CN1957544A - 调整使用两个不同信道的、无线电通信的发射功率的方法和相应的无线电站 - Google Patents

调整使用两个不同信道的、无线电通信的发射功率的方法和相应的无线电站 Download PDF

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Abstract

首先，在通过相应改变发射功率(P)来调节数据传输的质量期间，通过第一信道(CH1)来传输连接的数据(D)。然后通过第二信道(CH2)传输该连接的数据(D)，其中，最初将所述发射功率(P)调整到一值(P2)，该值(P2)取决于在通过所述第一信道(CH1)的传输结束时的发射功率的值(P1)以及取决于在从第一信道(CH1)变换到第二信道(CH2)时的连接的接收条件的变化。

Description

调整使用两个不同信道的、无线电通信的 发射功率的方法和相应的无线电站
本发明涉及一种用于调整使用两个不同信道的、无线电通信的发射功率的方法和一种相应的无线电站。
在无线电通信系统中，借助电磁波通过空气来实现数据的传输。无线电通信系统的实例是移动无线电系统。针对移动无线电系统的当今最广泛流行的标准是被列入第二代移动无线电系统的GSM(全球移动通信系统)标准。目前实施了第三代移动无线电系统，例如具有其两种变型方案TDD(时分双工(Time Division Duplex))和FDD(频分双工(Frequency Division Duplex))的UMTS(通用移动电信标准)属于第三代移动无线电系统。
UMTS标准规定了一种CDMA(码分多址)访问方法，在该CDMA访问法中，不同的连接(Verbindung)通过不同的扩频码(SpreadingCode)和/或不同的扰码(Scrambling Code)来区分。将一个或多个信道分配给一个连接。给每个信道分配了扩频码和扰码。有一个所谓的主扰码(primary scrambling code)和多个次扰码(secondaryscrambling code)可供使用。具有相同扰码的所有信道是相互正交的。因此例如应用主扰码的所有信道相互正交。与此相反地，具有主码的信道与具有次扰码之一的信道不是正交的。同时应用具有正交代码的信道比应用互相不正交的代码引起了较少的相互干扰。在此应注意，虽然在发送机侧存在正交性，可是在接收机侧由于不利的传输条件(多径传播)而受到损害。
常常必需的是，在运行第一信道上的连接期间，移动站测量了其它的信道，例如以便实现信道变换或实现向另一无线电小区的变换。为此在UMTS中规定了，将移动站置于所谓的压缩模式中，在该压缩模式中，只在缩短的持续时间期间向移动站传输要传输的数据，以致在剩余的时间期间可以由移动站执行测量。为了在缩短的持续时间期间传输针对该传输所设置的数据，以压缩模式短时地应用了具有较小的扩频系数的扩频码，该扩频系数比变换到压缩模式之前的扩频系数和在压缩模式结束之后的扩频系数小。在此有意义的是，与扩频系数的下降成反比地来提高发射功率，以便近似地确保同样的接收质量。
本发明所基于的任务是，说明一种用于调整使用两个不同信道的无线电通信的发射功率的有利的方法。
利用根据独立权利要求所述的一种方法以及一种站来解决该任务。本发明的有利的改进方案和扩展方案是从属权利要求的主题。
根据本发明的、用于在无线电通信系统中调整用于传输连接的数据的发射功率的方法规定了，
-首先，在通过相应改变发射功率来调节数据传输的质量期间，通过第一信道来传输连接的数据，
-然后通过第二信道传输该连接的数据，其中，最初将该发射功率调整到一值，该值取决于通过第一信道的传输结束时的发射功率的值以及取决于从第一信道向第二信道变换时的连接的接收条件的变化。
