CN101076954A - 无线通信中用户设备的外环功率控制 - Google Patents

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CN101076954A CNA2005800404856A CN200580040485A CN101076954A CN 101076954 A CN101076954 A CN 101076954A CN A2005800404856 A CNA2005800404856 A CN A2005800404856A CN 200580040485 A CN200580040485 A CN 200580040485A CN 101076954 A CN101076954 A CN 101076954A
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Abstract

一种较快的功率控制方法，特别用于UE设备通过E－DCH与UTRAN的SAP(例如节点B)进行通信的情况，其中由于被称为外环功率控制的改变信道条件，所以并非SAP(例如节点B)从服务RNC接收新的SIR目标来使用，而是SAP接收BLER目标或一些其他信道质量指示符的目标值(如EUPA的新数据指示符值)作为由自身确定合适SIR目标的指导。

Description

无线通信中用户设备的外环功率控制
相关申请的交叉引用
本申请是2004年10月13日提交的美国专利申请No.10/965,236的部分延续案，基于在美国法规35的所有可应用条例包括但不限于条例20、121以及365(c)，要求该申请的优先权。
技术领域
本发明涉及例如通过第三代蜂窝通信网络的数据和语音的无线传送。特别地，本发明涉及调整例如蜂窝手持电话的用户设备中发射机的功率水平。
背景技术
通过蜂窝通信网络进行通信的用户设备(UE)(例如蜂窝手持电话)的信号功率输出水平由从网络的服务接入点(SAP)(例如节点B或基站收发台)接收到的命令所控制。功率控制方法的有效手段需要最小化共享公共频带的UE设备间的无线接口。理想地，在上行链路方向，所有的信号应当以相同的信号强度到达SAP的接收机。从而，UE设备的输出功率水平被持续调整。相比接近SAP的设备，远离SAP的设备应当以更高的功率来传送。
有两种功率控制的基本类型：开环和闭环。在开环功率控制中，UE设备将其输出功率设置为其所选择的值；开环功率控制被用于当UE设备接入网络时设置初始的上行链路和下行链路传送功率。在闭环功率控制中，SAP测量来自UE设备的传送质量，并随后向UE设备发送功率控制命令，UE设备调整其所使用的传送功率，从而调整来自UE设备的传送质量。
在第三代(3G)蜂窝系统UMTS(通用移动通信系统)中包含所谓的UTRAN(UMTS陆地无线接入网络)，该UTRAN进而包括用于与UE设备通信的SAP，该上行链路闭环功率控制包含内环功率控制(ILPC)和外环功率控制(OLPC)的上行链路闭环功率控制。在前者中，UE发射机根据从SAP接收到的一个或多个传送功率控制命令来调整其输出功率，从而将上行链路信干比(SIR)维持在给定的SIR目标，其中上行链路SIR由SAP测量。对于每个小区站点而言，UTRAN一般包含全部处于无线网络控制器(RNC)控制之下的一个或多个SAP，该RNC进而由所谓的核心网络(其最终连接到公共交换电话系统)所控制，在OLPC中，RNC根据上行链路信道质量调整SIR目标，其中RNC根据SAP提供的信息确定上行链路信道质量。正常情况下，根据误块率(BLER)值、误码率(BER)值、或一些其他的信道质量指示符，针对每个UE设备来独立地更新目标SIR。
