CN1759543B - 接收机性能控制 - Google Patents

Abstract

描述了一种操作控制无线通信网络部件的网络节点的方法。网络部件具有接收机，该接收机具有可假定两种或更多种状态的至少一个接收机结构，该状态包括对应于增强接收机性能的第一状态和对应于降低接收机性能和降低功耗的第二状态。该方法包括：确定网络条件，并根据该网络条件产生旨在控制接收机结构状态的性能控制信号，并将该性能控制信号发送到网络部件。本发明还针对网络节点以及网络节点试图控制的网络部件产生的性能控制信号。

Description

接收机性能控制

技术领域

本发明涉及无线通信网络。更具体地说，本发明涉及有关具有增强接收机性能的网络部件的方面。

背景技术

标准化是现代无线通信网络的一个关键特征。因此，一般而言，对于网络基础设施制造商和网络部件(特别如移动终端)制造商来说，类似第三代合作伙伴项目(3GPP)发布的和在此定义的规范的标准化文件变得极其重要。

所有标准化方法的中心方面是特定最低要求。这种最低要求确保来自不同制造商的网络部件之间的高度兼容性。同时最低要求并不阻碍为了网络运营商或网络用户的利益而引入更复杂的特征。

通常定义最低要求的一个领域是许多网络部件中包含的接收机性能。通常，接收机嵌入在所谓的收发机中，该收发机另外执行与信号传输相关的信号处理任务。

从发送网络部件的角度来看，包括复杂硬件或软件特征(如干扰消除机制)并因此具有比最低要求高的接收机性能的网络部件通常是特别有利的。原因是高接收机性能使得可降低接收机副本发射功率的事实。降低的发射功率是需要的，不仅因为功耗较低，而且因为它使得可以降低干扰效应并增加网络容量。

现代无线通信系统如宽带码分多址(WCDMA)系统具有保证特定服务质量(QoS)的智能功率控制方案和特征。显然，这种机制的出现，对于网络部件(如具有比最低要求高的接收机性能的移动终端)的用户没有明显好处。虽然高接收机性能使服务网络节点可以降低其发射功率并由此增加网络容量，但用户可能更愿意为这些优点付出代价，因为更高的功耗通常与复杂的接收机结构相关联。

有这样的需要：改进与具有复杂接收机结构的网络部件相关方面的方法。更具体地说，有提供保证增强接收机性能的机制的更有利实现的方法和设备的需要。

发明内容

在具有网络节点和网络部件的网络环境中，其中网络部件具有接收机，所述接收机的接收机性能可通过至少一个接收机结构来调节，所述接收机结构可假定两种或更多种状态，所述状态包括对应于增强接收机性能的第一状态和对应于降低接收机性能和降低功耗的第二状态，从网络节点角度来看，通过如下步骤来满足这种要求：确定网络条件，根据网络条件产生旨在控制接收机性能的性能控制信号，并将所述性能控制信号发送到网络部件。

接收机性能控制允许降低接收网络部件的功耗，特别是在网络总体上或单个网络部件的网络不能或不需要受益于增强接收机性能的情况下。如果网络条件例如就干扰或网络容量而言很挑剔，或者如果网络部件关于端对端性能的要求很低，则可能是这种情况。另一方面，如果网络条件挑剔、如果需要高的端对端性能、或者如果网络部件的较高功耗不是问题，则有可能提高接收机性能。

网络部件的接收机性能可在两种、三种或更多种状态之间灵活控制。这包括在连续相邻状态下的连续接收机性能控制。然而，也可逐步执行性能控制。

最好是，改变接收机性能，以便不必改变传输格式(例如包括调制格式)。这是有利的，因为网络部件随后可迅速执行接收机性能控制，而无需进一步与网络节点通信。如果接收机性能的改变伴有传输格式的改变，那么本发明也适用。

如上所述，接收机性能控制基于一个或多个网络条件。最好是，选择控制接收机性能所基于的一个或多个相关网络条件，以使至少一个接收机结构的控制对这些网络条件有(直接或间接的)影响。

在性能控制信号的产生期间，可将一个或多个网络条件指标考虑进去。作为网络条件指标的例子，可提到如网络负荷或传输质量(例如干扰电平)的参数。可用各种方式确定网络负荷。例如，可从网络节点的发射功率和网络节点所服务的网络部件数中的至少一个导出网络负荷。

