CN100359820C - 用于控制传输功率的方法 - Google Patents

Abstract

一种控制功率的方法，利用它第一站发送信号给第二站，包括步骤：从第二站向第一站发送具有给定值的功率控制命令；在所述第一站接收所述功率控制命令；从所述接收功率控制命令确定表示该质量的参数，利用它在第一站接收功率控制命令；和根据确定步骤控制第一站发送信号的功率。

Description

用于控制传输功率的方法

本发明的领域：

本发明涉及控制第一站特别但不只是移动站的传输功率的方法。本发明也涉及一种站，例如移动站。

本发明的背景：

建议下一代的蜂窝通信网路使用码分多址(CDMA)。另外，码分多址也在美国的IS-95标准中使用。CDMA是直接序列扩频技术。在使用CDMA的无线的蜂窝网络中，在与第一基站相关的一个网孔中的移动终端将使用与第二基站相关的相邻网孔中的移动站相同的频率。不同的移动站可以由相应的基站区别，因为每个移动站将使用不同的扩展码。

在US-A-5101501中，描述了使用“软”切换的CDMA系统。利用软切换，移动站能够同时与一个以上的基站通信。典型地这在移动站接近于两个网孔之间定义的边界时发生。由移动站发送的信号由两个基站接收和处理。同样地，该移动站将接收来自两个基站的相同的信号。来自两个基站的信号可以组合。

US-A-5265119披露了控制移动站功率的一种方法，该移动站在同时与两个或者多个基站通信。在与该移动站通信的每个基站发送功率控制命令给该移动站。这些功率控制命令将命令移动站增加或者减少发送信号给该基站的功率。如果移动站同时与一个以上的基站通信，该移动站可以接收来自不同的基站的冲突功率控制命令。因此，如果在与该移动站通信中的所有的基站命令移动站增加它的发送功率，移动站仅仅增加它的传输功率。如果在与该移动站通信中的任何一个或者多个基站命令移动站减少它的发送功率，移动站减小它的传输功率。

但是这个方法有一些问题。特别地，为了能够使用这个技术，发射机功率控制命令必须没有任何不必要的延迟地从该基站发送给该移动站。这是因为由该基站提供的功率控制命令是根据在该基站从该移动站接收的信号强度确定的。在很快地改变的环境中，如果功率控制命令是有效的，来自该基站的功率控制命令必须在环境显著地改变之前由该移动站接收。换句话说，对于有效功率控制，在移动站发送由该基站接收的信号，由该基站从接收信号的强度产生的功率控制命令和对于发送到并且由该移动站接收的功率控制命令的时间期间环境应该变化很小。

为了避免不必要的延迟，功率控制命令是没有差错保护的或者仅仅相对弱地差错保护。这意味着在该移动站接收的功率控制命令中存在一个重要的概率。该功率控制命令中的差错可能导致增加或者减少移动站的差错传输功率，随后，由移动站不正确地接收的功率控制命令引起的差错将导致每比特能量对噪声(Eb/No)比不必要地变化了。在诸如CDMA的干扰敏感的系统中，这可能不利地影响通信质量以及/或者系统的容量。

已经建议估计功率控制命令的可靠性和移动站仅仅响应可靠的命令。已经建议的估计功率控制命令的可靠性的方法使用信号干扰比(SIR)信息。特别确定由该移动站从所讨论的基站接收的其它信号的信号干扰比。如果该比率超过给定的阈值，则确定来自所讨论的基站的功率控制命令是可靠的。如果该比率下降低于该阈值，则确定来自所讨论的基站的功率控制命令是不可靠的并且由该移动站忽略。

