化，可能允許該目標SIR 1 繼續被減小至該初始值，且同時從決定該內環功率控制之該目標SIR 目標 之任意考慮的角度，排除它。
本發明之以上所描述的實施例之優勢是，自該等個別TrCH之該等SIR目標導出的用於內環功率控制之該SIR目標將只遭受那些活動的TrCH影響。這對於存在兩個TrCH之典型實例是特別重要的，其中，一個攜帶有具有大的非活動週期之一信號無線電運載體(SRB)，其活動性是叢發性的，及另一個攜帶有具有使用者資料之一無線電運載體(RB)。根據該SRB的方塊大小及用於該SRB傳輸通道之通道編碼方案，該SRB可以要求比該RB更高的一SIR。當該SRB是活動的時，則該DPCH的SIR目標必須足夠高以服務於該SRB，但是當它不足夠高時，則該DPCH SIR目標必須能夠只考慮到該RB的目標。
2‧‧‧天線
4‧‧‧射頻(RF)/中頻(IF)級方塊
6‧‧‧接收器前端方塊
8‧‧‧信號檢測方塊
10‧‧‧通道解碼方塊
12‧‧‧循環冗餘校驗(CRC)方塊/CRC校驗方塊
14‧‧‧外環演算法/外環機制/外環功率控制方塊
16‧‧‧內環演算法/內環發射功率控制/內環功率控制方塊
20‧‧‧選擇功能/SIR目標選擇功能
22‧‧‧比較功能
24‧‧‧計時器功能/非活動計時器功能
26‧‧‧調整功能/SIR目標調整功能
28‧‧‧記憶體方塊
第1圖是一接收器的一示意方塊圖；
第2圖是說明本發明之一實施例的一接收器之元件的一示意方塊圖。
第3圖是顯示排除一非活動通道之目標值的SIR目標與時間相對的一圖形。
第4圖是顯示一非活動通道之目標值之減少的SIR目標與時間相對的一圖形。
第5圖是顯示一非活動通道之目標值被減少之一變化的SIR目標與時間相對的一圖形。
10‧‧‧通道解碼方塊
12‧‧‧循環冗餘校驗(CRC)方塊/CRC校驗方塊
14‧‧‧外環演算法/外環機制/外環功率控制方塊
16‧‧‧內環演算法/內環發射功率控制/內環功率控制方塊
20‧‧‧選擇功能/SIR目標選擇功能
22‧‧‧比較功能
24‧‧‧計時器功能/非活動計時器功能
26‧‧‧調整功能/SIR目標調整功能
28‧‧‧記憶體方塊

Claims (19)

  1. 一種無線通訊系統中之功率控制的方法，其中，在多個無線傳輸通道上，區塊自一發射器被發射到一接收器，該方法包含以下步驟：比較一目標信號品質值與一已接收信號品質值，及在該發射器中提供該比較步驟的結果以根據該比較步驟來調整發射功率，該方法包含如下步驟：決定用於該等多個無線傳輸通道中的每一個之個別目標值；決定該等多個無線傳輸通道中的一個是否在一週期內一直是非活動的，如果是的話，則在此非活動傳輸通道的個別目標值超過用於活動傳輸通道之一最高個別目標值的情況下，提供低於用於該非活動傳輸通道之該個別目標值的位準之該目標信號品質值，及在該活動傳輸通道之該最高個別目標值超過用於該非活動傳輸通道的該個別目標值的情況下，提供與用於該等活動傳輸通道之該個別目標值相對應的位準之該目標信號品質值；以及自包含該非活動傳輸通道之該個別目標值的該等個別目標值導出該目標信號品質值。
  2. 如請求項1之方法，其包含如下步驟：在該非活動週期的末尾，將該非活動傳輸通道之該目標值減小一預定數量。
  3. 如請求項1之方法，其中該目標信號品質值是藉由採取該 等目標值中的較大的一個自該等多個個別目標值導出。
  4. 如請求項1之方法，其中該目標信號品質值是用於該通道之一信號與干擾加雜訊之比。
  5. 如請求項1之方法，其包含估計該已接收信號品質值之步驟。
  6. 如請求項1之方法，其中該非活動週期是藉由計算傳輸時間間隔的數目來監測，在該非活動週期期間，沒有區塊被檢測到。
  7. 如請求項1之方法，其中該非活動週期是藉由計算無線電訊框的數目來監測，在此期間，沒有區塊被檢測到。