本发明还涉及由网络节点根据网络条件、出于控制网络部件的目的产生的信号，其中该网络部件具有接收机，其接收机性能可通过至少一个接收机结构来调节，该接收机结构可假定两种或更多种状态，所述状态包括对应于增强接收机性能的第一状态以及对应于降低接收机性能和降低功耗的第二状态。该信号具有包括旨在控制接收机性能(例如接收机结构的状态)的信息的信号部分。

性能控制信号可以是普通的、非专用信号，该信号寻址接收控制信号的所有网络部件。备选地，性能控制信号可以是包括用于寻址单个网络部件或单个网络部件组(例如类别)的信息的专用信号。

特别是在接收机性能控制的几个不同选项可用的情况下，性能控制信号还可包括与要改变其状态的一个或多个特定接收机结构类型相关的信息。备选地或附加地，性能控制信号可指定对一个或多个特定接收机结构的状态请求。该状态请求指示网络节点向接收机结构请求的状态。在接收机结构可假定三种或更多种状态的情况下，在性能控制信号中包含这种状态信息是特别有利的。特别是在接收机结构仅可假定两种状态时，不需要状态信息。在此情况下，只接收性能控制信号可解释为针对接收机结构当前状态改变的请求。

出于上述目的，性能控制信号还可包括一个或多个信号部分，这些信号部分包括与接收机结构类型、接收机结构状态、单个网络部件和单个网络部件组中的至少一个有关的信息。

关于操作无线通信网络的网络部件的方法，本发明提出了如下步骤：提供旨在根据网络条件控制接收机性能的性能控制信号，以及根据所述性能控制信号控制所述接收机结构的状态。

根据本发明的第一变形，性能控制信号被提供给网络部件，该网络部件要以已从另一网络部件(如无线通信网络的中心网络节点)发送的信号的形式来控制。在此情况下，接收性能控制信号的网络部件有两个选项。可根据控制信号立即反应而无需进一步决定，或可根据控制信号决定是否应该反应。这两种选项的组合也是可能的。这意味着，根据性能控制信号的内容，网络部件可根据控制信号反应(例如在没有任何附加判定过程的条件下响应增强命令来增强接收机性能)，或判定反应是否确实必要(例如在由于网络部件当前连接了车用电池因此功耗不是个问题的情况下，决定不响应降低命令来降低接收机性能)。

最好是，网络部件根据性能控制信号的接收来决定接收机性能要改变的方式。这意味着，网络部件可以确定必须要改变的接收机结构的类型和状态，以获得性能控制信号中指定的特定接收机性能。

根据本发明的第二变形，网络部件本身提供性能控制信号。在此情况下，网络部件可以确定网络条件，并根据该网络条件产生控制信号。网络部件具有确定网络条件的各种选项。例如，它可以评估上行链路功率控制命令上的网络反应，并基于该反应确定网络负荷。备选地或附加地，它可评估传输质量参数，例如信号强度。

不考虑提供性能控制信号的方式，性能控制信号将通常旨在改变接收机结构的状态。最好是，特定接收机结构可假定的两种或更多种状态至少包括激活状态(“开”)和去激活状态(“关”)。备选地，接收机结构的状态可至少包括第一激活状态和一个或多个其它激活状态。

实现本发明可具有硬件解决方案，或以包含程序代码部分的计算机程序产品来实现，当计算机程序产品在网络节点或网络部件上运行时，该程序代码部分执行本发明的步骤。该计算机程序产品可存储在计算机可读记录媒体上。

关于硬件实现，本发明针对最好是电池驱动的网络部件，该网络部件包括：接收机，其接收机性能可通过至少一个接收机结构来调节，该接收机结构可假定两种或更多种状态，该状态包括对应于增强接收机性能的第一状态以及对应于降低接收机性能和降低功耗的第二状态；用于提供性能控制信号的单元，该信号旨在根据网络条件来控制接收机性能；以及控制单元，用于根据性能控制信号来控制接收机结构。上述网络部件的单个单元适用于共同执行上面已经描述和下面将更详细说明的方法。

