CN100551166C - 计算上行链路发射功率的功率等级的方法和用户设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在利用接入码分多址(CDMA)技术的无线数字通信系统中，应用适应调制及编码(AM&C)以达到改善无线资源利用及提供增加数据率以用于用户服务的方法和系统。其中，基站测量从用户设备(UE)接收的所有时隙上的上行链路干扰、并确定这些上行链路控制信道的需要；基站将表示时隙中上行链路干扰及潜在品质界限的特定上行链路控制信道的配置传输至UE；用户设备(UE)根据该UE所做的路径损耗确定、上行链路干扰、及品质界限，来确定适当的上行链路功率等级；用户设备(UE)响应于这些确定来启始上行链路公共控制传输。

Description

计算上行链路发射功率的功率等级的方法和用户设备
技术领域
本发明是涉及无线数字通信系统。特别地，本发明是有关于一种利用适应性调制及编码的上行链路功率控制的码分多址(CDMA)通信系统。
背景技术
接入码分多址(CDMA)第三代(3G)移动电信系统是对传输应用进行适应性调制及编码(AM&C)，以达成及改善无线资源利用、并提供增加的数据率以用于用户服务。适应性调制及编码(AM&C)技术是在传输前考虑射频(RF)传播条件，以确定最有利于目前射频(RF)传播条件的调制及编码速率。
确定射频(RF)传播条件的一种方法是在各个传输前、在接收器执行信道品质测量。此测量被传送至传输器，其随后便根据此物理信道品质测量以确定适于特定传输的调制及编码速率。
射频(RF)传播条件是可以迅速地改变，特别是在移动应用中。由于无线界面的品质测量是用以确定适当的调制及编码、且由于信道品质测量是可能因为射频(RF)传播条件改变而迅速变化，适应性传输过程的效能是直接相关于执行品质测量及启始此传输间的时间段(也就是：等待时间>。因此，为得到最佳适应性调制及编码(AM&C)，具有活动的数据传输的所有用户，便需要利用最小等待时间来执行信道品质测量。
物理或逻辑控制信道是用以将信道品质测量由接收器传输至传输器。信道品质信令(signaling)可以利用各个用户设备(UE)的专用控制信道、亦或所有用户设备(UE)共享的公共控制信道。当采用专用控制信道时，在传播各个用户设备(UE)信道品质测量时，可利用连续信令信道。从效能的观点，这是适应性调制及编码(AM&C)的最优解决方案，因为品质测量是连续可利用的。若考虑适当调制及编码设定的连续可利用的品质测量，则传输可能发生在任何时间。另外，伴随在上行链路中一直可利用的专用控制信道，则此信道也可用来支持低速率上行链路数据传输。
专用控制信道途径的困难是：物理资源是连续配置地，即使在没有数据传输时亦然。适应性调制及编码(AM&C)技术的主要应用是非实时高资料速率服务，例如，网际网络接入。对此类服务而言，最佳服务品质(QoS)可以凭借在各个传输间具有相对长闲置周期的短、高速率传输来达成。此等长闲置周期会导致专用资料的低效率使用。
这一问题可利用预先构造的周期性专用信道配置以被最小化。然而，此举却会导致品质测量的周期性不可利用性。若品质测量不是连续可利用的，则对于在任何时间点均有传输的用户设备(UE)而言，便只有某部分用户设备(UE)可以具有最近的信道品质测量。
当采用共享控制信道时，在小区内的所有用户设备(UE)共享连续信令信道。在第三代-时分双工(3G TDD)系统中，上行链路公共控制信道典型地是占据多重时隙中的单一时隙。各个用户设备(UE)接入共享控制信道的程序被定义，且用户设备(UE)标识可以用来辨别特定用户设备(UE)的事务处理。
为避免上行链路公共控制信道的竞争接入，在下行链路公共控制信道上必须要用信号发送个别配置。或者，下行链路配置及上行链路配置间的一些应属可以被定义。各个用户设备(UE)随即是根据其配置接入上行链路公共控制信道。由于上行链路传输无法一直由网络预测、且由于上行链路传输是不经常的(在部分应用中仅传输5％时间)，因此若要传播上行链路无线资源要求以支持上行链路用户资料，则也需要上行公共控制信道的周期性配置。因此，当适应性调制及编码(AM&C)操作采用共享控制信道时，各个用户设备(UE)并不存在环路内功率控制机制，因为公共控制信道是非连续可利用的。
