CN1703849B - 控制经无线链路通信的方法和移动站 - Google Patents

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Abstract

在此描述了一种方法(400)和一种移动站(160)，用于控制经无线链路的通信。移动站(160)提供基于多时隙的功率等级指定给通信网络(110)，以建立用于通信服务的无线链路。该指定和移动站(160)的功率电平以及对应该功率电平的时隙数目相关。根据该指定，移动站(160)可以和通信网络(110)经无线链路通信。

Description

控制经无线链路通信的方法和移动站
技术领域
本公开涉及无线通信系统，具体地说，涉及用于控制经无线链路通信的方法和移动站。
背景技术
通常，移动站(例如蜂窝电话)具有最大数目的发射时隙和最大的发射功率电平。在时分双工(TDD)通信系统中，例如，移动站的最大上行链路数据速率是取决于时隙数目的。即，当移动站可使用的可用时隙更多时，移动站以较快速率发射数据。然而，在多数情况中，移动站不同提供在最大功率电平的最大数据速率，因为会导致发射机电路过热。在通用分组无线服务(GPRS)网络或全球演化增强数据速率(EDGE)网络中，例如，移动站根据功率等级指定(即功率等级标记)将输出功率限制到最大功率电平。移动站能提供该功率等级指定给网络，反过来，网络调整移动站的功率电平，从而控制到达由网络控制的基站的信号电平。在一些情况中，移动站需要在较高功率和较低数据速率操作，从而提供较好质量的服务，或者反之。例如，当移动站远离基站时，来自移动站的较高输出功率对于和基站通信是必需的。相比而言，当移动站离基站较近时，移动站可操作在较快数据速率(即更多时隙)。
涉及无线通信系统的一个方面是优化移动站可用资源。即，不同环境和应用可能要求移动站使用不同资源。例如在诸如web浏览的数据应用中，移动站需要运行在较低功率电平，从而快速数据速率(即更多时隙)可被用于传输数据到通信网络。否则，如上所述，移动站内的发射机电路会由于运行在最大功率电平和最大数据速率而过热。因此，需要优化经无线链路的通信，在移动站的功率电平和数据速率之间折衷。
附图说明
本公开将描述若干实施例，以显示其广泛教导。并参考附随附图。
图1是表现无线通信系统的框图。
图2是表现移动站的框图。
图3是表现移动站的呼叫流程的流程图。
图4是表现功率电平以及与基于多时隙的功率等级指定相关的时隙的表。
图5是说明用于控制基于多时隙功率等级指定的经无线链路通信的方法的流程图。
具体实施方式
描述了一种控制经无线链路的通信的方法和移动站.在无线通信系统中，通信网络可操作用于提供通信服务给移动站.移动站提供基于多时隙的功率等级指定给通信网络.更具体的，基于多时隙的功率等级指定可能和移动站功率电平以及对应该功率电平的时隙数目有关.为防止移动站内的元件(例如发射单元)过热，功率电平可能低于移动站的最大输出功率.时隙数目对应功率电平，从而移动站可运行在较低输出功率，但有较快数据速率.即，时隙数目和移动站的数据速率成正比，从而较大时隙数目产生较快数据速率.因此，通信网络可以知道移动站的性能.根据多时隙的功率等级指定，通信网络能分配无线资源给移动站，以建立经无线链路的通信(例如上行链路或下行链路).例如，通信网络可以提供包含分配功率电平和分配时隙数目的分配消息.因此，移动站可根据分配的功率电平和分配的时隙数目经上行链路传输数据给通信网络.
