CN101300757A - 无线电通信系统及用于其的发送功率控制方法 - Google Patents

无线电通信系统及用于其的发送功率控制方法 Download PDF

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Abstract

在多个移动台共享无线资源来发送数据的上行流线路的无线电信道中，基站可设定适当的发送功率。基站通知上行流线路的RACH的功率信息，并且移动台发送RACH中的发送延迟估计信息。基站根据发送延迟估计信息改变RACH的功率信息，并且向移动台通知改变之后的信息。在通过RACH发送了数据或前导码之后的预定时间时，在下行流线路的AICH处没有接收到用于通知正确接收导发送的数据或前导码的ACK时，移动台重新发送数据或前导码。基站通过BCH和CPICH将发送功率信息发送给移动台。

Description

无线电通信系统及用于其的发送功率控制方法
技术领域
本发明涉及利用在多个移动台之间共享的无线资源发送数据的无线通信系统的发送功率控制方法。
背景技术
在W-CDMA系统中，提出了使用时隙ALOHA协议(slottedALOHA)的随机访问信道(RACH)(参见，例如非专利文献1)。RACH是用于这样的信道，该信道用于发送一个小区中的移动台共享的公共无线资源(频带、扰码和时间)，而非特定于并且分配给每个移动台的无线资源。RACH是用于发送尺寸相对较小并且不能被连续发送的信号的信道，例如用于通知定期测量结果的控制信号和用户请求开始数据传送的控制信号。
RACH由称作“前导码部分”和“消息部分”并且通过使用称作“签名”的正交位序列来发送的两部分构成，从而使多个移动台可以同时访问RACH。16种类型的签名被准备，并且每个移动台从这些签名中随机选择一个并使用所选择的签名来对前导码进行扰频并选择消息部分的扩频码。因此，如果移动台偶尔选择相同的签名并在相同定时开始随机访问，则会发生消息部分的冲突。然而，如果移动台选择不同的签名，则消息部分可以被接收。然而，在后一情况中，移动台中的一个所希望的信号变成对其他移动台的干扰信号。因此，如果移动台以相同的发送功率发送信号，则会发生所谓的远近问题(near-far problem)。即，位于离基站越远的地方的移动台，即具有较大的传播损失的移动台，遭受越大的来自其他移动台的干扰和所希望波长的功率的衰减，从而导致信号干扰比(SIR)的较大恶化。
考虑到远近问题，如图1所示，通过使用前导码部分来执行开环发送功率控制，以使得发送功率在来自每个移动台的消息部分的SIR在基站处满足所希望的值的范围内被设置为尽可能小的功率。具体地，该开环发送功率控制具有以下步骤。
一个移动台以预定的初始功率值Pinit[dBm]发送前导码。此时，通过下面的公式计算的值被设置为初始功率值Pinit[dBm](参见，例如非专利文献2)。
Pinit＝P_CPICH_Tx-CPICH_RSCP+UL_Interference+Constant_Value[dBm]。
在该公式中，P_CPICH_Tx[dBm]是从基站发送的公共导频信号(CPICH：公共导频信道)的发送功率。UL_Interference和Constant_Value[dBm]是预定的功率偏移，并且作为小区中各个移动台公共的系统参数而通过广播信道等被通知给该小区中的每个移动台。此外，CPICH_RSCP[dBm]是在预定周期中被每个移动台测量的CPICH的接收功率等级。
可以看出，Pinit是根据CPICH_RSCP确定的，从而尽可能消除传播损失不同的影响并设定对于各个移动台而言在基站处是恒定的接收等级。
然而，一般而言，无线电波容易受到衰落波动的影响，衰落波动不仅因距离衰减和遮蔽(shadowing)产生，而且因移动台在多径环境中的移动产生。因此，在上行链路和下行链路使用不同频带的W-CDMA FDD系统中，在下行链路CPICP中测量到的传播损失不会总是与在上行链路CPICH中测量到的传播损失一致。而且，由于在CPICH_RSCP方面的测量延迟的存在，在发送前导码期间的传播损失依赖于移动台的移动、衰落导致的下降等等而大大不同于对CPICH_RSCP测量期间的传播损失。此外，预定的常数UL_Interference和Constant_Value常常被设置得低于最优水平，以抑制上行链路干扰。由于这些原因，前导码接收功率是不足的并且基站常常不能检测前导码。
如果基站可接收前导码，在经过从前导码发送定时起的预定时间ΔTack之后，基站通过下行链路公共控制信道发送与该前导码有关的获取指示符信号。此时，如果基站允许发送前导码的移动台发送消息部分，则基站向该移动台发送ACK。如果由于例如基站从其接收到消息部分的移动台的数目过多之类的原因导致基站不允许移动台发送消息部分，则基站向移动台发送NACK。
另一方面，在经过从前导码发送定时起的预定时间ΔTack之后，移动台接收下行链路公共控制信道，并且接收到指示ACK的获取指示符信号，移动台在预定的消息部分发送定时向基站发送消息部分。如果移动台接收到指示NACK的获取指示符信号，则该移动台向更高层通知接收到NACK并结束此随机访问。
此外，如果移动台在预定定时不能接收获取指示符信号，这意味着基站不能接收前导码。因此，移动台在预定时间之后重新向基站发送前导码。此时，移动台以前导码发送功率Ppre+tx(k+1)[dBm]重新发送前导码，前导码发送功率Ppre+tx(k+1)[dBm]是先前的发送功率Ppre+tk(k)加上前导码功率递增步幅ΔPp[dBm]，即，执行所谓的斜坡上升(Ramp-up)，其中，k指示重新发送前导码的次数(在首次发送时，k被设置为0(k＝0))。
移动台重复上述操作，直到接收到获取指示符信号或者重新发送的次数达到系统参数指定的重新发送的最大次数K为止。
