CN1367621A - 在分组数据传输系统中确定发射功率的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种系统和方法,用于在上次传输分组数据时的发射功率的基础上确定无线分组数据传输系统中的发射功率。优选的方法包括:计算发射功率的步骤;以所算出的发射功率向基站发射报头的步骤;从基站接收作为对报头响应的信道占用信号的步骤;以及在收到信道占用信号后发射分组数据和在成功完成了传输后结束分组数据传输的步骤。此系统和方法的优点在于:以更优化的功率值缩短了后续分组数据所需的传输时间。

Description

在分组数据传输系统中确定发射功率的系统和方法
发明领域
本发明涉及分组数据传输，特别涉及用来确定分组数据发射功率的系统和方法。
背景技术
一个移动通信系统，当使用了高速无线分组数据传输时，即可用来在诸如便携终端或者车载电话之类的移动台之间提供通信服务，或者在移动台与公众交换电话网(PSTN)所属的电话之间提供通信服务。
无线通信网，例如移动通信系统，通常使用电路方法和分组方法来提供数据服务。
电路方法是把所需资源和信道分配给即将传输数据的发送节点，所分配的信道在通话期间内是专用的线路；而分组方法则刚好相反，它不允许垄断信道，信道只在有数据要传输时才被分配给相应的发送端。在分组方法中，所分配的信道在数据传输完毕后就被释放，以供其它发送节点传输数据。
图1示出了移动通信网络的现有技术的原理框图，其中包括数个移动台10和一个基站20。
图2示出了现有技术的电路交换数据过程的流程图。如图所示，电路方法的数据传输过程包括：在发送节点和接收节点之间建立通话(S1)，和在通话建立后分配资源，例如时隙、中继线与存储器件(S2)。此过程还包括：使用所分配的资源与信道来传输数据(S3)，和在数据传输完毕后释放所分配的资源(S4，S5)。
在电路方法的数据传输系统中，在发送端和接收端之间要先建立通话，然后才能传输数据；再有，传输数据所需的资源，例如时隙、中继线与存储器件，是在通话建立后由系统分配的。
在通话建立完毕且已分配好信道后，相应的通话就一直占用所分配的信道，直到数据传输完毕；当数据传输完毕后，系统再把分配给数据传输的资源释放。
如上所述，电路方法使用了系统提供的所有带宽，并且能传输大量数据。然而，仅有5％的连接时间是用来传输数据的，因而信道利用率和可容纳的通话数目都很低。
如上所述，电路方法不适合于提供高容量的通信，因此研发了分组方法，用于IMT-2000(国际移动电信2000)服务。
图3示出了现有技术的分组交换数据传输过程的流程图。如图所示，分组方法的数据传输过程包括：判断发送节点有无数据要传输(S11)，和若发送节点有数据要传输则分配信道(S12)。此过程还包括：在已分配好信道后传输数据(S13)，和在数据传输完毕后释放所分配信道(S14，S15)。
使用分组方法的数据传输只在相应的发送节点含有数据时才占用信道，因此可以有更多的发送节点能够发射数据，并且提高了信道利用率。
图4是信号流图，示出了在分组方法的数据传输过程中的信号，此分组方法是由3GPP(第三代合作项目)IMT-2000的异步部份所建议的；图5则是根据此模式的概念性视图。
由3GPP所建议的CPCH(普通分组信道)是一种要在传输数据之前建立信道、并且在信道建立后才传输数据的方法，这一点与电路方法相似。它与电路方法的不同之处在于：只是在发送节点上有数据要传输时才分配信道。
如图4所示，3GPP的CPCH数据传输方法包括：把AP(访问报头)从移动台10传输到基站20(S21)，和把作为对AP信号响应的AP-AICH(访问报头-接收指示信道确认)信号从基站20传输到移动台10(S22)。此方法还包括：把CD(冲突检测)报头从收到响应的移动台10传输到基站20(S23)，和把作为对CD报头信号响应的CD-AICH(冲突检测-接收指示信道确认)信号从基站20传输到移动台10(S24)。此方法最后包括把信息数据和控制数据从移动台10传输到基站20(S25)。
参考图4和图5，在步骤S21，移动台10在P0位置上以最低发射功率发射AP，此最低功率是由系统设定的。若基站20收不到在P0位置上的移动台10所发射的AP，则基站20无法被同步，亦无法发回响应信号AP-AICH，因而，过了规定的一段时间以后，移动台10在位置P1上以按照规定值增加的发射功率再次发射AP，该发射功率比在步骤S21从位置P0发射AP的发射功率强。
当收到AP后，基站20在步骤S22向移动台10发射AP-AICH信号以进行响应，表示信号已同步了。然后，基站20在步骤S24向移动台10发射作为对CD报头信号响应的CD-AICH信号。CD报头信号可用来防止由数个移动台10同时请求分配同一信道所带来的冲突。