接收机可嵌入到还执行发送任务的收发机中。如果从远程网络部件接收控制接收机性能的控制信号，则提供性能控制信号的单元可配置为无线通信的接口。

接收机结构可包括一块软件或一块硬件，或它们的组合。例如，接收机结构可包括干扰消除算法、变量去交织方案、变量解码方案、变量解调机制、天线开关或合并器以及一个或多个耙指(RAKEfinger)中的至少一个。根据请求的接收机性能可激活或去激活干扰消除算法。变量解调机制可包括具有不同解调性能的第一解调方案(“第一状态”例如QPSK)和第二解调方案(“第二状态”例如16-QAM)。天线开关可用于激活或去激活一条或多条天线路径(来例如激活或去激活接收机不同模式)。只要存在足够数的无线电信道传播路径，就可分别接通或断开耙指来增强或降低接收机性能。

本发明还针对控制上述网络部件的网络节点。该网络节点包括用于确定网络条件的单元、用于根据网络条件产生旨在控制接收机性能的性能控制信号的处理器、以及用于将性能控制信号发送到网络部件的发射机。

附图说明

下面将参考附图中示出的示例性实施例来描述本发明，附图中：

图1是WCDMA无线通信系统的示意性框图；

图2是图1通信系统的用户装置UE的示意性框图；

图3是图2的UE的接收机的示意性框图；

图4是图1通信系统的基站BS的示意性框图；以及

图5是从图4基站BS发送到图2UE的性能控制信号的示意图。

具体实施方式

在下文中，出于说明而非限制的目的，阐述了具体细节，诸如具体实施例、电路、信号格式等，以便提供对本发明的全面理解。对于本领域技术人员显然的是，可在脱离这些具体细节的其它实施例中实践本发明。具体地说，虽然下文结合在WCDMA系统中描述了不同实施例，但本发明并不局限于这种实现，除允许使用增强接收机技术的任何传输情况中使用的例子之外。此外，本领域的技术人员将理解到，可使用单个硬件电路、使用结合编程微处理器或通用计算机的软件功能、使用专用集成电路(ASIC)和/或使用一个或多个数字信号处理器(DSP)，来实现下文说明的功能。

在图1示出了根据示例性WCDMA标准的无线通信系统10。系统10包括以用户装置(UE)12(例如移动电话)形式的多个网络部件，该用户装置经以基站(BS)14形式的中心网络节点彼此通信。

图2中示出了特定UE 12的单个单元。从图2可看出，UE 12包括用于无线通信的接口16。接口16用作接收从图1所示网络节点14发送的性能控制信号的单元。UE 12还包括耦合到接口16的收发机18、以及耦合到接口16和收发机18并控制收发机18的性能控制单元20。UE 12的电池22用作部件16、18和20以及图2中未示出的其它部件的电源。

收发机18内部包括发射机支路和接收机支路。接收机24耦合在图3所示的收发机18的接收机支路中。

图3中所示的接收机24具有多个接收机结构，现将更具体地说明其功能。以解调器26形式的接收机结构将解调已通过图2所示的UE接口16接收的信号。解调的信号被输入另一个接收机结构，更具体地说是输入到具有多个耙指(图3中未示出)的耙式合并器28。耙式合并器28执行耙式合并是本领域众所周知的。耙式合并的信号被输入到干扰消除级30，在此耙式合并信号经历以干扰消除算法形式的接收机结构的处理。干扰消除级30输出的信号输入到执行去交织和解码的另一接收机结构32。然后输出去交织和解码的信号，并且该信号经历本领域众所周知的另一信号处理步骤的处理。

图3的接收机24还包括产生上行链路信令信息的单元34。上行链路信令例如包括发送到BS的功率控制信息。该功率控制信息可包括显式功率控制命令或隐式信息，例如信道质量指标。

从图3可以看出，接收机结构26、28、30、32中的每一个都有耦合到性能控制单元20的性能控制输入。接收机结构26、28、30、32的激活或增强操作使得可以获得在接收机24的输入端具有较低信扰比(SIR)的特定最低性能要求。如上所述，这使BS 14可以降低其关于到UE 12的单个通信链路的发射功率。由于在WCDMA标准中BS 14的整个发射功率是有限的，因此单条通信链路上的发射功率降低对应于网络容量的增加。

