CN1707970A - 移动通信系统、移动终端及其发射功率控制方法和程序 - Google Patents

移动通信系统、移动终端及其发射功率控制方法和程序 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种执行发射功率控制的方法，基于移动终端由接收到的下行链路信号计算出的ISCP来执行所述方法。移动终端的发射/接收单元通过天线向/从无线电基站发射和接收无线电信号。发射/接收控制单元对发射/接收单元中的信号处理进行控制。控制单元对移动终端的每个单元的操作进行控制。测量单元根据在收发机单元中接收到的信号来测量ISCP和DPCH，然后向控制单元输出测量值。特征值转换单元基于先前在移动终端所在的通信环境中测量出的BLER，准备在满足预设的目标BLER的ISCP和所测量的DPCH功率之间的关系。存储单元存储程序和个人数据。显示单元显示输入/输出信息。输入单元包括键开关等。音频信号处理单元在电话呼叫中执行信号之间的转换处理。

Description

移动通信系统、移动终端及其发射功率控制方法和程序
技术领域
本发明涉及使用宽带码分多址(W-CDMA)的移动通信系统中的下行链路专用物理信道(DPCH)的发射功率控制。
背景技术
在W-CDMA移动通信系统中，使用了一种叫做闭环发射功率控制的技术，这种技术既使用内环功率控制又使用外环功率控制(例如，参见3GPP TS 25.214 V4.1.0(2001-06))。
在这种闭环发射功率控制中，接收端测量通信信道的质量，并且通过使用回送至发射端的线路中的专用物理控制信道(DPCCH)，基于测量结果来发送发射功率控制(TPC)信号。发射端接收TPC信号，并且基于附加到TPC信号的UP/DOWN命令，控制传输中的通信信道的发射功率值。因此，发射功率值得到了控制，使得接收端的下行通信链路满足所要求的质量。
如图4所示，在两者之一的内环功率控制中，首先，接收端(图4中的移动终端1)测量信号干扰比(SIR)。接下来，接收端比较测量出的SIR和目标SIR。如果测量出的SIR小于目标SIR，则接收端向发射端(图4中的无线电基站2)发送具有“UP”命令的TPC信号，同时，如果测量出的SIR大于目标SIR，则接收端向发射端发送具有“DOWN”命令的TPC信号。已接收到该TPC信号的发射端基于解码该TPC信号的结果，将下行链路通信信道的发射功率改变+/-1dB。接收端在一个时隙周期中执行这种功率控制。另外，时隙周期是一个无线电帧周期的十五分之，即，无线电帧周期为10ms，则时隙周期为0.667ms。
在外环功率控制中，接收端改变在上述内环功率控制中的目标SIR值，以使得诸如误码率(BER)和误块率(BLER)之类的通信质量值满足目标质量值。例如，接收端测量作为通信质量值之一的BLER，并且比较测出的BLER与目标BLER。基于比较的结果，如果测出的BLER小于目标BLER，则接收端增大目标SIR，或者如果测出的BLER大于目标BLER，则接收端减小目标SIR。另外，这种通信质量值可以通过在一段时间(数百毫秒至数秒)内连续测量而计算出来。
在上述传统的闭环发射功率控制中，即，在使用内环功率控制和外环功率控制的发射功率控制中，尤其是在干扰信号码功率(ISCP)低的通信环境中，移动终端1连续发送具有“DOWN”命令的TPC信号，这是因为测量出的SIR比目标SIR大很多。
由于已接收到TPC信号的无线电基站2连续减小下行链路DPCH的发射功率，所以在移动终端处接收到的功率也连续减小。在该移动通信终端中，通信质量值在下一定时被测量，并且在发现测量结果不满足目标质量值时增大目标SIR。然而，如果发生了错误，则目标SIR的增加不能达到正确的值。