这个方法的问题是：这个方法依赖于信号噪声比的设置阈值确定功率控制命令是可靠的或者不可靠的。这可能导致正确地接收功率控制命令被忽略了。

本发明的概要：

本发明的实施例的目标是提供确定例如在移动站接收的功率控制命令的可靠性的一种改进的方法。

根据本发明的一个方面，提供控制功率的一种方法，利用它第一站发送信号给第二站，包括步骤：从第二站向第一站发送具有给定值的功率控制命令；在所述第一站接收所述功率控制命令；从所述接收功率控制命令确定表示该质量的参数，利用它在第一站接收功率控制命令；和根据确定步骤控制第一站发送信号的功率。

因此不象在以上讨论的提议中那样使用接收功率控制命令本身的质量。

最好在所述确定步骤中，确定所述接收功率控制命令的接收值作为所述参数。应该理解，该接收功率控制值可以不同于由于第一和第二站之间的信道影响发送的接收功率控制值。该接收值可以是在解码来自载波的信号之后但是在检测由第二站发送到第一站的单独的功率控制比特之前的值。

最好该方法还包括步骤：比较所述确定的接收值与阈值；确定根据所述比较步骤发送的给定值；和在所述控制步骤中根据确定的发送值控制第一站发送信号的功率。因此根据该接收值确定发送值。

根据本发明的第二方面，提供控制功率的一个方法，利用它第一站发送信号给多个第二站，包括步骤：从每个第二站向第一站发送具有给定值的功率控制命令；在所述第一站接收所述功率控制命令；确定所述接收功率控制命令的接收值；组合所述接收功率控制命令的接收值；和控制根据所述组合的值第一站向第二站发送的功率。

应该理解，在本发明的第三方面中，可使用实际的接收信号值或者已经发送确定的值。

根据本发明的第三方面，提供控制功率的一个方法，利用它第一站发送信号给第二站，包括步骤：从第二站向第一站发送多个功率控制命令；在所述第一站接收所述功率控制命令；确定所述接收功率控制值的值；控制基于当前接收功率控制命令和至少一个先前接收功率控制命令第一站向第二站发送的功率。

根据本发明的第四方面，提供一个第一站，使用中它发送信号给第二站，所述第一站包括：用于接收从所述第二站向所述第一站发送的功率控制命令的装置，所述功率控制命令是以给定值发送的；从所述接收功率控制命令确定表示该质量的参数的确定装置，利用该参数在第一站接收功率控制命令；和控制装置，用于控制基于由所述确定装置执行的确定第一站发送信号的功率。

根据本发明的另外方面，提供一个第一站，使用中它发送信号给多个第二站，所述第一站包括：用于接收从所述第二站向所述第一站发送的功率控制命令的装置，所述功率控制命令是以给定值发送的；确定所述接收功率控制命令的接收值的装置；组合的所述接收功率控制命令的接收值的装置；和控制根据所述组合的值第一站向第二站发送的功率。

根据本发明的另外方面，提供一个第一站，使用中它发送信号给第二站，所述第一站包括：用于接收从所述第二站向所述第一站发送的功率控制命令的装置；确定所述接收功率控制值的接收值的装置；和控制基于当前接收功率控制命令和至少一个先前接收功率控制命令第一站向第二站发送的功率的装置。

根据本发明对于另外方面，提供控制功率的一种方法，利用它第一站发送信号给第二站，包括步骤：从第二站向第一站发送功率控制命令；在该第一站接收所述功率控制命令；使用多种不同的方法确定来自所述接收功率控制命令的功率控制信息；和控制根据该确定步骤第一站向第二站发送的功率。

附图的简要叙述：

为了更好的理解本发明和可以如何相同的实行，现在通过举例和附图参考，其中：

图1表示合并基站收发信机和移动站的蜂窝通信网路的一部分的示意图；

图2表示在第一实施例中使用的阈值；

图3表示第二实施例的示意图；

图4表示第三实施例的示意图；和

图5a至d表示使用实施本发明方法的模拟。

优选实施例的详细的叙述：

首先参考图1，其中表示蜂窝通信网路的三个网孔2。每个网孔2由相应的基站收发信机(BTS)4服务。安排每个基站收发信机4发送信号给位于与该给定基站收发信机4相关的网孔中的移动站6和从该移动站6接收信号。同样地，每个移动站6能够发送信号给相应的基站收发信机4和从相应的基站收发信机4接收信号。