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种有效率的方法，用于在足以执行此方法所需负担最小化时，执行功率控制。
发明内容
本发明使用开放环路技术以确定上行链路公共控制信道传输的功率等级，其是在上行链路公共控制信道传输前用信号发送下行链路中的信息，用以达成最优功率等级。基站配置指示上行链路干扰的特定上行链路控制信道、及(可选地>时隙的品质界限。用户设备(UE)在特定信道上进行传输，并根据用户设备(UE)所计算的路径损耗及基站所接收的资料，来确定传输的适当功率等级。
附图说明
图1A是本发明的一种基站的简化方块图。
图1B是本发明的一种用户设备的简化方块图。
图1C是本发明的一种基站的另一实施例的简化方块图。
图2是用于说明根据本发明的公共控制信道上行链路功率控制的过程的一个优选实施例的简化方块图。
图3是表示本发明另一实施例的流程图
具体实施方式
本发明是参考所附图式详细说明如下，文中，相同编号是用以表示相同组件。
图1A是通用移动电信系统陆地无线电接入网络(UTRAN)基站12(下文中称作基站BS 12)的简化方块图，该基站BS 12通过射频链路25与用户设备(UE)30进行无线通信(如图1B所示)。此用户设备(UE)30可以是无线移动电话、个人数字助理(PDA)、或可以包括额外能力(诸如：传呼、电子邮件、或此类功能>的其它类似装置。
基站BS 12包括：天线24(或多个天线>、隔离器/切换开关22(或类似装置)、时隙干扰测量装置26、上行链路公共控制信道接收器28、公共控制信道品质监控装置18、加总装置20、及参考下行链路信道扩展及调制装置14。基站BS 12经由天线24接收无线链路25上的通信。接收信号经由隔离器切换开关22而耦合至干扰测量装置26及上行链路公共控制信道接收器28。
干扰测量装置26测量在上行链路公共控制信道上的时隙干扰。举例来说，干扰测量装置26可以测量干扰信号码功率(ISCP)。干扰测量装置26提供输出(Icc)，该输出是上行链路公共控制信道上干扰数量的指示。
接收器28，可以是匹配滤波器、RAKE、或类似装置，该接收器28接收及施加上行链路公共控制信道中的信号至信道品质(CQ)测量装置18，借以监控上行链路公共控制信道的信道控制(CQ)、并提供给定用户设备(UE)的品质界限(QM)。
品质界限(QM)可以被用信号发送，举例来说，为用户设备(UE)传输预期达到的计算得到的信号干扰比目标(SIRtarget)。此品质界限(QM)也可以基于下列因子的组合，包括：信号干扰比目标(SIRtarget)、射频(RF)传播条件、及/或用户设备(UE)所期望的服务的服务品质(QoS)需求。依序，信号干扰比目标(SIRtarget)可以基于特定用户设备(UE)先前传输的测量，诸如：块误差率(BLER)。不同于上行链路干扰等级，品质界限(QM)并不需用于各个个别上行链路公共控制设置、且可以(可选地>由基站BS 12分别指定、甚或删除，如图1C所示。
请回来参考图1A，当未由基站BS 12指定或当未由用户设备(UE)经常更新时，本实施例是可以储存此品质界限(QM)，并利用最近的品质界限(QM)。
输出(Icc)及品质界限(QM)数值施加于加总装置20的第一及第二输入。加总装置20的输出输入至扩展及调制装置14。虽然，品质界限(QM)及输出(Icc)可以利用加总装置20加以组合，如图中所示，但其也可以编码成单一参数，进而降低下行链路发送负担。再如另一个例子，输出Icc可以分别发送，举例来说，于一广播信道上。在此例子中，只有品质界限(QM)是需要发送。输出Icc及品质界限(QM)，若未组合或编码成单一参数，则可以分别输入扩展及调制装置14、并在分别下行链路信道上传送。扩展及调制装置14的输出经由隔离器/切换开关22传送至天线24，以与用户设备(UE)30进行传输。品质界限(QM)及输出(Icc)在单一或更多下行链路控制信道上发送。路径损耗测量(其是由用户设备(UE)30执行、并将于下文中进一步详细说明)是在参考信道上执行。
如图中所示，图1A至图1C是表示参考信道(及控制信道(一个或多个)>。应该了解的是，本发明仅包括在基站BS 12及用户设备(UE)30间执行发送的一部分。因此，本发明的重点并不在于：所述测量是否在单一参考信道、单一控制信道、或多重参考及/或控制信道上进行传送。可以预期的是，在本发明实质及范围内，本发明也可以采用参考及/或控制信道的组合。
