CN1857014B - 功率减少方法 - Google Patents

Abstract

处于与基站(32)软切换条件(50)中的移动单元(40)控制由基站(32)在移动链路(52)上发射的功率。基站(32)确定(70)帧擦除计数何时达到特定级N。然后基站将该链路放置于最小功率的箝位状态(72)。当基站确定已经接收到(92)M个连续好帧时，基站将链路(52)恢复到正常状态(94)。恢复安排(100、110和120)防止由所有基站(32-34)的箝位和链路丢失。

Description

功率减少方法

背景技术

本发明通常涉及移动电信，更具体涉及软切换环境中的前向链路功率减少方法。

移动电信系统包括移动台和移动电信系统的基站之间的无线链路，该移动台可以是电话、寻呼机、计算机等。由于这些链路是无线的，链路易受噪声的影响并与其他信号发生干扰。在移动台或在基站(BS)接收的信号会由于将基站连接到移动单元的RF链路或支路(leg)中的错误而衰减。即，由移动台接收的数据信号变得比环境噪声和其他干扰更衰减。

通常使用移动单元从基站接收正确并清晰的信号的能力来测量无线电信的质量。当移动单元检测到错误时，基站可增加将基站和移动单元连接的支路上的传输功率。当在RF链路或支路上使用更大的功率时，功率增长导致将基站连接到其他移动单元的其他链路或支路与来自将其他基站连接到处于软切换配置的移动单元的其他链路的干扰。

当移动单元和基站之间的一个支路变弱时，例如，山丘干扰视线传输时，典型基站设备往往迅速将弱支路或链路抬高到全功率。这产生许多问题。第一个问题是由于基站具有有限的功率总量，在任何一个链路上使用过量的功率将必然限制其他移动单元的链路的可用功率。其二，基站的功率的过量使用产生在该区域内其他移动单元的更多RF干扰。

该问题的一个解决方法是消除将基站连接到移动单元的弱支路。然而，完全消除弱支路增加RF丢失，由于例如当移动单元越过山丘驱动时，当前弱支路(leg)可以是维持呼叫的将来强支路。先前强基站支路变为弱的而先前弱基站之路变为良好的，并由此保留并保持呼叫。

因此，强烈期望有一种功率减少方法，其限制弱RF传输链路(或支路)对移动单元的影响。

附图说明

图1是根据本发明的移动电信系统的框图。

图2是根据本发明的解箝位(unclamped)功率减少方法的流程图。

图3是根据本发明的箝位(clamped)功率减少方法的流程图。

图4是根据本发明的无线电网络控制器的代码转换机的初始状态处理的流程图。

图5是根据本发明的功率减少方法的无线电网络控制器的代码转换机处理的流程图。

图6是根据本发明的功率减少方法的恢复过程的流程图。

具体实施方式

在码分多址(CDMA)移动电信系统中，由移动单元和基站将功率控制位持续地发送到另一个，要求在移动链路的另一端的实体启动或断电。通常每个移动单元持续地将功率控制位(PCB)发送到基站，要求基站发送其具有更大功率的信息，由于被接收的信号衰减。

帧擦除(frame erasure)率(FER)测量由基站发送到移动单元的数据帧的数目，该数据帧在前向链路上错误地接收。高帧擦除率的典型情形包括移动的移动单元，其丢失与基站的无障碍连接(line-of-site)。该情形是移动单元发送由到该移动单元的其前向链路传输的基站启动的连续请求。这种前向链路上的启动带来对与该基站或其他基站视线通信的其他移动单元的更大干扰；并且这导致基站为一个特定移动单元使用过量的功率。

此外，当基站处于与移动单元的软切换配置时，几个基站可在一个特定移动单元上浪费过量功率。对于很多移动单元出现该情形，在这种情况下基站的功率变为用于保持具有高FER的链路。

参照图1，示出移动电信系统10的框图。互连到其他交换系统的移动交换中心20连接到无线电网络控制器30。无线电网络控制器30连接到多个基站31、32、33和34。基站31连接到移动单元41。基站32、33和34经由前向链路52、53和54连接到处于软切换配置的移动台40。如果移动单元40的运动使得前向链路52和53具有差的视线连接，例如如果在移动单元40和基站32和33之间有山丘，移动单元40将请求基站31、32和33接连地启动它们到移动单元40的传输。

