CN1269679A - 在一个移动通讯系统中的发送功率修正 - Google Patents

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Abstract

在将来的UMTS(通用移动电讯系统)中,至少有两个基站能够同时和同一个移动台进行通讯(“宏分集方式”)。将设置下联功率控制,其时移动台向为其服务的所有基站(NB1、NB2)发送一个发送功率控制(TPC)命令,使其根据此命令改变它们的发送功率。本发明是基于这一认识,即如果TPC命令被一个或更多的基站错误接收,使这些基站不正确地改变它们的发送功率,则各发送功率的水平分散开(随机移动)。

Description

在一个移动通讯系统中的发送功率修正
通用的移动通讯系统，特别是蜂窝式系统，包含有若干个和各个移动台进行通讯的基站。如果至少有两个基站同时和同一个移动台通讯，便发生所谓的宏分集(macrodiversity)发送。这种发送方式被使用在例如码分多址方式(CDMA)的移动通讯系统中。在正计划的移动通讯系统UMTS(通用移动电讯系统)中，至少在该移动台从一个基站转换到另一个基站期间将使用宏分集发送。在UMTS中，各基站发送的功率必需尽可能快地适应例如由衰减引起的各种信道特性的变化。该移动台向所有为其服务的各个基站送去一个发送功率控制(TPC)命令，指示它们改变各自的发送功率，亦即使该发送功率水平提高或降低一个预先规定的例如1dB的量。这一过程因而表示了一种闭合回路的功率控制机制。
本发明是基于这一认识，即如果TPC命令被检测到有错误，则会出现下面的问题。如果基站中之一不正确地接收到该TPC命令，和那些正确接收到该TPC命令的各个基站相比，该基站将不正确地改变其发送功率。这意味着这个基站将和其它各个基站方向相反地改变其发送功率。从而，各发送功率水平将散开移动(“随机移动”)。这种移动会降低所希望的宏分集增益。按照本发明，为防止这种移动，以可预先确定的时间持续期将关于当前正被各个基站发送的功率的信息发送给一个基站控制器，该基站控制器计算此信息以至少对各基站中之一算出一个功率修正值，接着该基站控制器将该修正值发送给该基站，该基站然后再由此修正值另外改变其发送功率。相应地，各该发送功率水平由该基站控制器按规定的时间持续期进行监视，以确定各该发送功率水平是否分散移动，同时如果必要的话至少在各基站之一中进行一次发送功率修正。这样，除了根据TPC命令对发送功率进行已知的改变，如果检测到该发送功率水平的移动，收到一个修正值的该基站将修正此一改变。
其中基站控制器指示一个基站修正其发送功率的决定是根据关于各个基站的当前发送功率的反馈信息(发送水平数据)作出的这种方法在这里将被称为是“反馈型发送功率修正”。此提出的方法的一个优点是各发送功率水平不能分散移动太远，因为该发送功率在移动之初即被修改正确。
本发明的进一步的各个有利方面在各分项权利要求中都有规定。
从以下对一个实施例联合附带的略图进行的说明中，本发明及其各种优点将变得更加明显，附图中：
图1a表示一种通用的移动通讯系统的结构；
图1b表示各被发送功率水平随时间的变化和通常发生的移动；
图2a表示按照本发明的一种移动通讯系统的结构；
图2b表示由按照本发明的一种方法引起的各被发送功率水平的改进的随时间的变化；以及
图3是表示按照本发明的方法的各个步骤的流程图。
图1a表示至少带有经一个控制网络相互连接并和一个移动台UE进行通讯的两个基站NBa和NBb的一个通用的移动通讯系统。该控制网络包含有一些射频网络控制器RNC，各个基站彼此间和与各电讯网络如公共交换电话网(PSTN)之间经由这些射频网络控制器RNC进行连接。图1a表示一种宏分集状况，这时两个基站NBa和NBb同时和移动台UE进行通讯。为控制各单个基站中的发送功率，移动台UE按规定的时间持续期送出一个一直不变的命令即TPC命令给两个基站NBa和NBb。该二基站对该接收到的TPC命令进行计算并改变它们的发送功率。该TPC命令指出该发送功率是要增加还是减少。只有当两个基站都正确接收到该TPC命令时，它们才将在相同的方向改变它们的发送功率。
如果有时发生对该TPC命令的不正确接收，则图1b表示两个基站NBa和NBb的发送功率水平的随时间的变化。若各发送功率不向同一方向改变，则该两个发送功率水平彼此间逐渐移开，亦即发生上面提到的不希望的移动。
