CN102547945B

CN102547945B - 无线通信系统中组合的开环/闭环功率控制

Info

Publication number: CN102547945B
Application number: CN201210073572.3A
Authority: CN
Inventors: 尼古拉斯·威廉·安德森
Original assignee: IPWireless Inc
Current assignee: Gao Zhi second limited liability company
Priority date: 2004-08-12
Filing date: 2005-08-10
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2025-08-10
Also published as: US8897828B2; KR101269726B1; CN102685863A; US20160345273A1; CN101002402A; KR101182174B1; US20060035660A1; KR20120038002A; US20210195531A1; US9055586B2; US9414326B2; CN103813429B; KR101244958B1; US8983522B2; US20220338130A1; ATE545305T1; US20210400596A1; US9706500B2; ATE535061T1; CN103747514A

Abstract

用于设置无线通信系统中发送功率控制电平的方法、系统与装置。开环与闭环发送功率控制方案的各方面用于确定发送功率电平。方法包括测量所接收信号的功率电平、接收发送功率控制(TPC)命令并基于路径损耗与TPC命令计算发送功率电平。

Description

无线通信系统中组合的开环/闭环功率控制

本申请是申请日为2005年8月10日、申请号为200580027091.7、发明名称为“无线通信系统中组合的开环/闭环功率控制”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及移动无线电系统或无线通信系统中的功率控制，尤其涉及控制码分多址(CDMA)无线电系统中所接收到的功率电平。

背景技术

一般来说，以增加的功率发送的无线电信号比以减小的功率发送的信号当接收时导致较少的错误。但不幸地是，利用过多功率发送的信号可能干扰共享该无线电链路的其它信号的接收。无线通信系统采用功率控制方案来维持无线电链路上所接收的信号的目标错误率。

如果所接收的信号包括比目标错误率高得多的错误率，则所接收的信号可能对所交付服务产生不期望的影响。例如，过多的错误可能导致语音呼叫过程中断续的声音、数据链路上的低吞吐量及所显示视频信号中的短时脉冲波形干扰(glitch)。另一方面，如果所接收信号包括比目标错误率低得多的错误率，则移动无线电系统没有有效地利用其无线电资源。非常低的错误率可能意味着信号是以过高的功率电平发送的且可以为用户提供更高的数据率。可选地，如果信号的功率电平充分降低，则可以为其它用户提供服务。如果数据率提高，则用户可以接收更高水平的服务。因此，如果每个用户的目标错误率都满足在容许阈值内，则无线电资源可以更优化地使用。

无线通信系统常常采用开环方案或闭环方案中的一种来控制移动无线电装置的上行链路发送功率。上行链路一般是指从移动无线电装置到基站的无线电链路，而下行链路一般是指从基站到移动无线电装置的链路。移动无线电装置不一定是移动的，而且也可以称为移动设备、用户、用户设备(UE)、终端或终端设备。基站还可以称为节点-B。

错误率与所接收的信号与噪声加干扰之比(SNIR)有关；较高的SNIR通常导致较低的错误率；相反，较低的SNIR通常导致较高的错误率。但是，SNIR与错误率之间的确切关系常常是几个因子的函数，这几个因子包括无线电信道类型与移动设备行进的速度。

目标错误率常常利用两阶段处理获得，该处理包括外环路与内环路。第一个处理可以作为外环路运行并且其任务是调整目标接收的SNIR(SNIR目标)。这第一个处理跟踪SNIR与错误率之间的关系中的变化。外环路设置通常由内环路使用若干次的SNIR目标。外环路可以周期性地调整或更新由内环路所使用的这个SNIR目标。例如，如果实际的错误率超过期望的错误率，则外环路可以提高SNIR目标的值。

第二个处理作为内环路运行并尝试强迫链路呈现由外环路所确定的SNIR目标。内环路可以由闭环或由开环方式运行。

在内环路处理的开环方法中，UE使用由网络导出并通知UE的SNIR目标值。运行在UE中的内环路尝试维持该SNIR目标。UE使用通知给其的信息并监视其接收信号的接收强度，以确定其发送的功率电平。

有利地，这种开环方法通过以每帧为基础确定路径损耗并通过相应地调整发送功率来补偿快速信道衰落。但不幸地是，这种开环方法对于由于来自其它发送器的干扰信号引起的变化的补偿是相对较慢的。

在内环路处理的闭环方法中，运行闭环方案来匹配SNIR目标。所接收的SNIR测量值是由网络对上行链路信号所进行的。SNIR测量值在网络中与SNIR目标值进行比较。通过从网络向UE发布发送功率控制命令，内环路驱动系统来匹配SNIR目标。该命令指示UE增加或减少其所发送的功率预定义的步长dB量。但不幸地是，因为所使用的单dB步长命令，这种闭环方法需要非常高的命令更新率，以便充分补偿快速信道衰落。由于需要大量迭代和长延迟来补偿功率中比dB步长值大得多的变化，因此快速信道衰落不能以较慢的更新率充分地被跟踪。