因此，在使用内环功率控制和外环功率控制的发射功率控制中，不能执行适于通信环境的发射功率控制，这是因为在功率控制的更新周期方面内环功率控制与外环功率控制有着很大差别。
发明内容
本发明用来解决上面的和其他示例性的问题，因此，本发明的一种示例性特征是要通过接收端测量当前通信环境中的ISCP和DPCH功率，根据通信环境来执行发射功率控制，并且基于先前准备的特征值转换工具向发射端适当地发送TPC信号。
为了实现上述和其他示例性特征，本发明提供了一种通信系统，包括：移动终端，所述移动终端测量作为当前通信环境中的通信质量值的干扰信号码功率(ISCP)和专用物理信道(DPCH)功率，通过参考先前准备的质量特征值转换工具确定对应于测量出的ISCP的目标DPCH功率，比较测量出的DPCH功率和所述目标DPCH功率，然后基于比较结果向发射端发送发射功率控制(TPC)信号；和无线电基站，所述无线电基站基于从所述移动终端接收到的TPC信号，控制发射中的DPCH功率。
另外，所述移动终端包括质量特征值转换工具，所述质量特征值转换工具使用先前在当前通信环境中测量出的ISCP、DPCH功率和误块率(BLER)而得到ISCP和DPCH功率之间的关系，其中所述ISCP和所述DPCH功率之间的关系满足预设的目标BLER。
另外，所述移动终端在测量出的DPCH功率大于目标DPCH功率的情形下，向所述发射端发送具有“DOWN”命令的TPC信号，在测量出的DPCH功率小于目标DPCH功率的情形下，向所述无线电基站发送具有“UP”命令的TPC信号。
另外，在测量出的DPCH功率在长于预定时间段的时间中持续处于小于或大于目标DPCH功率的情形下，所述移动终端可以发送所述TPC信号。
此外，在测量出的DPCH功率在长于预定时间段的时间中持续处于小于或大于目标DPCH功率的情形中，所述移动终端可以只在一段预定的时间内发送所述TPC信号。
另外，本发明的移动终端包括：发射/接收单元，用于向/从无线电基站发射和接收无线电信号；发射/接收控制单元，用于对所述发射/接收单元中的发射和接收进行控制；测量单元，用于测量作为当前通信环境中的通信质量值的ISCP和DPCH功率；质量特征值转换工具，用于获得对应于所述测量出的ISCP的目标DPCH功率；以及控制单元，用于通过参考所述质量特征值转换工具，确定对应于所述测量出的ISCP的目标DPCH功率，比较所述测量出的DPCH功率和所述目标DPCH功率，基于比较结果生成TPC信号，并且向发射/接收控制单元输出所述TPC信号。
另外，用于执行根据本发明的发射功率控制的程序在计算机上执行。这种程序包括以下每个步骤：测量作为当前通信环境中的通信质量值的ISCP和DPCH功率；通过参考先前准备的质量特征值转换工具确定对应于所述测量出的ISCP的目标DPCH功率；比较所述测量出的DPCH功率和所述目标DPCH功率；并且基于比较结果向所述发射端发送TPC信号。
如上述组成的示例性移动通信系统预先测量当前通信环境中的ISCP、DPCH功率和BLER，并且准备得出ISCP与目标DPCH功率之间关系的质量特征值转换工具，其中ISCP和目标DPCH功率之间的关系满足目标BLER。另外，所述移动终端测量作为当前通信环境中的通信质量值的ISCP和DPCH功率，通过参考所述质量特征值转换工具确定对应于所述测量出的ISCP的目标DPCH功率，并且基于所述测量出的DPCH功率和所述目标DPCH功率之间的比较，向所述发射端发送TPC信号。已接收到所述TPC信号的无线电基站基于所述TPC信号来控制发射中的DPCH功率。
由此，可以根据测量出的ISCP来确定目标DPCH功率(该目标DPCH功率是满足目标质量的所测量的DPCH功率)，并且基于测量出的DPCH功率和目标DPCH功率之间的差来执行发射端的发射功率控制。
由此，可以避免在传统的闭环发射功率控制中，在测量通信质量值(例如BLER)的时刻之前发生错误和通信线路停止服务的情形。