图2a表示按照本发明的其中不发生此问题的一种移动通讯系统MTS的结构。该移动通讯系统包含有若干个基站，其中只表示出来两个：NB1和NB2。这两个基站NB1和NB2经一个控制网络相互连接，并至少是暂时地同时和一个移动台UE进行通讯。这意味着，宏分集发送至少是暂时地在发生。该控制网络包含有两个射频网络控制器RNC1和RNC2，这些控制器使各个基站NB1和NB2相互连接，并且它们中之一RNC1和一个电讯网络(未画)建立有连接。这些射频网络控制器RNC1和RNC2中的每一个可以分别被划分成两种功能单元SRNC、CRNC1和DRNC、CRNC2。
第一个射频网络控制器RNC1有一个第一基站控制器SRNC，该第一基站控制器控制着上述的宏分集发送。第二个射频网络控制器RNC2有一个第二基站控制器DRNC，该基站控制器支持该第一基站控制器SRNC。相应地，这些基站控制器SRNC和DRNC控制着和移动台UE的宏分集有关的各项功能。
另外，该两个射频网络控制器RNC1和RNC2还分别包含有基站控制器CRNC1和CRNC2。它们是基本上设计用于监视连接到此的各个基站的射频发送以例如提供射频资源管理功能而不提供宏分集控制功能。
两个射频网络控制器RNC1和RNC2之间的信令是经第一接口lur实现的。射频网络控制器RNC1和基站NB1之间以及射频网络控制器RNC2和基站NB2之间的信令是经各自的第二接口lub实现的。下面对接口lur和lub将作较详细的说明。
两个基站NB1和NB2中的每一个使用按照本发明的该方法改变其发送功率，其中第一基站控制器算出修正值CV1和CV2用于作另外的发送功率修正，并将它们分别传送给基站NB1和NB2，用以在第一基站控制器SRNC检测到发送功率水平的变动之处修正当前正在被发送的功率。现在将参考表示该方法的实现的图3和图2b对该方法较详细地作出说明。
图2b表示由于按照本发明的各项措施而造成的不移动开的各被发送功率水平随时间的变化。图2b中的表示图形是根据和图1b中的表示图形同样的在TPC命令的接收中的错误图形的。此二图的比较清楚地表示出该新方法：一种反馈型发送功率修正法所得到的改进。
图3是一个流程图，表示这样一种用于在一个基站中改变发送功率的方法100的各个步骤。用在这里的术语“发送功率”指的是为在各个宏分集信道上提供各种射频服务在前向方向上所要求的功率。单个移动台所使用的各种射频服务在这里与各基站中之一所服务的蜂窝小区的有关发送功率一起考虑。
该方法100和图2a的基站NB1的发送功率的改变有关，并包含有步骤120至180。对于在该移动通讯系统中下面说明的该方法也适用于另一个基站NB2这一事实将不进行考虑。发送是时分复用的，亦即射频信号是按时隙发送的，几个时隙构成一帧。在此例中，一帧包含有16个时隙。该方法100的完成在这里被认为是在一个编号(未画)从 k-1至k+15(k是开始值为k＝0的计数)的17个时隙的期间内。这意味着考虑了从一帧的末尾(时隙k-1)到下一帧的末尾(时隙k+15)的期间。
在第一帧末尾(时隙k-1)，下面说明的步骤170和180已经完成。在这些步骤中，检测到一个变动并对下一帧(时隙k至k+15)算出一个修正值CV1。此修正值CV1被基站控制器SRNC经接口lub送至基站NB1。如果不需要对发送功率进行修正，修正值为零或没有修正值被送出。然而在此实施例中，观察到了发送功率水平的移动，且该基站控制器SRNC算出的修正值为CV1＝-2dB。
在步骤120，此修正值CV1被基站NB1接收并存储在由发送功率控制器PCR进行存取(见图2a)的存储器MEM中。
在此例中，一个用户数据信号被两个基站NB1和NB2同时在时隙k-1送至移动台UE，这时基站NB1和NB2分别以功率20dBm和18dBm进行发送。
对此信号作出应答，移动台UE在反方向送出一个命令TPC，以向两个基站NB1和NB2指出，各发送功率必需改变。在此例中，移动台希望在下一个时隙k中将其发送功率增大+1dB。此命令TPC也在步骤120中被基站NB1接收。