在经无线链路和通信网络通信期间，移动站监测例如(但不限于)和移动站相关的热参数和功率参数的运行参数。例如，移动站监测移动站内的发射单元的温度，确定该温度是否超过阈值。该阈值可和指示移动站内的某个元件(例如发射单元)过热的条件相关。当检测到运行参数超过阈值时，移动站会暂停和通信网络经无线链路的通信，以防止移动站内的过热。
用若干优选实施例来说明根据本公开的通信系统，尤其是，用根据若干标准中的至少一个运行的无线通信系统进行说明。这些标准包括模拟、数字或双模通信系统协议，例如(但不限于)高级移动电话系统(AMPS)，窄带高级移动电话系统(NAMPS)，全球移动通信系统(GSM)，IS-55时分多址(TDMA)数字蜂窝系统，IS-95码分多址(CDMA)数字蜂窝系统，CDMA2000系统，宽带CDMA(W-CDMA)系统，个人通信系统(PCS)，第三代(3G)系统，通用移动电信系统(UMTS)以及这些协议的变换和演进。无线通信系统是系统和元件的复合网络。标准的系统和元件包括(1)到移动站(例如用于访问无线通信系统的蜂窝电话或用户设备)的无线链路，通常由至少一个(更典型的由若干)基站提供，(2)在基站之间的通信链路，(3)控制器，通常一个或多个基站控制器或集中基站控制器(BSC/CBSC)，控制基站之间的通信，并管理基站的运行和交互，(4)交换系统，通常包括移动交换中心(MSC)，执行系统内的呼叫处理，以及(5)到陆线，即公共交换电话网络(PSTN)或综合业务数字网(ISDN)的链路。
基站子系统(BSS)或无线接入网络(RAN)，它们通常包括一个或多个基站控制器和多个基站，提供所有和无线相关的功能。基站控制器提供所有的控制功能以及交换系统和基站之间的物理链路。基站控制器同样是大容量交换机，提供例如切换，小区配置，基站内的功率电平无线频率(RF)控制功能。
基站处理到移动站的无线接口。基站包括服务系统内的各个通信小区所需的无线设备(收发机、天线、放大器等)。一个基站控制器可能控制一组基站。因此，基站控制器作为基站子系统的一部分和基站一起运行，为移动站提供实时语音、数据和多媒体服务(例如呼叫)。
参考图1，无线通信系统100包括通信网络110，通常显示为120和125的多个基站控制器(BSC)，其服务整个服务区域130。已知此种系统，各BSC120和125都和多个基站(BS)(通常显示为140，142，144和146)连接，服务在全部服务区域130内通常显示为150，152，154和156的通信小区。BSC120和125，基站140，142，144和146是特定的，并根据应用标准运行，提供无线通信服务给移动站(MS)，移动站通常显示为160，162，164和166，并在通信小区150，152，154和156运行，可从伊利诺斯州的Schaumburg的Motorola Inc获得这些商业应用的元件。
参考图2，显示适于控制经无线链路的通信的移动站(图1中所示的160).移动站160通常包括控制器210，接收单元220，发射单元230.控制器210包括处理器250和存储器260.处理器250可操作的连接到存储器260，在至少一个实施例中，该存储器存储由处理器250执行的程序或一组运行指令.处理器250执行程序或该组运行指令，从而移动站160如在此的所描述一样来运行.程序或该组运行指令可体现为计算机可读介质，例如(但不限于)寻呼机，可编程门阵列，专用集成电路(ASIC)，可擦写可编程只读存储器(EPROM)，只读存储器(ROM)，随机访问存储器(RAM)，磁性介质，和光介质.接收单元220和发射单元230可操作地连接到控制器210.本领域普通技术人员易于理解接收单元220和发射单元230可以是如图2所示的独立的元件，或集成到单个元件中(例如收发机单元).