在图1中表示的蜂窝通信网路使用码分多址技术。因此，至少一些移动站同时与一个以上基站通信。但是，这将在下文中更详细地描述。

现在描述当一个以上基站与一个以上移动站通信时使用的功率控制方法。

功率控制命令的准确度是基于在该移动站接收的功率控制命令的质量。这代替先前建议的信号噪声比方法。由基站发送的功率控制命令可以具有两个值之一。如果该命令的值是“1”，则该基站命令移动站增加它的传输功率。如果该命令的值是“-1”，则该基站命令移动站减小它的传输功率。在本发明的其它实施例中，相应的值可以是“1”和“0”或者任何其它适当的值。

但是，由于干扰等等的影响，在移动站接收的接收符号将失真并且原则上可能落入-∞到+∞值的范围中。典型的值可以落在范围-1到+1内或者这个范围外部。典型的值的例子是+5，0.8，或者-0.4。

由基站从该移动站接收的信号强度确定该基站发送的功率控制命令。根据接收信号的强度，基站确定该移动站是否应该增减它的传输功率。功率控制命令值也可以以任何适当的方式确定。

参考图2，它表示如何进行决定的，移动站已经接收两个命令的那一个命令。定义阈值T。如果在该移动站检测的值是超出阈值T，则确定该值是+1。如果由该移动站检测的值是低于阈值T，则确定该值是-1。正如可以从图2看到的，阈值T可能不是中心地在该范围每端的极值之间的0。以优选的实施例中，该阈值是在-0.6至0的值之间。最好该阈值是在-0.25至-0.03的值之间。这些值在噪声已经正常化的情形中是适当的。应该理解，正常化可以以任何适当的方式进行。对于该阈值通过举例给出的值取决于包括正常化的方法的系统的性质，因此可以与以上那些建议是不同的。

这个决定可以概述如下：

如果在该移动站接收的功率控制命令的值大于或等于该阈值(在图2中标记A)，则该功率控制命令是+1。在其它情况下(在图2中标记B)，功率控制命令是-1。

如果移动站与两个或者多个基站通信，该移动站将接收来自每个基站的功率控制值。来自每个基站的功率控制值正如以上描述的那样确定。比较来自每个基站功率命令信号并且选择最小的功率控制命令值。换句话说，如果至少一个基站命令该移动站减小它的功率，则该移动站将减小它的功率。

可以设置该阈值以使减小功率命令通常比增加功率命令更准确。这是因为如果移动站不正确地翻译该功率控制命令并且减少该功率而不是增加它，则该移动站和该基站之间的连接可能丢失或者不利地影响。这可能是一个问题，特别地如果误译连续的增加功率控制命令为减小功率控制命令。另外，由于来自多个基站之一的一个减小功率控制指令足够使得该移动站减小功率，更可能该功率在实践中减小而不是增加，因此实际上补偿该阈值比增加功率值更近于该减小功率值。在本发明的选择的实施例中，可以设置阈值以使该增加功率控制命令比减小功率命令更准确。

确定功率控制值的这个方法可以由移动站使用，这些移动站仅仅与单个基站通信以及由与多个基站通信中的移动站使用。

现在参考图3，它说明本发明的第二实施例。图3的方块图图示地说明在实施本发明的移动站中存在的单元。由移动站接收的每个功率控制命令输入给第一确定单元40，它确定每个功率命令的接收值。每个功率命令值可能落入相对于第一实施例提到范围中。然后进行确定在第二确定单元42中每个功率控制命令是代表1或者-1。第二确定单元使用相对于图2讨论的方法。第二确定单元42的输出是由第二确定单元42确定的所有的功率控制值中最小的。