闭环方案与开环方案都有其缺点。因此，需要更好地平衡减少所接收信号中的错误与减少强加到在其它接收器所接收的信号上的干扰之间的冲突目标的改进的方法与系统。还需要更好地减少接收器上每个用户信号所经历的总残余SNIR波动的改进的方法与系统。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种包括基站和用户设备(UE)的无线电通信系统中的功率控制方法，该方法包括在UE处：确定基站和UE之间的无线电信道的路径损耗；接收在调度信道上从基站发送的发送功率控制(TPC)命令；基于所述路径损耗和TPC命令来设置UE的发送功率电平；及以所设置的发送功率电平发送信号。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括基站和用户设备(UE)的无线电通信系统中的功率控制方法，该方法包括在基站处：接收从UE发送的信号；测量所接收信号的SNIR；比较所测量的SNIR与SNIR目标；如果所测量的SNIR大于SNIR目标，则将第一值指定给步长指示符，并且如果所测量的SNIR小于SNIR目标，则将第二值指定给步长指示符；及在调度信道上发送包括该步长指示符的发送功率控制(TPC)命令。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括用户设备的装置，包括：接收器，可操作用于接收从基站发送的发送功率控制(TPC)命令，并可操作用于测量所接收信号的功率电平；计算部件，耦合到该接收器并可操作用于确定基站与用户设备之间的无线电信道的路径损耗；功率电平设置部件，耦合到计算部件并可操作用于基于路径损耗和TPC命令来设置发送功率电平；及发送器，耦合到功率电平设置部件并可操作用于以所设置的发送功率电平发送信号。

根据本发明的另一方面，提供了包括基站的系统，该系统包括：接收器，可操作用于测量所接收信号的SNIR；比较部件，耦合到接收器并具有用于所测量SNIR的输入和用于SNIR目标的输入，如果所测量的SNIR大于SNIR目标，则该比较部件可操作用于将第一值指定给步长指示符，如果所测量的SNIR小于SNIR目标，则该比较部件可操作用于将第二值指定给步长指示符；命令生成部件，耦合到比较部件并可操作用于生成包括步长指示符的发送功率控制(TPC)命令；及发送器，耦合到命令生成部件并可操作用于在调度信道上发送TPC命令。

有些实施方式提供了无线电通信系统中的功率控制方法，该方法包括：确定基站与远程收发器之间无线电信道的路径损耗；接收从基站发送到远程收发器的发送功率控制(TPC)命令；及基于确定的路径损耗与TPC命令计算远程收发器的发送功率电平。

有些实施方式提供了无线电通信系统中的功率控制方法，该方法包括：在第二收发器接收从第一收发器发送的信号；测量所接收信号的功率电平；在第二收发器接收从第一收发器发送的发送功率控制(TPC)命令；及基于所接收信号的功率电平与TPC命令计算第二收发器的发送功率电平。

有些实施方式提供了CDMA无线电通信系统中的上行链路功率控制方法，该方法包括：接收上行链路信号；确定该上行链路信号的错误度量；基于该错误度量更新SNIR目标；测量该上行链路信号的所接收SNIR；比较测量的所接收SNIR与SNIR目标；如果所测量的接收SNIR大于SNIR目标，则将第一值指定给步长指示符，而如果所测量的接收SNIR小于SNIR目标，则将第二值指定给步长指示符；发送指示发送器基于该步长指示符调整上行链路发送功率电平的发送功率控制(TPC)命令；接收包括该步长指示符的TPC命令；累积步长指示符值；广播包括下行链路功率电平的指示的下行链路信号，其中该信号是以下行链路功率电平发送的；测量所接收的下行链路信号功率；及基于所接收的功率电平、下行链路功率电平的指示与累积的步长指示符值设置发送功率电平。

有些实施方式提供了方法，包括：测量所接收信号的功率电平；接收发送功率控制(TPC)命令；及基于所接收信号的功率电平与TPC命令计算发送功率电平。

有些实施方式提供了无线电，包括：接收器，包括用于提供所测量的接收功率电平的输出；累积器，具有用于接受步长增加与减小指令的输入和提供过去步长指令之和的输出；功率电平设置电路，耦合到累积器的输出并耦合到接收器的输出，其中该功率电平设置电路基于累积器输出和所测量的接收功率电平设置发送功率；及发送器，其中该发送器以所设置的发送功率发送信号。

联系附图，本发明的其它特征与方面将从以下具体描述变得显而易见，其中附图通过例子说明了根据本发明实施方式的特征。概述不是要限制本发明的范围，本发明的范围只能由所附权利要求定义。