参考图3，用于控制经无线链路的通信的基本流程300能够以移动站160通知通信网络110它的性能开始。更具体地，移动站160提供基于多时隙的功率等级指定310给通信网络110。例如，当移动站160开启时，可向通信网络110注册基于多时隙的功率等级指定310(即通过用于通信服务的注册)。基于多时隙的功率等级指定310可以和移动站的性能相关，例如(但不限于)移动站160的功率电平以及对应该功率电平的时隙数目。为防止移动站160内的元件(例如发射单元230)过热，功率电平可能低于移动站160的最大输出功率。时隙数目对应该功率电平，从而移动站160可运行在较低输出功率，但以较快数据速率运行。即，时隙数目和移动站160的数据速率成正比，从而较大时隙数目产生较快数据速率。
基于多时隙的功率等级指定310，例如，可以是从0到32范围内的数值，其中0表示不降低功率电平，如下面的详细描述。可选的，可用8比特二进制码表示功率等级指定410，其中的2到8比特对应时隙数目。为说明此概念，二进制码00100000代表如果时隙数目增加到3，功率等级减1，(即比特3是逻辑1)，而二进制码00110000表示如果时隙数目增加到3或4，则功率等级减1(即比特3和比特4是逻辑1)。在另一个例子中，二进制码01100100表示如果时隙数目增加到2、3或6，功率等级减1，而二进制码01100010代表如果时隙数目增加到2、3或7，则功率等级减1。
参考图4，显示基于多时隙的功率等级指定01000011的功率等级和时隙数目。在此，如果时隙数目增加到2、7或8，则功率等级减1。更具体地，功率等级2对应最大输出功率39dBm(即7.9433瓦特)，并支持一个时隙。本领域普通技术人员易于认识到可使用dBm表示相对毫瓦(mW)的功率的绝对值，即0dBm等于1mW。当功率等级增加时，对应该功率等级的移动站160的输出功率减少，但对应该功率等级的时隙数目增加。例如，对应最大输出功率是37dBm(即5.012瓦特)的功率等级3可以支持两个时隙，对应最大输出功率是29dBm(即0.79433瓦特)的功率等级5可以支持八个时隙。基于多时隙的功率等级指定410可提供对应低于移动站160最大输出功率(即图4所示的39dBm)的输出功率的功率等级，从而移动站160可用的时隙数目增加，同时不超过最大功率消耗阈值(即图4的非阴影区域)。即，移动站160可以较快数据速率(即较高时隙数目)传输，同时通过在较低功率电平运行，使移动站160内的发射单元230不过热。
为避免过热，例如，可用最大功率消耗阈值15W校正移动站160.本领域普通技术人员认识到，最大功率消耗阈值是取决于移动站160的最大输出功率的(即功率消耗直接正比于或正比于输出功率或的平方根).因此，功率等级3，4，和5可以支持多个时隙而不超过15W的最大功率消耗(即，在功率等级2时仅有一个时隙可用，不超过15W最大功率消耗).更具体的，基于多时隙的功率等级3可以支持2个时隙，而不超过15W最大功率消耗.类似的，基于多时隙的功率等级4可以支持7个时隙，基于多时隙的功率等级5可以支持8个时隙.移动站160可在功率和数据速率之间折衷，因为随移动站160可用于通信的时隙数目的增加，最大输出功率降低.即，移动站160的最大输出功率从基于多时隙的功率等级3的37dBm降低到基于多时隙的功率等级5的29dBm.然而，基于多时隙的功率等级5和基于多时隙的功率等级3相比，可以支持较快的数据速率.例如在不超过15W最大功率消耗时，在基于多时隙的功率等级5有8个时隙可用，而在基于多时隙的功率等级3，仅有2个时隙可用.