每个功率控制命令值输出到最大比组合单元44，该单元44求和从每个基站接收的值，该移动站利用它进行通信。接收的实际值例如总计为0.3和-0.5。在本发明的优选的实施例中，所有的值给予相等的加权。但是在本发明的其它实施例中，这些值可能是彼此加权的。

来自最大比组合单元42的总计值和从第二确定单元42输出的最小值(或者1或者-1)输入给决定单元46，决定单元46确定两个输入的那一个输入具有该最小值。该最小值由决定单元46输出。这个输出将控制移动站的传输功率和特别是它减小或者增加。如果来自第二决定单元42的值是-1，该传输功率将减小，不管由最大比组合单元44输出的值。如果第二确定单元42的输出是+1，如果最大比组合单元44的值超出给定阈值，则仅仅增加该功率。否则，该功率将被减小。该阈值可能与第二确定单元42使用的阈值是相同的或者不同的。

应该理解，在本发明的一些实施例中，可以提供最大比单元而不提供第二确定单元并且关于是否增加或减少功率的决定是根据总计值进行的。定义适当的阈值。如果总和超出该阈值，则增加功率。低于该阈值，则减小功率。总计值可以除以可用的功率控制值的数量。

现在参考图4，它表示本发明的第三实施例。在图4中表示的实施例除与第二确定单元42和最大比组合单元44平行增加一个集成单元48外其余与图3中表示的实施例是相同的。安排集成单元48接收来自第一确定单元40的接收功率控制值。由集成单元48选择最小的功率控制值。这个最小的功率控制值加到先前已经接收的最小的功率控制值。如果得到的和是低于给定的阈值并且最小的功率控制值指示该功率应该增加，则集成单元48将输出值-1。换句话说集成单元的输出指示该功率应该减小。当这些情况发生时，总和将复位到例如复位值0。否则集成单元48将输出选择的最小值。集成单元48的输出输入给该决定单元。

该阈值例如可以是-0.6。集成单元的目的是防止错误地增加功率，特别是响应从接近于该阈值的接收值得出的功率增加命令。换句话说，如果在给定时间帧中功率增加太经常，下一个增加功率的命令将被忽略并且在那个步骤中减小功率。该阈值可以与第二确定单元使用的阈值是相同的，但是最好是不同的。

集成单元的特性可以概括如下：

以前的功率命令值和新的功率控制值的和下降低于总和阈值并且新的功率控制值超过阈值，它指示功率控制值表示增加功率命令，则输出减小功率命令并且复位总和为0或者任何其它适当的复位值；

以前的功率命令值和新的功率控制值的和下降低于总和阈值并且新的功率控制值下降低于阈值，它指示功率控制值代表减小功率命令，则输出减小功率命令并且复位总和为它的复位值；

以前的功率命令值和新的功率控制值的和超过低于总和阈值并且新的功率控制值超过阈值，它指示功率控制值表示增加功率命令，则输出增加功率命令；和

以前的功率命令值和新的功率控制值的和超过总和阈值并且新的功率控制值下降低于该阈值，它指示功率控制值代表减小功率命令，则输出减小功率命令并且复位总和为它的复位值。

决定单元46以与第二实施例相同的方式工作，除了选择所有的三输入的最小值之外。

考虑当前接收功率控制命令值，集成单元48允许前面的功率控制命令影响移动站的特性。换句话说，可以建立功率控制命令历史记录并且用于影响该移动站的当前的功率控制特性。

在这个实施例的一个修改中，安排集成单元48平行处理来自多个基站的每个基站的每个功率控制值。每个分开的和的结果可以输入到决定单元46。作为选择，总和的结果可以在输入给决定单元46之前以任何适当的方式组合在一起。