同样，对于在3GPP中目前热门讨论的EUTRA(演进通用陆地无线接入)系统，其考虑引入上行链路随机访问信道(参见，例如非专利文献3)。
在对EUTRA系统进行叙述时，主要论述基于FDMA(频分多址)的无线访问方法并且考虑假定在一个频带中只有一个移动台发送信号的随机访问。在此情况中，与多个移动台被允许访问相同频带中的一个信道的情况不同，不会发生远近问题。因此，对一个小区中的各个移动台通用的固定功率值可以设置成每个移动台的发送功率。然而，在这种情况中，有必要对该发送功率进行设置，以便来自即使是位于小区尽头的移动台的信道在基站处也具有足够高的质量。换句话说，位于除了小区尽头以外的移动台都以过大的发送功率来发送信号。如果相邻小区使用相同的频带，则这样的状态会不利地并且不必要地增加对相邻小区的干扰。而且，这也会不利地并且不必要地增加各个移动台的功耗。因此，在EUTRA中，类似于WCDMA，最好基于CPICH接收测量值进行功率设置，以使具有高传播损失的移动台具有较高的发送功率。然而，在不存在远近问题的情况下，与WCDMA相比，EUTRA具有使得每个移动台以过大功率来发送信号的小缺点。因此，建议对功率进行设置，以使得从初始发送开始就能够满足所希望的质量，并减小RACH中的发送延迟，而不执行正如在WCDMA中的以低于满足所希望质量的功率的功率开始并逐渐增加功率的斜坡上升。
[非专利文献1]3GPP TS25.214v6.6.0(2005-06)第三代合作伙伴计划；技术规范无线电访问网络；物理层规程(FDD)(第6版)
[非专利文献2]3GPP TS25.331v6.6.0(2005-06)第三代合作伙伴计划；技术规范组无线电访问网络；无线电资源控制(RRC)；协议规范(第6版)
[非专利文献3]3GPP TS25.814v0.2.0(2005-08)第三代合作伙伴计划；技术规范组无线电访问网络；演进的UTRA的物理层方面(第7版)
发明内容
要解决的技术问题
然而，上述在WCDMA系统或者EUTRA系统中运用的RACH发送功率控制具有以下问题。
虽然RACH发送功率是基于由基站指定的值(在开环功率控制中的功率偏移或者对一个小区通用的固定功率值)而确定的，但是将该值设置成最优值是很困难的。原因如下。由于干扰依赖于移动台所属的小区的状况以及相邻小区的状况而变化，因此在基站处用于获得所希望的SIR所必要的发送功率根据该状况而不同。此外，由于数据发送是通过随机访问信道而在每个移动台的发起下开始的，因此基站不能辨认一个移动台在试图发送RACH，直到该基站正确接收到RACH为止。因此，困难在于不能根据RACH的发送情况来适应性地控制发送功率。如果RACH发送功率没有被适当地设置，则会出现以下问题。
1.RACH发送功率太低
该问题会不利地导致直到RACH被正确接收为止的重新发送次数增加、RACH的发送延迟增加和服务质量的降级。尤其是，如果不执行功率斜坡上升，则可总是以恒定功率来发送RACH，而无论接收是否成功。因此，只有在不足功率的状态下才可以发送RACH，从而导致这样一种情形：在最坏的情况下以及在通信故障时，即使通过最大的重新发送次数，RACH也不能被正确接收。
2.RACH发送功率太高
此问题会导致一个移动台对相邻小区或者该移动台所属小区中的其他用户(在WCDMA的情况中)的干扰增加。除此之外，还存在每个移动台的功耗增加的问题。
因此，本发明的一个目的是提供用于无线通信系统的发送功率控制方法，该方法能够使基站根据小区中的情形适当地对作为公共无线资源的RACH的功率进行设置。
解决问题的技术手段
为了解决以上问题，本发明提供了一种用于控制发送功率的方法，该方法使基站控制移动台的发送功率，该方法包括：使基站通知关于上行链路的RACH的发送功率信息；使移动台以基于RACH中的发送功率信息设置的发送功率来发送关于RACH的发送延迟估计信息；并且使基站根据发送延迟估计信息改变关于RACH的发送功率信息，并向移动台通知关于该无线信道的改变后的发送功率信息。此外，如果移动台没有接收到ACK，则移动台在自从通过RACH发送数据或前导码起的预定时间之后重新发送数据或前导码，ACK是基站已经正确接收到被发送的数据或前导码的通知。
移动台通过发送延迟估计信息来通知发送或重新发送数据或前导码的次数、自从初始发送数据或前导码起经过的时间或者初始发送数据或前导码的定时。
如果移动到没有接收到获取指示符信息，则移动台以增加了预定增加步幅的发送功率来重新发送数据或前导码。如果基于发送延迟估计信息的统计值大于预定的目标值，则基站增加RACH的发送功率。
移动台根据从基站发送的导频信号的接收功率来确定RACH的发送功率。此外，如果移动台接收到获取指示符信息，则移动台重置发送延迟估计信息。
通过执行上述顺序步骤，基站可根据小区的状况适当地设置RACH功率。
本发明的技术效果
根据本发明，基站可以适当地设置RACH功率。此外可以减少RACH的发送延迟。此外可以减少移动台对其他小区或者该移动台所属小区中的其他用户的干扰。因此，可以提高整个系统的吞吐量和容量。
附图说明
图1是开环发送功率控制的示例性示图；
图2是根据本发明的系统的概念性示图；
图3是根据本发明的系统的时序图；
图4是根据本发明的系统的时序图；
图5是根据第一实施例的移动台的配置图；
图6是根据第一实施例的移动台的流程图；
图7是根据第一实施例的移动台的流程图；
图8是根据第一实施例的基站的配置图；
图9是根据第一实施例的基站的流程图；
图10是根据第五实施例的移动台的流程图；
图11是根据第六实施例的移动台的流程图；
图12是根据第六实施例的基站的流程图；
图13是根据第七实施例的移动台的配置图；
图14是根据第七实施例的移动台的流程图。
对参考标记的描述
11    接收处理单元
12    信号分离单元
13    导频信号测量单元
14    功率计算单元
15    获取指示符信号判断单元