附图说明

本发明的实施方式将参考附图仅仅通过例子来描述，其中：

图1示出了无线通信系统的框图；

图2说明了利用开环方案的无线通信系统；

图3说明了利用闭环方案的无线通信系统；

图4说明了根据本发明一些实施方式利用开环与闭环方案元素的无线通信系统；及

图5A、5B和5C分别说明了网络中所接收SNIR的仿真概率密度函数。

具体实施方式

在以下描述中，参考说明本发明几个实施方式的附图。应当理解，其它实施方式也可以使用，而且在不背离本公开内容主旨与范围的情况下可以进行机械的、组成的、结构的、电的与操作的改变。以下具体描述不是从限定的意义上作出的，本发明实施方式的范围是由所发布专利的权利要求定义的。

以下具体描述的有些部分是关于可以在计算机存储器上执行的对数据位操作的过程、步骤、逻辑块、处理及其它符号表示给出的。过程、计算机执行步骤、逻辑块、处理等在此应当看做导致期望结果的自相容步骤或指令序列。步骤是利用物理量的物理操纵的步骤。这些量可以采取能够在计算机系统中存储、传输、组合、比较及其它操纵的电、磁或无线电信号的形式。这些信号有时候可以称为位、值、元素、符号、字符、项、数字等。每个步骤可以由硬件、软件、固件或其组合执行。

图1示出了无线通信系统的框图。网络100可以包括一个或多个例如无线电网络控制器(RNC)的基站控制器110及一个或多个例如节点-B的基站120，其中每个节点-B都连接到RNC。网络100通过在基站与用户之间创建的信道160与一个或多个用户140、150通信，信道160也称为无线电链路。

主要有两种机制负责穿过无线电链路移动的信号SNIR中的变化。

首先，信道中的变化影响SNIR。基站与用户之间的瞬时路径损耗会随用户改变位置或用户环境的改变而改变。当信号沿多条路径从基站到达用户时，快速变化可能作为所发送信号构造性或破坏性组合的结果发生。此外，慢速变化可能由于基站与用户之间增加的距离而导致的无线电波衰减发生。慢速变化还可能由于信号被建筑物、车辆与山丘阻碍而发生。

其次，来自其它发送器的信号影响SNIR。例如，打算到其它移动无线电或其它基站的信号可能增加无线电链路中的干扰并由此减小所接收信号的SNIR。

在时分双工(TDD)系统中，上行链路与下行链路共享相同的载波频率。由于链路中的这种互反性，由移动无线电装置对下行链路所进行的路径损耗测量可以用于估计上行链路的路径损耗。即，所测量的下行链路路径损耗可以用于估计上行链路路径损耗。所估计的上行链路路径损耗将随着时间的流逝而变得越来越不可靠，但在帧周期内可能是足够的。因此，移动无线电装置可以确定补偿所估计上行链路路径损耗的上行链路转变的发送功率电平，由此以期望的输入功率电平向基站提供所接收的信号。

信标信道会方便下行链路路径损耗测量值，其中该测量值从基站以参考功率电平发送。通知移动无线电装置由基站对信标信道所使用的实际发送功率电平。除了知道信标信道的实际发送功率电平，移动无线电可以测量所接收信号的功率电平。通过测量所接收信号的功率电平，移动无线电装置可以计算下行链路的路径损耗，作为实际发送功率电平与所接收信号功率电平之间的差值。因此，移动无线电装置能够估计基站与移动无线电装置之间信道中的上行链路路径损耗，并正确地设置其上行链路发送功率电平。

路径损耗计算可以在每次信标信号发送与接收时更新。在遵循第三代合作伙伴计划(3GPP)规范的UTRATDD系统中，信标信号每10毫秒(ms)发送一次或两次。如果上行链路发送在信标发送之后相对短的时间周期内进行，则移动无线电装置可以补偿无线电信道中的快速波动(快速衰减)。这是如果信标信号每10ms发送一次或两次且上行链路发送在中间周期发生则移动设备以低中速行进的情况。

此外，无线电信道可能受干扰电平中随时间的变化的不利影响。这些时间干扰变化可以通过基站测量与传送在每个上行链路时隙中看到的干扰电平来调节。在UTRATDD系统中，具有用于每个时隙的测量的干扰值的表可以通过广播信道(BCH)向所有用户广播。依赖于系统配置，所广播的信息可以大约每16帧(160ms)进行更新。在其它实施方式中，移动无线电装置可以接收这种干扰表，作为指向单独移动无线电装置的通知的消息。

3GPP规范描述了用于上行链路信道功率控制的两种单独的方案：开环方案与闭环方案。例如，在3GPP3.84每秒百万芯片(Mcps)TDD系统中，为所有上行链路信道指定开环功率控制。在3GPP1.28McpsTDD系统中，只为物理随机存取信道(PRACH)指定开环功率控制。由3GPP定义的还有闭环功率控制方案的实现。例如，见用于以1.28Mcps运行的UTRATDD系统的非PRACH上行链路信道的3GPP建议。

