CN102474816A - 控制移动无线电接收器接收送往多个接收器的信号 - Google Patents

控制移动无线电接收器接收送往多个接收器的信号 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种控制电信网络的移动终端的无线电接收器的方法，其中电信网络在信号帧(FR)内发送要由多个移动终端接收的信号，该信号包括已编码数字内容，该方法包括确定信号的信号质量，根据信号质量确定移动终端的无线电接收器的接收时间方案(tr)，并根据接收时间方案控制无线电接收器接收所述信号。本发明还涉及执行该方法的程序和移动终端。

Description

控制移动无线电接收器接收送往多个接收器的信号
技术领域
本发明涉及信道质量，并且具体地说，涉及移动通信网络的移动终端。
背景技术
在当前移动通信网络内，所谓的小区广播设计成同时向规定区域中的多个用户传递消息。小区广播允许向连接到一个或一组小区的所有空闲移动终端发射数据(例如任何文本或二进制消息)。通常以某一重复周期周期地发送小区广播消息。
例如在3GPP TR 25.925，v 3.5.0、题为“Radio Interface forBroadcast/Multicast Services”(章节6.3.6.4，2004年)中所描述的，在广播/多播信道上接收小区广播服务/多播服务数据，该信道必须可用于给定小区范围中的所有用户(移动终端)。信号质量(例如信噪比SNR)随着发送器(例如基站)与接收器(例如移动装置，也称为用户设备UE、移动终端或移动(电话))之间的(图1中示意性示出的)距离下降。因为所述服务的所有用户都将接收信号，不管他们在小区范围内的当前位置如何，所以没有功率控制机制合适；以最大功率(例如以使得最远的用户将接收到具有充分质量(例如信噪比)的信号的功率)发射信号。由此，位置更靠近基站的用户接收比位于小区边界的用户强得多的信号。这意味着，大多数用户将接收到具有质量比所需质量更高的信号。
移动终端特别设计成在空闲模式(即在其中一般禁用大多数组件(包含接收器)，并且仅周期地在短时段启用大多数组件以便从网络接收信息、检验信号功率等的模式)消耗尽可能小的功率。然而，当例如激活小区广播服务CBS时，对应的移动装置(或用户设备UE)的待机时间下降，因为(除了不连续接收DRX循环之外还)需要接收多个CBS时机。避免这种功率消耗的一个解决方案是断开CBS服务；然而，这意味着(至少暂时)与有价值的服务断开。另外，要注意，在一些地区CBS可能是强制的。
鉴于这些事实，对优化广播/多播信号(即要由多个接收器接收的信号)的接收方案可能存在高要求。
发明内容
本发明的目的是改进广播/多播信号的接收方案。
这个目的由独立权利要求实现。从属权利要求中描述了有利实施例。
本发明提出控制电信网络的移动终端的无线电接收器，其中所述电信网络在信号帧内发送要由多个移动终端接收的信号，所述信号包括已编码数字内容。此外，根据信号质量确定无线电接收器的接收时间方案，从而控制无线电接收器。所述接收时间方案还可根据用于对所述数字内容进行编码的编码技术(例如Turbo编码或卷积编码)。
可通过测量某一信号质量参数并确定这个参数是否在定义的阈限以上来确定所述信号质量。所述信号质量参数可以是如下之一：能量/噪声功率比、接收的信号强度指标、接收的信号码功率和参考信号接收功率。定义的阈限可以是固定值或自适应值。另外，移动终端可独自或可基于从网络接收的信息自主地确定阈限。
在一个实施例中，时间方案包括在其间将无线电接收器控制成活动的一个或多个接收时段，其中在接收时段以外可将无线电接收器控制成不活动。此外，无线电接收器可(各)在接收时段开始时开启，并且(各)在接收时段结束时关闭。接收时段可选择成在对应信号帧结束之前结束和/或在对应信号帧的对应开始之后开始。
在下文，作为示例，连同小区广播或多播服务一起发射的信号称为CBS信号(每个信号都包括一个或多个(例如两个)CBS帧)，并且要从该信号解码的信息、数据或消息也称为CBS数据。
根据信号质量(和其它参数，例如编码技术)，移动终端可减少CBS信号的接收时间，使得仅接收一小部分信号。当信号包括允许从一小部分对应信号正确地对数据解码的冗余信息时，这是有可能的。