现在将参考图4来说明图1所示BS 14的单个元件。从图4可看出，BS 14包括用于确定网络条件的单元40、用于产生性能控制信息的处理器42、以及具有发射机部件的收发机44，该发射机部件用于发送包含控制信息的信号(性能控制信号)。性能控制信息可包含在不包含附加信息的信号中。备选地，控制信息可附加到包含数据或附加控制信息的信号上。

现在将参考图2-5来说明与接收机性能控制相关的图1中所示WCDMA通信网络10的单个元件的功能。

在下文，假定UE接收机24的接收机结构保证接收机性能高于特定标准化体所规定的最低性能。显然较高的接收机性能伴随有较高的功耗。由于UE 12是电池驱动的，因此虽然较高的接收机性能就降低干扰和较高网络容量而言总体上有益于网络，但必须用UE 12的较短的等待周期和通话时间作为代价。由于在具有复杂功率控制机制和保证QoS的示例性WCDMA情况中，增强的接收机性能对UE12没有明显的好处，因此UE 12的较短的等待周期和通话时间可能潜在地阻止UE中高级接收机结构的广泛结合。

为了降低常常与高级接收机结构相关联的增加的功耗的负面影响，可在对应于增强接收机性能的第一状态与对应于UE 12的稍微降低的接收机性能和降低的功耗的一个或多个其它状态之间切换UE接收机24的几个接收机结构。

由此可采用高级接收机结构的能力，以例如增加网络容量和/或UE 12所经历的端对端性能。然而，如果网络或UE 12不能从高级接收机结构中受益，则可使该高级接收机结构无效，或至少可降低它们的影响(并由此它们的功耗)，以增加必须对UE 12的电池22重新充电之前的时间。

根据本发明的第一实施例，BS 14控制UE 12的高级接收机结构。根据本发明的第二实施例(附图中未示出)，UE具有内部控制机构。

根据第一实施例，BS 14在第一步确定可通过UE 12的高级接收机结构26、28、30、32的控制而影响的特定网络条件。该网络条件可以是BS 14服务的单个小区的负荷，特别是当小区中存在容量问题时。

BS 14具有确定特定小区负荷的几种可能性。一般而言，基于在BS 14处无论如何都可用的信息，可容易地确定小区负荷。

一种确定小区负荷的方式是接纳控制。在接纳控制期间获得的信息包括BS 14服务的UE总数。大量的UE暗示可能存在容量问题。

表示小区负荷的另一个参数是BS 14的当前发射功率。小区负荷的表示例如可通过比较当前发射功率与BS 14的最大发射功率来获得。

一旦确定了小区负荷，BS 14就必须决定是否需要接收机性能控制。换言之，如果当前的小区负荷指出容量问题，则BS 14将相对于附在BS 14上的一个或多个UE 12开始接收机性能控制过程。

为此，BS 14首先必须估计可通过接收机性能控制影响的容量增益。这样，BS 14例如在接纳控制期间确定BS 14服务的具有高级接收机结构的UE的数量与可用的高级接收机结构的特定类型。根据这个数字，BS 14可估计在激活一个或多个UE的高级接收机技术的情况下可获得的容量增益。另一方面，BS 14可确定与去激活或降低已激活的高级接收机技术相关联的容量损耗。

然后BS 14产生发送到一个或多个UE 12的性能控制信号。根据第一变形，性能控制信号已经指定了接收机结构的特定类型和状态。根据第二变形，性能控制信号仅指定了特定接收机性能类别，并且接收UE可决定接收机结构的类型和状态，该类型和状态要被控制以满足控制信号中指示的接收机性能类别的要求。

现在将针对分级性能控制周期来描述第一变形。根据分级方法，BS 14不会同时命令所有UE全部激活它们的高级接收机结构。相反，BS 14在第一步仅寻址UE 12的一个或多个单个类别和/或一个或多个特定高级接收机结构。在第二步，BS 14在等待了一段合理的时间之后重新确定小区负荷，以使寻址的UE 12能够激活各自的接收机结构。在BS 14仍确定容量问题的情况下，BS 14将在第三步例如命令UE 12的一个或多个附加类别激活它们各自的接收机结构。然后不久，BS 14将再一次确定小区负荷等。