在利用开环方案的无线通信系统中，网络与UE使用外环路来更新并向UE通知SNIR目标值，由此影响UE的发送功率。网络根据上行链路上观察到的错误率更新要通知的SNIR目标值。一旦接收到所通知的SNIR目标值，移动无线电就在导出它将施加到下一个所发送上行链路信号的发送功率电平时考虑其。

在包括开环方案的3GPP3.84Mcps系统中，网络将SNIR目标值指示给UE。网络还通知其信标发送功率电平，而且还可以提供由网络测量的每个时隙的上行链路干扰的测量值。UE接收通常是网络信号的衰减版本组合的输入信号，该信号与来自其它发送器的干扰信号一起通过无线电信道。UE测量所接收衰减的网络信号的功率电平并确定无线电信道的路径损耗。UE还从该网络信号解码所通知的SNIR目标值。UE基于SNIR目标值、所确定的路径损耗及如果可用的话还有上行链路干扰测量值计算发送功率电平。

图2说明了利用开环方案的无线通信系统。UE以确定的发送功率电平发送200用户数据。包括用户数据204的上行链路信号202通过无线电链路传播。网络接收所发送信号的衰减版本。网络测量207上行链路干扰值并确定206上行链路信号的错误度量。网络可以使用所测量的上行链路干扰值来更新208干扰测量值表。干扰测量值表可以包括用于每个上行链路时隙的平均测量干扰电平。

网络还使用该错误度量来更新210SNIR目标值。网络在下行链路214上的信令消息中发送212SNIR目标，其中SNIR目标包括SNIR目标216。UE接收并保存220SNIR目标。网络还在下行链路224上广播222信标信号。下行链路224通过无线电链路传播包括信标功率电平226的指示的信号。网络还可以广播干扰测量值228。UE测量230所接收的功率电平并保存232干扰度量用于以后处理。

利用所测量的功率电平和通知的信标功率电平，UE可以确定路径损耗。UE可以使用所保存的所接收SNIR目标216、所保存的所接收的干扰测量值228和计算出的路径损耗来设置234发送功率电平。这种发送功率电平可以由发送器200用于设置上行链路202上所发送用户数据204的功率电平。

3GPP规范还定义了闭环方案。例如，3GPP1.28Mcps系统采用利用外环路和内环路的闭环方案。闭环TPC方案是用于1.28McpsTDD系统中所有非PRACH信道的主要功率控制机制。闭环TPC方案目前还没有用于3.84McpsTDD系统的上行链路。

外环路确定SNIR目标值，而内环路使用该SNIR目标值。外环路包括确定关于来自UE的上行链路流量的例如误比特率、块错误率或CRC错误计数的错误度量的网络组件。这种错误度量用于设置并更新SNIR目标值。内环路包括使用由外环路计算并设置的SNIR目标值的网络组件。网络测量所接收上行链路信号的SNIR值。

接下来，比较器确定所测量的SNIR值是大于还是小于SNIR目标值。如果所测量的SNIR值大于SNIR目标值，则网络在下行链路上通知指示UE减小其当前发送功率一个步长值(例如，1dB)的发送功率控制(TPC)命令。另一方面，如果所测量的SNIR值小于SNIR目标值，则网络通知指示UE增加其当前发送功率所述步长dB值的TPC命令。

在只采用闭环功率控制方案的系统中，为了使UE所发送的功率正确地符合SNIR目标值，有几个TPC命令可能是必需的。例如，如果路径损耗从一帧到下一帧增加15dB，则系统将采用15个TPC命令来补偿该15dB的衰落。UE累积增加或和减少TPC命令，来确定正确的上行链路发送功率电平。通过增加和减少每个UE的上行链路功率电平，网络尝试控制每个UE的功率电平，使得所接收的每个发送位的上行链路能量电平与噪声干扰信号的频谱密度之比是常量值。这种TPC命令调整处理是对单元中的每个UE执行的。但是，该常量值可能依赖系统的配置在UE之间不一致。

在闭环TPC方案中，内环路SNIR是通过闭环方法利用二进制反馈维持的。该反馈指示功率上升或功率下降。每次当接收到TPC命令时，UE中的积分器就在内环路中使用，以便更新UE发送功率步长量+/-ΔdB。TPC命令本身是由网络得到的并通过下行链路信道通知给UE。当计算要发送的正确TPC命令时，网络测量所接收的SNIR并比较这个测量值与SNIR目标值。如果SNIR太低，则发送上升命令。如果SNIR太高，则发送下降命令。目标SNIR值是由外环路基于所观察到的链路错误性能更新的。以这种方式，内外反馈环路通过TPC通知闭合。

图3说明了利用闭环方案的无线通信系统。闭环方案包括其中UE通过无线电链路在包含用户数据304的上行链路信号302中发送300用户数据的外环路。网络确定306所接收上行链路信号的错误度量。利用该错误度量，网络计算并更新308SNIR目标值。