请参考图1B，用户设备(UE)30包括：天线32、隔离器/切换开关34、参考信道接收器36、路径损耗计算装置42、功率等级计算装置44、适应性调制及编码控制器(图1B中未示出)、信令接收器48、功率放大器50。天线32在射频(RF)链路上接收来自基站BS 12的信息传送、并视情况将该信息传送经由隔离器/切换开关34施加至参考信道接收器36(也就是：参考信道)或信令接收器48(也就是：控制信道)。
参考信道接收器36利用本领域技术人员所熟知的方式接收及处理一个或更多个参考信道。因此，这里将不包括这部分细节。参考信道接收器36执行参考信道的预测以进行数据检测、并提供接收信号的功率等级至路径损耗计算装置42。路径损耗计算装置42也利用此功率等级来确定下行链路传输中的功率损耗。
经由基站BS 12接收的品质界限(QM)及输出(Icc)信息由信令接收器48接收，该将信息传送至功率等级计算装置44。功率等级计算装置44使用路径损耗计算装置42及信令接收器48的输出，来确定传输至基站BS 12的合适功率等级，该合适功率等级是射频(RF)链路25中路径损耗及干扰的函数。
功率等级计算装置44的输出44a经由功率放大器50的控制来整流用户设备(UE)的输出功率。功率放大器50视情况以进行放大步骤。
放大器50的输出经由隔离器/切换开关34及天线32以传输至基站BS12。
如本领域技术人员所了解，时分双工(TDD)利用传输结构以重复地传输帧，其中，每个帧包括复数个时隙。待传输的数据被分段、且分段后的数据随后被调度以在一个或更多时隙中进行传输。对于时分双工(TDD)而言，在先前帧中相同时隙的信道品质(CQ)干扰测量，就确定目前帧的调制及编码速率本身，是非常有价值的。如文中将进一步详细说明，在基站测量的信道品质(CQ)干扰测量是在公共控制上行链路传输前，在下行链路中被用信号发送。
本发明方法10的实施例表示于图2的流程图中。在此方法中，基站BS12，在步骤S1，参考信道利用用户设备(UE)已知的功率等级进行传输。用户设备(UE)30在步骤S2连续计算路径损耗。在步骤S3，基站BS 12根据来自用户设备(UE)的传输(为简化目的，图2仅表示单一用户设备(UE)30)、及来自其它基站(为简化目的，图2仅表示单一基站BS 12)的传输，来连续测量上行链路干扰。
在步骤S4，基站BS 12确定对于上行链路公共控制信道的需要，举例来说：(1)适应性调制及编码(AM&C)测量报告；或(2)并合自动重复请求(ARQ)控制信息。所述确定是可选地响应于数据块的接收。在步骤S5，基站BS 12配置特定上行链路公共控制信道，用以指示在此时隙中的上行链路干扰等级Icc。在步骤S6，基站BS 12发送待利用的上行链路公共控制信道及配置信道的上行链路干扰等级(Icc)。这些参数在下行链路控制信道上发送。值得注意的是，特定上行链路控制信道的参数可以被隐式地得知。
在步骤S7，用户设备(UE)30根据在步骤S2由用户设备(UE)30测量的目前路径损耗及由基站BS 12得到的干扰等级Icc，来确定传输至基站BS 12的适当上行链路功率等级。
如上文所述，在另一替换实施例中，品质界限(QM)可以与干扰等级Icc一起(或分别)发送。本发明方法20的另一实施例表示于图3中，其提供上行链路公共控制信道功率等级的进一步最优化。在图3中这些步骤的编号是与图2中实施相同程序的步骤相同。然而，进一步最优化经由额外发送具有上行链路公共控制信道配置的被请求的品质界限(QM)而被达成。在其他方面，品质界限(QM)是基于步骤S3由特定用户设备(UE)接收的先前传输的。图3是将步骤S6调整表示为S6A、并将步骤S7调整表示为S7A。如图2及图3所示，基站BS 12可以响应于数据块的接收(或不管是否接收到数据块)来执行步骤S4。
请回来参考图2，用户设备(UE)的传输功率等级TUE可由下列等式表示：
TUE＝PL+Icc    等式(1)
其中，PL是路径损耗；且Icc是上行链路公共控制信道通信的干扰等级。此路径损耗(PL)可以下列等式计算：
PL＝TREF-RUE    等式(2)
其中，TREF是在基站BS 12的参考信号等级，且RUE是在用户设备(UE)接收到的参考信号接收功率。
