CN1961495A

CN1961495A - 移动链路功率控制方法

Info

Publication number: CN1961495A
Application number: CNA2004800147956A
Authority: CN
Inventors: 丹尼尔·R·泰洛; 马克·T·普夫卢姆
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2007-05-09
Also published as: US7224994B2; US20040259582A1; JP2007525864A; WO2005002117A2; WO2005002117A3

Abstract

一种方法，用于将帧擦除率(FER)大大降低到大约1％。其动态地改变功率下降与功率上升的比率，从100比1到200比1，以最少化随后的帧擦除。在呼叫启动周期内，方法(60)宽松地监控功率。而对于帧擦除连续错误突发，过程(80)不改变功率阈值。该功率阈值是与接收信号相对比的水平，以确定需要进行功率上升还是功率下降步骤。类似地，RF衰减将不会引起功率阈值增加。而且，如果功率阈值超过其最大值，就通过过程(90)来重置。

Description

移动链路功率控制方法

技术领域

本发明涉及移动电信系统中的功率控制，更具体涉及基站和移动站之间的链路的功率控制。

背景技术

移动电信系统包括移动站和移动电信系统的基站之间的无线链路，移动站可以是移动电话、寻呼机、计算机等等。由于这些链路是无线的，就会遭受具有其他信号的噪声和干扰。在移动站接收或在基站接收的信号可能会“衰减”。也就是，移动站或基站所接收到的数据信号可能变得比周围噪声和其他干扰衰减得多得多。

无线电信的质量通常是通过移动站和基站接收准确和清晰数据的能力来测量的。由于检测到信号的衰减，移动电信系统的基站或移动站可能会增加用来到达链路另一端的实体的发射功率。而如果接收到的数据信号没有衰减的话，基站或移动站可能会减小发射数据到链路另一端上实体的功率。

当在特定无线链路上使用更大功率时，这个功率上的增加同样增加了对连接其他移动站和基站的其他链路的干扰。

在码分多址(CDMA)移动电信系统中，连续地发送功率控制比特，大约每1.25毫秒发送一次，请求链路另一端上的实体功率增加一个步长(one step)或者功率减小一个步长。也就是，每个移动站连续地发送功率控制比特(PCB)到基站，请求基站以更大功率发射(因为数据信号正在衰减)。

帧擦除率(FER)，特别是对于反向信道，即从移动站向基站发送的信道来说，被期望处于1％。但是，当前反向信道控制方法产生的帧擦除率接近2％。当前外环功率控制方法提供这些相对较高的帧擦除率。外环功率控制调整用于辨别需要增加移动站功率还是减小移动站功率的功率控制信号干扰比功率阈值。通常，这些方法在接收到出错帧时增加该功率阈值，在接收到良好帧时减小功率阈值。该当前方法不补偿通常出现在实际状况中的大的错误突发。结果，帧擦除率通常显著地高于1％。

因此，非常想要有一种功率控制方法来降低移动站的反向和前向链路上的帧擦除率(FER)。

附图说明

图1是根据本发明的移动电信系统的框图。

图2和3是根据本发明的功率控制方法的流程图。

图4是不使用和使用本发明的帧擦除率(FER)的图。

具体实施方式

图1是描绘移动电信系统100的框图。移动电信系统100包括移动网络设备20、25和30以及移动站1-N。例如，移动网络设备或移动基础设施包括基站20和25以及移动交换中心30。典型的基站20包括无线接入网(RAN)22和无线网络控制器(RNC)24。无线网络控制器24连接到移动交换中心30。

每一个移动站1-N都通过移动链路连接到基站20的RAN 22。这些移动链路包括例如，从基站20发射到移动站1的前向信道，以及从移动站1发射到基站20的反向信道。

一个或多个基站25还可以提供无线数据链路来连接移动站1-N，从而通过将相同数据传送到各移动站而提供恒定通信。

基站20-25控制移动站1-N在反向链路上发送数据的功率。类似地，移动站1-N控制由基站20、25在前向链路上发射数据的发射信号功率。

移动站1-N所发射的功率是至关重要的，因为这个功率通常是由电池来提供的。控制前向和反向信道上的发射功率。也就是，基站控制移动站发射数据到基站所用的功率，移动站控制基站发射数据到移动站所用的功率。下面的功率控制方法将针对基站控制由移动站用来发射的功率来进行解释；但是，注意到，功率控制方法也可用于移动站控制基站在前向链路上所发射的功率。