在本领域中已知对于上行链路专用信道(DCH)，在UTRAN-FDD(频分双工)的OLPC中，RNC针对每个UL信道更新存储在SAP中的SIR目标。SAP通过以下来监管OLPC：对比上行链路信号的SIR与SIR目标并向UE设备发送功率控制命令，从而维持接收的SIR尽可能地接近SIR目标。该OLPC机制依赖的是RNC根据接收到的估计连接质量的BLER统计来调整SIR目标。该OLPC是一种相对慢的控制机制。图1示意了现有技术中通过UE设备10与SAP11间的DCH对连接的上行链路功率控制，其中控制SAP的RNC 12根据测量的BLER或信道质量的其他指示符来为上行链路DCH更新SIR目标。SAP随后运行闭环功率控制并尽力维持接收信号的SIR尽可能地接近SIR目标。
在所谓的3G伙伴计划(3GPP)中，特别是UMTS中，当前任务是指定增强型DCH(E-DCH)支持。E-DCH倾向于在UTRAN-FDD中利用专用传输信道来提供改进的UL分组接入，因此，需要一种更为有效的OLPC机制。这是因为E-DCH连接的数据传输速率可能频繁地且在大的动态范围内改变。因此，与现存DCH一起使用的当前OLPC对于E-DCH而言可能无法总是能有效地运行。
也要注意的是在RNC中实施现有技术的上行链路OLPC，因为首先，上行链路能够处于软切换中并且仅RNC具有关于切换UE的多个链路的信息。但是在RNC和SAP间存在长的传送延迟，一般是几百毫秒。因此，该长延迟阻止了OLPC利用实时信息例如衰落信息和HARQ信息(也就是是否存在分组误差，指示可能需要更高的功率)。因此，在一些应用中有利的是能够利用针对OLPC的HARQ信息。
因为OLPC能直接影响整体的系统容量、性能和覆盖，有利的是具有用于E-DCH的快速和高效的OLPC。
发明内容
在本发明的第一实施例中，提供了一种方法，包括：无线接入网络(RAN)的服务接入点(SAP)通过比较信道质量指示符的目标值与信道质量指示符的测量值来确定对应于信道质量指示符的新的信干比(SIR)的步骤；以及SAP使用SIR目标向提供上行链路信号的用户设备提供功率控制命令的步骤。
根据本发明的第一方面，信道质量指示符可以是误块率(BLER)，特别是在任意HARQ处理前测量的BLER。
同样根据本发明的第一方面，信道质量指示符可以是在HARQ处理后用指示传送中是否包含重传的新数据指示符来测量的误块率(BLER)。
同样根据本发明的第一方面，SAP可以使用各自对应于不同数据传输速率的多个SIR目标，并且该方法可以进一步包括SAP检测数据传输速率并随后根据检测到的数据传输速率从多个SIR目标中选择SIR目标的步骤。进一步，该方法也可以包括根据比较信道质量的目标指示符与信道质量指示符的测量值来调整多个SIR目标中的一个或多个的步骤。
同样根据本发明的第一方面，RAN可以包括用于将SAP连接到通信系统的核心网络的无线网络控制器(RNC)，并且RNC可以提供信道质量的目标指示符。
在本发明的第二方面中，提供了一种计算机程序产品，包括其上实施有计算机程序指令的计算机可读存储结构，计算机处理器通过该指令能够执行以下步骤：无线接入网络(RAN)的服务接入点(SAP)通过比较信道质量指示符的目标值与信道质量指示符的测量值来确定对应于信道质量指示符的新的信干比(SIR)目标的步骤；以及SAP使用SIR目标向提供上行链路信号的用户设备提供功率控制命令的步骤。
在本发明的第三方面中，提供了无线接入网络(RAN)的服务接入点(SAP)，该接入点包括：SAP通过比较信道质量指示符的目标值与信道质量指示符的测量值来确定对应于信道质量指示符的新的信干比(SIR)目标的装置；以及SAP使用SIR目标向提供上行链路信号的用户设备提供功率控制命令的装置。
在本发明的第四方面中，提供了一种系统，包括，用户设备(UE)，用于提供上行链路信号，并响应功率控制命令；以及无线接入网络(RAN)，用于将用户设备耦合到核心网络，该RAN包括：服务接入点(SAP)，该接入点响应上行链路信号而用于提供功率控制命令；以及无线网络控制器，用于提供误块率(BLER)目标或其他信道质量指示符；其中SAP包括：SAP通过比较信道质量指示符的目标值与信道质量指示符的测量值来确定对应于信道质量指示符的信干比(SIR)目标的装置；以及SAP获得测量的上行链路信号的SIR值并通过比较所测量的SIR值和所述SIR目标来使用SIR目标向UE设备提供功率控制命令的装置。
