CN1836384B - 移动终端中的功率管理以允许传送ack/nack信号 - Google Patents

Abstract

一种通信系统，例如，UMTS(通用移动电信系统)，包括一个基站和多个移动站。在常规操作中，移动站在某个扩频信道上(DPDCH，DPCCH)连续做上行链路发射。规定了用于这些上行链路发射的最大允许功率(P_max)。然而，有时比如在从基站接收分组数据时，接收的移动站必须在基站规定的功率级发射一个应答(ACK)或无应答(NACK)。为了将移动站的发射功率保持在最大允许功率，确定需要用来与连续上行链路信号并行发射ACK或NACK的总功率，如果该功率超过了P_max，那么至少要按比例缩放DPDCH和DPCCH信道的功率以便允许有足够的功率来发射ACK或NACK。功率缩放根据ACK或NACK中要求最大功率的一个要求的功率来完成。不管要发射ACK还是要发射NACK，这都可以避免减少移动站的可用时间。

Description

移动终端中的功率管理以允许传送ACK/NACK信号

技术领域

本发明涉及通信系统、通信系统中使用的站以及操作通信系统的方法。本发明尤其(但不是唯一)适用于诸如UMTS(通用移动电信系统)之类的扩频系统。

背景技术

移动通信系统中的终端一般都有最大发射功率极限，这种极限由物理强制设置，或者响应于从控制器接收的指令来设定。

在通信系统中，当一个终端发射第一信号时，有时必需同时发射附加的信号，这就需要终端要超过最大发射功率极限。在此情况下，可以采取多种方法，包括为了有足够的功率来发射额外的信号同时又不用突破最大功率极限，降低第一信号的发射功率，或者为了发射附加的信号而关闭部分或全部第一信号。

在某些系统中，只有在特定的时段才有可能降低第一信号的发射功率，比如在帧或时隙边界。这些时段可以与附加信号必须开始发射的时间不对应。解决该问题的一种方法是在发射附加信号前降低发射功率。

在此情况下，在必须降低第一信号的发射功率时有可能还不知道附加信号的准确属性，比如这是因为终端没有充足的时间来评价鉴定特性，比如接收信号中的CRC(循环冗余校验)。不同类型的附加信号可能具有不同的发射功率要求。

发明内容

本发明的目的是能够以定时的方式发射附加信号，同时不超过预定的最大功率极限。

根据本发明的第一方面，在此提供一种操作通信系统的方法，该通信系统包括第一站和第二站，第一站和第二站都具有收发装置，第二站向第一站发射第一信号，发射第一信号的功率不超过预定的最大水平，其中响应于第二站期望发射一组可能的附加信号中的任一信号，考虑随后要发射的所有可能附加信号组的较大(或最大)功率要求而将第一信号的发射功率按比例缩放(scale)一定量。

根据本发明的第二方面，在此提供一种通信系统，该通信系统包括第一站和第二站，第一站和第二站都具有收发装置，第二站具有功率控制装置，用于控制将被发射到第一站的第一信号的发射功率级，其中响应于确定第二站期望与第一信号同时发射一组可能的附加信号中的任一信号，该功率控制装置用于考虑随后要发射的所有可能附加信号组的较大(或最大)功率要求而将第一信号的发射功率按比例缩放(scale)一定量。

根据本发明的第三方面，提供在通信系统中使用的第二站，该通信系统包括第一站和第二站，第二站包括用于和第一站通信的收发装置和用于控制将被发射到第一站的第一信号的发射功率级的功率控制装置，其中响应于确定第二站期望与第一信号同时发射一组可能的附加信号中的任一信号，该功率控制装置用于考虑随后要发射的所有可能附加信号组的较大(或最大)功率要求而将第一信号的发射功率按比例缩放(scale)一定量。