现在参看图2和3，显示了功率控制方法的流程图。

过程50在一段时间内将FER目标从额定FER目标改变为较低的FER目标，用来使得实际FER与想要的目标FER相一致。首先，框51确定接收到的帧是否是有错的或者是擦除帧。如果没有检测到错误，即，接收到良好帧，框51通过“否”路径将控制传送到过程50的框53。框53确定帧擦除率(FER)计数器是否为0。如果帧擦除率为0，假定目标FER遵从1％的FER，框53通过“是”路径将控制传送到框57。框57将功率阈值减少全功率步长的0.01。也就是，将功率阈值减少1％。然后，过程结束。

如果帧擦除率计数器不为0，这意味着当前FER高出目标的1％的FER，则框53通过“否”路径将控制传送到框55。框55将功率阈值减少全功率步长的0.005。也就是，框55将功率阈值减少了1％的一半，由此改变了功率阈值减少的斜率或速率。这造成将FER目标改变到0.5％，以便试图将当前的高于所需的FER降至目标的1％的值。接下来，框59将低帧擦除率计数器减1。然后，过程结束。

如果框51确定有擦除帧或者有错的话，框51通过“是”路径将控制传送到过程60的框61。过程60是在呼叫的第一秒中执行的。尽管在呼叫的主要部分过程中通过最小化阈值增加而使得错误突发的影响最小化，在呼叫的开始过程中，初始阈值设定估计可能会太低了。因此，在第一秒，每一擦除帧增加阈值，以便更快地收敛到阈值的合适设定。

框61确定到移动站的呼叫当前是否处于呼叫启动模式。如果是，框61通过“是”路径将控制传送到框63。呼叫启动模式被定义为在呼叫开始的大约1秒钟，或者移动站和基站之间传送的大约50个信息帧。

由于存在帧擦除，框63将功率阈值增加一个全功率步长。结果，在呼叫启动过程中，甚至紧密封装的错误突发或帧擦除将使得逐步提升全功率。接下来，框65将低FER计数器增加200，在下两秒(200帧)将期望FER减小到0.5％，因为即使呼叫的第一秒(50帧)内的单独错误也将使得FER为至少2％，其高于想要的1％的目标。然后，过程结束。

如果基站和移动站之间的呼叫不处于启动模式，框61通过“否”路径将控制传送到框71，开始RF衰减过程70。如果检测到移动站1-N正在衰减，以致其在基站20的所需信号被测量到恒定地低于所需阈值，发生帧擦除，不会存在增加阈值的点，因为移动站已经低于该点。因此，提高阈值将用于只是在最终摆脱衰减时提高移动站的功率，并因此浪费功率。为了补偿没有提高阈值这一情况，并且为了仍旧保持所需的目标FER，过程50随后暂时改变为较低的FER目标，以向后补偿所需的FER。

框71确定接收数据的当前帧是否发生错误衰减。针对每个接收帧，传送16个功率控制决定。本实施例中的错误衰减被定义为16个传送的功率控制决定中的15或更多个功率步长增加，依然导致帧擦除。这许多的功率增加命令(16个中的15或更多个)意味着接收信号低于当前接收功率阈值，因此，进一步增加功率阈值将是无效的。因此，如果框71确定这个擦除发生在RF衰减条件过程中，框71将控制传送到框73，框73不会改变该信道的功率阈值。接下来，框75将低FER计数器增加200，通过在接下来的200帧中以0.5％的FER率运转，使得该错误可以偏移到净1％的FER率。然后，过程结束。这样，功率阈值不会在不需要时增加。这又会避免使移动站在从暂时的衰减中恢复时提高到过度高的功率。这节省了移动站功率，延长了电池寿命，并且降低了系统内干扰。如果该帧并不在经历RF衰减条件的话，框71通过“否”路径将控制传送到框81。