在将接收时间保持为短时，优选为在技术上尽可能短，移动终端的功耗特别是在待机时间中的小区广播或多播服务的接收期间保持为低。
在一个实施例中，接收时间减少到冗余减少到仍足以或者甚至正好足以正确地对数据解码的程度的时段。
如果假设以使大多数远程移动终端(位于小区边缘某处)甚至在不良状况下仍足以正确地对对应消息解码的最大功率发射CBS信号，则显然，移动终端将几乎总是接收比解码所必需的更多的信号信息；“冗余因子”随着到基站的距离增加而下降。
在一个实施例中，对无线电接收器进行控制还根据来自移动终端的数字解码器的反馈信号执行，以确保接收时间总是足够长而能正确地对数字内容解码，但不是不必要的长(理想上，接收时间正好与正确解码所必需的一样长)。此外，解码器可报告在解码过程期间是否已经纠正了错误(以及纠正了多少)；这种报告可被用作自适应算法的度量。
在一个实施例中，移动终端计算表示当前(小区广播或小区多播)信号质量的一个或多个信号质量值。根据所确定的信号质量，移动终端判定是否缩短信号接收时间，即提供比信号持续时间更短的信号接收时间。这允许减少接收器的活动时间(例如更早关闭接收器和/或相对于CBS帧更晚开启)，并由此允许减小移动终端的功耗，因为无线电(以及于是接收器或收发器)是消耗相当大部分电池功率的移动终端的一部分。
在一个实施例中，移动终端将这些值中的至少一个与预定信号质量值相比较。基于比较结果，移动终端判定是否相对于CBS帧缩短接收时间(例如在对应CBS帧结束之前关闭接收器或在对应CBS帧开始之后开启接收器)。
在一个实施例中，提供一种包括适合于执行上述方法的控制单元的移动终端。
本发明还涉及包括软件代码部分的计算机程序，以便当由移动终端的相应处理单元操作时实现上述方法。计算机程序可存储在计算机可读介质上。计算机可读介质可以是用户装置或接收方装置内或在外部定位的永久或可重写存储器。相应计算机程序还可作为信号序列例如经电缆或无线链路传送到移动终端。
在下文，将描述本发明的具体实施例以便给本领域技术人员提供完整而全面的理解。然而，那些实施例是例证性的而不用来限制。
附图说明
图1示出了发送器-接收器距离相对信号强度的原理图；
图2示出了DRX循环的寻呼时机相对CBS时机的原理图；
图3示出了具有根据本发明一个帧的CBS时机长度的示范接收方案的原理图；
图4示出了具有根据本发明两个帧的CBS时机长度的示范接收方案的原理图；
图5示出了根据本发明在移动终端中执行的步骤的示范流程图；以及
图6示出了根据本发明的移动终端的示范框图。
具体实施方式
位置靠近发送器的接收器接收比位置远离发送器的用户强得多的信号。因为CBS要求原则上所有移动终端用户都将能够接收CBS数据，因此CBS发射功率必须选择成足够高，使得(在小区边界的)大多数远程用户仍能够参与CBS。由此，平均而言，大多数用户将接收到具有比所需质量更高的质量的信号。为了例证，图1示出了发送器-接收器距离d相对信号功率P的原理图，其中发送器是基站BS，并且接收器是由基站BS服务的小区内的移动终端UE1和UE2。作为示例，第一移动终端UE1显示为相对于基站在第一距离d1处，并且描绘了第二移动终端UE2。对于这里示出的示例，在距离d2处的信号强度P大致为在距离d1处的信号强度P的一半；由此，第二移动终端UE2相比第一移动终端UE1将接收具有一半功率的相同信号。
移动终端设计成在空闲模式，即在打开了移动终端但未将移动终端连接到任何其它方的情况下，消耗尽可能少的功率。然而，当激活小区广播服务CBS时，对应的移动装置(或用户设备UE)的待机时间下降，因为除了不连续接收(DRX)循环之外，还需要接收多个CBS时机。这例如可见于图2，图2示出了3个示意图4A、4B和4C。如果CBS关闭，则移动装置由此必须周期地监听以正好接收寻呼信息。此外，它每DRX循环开启一次无线电。这在示意图4A中描绘了，其中只示出每个DRX帧一个寻呼时机。如果CBS开启，则移动装置必须更频繁地开启无线电。如果如示意图4B中所描绘的每个DRX循环存在一个CBS时机，则待机时间将下降高达50％，因为移动终端必须开启2个时机，每个DRX循环一个寻呼时机和一个CBS时机。如果存在更多CBS时机，则下降甚至可能更高。示意图4C作为示例示出了每个DRX循环两个CBS时机的情形。