移动台10通过步骤S21，S22，S23和S24来为传输数据做准备。在步骤S25，移动台经过PCPCH(UL)(公用分组物理信道(上行链路))向基站20发射信息数据和控制数据。另外，基站20则经过DPCCH(DL)(专用控制物理信道(下行链路))有规律地向移动台10发射用于功率控制、导频和CPCH控制的信号。
现有技术的方法有很多问题。例如，在由3GPP所建议的分组方法的情形中，对于各分组数据，分别要发射数个AP，并且第一个AP是以最低发射功率发射的，此最低发射功率由系统设定，以尽可能降低对其它信道的干扰。结果，用这种方法需花很长的时间方可访问基站，原因在于发射AP的发射功率初始值是固定的，并且每当传输分组数据时都要执行该访问过程。在图6中示出了与初始发射功率的调整次数t相关的不利延迟，故而难以实现高速数据传输。
上述参考内容结合于本文中，用来适当地教导附加的、或者作为替代的细节、特征与/或者技术背景。
发明内容
本发明旨在解决至少上述的问题和/或者缺陷，并且提供至少下述的优点。
本发明的另一目的是提供一种在无线分组数据传输系统中确定发射功率的方法。
本发明的另一目的是缩短移动台接入基站的时间。
为了全部或者部分地实现至少以上几个目的，并且根据本发明的宗旨，如同在此处体现的或者着重说明的那样，提供了一种在无线分组数据通信系统中确定第一站发射功率的方法，包括：在上次数据传输的基础上计算第一站的发射功率，以所算出的发射功率从第一站向第二站发射预备信号，以及若此预备信号得到了第二站的响应，则从第一站向第二站发射分组数据。
为了进一步全部或者部分地实现至少以上几个目的，并且根据本发明的宗旨，如同在此处体现的或者着重说明的那样，提供了一种在无线通信系统中确定第一站发射功率的方法，包括：在上次数据传输的基础上计算第一站的发射功率，以所计算出的发射功率从第一站向第二站发射一个报头，接收作为对报头响应的来自第二站的信道占用信号，以及在收到信道占用信号后从第一站向第二站发射分组数据，以及在第二站成功收到了分组数据后结束分组数据传输。
为了进一步全部或者部分地实现至少以上几个目的，并且根据本发明的宗旨，如同在此处体现的或者着重说明的那样，提供了一种无线分组数据通信系统，该系统包括：移动终端，其被配置为以所计算出的发射功率向第二站发射分组数据，其中，发射功率是根据移动终端的至少一个前几次的发射功率以及移动终端所收到的控制信息来决定的；和基站，其与第一站进行通讯，并且被配置为向移动终端发射控制信息。
为了进一步全部或者部分地实现至少以上几个目的，并且根据本发明的宗旨，如同在此处体现的或者着重说明的那样，提供了一种移动通信终端，包括：在上次数据传输的基础上计算发射功率的装置，以所计算出的发射功率发射预备信号的装置，若此预备信号得到了响应则发射分组数据的装置，和在第二站成功收到了数据后结束分组数据传输的装置。
在下面的说明中解释了其它的优点、目的和特征，而本领域的技术人员在仔细地审阅了下面的说明后可以对这些目的、目的和特征更为清楚，或者通过实施本发明也可了解这些优点、目的和特征。本发明的目的与优点可以如所附的权利要求中所特别指出的那样来实现和获得。
附图说明
现在参考以下附图对本发明进行详细说明，在图中，相同的标号代表相同的元件：
图1示出了移动通信网络的现有技术的原理图；
图2示出了根据常规电路方法的现有技术的数据传输过程的流程图；
图3示出了根据常规分组方法的现有技术的数据传输过程的流程图；
图4是根据3GPP方法在数据传输过程中的信号流图；
图5是根据3GPP方法的数据传输原理图；
图6是根据3GPP方法来确定初始发射功率的过程的原理图；
图7示出了根据本发明的优选实施例来确定初始发射功率的方法的流程图；
图8是根据本发明的优选实施例来确定初始发射功率的过程的原理图。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的优选实施例，并且在附图中说明本发明的范例。
图7是流程图，示出了根据本发明的优选实施例是如何在发送第一个分组数据后确定发射功率的。如图所示，优选地，根据本发明来确定发射功率的方法包括：计算发射功率(S31)；以所算出的发射功率发射CD报头(S32)；和判断有无作为对CD报头响应的信道占用信号(例如CD-AICH信号)从基站20发出(S33)。优选地，此方法还包括：若有信道占用信号从基站20发出，则进行分组数据传输(S34)；和判断分组数据传输的结果(S35，S36)。