从移动单元40到基站52和53的弱信号可以导致基站从移动单元得到错误的功率控制命令，其反过来可导致那些基站以过量的高功率发射。结果将接着发生上述情形，即，基站32和33将浪费到移动单元40的传输功率。这些传输将具有低的成功率，由于在两种情况下帧擦除率都升高。

在这种情况下，如果基站32和33能够确定这是对呼叫作用很少的弱的链路，它们能限制它们到该移动单元的发射功率，并因此节省功率，减少系统干扰并增加系统容量。因此，为了基站32和33保存功率，与特定移动单元，例如移动单元40相关的FER的信息是关键的。

现在转到图2，示出了基站正常操作的功率控制方法60的流程图。通常，基站以及更具体基站收发器(BTS)31-34使用帧擦除率(FER)来测量使用FER为质量度量的每个链路或支路。

有许多机制能够用作RF链路的品质的测量，例如在接收机的所接收RF信号与干扰的比，但是FER是在此使用的优选实施例。此外，可使用其它方法，例如M个帧中的N个好帧，来测量FER，但是在该优选实施例中，基站将始终检查帧擦除率并将检测何时“一行N个”坏帧出现。当检测到“一行N个”坏帧时，那么由该基站使用的该特定支路或链路上的功率被筘位到相对低的功率。并且一旦将功率箝位到相对低的功率电平，基站将寻找“一行M个”好帧以解箝位由该支路上的基站使用的功率。再一次，其它FER机制可用于检测何时停止限制基站前向功率，例如Y个帧中的X个好帧。已经确定在优选实施例中，N应为三个连续坏帧并且M应为四个连续好帧。使用由基站检测的帧擦除率来做出好和坏的确定。

在图2中，基站正常状态处理开始并且进入框62。图2对应于仅在“正常”状态下出现的功能。每个呼叫从该“正常”状态开始。增益率(GR)是到单独用户的基站发射功率，表示为部分CDMA导频功率。CDMA导频功率是固定功率系统开销(overhead)信道。首先，基站32，例如，确定由RNC发送到BS的当前帧的增益率是否不同于由RNC发送到BS的先前帧的增益率，框62。如果是这样，增益率差异表示基站前向功率被RNC超越，并且框62将控制转移到框63。将稍后讨论RNC的该超越功能，作为恢复机制来处理所有BS支路同时独立地决定箝位前向功率的情况。在该超越情况下，框63将连续帧擦除的参数设置等于零。下面将新的增益率施加到数据传输。在设置新的增益率之后，基站开始响应于由移动单元40发送的功率控制位(PCB)。然后该过程结束。

如果由RNC发送到BTS的当前帧的增益率与由RNC发送到BS的先前帧的增益率相同，那么没有超越，所以框62不经由“否”通路将控制传给框64。框64确定检测到好的还是坏的帧。如果检测到好的帧，框64经由好的通路将控制传给框65。框65将连续帧擦除设置为零并结束过程。检测到好的帧，那么不需要帧擦除的计数。

如果检测到坏的帧，框64经由坏的通路将控制传给框66。

接下来框66由基站确定基站是否处于多向软切换，如图1中的条件50所示。如果基站或更具体基站收发器不处于多向软切换，框66结束该过程。如果呼叫不处于软切换(即，到移动台的多于一个基站呼叫通路)，那么不期望增益限制呼叫中的唯一支路。因此过程60结束。

然而，如果基站确定它处于多向软切换中，框66经由“是”通路将控制传到框68。框68将连续帧擦除增加1。这是检测到坏帧并且特定基站处于多向软切换中，其中需要通过多于一个基站控制功率。然后框66经由“是”通路将控制传到框68。然后基站将连续帧擦除增加1，由于接收到坏帧，框68。

接下来基站校验连续帧擦除为等于可允许的连续帧擦除N。如果它们不相等，框70结束该过程。如果基站检测到一行N个帧擦除，框70经由“是”通路将控制传到框72。

框72将特定前向链路或支路的状态设置为“箝位状态”。当在该状态下时，到移动台的发射功率的每个帧GR将被重置为指定的低功率电平。接下来，基站将连续好帧参数(M)设置等于零。如所述，认为增益率被箝位，使得将有效地忽略移动单元请求功率增加的任何其它功率控制位。然后结束该过程。