因为适当的信道编码提供了根据小部分相应信号重构被破坏消息的有效手段。换句话说，接收器不需要接收完整的信号信息用于解码由信号携带的对应消息或数据。如果例如以用于提高可靠性的UMTS卷积编码或Turbo编码来对信道编码，则这是特别有效的。例如参考3GPP TS 25.212，V7.11.0“Multiplexing and channel coding(FDD)”(章节4.2.3，2009年9月出版)。由此，根据一个实施例，故意切断信号接收时间，由此其余的时间足够长以接收足够信息，使得移动终端仍能够解码信号内的消息。
根据一个实施例，根据信号质量选择无线电的断开时段(无线电接收器切换到不活动或不响应的时段)；由此，信号质量越高，断开时段选择得越长(例如高达某一最小量)。专用特性(dedicated figures)取决于所用的编码方案。只作为示例，有可能例如对于1/3Turbo编码，切断高达30-40％的信号(1/3由此意味着，对于一个信息位，存在2个冗余位)。
根据一个实施例，为了适当控制接收器的接收时间，确定实际信号质量，并根据实际信号质量，判定移动终端的无线电电路是否将接收整个随后CBS信号，或者它是否足以仅接收某一小部分CBS信号。从而，控制无线电接收整个信号或仅接收某些一小部分信号。在后一情况下，例如对于CBS信号的其余部分，无线电可被断开。
根据质量状况(用户固定不动或移动、环境变化等)的稳定性，可以确定质量测量的重复率(例如在不稳定无线电状况下，对于每个新帧执行测量，或者在更稳定状况下，例如每第6帧重复测量、每第10帧重复测量或者甚至更不频繁地重复测量)。
CBS信号可视为连续CBS或发射帧的序列，因此一个帧可正好被视为整个CBS信号的一小部分。CBS时机长度可正好在一个发射帧或备选地在多个发射帧上延伸。
图3示范性示出了具有一个发射帧的CBS时机长度的原理图，并且图4示范性示出了具有两个发射帧的CBS时机长度的原理图。
转到图3，在时间t上示出了单个帧FR的CBS时机持续时间、(信号质量)测量时段ME和无线电激活时段RA。在时间轴t上描绘了时间点t1到t5，其中第一时间点t1表示测量时段ME的开始以及无线电激活时段RA的开始，第二时间点t2表示CBS时机帧FR的开始，第三时间点t3表示测量时段ME的结束，第四时间点t4表示无线电激活时段RA的结束，并且第五时间点t5表示CBS时机帧FR的结束。无线电接收时间tr表示为第一时间点t1与第三时间点t3之间的时段。
信号质量测量相对于CBS帧FR提早短的时间(t2-t1)开始，因为接收器需要与已接收信号同步。必要的同步时间可取决于特定硬件和架构。(可基于接收器是否稳定的知识用软件来对这个时间编码。)
在第三时间点t3，完成测量。在这个示例中，将假设信号质量非常好(换句话说，在信号内存在一些冗余保留)。由于CBS信号的冗余，所以确定无线电无需接收整个CBS信号，或者换句话说，无线电可相对于CBS帧FR的结束更早断开，换句话说，第四时间点t4(无线电接收器的断开时间)可选择成相对于第五时间点t5(CBS帧结束)早得多。如图3中在质量上的描绘，无线电接收时间tr比CBS帧FR短。(要注意，一般而言，由于测量时段ME的开始相对于CBS帧FR的开始更早，所以接收时间tr可与CBS帧一样长或者甚至比CBS帧更长，但是冗余保留允许减少CBS帧的接收时间。)
不同于图3，图4示范性示出了时间t上的两个连续CBS时机帧FR1和FR2的持续时间，其中第一CBS时机帧FR1类似于图3中的CBS时机帧FR。另外，图4示出了图3所示的(信号质量)测量时段ME以及时间上的第一无线电激活时段和第二无线电激活时段RA1和RA2，其中第一无线电激活时段RA1作为示例类似于图3的无线电激活时段RA。在时间轴t上描绘了时间点t1到t7，其中第一时间点t1到第五时间点t5是类似的，并且表示与图3类似的事件。另外，第六时间点t6表示第二无线电激活时段RA2的开始，并且第七时间点t7表示第二CBS时机帧FR2的结束以及第二无线电激活时段RA2的结束。