16    发送次数测量单元
17    缓冲器
18    信号组合单元
19    发送处理单元
20    前导码生成单元
21    接收处理单元
22    解码单元
23    错误判断单元
24    信号分离单元
25    发送次数计算单元
26    功率偏移控制单元
27    控制信号生成单元
28    信号组合单元
29    发送处理单元
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明的最优选的实施例。通过假定系统是在3GPP中考虑的E-UTRA系统来描述各个实施例。
图2是应用本发明的系统的概念性示图。在该系统中，多个基站彼此相邻，多个移动台在上行链路中向每个基站发送数据，或者从每个基站接收下行链路中的数据，OFDM(正交频分多址)用于下行链路，而FDMA用于上行链路。此外，每个移动台和基站通过控制存储在每个移动台和基站的存储器中的程序来实现下面所述的功能。
每个基站在下行链路中至少发送：
广播信道(BCH)，用于发送诸如系统信息的广播信息，
公共导频信道(CPICH)，用于发送导频信号，以及
获取指示符信道(AID)，用于响应于上行链路数据发送而发送获取指示符信息。
图3是该系统的时序图。一个移动台基于通过BCH发送的系统信息来发送或者接收数据。此外，移动台在预定周期中接收CPICH以确保同步，并测量CPICH的接收质量。而且，如果将要发送的用户数据或者控制信号(下文中一般为“数据”)出现在移动台，则移动台通过随机访问信道(RACH)来发送数据，随机访问信道是上行链路无线信道的一种。这对应于在“背景技术”部分描述的RACH发送中的消息部分的发送。此时的RACH发送功率是基于由基站通过使用BCH指定的值来确定的。
如果移动台通过RACH发送数据，则移动台在预定时间之后通过AICH接收获取指示符信号。移动台在预定定时重新发送数据，直到移动台接收到获取指示符信号(ACK信号)为止或者直到重新发送的次数达到预定的重新发送次数为止，其中ACK信号指示从移动台发送的数据已经被正确接收。
图4示出该系统的另一时序图。图4在以下方面与图3不同。类似于上述“背景技术”部分，如果要被发送的数据出现在移动台，则移动台首先通过RACH发送前导码。如果基站正确地接收到该前导码，则基站在预定时间之后通过AICH发送获取指示符信号(ACK信号)。在通过AICH接收到获取指示符信号之后，移动台发送数据或者前导码。应当注意，前导码是对基站已知的位模式(bit pattern)，并且诸如用户数据或控制信号的对基站未知的信号则不作为前导码来发送。
在这些时序的每个中，移动台还在当把发送延迟估计信息添加到数据或前导码时通过RACH发送该发送延迟估计信息。通过进行此动作，基站可控制关于由BCH指示的RACH发送功率的信息，从而可将在数据或前导码被正确接收之前的所需的延迟控制为适当的值。通过将移动台的发送功率设置得尽可能低，可以在有效减少数据发送延迟的同时减少信号干扰。
[第一实施例]
第一实施例的特征如下。
1.移动台将RACH的发送次数或者重新发送次数作为发送延迟估计信息来发送。在这种情况中，重新发送次数和发送系数之间的关系是(重新发送次数)＝(发送次数)。
1.下面通过假定次数为发送次数来描述实施例。
2.基站将功率偏移作为关于RACH发送功率的信息来通知，并且移动台基于CPICH接收功率和功率偏移来确定RACH功率(开环功率控制)。
3.移动台以与在数据发送期间使用的功率相同的功率来重新发送数据。
4.移动台在图3所示的数据发送期间当把发送延迟估计信息添加到数据中时发送数据。
下面将参考图3所示的系统来描述第一到第六实施例。
通过上述特征，基站可判断直到系统中的每个基站可通过RACH正确接收到数据为止的平均发送次数是否保持在所期望的水平。如果平均发送次数较大，则可控制增加RACH的功率偏移，以减小发送延迟。
图5示出根据第一实施例的每个移动台的配置。根据第一实施例的移动台被配置为包括接收处理单元11、信号分离单元12、导频信号测量单元13、功率计算单元14、获取指示符信号判断单元15、发送次数计算单元16、缓冲器17、信号组合单元18以及发送处理单元19，所述接收处理单元11用于接收下行链路信号和执行诸如FET(快速傅立叶变换)的必要接收处理，所述信号分离单元12用于从所接收的信号分离各个信道中的信号，所述导频信号测量单元13用于测量被分离的导频信号的功率强度，所述功率计算单元14用于计算RACH的功率，所述获取指示符信号判断单元15用于判断通过AICH接收到获取指示符信号，所述发送次数计算单元16用于对RACH的发送次数进行计数，所述信号组合单元18用于组合上行链路数据和控制信号，所述发送处理单元19用于执行信号发送必要的处理。
信号分离单元12从经受过接收处理的信号中分离的信号分离在各个信道中。信号分离单元12将CPICH信号发送给导频信号测量单元13，将AICH信号发送给获取指示符信号判断单元15，并将BCH信号发送给功率计算单元14。
导频信号测量单元13在预定周期中测量导频信号平均接收功率，并将测量出的平均接收功率发送给功率计算单元。
功率计算单元14从BCH通知的CPICH发送功率CPICH_Tx、功率偏移PO以及导频信号平均接收功率CPICH_Rx计算RACH发送功率P_Tx，并向发送处理单元19通知计算出的RACH发送功率P_Tx。
获取指示符信号判断单元15判断作为获取指示符信息的ACK信号是否被接收，并向发送次数计算单元16和缓冲器17通知判断结果。
如果移动台接收到ACK信号，则发送次数计算单元16重新将发送次数设置成0。如果移动台没有接收到ACK信号，则发送次数计算单元16将发送次数加1，并向信号组合单元18通知增加后的发送次数。
如果移动台接收到ACK信号，则缓冲器17丢弃相关数据。如果移动台没有接收到ACK信号，则缓冲器17将相关数据发送给信号组合单元18。