若在步骤S33，信道占用信号没有从基站20发出，则结束此过程。若在步骤S36，数据传输失败了，则增加发射功率(S37)，并且重复执行步骤S32，S33，S34，S35与S36。
第二个或者后续分组数据的发射功率取决于：上次数据传输时的发射功率；在上次数据传输时由基站20检测到的移动台10的发射功率的增量；由移动台10测得的基站20的当前发射功率和上次发射功率的差值；以及基站20的信道补偿值，它控制着移动台10的发射功率强度，使之与所分配信道的数量成比例。
优选地，在步骤S31，当有信号发射到基站20时，由移动台10来决定发射功率。若初始发射功率的强度太低，则基站20无法察觉移动台10所发射的信号；另一方面，若发射功率太高，则相应移动台信道的信号有可能干扰其它信道的信号。因此，计算出合适的发射功率是有益的。
尽快计算出发射功率还有另一优点，即缩短接入时间。若每当传输分组数据时计算时间过长，则不太可能实现高速数据传输。
根据本发明的优选实施例，可以用以下表达式来决定移动台10的第二个或者后续分组数据的发射功率。
初始发射功率＝第一个或者上个分组数据的发射功率+受基站控制的发射功率+接收功率的变化量+基站的信道补偿值
优选地，基站20在首次或者上次数据传输时，测量并计算移动台10的上一个分组数据的发射功率。再有，优选地，基站20在数据传输后，通过控制信号向移动台10发射一个与受控发射功率相应的数值。
接收功率的变化量是由移动台10测得的在上次分组数据传输时从基站20发射的信号功率和在下次分组数据传输时从基站20发射的信号功率的差值。
当使用中的信道数量因移动台10的有效通话连接而增加时，信道之间的相互干扰也会增加。再有，为防止信道之间的相互干扰，基站20会增加移动台10的发射功率。优选地，这一由基站20所增加的功率值即信道补偿值。
如上所述，优选地，移动台10按照步骤S32所计算出的发射功率发射CD报头，并且等待信道占用信号。收到报头的基站20会在步骤S33处通过分配信道而发回信道占用信号。然而，若没有信道可以分配给移动台10了，或者发射功率太弱以至于察觉不到CD报头了，则在步骤S33，基站20不能产生信道占用信号。优选地，当移动台10收不到信道占用信号时，移动台10就关断电源并且结束分组数据传输的过程。
优选地，当基站20向移动台10发射信道占用信号时，移动台10在步骤S34和S35发射数据。优选地，作为响应，基站20向移动台10发射确认消息(ACK-Msg)以确认收到数据。优选地，ACK-Msg含有发射功率的矫正值，并且此矫正值可以是功率控制值，它通过测量从移动台10到基站20的发射功率来保持移动台10的发射功率。
若移动台10在步骤S36处未收到确认消息，则移动台10会做出决定，要么是移动台10发射的数据出错了，要么就是发射功率太弱了，并且优选地，在步骤S37处增加发射功率并且按步骤S32，S33，S34，S35和S36顺序执行。
图8是一仿真图，示出了根据本发明的优选实施例来确定第二个或者后续分组数据的发射功率的过程。如图所示，优选地，发射功率是在根据本发明的首次或者上次分组数据传输中所使用的发射功率的基础上来确定的。
本发明的优选实施例有很多优点。例如，一旦建立了通话连接以后，后续分组数据与基站20连接的速度要快于由3GPP所建议的方法，虽然与传输第一个分组数据相关的功率调整延迟与3GPP的方法相类似，但是，本发明在传输下一个分组数据的速度却要比3GPP的方法要快。于是缩短了后续分组数据的传输时间，并且提高了数据传输的速度。
作为替代，在另一个实施例里，可以由基站来调整到移动台的发射功率，而不是由移动台来调整到基站的发射功率；还有一个实施例是由一个移动台来调整到另一个移动台的发射功率；再还有一个实施例是由一个固定站来调整到另一个固定站的发射功率。
以上实施例和优点仅是示例性的，而决无限制本发明之意，本教导可以很容易地应用于其它类型的设备。本发明的说明书旨在说明而非限制权利要求的范围。对于熟悉本领域的技术人员来说，许多替代、修改和变化都是显然的。在权利要求中，“装置加功能”的语句旨在涵盖实现所述功能的结构，不仅包括结构上的等同，而且也包括等同的结构。

Claims (21)

1.一种在无线分组数据通信系统中确定第一站发射功率的方法，包括：
在上次数据传输的基础上计算第一站的发射功率；
以所算出的发射功率从第一站向第二站发射预备信号；和
若该预备信号得到第二站的响应，则从第一站向第二站发射分组数据。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括，在所述第二站成功收到了分组数据后，结束分组数据传输。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，发射预备信号包括：