过程80随后开始。过程80处理突发错误。在现有技术的外环阈值过程中，对于每个接收到的擦除帧，增加阈值。但是，当接收到错误突发时，由于干扰或类似事件，总是针对突发中的第一个FER提升阈值，但不会针对接着的大部分连续相邻邻居突发(near neighborburst)提升。优选实施例的过程80在每第四个突发错误提高阈值。由于错误突发是很普遍的，而且可能花费一些时间来响应第一突发，不针对每个擦除帧提高阈值是有利的。当错误突发停止时，最小化提高的步长将最小化移动站被迫使用的过度的功率。为了补偿阈值不对每个接收的FER提高这一情况，概念过程50暂时改变移动站的功率为较低的FER目标，以获得想要的FER。

框81确定该帧擦除是否是前一个帧擦除的相邻的邻居。在当前实施例中，相邻的邻居被定义为特定信道上经历帧擦除的连续帧。但是，另外的实施例可允许相邻邻居擦除被一个或多个良好帧所分隔。如果这个帧擦除是连续的，则框81通过“是”路径将控制传送到框83。框83将相邻邻居FER计数增加1。这表明对于该信道，存在至少一个连续的帧擦除。

接下来，框85确定相邻邻居FER计数是否等于4。该计数器用于最小化擦除帧的突发的影响。在RF环境中，衰减通常引起错误突发。因为这假定为短持续衰减或暂时干扰，功率阈值不会提高，直到确定在一行中有4个相邻邻居擦除。通过阻止功率阈值对于暂时突发条件的增加，这再次节省了功率。如果相邻邻居不等于4个，这表明是3个或更少，框85通过“否”路径将控制传送到框87。框87不改变该信道的功率阈值。接下来，框89将低FER计数器增加200。将低FER计数器增加200表明功率减小步长将是1％的一半而不是典型的1％。这改变了功率向下折转的速率，以便避免随后的帧擦除突发以及从整体上将净帧擦除率校正回到1％。过程80随后结束。

如果框81确定该特定帧擦除不是前一帧擦除的“相邻邻居”，框81将控制传送到框91。此外，如果框85确定相邻邻居帧擦除(FER)计数等于4的话，框85通过“是”路径将控制传送到框91。框91将相邻邻居FER计数重设定为1。换句话说，对于帧擦除的突发，功率阈值不会增加全功率步长，直到达到预先确定数量的连续帧擦除。这里，帧擦除的连续数量设置为等于4。但是，这个参数可以被调整为由系统需求来确定。框92将功率阈值增加一个功率上升步长。

然后，进入过程90。由于进一步增加阈值不能超过最大功率限制，过程90通过使用过程50暂时降低目标FER率试图保持所需目标FER，来保持FER目标。

框93确定功率阈值是否在或者超过最大值限制。如果功率阈值不在其最大值限制的话，则过程90结束。

如果功率阈值超过了其最大值限制，框93通过“是”路径将控制传送到框95。由于不可能无限制地持续增加功率阈值功率，框95将功率阈值重置为其最大值限制。然后，框97将低FER计数器增加200。这使得功率下降的斜率是功率上升增加量的1％的一半，而不是普遍实践的1％，并从而从整体上将净帧擦除率校正回到1％。该过程随后结束。

接下来，参看图4，显示了性能柱形图。该结果是用于使用移动站业务的中等重负荷的仿真测试。如图所示，当前FER率显示在左边。不使用本发明测量出这些率。前向的率大约为在前向方向上1.27％的帧擦除，即从基站到移动站方向。反向帧擦除率是大约1.33％，即从移动站到基站方向传送的数据的帧擦除率。

使用本发明的前向和反向帧擦除率显示在图的右边。前向帧擦除率从1.27％稍稍降低为1.21％。但是，通过使用上面讨论的本发明的方法，反向帧擦除率从1.33％显著降低到大约1.03％。这样，通过本发明就可以获得大约1％的帧擦除率的目标。

虽然本发明显示出其主要在获得反向链路的1％的帧擦除率方面的鲁棒性，但同样适用于前向链路，并且为CDMA基站设备及移动站提供了更低的帧擦除率。如上面所述的本发明得到了大大降低的大约1％的帧擦除率，同时最小化了传送所需的功率。当前外环功率控制方法在现场测量中提供大到2％的帧擦除率。而使用本发明的外环功率控制方法在静态条件下提供大约1％的帧擦除率。