附图说明
本发明的前述和其他目的、特征和优点通过随后的详细描述并结合附图将变得更为明显，其中，
图1为示出根据现有技术执行将UE设备与SAP相连的上行链路DCH的上行链路功率控制的系统的框图/流程图；
图2A为根据本发明的在HARQ处理之前确定BLER的实施例的初始的建立和随后的闭环功率控制的框图；
图2B为根据本发明的在HARQ处理之后确定BLER的实施例的初始的建立和随后的闭环功率控制的框图；以及
图3为根据本发明的在HARQ处理之后确定BLER的实施例的EUPA定时的示意图。
具体实施方式
下面在UE设备通过E-DCH通信信道与SAP进行通信的情况下对本发明进行了描述。然而，本发明并非限于使用E-DCH，而是用于在包含从SAP接收功率控制命令以与SAP进行无线通信的UE设备的任意系统中的通信。
现在参考图2A，根据本发明，在UTRAN中RNC 22的控制下建立从UE设备10到SAP 21的连接时，SAP从UE设备接收具有特定信干比(SIR)和数据传输速率R的上行链路信号。现在根据本发明，SAP的SIR目标调整器模块21a从RNC 22a接收信道质量指示符的目标值，其为诸如BLER的指示符(或可能为新数据指示符，如下所述)，并确定对应于信道质量目标指示符(如BLER目标)的新的SIR目标。将BLER目标作为信道质量目标指示符的一个例子，SAP通过比较目标BLER与所测量的上行链路BLER值来确定新的SIR目标。在图2A所示的实施例中，由测量单元(MU)21b在任意HARQ功能21c之前测量上行链路BLER。(OLPC和估计BLER是持续的过程。
现在参考图2B，在本发明的另一实施例中，由MU 21b’在执行HARQ处理之后测量BLER，并且事实上使用由HARQ处理提供的信息来确定BLER值。在图2A或图2B所示的任一实施例中，MU不必直接从链路信号测量BLER值，而是可以从处理链路信号的任何可用结果(包括解码结果)中估计BLER值。因此，在图2B的实施例中，MU事实上使用使得由HARQ处理可用的新数据指示符，这将在下面进行详细描述；该HARQ处理至少对链路信号部分进行解码从而提供新数据指示符，该新数据指示符可用于估计BLER值。
因此，在一些实施例中(图2A)，提供BLER值的MU 21b被设置在任何HARQ处理之前，而在其他实施例中(图2B)，提供BLER值的MU 21b’使用来自HARQ处理的信息来确定BLER值，所以被设置在HARQ处理之后。
同样在任一实施例中(图2A和图2B)，通过对比测量的BLER值和目标BLER值，SAP自调节其用于OLPC的SIR目标，而不是从RNC接收新的SIR目标，就像根据常规的OLPC处理过程所做的。通过本发明，由SAP根据本发明而对SIR目标进行的调节建立在BLER目标和所测量的上行链路BLER值之间的差异上；如果BLER值小于BLER目标，则降低SIR目标。SAP使用新的SIR目标向UE设备提供功率控制命令。(在HARQ处理之前或之后测量的BLER值考虑了信道条件和UE设备到SAP的距离。)
在E-DCH的情况下，数据速率能够快速改变，本发明进一步提供了SAP使用对于若干数据传输速率中每个速率可能不同的SIR目标，其中每个SIR目标对应于同一个BLER目标。在该实施例中，SAP根据所测量的上行链路数据传输速率值来确定SIR目标以用于功率控制。图2示出这样的实施例，其中SAP使用速率R相对于SIR目标值的表21d。SAP检测速率R，并且如果该速率改变，则从表21d中选择对应于该检测到的速率R的、可能为新的SIR目标。