有许多筘位到用户的前向发射功率的方法。一个机制可以是将GR设置为最小功率，然后将功率控制命令升高和下降大小设置为零。然而，优选实施例保持升高和下降大小相等，并在每个帧的开始，当“筘位状态”激活时，将GR重置为最小功率。

参照图3，示出特定前向链路或支路的在“箝位状态”中处理的基站筘位状态的流程图。在基站的处理需要确定支路是处于“正常”状态并使用图2的过程60还是处于“箝位状态”并使用图3的过程80。假设基站支路处于“箝位状态”中，过程开始并且进入框82。在框82，基站或基站收发器确定其是否处于多向软切换中。如果切换状态已经改变，并且这是当前移动单元的唯一切换支路，该支路不应该再被箝位，因此状态变为正常状态并且箝位结束。如果BS不再处于多向软切换中，框82经由“否”通路将控制传给框83。在框83，基站将连续帧擦除设置等于零。接下来它将状态设置为等于正常状态，因为在呼叫中没有使用到其它基站的其他链路，并且在该情形下最小化功率将导致掉线的呼叫。当仅存在一个链路时这将被避免。最后，基站施加新的增益率并且然后开始响应于来自移动单元40的功率控制信号。然后结束该过程。

如果基站确定其还处于多向软切换中，框82经由“是”通路将控制传给框84。框84确定由RNC发送到基站的该帧的增益率是否不同于由RNC发送到基站的先前帧的增益率。如果增益率不同，那么由RNC超越“箝位”状态处理，并且状态返回“正常”处理状态。如上所述，将稍后讨论RNC的该超越功能，作为恢复机制的一部分，以处理所有基站支路同时独立地决定将前向功率箝位到低功率。在这种情况下，框84将控制传给框83。框83再次将连续帧擦除率设置为等于零并将基站链路设置为正常状态。然后基站施加新的增益率并开始响应于移动单元的功率控制位。然后过程结束。

如果由RNC发送到基站的该帧的增益率等于由RNC发送到基站的先前帧的增益率，那么RNC不超越“箝位”状态，因此框84经由“否”通路将控制传给框86。在框86基站确定检测到好的还是坏的帧。如果检测到坏帧，框86经由坏的通路将控制传给框87。在框87，基站将连续好帧(M)设置为等于零。最后框88将增益率设置为等于箝位，因为特定支路或链路已经箝位并且接收到另一连续坏帧。然后结束该过程。

如果基站检测到好的帧，框86经由好的通路将控制传给框90。在框90，基站将连续好帧计数增加1。M是连续地接收的好帧的数目，对于解箝位特定支路的功率是必须的并且需要的。对于每个连续好帧，增加连续好帧计数器。接下来，基站确定连续好帧的数目M是否等于可允许的连续好帧的数目M。作为可允许的连续帧擦除的情况，将在优选实施例中的可允许的连续好帧的数目确定为等于四。如果在框92基站决定连续好帧计数小于可允许的连续好帧M，框92经由“否”通路将控制传给框88。为箝位特定支路或链路的指示，框88重置增益率，并结束该过程。

如果BS在检测到一行M个连续好帧，其为可允许的连续好帧的数目，在优选实施例中为四个，框92经由“是”通路将控制传给框94。

在框94，基站将状态设置回正常处理或解箝位状态，因为在该特定链路或支路上已经接收到一行M个连续好帧。接下来连续帧擦除被重置为零。最后通过基站进一步响应于移动单元40的功率控制位，解箝位增益率。然后该过程结束。

每个基站的每个支路的独立箝位可导致出现问题。再次参照图1，如果处于与移动台40软切换条件50中的每个基站32、33和34确定存在增加的帧擦除率条件，它们将每个筘位它们各自的前向链路或支路52、53和54，由此使得每个链路为最小功率，这最终将导致移动单元40的特定呼叫掉线。这不是可接受的结果。

结果，在无线电网络控制器内修改与RNC相关的代码转换机功能(未示出)以超越示为处于软切换条件50中的每个支路或链路52、53和54的筘位，如果其注意到来自所有基站的语音帧丢失一段时间。