信号组合单元18将从缓冲器发送来的数据和发送次数信息组合在一起，并且将合成的数据发送给发送处理单元19。
图6是根据第一实施例的移动台使用RACH发送数据的流程图。
移动台的接收处理单元接收BCH(步骤11)，并接收作为系统信息发送的CPICH发送功率CPICH_Tx、功率偏移PO、最大发送次数等。导频接收功率测量单元在预定周期测量导频信号平均接收功率CPICH_Rx(步骤12)。如果发送数据存储在缓冲器中(步骤13)，则发送次数计算单元将发送次数信息设定成1(步骤14)，计算RACH发送功率P_Tx(步骤15)，并且通过RACH发送发送次数信息和数据(步骤16)。此时，功率计算单元根据下面的公式计算RACH发送功率P_Tx。
P_Tx＝CPICH_Tx-CPICH_Rx+PO[dBm]
在预定时间之后，移动台接收下行链路AICH(步骤17)。如果移动台接收到作为获取指示符信息的ACK信号，则处理返回到步骤11(步骤18；是)。如果移动台没有接收到ACK信号，则发送次数计算单元把发送次数信息加1(步骤19)，处理返回到步骤15，并且移动台发送与之前发送的数据相同的数据。移动台重复操作，直到在自从数据发送起预定时间之后移动台接收到通过AICH发送的ACK信号或者发送的次数达到预定的最大发送次数为止。
图7示出移动台通过使用RACH而运用的数据发送控制的另一示例。
移动台的接收处理单元接收BCH(步骤20)，并接收作为系统信息发送CPICH发送功率CPICH_Tx、功率偏移PO、最大发送次数等。导频接收功率测量单元在预定周期测量导频信号平均接收功率CPICH_Rx(步骤21)。如果发送数据存储在缓冲器中(步骤22)，则发送次数计算单元将发送次数信息设定成1(步骤23)，计算RACH发送功率P_Tx(步骤24)，并且利用RACH发送发送次数信息和数据(步骤25)。
在预定时间之后，移动台接收下行链路AICH(步骤26)。如果移动台接收到作为获取指示符信息的ACK信号，则处理返回到步骤20(步骤27；是)。如果移动台没有接收到ACK信号，则移动台再次接收BCH和CPICH(步骤28)。如果系统与之前所接收到的系统信息相同(步骤29；是)，则发送次数计算单元把发送次数信息加1(步骤30)，处理返回到步骤24，并且移动台发送与之前发送的数据相同的数据。之后，移动台通过BCH接收系统信息。如果在系统信息中包含的CPICH发送功率和功率偏移中的一个或每个的值与之前的值不相同(步骤29；否)，则处理返回步骤23，其中，发送次数计算单元将发送次数信息设置成1，并且移动台发送新接收到的数据。移动台重复操作，直到在自从数据发送起预定数时间之后移动台接收到通过AICH发送的ACK信号或者发送的次数达到预定的最大发送次数为止。
图8示出在第一实施例中使用的每个基站的配置。在第一实施例中使用的基站被配置为包括接收处理单元21、解码单元22、错误确定单元23、用于分离信号的信号分离单元24、发送次数计算单元25、功率偏移控制单元26、控制信号生成单元27、信号组合单元28以及发送处理单元29。
错误确定单元23通过添加到数据块中的CRC来检查包括数据和发送次数信息的数据块是否有错。如果基站可无误地接收数据块，则错误确定单元23将ACK信号发送给信号组合单元28，并将数据块发送给信号分离单元24。
信号分离单元24将发送次数信息发送给发送次数计算单元25，并将数据发送给更高层。
发送次数计算单元25收集关于各个基站的发送次数信息，并将该信息记录到存储器(未示出)中。此外，发送次数计算单元25以预定的功率偏移更新定时计算记录在存储器中的发送次数的平均值(下文中称为“平均发送次数”)，将计算结果发送给功率偏移控制单元26，并且擦除在存储器中记录的发送次数信息。
功率偏移控制单元26更新功率偏移，以使平均发送次数接近所希望的目标平均发送次数，并将更新结果发送给信号组合单元28。
控制信号生成单元27生成公共导频信号和与其他系统控制信息有关的信号，并将生成的信号发送给信号组合单元28。
信号组合单元28将被发送的信号映射到CPICH、BCH和AICH的各个信道中，组合信号，并将组合的信号发送给发送处理单元29。
图9是根据第一实施例的基站更新功率偏移的流程图。
基站在预定周期通过BCH通知作为系统信息的功率偏移(步骤31)，接收上行链路RACH(步骤32)，并在接收处理之后利用CRC检查是否成功接收到上行链路RACH(步骤33)。如果接收成功，则基站通过AICH发送ACK信号(步骤34)。此外，基站从成功接收的数据块中提取发送次数信息，并将发送次数信息记录在存储器中(步骤35)。如果定时为预定的功率偏移更新定时(步骤36)，则基站计算迄今为止提取的一个小区中的各个移动台的发送次数的平均值(步骤37)，并更新功率偏移，以使平均发送次数接近目标平均发送次数。
假定，例如，平均发送次数为N_ave，目标发送次数为N_target，则当前功率偏移为PO_current，经过更新的功率偏移为PO_update，功率偏移增加步幅为Δ上(斜坡上升)，以及功率偏移减小步幅为Δ下(斜坡下降)，则具有以下关系。
如果N_ave＞N_target，
则PO_update＝PO_current+Δ上[dBm](步骤38)。
如果N_ave＜N_target，
则PO_update＝PO_current-Δ下[dBm](步骤39)。
这里假定Δ上和Δ下之间的关系是Δ上＞Δ下。
基站通过BCH向小区中的每个移动台通知更新后的PO(步骤40)。
按照这种方式，如果平均发送次数大于预定的目标次数，则可增加功率偏移。从而，小区中的每个移动台的RACH发送功率被设置得较高，并且提高了基站处的RACH的接收功率。因此可减少RACH被成功接收之前的发送次数，并减小发送延迟。此外，如果平均发送次数小于预定的目标次数，也就是，以过高的质量来发送RACH，则可减小功率偏移。从而，该小区中的每个移动台的RACH发送功率被设置得较高，并且降低了对其他小区的干扰。