如果使用针对不同的数据传输速率来提供SIR目标的表，那么当针对UE设备正在使用的数据速率来调整SIR目标时，SAP可以或可以不针对其他的数据速率来调整SIR目标。由于在用数据速率的SIR目标因信道条件发生改变(恶化或改善)而进行调整，所以合理的是针对在用数据速率并针对其他数据速率改变SIR目标，因为信道条件在一定程度上独立于数据速率。然而，对于一些数据速率，特别是较低的数据速率而言，SIR目标的默认或初始值应该用作用于调整的初始点，或用作最终调整到的值。
SAP能够以不同次数使用不同的BLER目标值，或者甚至针对不同的数据传输速率或不同的服务。可以由RNC之外的其他设备供一个或另一个BLER目标值。例如，操作和维护功能(O&M)能够提供SAP使用的一个或另一个BLER目标。
在图2B示意的本发明的实施例中，尤其对于UMTS的(宽带码分多址)EUPA(增强型上行链路分组接入)有利的是，HARQ信息实质上被用作信道质量指示符；更为具体地，使用HARQ信息来确定测量的BLER值。在WCDMA EUPA中使用同步的HARQ。对于具有M SAW(停等)信道的EUPA链路，如果终端从其活动集内的节点B接收到针对最近的前一次传送的NAK，则在最近的前一次传送之后的M-1个TTI(传送时间间隔)发送HARQ重传。根据本发明，SAP使用在E-PDCCH(增强的物理专用控制信道)的EUPA中传送的新数据指示符来确定测量的BLER值，该值再一次是信道质量指示符的测量值。如图2A的实施例所示，比较测量的BLER和目标BLER以决定如何调节在OLPC中使用的SIR目标。
当使用新数据指示符时，应当使用UE设备(移动台)的SHO(软切换)有效集中所有SAP(UMTS中的节点B)进行的解码。通过检测是否在第i+M个TTI内传送新数据块或重传数据块，每个SAP能够获知在UE的SHO有效集中所有SAP处第i个TTI的解码。SAP在第i+M个TTI内检测到的重传数据块指示的是所有的SAP没有正确接收第i个TTI。如前所述，指示新的或重传的数据块是否在第i+M个TTI内传送的信息被嵌入到E-PDCCH的新数据指示符中。根据本发明，通过检测针对第i+M个TTI的新数据指示符，更新第j个HARQ传送的BLER，其中在第i个TTI内接收分组的第j个HARQ传送。因此，根据不同HARQ传送的BLER，即根据新数据指示符，来调整SIR目标。
因此，下面参考图3，所示为M＝3(也就是3个SAW信道)的例子，其中OLPC根据E-PDCCH中的N(新数据)或R(重传)来工作。在第一个TTI 31(0-10毫秒)内，DB1中的P1与指示新数据(与重传相对照)的新数据指示符(在E-PDCCH上)一同被传送(在E-DCH上)。节点B1和节点B2以NAK 32进行回应，该NAK32直到第三个TTI 33才被接收到。随后在第四个TTI 34内，重传DB1。根据本发明，第四个TTI 34内的新数据指示符被用于估计BLER，将该BLER与目标值进行比较，根据该比较，调整用于OLPC的SIR目标。
本发明能够简化EUPA节点B和RNC的实现，也就是说，在节点B和RNC之间的OLPC信令并非必须。
ACK/NAK反馈误差对根据本发明的方法的影响是可忽略，因为在实践中ACK/NAK的误差率是很低的，一般ACK为1％，NAK为0.1％。
需要理解的是前述设置仅用于示意本发明原理的应用。本领域技术人员能够设计各种修改和替换设置，但是并不背离本发明范围，所附权利要求书覆盖这些修改和设置。

Claims (20)

1、一种方法，包括：
无线接入网络(RAN)的服务接入点(SAP)通过比较信道质量指示符的目标值与信道质量指示符的测量值来确定对应于所述信道质量指示符的新的信干比(SIR)目标的步骤；以及
所述SAP使用所述SIR目标向提供上行链路信号的用户设备提供功率控制命令的步骤。
2、根据权利要求1所述的方法，其中所述信道质量指示符是在任意HARQ处理前测量的误块率(BLER)。
3、根据权利要求1所述的方法，其中所述信道质量指示符是误块率(BLER)，并且在HARQ处理后用指示传送中是否包含重传的新数据指示符来测量所述信道质量指示符。