这有利地实现了，在通过第二信道的数据传输开始时，可以有针对性地将发射功率调整到适当的值。通过考虑在经过第一信道的数据传输结束时的发射功率的值，应用了调节经过第一信道的传输质量的结果，以便确定第二信道的发射功率。通过附加地考虑在信道变换时的接收条件的变化，可以单独地在分别占优势的接收条件上和因此以在更高程度上符合的方式来确定针对经过第二信道的传输的(最初的)发射功率。即如在上面所述的UMTS标准中那样，不实现用事先确定的系数来匹配发射功率，该系数例如取决于CDMA信道的情况下的扩频系数的关系。更确切地说，要应用的系数取决于两个信道上的占优势的接收条件。
本发明适于用在具有移动的或静止的无线电站的任意的无线电系统中，可是尤其是用在移动无线电系统中。按照所应用的多路复用方法(CDMA、TDMA、FDMA或其组合)，可以给信道分配任意的无线电资源，例如分配扩频码、扰码、时隙或频带。
这里，接收条件应被理解为涉及在进行接收的站上的接收的所有条件，可是这些条件不是单独由进行发送的站通过发送所观察的连接的数据所引起的。因此，例如进行接收的站上的干涉条件属于该限定，可是对于这两个信道，(在发送侧)应用不同的扩频系数不属于该限定。衰减同样属于所述的限定，因为不是通过进行发送的站引起该衰减。
按照本发明的一种实施形式，在调整第二信道上的发射功率的最初值时，通过考虑两个信道上的干涉来考虑接收条件的变化。如果对于第二信道例如存在比对于第一信道的干涉更强的干涉，则应该比当第二信道的干涉低于第一信道的干涉时或当两种情况下的干涉同等强时，更高地选择第二信道的最初的发射功率。
如果按照UMTS标准，这些信道中的一个应用了主扰码，而另一个信道应用了次扰码，则这是对于两个信道存在着不同强的干涉的实例。在实践中，优选地给UMTS移动无线电系统的每个无线电小区维持比应用次扰码的这种连接更大数量的应用主扰码的连接。由于应用主码的信道是相互正交的，所以这些信道不产生相互的干涉并且互相不干扰。但是，由于这些信道在另一方面与具有次码的信道不正交，所以其应用干扰了应用次码的连接。相反地，具有次码的信道虽然也干扰主码，可是这些信道不是如此数量众多的，因而干扰较小。因此，具有次扰码的连接的干涉通常比具有主扰码的连接的干涉更强烈。本发明现在实现了，在这种情况下考虑具有主码或次码的信道的不同的干涉，其方式是相应地将第二信道的最初的发射功率(如果第一信道应用主码，而第二信道应用次码)提高一校正系数或(在相反的情况下)降低一校正系数。
本发明的扩展方案因此规定了，将本发明方法用于CDMA无线电通信系统上，在该CDMA无线电通信系统中，选择性地通过不同的扩频码和/或不同的扰码可以区分不同的连接，并且其中，将不同的扰码用于连接的两个信道。
于是，第一扰码优选的是主扰码，而第二扰码是次扰码，其中，在无线电通信系统之内进行信道分配时，与次扰码相比，首先应用主扰码，并且具有主扰码的信道是互相正交的，而这些信道与具有次扰码的信道不正交。在UMTS中，相邻的无线电小区应用了不同的主扰码和不同的次扰码。
按照本发明的可以替代上述实施形式或除了上述实施形式以外所规定的其它的实施形式，通过考虑在其中实现数据传输的无线电供电范围之内的无线电传播条件，在调整第二信道上的发射功率的最初值时考虑了在变换连接的信道时的接收条件的变化。连接的传播条件(例如参与连接的站的衰减、信道条件、速度)也因此影响了连接的接收条件。在上述实施形式中所探讨的情况下，应用了主扰码的信道的、由于具有主扰码的信道的正交性而更好的接收条件例如可能由于该信道正在经受强烈的衰减而部分地或完全地被破灭。衰减因此影响了连接的接收侧的正交特性。在强烈的衰减时，因此可能至少部分地抵消了(在发送侧)应用正交信道的优点。
衰减取决于无线电信号的多径传播。多径传播决定性地取决于在其中执行无线电传输的地区的拓扑。因此借助进行接收的站逗留在其中的拓扑可以作出关于要期待的衰减的陈述。这样的陈述于是取决于接收机的逗留地点。例如可以对每个无线电小区作出关于不同衰减的假设，可是也可能的是，对于无线电小区的子区域假设不同的衰减条件。
如果所考虑的衰减条件是专用于所观察的连接的，则这是有利的。例如可以将关于进行接收的站的逗留地点或者关于在进行发送的和进行接收的站之间的相对速度的信息考虑用于此。因为衰减可以与地点有关和与速度有关。
