DE20318137U1

DE20318137U1 - Drahtlose Sende-/Empfangs-Einheit

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Publication number: DE20318137U1
Application number: DE20318137U
Authority: DE
Original assignee: InterDigital Technology Corp
Current assignee: InterDigital Technology Corp
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2003-11-24
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: KR100691548B1; DE60333116D1; KR20050099646A; NO20052918D0; TW200417171A; KR100944780B1; JP4619956B2; DE20318138U1; KR20040047678A; KR20050090962A; SG155773A1; MXPA05005635A; US7218949B2; DK1565998T3; TWM249364U; HK1064880A2; HK1080231A1; EP1565998A1; TWI246267B; MY141897A

Abstract

Empfangende drahtlose Sende/Empfangseinheit (Wireless Transmit Receive Unit / WTRU) zum Implementieren einer Sendeleistungssteuerung für eine sendende WTRU, die Datensignale in einem Abwärtsstreckenkanal in Blockzuweisungen einer vorbestimmten Anzahl von Sendezeitintervallen (Transmission Time Intervals / TTIs) sendet, wobei die sendende WTRU so konfiguriert ist, dass sie Abwärtsstreckenkanal-Sendeleistungseinstellungen in Abhängigkeit von Ziel-Interferenzabständen (Signal to Interference Ratios / SIRs) vornimmt, die durch die empfangende WTRU berechnet wurden, wobei die empfangende WTRU aufweist:
– einen Empfänger, der zum Empfangen einer Reihe von Blockzuweisungen von Datensignalen, die zeitlich beabstandet sind, von der WTRU auf einem Abwärtsstreckenkanal konfiguriert ist;
– einen Prozessor zum Berechnen von Ziel-SIRs zum Implementieren von Abwärtsstreckenkanal-Sendeleistungseinstellungen in der sendenden WTRU auf der Grundlage der Erfassung vorbestimmter zyklischer Redundanzprüfungs-(Cyclic Redundancy Check / CRC)-Fehlerbedingungen in den auf dem Abwärtsstreckenkanal empfangenen Datensignalen; und
– wobei der Prozessor so konfiguriert ist, dass er Ziel-SIRs so berechnet, dass:
– für die Datensignale einer jeden...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf drahtlose Kommunikationssysteme. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Leistungssteuerung in solchen Systemen.
Hintergrund
Drahtlose Telekommunikationssysteme sind auf diesem Gebiet der Technik wohl bekannt. Um eine globale Verbindungsfähigkeit für drahtlose Systeme zu schaffen, wurden Standards entwickelt, und diese Standards werden implementiert. Ein weit verbreiteter aktueller Standard ist als Global System for Mobile Telecommunications (GSM) bekannt. Er wird als der Funksystemstandard der sogenannten zweiten Generation (2G) betrachtet, gefolgt von seiner Revision (2.5G). GPRS und EDGE sind Beispiele von 2.5G-Technologien, die einen Hochgeschwindigkeitsdatendienst auf (2G-)GSM-Netzen bieten. Mit jedem dieser Standards wurde versucht, eine Verbesserung gegenüber dem vorhergehenden Standard mit zusätzlichen Merkmalen und ausgebauten Möglichkeiten zu schaffen. Im Januar 1998 einigte sich das European Telecommunications Standard Institute Special Mobile Group (ETSI SMG) auf ein Funkzugangsverfahren für Funksysteme der dritten Generation, mit dem Namen Universal Mobile Telecommunications Systems (UMTS). Zur weiteren Implementierung des UMTS-Standards wurde im Dezember 1998 das Third Generation Partnership Project (3GPP) gegründet. 3GPP arbeitet nach wie vor an einem gemeinsamen Mobilfunkstandard der dritten Generation.