闭环方案还包括其中网络测量310所接收上行链路信号302的SNIR的内环路。网络比较312所测量的SNIR与在外环路中确定的SNIR目标。内环路基于比较312生成并发送314TPC命令。下行链路信号316通过无线电链路传送该TPC命令318。UE累积320TPC命令并使用累积的TPC命令来设置322用于未来上行链路发送300的发送功率。

采用开环方案或闭环方案的移动无线电系统都有其优点与缺点。

开环方案有利地快速适应路径损耗改变。如果观察到路径损耗变坏，例如在一个10ms的间隔内变坏15dB，则发送功率可以相应地调节。另一个优点是开环可以在没有特定于用户的反馈信令的情况下继续部分更新。例如，当UE没有接收到更新的SNIR目标值时，外环路暂停，但可以继续跟踪路径损耗中的变化。

但不利地是，开环系统中的时隙干扰电平更新率相对较慢。因此，利用开环方案的系统比利用闭环方案的系统适应干扰变化要慢。开环方案的另一缺点是在特定的上行链路时隙中干扰认为是对所有的UE都相同的。即，指定给时隙的每个UE使用由基站在BCH上通知的相同干扰测量值。通用的干扰测量值表对干扰的统计性质进行假设并且不考虑上行链路信道化代码中的单独互相关属性。因此，要由外环路还补偿这些影响，但不幸地是很慢。

相反，因为闭环在每次更新中只能移动步长ΔdB，所以只有闭环的方案不太能够适应快速路径损耗变化。因此，如果路径损耗在更新之间已经改变了15dB而步长ΔdB值只有1dB，则因为它只能在每个环路中移动1dB，所以闭环不能快速调整。因此，对于相同的更新率(例如，每10ms一次)，闭环TPC方案不太能够跟踪在公共移动无线电信道中观察到的快速衰落。此外，闭环不能在TPC命令发送的暂停过程中更新。

有利地，因为路径损耗和干扰都是由相同的环路调节，所以闭环相对快地响应上行链路干扰变化。利用TPC命令的闭环方案还有一个优点是与对每个时隙广播平均干扰表的开环方案相反，它允许每个用户的干扰调节。

根据本发明的有些实施方式，开环方案与闭环方案的各方面有策略地组合，以形成功率控制方法。本发明的有些实施方式有利地组合开环方案与闭环方案的元素来控制功率电平，由此避免与单独使用的方案的任一种关联的一个或多个缺点。

根据本发明的有些实施方式，UE包括闭环方案的TPC结构和开环方案的路径损耗估计结构。本发明的有些实施方式既允许对快速衰落的快速调节，又允许对每个用户的干扰调节，并保持即使在暂时没有TPC命令的情况下也能部分更新功率控制环路的能力。

本发明的有些实施方式需要对标准移动无线电系统的一个或多个元素的修改。例如，有些实施方式需要只对UE改变，而其它实施方式需要只对网络修改。修改UE但不修改网络的实施方式允许本发明的UE对传统的基站操作。类似地，修改网络但不修改UE的实施方式允许本发明的网络对传统UE操作。还有本发明的其它实施方式需要对网络和UE都修改。修改标准网络元素的实施方式可以包括只对基站改变但不改变无线电网络控制器(RNC)。其它实施方式既修改基站又修改RNC。

本发明的有些实施方式包括具有三个组件的环路：位于UE中的开环组件、位于网络中的SNIR比较环路及也位于网络中的SNIR更新组件。

首先，开环组件可以位于UE中并通过所测量信标接收功率电平和路径损耗计算驱动。这个环路尝试以每个信标发送为基础适应所有的瞬时路径损耗改变。由这个环路计算的部分功率是信标信号发送功率(P_Tx)和信标接收信号代码功率(RSCP)的函数并标记为P_open(k)，其中k表示当前帧号。P_Tx是UE已知的并从基站通知的功率电平(428,图4)导出，所测量的帧k的功率电平(RSCP(k))可以由UE接收器(432，图4)确定。P_open(k)还可以是常量值(C)的函数，以确保发送以适当的功率电平到达。

P_open(k)＝P_Tx－RSCP(k)+C

其次，SNIR比较环路位于网络中，例如节点-B中。SNIR比较环路是由所接收的SNIR度量驱动的。所接收的SNIR同由外环路设置的SNIR目标值比较。比较结果导致通知UE改变其发送功率的TPC命令的信令。可以使用二进制信令，使得TPC命令指示发送功率上升或下降改变固定的量。可选地，可以使用多级TPC命令。