根据本发明的方法避免在终端上设置较早做出关于发射哪种附加信号的判定的要求，或者避免在终端上设置不是在最方便或者最需要的时刻降低第一信号的功率的要求。

附图说明

下面将参照附图，通过实例来描述本发明，其中：

图1是UMTS通信系统的示意框图；

图2是图示下行链路和上行链路信号的简化示意框图；

图3是图示单个上行链路信号的时序图；

图4是图示上行链路信号组合的时序图；

图5图解根据本发明方法的实施例的流程图；

在图中相同的标号用于表示相应的特征。

具体实施方式

UMTS通信系统包括至少一个基站BS和多个移动站MS，其中之一在图1中图示。移动站能够在基站(多个基站)的无线覆盖中漫游，并通过来自基站(多个基站)下行链路和来自移动站的上行链路上的扩频信令维持无线通信。由于通常具有扩频信令，几个信号能够同时发射，每个信号具有它自己的签名或者扩展码，该签名或者扩展码是从一组签名中选取的。附加的功率控制可以防止较弱信号被更强的信号淹没。因此基站可以规定移动站能够在上行链路上发射的最大功率。

参见图1，基站BS由控制器10控制，控制器10完成许多功能，包括系统维护以及发送和接收信号。收发信机12耦接到天线14来发射和接收扩频信号。外部数据源16耦接到基带级18，数据在基带级18格式化成分组。通过将数据分组在乘法器20中与签名相乘来准备发射，例如，签名是在控制器10的控制下从码存储器22获得的一个伪随机码。将扩频信号递送到收发信机来调制和发射。

在天线接收到信号的情况下，通过将解调信号与适当的签名相乘来解调接收信号并将信号解扩。之后解扩信号被递送到基带级18。

移动站MS由控制器30控制，控制器30完成许多功能，包括操作移动站，包括发送和接收信号。为了便于图示和便于理解本发明将控制器30表示成包括微处理器32，发射功率控制器34和功率缩放器36。收发信机38耦合到天线40来从基站BS接收和发射扩频信号。人/机接口42，包括基带数据格式化和去格式化级，和用于输入数据的装置和输出数据的装置，人/机接口42耦合到乘法器44，将一个签名供给该乘法器44，例如，签名是在微处理器32的控制下从码存储器46获得的一个伪随机码。要在上行链路上发射的信号被扩展并递送到收发信机38来调制和发射。

在天线40收到下行链路信号的情况下，通过将解调信号乘以适当的签名而将该信号解调和解扩。此后，解扩信号被递送到人机接口42。

在UNMTS的情况下，操作标准要求每个移动站基本上连续地发射扩频上行链路信号。这些信号被格式化成连续帧或时隙，其持续时间由系统规定。两个信号通常连续发射，并且这些是专用物理数据信道DPDCH和专用物理控制信道DPCCH，这些信号在图1中示出。当没有数据时，只有DPCCH被发射。调整DPDCH和DPCCH信道的相对发射功率级P_D和P_C以便于对于给定的数据类型保持固定的功率比，并且它们的组合功率受到控制以便于不超过允许的最大功率级P_max。此外在保持固定功率比的同时，通过闭环功率控制机制来周期性地调整DPCCH的功率级P_C。

参见图2，这是图1的简化图，基站BS一次又一次地使用下行链路来将分组数据发射到所识别的移动站，所述发射使用高速下行链路分组接入HSDPA。在UMTS标准下，移动站MS必须对于每个收到的HSDPA分组发射肯定应答(ACK)或否定应答(NACK)，这取决于例如循环冗余校验(CRC)估计的输出。

参见图3，ACK和NACK作为扩频信号在所谓的高速专用物理控制信号(HS-DPCCH)上发射，其时隙并不与承载连续上行链路信号DPDCH和DPCCH的其它上行链路信道的时隙对准。ACK和NACK的相对发射功率不同，并且相应的发射功率由基站BS确定并向移动站MS通报。