以上描述的实施例包括三种不同的方法：

1.使用一个阈值确定功率命令值；

2.求和该接收功率控制值以便确定移动站是否应该增加或减小它的功率；和

3.相对于时间积分该功率命令值并忽略命令以便在一定的条件下增加功率。

本发明的实施例可以合并上面的方法的一个，任何两个或三个方法。换句话说，第一方法可以它自己使用，与第二方法或者第三方法，或者与第二和第三方法二者一起。第二和第三方法还可以它们自己使用或者互相一起使用。

参考图5a至5d，它表示各种方法的模拟。每个图包括四条曲线。曲线A代表使用信号干扰比的现有技术。曲线B代表使用第一方法的模拟。曲线C代表使用第一和第二方法的模拟。曲线D代表使用第一，第二和第三方法的模拟。图5a和5b表示用于第一方法对于不同的阈值画出的移动站的传输功率。在两种情况中移动站在3km/h移动。对于图5a，帧误差率是1％，而对于图5b，帧误差率是10％。图5c和5d表示相对于该移动站的速度画出的移动站的传输功率。帧误差率对于图5c是1％而对于图5d是10％。

正如可以看到的，使用第一方法它自己与现有技术相比显著地减少由移动站发送的功率。使用第一方法与第二方法结合进一步减少由移动站发送的功率。组合使用第一、第二和第三方法还进一步减少该功率，该移动站利用该功率发送而不改变性能。

在本发明的优选实施例中，总是由基站命令该移动站例如以ldB步幅增加或减小它的功率。但是在可选择的实施例中可以提供两个以上的功率控制命令。但是必须定义附加的阈值。例如，如果三个功率控制命令是可用的，将定义两个阈值。这三个功率控制命令可以是增加，减小和保持不变。

应该理解，以上描述的任何不同的方法可用于确定功率控制命令值是不是可靠，因此确定该功率控制值是应该考虑或者忽略。

在这个CDMA系统中已经描述了本实施例。但是，应该理解，本发明的实施例可以应用到任何其它适当的接入技术，包括其它扩频技术、频分多址、时分多址及其混合的技术。

以上描述的实施例控制移动站发射功率的功率。本发明还可以用于控制基站的传输功率。本发明还可以与固定站一起使用，特别地无线电环境随时间变化的地方。

Claims (29)

1.一种控制第一站发送信号给第二站的功率的方法，包括步骤：

在第一站处从第二站接收功率控制命令；

确定接收功率控制命令的接收值，该接收值表示在第一站处接收功率控制命令的质量；以及

根据确定步骤的结果，决定增加还是减小第一站发送信号的功率。

2.根据权利要求1的方法，其中以给定值发出功率控制命令，且所述方法包括以下步骤：通过比较功率控制命令的接收值与一个阈值来确定功率控制命令的所述给定值；以及根据所确定的给定值决定增加还是减小第一站发送信号的功率。

3.根据权利要求1的方法，其中安排所述第一站发送信号给多个第二站，并且从每一个所述第二站接收功率控制命令。

4.根据权利要求2的方法，其中所述功率控制命令的给定值包括指示功率应该增加的第一值和指示功率应该减小的第二值中的一个。

5.根据权利要求3的方法，其中对于从每个第二站接收的功率控制命令执行确定步骤；且该方法包括：如果任何所确定的给定值是所述第二值，则增加第一站发送信号的功率，或者如果全部所确定的给定值是所述第一值，则增加第一站发送信号的功率。

6.根据权利要求2的方法，其中所述阈值在表示第一和第二值的所述可能的接收值之间。

7.根据权利要求2的方法，其中所述阈值在第一和第二值之间，但是与其中一个值相比，阈值更接近另一个值。

8.根据权利要求2的方法，其中与第一值相比，阈值更接近第二值。

9.根据权利要求2的方法，其中第一值是+1，且第二值是-1，且阈值在-0.6到0的范围中。

10.根据权利要求2的方法，其中阈值在-0.25到-0.3的范围中。

11.根据权利要求3的方法，其中根据在第二站处从第一站接收的信号强度选择所述第一或第二值作为功率控制命令的给定值。

12.根据权利要求3的方法，所述方法包含以下步骤：(i)如果所述所确定的给定值中至少之一是所述第二值，则取第二值作为所选值，或者如果全部所确定的给定值都是第一值，则取第一值作为所选值；(ii)求和所述接收功率控制命令的接收值；(iii)比较所述求和的全部和所述所选值；以及(iv)同样根据所述全部和所述所选值的比较结果，决定增加还是减小第一站发送信号的功率。