在步骤S8，用户设备(UE)以利用等式(1)及等式(2)计算的上行链路传输功率等级来启始上行链路公共控制传输；此传输在步骤S9由基站BS 12接收。
当品质界限(QM)由基站BS 12传输至用户设备(UE)30时，如图3的另一方法20所示，用户设备(UE)的传输功率等级可由下列等式表示：
TUE＝PL+QM+Icc    等式(3)
其中，PL是路径损耗；QM是期望的品质界限；且Icc是上行链路公共控制信道通信的干扰等级。路径损耗(PL)可由下列等式计算：
PL＝TREF-RUE    等式(4)
其中，TREF是在基站BS 12的参考信号等级，且RUE是在用户设备(UE)的参考信号接收功率。
本发明相比于现有技术具有多个优点。测量的上行链路干扰等级可以在配置消息中被指定，进而确保用户设备(UE)可利用非常低等待时间的上行链路干扰测量。作为替换，测量的上行干扰等级可以经由下行链路公共控制信道或其它装置而提供。由于适应性调制及编码(AM&C)上行链路控制信道被预期存在于单一第三代(3G)时分双工(TDD)模式的时隙中，因此本发明便可以得到更进一步的效率。依正常而言，在利用类似开放的环路功率控制机制的时隙系统中，各个时隙的干扰必须被报告以进行适当操作。由于上行链路公共控制信道仅使用单一时隙、且因此只需要发送单一时隙的上行链路干扰，则下行链路配置发送中的负担便可以最小化，进而有利于上行链路无线资源的更有效利用。
虽然本发明是利用较佳实施例加以说明的，但是各种可能的调整及变动是在如权利要求中所列出的本发明的实质及范围内的，对于本领域技术人员来说是现而易见的。

Claims (13)

1、一种由用户设备实施的用于计算上行链路发射功率的功率等级的方法，该方法包括：
接收参考信号；
从所述参考信号获取参考功率等级；
至少部分地基于所述参考信号来确定路径损耗；
接收指示上行链路干扰等级的值；
接收所述参考信号的品质界限，该品质界限包括上行链路信号干扰比目标；
至少部分地基于所述路径损耗、所述上行链路干扰等级和所述品质界限来确定初始上行链路发射功率等级；以及
以所述上行链路发射功率等级发送混合自动重复请求应答。
2、根据权利要求1所述的方法，其中，接收的发射功率包括由用于执行上行链路发射功率计算的用户设备(UE)所接收到的参考信号的功率。
3、根据权利要求1所述的方法，其中，接收的参考信号包括接收至少一个参考信道。
4、根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述路径损耗包括测量所述参考信号的功率。
5、根据权利要求1所述的方法，该方法包括启始上行链路控制传输。
6、根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述初始上行链路功率等级包括启始上行链路控制传输。
7、根据权利要求1所述的方法，其中，对上行链路时隙的干扰测量提供上行链路干扰的值。
8、根据权利要求1所述的方法，该方法包括基于先前传输的测量结果来计算信号干扰比目标。
9、一种能够计算上行链路发射功率的功率等级的用户设备(UE)，该UE包括：
接收器电路，用于接收参考信号、上行链路干扰等级和所述干扰信号的品质界限，该品质界限包括上行链路信号干扰比目标；
参考功率确定电路，用于从所接收到的参考信号获取参考功率等级；
路径损耗测量单元，用于基于所述参考信号来测量路径损耗；
上行链路功率等级电路，用于至少部分地基于所述路径损耗、所述上行链路干扰等级和所述品质界限来确定初始上行链路发射功率等级；以及
发送电路，用于以所述初始上行链路发射功率等级来发送混合自动重复请求应答。
10、根据权利要求9所述的UE，其中：
所述参考功率确定电路确定由所述UE接收到的参考信号的功率；
所述路径损耗测量电路测量所述参考信号的功率。
11、根据权利要求9所述的UE，该UE包括用于响应于所述上行链路功率等级电路来启始上行链路控制传输、以及响应于所述初始上行链路功率的确定来启始上行链路控制传输的电路。
12、根据权利要求9所述的UE，其中所述上行链路功率等级电路对上行链路时隙的干扰测量提供上行链路干扰的值。
13、根据权利要求9所述的UE，该UE包括基于来自代表所述路径损耗的先前测量的测量结果来计算信号干扰比目标的电路。
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