4、根据权利要求1所述的方法，其中所述SAP使用各自对应于不同数据传输速率的多个SIR目标，并且该方法进一步包括所述SAP检测数据传输速率并随后根据所检测到的数据传输速率从多个SIR目标中选择SIR目标的步骤。
5、根据权利要求4所述的方法，进一步包括根据比较信道质量的目标指示符与所述信道质量指示符的测量值来调整所述多个SIR目标中的一个或多个的步骤。
6、根据权利要求1所述的方法，其中所述RAN包括用于将所述SAP连接到通信系统的核心网络的无线网络控制器(RNC)，并且所述RNC提供信道质量的目标指示符。
7、一种计算机程序产品，包括其上包含计算机程序指令的计算机可读存储结构，计算机处理器通过该指令能够执行以下步骤：
无线接入网络(RAN)的服务接入点(SAP)通过比较信道质量指示符的目标值与信道质量指示符的测量值来确定对应于所述信道质量指示符的新的信干比(SIR)目标的步骤；以及
所述SAP使用SIR目标向提供上行链路信号的用户设备提供功率控制命令的步骤。
8、根据权利要求7所述的计算机程序产品，其中所述信道质量指示符是任意HARQ处理前测量的误块率(BLER)。
9、根据权利要求7所述的计算机程序产品，其中所述信道质量指示符是误块率(BLER)，并且在HARQ处理后用指示传送中是否包含重传的新数据指示符来测量所述信道质量指示符。
10、根据权利要求7所述的计算机程序产品，进一步包括使所述SAP执行以下步骤的计算机程序代码：所述SAP检测所述数据传输速率并随后根据所检测到的数据传输速率从多个SIR目标中选择SIR目标。
11、一种无线接入网络(RAN)的服务接入点(SAP)，包括：
所述SAP通过比较信道质量指示符的目标值与信道质量指示符的测量值来确定对应于所述信道质量指示符的新的信干比(SIR)目标的装置；以及
所述SAP使用SIR目标向提供上行链路信号的用户设备提供功率控制命令的装置。
12、根据权利要求11所述的SAP，其中所述信道质量指示符是任意HARQ处理前测量的误块率(BLER)。
13、根据权利要求11所述的SAP，其中所述信道质量指示符是误块率(BLER)，并且在HARQ处理后用指示传送中是否包含重传的新数据指示符来测量所述信道质量指示符。
14、根据权利要求11所述的SAP，进一步包括所述SAP检测数据传输速率并随后根据所检测到的数据传输速率从多个SIR目标中选择SIR目标的装置。
15、根据权利要求11所述的SAP，进一步包括根据比较信道质量的目标指示符与所述信道质量指示符的测量值来调整所述多个SIR目标中的一个或多个的装置。
16、一种系统，包括：
用户设备(UE)，用于提供上行链路信号，并响应功率控制命令；以及
无线接入网络(RAN)，用于将所述用户设备耦合到核心网络，所述RAN包括：
服务接入点(SAP)，其响应于所述上行链路信号，用于提供所述功率控制命令；以及
无线网络控制器，用于提供误块率(BLER)目标或其他信道质量指示符；
其中所述SAP包括：
所述SAP通过比较信道质量指示符的目标值与所述信道质量指示符的测量值来确定对应于所述信道质量指示符的信干比(SIR)目标的装置；以及
所述SAP获得测量的所述上行链路信号的SIR值并通过比较所测量的SIR值和所述SIR目标来使用所述SIR目标向所述UE设备提供功率控制命令的装置。
17、根据权利要求16所述的系统，其中所述信道质量指示符是在任意HARQ处理前测量的误块率(BLER)。
18、根据权利要求16所述的系统，其中所述信道质量指示符是误块率(BLER)，并且在HARQ处理后用指示传送中是否包含重传的新数据指示符来测量所述信道质量指示符。
19、根据权利要求1所述的方法，其中所述信道质量指示符是误块率(BLER)。
20、根据权利要求11所述的SAP，其中所述信道质量指示符是误块率(BLER)。
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