类似于图3，信号质量测量(以及因此第一无线电激活时段RA1)相对于(第一)CBS时机帧FR1更早开始。在第三时间点t3，完成测量。同样，作为示例，假设信号质量非常好，使得无线电无需在CBS时机帧FR1和FR2的每个整个时段期间是活动的。类似于图3，无线电将相对于第一CBS时机帧FR1的结束更早断开(时间点t4)。附加地，相对于第二CBS时机帧FR2的开始t5开始，第二无线电激活时段RA2随后在第六时间点t6重新开始。作为示例，时间差t6-t5类似于时间差t5-t4。如图4中在质量上的描绘，无线电接收时间tr1和tr2的和比CBS时机帧FR1和FR2的持续时间短。
为了更详细地描述上述过程，图5示出了例证根据本发明实施例在移动终端内执行的示范方法的流程图。
在第一步骤S1，在开启无线电进行CBS信号接收之后，移动终端执行信号质量测量(例如收集信号质量参数)。
在第二步骤S2，判定是否收集到充分的测量数据。
在第三步骤S3，(在已经收集了充分的测量数据之后)计算信号质量，例如信噪比或任何其它信号质量指标(或质量值)。下面示范地对于移动通信网络的GSM/WCDMA/LTE接入技术示出了示范信号质量值：
GSM(时分多址)：
●能量/噪声功率(Ec/No)
●接收的信号强度指标(RSSI)
WCDMA(宽带码分多址)：
●接收的信号码功率(RSCP)
●能量/噪声功率(EC/NO)
LTE(正交频分多址)：
●能量/噪声功率(Ec/No)
●参考信号接收功率(RSRP)
●参考信号接收质量(RSRQ)
在接下来的步骤，基于比较，进行关于如下的判定：是否将终端的无线电控制成使得仅接收CBS帧的一小部分，例如无线电在CBS帧结束之前断开和/或相对于即将到来的CBS帧较晚接通，并且还确定接通/断开时间点。
在第四步骤S4，相对于某个质量阈限评估计算的信号质量。这可通过将以上信号质量指标之一与某个(预定或自适应)阈限值相比较来执行。阈限值可以是存储在移动终端内的值和/或从网络接收的值。这个值可以是可能对一个或多个小区有效的预定值。备选地，这个值是自适应值，例如基于终端内的最近信号质量测量和/或从网络(基站)接收的信息。如果信号质量在阈限以上(真)，则执行随后的第五步骤S5。否则(假)，要执行的下一步骤是第九步骤S9。
在第五步骤S5，执行计算(和/或估计)以确定关闭接收CBS时机帧的收发器的时间点。
在第六步骤S6，确定实际CBS信号(序列)是否结束于当前CBS时机帧，或者CBS信号是否在另一CBS时机帧上延伸。在当前CBS序列结束于当前CBS时机帧结束处的情况下，序列在下一步骤之后直接分支到第八步骤S8。否则，执行第七步骤S7。
在第七步骤S7，计算在下一CBS时机帧内开启无线电的时间点(见图4的t6)。
在第八步骤，控制收发器在那个CBS帧结束之前关闭(根据在步骤5计算的所计算关闭时间)。
如上所述，在信号质量不在阈限以上的情况下，紧跟在第五步骤S5之后执行第九步骤S9。类似于第六步骤S6，确定实际CBS信号(序列)是否结束于当前CBS时机帧，或者CBS信号是否在另一CBS时机帧上延伸。在当前CBS序列未结束于当前CBS时机帧结束处的情况下，无线电不关闭。否则，执行第十步骤S10以控制收发器控制成正好在那个CBS时机帧结束时关闭。
每当执行测量之后，例如每当新序列开始时，并且在长运行CBS读的情况下，每当进行测量时，可以重复上述序列。
图6示出了移动终端UE的示范简化框图，其中这个移动终端可以是上面讨论的任一终端UE1和UE2。移动终端UE作为示例包括电源10、进一步包括接收器21和发射器22的无线电电路20、模拟基带电路30、数字基带电路40、信号处理器50和可选的音频处理子系统60和显示控制(键区)70。数字基带电路作为示例包括无线电控制器电路41、信道/小区测量电路42、信道编码器43和信道解码器44。
作为示例，无线电控制器电路41控制接收器21的激活和去激活。微处理器50检索并处理信道/小区测量电路42的测量结果。根据这些结果，因而无线电控制器电路41将由微处理器50配置有用于CBS信号的最小接收时间以及接收器21的接通和/或断开时间点。