返回来参考图3，通信系统110可存储来自移动站160的基于多时隙的功率等级指定。当从移动站160接收到用于通信服务的通信资源请求420时，通信网络110搜索该基于多时隙的功率等级指定，以分配通信资源。例如，移动站160可以初始化数据应用(例如web浏览)，或从语音应用切换到数据应用。因此，移动站160在数据应用期间经上行链路请求通信资源来传输数据到通信网络110。更具体地，通信网络110根据移动站160的性能和上行链路条件分配通信资源给移动站160，从而最大化数据吞吐量，同时保持移动站160在温度阈值之下(即防止移动站160过热)。这样做时，通信网络110在功率和数据速率之间折衷。根据基于多时隙的功率等级指定，通信网络110可以指定移动站160运行在低功率电平下或低时隙数目下，从而优化服务质量。例如，当移动站160远离基站140时，移动站160可能运行在高功率电平但是较低数据速率中(即较低时隙数目)。反之，如果移动站160距离基站140较近，则移动站160克运行在较快速数据速率(即较高数目时隙)但是较低功率电平中。
因此，通信网络110可以根据基于多时隙的功率等级指定给移动站160分配通信资源。通信网络110发送包含与移动站160可用通信资源相关的信息的分配消息330，以建立无线链路。例如，根据基于多时隙的功率等级指定，分配消息可以包括分配的功率电平以及可用于移动站160的分配的时隙数目。分配的功率电平可能低于移动站160的最大输出功率，但分配的时隙数目可使移动站160以比之前分配的数据速率快的数据速率运行。当从通信网络110接收到传输授权340时，移动站160可经上行链路传输数据350到通信网络110。
在经上行链路传输数据到通信网络110期间，移动站160以监测与移动站160相关的运行参数，以防止移动站160过热。运行参数可以是(但不限于)热参数和功率参数。例如，控制器210可以监测移动站160内发射单元230的温度，并确定该温度是否超过阈值。该阈值和指示移动站160过热的条件有关。控制器210还可以监测移动站160内其他元件的温度，因为发射单元230产生的热量会使其他元件超过阈值。
如果热参数超过阈值，移动站160会暂停经上行链路传输数据360到通信网络110。当热参数降低到低于阈值时，移动站160继续经上行链路传输数据370。
一种移动站160(例如通过处理器250)执行的方法或计算机程序可能实施显示在图5中.本领域普通技术人员应当理解，本方法或计算机程序可以存储在多种计算机可读介质中的任意一个上的多种不同方式使用多种不同程序代码实现，这些介质例如是易失或非易失存储器，或其他大容量存储器(例如软盘，光盘(CD)以及数字化视频光盘(DVD)).因此，虽然图5中显示一种特定顺序的步骤，本领域普通技术人员应当懂得，可用其他时间顺序执行这些步骤.同样，流程500仅仅被提供，作为一种运行或编程移动站160，以控制经根据基于多时隙的功率等级指定的无线链路的通信的方式的例子.流程500在步骤510开始，其中移动站160提供基于多时隙的功率等级指定给通信网络(如图1所示的).该基于多时隙的功率等级指定和移动站160的功率电平以及对应该功率电平的时隙数目相关.反过来，通信网络给移动站提供根据该基于多时隙的功率等级指定的通信资源，从而移动站160在步骤520可和通信网络经无线链路通信.例如，移动站160可从语音应用(例如语音呼叫)切换到可能要求较快数据速率的数据应用(例如web浏览).因此，移动站160可以从通信网络接收根据基于多时隙功率等级指定的分配消息.该分配消息包括分配的功率电平以及分配的时隙数目.分配的功率电平可能低于移动站160的最大输出功率，但分配的时隙数据大于可用于语音应用的时隙数目，从而移动站160能在数据应用期间以比在语音应用期间更快的数据速率运行.除基于多时隙的功率等级设定之外，通信网络可以根据无线链路条件(例如移动站160的信号强度和/或到基站的距离)确定分配的功率电平和分配的时隙数目，从而最大化数据吞吐量.当接收到分配消息时，移动站160可根据分配的功率电平和分配的时隙数目经上行链路传输数据到通信网络，以防止过热.