此外，在双向连接的情况下，对于在一个方向上的传播条件的确定(和因此也对于其接收条件的确定)，可以考虑关于相反传输方向上的传播条件的信息。即连接的数据的发送机借助从数据的接收机向其传送的信号来确定其接收的衰减条件，并且假定在相反传输方向上的衰减条件是类似的。
按照本发明的一种实施形式，在调整第二信道上的发射功率的最初值时，通过考虑两个信道中的至少一个信道的接收机侧的正交特性来考虑接收条件的变化。例如可以考虑，两个信道中的应用扰码的一个信道的接收机侧的正交性是否是相对好的或相对坏的。如上所述，在强烈地衰减时，可能减小了应用主扰码的信道相对于同样应用该主扰码的信道的接收机侧的正交性。
按照一种有利的扩展方案，在调整第二信道上的发射功率的最初值时，通过考虑在其中实现数据传输的无线电供应范围的负荷来考虑接收条件的变化。这实现了，估计连接的两个信道的干涉的关系。对于以上所观察的、在其中应用主扰码和次扰码的情况，相应无线电小区的负荷越大，则两个信道的干涉之间的差别越大。在那里，因为UMTS中的连接主要应用了主扰码，所以具有次扰码的信道的干涉增强，而由于这些信道之间的正交性，该信道对于具有主扰码的信道近似地保持相等。
按照本发明的一种扩展方案，将具有不同的扩频系数的扩频码用于两个信道，并且对于第二信道上的发射功率的最初值，附加地考虑两个信道的扩频系数的关系。即除了考虑两个信道上的不同的接收条件之外，附加地考虑，另一个扩频系数的应用必须导致匹配目前所应用的发射功率。在此，由于所改变的接收条件进行的发射功率的的匹配(至少部分地)补偿了由于所改变的扩频系数进行的匹配，或者但是导致了发射功率的还要更强烈的匹配。
按照本发明的一种扩展方案，在应用针对连接的第二信道期间，实现数据传输的中断，以便在传输间歇期间使得接收连接的数据的用户站能够在其它的信道上进行测量，并且在进行通过第二信道的数据传输之后重新变换到第一信道上。这例如实现了将本发明用于上面所提及的UMTS中的压缩模式。
根据本发明的、用于传输连接的数据的站具有用于执行本发明方法及其改进方案和扩展方案所必需的装置或部件。在根据本发明的站中，可以涉及任意无线电通信系统的任意的进行发送的站。在此，尤其是可以涉及UMTS移动无线电系统的基站。
以下借助附图中示出的实施例来详细阐述本发明。其中：
图1示出了本发明的一个实施例，
图2示出了图1的实施例的发送机侧的数据处理，以及
图3示出了图1的实施例的两个时间曲线图。
图1示出了UMTS-FDD移动无线电系统的部分，尽管本发明也可被用于任意的其它的移动无线电系统并且甚至被用于具有静止的或移动的无线电站的任意的其它的无线电通信系统。在无线电小区C之内，示出了给无线电小区供电的基站BS(在UMTS中称为“节点B”)以及应从基站BS向其传输连接的数据D的移动站MS。在此，在连接运行期间，实现了从第一信道CH1到第二信道CH2的变换。
图2示意性示出了，如何在UMTS中在发送侧(也就是在基站BS侧)首先用扰码SC来扰频连接的数据D，并且然后用扩频码SP来扩频被扰频的数据。在进行扩频时，利用对于扩频码特定的数量的码片来扩频被扰频的数据D的每个比特。然后通过空气向接收机传输被扩频的数据。于是在接收机侧(在移动站MS中)实现了解扩(despreading)所接收的数据D以及解扰(descrambling)。
图3A示出了，在第一时刻t1之前和在第二时刻t2之后，将第一扰码SC1用于基站BS和移动站MS之间的连接。相反地，在两个时刻t1和t2之间应用第二扰码SC2。在此，第一扰码SC1是所观察的UMTS-FDD移动无线电系统的主扰码，而第二扰码是次扰码。将这些扰码分配给由基站BS所供给的无线电小区C。此外还假设，将第一扩频码SP1用于第一信道CH1，而将第二扩频码SP2用于第二信道CH2。这些扩频码在该第一实施例中具有相同的扩频系数(也就是相同数量的码片)。