在一个实施例中，解码器44可向微处理器50提供反馈信息，通知如下至少一项：关于当前“冗余保留”的信息和是否正确解码/不正确解码当前信号的信息。这个反馈信息相对于CBS信号方案可用于调整计算接收时间(或接通和/或断开时间点)的计算过程。
本发明允许将CBS模式的无线电电路20的活动时间保持为短。因为无线电电路20消耗电源10提供的总能量的相当大的部分，因此可大大降低移动终端(在活动CBS模式期间)的功耗。因此，移动终端的待机时间大大增加了。这还可提升CBS的接受度，并由此可为网络/服务提供商提供多个商业机会。
作为另一个优点，本发明允许移动终端从网络自主地控制其功耗。由此，上述解决方案与例如在上述标准文档中描述的终端与网络之间的CBS通信的当前协议兼容。

Claims (15)

1.一种控制电信网络的移动终端(UE1，UE2)的无线电接收器(21)的方法，其中所述电信网络在信号帧(FR，FR1，FR2)内发送要由多个移动终端(UE1，UE2)接收的信号，所述信号包括已编码数字内容，所述方法包括：
-确定所述信号的信号质量；
-根据所述信号质量确定所述无线电接收器(21)的接收时间方案(tr，tr1，tr2)；以及
-根据所述接收时间方案控制所述无线电接收器接收所述信号。
2.如权利要求1所述的方法，其中确定所述接收时间方案(tr，tr1，tr2)还根据用于对所述数字内容进行编码的编码技术。
3.如权利要求1或以上权利要求中任一项所述的方法，其中所述时间方案(tr，tr1，tr2)包括在其间将所述无线电接收器(21)控制成活动的至少一个接收时段(tr，tr1，tr2)。
4.如权利要求1或以上权利要求中任一项所述的方法，其中所述时间方案(tr，tr1，tr2)包括所述信号帧(FR，FR1，FR2)内的在其间将所述无线电接收器(21)控制成不活动的至少一个时段。
5.如以上权利要求所述的方法，其中将所述无线电接收器(21)控制成在对应的信号帧结束之前某个时段关闭。
6.如权利要求4或以上权利要求所述的方法，其中将所述无线电接收器控制成在对应的信号帧开始之后某个时段开启。
7.如权利要求3或以上权利要求中任一项所述的方法，其中所述接收时段确定成使得已解码数字内容的冗余正好足以或仍然足以正确地对数据解码。
8.如权利要求1或以上权利要求中任一项所述的方法，其中对所述无线电接收器(21)进行控制还根据来自所述移动终端(UE1，UE2)的数字解码器(44)的反馈信号执行，以便根据所述已接收信号内的已解码数字内容的其余冗余调整所述接收时间方案(tr，tr1，tr2)。
9.如以上权利要求所述的方法，其中所述接收时间方案被调整成使得所述其余冗余为0或几乎为0。
10.如权利要求1或以上权利要求中任一项所述的方法，其中通过测量某个信号质量参数并确定这个参数是否在定义的阈限以上来确定所述信号质量。
11.如以上权利要求所述的方法，其中所述信号质量参数是如下之一：能量/噪声功率比、接收的信号强度指标、接收的信号码功率和参考信号接收功率。
12.如权利要求10或以上权利要求所述的方法，其中所述定义的阈限是如下之一：存储在所述移动终端(UE1，UE2)内的值和从所述电信网络接收的值。
13.如权利要求10或以上权利要求中任一项所述的方法，阈限是基于最近信号质量测量的自适应值。
14.一种移动终端(UE1，UE2)，包括适合于在电信网络所发送的信号帧(FR，FR1，FR2)内接收要由多个移动终端(UE1，UE2)接收的信号的无线电接收器(21)，所述移动终端包括：
-测量电路(42)，适合于确定所述信号的信号质量；
-处理器(50)，适合于根据所述信号质量确定所述无线电接收器(21)的接收时间方案(tr，tr1，tr2)；以及
-控制器(41)，适合于根据所述接收时间方案控制所述无线电接收器接收所述信号。
15.一种可加载到以上权利要求的移动终端(UE1，UE2)的处理单元中的计算机程序，所述计算机程序包括适合于执行如权利要求1所述的方法的代码。
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