在步骤130中，发送功率的改变是以通常方式实现的，现在将以基站NB1的例子加以说明。在分步骤131中，基站NB1对它接收到的命令TPC’进行计算。如果该基站NB1正确接收到该命令，即如果该接收到的命令TPC’等于被发送的命令TPC，则它可以确定，发送功率必需增大，于是进到分步骤132，在这里将发送功率增大一个一定量1dB。如果接收到的命令有错误(TPC’不等于TPC)，则在步骤133发送功率将和移动台的企图相反被降低。此次降低计为-1dB。这样在步骤130，发送功率只有考虑了接收到的命令TPC’后才改变。
此后跟着是步骤140，发送功率由基站NB1的发送功率控制器PCR根据预先确定的修正值CV1作另外的改变，因为在步骤170中观察到了发送功率水平的移动，结果基站NB1的发送功率必需稍微降低。修正值CV1被储存在存储器MEM中。在步骤130基站NB1的发送功率控制器PCR的被增大+1dB的发送功率水平现在被降低该修正值CV1的一个部分量，即CV1/16＝-2dB/16＝-0.125dB。和步骤130中发送功率1dB的通常改变相比，步骤140的这一另外改变较小，因而导致对发送功率的一种缓和的修正。
然后在步骤150，基站NB1在当前时隙内以被修正的功率进行发送。
在步骤160，进行一次检测以确定帧的末端是否已到达。如果不是这种情况(时隙k、k+1、k+2、…、k+14)，则重复步骤120至150。每重复一次，发送功率便被修正一个部分量CV1/16＝-0.125dB，则在16次通过步骤120至150后，即在该帧的末端处将完成CV1值＝-2dB的修正。当该帧的末端到达时(k+15)，接着的是步骤170。
在步骤170，基站NB1经接口lub向基站控制器SRNC传送其现在对应于完全修正的发送功率的发送功率PL1。另一个基站NB2也发信号来传输其发送功率。在下一步180中，对刚接收到的信息和在早先各帧里接收到的信息进行计算，以确定发送功率水平是否仍然分散移动，并且如果必要的话算出一个新的修正值来。
当前发送功率水平的反馈是一帧接一帧地实现的。通过在几帧上观察该水平可以确定一个移动。对于该两个基站中的至少一个，必需计算出一个修正值，以对发送功率水平的不希望的偏离进行补偿。正如在此例中那样，也有可能对该两个基站NB1和NB2中的每一个算出一个修正值，以便使两个移动的发送功率水平重新靠拢到一起。例如，表示在图2a中的基站控制器SRNC为基站NB1算出修正值CV1＝-2dB，而为基站NB2算出修正值CV2＝+1dB。
除了各个基站反馈的关于当前各个发送功率PL1和PL2的信息，还有各种各样的指标可以用来算出修正值：
-前向方向的射频路径损耗。
-在NB1和NB2的蜂窝式小区中在前向方向的有关的话务量负载。这些话务量负载是由基站NB1和NB2，或连接到那里的相应的各基站控制器CRNC1和CRNC2确定的，并被传送到基站控制器SRNC。
可以发送通过累加自从该发送功率的前次传送以后所发生的发送功率的各次改变而得到的相对功率值(dB值)，而不用发送绝对发送功率(dBm或瓦特值)。这一办法相当于一种短时间积分，它也可以指示出各个发送功率水平的移动。
下面的特别简单的发送功率修正也是可能的。修正值引起的发送功率的另外的改变是用来作用于根据TPC命令实现的通常改变上，这时要通过检查此改变对准的方向是否是和该修正值所指出的方向一致；如果这两个方向不一致，则要忽略该命令且不完成此改变。如果例如该发送功率根据TPC命令要增大+1dB，并指示出修正-1dB，则该TPC命令将被忽略而不执行。从而该发送功率水平保持不变。
所述的该方法可以很有利地使用于所谓的SSDT方式的发送中(SSDT意即场所选择分集发送功率控制)，这种方式是由于UMTS的标准化而公知的：
在SSDT方式中，在一次宏分集发送中有关的一个基站以第一功率水平(功率p1)发送信号的控制部分。只在该基站为一个所谓的主要蜂窝式小区服务时，该数据部分才以此功率水平(p1)发送。如果情况改变而为一个所谓的非主要蜂窝小区服务，则该数据部分以较低的第二个功率水平(p2＜p1)进行发送。这第二个功率水平甚至可以为零(p2＝0)。在此SSDT方式中，如果由基站向基站控制器SRNC传送的发送功率(图2a中的PL1)涉及第一发送功率水平(p1)而该基站中的发送功率控制器PCR对此发送功率水平(p1)发生影响的话，则所说明的该发明可以适用于任何基站。

Claims (10)