13.根据权利要求12的方法，其中增加还是减小第一站发送信号的功率取决于所述全部和所选值中的哪一个更接近以表示预定的所述第一和第二给定值之一。

14.根据权利要求12的方法，其中所述预定的所述给定值之一是第二值。

15.根据权利要求1的方法，还包括以下步骤：

求和接收功率控制命令的当前接收值与接收功率控制命令的至少一个先前接收值；以及

同样根据求和的值与预定阈值的比较结果，决定增加还是减小第一站发送信号的功率。

16.根据权利要求15的方法，其中安排第一站发送信号到多个第二站，并且从每个所述第二站接收功率控制命令，所述方法还包括步骤：选择要与至少一个先前接收值求和的接收功率控制命令的接收值之一。

17.根据权利要求1的方法，其中所述第二站是基站。

18.根据权利要求1的方法，其中所述第一站是移动站。

19.一种控制第一站发送信号给多个第二站的功率的方法，包括步骤：

在第一站处从每个第二站接收具有给定值的功率控制命令；

求和所述接收功率控制命令的接收值；以及

根据所述求和的值决定增加还是减小第一站发送到第二站的功率。

20.根据权利要求19的方法，包括步骤：根据所述求和的值和阈值的比较结果决定增加还是减小第一站发送信号的功率。

21.一种控制第一站发送信号给第二站的功率的方法，包括步骤：

在第一站处从第二站接收多个功率控制命令；以及

根据当前接收的功率控制命令和至少一个先前接收的功率控制命令，决定增加还是减小第一站发送给第二站的功率。

22.根据权利要求21的方法，包括以下步骤：求和当前接收的功率控制命令与至少一个先前接收的功率控制命令；以及根据所述求和的值和预定阈值的比较，决定增加还是减小第一站发送给第二站的功率。

23.根据权利要求21或22的方法，其中安排第一站发送信号给多个第二站，安排每个第二站发射功率控制命令给所述第一站，所述方法还包括步骤：选择接收功率控制命令之一，作为用于与所述至少一个先前接收的控制命令求和的所述当前接收的功率控制命令。

24.根据权利要求23的方法，其中所述功率控制命令的所述给定值包括指示功率应该增加的第一值或者指示功率应该减小的第二值，且其中选择更接近第二值的接收功率控制命令作为所述当前接收的功率控制命令。

25.根据权利要求22的方法，其中如果求和的值超过所述阈值，且所述当前接收的功率控制命令指示功率增加，则减小第一站发送给第二站的功率。

26.根据权利要求21的方法，其中如果所述求和的值超过所述阈值，且所述当前接收的功率控制命令指示功率减小，则减小第一站发送给第二站的功率，并且求和的值变成复位值。

27.一种用于发送信号给第二站的第一站的装置，所述装置包括：

控制器，用于确定接收功率控制命令的接收值，该接收值表示在第一站处接收功率控制命令的质量；以及用于根据所述确定的结果，决定增加还是减小第一站发送信号的功率。

28.一种用于发送信号给多个第二站的第一站的装置，所述装置包括：

控制器，用于根据从多个第二站接收的功率控制命令的接收值的求和，决定增加还是减小第一站发送给第二站的功率。

29.一种用于发送信号给第二站的第一站的装置，所述装置包括：

控制器，用于根据当前从第二站接收的功率控制命令和至少一个先前从第二站接收的功率控制命令，决定增加还是减小第一站发送给第二站的功率。

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