附图说明
结合附图，从下面的详细描述中，本发明的上述和其他示例性特征和优点将变得更清楚，其中：
图1是图示了根据本发明实施方式的移动终端的配置的方框图。
图2是图示了在图1中所示的移动终端中使用的特征值转换工具的示例的表格。
图3是用于解释在执行图1所示的移动终端中的发射功率控制时的示例性操作的流程图。
图4用于解释在本发明移动通信系统中的内环功率控制。
具体实施方式
在下文中将参考附图详细描述根据本发明的示例性移动终端。
图1是图示了根据本发明实施方式的移动终端的配置的方框图。
参考图1，根据本发明实施方式的移动终端包括天线11、发射/接收单元12、发射/接收控制单元13、控制单元14、测量单元15、特征值转换单元16、存储单元17、显示单元18、输入单元19和音频信号处理单元20。
发射/接收单元12通过天线11向/从无线电基站(未示出，图4中的无线电基站2)发射和接收无线电信号。
发射/接收控制单元13对发射/接收单元12中的信号处理进行控制。
控制单元14对移动终端1的每个单元的操作进行控制。
测量单元15使用从发射/接收单元12输入的信号，测量干扰信号码功率(ISCP)和专用物理信道(DPCH)功率，然后向控制单元14输出测量值。
特征值转换单元16具有特征值转换工具，该工具使用先前在移动终端1所在的当前通信环境中测量出的ISCP、DPCH功率和误块率(BLER)而得到ISCP和目标DPCH功率之间的关系，这种关系满足预设的目标BLER。这种特征值转换工具可以使用表格、算术形式或者传统的算法。
存储单元17存储要由控制单元14执行的程序和诸如电话目录之类的个人数据。
显示单元18可视地显示输入/输出的信息。
输入单元19包括键开关等。用户可以通过输入单元19输入诸如数据和指令之类的信息。
音频信号处理单元20在电话呼叫中执行发射/接收信号和音频信号之间的转换处理。
在这里，根据本发明的移动通信系统具有与图4所示的移动通信系统一样的配置，除了使用具有上述配置的移动终端1之外。并且使用与上述解释一样的内环功率控制和外环功率控制来执行发射功率控制。
另外，用于执行移动终端中的发射功率控制的程序可以在计算机上执行。当其在计算机上执行时，用于执行功率控制的程序存储在盘、半导体存储器或任何其他记录介质中。该程序被载入到计算机。计算机根据所载入的程序执行操作，由此在计算机上实现发射/接收控制单元13、控制单元14、测量单元15、特征值转换单元16和音频信号处理单元20。
接下来，将描述使用表格的特征值转换工具。图2是图示了在图1中所示的移动终端中使用的特征值转换工具的示例的表格。
在图2中，特征值转换单元16具有使用先前在移动终端1所在的当前通信环境中测量出的BLER而示出ISCP和DPCH功率之间的关系的表格，它们之间的关系满足预设的目标BLER。
例如，对应于测量值的ISCP(dBm)：“-50”、“-51”、“-52”、“-53”、“-54”、“-55”、…“-105”、“-106”、“-107”、“-108”、“-109”、“-110”和对应于目标值的DPCH功率(dBm)：“-20”、“-21”、“-22”、“-23”、“-24”、“-25”、…“-75”、“-76”、“-77”、“-78”、“-79”、“-80”分别成对存储。
接下来将参考图1至图4描述本发明的移动终端的发射功率控制操作。图3是用于解释在图1所示的移动终端中执行发射功率控制时的示例性操作的流程图。图4用于解释在本发明移动通信系统中的内环功率控制。图3所示的处理操作通过控制单元14执行存储单元17中的程序来实现。
首先，移动终端1的测量单元15测量移动终端1自身所在的通信环境中的ISCP(图3中的步骤S1)。