可以以多个不同的方式实现该检测功能，但是优选实施例查找呼叫的来自所有支路(基站)的一行N个坏帧的情形。

首先在RNC30的RNC“初始”状态处理中，在图4中以流程图形式示出过程100。在呼叫开始期间这只完成一次。过程开始并进入框102。无线电网络控制器(RNC)30首先将连续好帧设置为零，框102。接下来在框104，RNC确定是否接收到第一有效话音帧。如果没有接收到第一有效话音帧，框104经由“否”通路接着校验。如果已经监测到第一有效话音帧，框104经由“是”通路将控制传给框106。框106为RNC设置“正常”状态处理。然后该过程结束。

下面参照图5，示出挽救方法110的RNC“正常”状态处理。“正常”状态处理110开始并进入框112。RNC确定是否从任何基站支路接收好帧，框112。如果接收到好帧，框112经由“是”通路将控制传给框114。在框114，RNC将连续擦除设置等于零，然后将控制传给框118。

如果没有从任何基站支路接收到好帧，框112经由“否”通路将控制传给框116。在框116，RNC将连续帧擦除计数或数目增加1，因为没有从任何基站支路接收到好帧。框116将控制传给框118。

在框118，RNC确定连续帧擦除的所计数数目是否等于连续帧擦除的可允许数目N。如果它们不相等，框118经由“否”通路结束该过程。如果RNC确定连续帧擦除的数目等于可允许连续帧擦除N，框118经由“是”通路将控制传给框120。框120将状态设置为“恢复”状态。最后，RNC将连续好帧设置等于零并结束该过程。

如果检测到在一段时间内没有从任何基站支路检测到好帧，当RNC发送超越由相关基站支路所使用的那些的高功率GR改变时，将进入“恢复”状态。如在图2和3中所说明，这将使得基站支路达到较高的功率，使得可以恢复呼叫。RNC将继续将高GR施加到呼叫的所有支路，直到好帧再次开始到达或者直到认为呼叫丢失。

在优选实施例中，呼叫恢复从基站发射增益被强制为较低的额定值(例如导频的20％)开始，然后经过数个帧上升到最大功率(例如导频的50％)。期望在达到最大功率之前恢复呼叫，由此节约功率。然而，该功率坡升并不严格必需用来恢复呼叫，替换实施例可简单地将功率设置为某些高功率GR，例如最高功率并保持它，直到呼叫恢复或者宣布呼叫失效。

为恢复的目的，可允许的连续帧擦除N的优选实施例是六。然而，可以使用二或更大的任何数目。为了退出恢复状态，在优选实施例中，连续好帧M的所需数目是三。大于两个连续好帧的任何数目的连续好帧可用于可允许连续好帧的数目M。

参照图6，示出为了超越同时多个基站箝位120的RNC的挽救和“恢复”状态处理。恢复过程120开始并进入框122。框122确定该特定帧是否为在恢复状态下所接收的第一个数据帧。如果其为第一个数据帧，框122经由“是”通路将控制传给框124。在框124，RNC将该链路或支路的增益率(GR)设置为额定增益率。将额定增益率选择为参数，通常在双向通信所需要的最小值和由基站可允许的最大值之间，在优选实施例中通常为导频功率的20％。然后框124将控制传给框132。

如果当前帧不是恢复状态下的第一个帧，框122经由“否”通路将控制传给框126。框126确定增益率是否小于最大增益率(maxGR)。可以用于用户的最大增益率为maxGR，其通常设置为导频功率的50％。该最大增益率可以作为在该呼叫或其他呼叫条件下的基站支路的数目的函数而改变。如果增益率不小于maxGR，增益率是maxGR；以及框130将增益率设置为等于maxGR-delta，其中在优选实施例中delta等于1。在此的想法是在最大增益率和略微小于最大增益率的某些值之间切换增益率，使得所涉及的基站支路可以断定GR变化。然后框130将控制传给框132。

如果RNC检测到增益率小于maxGR，框126经由“是”通路将控制传给框130。框130将增益率增加预设增益率增加大小，通常一个或多个功率增量。增益率增加大小可以是小于maxGR的任何正整数。接下来，框129确保增益率小于maxGR。然后框129将控制传给框132。然后框130将控制传给框132。