从所述第一站向所述第二站发射报头；和
从所述第二站接收作为报头响应的信道占用信号，
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：若未收到来自所述第二站的信道占用信号，则结束分组数据传输的过程。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
确定所述第二站是否成功地收到了分组数据传输；
若所述第二站未能成功地收到分组数据传输，则增加所述第一站的发射功率。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：
以增加的发射功率从所述第一站向所述第二站发射第二预备信号；
若所述第二站成功地收到了该第二预备信号，则从所述第一站发射分组数据；和
在所述第二站成功收到了分组数据后，结束分组数据传输。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，发射功率取决于：所述第一站上次向所述第二站发射时使用的发射功率，受所述第二站控制的发射功率，所述第一站接收功率的变化量，和所述第二站的信道补偿值。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，发射功率取决于以下各项的相加：上次发射时使用的发射功率，受所述第二站控制的发射功率，所述第一站接收功率的变化量，和所述第二站的信道补偿值。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，第一站是移动台而第二站是基站。
10.一种在无线通信系统中确定第一站发射功率的方法，包括：
在上次数据传输的基础上计算所述第一站的发射功率；
以所计算出的发射功率从所述第一站向所述第二站发射报头；
从所述第二站接收作为对报头响应的信道占用信号；和
在收到信道占用信号后从所述第一站向所述第二站发射分组数据，以及在所述第二站成功收到了分组数据后，结束分组数据传输。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：若未收到来自所述第二站的信道占用信号，则结束分组数据传输的过程。
12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
确定第二站是否成功地收到了分组数据传输；
若第二站未能成功地收到分组数据传输，则增加发射功率。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：以增加后的发射功率向所述第二站发射分组数据。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，新发射功率是根据以下各项计算的：所述第一站上次向所述第二站发射时使用的发射功率，受所述第二站控制的发射功率，所述第一站接收功率的变化量，和所述第二站的信道补偿值。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，发射功率取决于以下各项相加：受所述第二站控制的发射功率，所述第一站接收功率的变化量，和所述第二站的信道补偿值。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一站是移动终端，而所述第二站是基站。
17.一种无线分组数据通信系统，包括：
移动终端，被配置为以所计算出的发射功率向第二站发射分组数据，其中，发射功率是根据移动终端的至少一个前几次的发射功率以及移动终端所收到的控制信息来决定的；和
基站，与第一站通信，并且被配置为向移动终端发射控制信息。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，控制信息是与涉及移动终端的上次数据传输的确认消息一起，从基站发射到移动终端的。
19.根据权利要求17所述的系统，其中，移动终端进一步被配置为以所计算出的功率向基站发射预备信号，然后再发射分组数据。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，若移动终端收不到来自基站的确认信号，则增加所计算的发射功率。
21.根据权利要求17所述的系统，其中，计算发射功率取决于以下各项相加：上次的发射功率，受第二站控制的发射功率，第一站接收功率的变化量，和第二站的信道补偿值。
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