Eine typische UMTS-Systemarchitektur gemäß aktueller 3GPP-Spezifikationen ist in 1 dargestellt. Die UMTS-Netzwerkarchitektur enthält ein Kernnetz (CN), das über eine Schnittstelle, die als lu bezeichnet wird und die im Einzelnen in den aktuellen öffentlich zugänglichen 3GPP-Spezifikationsdokumenten definiert ist mit einem erdgestützten UMTS-Funkzugangsnetz (UMTS Terrestrial Radio Access Network / UTRAN) verbunden ist. Das UTRAN ist so konfiguriert, dass es drahtlose Telekommunikationsdienste über drahtlose Sende/Empfangs-Einheiten (WTRUs), die im 3GPP als Benutzergeräte (User Equipment / UEs) bezeichnet werden, über eine Radioschnittstelle, die als Uu bekannt ist, an Benutzer liefert. Das UTRAN hat einen oder mehrere Radio Network Controllers (RNCs) und Basisstationen, die im 3GPP als Node B's bezeichnet werden, die kollektiv die geografische Deckung für drahtlose Kommunikationsmöglichkeiten mit UEs liefern. Einer oder mehrere Node B's sind über eine in 3GPP als lub bezeichnete Schnittstelle mit jedem RNC verbunden. Das UTRAN kann mehrere Gruppen von Node B's beinhalten, die mit unterschiedlichen RNCs verbunden sind; im in 1 gezeigten Beispiel sind davon zwei gezeigt. Wo in einem UTRAN mehr als ein RNC vorgesehen ist, wird eine Inter-RNC-Kommunikation über eine lur-Schnittstelle durchgeführt.
Kommunikationen außerhalb der Netzwerkkomponenten werden von den Node B's auf einer Benutzerebene über die Uu-Schnittstelle und vom CN auf einer Netzwerkebene über verschiedene CN-Verbindungen zu externen Systemen durchgeführt.
Allgemein ist es die Hauptfunktion von Basisstationen, wie zum Beispiel Node B's, eine Funkverbindung zwischen dem Netz der Basisstationen und den WTRUs herzustellen. Typischerweise sendet eine Basisstation gemeinsame Kanalsignale aus, die es nicht in Verbindung stehenden WTRUs erlaubt, sich mit der Zeitabstimmung der Basisstation zu synchronisieren. In 3GPP führt eine Node B die physische Funkverbindung mit den UEs durch. Die Node B empfängt Signale über die lub-Schnittstelle vom RNC, welche die Funksignale steuern, die von der Node B über die Uu-Schnittstelle gesendet werden.
Ein CN (Core Network – Kernnetz) ist zum Routen von Information an ihr korrektes Ziel verantwortlich. Das CN kann zum Beispiel Sprachverkehr von einem UE, der vom UMTS über eine der Node B's empfangen wird, an ein öffentliches Telefonwählnetz (Public Switched Telephone Network ( PSTN) oder Paketdaten, die für das Internet gedacht sind, routen. Bei 3GPP hat das CN sechs Hauptkomponten: 1) einen bedienenden General Packet Radio Service (GPRS) – Unterstützungsknoten; 2) einen Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten; 3) einen Grenzgateway; 4) ein Besucherregister; 5) eine Mobildienst-Vermittlungsstelle (Mobile Services Switching Center); und 6) eine Gateway-Mobildienst-Vermittlungsstelle (Gateway Mobile Services Switching Center). Der bedienende GPRS-Unterstützungsknoten (S-GPRS) liefert einen Zugang zu paketorientierten Domänen, wie zum Beispiel zum Internet. Der Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten ist ein Gatewayknoten für Verbindungen zu anderen Netzwerken. Aller Datenverkehr, der an Netzwerke anderer Betreiber oder das Internet geht, geht durch den Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten. Der Grenzgateway dient als eine Firewall zum Verhindern von Angriffen durch Eindringlinge vom außerhalb des Netzwerks auf Teilnehmer innerhalb des Netzwerkbereichs. Das Besucherregister ist eine "Kopie" von Teilnehmerdaten eines aktuellen bedienenden Netzes, die zum Liefern von Diensten benötigt werden. Diese Information kommt ursprünglich von einer Datenbank, die mobile Teilnehmer verwaltet. Das Mobildienstschaltzentrum ist für "schaltungsvermittelte" Verbindungen von UMTS-Endgeräten zum Netzwerk verantwortlich. Die Gateway-Mobildienst-Vermittlungsstelle implementiert Routing-Funktionen, die auf der Grundlage des aktuellen Standorts von Teilnehmern benötigt werden. Die Gateway-Mobildienst-Vermittlungsstelle empfängt auch Verbindungsanforderungen von Teilnehmern externer Netzwerke und verwaltet sie.