如前面所述，根据第一实施例，每个移动台在发送RACH时都向基站通知发送次数信息和RACH。因此，如果平均发送次数大于预定的目标值，也就是，通过RACH正确接收到数据之前的延迟较大，则增加功率偏移，以将RACH发送功率设置得较高并可将增加后的功率偏移通知给小区中的每个移动台。通过执行此操作，小区中的每个移动台的RACH发送功率增加了，并且基站可正确接收到数据的概率也增加了，从而减少平均发送次数，并可减小RACH发送延迟。
如果平均发送次数小于预定的目标值，这意味着每个移动台以过高质量来发送RACH。因此，减小功率偏移，以将RACH发送功率设置得较低，并且可将减小后的功率偏移通知给小区中的每个移动台。因此可减小RACH发送功率，降低对其他小区的干扰并减少每个移动台的功耗。
此外，根据第一实施例，功率偏移增加步幅和功率偏移减小步幅是被设置得不对称的，从而功率偏移增加步幅高于功率偏移减小步幅。通过这样设置，如果延迟较大，则可迅速增加功率。由于随后的减小是逐步进行的，因此在延迟变得较大(也就是，平均发送次数大于目标发送次数)之前会花费较长时间。从而，可稳定地满足目标延迟。然而，本发明的实施例不限于第一实施例。即，可将功率偏移增加步幅和功率偏移减小步幅设置成相等的值，并且减小步幅可以设置得大于增加步幅。
[第二实施例]
第二实施例与第一实施例的不同在于以下方面。每个基站还通过BCH通知RACH功率增加步幅ΔP。每个移动台通过BCH接收关于功率增加步幅ΔP的信息、CPICH发送功率CPICH_Tx和功率偏移PO，根据下面的公式计算RACH发送功率P_Tx，并以将先前功率增加ΔP[dBm]后的功率来重新发送RACH。
P_Tx＝CPICH_Tx-CPICH_Rx+PO+ΔP×(发送次数-1)[dBm]
如果使用重新发送次数，则以(重新发送次数-1)来替代(发送次数-1)。
此时，如果移动台在通过AICH接收到ACK信号之后要通过RACH发送新数据，则移动台以从功率偏移和CPICH接收功率获得的返回到初始功率的功率来发送新数据。其他操作类似于根据第一实施例的操作。
[第三实施例]
第三实施例与第一实施例的不同在于以下方面。在第一实施例中，RACH功率值是基于CPICH接收功率和功率偏移而确定的。在第三实施例中，每个基站向每个移动台通知作为系统信息的固定发送功率值P_Tx，并且小区中的每个移动台以P_Tx发送RACH。基站根据从移动台通知的发送次数来以预定步幅增加或减小P_Tx。具体地，基站按照如下内容计算P_Tx。
假定平均发送次数为N_ave，目标发送次数为N_target，则当前发送功率为P_Tx_current，经过更新的发送功率为P_Tx_update，功率增加步幅为Δ上，以及功率减小步幅为Δ下，则具有以下关系。
如果N_ave＞N_target，
则P_Tx_update＝P_Tx_current+Δ上[dBm]。
如果N_ave＜N_target，
则P_Tx_update＝P_Tx_current-Δ下[dBm]
在基站处更新的P_Tx作为系统信息被通过BCH通知给移动台。其他操作类似于根据第一实施例的操作。
[第四实施例]
第四实施例是第二和第三实施例的组合。在第二实施例中，RACH初始发送功率值是基于CPICH接收功率和功率偏移而确定的。在第四实施例中，每个基站向每个移动台通知作为系统信息的固定发送功率值P_Tx，并且小区中的每个移动台以P_Tx发送初始RACH。之后，在重新发送的情况中，移动台以通过将P_Tx增加预定增加步幅ΔP的功率来重新发送RACH。此外，按照第一实施例中描述的方式，基站根据移动台的发送次数来以预定步幅增加或减小固定发送功率值P_Tx，并且通过BCH将得到的发送功率作为系统信息通知给移动台。其他操作类似于根据第一或第二实施例的操作。
[第五实施例]
在第五实施例中，每个移动台使定时器在初始RACH发送时开始操作，并在重新发送期间向每个基站通知定时器的值，也就是，从开始RACH发送起经过的时间作为发送延迟估计信息。
图10是根据第五实施例的每个移动台使用RACH发送数据的流程图。
移动台接收BCH(步骤41)，接收作为系统信息发送的CPICH发送功率CPICH_Tx、功率偏移PO、最大发送次数等，并在预定周期测量导频信号平均接收功率CPICH_Rx(步骤42)。如果存在发送数据(步骤43)，则定时器以0开始计时(步骤44)。
移动台通过RACH以发送功率P Tx发送定时器信息和数据(步骤45)。在预定时间之后，移动台接收下行链路AICH(步骤46)。如果移动台接收到ACK信号(步骤47；是)，则停止定时器(步骤48)，并且处理返回到步骤41。如果移动台没有接收到ACK信号，则处理返回到步骤45，并且移动台重新发送定时器信息和之前发送的数据。移动台重复操作，直到在自从数据发送起的预定时间之后移动台通过AICH接收到ACK信号或者发送次数达到预定的最大发送次数为止。
[第六实施例]
在第六实施例中，通过使用对基站和移动台已知的系统时间，每个移动台向一个基站通知作为RACH发送起始时间的系统时间，并且该基站通过从RACH被成功接收时的系统时间减去作为被通知的发送起始时间的系统时间来计算发送延迟。
图11是根据第六实施例的每个移动台使用RACH发送数据的流程图。
移动台接收BCH(步骤51)，接收作为系统信息发送的CPICH发送功率CPICH_Tx、功率偏移PO、最大发送次数等，并在预定周期测量导频信号平均接收功率CPICH_Rx(步骤52)。如果存在发送数据(步骤53)，则记录当前系统时间(步骤54)。