图3B示出了，针对通过两个信道CH1、CH2传输图1的数据D的基站BS的发射功率P的变化曲线。在第一时刻t1之前，通过相应地控制基站BS的发射功率P来实现移动站MS上的接收质量的(借助本身对于UMTS-FDD公知的方法进行的)调节。简化地假设，对于在第一时刻t1之前的某个时间间隔，将发射功率P恒定地保持在第一值P1。在实现了从第一信道CH1变换到第二信道CH2的时刻t1之后，将发射功率P提高到第二值P2。在此，在该实施例中，发射功率P的提高的程度取决于第一信道CH1和第二信道CH2的干涉之间的差别。由于这些信道相对于无线电小区C中的其它连接的信道有不同的正交特性，两个信道CH1、CH2的干涉相互区别，如上面所论述的那样，无线电小区C中的其它连接同样应用了主或次扰码。如远在上面已说明的那样，具有主扰码的、优选地用于无线电小区C中的信道是相互正交的，而这些信道与具有次扰码的信道不正交。
可是通过传播条件，特别是通过衰减，可以影响具有主码的信道的良好的正交性。因此，这些信道虽然在发送机侧(在基站BS中)是正交的，可是由于多径传播而在接收机侧(在移动站MS上)导致了，应用主扰码的不同连接的信号不再相互正交。因此也可能导致在具有主码的信道之间的干扰。作为其后果，第一信道和第二信道的干涉条件可以相适应，以致在这两个时刻t1和t2仅还应规定发射功率P的第一值P1和第二值P2之间的较微小的差别。为了确定连接的传播条件的衰减或恶化的强度，基站BS和/或移动站MS具有装置，利用这些装置可以确定能够推断出传播条件、特别是推断出衰减的因素。在本情况下，这是用于确定移动站MS的速度的装置，因为衰减是与速度有关的。例如可以通过信道估计来确定传播条件。此外，从中能够确定参与连接的站的传播路径的数量和速度。
在其它的实施例中，也可以设置用于确定移动站MS在无线电小区C内的位置的装置，因为衰减也与位置有关。在与关于无线电小区C的(影响衰减的)拓扑的信息的其它的关系中，于是可以(例如在基站BS或无线电通信系统的中央单元(诸如基站控制器)中)来决定，衰减是如何强烈，并且在何等程度上因此瞬时恶化了具有第一扰码SC1的第一信道CH1关于具有主扰码的其它信道的正交性。
在图3B中的第二时刻t2之后，在该第二时刻t2实现了重新变换到第一信道CH1上，将发射功率P重新降低相应的数额而降低到第一值P1。在此简化地假设，接收条件在其间(在两个时刻t1和t2之间)没有变化，以致不必实现发射功率P的改变。否则在该时间间隔期间，通过控制基站BS的发射功率P，同样实现了在移动站MS上的接收条件的调节。
在本发明的第二实施例中，两个信道CH1、CH2的两个扩频码SP1、SP2具有不同的扩频系数。于是将通过第二信道CH2的传输开始时的发射功率P用对应于扩频系数的关系的附加的系数来匹配。这可能导致，在从第一信道变换到第二信道上时，比在图3B中所示出的情况下更强地或但是也更弱地提高了发射功率P。这甚至可能实现过补偿，以致代替发射功率的提高而实现了降低。在从第二信道CH2变换到第一信道CH1时，也在该实施例中实现了发射功率的相应的匹配。
在第二实施例中可能的是，在应用第二信道CH2期间变换到UMTS-FDD标准的压缩模式。在该压缩模式中，相对于应用第一信道CH1降低了扩频系数，即现在用较少数量的码片来实现扩频。这有以下的后果，单独出于此原因已经必须提高发射功率P。因此导致了，在第一时刻t1比在第一实施例中需要更强地提高发射功率。在该第二实施例中，在压缩模式期间，在应用第二信道CH2时，暂时在第三时刻t3和第四时刻t4之间，中断从基站BS到移动站MS的数据传输，以致移动站MS在该时间间隔期间可以执行其它信道的测量。