例如，BS 14可在第一步向具有该高级接收机结构的所有UE请求激活干扰消除算法(图3中的标号30)。如果由此获得的增益不足，则BS 14在其它步骤中请求激活附加的耙指(图3中的标号28)。如果附加的容量增益仍然不够，则可由BS 14向UE 12请求改变去交织/解码方案(图3中的标号32)。如果必要，BS 14可继续附加地请求改变解调方案(例如从16QAM到QPSK；图3中的标号26)，并相应地改变其自身的调制方案。

为了实现上述分级性能控制周期，BS 14产生一连串专用性能控制信号50(如图5所示)。

从图5中可明显看出，性能控制信号50具有多个信号部分52到58。第一信号部分52指示控制信号52的目的，即需要接收机性能控制。特别是在仅有一个接收机结构类型(只有两种状态)的最简单的实施例中，不需要附加信息，因为UE可响应控制信号50的接收而只切换该接收机结构的状态。

通常(且特别是)在分级性能控制的情况下，控制信号50将包含附加信息，例如指示将改变接收机结构状态的特定类型接收机结构的信号部分54、指示应该假定信号部分54中指示的接收机结构状态的信号部分56、以及寻址UE的一个或多个特定类别的另一信号部分58。

一旦已如上所述激活或增强了一种或多种类型的高级接收机结构，BS 14就继续监控小区负荷。如果不久就确定容量问题不再存在，则BS 14将请求去激活(包括降低容量)高级接收机结构。由此，可降低与高级接收机结构相关联的增加的功耗，以增加具有高级接收机结构的UE 12的等待周期和通话时间。

可以类似于上述分级激活过程的分级方式来执行去激活过程。可使用图5所示的性能控制信号执行去激活。

根据上述控制接收机性能的第一变形，性能控制信号指示接收机结构的具体类型和状态。根据优选的第二变形，性能控制信号仅指定多个预定性能类别中的一个。在此情况下，类似于图5所示控制信号50的控制信号仅需包括包含指示具体性能类别的信息的信号部分。然后每个UE 12本身可根据控制信号中指定的性能类别来决定要改变其状态的接收机结构类型。再者，可依照一连串控制类别中指定的性能类别来使用上述分级方法。

可以强制方式来影响接收机性能控制。这意味着每个UE都将立即对性能控制信号起作用，无需进一步的判定过程，特别是在控制信号指示要增加接收机性能的情况下。然而，如果请求降低的接收机性能，则UE本身可决定是否接受该请求。

如果UE的功耗不是问题，例如由于UE附在车用电池上(车载UE)，则UE可决定保持接收机性能为高，并忽略来自BS 14的去激活性能控制信号。另一方面，如果UE确定其电池容量非常低，则它可以决定抑制激活或增强其一个或多个高级接收机结构，从而忽略来自BS 14的激活性能控制信号。

根据本发明的第二实施例，UE 12具有用于确定小区负荷、干扰电平或表示网络条件的任何其它参数的内部机构(图2中未示出)。与在BS 14类似，可容易地获得这种参数，因此在多数情况下不需要用于该目的的其它硬件或软件。

确定UE 12内小区负荷的一种可能性是评估网络对通过图3所示上行链路信令单元34向上发送的功率控制信息的反应。例如如果BS 14没有响应上行链路上的一个或多个相应请求而增加其对UE 12的发射功率，则UE 12可得出小区负荷高的结论。

一旦确定了小区负荷，UE 12的性能控制单元20就判定图3所示的可用高级接收机结构26、28、30、32中的一个是否要改变其状态。如果需要，则性能控制单元20产生适当的性能控制信号，该信号被发送到用于接收机性能控制的单个高级接收机结构26、28、30、32。

根据一个方面，本发明允许优化一方面UE功耗与另一方面UE性能或网络容量之间的权衡。然而，虽然已针对具体实施例描述了本发明，但本领域技术人员将认识到，本发明并不局限于在此描述和阐述的这些具体实施例。因此，虽然已关于其优选实施例描述了本发明，但要理解到本公开仅是说明性的。因此，希望本发明仅由所附权利要求书的范围来限制。

Claims (13)