移动台通过RACH以发送功率P_Tx发送系统时间和数据(步骤55)。在预定时间之后，移动台接收下行链路AICH(步骤56)。如果移动台接收到ACK信号(步骤57；是)，则删除所记录的系统时间(步骤58)，并且处理返回到步骤51。如果移动台没有接收到ACK信号，则处理返回到步骤55，并且移动台重新发送系统信息和之前发送的数据。移动台重复操作，直到在自从数据发送起的预定时间后移动台通过AICH接收到ACK信号或者发送次数达到预定的最大发送次数为止。
图12是根据第六实施例的基站更新功率偏移的流程图。
基站在预定周期通过BCH通知作为系统信息的功率偏移(步骤60)，接收上行链路RACH(步骤61)，并在接收处理之后利用CRC检查是否成功接收到上行链路RACH(步骤62)。如果接收成功，则基站记录当前系统信息T_current(步骤63)，并通过AICH发送ACK信号(步骤64)。此外，基站从所接收的块中提取系统时间信息T_init，计算发送延迟时间T＝(T_current-T_init)，并将发送延迟时间T＝(T_current-T_init)记录在存储器中(步骤65)。如果定时为预定的功率偏移更新定时(步骤66)，则基站基于迄今为止所计算并记录的发送延迟时间更新功率偏移。通过示例，基站计算出平均发送延迟时间(步骤67)并更新了功率偏移，从而使平均发送延迟时间接近所希望的目标值。
假定，例如，平均发送次数为N_ave，目标发送延迟时间为T_target，当前功率偏移为PO_current，经过更新的功率偏移为PO_update，功率偏移增加步幅为Δ上，以及功率偏移减小步幅为Δ下，则具有以下关系。
如果T_ave＞T_target，
则PO_update＝PPO_current+Δ上[dBm](步骤68)。
如果T_ave＜T_target，
则PO_update＝PO_current-Δ下[dBm](步骤69)。
这里假定Δ上和Δ下之间的关系是Δ上＞Δ下。
基站通过BCH向小区中的每个移动台通知更新之后的PO(步骤70)。
[第七实施例]
第七实施例用在如图4所描述的在发送前导码之后利用消息部分发送数据的系统中。在接收到ACK信号之前，没有利用前导码来发送发送延迟估计信息，但是当在接收到ACK信号之后在将发送延迟信息添加到前导码或数据的情况下发送前导码或数据时，发送延迟估计信息被发送。
根据第一到第六实施例的操作可应用于其他操作。在第七实施例中，前导码的发送次数被用作发送延迟信息，并且如第二实施例中所描述的，RACH功率的计算是基于CPICH发送功率、CPICH接收功率、预定的功率偏移和发送次数确定的。例如，在图1中，在前导码之后被发送的消息部分被发送了3次。因此，“发送次数＝3”作为发送延迟信息而通过利用消息部分被发送。
图13示出根据第七实施例的每个移动台的配置。根据第七实施例的移动台的配置与根据第一实施例的移动台(图5)的配置不同在于：在移动台中另外包括了前导码生成单元。
如果数据到达缓冲器，则缓冲器向前导码生成单元通知数据到达，前导码生成单元生成预定的位序列，将生成的位序列发送给信号组合单元，并且向发送次数测量单元通知前导码被发送给发送次数测量单元。发送处理单元对生成的位序列执行必要的处理，并且然后将经过处理的位序列作为前导码发送。
此外，获取指示符信号判断单元向前导码生成单元通知在从发送前导码起的预定时间之后获取指示符信号判断单元是否通过AICH接收到ACK信号。
如果获取指示符信号判断单元没有接收到ACK信号，则前导码生成单元生成预定的位序列，并将生成的位序列作为前导码来发送，类似于前面所述。此外，前导码生成单元向发送次数测量单元通知所述前导码发送。响应于对前导码发送的通知，发送次数测量单元将所记录的次数加1。
如果获取指示符信号判断单元接收到ACK信号，则前导码生成单元不生成前导码，并向发送次数测量单元通知前导码发送被停止。响应于对前导码发送被停止的通知，发送次数测量单元将所记录的发送次数作为发送次数信息发送给信号组合单元。此外，缓冲器还被通知获取指符信号判断单元接收到ACK信号，并且缓冲器相应地将数据块发送给信号组合单元。
信号组合单元将数据块和发送次数信息组合在一起，并且发送处理单元对发送次数信息执行必要的处理，并然后发送处理后的信息。
图14是根据第七实施例的每个移动台使用RACH发送数据的流程图。
在该移动台中，接收处理单元接收BCH(步骤71)，并接收作为系统信息发送的CPICH发送功率CPICH_Tx、功率偏移PO、最大发送次数等。导频接收功率测量单元在预定周期测量导频信号平均接收功率CPICH_Rx(步骤72)。如果发送数据存储在缓冲器中(步骤73)，则发送次数计算单元将发送次数信息设定成1(步骤74)，计算RACH发送功率P_Tx(步骤75)，并且通过RACH发送前导码(步骤76)。此时，功率计算单元根据下面的公式计算RACH发送功率。
P_Tx＝CPICH_Tx-CPICH_Rx+PO+Δp×((发送次数)-1)[dBm]
在预定时间之后，移动台接收下行链路AICH(步骤77)。如果移动到接收到作为获取指示符信息的ACK信号(步骤78和80；是)，则移动台通过RACH发送数据和发送次数信息(步骤81)，并且处理返回到步骤71。如果移动台没有接收到ACK信号并且发送次数小于最大发送次数(步骤78；否)，则发送次数计算单元把发送次数信息加1(步骤79)，处理返回到步骤75。此外，如果移动台没有接收到ACK信号并且发送次数达到最大发送次数(步骤80；否)，则处理返回到步骤71。
在上述第一到第七实施例中，利用RACH来发送数据。然而，数据不限于用户数据。例如，可以使用RACH来发送用于请求分配上行链路无线资源以发送用户数据的资源预留请求信号。替代地，使用RACH的数据发送可应用于发送对发送下行链路数据必要的控制信号(例如，通知下行链路无线信道的质量的信号(CQI：信道质量指示符)等)的情况中。