接下来，参考特征值转换工具，移动终端1基于测量出的ISCP获得所要求的DPCH功率(目标DPCH功率)(图3中的步骤S2)。在这里，特征值转换工具存储ISCP和目标DPCH功率之间的关系，它们之间的关系满足预设的目标BLER。
随后，移动终端1测量当前接收到的DPCH功率(测量出的DPCH功率)(图3中的步骤S3)，并且比较测量出的DPCH功率和目标DPCH功率(图3中的步骤S4)。
作为比较这些值的结果，如果测量出的DPCH功率大于目标DPCH功率(图3中的步骤S5)，则移动终端1向无线电基站2发送具有“DOWN”命令的TPC信号(图3中的步骤S6)。另一方面，如果测量出的DPCH功率小于目标DPCH功率(图3中的步骤S5)，则移动终端1向无线电基站2发送具有“UP”命令的TPC信号(图3中的步骤S7)。
在使用内环功率控制和外环功率控制的传统闭环功率控制中，自从当前使用的BLER已经恶化后，在移动终端1向无线电基站发出增大DPCH功率的要求之前在一定程度上需要时间。另一方面，本发明的移动终端1可以相应地向无线电基站2请求适于移动终端1的通信环境的DPCH功率。为了实现这种操作，移动终端1预先请求接收特性(ISCP和DPCH功率之间的关系，它们之间的关系满足目标BLER)，并且准备特征值转换工具，以得到满足目标BLER的从测量出的ISCP到目标DPCH功率的关系。在这里，在上面的解释中，移动终端1首先基于测量出的ISCP寻找目标DPCH功率，然后基于比较目标DPCH和测量出的DPCH的结果向无线电基站2发送具有“UP/DOWN”命令的TPC信号。即，尽管这种操作执行两次测量，但是也可以立即同时实现。
同时，为了避免在传统闭环发射功率控制中由于ISCP的测量值低而导致所测量的SIR变得非常大，可以根据下面示出的条件来运行本发明的发射功率控制。
(1)当测量出的ISCP已在预定的时间或更长时间内持续小于预先设置的功率量时运行。
(2)在满足上面的条件(1)的时间内只运行一段预定的时间。
(3)当由于单调地降低目标DPCH功率超过预定时间而导致下降的总量超出预先设置的功率量时运行。
(4)在满足上面的条件(3)的时间内只运行一段预定的时间。
此外，相对于上述条件，本发明的发射功率控制可以根据下面示出的条件而被限制或者停止。
(5)当测量出的DPCH功率改变到超出目标DPCH功率的状态中时。在这种情形中，通过抑制无用的发射功率控制操作，可以减少移动终端的功耗。
尽管已经结合某些实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明所包含的主题不是要受限于那些特定的实施方式。相反，本发明的主题是要包括可以包括在所附权利要求的精神和范围内的所有替换、更新和等同物。
此外，发明人的发明是要保留所要求保护的发明的所有等同物，即使在申请过程中修改了权利要求。

Claims (28)

1.一种移动通信系统，在该系统中，基于在接收端测量出的通信质量值来控制发射端的发射功率，所述移动通信系统包括：
接收设备，所述接收设备测量干扰信号码功率和专用物理信道功率，所述干扰信号码功率被简称为ISCP，所述专用物理信道功率被简称为DPCH功率，它们都是当前通信环境中的通信质量值，所述接收设备通过参考先前准备的质量特征值转换工具来确定与测量出的ISCP相对应的目标DPCH功率，比较测量出的DPCH功率和所述目标DPCH功率，并且基于比较结果向发射端发送发射功率控制信号，该信号也被称为TPC信号；和
发射设备，所述发射设备基于从所述接收端接收到的TPC信号，控制发射中的DPCH功率。
2.如权利要求1所述的移动通信系统，其中，所述接收设备包括所述质量特征值转换工具，所述质量特征值转换工具使用先前在当前通信环境中测量出的ISCP、DPCH功率和误块率而得到所述ISCP和所述DPCH功率之间的关系，其中所述ISCP和所述DPCH功率之间的关系满足预设的目标误块率。