1.一种操作网络节点(14)的方法，所述网络节点控制无线通信网络(10)的网络部件(12)，所述网络部件(12)具有接收机(24)，所述接收机的接收机性能能够通过至少一个接收机结构(26、28、30、32)来调节，所述接收机结构能够采取两种或更多种状态，所述状态包括对应于增强接收机性能的第一状态以及对应于降低接收机性能和降低功耗的第二状态，所述方法包括：

-确定网络条件；

-根据所述网络条件产生旨在控制接收机性能的性能控制信号；

-将所述性能控制信号发送到所述网络部件(12)，

其中所述性能控制信号指定多个预定义性能类别中的一个，并指令所述网络部件(12)根据在所述性能控制信号中所指定的性能类别来自行决定关于要改变的接收机结构的类型和状态。

2.如权利要求1所述的方法，其中控制接收机性能以使传输格式不改变。

3.如权利要求1所述的方法，其中选择控制所述接收机性能所基于的所述网络条件，以使控制所述至少一个接收机结构对这个网络条件有影响。

4.如权利要求3所述的方法，其中基于所述网络节点(14)的发射功率和所述网络节点(14)所服务的网络部件(12)数中的至少一个来确定网络负荷。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述性能控制信号是包含用于寻址单个网络部件(12)或单个网络部件(12)组的信息的专用信号。

6.一种用于控制无线通信网络(10)的网络部件(12)的网络节点(14)，所述网络部件(12)具有接收机(24)，所述接收机的接收机性能能够通过至少一个接收机结构(26、28、30、32)来调节，所述接收机结构能够假定两种或更多种状态，所述状态包括对应于增强接收机性能的第一状态以及对应于降低接收机性能和降低功耗的第二状态，所述网络节点包括：

-用于确定网络条件的单元(40)；

-处理器(42)，用于产生旨在控制所述接收机性能的性能控制信号，所述性能控制信号是根据所述网络条件产生的，其中所述性能控制信号指定多个预定义性能类别中的一个，并指令所述网络部件(12)根据在所述性能控制信号中所指定的性能类别来自行决定关于要改变的接收机结构的类型和状态；以及

-发射机(44)，用于将所述性能控制信号发送到所述网络部件(12)。

7.一种操作无线通信网络(10)的网络部件(12)的方法，所述网络部件(12)具有接收机(24)，所述接收机的接收机性能能够通过至少一个接收机结构(26、28、30、32)来调节，所述接收机结构能够假定两种或更多种状态，所述状态包括对应于增强接收机性能的第一状态以及对应于降低接收机性能和降低功耗的第二状态，所述方法包括：

-根据网络条件接收旨在控制所述接收机性能的性能控制信号，其中所述性能控制信号指定多个预定义性能类别中的一个；

-确定必须根据在接收的性能控制信号中指定的性能类别而改变的接收机结构的类型和状态；以及

-控制所述接收机结构(26、28、30、32)的类型和状态。

8.如权利要求7所述的方法，其中第一状态是第一激活状态，而第二状态是第二激活状态或去激活状态。

9.无线通信网络(10)的网络部件(12)，包括：

-接收机(24)，其接收机性能能够通过至少一个接收机结构(26、28、30、32)来调节，所述接收机结构能够假定两种或更多种状态，所述状态包括对应于增强接收机性能的第一状态以及对应于降低接收机性能和降低功耗的第二状态；

-用于根据网络条件接收旨在控制所述接收机性能的性能控制信号的单元(16)，其中所述性能控制信号指定多个预定义性能类别中的一个；

-性能控制单元(20)，用于确定必须根据在接收的性能控制信号中所指定的性能类别而改变的接收机结构的类型和状态，并用于控制所述接收机结构(26、28、30、32)的类型和状态。

10.如权利要求9所述的网络部件，其中所述接收机结构(26、28、30、32)包括软件或硬件，或软件和硬件的组合。

11.如权利要求9所述的网络部件，其中所述接收机结构包括下列中的至少一个：执行干扰消除算法(30)的模块、执行变量去交织方案(32)的模块、执行变量解码方案(32)的模块、执行变量解调机制(26)的模块、天线开关或合并器以及一个或多个耙指(28)。

12.如权利要求9-11中任一项所述的网络部件，其中用于接收所述性能控制信号的所述单元配置为无线通信的接口(16)。

13.如权利要求9-11中任一项所述的网络部件，其中所述网络部件是电池驱动的。

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