在上述第一到第七实施例中，OFDM和FDMA作为无线访问方法被分别用于下行链路和上行链路。然而，本发明的范围不限于此使用。例如，本发明可应用于对上行链路和下行链路都使用CDMA的系统，类似于目前可用的WCDMA系统、对上行链路和下行链路都使用OFDM的系统等。
在上述第一到第七实施例中，随机访问信道被用于上行链路无线信道。然而，本发明的范围不限于此应用。替代地，本发明可应用于任何无线信道，这些信道用于使每个基站设置针对每个移动台的发送功率信息，并用于使移动台在任意定时以基于由所指定的发送功率信息设置的功率发送上行链路数据。
在上述第一到第七实施例中，基站通过BCH来发送作为系统信息的RACH发送功率信息。然而，本发明的范围不限于此方法。例如，基站可以使用单独的控制信号来向每个移动台通知RACH发送功率信息。
此外，在上述第一到第七实施例中，基站仅仅设置了一个发送功率信息。然而，本发明的范围不限于此设置。例如，一个小区中的移动台被划分成多个组，并且基站可以为各个组设定不同的发送功率信息。即，这样的设置考虑到为享有优先服务的用户组设置比为其他普通用户组设置的RACH发送功率更高的RACH发送功率。在另一种替代中，基站可根据从各个移动台发送的数据的内容来将RACH发送功率设置成不同值。即，不同的值可以设置成在上述预留请求的情况中以及在分别发送用户数据的情况中的发送功率信息。
此外，在上述第一到第七实施例中，基站根据发送延迟估计信息来更新RACH发送功率或功率偏移。然而，本发明的范围不限于此更新方法。基站可使用其他信息来更新发送功率或功率偏移。例如，增大发送延迟的因素之一如下。由于大量的RACH业务(由于许多移动台试图通过RACH发送数据)，在同一定时有多个移动台通过RACH发送数据或前导码，从而发生冲突。在这种情况中，由于不足的RACH发送功率不会导致发送延迟的增加，因此没有必要增加RACH发送功率或功率偏移。话句话说，基站从在预定时间通过RACH成功发送数据或前导码的移动台的数量等来估计RACH流量。只有RACH流量等于或小于预定阈值，基站才可以按照第一到第七实施例所述基于发送延迟估计信息来更新发送功率或功率偏移。

Claims (49)

1.一种控制发送功率的方法，该方法使基站控制移动台的发送功率，包括以下步骤：
使所述基站通知关于上行链路的无线信道的发送功率信息；
使所述移动台发送关于所述无线信道的发送延迟估计信息；并且
使所述基站根据所述发送延迟估计信息改变关于所述无线信道的所述发送功率信息，并且向所述移动台通知关于所述无线信道的改变后的发送功率信息。
2.根据权利要求1的控制发送功率的方法，还包括以下步骤：
如果所述移动台未通过下行链路控制信道接收到关于所述基站已正确接收到已发送的数据或前导码的通知的获取指示符信息，则使所述移动台在自从通过所述无线信道发送所述数据或所述前导码起的预定时间之后重新发送所述数据或所述前导码。
3.根据权利要求1的控制发送功率的方法，
其中，所述基站通过广播信道发送所述发送功率信息，以发送给多个移动台。
4.根据权利要求1的控制发送功率的方法，
其中，所述移动台通过所述无线信道来发送所述发送延迟估计信息。
5.根据权利要求2的控制发送功率的方法，
其中，所述移动台通过所述发送延迟估计信息来通知发送或重新发送所述数据或所述前导码的次数。
6.根据权利要求2的控制发送功率的方法，
其中，所述移动台通过所述发送延迟估计信息来通知从初始发送所述数据或所述前导码起经过的时间。
7.根据权利要求2的控制发送功率的方法，
其中，所述移动台通过所述发送延迟估计信息来通知初始发送所述数据和所述前导码的定时。
8.根据权利要求2的控制发送功率的方法，
其中，如果所述移动台没有接收到所述获取指示符信息，则所述移动台以增加了预定增加步幅之后的发送功率来重新发送所述数据和所述前导码。
9.根据权利要求1的控制发送功率的方法，
其中，如果基于所述发送延迟估计信息的统计值大于预定的目标值，则所述基站增加所述无线信道的所述发送功率。
10.根据权利要求1的控制发送功率的方法，
其中，所述移动台根据从所述基站发送的导频信号的接收功率来确定发送功率。
11.根据权利要求2的控制发送功率的方法，还包括以下步骤：
如果所述移动台接收到所述获取指示符信息，则使所述移动台重置所述发送延迟估计信息。
12.一种用于使基站控制移动台的发送功率的无线通信系统，该系统包括：
基站，所述基站包括：用于通知关于上行链路的无线信道的发送功率信息的装置，以及用于根据从所述移动台接收的发送延迟估计信息改变关于所述无线信道的所述发送功率信息并且向所述移动台通知关于所述无线信道的改变后的发送功率信息的装置；以及移动台，所述移动台包括用于发送关于所述无线信道的所述发送延迟估计信息的装置。
13.根据权利要求12的无线通信系统，
其中，所述移动台包括用于如果所述移动台未通过下行链路控制信道接收到关于所述基站已正确接收到已发送的数据或前导码的通知的获取指示符信息，则使所述移动台在自从通过所述无线信道发送所述数据或所述前导码起的预定时间之后重新发送所述数据或所述前导码的装置。
14.根据权利要求12的无线通信系统，
其中，所述基站通过广播信道发送所述发送功率信息，以发送给多个移动台。
15.根据权利要求12的无线通信系统，
其中，所述移动台通过所述无线信道来发送所述发送延迟估计信息。
16.根据权利要求13的无线通信系统，
其中，所述移动台通过所述发送延迟估计信息来通知发送或重新发送所述数据或所述前导码的次数。
17.根据权利要求13的无线通信系统，
其中，所述移动台通过所述发送延迟估计信息来通知从初始发送所述数据或所述前导码起经过的时间。
18.根据权利要求13的无线通信系统，
其中，所述移动台通过所述发送延迟估计信息来通知初始发送所述数据和所述前导码的定时。
19.根据权利要求13的无线通信系统，
其中，如果所述移动台没有接收到所述获取指示符信息，则所述移动台以增加了预定增加步幅之后的发送功率来重新发送所述数据和所述前导码。