3.如权利要求2所述的移动通信系统，其中，所述接收设备在所述测量出的DPCH功率大于所述目标DPCH功率的情形下，向所述发射端发送具有“DOWN”命令的TPC信号，在所述测量出的DPCH功率小于所述目标DPCH功率的情形下，向所述发射端发送具有“UP”命令的TPC信号。
4.如权利要求3所述的移动通信系统，其中，在所述测量出的ISCP已在预定的时间或更长时间内持续小于预先设置的功率量的情形下，所述接收设备发送所述TPC信号。
5.如权利要求4所述的移动通信系统，其中，在所述测量出的ISCP已在预定的时间或更长时间内持续小于预先设置的功率量的情形下，所述接收设备只在一段预定的时间内发送所述TPC信号。
6.如权利要求3所述的移动通信系统，其中，在由于单调地降低所述目标DPCH功率超过预定时间而导致下降的总量超出预先设置的功率量的情形下，所述接收设备发送所述TPC信号。
7.如权利要求6所述的移动通信系统，其中，在由于单调地降低所述目标DPCH功率超过预定时间而导致下降的总量超出预先设置的功率量的情形下，所述接收设备只在一段预定的时间内发送所述TPC信号。
8.一种移动终端，包括：
发射/接收单元，用于向/从无线电基站发射和接收无线电信号；
发射/接收控制单元，用于对所述发射/接收单元中的发射和接收进行控制；
测量单元，用于测量干扰信号码功率和专用物理信道功率，所述干扰信号码功率被简称为ISCP，所述专用物理信道功率被简称为DPCH功率，它们都是当前通信环境中的通信质量值；
质量特征值转换单元，用于得到ISCP和DPCH功率之间的关系；
控制单元，用于通过参考所述质量特征值转换单元，确定与测量出的ISCP相对应的目标DPCH功率，比较测量出的DPCH功率和所述目标DPCH功率，基于比较结果生成发射功率控制信号，并且向所述发射/接收控制单元输出所述发射功率控制信号，所述发射功率控制信号也被称为TPC信号。
9.如权利要求8所述的移动终端，其中，所述质量特征值转换单元包括质量特征值转换工具，所述质量特征值转换工具使用先前在当前通信环境中测量出的ISCP、DPCH功率和误块率而得到所述ISCP和所述DPCH功率之间的关系，其中所述ISCP和所述DPCH功率之间的关系满足预设的目标误块率。
10.如权利要求9所述的移动终端，其中，所述控制单元在所述测量出的DPCH功率大于所述目标DPCH功率的情形下，输出具有“DOWN”命令的TPC信号，在所述测量出的DPCH功率小于所述目标DPCH功率的情形下，输出具有“UP”命令的TPC信号。
11.如权利要求10所述的移动终端，其中，在所述测量出的ISCP已在预定的时间或更长时间内持续小于预先设置的功率量的情形下，所述控制单元输出所述TPC信号。
12.如权利要求11所述的移动终端，其中，在所述测量出的ISCP已在预定的时间或更长时间内持续小于预先设置的功率量的情形下，所述控制单元只在一段预定的时间内输出所述TPC信号。
13.如权利要求10所述的移动终端，其中，在由于单调地降低所述目标DPCH功率超过预定时间而导致下降的总量超出预先设置的功率量的情形下，所述控制单元输出所述TPC信号。
14.如权利要求13所述的移动终端，其中，在由于单调地降低所述目标DPCH功率超过预定时间而导致下降的总量超出预先设置的功率量的情形下，所述控制单元只在一段预定的时间内输出所述TPC信号。
15.一种移动终端中的发射功率控制方法，其中所述移动终端基于通信质量值向发射端发送发射功率控制信号，即TPC信号，所述发射功率控制方法包括：
测量干扰信号码功率和专用物理信道功率，所述干扰信号码功率被简称为ISCP，所述专用物理信道功率被简称为DPCH功率，它们都是当前通信环境中的通信质量值；