第三，外环路位于网络中，例如节点-B或RNC中。外环路是由在上行链路发送中观察到的数据错误统计值驱动的。外环路负责设置用于SNIR比较环路的SNIR目标水平。

UE中的可选辅助处理基于(a)γ_SF－物理信道的扩频因子(SF)、和(b)β_TFC－所选的传输格式(TFC)，调整发送功率。

因此，对于当前帧k，UE可以如下所示计算发送功率P_Tx(k)，其中K是当功率控制处理开始时确定的初始帧号；TPC_i对于向下TPC命令是－1，对于向上TPC命令是+1，而如果没有接收到TPC命令则是0；step是当接收到每个TPC命令时加到累积器的量的数值。发送功率P_Tx(k)可以在每个帧周期更新。可选地，发送功率P_Tx(k)可以在每次接收到新TPC命令时更新。可选地，发送功率P_Tx(k)可以只在从网络接收到TPC命令或新功率电平时更新。

P_{Tx} (k) = P_{open} (k) + step \cdot Σ_{i = k - K}^{k} {TPC}_{i} + γ_{SF} + β_{TFC}

根据本发明的功率控制方案的实施方式在图4中用图示出。为了图的清晰，γ_SF和β_TFC调整因子没有示出。

图4说明了根据本发明利用开环与闭环方案元素的无线通信系统。UE以确定的发送功率电平发送400用户数据。包括用户数据404的上行链路信号402通过无线电链路传播。网络接收所发送信号的衰减版本。

网络确定406上行链路信号402的错误度量。可选地，网络测量上行链路干扰电平并可以更新422干扰测量值表。测量出或从上行链路测量值计算出的数据可以输入到干扰测量值表中。干扰测量值表可以包括用于每个上行链路时隙的平均测量干扰电平。在网络中，错误度量可以用于更新408SNIR目标值。

网络还发送424信标信号。包括信标发送功率电平428的指示的下行链路信号426通过无线电链路传播。可选地，网络可以广播干扰测量值430。UE保存432所通知的功率电平、测量所接收的功率电平，并且如果可用的话还保存干扰测量值，用于以后处理。

就象在闭环方案中，UE通过无线电链路在包含用户数据404的上行链路信号402中发送400用户数据。网络确定406所接收上行链路信号的错误度量。利用该错误度量，网络计算并更新408SNIR目标值。

网络还测量410所接收到的上行链路信号402的SNIR。网络比较412所测量的SNIR与所确定的SNIR目标。网络基于比较412生成并发送414TPC命令。下行链路信号416通过无线电链路承载TPC命令418。UE累积420TPC命令并部分地使用累积的TPC命令来设置436用于未来上行链路发送400的发送功率电平。

就象在开环方案中，利用所测量的功率电平和所发送的信标功率电平，UE可以确定路径损耗P_open(k)。UE可以使用所保存的所接收的干扰测量值I(k)来调整跟在TPC命令的发送中的暂停之后或跟在TPC命令接收中的暂停之后的发送功率。UE可以使用累积的TPC命令、所计算的路径损耗P_open(k)、调整因子γ_SF&β_TFC及可选地还有基于I(k)的调整来设置436发送功率电平。这个发送功率电平P_Tx(k)可以用于设置上行链路402上所发送400用户数据的上行链路功率电平。

包含功率电平428且可以包含干扰测量值430的下行链路信号426在单元中广播。前面利用闭环方案的UE不使用下行链路所接收功率的测量值而是监视被广播以设置上行链路发射功率的信标中的功率电平信令。类似地，在处理TPC命令时，前面利用闭环方案的UE不计算或不使用下行链路路径损耗的计算。前面的UE简单地如其所指示地遵循TPC命令，来设置其发送功率电平。如果网络指示已知的UE增加其发送功率一个步长量，则前面的UE将增加其功率电平一个步长量。

根据本发明的一些实施方式，UE可以接收指示其在特定方向改变发送功率一个步长电平的TPC命令，但UE实际上可以改变其发送功率电平不同的量或者实际上是相反方向的量。UE只使用TPC作为确定是增加发送功率电平、减少发送功率电平还是保持发送功率电平不变的一个因子。

例如，假定UE刚刚通过具有110dB的路径损耗的无线电链路向节点-B以20dBm发送了突发。在节点-B接收器所接收的功率将是－90dBm，这是20dBm与110dBm损耗之间的差值。接下来，假定节点-B想从UE接收－89dBm的上行链路信号。节点-B将通知而UE将接收指示该UE增加上行链路发送功率电平1dB的TPC命令。而且还假定路径损耗从前一帧到这一帧增加了+10dB(例如，从110dB到100dB)。

前一UE将以+21dBm发送下一突发，+21dBm是前一电平(+20dBm)和步长增加(1dB)之和。所发送的+21dBm信号很可能以－79dBm到达节点-B，由于没有考虑信道改进，因此+10dB的信号电平太大了。