20.根据权利要求12的无线通信系统，
其中，如果基于所述发送延迟估计信息的统计值大于预定的目标值，则所述基站增加所述无线信道的所述发送功率。
21.根据权利要求13的无线通信系统，
其中，所述移动台根据从所述基站发送的导频信号的接收功率来确定发送功率。
22.根据权利要求13的无线通信系统，
其中，如果所述移动台接收到所述获取指示符信息，则所述移动台重置所述发送延迟估计信息。
23.一种基站，包括：
用于通知关于上行链路的无线信道的发送功率信息的装置；
用于接收从移动台发送的关于所述无线信道的发送延迟估计信息的装置；以及
用于根据所述发送延迟估计信息改变关于所述无线信道的所述发送功率信息并且向所述移动台通知关于所述无线信道的改变后的发送功率信息的装置。
24.根据权利要求23所述的基站，
其中，所述基站通过广播信道发送所述发送功率信息，以发送给多个移动台。
25.根据权利要求23所述的基站，
其中，如果基于所述发送延迟估计信息的统计值大于预定的目标值，则所述基站增加所述无线信道的所述发送功率。
26.一种移动台，包括：
用于接收从基站发送的关于上行链路的无线信道的发送功率信息的装置；以及
用于发送关于所述无线信道的发送延迟估计信息的装置。
27.根据权利要求26所述的移动台，还包括
用于如果所述移动台未通过下行链路控制信道接收到关于所述基站已正确接收到已发送的数据或前导码的通知的获取指示符信息，则使所述移动台在自从通过所述无线信道发送所述数据或所述前导码起的预定时间之后重新发送所述数据或所述前导码的装置。
28.根据权利要求26所述的移动台，
其中，所述移动台通过所述无线信道来发送所述发送延迟估计信息。
29.根据权利要求26所述的移动台，
其中，所述移动台通过所述发送延迟估计信息来通知发送或重新发送所述数据或所述前导码的次数。
30.根据权利要求26所述的移动台，
其中，所述移动台通过所述发送延迟估计信息来通知从初始发送所述数据或所述前导码起经过的时间。
31.根据权利要求26所述的移动台，
其中，所述移动台通过所述发送延迟估计信息来通知初始发送所述数据和所述前导码的定时。
32.根据权利要求27所述的移动台，
其中，如果所述移动台没有接收到所述获取指示符信息，则所述移动台以增加了预定增加步幅之后的发送功率来重新发送所述数据和所述前导码。
33.根据权利要求26所述的移动台，
其中，所述移动台根据从所述基站发送的导频信号的接收功率来确定发送功率。
34.根据权利要求27所述的移动台，
其中，如果所述移动台接收到所述获取指示符信息，则所述移动台重置所述发送延迟估计信息。
35.一种通过基站来控制移动台的发送功率的方法，包括以下步骤：
通知关于上行链路的无线信道的发送功率信息；
接收从所述移动台发送的关于所述无线信道的发送延迟估计信息；并且
根据所述发送延迟估计信息改变关于所述无线信道的所述发送功率信息，并且向所述移动台通知关于所述无线信道的改变后的发送功率信息。
36.根据权利要求35所述的控制移动台的发送功率的方法，
其中，通过广播信道发送所述发送功率信息，以发送给多个移动台。
37.根据权利要求35所述的控制移动台的发送功率的方法，
其中，如果基于所述发送延迟估计信息的统计值大于预定的目标值，则增加所述无线信道的所述发送功率。
38.一种控制移动台的发送功率的方法，包括以下步骤：
使所述移动台接收从基站发送的关于上行链路的无线信道的发送功率信息；并且
使所述移动台发送关于所述无线信道的发送延迟估计信息。
39.根据权利要求38所述的控制移动台的发送功率的方法，
如果所述移动台未通过下行链路控制信道接收到关于所述基站已正确接收到已发送的数据或前导码的通知的获取指示符信息，则使所述移动台在自从通过所述无线信道发送所述数据或所述前导码起的预定时间之后重新发送所述数据或所述前导码。
40.根据权利要求38所述的控制移动台的发送功率的方法，
其中，所述移动台通过所述无线信道来发送所述发送延迟估计信息。
41.根据权利要求38所述的控制移动台的发送功率的方法，
其中，所述移动台通过所述发送延迟估计信息来通知发送或重新发送所述数据或所述前导码的次数。
42.根据权利要求38所述的控制移动台的发送功率的方法，
其中，所述移动台通过所述发送延迟估计信息来通知从初始发送所述数据或所述前导码起经过的时间。
43.根据权利要求38所述的控制移动台的发送功率的方法，
其中，所述移动台通过所述发送延迟估计信息来通知初始发送所述数据和所述前导码的定时。
44.根据权利要求39所述的控制移动台的发送功率的方法，
其中，如果所述移动台没有接收到所述获取指示符信息，则所述移动台以增加了预定增加步幅之后的发送功率来重新发送所述数据和所述前导码。
45.根据权利要求39所述的控制移动台的发送功率的方法，
其中，所述移动台根据从所述基站发送的导频信号的接收功率来确定发送功率。
46.根据权利要求39所述的控制移动台的发送功率的方法，
其中，如果所述移动台接收到所述获取指示符信息，则使所述移动台重置所述发送延迟估计信息。
47.一种用于控制基站的程序，该程序使计算机执行以下功能：
通知关于上行链路的无线信道的发送功率信息；
接收从移动台发送的关于所述无线信道的发送延迟估计信息；以及
根据所述发送延迟估计信息改变关于所述无线信道的所述发送功率信息，并且向所述移动台通知关于所述无线信道的改变后的发送功率信息。
48.一种用于控制移动台的程序，该程序使计算机执行以下功能：
接收从基站发送的关于上行链路的无线信道的发送功率信息；以及
发送关于所述无线信道的发送延迟估计信息。
49.根据权利要求48所述的用于控制移动台的程序，
其中，所述发送延迟估计信息是通过所述无线信道发送的。
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