为进一步防止过热，移动站160在经无线链路和通信网络通信期间，在步骤530监测和移动站160相关的运行参数。例如，该运行参数可以是移动站160内的元件的热参数(即温度)，该元件例如是(但不限于)发射单元。如果移动站160检测到热参数超过阈值，则在步骤540，移动站160暂停经无线链路和通信网络的通信。当检测到热参数低于阈值时，移动站160在步骤550继续经无线链路和通信网络通信。
虽然在此公开的实施例特别适用于基于时隙的数据速率的通信协议，例如时分多址(TDMA)通信协议，本领域普通技术人员易于理解，本教导并不限于这些通信协议。相反，本领域普通技术人员会懂得，对于其它数据速率的变化也可以采用本公开的教导。
可以对在此说明的实施例作出许多改变和修正。在上面讨论了一些改变的范围。将从附随的权利要求中清楚其他范围。

Claims (11)

1.一种用于在无线通信系统中根据基于多时隙功率等级指定来控制经无线链路的通信的方法，其中，通信网络可操作地用于提供通信服务给移动站，该方法包括：
由移动站提供基于多时隙功率等级指定给通信网络，该基于多时隙功率等级指定与移动站的多个功率电平以及对应该多个功率电平的每个的时隙数目相关；和
根据该基于多时隙功率等级指定，经无线链路和通信网络通信，其中根据该基于多时隙功率等级指定，经无线链路和通信网络通信的步骤包括：由移动站根据该基于多时隙功率等级指定，从通信网络接收分配消息，该分配消息包括分配功率电平和分配时隙数目；以及，由移动站根据分配的功率电平和分配的时隙数目，经上行链路传输数据到通信网络。
2.如权利要求1的方法，进一步包括：
在经无线链路和通信网络通信期间，由移动站监测运行参数，该运行参数是与移动站相关的热参数和功率参数之一；和
响应检测到运行参数超过阈值，由移动站暂停经无线链路和通信网络的通信。
3.如权利要求2的方法，其中，在经无线链路和通信网络通信期间监测与移动站相关的运行参数的步骤包括：在经上行链路传输数据到通信网络期间，由移动站监测移动站内的发射单元的温度。
4.如权利要求1的方法，其中，提供基于多时隙的功率等级指定给通信网络的步骤包括：由移动站提供用户可选的、基于多时隙的功率等级指定给通信网络。
5.如权利要求1的方法，其中，无线通信系统包括时分多址(TDMA)通信系统。
6.一种用于在无线通信系统中根据基于多时隙功率等级指定来控制经无线链路的通信的移动站，其中通信网络可操作用于提供通信服务，该移动站包括：
发射单元；以及
可操作地连接到发射单元的控制器，该控制器具有存储器和可操作地连接到存储器的处理器；
该控制器被编程用于提供基于多时隙功率等级指定给通信网络，该基于多时隙功率等级指定与移动站的多个功率电平以及对应该多个功率电平的每个的时隙数目相关；和
该控制器被编程用于根据该基于多时隙功率等级指定、和通信网络经无线链路通信，其中该控制器被编程用于根据基于多时隙功率等级指定、从通信网络接收分配消息，该分配消息包括分配功率电平和分配时隙数目，且该控制器被编程用于根据分配的功率电平和分配的时隙数目、经上行链路传输数据到通信网络。
7.如权利要求6的移动站，其中，该控制器被编程用于在经无线链路和通信网络通信期间，监测运行参数，该运行参数是与移动站相关的热参数和功率参数之一，且该控制器被编程用于响应检测到运行参数超过阈值，暂停经无线链路和通信网络的通信。
8.如权利要求7的移动站，其中，该控制器被编程用于响应检测到运行参数超过阈值，暂停经上行链路将数据传输到通信网络，该阈值与指示发射单元过热的条件有关。
9.如权利要求6的移动站，其中基于多时隙功率等级指定是用户可选的。
10.如权利要求6的移动站，可按照时分多址(TDMA)通信协议操作。
11.一种用于在无线通信系统中防止移动站内的发射单元过热的方法，其中通信网络可操作用于提供通信服务给移动站，该方法包括：
由移动站发射基于多时隙的功率等级指定给通信网络，该基于多时隙功率等级指定与移动站的多个功率电平以及对应该多个功率电平的每个的时隙数目相关；
由移动站根据基于多时隙的功率等级指定，从通信网络接收分配消息，该分配消息包括分配的功率电平和分配的时隙数目；
根据分配的功率电平和分配的时隙数目，从移动站的发射单元经上行链路发射数据到通信网络；
在经上行链路传输数据到通信网络期间，由移动站监测发射单元的温度；
响应检测到发射单元的温度超过过热阈值，由移动站暂停经上行链路传输数据到通信网络，该过热阈值与指示发射单元过热的条件相关；以及
响应检测到发射单元的温度低于过热阈值，由移动站恢复经上行链路和通信网络的通信。
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