根据本发明的有些实施方式，UE将考虑到新的路径损耗。考虑到所提高的+10dB的信道路径损耗，+20dB的前一发送功率电平将减少+10dB。然后，结果发送功率电平将是+10dB。UE还通过调整发送功率电平所期望的+1dB步长来考虑到TPC命令，导致+11dBm的新发送功率电平，该电平既考虑到了改善的信道(+10dB)，又满足了节点-B使所接收信号具有步长增量(+1dB)的期望。如果信道路径损耗估计是精确的，则该+11dBm将以期望的－89dBm电平到达节点-B。如在这个例子中所示的，即使节点-BTPC命令指示1dB的增量，但发送功率电平减小9dB(从+20dBm到+11dBm)。

因此，尽管UE接收到指示其逐步升高或降低其上行链路发送功率1dB的网络TPC命令，但UE实际上可以改变发送功率电平一个不同的量。实际上，如以上示例的，UE发送功率电平可以在TPC命令的相反方向上改变。

在上行链路402不活动期间，TPC命令418可能还没有被UE接收。用于随后初始发送400的UE发送功率电平可以利用开环组件的当前更新确定。即，初始发送功率电平可以基于信标功率电平428、所测量432的所接收功率电平及可选地干扰测量值430来确定。开环组件不需要反馈，因此即使在上行链路发送暂停过程中也可以在每次信标发送时持续更新。

存储在TPC累积器中的历史可能是过时的。在有些情况下，历史可能被认为是有用的且不用复位。可选地，累积的TPC历史可以用于设置上行链路发送功率电平但添加了一些额外的功率边际(margin)，以确保清楚地开始环路。可选地，UE可以决定丢弃累积的TPC历史并将其复位成缺省或初始值。该缺省或初始值可以可选地基于所接收的干扰测量值表430。

开环组件补偿快速衰落的能力是信道速度及信标时隙与上行链路时隙之间的延迟的函数。如果上行链路槽在时间上靠近信标放置，则开环控制常常是以人行(pedestrian)速度及更高速度有效的。以高移动速度，如果信标RSCP过滤在UE启用，则有可能提高功率控制性能。UE负责检测过滤是否应当施加到开环组件。信道速度的自动检测可以由UE执行，以便控制RSCP过滤的启用。在本发明的有些实施方式中，当UE超过指示移动速度的阈值时，UE禁用根据本发明运行的组合开环/闭环方案。

执行仿真来说明本发明有些实施方式的性能优点。如在用于IMT-2000无线发送技术评估的ITU-RM.1255指南中所描述的，在此仿真的无线电信道表示ITU室内到室外和人行模型B信道。外环路SNIR目标是基于1％的错误率。监视在基站观察到的残余SNIR错误项。

图5A、5B和5C分别说明了网络中所接收SNIR的仿真概率密度函数。在每个模拟中，采样大约10,000个所接收的SNIR。用于每个场景的仿真结果分组并收集到箱(bin)中。纵轴示出了对于特定范围(箱)所接收SNIR值的多次出现。属于由箱定义的范围之内的采样的所接收SNIR值计数为该箱的出现。

图5A示出了用于只利用开环方案的系统的仿真结果。在这个图中，箱宽度是大约0.42dB。仿真结果示出了善于很好跟踪信道中快速衰落但不能跟踪包括在仿真中的干扰变化的系统。这些值只能通过每160ms进行通知来在UE更新。如此，错误项示出了在接收器相当大的变化。

图5B示出了用于只利用闭环方案的系统的模拟结果。在这个图中，箱宽度是大约0.48dB。模拟结果显示善于更好地跟踪干扰变化、但由于在响应TPC命令+/－1dB步长大小方面的限制而不能跟踪路径损耗的系统。

图5C示出了用于组合开环与闭环方案各方面的系统(如图4所示)的仿真结果。在这个图中，箱宽度是大约0.24dB。仿真结果显示系统能响应路径损耗与干扰变化。此外，残余SNIR错误项示出了更少的变化。该图显示这种分布的变化对于组合的功率控制方案显著地减少了。

对于以上仿真(对每个环路方法利用相同的衰落和干扰简档)，获得以下平均发送功率：

功率控制方法	用于1％BLER的平均发送功率
		开环：(图2)	5.76dB
闭环：(图3)	5.48dB
		组合环路：(图4)	3.59dB

表1－功率控制方案的性能

对于模拟信道和干扰场景，组合方案能够利用比开环方案少2.17dB且比闭环方案少1.89dB的功率维持1％的块错误率(BLER)。在实际系统中，这种功率节约等于更大的单元覆盖、更高的上行链路容量与吞吐量及增加的电池寿命。获利的大小可以随不同的信道速度、类型及干扰简档改变，但是，组合的性能将比开环和闭环方案当单独使用时的性能都要好些。

关于信令开销，组合方案帮助避免在下行链路信道发送SNIR目标和干扰电平的需要，并具有与闭环方案类似的通知效率。在有些实施方式中，通知效率是每次更新发送1位。

在利用组合功率控制方案的系统中，下行链路上的新物理信道可以用于向用户运送快速分配和调度信息，由此通知UE它可以使用的上行链路资源。这种新物理信道还可以用作组合功率控制方案的反馈信道。例如，分配/调度信道可以运送TPC命令。可选地，组合方案可以应用到现有的用于UTRATDD及其它TDD系统的信道类型(专用或共享的上行链路物理信道)。