Claims

1.在移动电信系统中，一种用于基站的功率控制方法，包括如下步骤：

由基站确定是否发生数据的帧擦除；

如果没有发生帧擦除，将功率阈值减小第一比率，到较低的功率阈值；和

在预先确定的时间内保持所述较低的功率阈值。

2.在移动电信系统中，如权利要求1所述的功率控制方法，其中，在所述预先确定的时间结束后，进一步包括将所述较低的功率阈值减小第二比率的步骤。

3.在移动电信系统中，如权利要求1所述的功率控制方法，其中，如果发生了帧擦除，进一步包括由基站确定是否存在呼叫启动条件的步骤。

4.在移动电信系统中，如权利要求3所述的功率控制方法，其中，如果存在呼叫启动条件，进一步包括增加功率阈值的步骤。

5.在移动电信系统中，如权利要求1所述的功率控制方法，其中，如果发生了帧擦除，进一步包括由基站确定是否存在RF衰减条件的步骤。

6.在移动电信系统中，如权利要求5所述的功率控制方法，其中，如果存在RF衰减条件，进一步包括保持功率阈值的步骤。

7.在移动电信系统中，如权利要求1所述的功率控制方法，其中，如果发生了帧擦除，进一步包括由基站确定是否存在帧擦除突发条件的步骤。

8.在移动电信系统中，如权利要求7所述的功率控制方法，其中，如果存在帧擦除突发条件，进一步包括针对少于帧擦除突发条件的帧擦除数量的帧擦除，改变功率阈值的步骤。

9.在移动电信系统中，如权利要求8所述的功率控制方法，其中，进一步包括针对帧擦除突发条件的每第四个帧擦除，改变功率阈值的步骤。

10.在移动电信系统中，如权利要求1所述的功率控制方法，其中，如果发生了帧擦除，进一步包括由基站确定功率阈值是否处于最大值限制的步骤。

11.在移动电信系统中，如权利要求10所述的功率控制方法，其中，进一步包括保持功率阈值的步骤。

12.在移动电信系统中，一种用于移动站的功率控制方法，包括如下步骤：

由移动站确定是否发生数据的帧擦除；

在预先确定的时间内保持所述较低的功率阈值。

13.在移动电信系统中，如权利要求12所述的功率控制方法，其中，在所述预先确定的时间结束后，进一步包括将所述较低的功率阈值减小第二比率的步骤。

14.在移动电信系统中，如权利要求12所述的功率控制方法，其中，如果发生了帧擦除，进一步包括由移动站确定是否存在呼叫启动条件的步骤。

15.在移动电信系统中，如权利要求14所述的功率控制方法，其中，如果存在呼叫启动条件，进一步包括增加功率阈值的步骤。

16.在移动电信系统中，如权利要求12所述的功率控制方法，其中，如果发生了帧擦除，进一步包括由移动站确定是否存在RF衰减条件的步骤。

17.在移动电信系统中，如权利要求16所述的功率控制方法，其中，如果存在RF衰减条件，进一步包括保持功率阈值的步骤。

18.在移动电信系统中，如权利要求12所述的功率控制方法，其中，如果发生了帧擦除，进一步包括由移动站确定是否存在帧擦除突发条件的步骤。

19.在移动电信系统中，如权利要求18所述的功率控制方法，其中，如果存在帧擦除突发条件，进一步包括针对少于帧擦除突发条件的帧擦除数量的帧擦除，改变功率阈值的步骤。

20.在移动电信系统中，如权利要求19所述的功率控制方法，其中，进一步包括针对帧擦除突发条件的每第四个帧擦除，改变功率阈值的步骤。

21.在移动电信系统中，如权利要求12所述的功率控制方法，其中，如果发生了帧擦除，进一步包括由移动站确定功率阈值是否处于最大值限制的步骤。

22.在移动电信系统中，如权利要求21所述的功率控制方法，其中，进一步包括保持功率阈值的步骤。