如果与连续上行链路信号并行的ACK和NACK传输需要比所允许的发射功率更大的发射功率，就应该降低发射功率。如果相应信号功率的调节被延迟到HSDPA分组中的CRC被估计，在大分组的情况下，会比较困难，如果不可能，则如在UMTS标准中规定的在DPCCH边界上调整。

为了避免这种问题，根据本发明的方法致使其它上行链路的发射功率，即DPDCH和DPCCH的发射功率在紧接在ACK和NACK开始发射前的时隙边界上降低。然而，如上所述，要求ACK的发射功率与NACK的发射功率不同。随后，如果移动站MS需要知道在时隙边界上在ACK和NACK发射之前有多长时间需将连续信号DPDCH和DPCCH的功率降低，那么需要比ACK/NACK传输定时允许的时间更快地完成CRC估计处理过程。由于这不可能，移动站MS在ACK/NACK开始发射前的时隙将发射功率降低一定量，该量与ACK或NACK中具有较高功率要求的P_A或P_N相对应。这样，移动站MS可以确信能够得到足够的发射功率来发射ACK/NACK，而不考虑CRC估计处理过程的最终输出。

原理在图3和4中图示出。在图3中，移动站MS最初以最大允许功率发射，P_max＝P_C1+P_D1。

假设P_A被定义成2P_C且P_N被定义成等于P_C。

那么DPDCH和DPCCH的功率必须被分别降低成P_D2和P_C2，以便

P_C2+P_D2+P_A＝P_max

也就是，P_C2+P_D2+2P_C2＝P_max

控制和数据信道之间的功率比被保持，以便P_D2/P_C2＝P_D1/P_C1。

因此 $P_{C2}=\frac{P_{C1}+P_{D1}-P_A}{1+P_{D1}/P_{C1}}$ 或 $P_{C2}=\frac{P_{C1}+P_{D1}}{3+P_{D1}/P_{C1}}$

并且 $P_{D2}=\frac{P_{C1}+P_{D1}-P_A}{1+P_{C1}/P_{D1}}$ 或 $P_{D2}=\frac{P_{C1}+P_{D1}}{1+{3P}_{C1}/P_{D1}}$

在图4中，虚的水平线图示了最大允许发射功率P_max。当没有ACK或NACK要发射时，那么P_D1和P_C1组合的最大振幅等于P_max。然而，在紧接在发送ACK或NACK前的帧或时隙边界，这些振幅被调整，比如降低DPCCH同时保持功率比P_D/P_C为常数。因此将容量保留来发射ACK或NACK之中功率较高的一个，即使较低功率的一个也可以发射，从而使得组合发射功率低于P_max。

示于图5中的流程图概述了次站(secondary station)在实施根据本发明的方法时执行的操作。方框50涉及移动站MS以等于或小于最大允许功率级P_max的组合发射功率电平连续发射DPDCH和DPCCH信号。方框52涉及移动站MS在下行链路HSDPA分组数据信号中接收分组数据。方框54代表移动站为ACK或NACK信号确定功率级以及两者中较大功率级的那个。方框56代表检验P_max是否被包括DPDCH、DPCCH的上行链路信号以及ACK或NACK信号中的较高功率所超过。如果答案是“是”(Y)那么，在方框58，移动站的缩放(scale)级36(图1)至少按比例缩放DPCCH信道的功率以便不超过P_max。如果方框56中的答案是“否”(N)，流程图达到方框60。方框60表示在ACK或NACK发射之前的帧或时隙边界降低DPDCH和DPCCH信道功率的移动站的控制级34(图1)。方框62涉及移动站MS发射ACK或NACK。

当实施根据本发明的方法时，按比例缩放DPCCH功率可以与请求的功率增加相一致，例如，由于闭环功率控制处理或在DPDCH中数据格式的改变。在此情况下，根据本发明的按比例缩放处理的结果实际上是增加DPCCH(+DPDCH)发射功率，但只是比在DPDCH数据格式中的闭环功率控制处理和/或改变所要求的更小的量。如果接比例缩放没有实施，这种情况在P_C1和P_D1的和小于P_max，但是P_C2和P_D2+P_A和P_N的中较大的一个大于P_max时出现。