1.改变至少暂时和一个移动通讯系统(MTS)中的一个移动站(UE)同时进行通讯的至少两个基站(NB1、NB2)所发送的功率的一种方法(100)，所述的方法(100)包含有如下步骤：从该移动站(UE)向各该基站(NB1、NB2)送出一个指示各该基站(NB1、NB2)改变它们所发送的功率的命令(TPC)(120)；根据该命令(TPC)改变每一个基站(NB1)中的发送功率(130)；从各该基站(NB1、NB2)向一个基站控制器(SRNC)以可预先设定的时间持续期发送关于当前各基站(NB1、NB2)发送的功率的信息(PL1、PL2)；在该基站控制器(SRCN)中对所述的信息(PL1、PL2)进行评估，以计算出各该基站中至少一个(NB1)所发送的功率的修正值(CV1)，并将所述的修正值(CV1)传送到所述的基站(NB1)；另外再由所述的修正值(CV1)改变所述的基站(NB1)中的发送功率(140)。
2.如权利要求1所述的方法(100)，其中另外改变发送功率是通过由该修正值(CV1)的各相应的部分量周期性地改变发送功率而连续进行的(140)。
3.如权利要求1所述的方法，其中发送功率的另外改变的发生是通过检验根据命令(TPC)进行的所述的改变和该修正值(CV1)指出的方向是否指向相同的方向，以及如果该两个方向不相同则忽略命令(TPC)且不进行所述的改变而对根据命令(TPC)进行的该改变发生影响的。
4.如权利要求1所述的方法，其中从该基站向基站控制器发送的信息包含有说明在一个预先规定的时间持续期中所累积的发送功率的改变的一个数值。
5.如权利要求1所述的方法(100)，其中基站(NB1、NB2)中的每一个确定其向前方向的话务量负荷并将其传送到基站控制器(SRNC)，并且其中的基站控制器(SRNC)根据话务量负荷计算出修正值(CV1)(140)。
6.如权利要求1所述的方法，其中直接连接到基站(NB1、NB2)的各该基站控制器(CRNC1、CRNC2)确定其前向方向的各个话务量负荷并将其传送给基站控制器(SRNC)，该基站控制器(SRNC)根据各话务量负荷计算出修正值(CV1)。
7.如权利要求1所述的方法(100)，其中的基站控制器(SRNC)根据在广播信令信道上的测量确定的前方方向的射频路径损耗计算出修正值(CV1)(140)。
8.用于移动通讯系统(MTS)的、被连接到一个基站控制器(SRNC)的一种基站(NB1)，包含有存储器(MEM)和连接于其上的发送功率控制器(PCR)，能从移动台(UE)接收命令(TPC)，通过该发送功率控制器(PCR)根据命令(TPC)改变其发送功率，向该基站控制器(SRNC)发送关于其当前发送功率的信息(PL1)，从该基站控制器(SRNC)接收对其发送功率的一个修正值(CV1)，将该修正值(CV1)储存在存储器(MEM)中，并再由所述的修正值(CV1)通过发送功率控制器(PCR)另外改变其发送功率。
9.在一种移动通讯系统(MTS)中至少被连接到两个基站(NB1、NB2)的一种基站控制器(SRNC)，从所述的各该基站(NB1、NB2)接收关于其当前发送功率的信息(PL1、PL2)，并对所述的信息进行计算，从其对基站中的至少一个(NB1)计算出一个修正值(CV1)，并在根据从一个移动台(UE)来的命令(TCP)改变其发送功率之外，还再由所述的修正值(CV1)另外改变其发送功率。
10.移动通讯系统(MTS)，至少包含有至少暂时和一个移动台(UE)同时进行通讯的两个基站(NB1、NB2)，该移动站(UE)向各该基站(NB1、NB2)送出一个指示各该基站(NB1、NB2)改变它们所发送的功率的命令(TPC)，各基站中的每一个(NB1)包含有存储器(MEM)和连接于其上用于根据命令(TPC)改变其发送功率的发送功率控制器(PCR)，另外至少还有一个基站控制器(SRNC)，各该基站(NB1、NB2)中的每一个向该基站控制器(SRNC)发送关于其当前发送功率的信息(PL1、PL2)；该基站控制器(SRNC)对各该基站中的至少一个(NB1)所发送的功率计算出一个修正值(CV1)，并将所述的修正值(CV1)传送到所述的基站(NB1)，该基站将该修正值(CV1)存储在存储器(MEM)中，以再由所述的修正值(CV1)通过发送功率控制器(PCR)另外改变其发送功率。
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