  8. 如請求項2之方法，其包含如下步驟：在一進一步的非活動時間週期之後，將該非活動傳輸通道之該目標值進一步減小該預定數量或一不同的預定數量。
  9. 如請求項2之方法，其中，當該非活動傳輸通道之該目標值下降到該活動傳輸通道之該目標值以下時，對該非活動傳輸通道之該目標值沒有做出進一步減小。
  10. 如請求項2之方法，其中，該非活動傳輸通道之該目標值被減小到一初始目標值。
  11. 一種用於無線通訊系統之接收器，其中，在多個無線傳輸通道上，方塊自一發射器被發射到該接收器，該接收器包含：用以比較一目標信號品質值與一已接收信號品質值及提供該比較步驟的結果給該發射器以根據該比較步驟來調整發射功率之裝置； 用以決定用於該等多個無線傳輸通道中的每一個之個別目標值之裝置；用以決定該等多個無線傳輸通道中的一個是否在一週期內一直是非活動的，如果是的話，則對於此非活動週期使用此非活動傳輸通道的個別目標值導出該目標信號品質值之裝置；及用以在該非活動週期到期後自該等個別目標值導出該目標信號品質值之裝置，其中該非活動傳輸通道的該目標值係自該等個別目標值移除，其中該等個別目標值係被使用來導出用於一內環功率控制之該目標信號品質值。
  12. 一種用於無線通訊系統中之接收器，其中，在多個無線傳輸通道上，區塊自一發射器被發射到該接收器，該接收器包含：一內環功率控制機制，可操作以比較一目標信號品質值與一已接收信號品質值，及提供該比較步驟之結果給該發射器以調整發射功率；用以儲存該等多個無線傳輸通道中的每一個之個別目標值之裝置；用以監測區塊之接收之裝置，以決定該等多個無線傳輸通道中的一個是否在一週期內一直是非活動的，如果是的話，則在此非活動傳輸通道的個別目標值超過用於活動傳輸通道之一最高個別目標值的情況下，提供低於用於該非活動傳輸通道之該個別目標值的位準之該 目標信號品質值，及在該活動傳輸通道之該最高個別目標值超過用於該非活動傳輸通道的該個別目標值的情況下，提供與用於該等活動傳輸通道之該個別目標值相對應的位準之該目標信號品質值；以及一外環功率控制機制，可操作以自包含該非活動傳輸通道之該個別目標值的該等個別目標值導出該目標信號品質值。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之接收器，其中該監測裝置包含一計時器功能。
  14. 如請求項12之接收器，其中該目標信號品質值是用於該通道之一信號與干擾加雜訊之比。
  15. 如請求項12之接收器，其包含用以估計該已接收信號品質值之裝置。
  16. 如請求項12之接收器，其中該監測裝置包含用以計算沒有區塊被檢測到期間之傳輸時間間隔的數目之裝置。
  17. 一種無線通訊系統，其包含被配置以在多個傳輸通道上發射無線資料的一發射器，及如請求項12之接收器。
  18. 如請求項17之無線通訊系統，其中該比較步驟之結果經由一無線傳輸通道被提供給該發射器。
  19. 一種無線通訊系統中之功率控制的方法，其中，在多個無線傳輸通道上，區塊自一發射器被發射到一接收器，該方法包含以下步驟：比較一目標信號品質值與一已接收信號品質值，及提供該比較步驟的結果給該發射器以根據該比較步驟 來調整發射功率；決定用於該等多個無線傳輸通道中的每一個之個別目標值；決定該等多個無線傳輸通道中的一個是否在一週期內一直是非活動的，如果是的話，則對於此非活動週期使用此非活動傳輸通道的個別目標值導出該目標信號品質值；在該非活動週期到期後，自該等個別目標值導出該目標信號品質值，其中該非活動傳輸通道的該目標值係自該等個別目標值移除，其中該等個別目標值係被使用來導出用於一內環功率控制之該目標信號品質值。
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