在另一个实施方式中，附加信号可以承载除了ACK/NACK信令之外的信息；例如，它们要承载分组数据(如在UMTS中在提出的增强上行链路中)或者其它的信令信息。

在另一个非图示的实施例中，可以要求基站而不是移动站来实施根据本发明的方法。

虽然已经参照扩频通信系统描述了根据本发明的方法，其教导可以实施到具有发射机功率控制的其它系统中。

在本说明书和权利要求书中，在元件前的词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。此外，词“包括”不排除存在所罗列的那些部件之外的其它部件或步骤。

通过阅读本公开，其它的修改对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。这样的修改可包括电信系统及其部件的设计、制造和使用中的公知的其它特征，并且这些特征可以用来替代或添加到在此描述的特征中。

Claims (9)

1.一种操作通信站的方法，该通信站适于以相应的功率级同时发射多个信号，该方法包括：

以特定的最大组合发射功率级发射第一信号；

其特征在于，响应于接收的信号，减少所述第一信号的发射功率，并且与所述第一信号同时发射处于相应第二特定功率级的第二信号和处于相应第三特定功率级的第三信号之一作为附加信号，其中第二特定功率级超过第三特定功率级；

其中所述第一信号的发射功率的减少对应于所述第二特定功率级，而不管所述附加信号是所述第二信号还是所述第三信号，以致当所述附加信号是所述第三信号时，发射所述第一信号和所述附加信号的组合发射功率级小于所述特定的最大组合发射功率级。

2.根据权利要求1所述的操作通信站的方法，其中所述第一信号在第一帧或时隙中发射，并且所述附加信号在第二帧或时隙中发射，其中第一帧或时隙之间的边界并不与第二帧或时隙之间的边界一致，其特征在于所述第一信号的发射功率在紧接在所述附加信号发射前的所述第一帧或时隙边界处开始减少。

3.根据权利要求1或者2所述的操作通信站的方法，其中所述第二信号是肯定应答和否定应答之一，而且所述第三信号是所述肯定应答和否定应答中的另一个。

4.根据权利要求1或者2所述的操作通信站的方法，其中所述信号为扩频信号。

5.一种适于以相应的功率级同时发射多个信号的通信站，包括：

收发装置，用于以特定的最大组合发射功率级发射第一信号，用于接收信号，以及用于响应于接收的信号，与所述第一信号同时发射处于相应第二特定功率级的第二信号和处于相应第三特定功率级的第三信号之一作为附加信号，其中第二特定功率级超过第三特定功率级；

功率控制装置，用于控制所述第一信号的发射功率级；

其特征在于，所述功率控制装置适于响应于接收到信号，减少所述第一信号的发射功率；其中所述第一信号的发射功率的减少对应于所述第二特定功率级，而不管所述附加信号是所述第二信号还是所述第三信号，以致当所述附加信号是所述第三信号时，发射所述第一信号和所述附加信号的组合发射功率级小于所述特定的最大组合发射功率级。

6.根据权利要求5的通信站，其中所述收发装置适于在第一帧或时隙中发射所述第一信号，以及在第二帧或时隙中发射所述附加信号，其中第一帧或时隙之间的边界并不与第二帧或时隙之间的边界一致，其中所述第一信号的发射功率在紧接在所述附加信号发射前的所述第一帧或时隙边界处开始减少。

7.根据权利要求5或者6的通信站，其中所述第二信号是肯定应答和否定应答之一，而且所述第三信号是所述肯定应答和否定应答中的另一个。

8.根据权利要求5或者6的通信站，其中所述信号为扩频信号。

9.一种通信系统，包括如权利要求5-8中的任一个所述的通信站以及另一个站，该另一个站具有收发器用于与所述通信站进行通信。

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