在这里所观察的实施例中，基站BS(在其它的实施例中这也可以由无线电通信系统的另一个单元来实现)具有装置，以便确定其无线电小区C的关于信道的负荷。这以有利的方式通过分开确定一方面有关主扰码的负荷和另一方面有关次扰码的负荷来实现。这尤其是可以通过确定基站的总发射功率在具有主和次扰码的信道上的分布来实现(该信息通常存在于基站中)。由于通常主要应用具有主扰码的信道，所以借助确定无线电小区中的总发射功率可以推断出具有主码或次码的信道的干涉。于是利用该知识能决定，与具有次扰码(第二扰码SC2)的信道的、尤其是即第二信道CH2的干涉相比，具有主扰码(第一扰码SC1)的信道的、尤其是即第一信道CH1的干涉是如何强烈。应用该关系，以便确定在时刻t1、t2(即在两个信道CH1、CH2之间变换)时的发射功率P的改变的量度。
在其它的实施例中也可能的是，通过相应的测量，例如通过确定信噪比或者信号干涉比，直接在移动站MS上确定两个信道CH1、CH2的干涉。

Claims (11)

1.用于在无线电通信系统中调整用于传输连接的数据(D)的发射功率(P)的方法，其中
-首先，在通过相应改变所述发射功率(P)来调节数据传输的质量期间，通过第一信道(CH1)来传输该连接的数据(D)，
-然后通过第二信道(CH2)传输该连接的数据(D)，其中，最初将所述发射功率(P)调整到一值(P2)上，该值(P2)取决于在通过所述第一信道(CH1)的传输结束时的发射功率的值(P1)以及取决于在从第一信道(CH1)变换到第二信道(CH2)时的连接的接收条件的变化。
2.按权利要求1所述的方法，其中，在调整所述第二信道(CH2)上的发射功率的最初值(P2)时，通过考虑所述两个信道(CH1，CH2)上的干涉来考虑接收条件的变化。
3.按以上权利要求之一所述的方法，其中，在调整所述第二信道(CH2)上的发射功率的最初值(P2)时，通过考虑在其中实现数据传输的无线电供电范围(C)之内的传播条件来考虑接收条件的变化。
4.按权利要求3所述的方法，其中，所述传播条件专用于所述连接。
5.按以上权利要求之一所述的方法，其中，在调整所述第二信道(CH2)上的发射功率的最初值(P2)时，通过考虑在其中实现数据传输的无线电供电范围(C)的负荷来考虑接收条件的变化。
6.按以上权利要求之一所述的方法，其中，在调整所述第二信道(CH2)上的发射功率的最初值(P2)时，通过考虑所述两个信道(CH1，CH2)中的至少一个的接收机侧的正交特性来考虑接收条件的变化。
7.按以上权利要求之一所述的方法，
-该方法被用于CDMA无线电通信系统上，在该CDMA无线电通信系统中，选择性地通过不同的扩频码(SP)和/或不同的扰码(SC)区分不同的连接，
-并且其中，将不同的扰码(SC1，SC2)用于连接的两个信道(CH1，CH2)。
8.按权利要求7所述的方法，其中
-所述第一扰码(SC1)是主扰码，而所述第二扰码(SC2)是次扰码，
-其中，在无线电通信系统之内进行信道分配时，与次扰码相比较，首先应用所述主扰码。
9.按权利要求7或8之一所述的方法，其中
-将具有不同扩频系数的扩频码(SP1，SP2)用于两个信道，
-而对于所述第二信道(CH2)上的发射功率(P2)的最初值的调整，附加地考虑所述两个信道(CH1，CH2)的扩频系数的关系。
10.按权利要求7至9之一所述的方法，其中
-在应用所述连接的第二信道(CH2)期间，实现数据传输的中断，以便在接收所述连接的数据(D)的用户站(MS)的传输间歇期间实现其它信道上的测量，
-并且在通过所述第二信道(CH2)进行数据传输之后，重新变换到所述第一信道(CH1)上。
11.用于在无线电通信系统中传输至少一个连接的数据(D)的站(BS)，
-具有用于通过第一信道(CH1)传输连接的数据(D)的装置，
-具有用于通过相应地改变所述发射功率(P)来调节通过第一信道(CH1)的数据传输的质量的装置，
-具有用于随后通过第二信道(CH2)传输所述连接的数据(D)的装置，
-具有用于最初将所述第二信道(CH2)上的发射功率(P)调整到一值(P2)的装置，该值(P2)取决于在通过第一信道(CH1)的传输结束时的发射功率的值(P1)以及取决于在从第一信道(CH1)变换到第二信道(CH2)时的连接的接收条件的变化。
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