在框132，RNC确定是否从至少一个基站支路接收到好帧。如果接收到好帧，框132经由好通路将控制传给框136。框136将所计数的所接收的连续好帧的计数或数目增加1。然后框136将控制传给框138。如果没有从任何基站支路接收到好帧，框132经由坏通路将控制传给框134。框134将连续好帧的计数设置为零。然后框134转移到框138。

在框138，RNC确定连续好帧的所计数数目是否等于连续好帧要求的数目M。在优选实施例中，为了退出恢复状态的连续好帧要求的数目被选择为3。可以使用2或更大的连续好帧数目。如果连续好帧数目不等于所需要的数目M，框138经由“否”通路简单地结束该过程。如果连续好帧的数目等于需要的数目M，框138经由“是”通路将控制传给框140。在框140，RNC将状态重新设置为“正常”状态并退出恢复状态。此外框140将连续帧擦除数目设置为等于零并结束该过程120。

当RNC退出“恢复”状态时，它将不再超越由单个基站支路设置的GR，因此再次给予基站增益限制坏支路的自主权。

下面的表1示出基站为了执行箝位和执行解箝位的连续帧擦除和好帧的数目。表1还示出为了功率控制，RNC所需要的(代码转换机功能)开始或结束恢复或挽救过程必需的连续帧擦除的数目。

表1

	连续FER数目	连续好帧数目
			基站	对于箝位，3	对于解箝位，4
RNC	对于恢复，6	对于正常，3

如上述方法所示，本发明提供用于限制在前向链路中使用的功率。前向链路或支路可处于软切换条件下，其中由于物理的视线环境，支路是弱的。该方法在箝位链路之前，需要一行N个坏帧，以及在解箝位支路之前，需要一行M个好帧。此外提供了挽救方法来防止处于软切换中的每个支路同时箝位并由此冒险丢失呼叫。再次，其采用来自所有基站支路的一行N个坏帧来触发恢复，以及来自任何基站支路的一行M个好帧来触发除去恢复并返回正常处理。当与恢复和挽救过程相比时，对于箝位和解箝位，参数N和M可以不同。

使用该方法的全部功率节约大约为2db。这些方法减少了RF(射频)丢失达45％，同时节省每个基站的功率并增加系统呼叫容量。

Claims (5)

1.在移动通信系统中，一种用于将基站连接到移动单元的功率减少方法，该功率减少方法包括以下步骤：

确定由无线电控制器发送到基站的当前帧的增益率是否不同于由无线电控制器发送到基站的先前帧的增益率，并且当确定结果为否定时：

检测在将基站连接到移动单元的链路上的连续帧擦除FER；

如果检测到连续帧擦除，则确定基站是否处于与移动单元的软切换条件中；以及

如果基站处于软切换条件中，则还包括增加连续帧擦除计数器的步骤；以及

确定连续帧擦除计数器是否等于可允许的连续帧擦除N，其中如果连续帧擦除计数器等于可允许的连续帧擦除N，那么还包括以下步骤：

将该链路上的传输功率箝位到特定级；

重置连续好帧计数器；

将增益率设置为箝位的增益率；以及

基站忽略由移动单元发送的功率控制位。

2.在移动通信系统中，如权利要求1的功率减少方法，其中当将该链路上的传输功率箝位到特定级时，还包括以下步骤：

确定基站是否处于软切换条件中；

当基站处于软切换条件中时，确定由无线电控制器发送的当前帧的增益率是否不同于当基站处于软切换时由无线电控制器发送到基站的先前帧的增益率；

如果由无线电控制器发送到基站的当前帧的增益率与由无线电控制器发送的先前帧的增益率相同，则确定是否接收到好帧；以及

当检测到M个连续好帧时，解箝位链路上的传输功率。

3.在移动通信系统中，如权利要求2的功率减少方法，其中确定是否接收到好帧的步骤包括由基站计数所接收的连续好帧的数目的步骤。

4.在移动通信系统中，如权利要求3的功率减少方法，其中由基站计数所接收的连续好帧的数目的步骤包括确定连续好帧计数器的数目是否等于可允许的连续好帧M的步骤。

5.在移动通信系统中，如权利要求4的功率减少方法，其中如果连续好帧的数目等于可允许的连续好帧M，则还包括步骤：

重置连续帧擦除计数器；

将增益率设置为解箝位增益率；以及

由基站响应于来自移动单元的功率控制位。

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