本发明的有些实施方式控制上行链路功率电平并可以结合到具有结合到基站中的支持特征的UE中。例如，节点-B或RNC可以用包括在通知命令或广播消息中的新参数实现，其中该新参数指示UE启用或禁用基于路径损耗估计与TPC命令的上行链路发送功率电平的设置。参数可以指示UE是使用开环功率控制、闭环功率控制还是组合方案。

本发明的有些实施方式利用包括TPC命令和下行链路发送功率电平指示的下行链路信号运行。在这些实施方式中，下行链路信号在一个信号中提供下行链路416和430(图4)。UE可以接收其解码TPC命令、解码下行链路功率电平指示及测量所接收功率电平的一个物理信道。在这些实施方式中，UE测量所接收信号的功率电平、接收TPC命令并基于所接收信号的功率电平和TPC命令计算发送功率电平。

尽管本发明已经关于特定的实施方式与说明性附图进行了描述，但本领域普通技术人员将认识到本发明不限于所描述的实施方式或附图。例如，以上所述的组合的上行链路功率控制方案可以实现为用于控制下行链路功率的镜像。在这种情况下，由UE对组合上行链路方案执行的功能可以由网络执行。类似地，由网络对组合的上行链路方案执行的功能可以由UE执行。

此外，尽管是单独列出的，但多个装置、元件或方法步骤可以由例如单个单元或处理器实现。此外，尽管单个特征可以包括在不同的权利要求中，但这些有可能有利地组合，而且包括在不同权利要求中不意味着特征的组合不是可行和/或有利的。而且，特征包括在一类权利要求中不意味着对这类的限制，而是指示特征可以适当地同等地应用到其它权利要求类。此外，权利要求中特征的次序不意味着其中特征必须运行的任何特定次序，尤其是方法权利要求中单独步骤的次序不意味这些步骤必须以这个次序执行。而是，步骤可以任何合适的次序执行。

Claims

1.一种包括基站和用户设备UE的无线电通信系统中的功率控制方法，所述方法包括在所述基站处：

接收从所述UE发送的信号；

测量所接收的信号的SNIR；

比较所测量的SNIR与SNIR目标；

如果所测量的SNIR大于所述SNIR目标，则将第一值指定给步长指示符，并且如果所测量的SNIR小于所述SNIR目标，则将第二值指定给所述步长指示符；

在调度信道上发送包括所述步长指示符的发送功率控制TPC命令；以及

发送参数，所述参数指示所述UE启用还是禁用基于路径损耗和累积的TPC命令二者的上行链路发送功率电平的设置。

2.如权利要求1所述的功率控制方法，还包括发送包括所通知的功率电平的信令，其中所述信令是以所通知的功率电平发送的。

3.如权利要求2所述的功率控制方法，其中所发送的信号还包括干扰测量值表。

4.如权利要求2或3所述的功率控制方法，其中所发送的信号是在广播信道上发送的。

5.如权利要求2所述的功率控制方法，其中所发送的信号是在信标信道上发送的。

6.如权利要求1所述的功率控制方法，还包括：

确定所接收的信号的错误度量；及

基于所述错误度量更新所述SNIR目标。

7.如权利要求1所述的功率控制方法，还包括：

测量所接收的信号的干扰值；及

利用所测量的干扰值更新干扰测量值表。

8.如权利要求7所述的功率控制方法，还包括发送包括所述干扰测量值表与所通知的功率电平的信令，其中所述信令是以所通知的功率电平发送的。

9.如权利要求1所述的功率控制方法，其中：

所述基站包括CDMA基站。

10.一种包括基站的系统，包括：

接收器，可操作用于测量所接收的信号的SNIR；

比较部件，耦合到所述接收器并具有用于所测量的SNIR的输入和用于SNIR目标的输入，所述比较部件可操作用于如果所测量的SNIR大于所述SNIR目标，则将第一值指定给步长指示符，并且可操作用于如果所测量的SNIR小于所述SNIR目标，则将第二值指定给所述步长指示符；

命令生成部件，耦合到所述比较部件并可操作用于生成包括所述步长指示符的发送功率控制TPC命令；及

发送器，耦合到所述命令生成部件并可操作用于在调度信道上发送所述TPC命令，

其中所述发送器还可操作用于发送参数，所述参数指示启用还是禁用基于路径损耗和累积的TPC命令二者的上行链路发送功率电平的设置。

11.如权利要求10所述的系统，还包括：

错误度量部件，耦合到所述接收器并可操作用于确定所接收的信号的错误度量；及

更新部件，耦合到所述错误度量部件并可操作用于更新所述SNIR目标。