通过参考先前准备的质量特征值转换工具来确定与测量出的ISCP相对应的目标DPCH功率；
比较测量出的DPCH功率和所述目标DPCH功率；以及
基于比较结果向所述发射端发送TPC信号。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述接收端包括所述质量特征值转换工具，所述质量特征值转换工具使用先前在当前通信环境中测量出的ISCP、DPCH功率和误块率而得到所述ISCP和所述DPCH功率之间的关系，其中所述ISCP和所述DPCH功率之间的关系满足预设的目标误块率。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述接收端在所述测量出的DPCH功率大于所述目标DPCH功率的情形下，向所述发射端发送具有“DOWN”命令的TPC信号，在所述测量出的DPCH功率小于所述目标DPCH功率的情形下，向所述发射端发送具有“UP”命令的TPC信号。
18.如权利要求17所述的方法，其中，在所述测量出的ISCP已在预定的时间或更长时间内持续小于预先设置的功率量的情形下，所述接收端发送所述TPC信号。
19.如权利要求18所述的方法，其中，在所述测量出的ISCP已在预定的时间或更长时间内持续小于预先设置的功率量的情形下，所述接收端只在一段预定的时间内发送所述TPC信号。
20.如权利要求17所述的方法，其中，在由于单调地降低所述目标DPCH功率超过预定时间而导致下降的总量超出预先设置的功率量的情形下，所述接收端发送所述TPC信号。
21.如权利要求20所述的方法，其中，在由于单调地降低所述目标DPCH功率超过预定时间而导致下降的总量超出预先设置的功率量的情形下，所述接收端只在一段预定的时间内发送所述TPC信号。
22.一种执行发射功率控制方法的计算机程序，接收端基于测量出的通信质量执行所述方法以控制发射端的发射功率，所述程序包括：
测量干扰信号码功率和专用物理信道功率，所述干扰信号码功率被简称为ISCP，所述专用物理信道功率被简称为DPCH功率，它们都是当前通信环境中的通信质量值；
通过参考先前准备的质量特征值转换工具来确定与测量出的ISCP相对应的目标DPCH功率；
比较测量出的DPCH功率和所述目标DPCH功率；以及
基于比较结果向所述发射端发送发射功率控制信号，即TPC信号。
23.如权利要求22所述的程序，其中，所述质量特征值转换工具被用来使用先前在当前通信环境中测量出的ISCP、DPCH功率和误块率而得到所述ISCP和所述DPCH功率之间的关系，其中所述ISCP和所述DPCH功率之间的关系满足预设的目标误块率。
24.如权利要求23所述的程序，其中，在所述测量出的DPCH功率大于所述目标DPCH功率的情形下，具有“DOWN”命令的TPC信号被发送到所述发射端，在所述测量出的DPCH功率小于所述目标DPCH功率的情形下，具有“UP”命令的TPC信号被发送到所述发射端。
25.如权利要求24所述的程序，其中，在所述测量出的ISCP已在预定的时间或更长时间内持续小于预先设置的功率量的情形下，所述TPC信号被发送。
26.如权利要求25所述的程序，其中，在所述测量出的ISCP已在预定的时间或更长时间内持续小于预先设置的功率量的情形下，所述TPC信号只在一段预定的时间内被发送。
27.如权利要求24所述的程序，其中，在由于单调地降低所述目标DPCH功率超过预定时间而导致下降的总量超出预先设置的功率量的情形下，所述TPC信号被发送。
28.如权利要求27所述的程序，其中，在由于单调地降低所述目标DPCH功率超过预定时间而导致下降的总量超出预先设置的功率量的情形下，所述TPC信号只在一段预定的时间内被发送。
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