Die RNCs steuern allgemein interne Funktionen des UTRAN. Die RNCs liefern auch zwischengeschaltete Dienste für Kommunikationen, die eine lokale Komponente haben, über eine Uu-Schnittstelle, die mit einer Node B verbunden ist, und eine externe Dienstkomponente über eine Verbindung zwischen dem CN und einem externen System steuert zum Beispiel Anrufe, die von einem Mobiltelefon in einem inländischen UMTS durchgeführt werden.
Typischerweise steuert ein RNC eine Vielzahl von Basisstationen, verwaltet Funkressourcen innerhalb des geografischen Bereichs der drahtlosen Funkdienstabdeckungen, die von den Node B's bedient wird, und steuert die physischen Funkressourcen für die Uu-Schnittstelle. Im 3GPP hat die lu-Schnittstelle eines RNC zwei Verbindungen mit dem CN: eine zu einer paketvermittelten Domäne und die andere zu einer leitungsvermittelten Domäne. Andere wichtige Funktionen des RNC sind zum Beispiel Vertraulichkeit und Integritätsschutz.
In vielen drahtlosen Kommunikationssystemen werden adaptive Sendeleistungssteuerungsalgorithmen verwendet. In solchen Systemen können viele Kommunikationen das gleiche Funkfrequenzspektrum nutzen. Beim Empfangen einer spezifischen Kommunikation verursachen alle anderen das gleiche Spektrum nutzende Kommunikationen für die spezifische Kommunikation ein Störsignal (Interferenz). Dies führt dazu, dass eine Erhöhung des Sendeleistungspegels einer Kommunikation zu einer verschlechterten Signalqualität bei allen anderen Kommunikationen innerhalb dieses Spektrums zur Folge hat. Wenn jedoch der Sendeleistungspegel zu weit verringert wird, führt das beim empfangenen Signal zu einer unerwünschten Qualität, wobei diese Qualität bei den Empfängern als Interferenzabstand (Nutzsignal zu Störsignal Verhältnis – Signal to Interference Ratio / SIR) gemessen wird.
Verschiedene Verfahren einer Leistungssteuerung für drahtlose Kommunikationssysteme sind auf diesem Gebiet wohl bekannt. Beispiele von Leistungsregelungs-Sendesystemen mit offenen Regelkreisen (Open Loop) und geschlossenen Regelkreisen (Closed Loop) für drahtlose Kommunikationssysteme sind in den 2 bzw. 3 veranschaulicht. Der Zweck eines solchen Systems besteht darin, die Sendeleistung bei Vorhandensein eines schwindenden Ausbreitungskanals und einer zeitvariablen Interferenz schnell zu verändern, um die Sendeleistung zu minimieren, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass die Daten am anderen Ende mit einer akzeptablen Qualität ankommen.
In Kommunikationssystemen, wie zum Beispiel bei Systemen mit Time Division Duplex (TDD) und Frequency Division Duplex (FDD) des Third Generation Partnership Project (3GPP), wird eine Vielzahl gemeinsam genutzter und dedizierter Kanäle mit einer variablen Datenrate für die Übertragung kombiniert.
Hintergrundsspezifikationsdaten für solche Systeme finden sich im 3GPP TS 25.223 v3.3.0, 3GPP TS 25.222 v3.2.0, 3GPP TS 25.224 v3.6 und den Spezifikationen Band 3, der Luftschnittstelle (Air-Interface) für 3G Multiple System Version 1.0, Revision 1.0 der Association of Radio Industries Businesses (ARIB). Ein schnelles Verfahren und ein schnelles System zur adaptiven Leistungssteuerung für Datenratenveränderungen, die zu einer optimaleren Leistung führen, wird in der Veröffentlichung der internationalen Patentanmeldung WO 02/09311 A2, mit Veröffentlichungsdatum vom 31. Januar 2002, und der entsprechenden US-Patentanmeldung 09/904,001, eingereicht am 12. Juli 2001, die dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung gehört, gelehrt.
In 3GPP-W-CDMA-Systemen wird die Leistungssteuerung als ein Verbindungseinstellungsverfahren verwendet. Eine dynamische Leistungssteuerung wird auf dedizierte physikalische Kanäle (DPCH) angewendet, so dass die Sendeleistung der DPCHs eingestellt wird, um eine Dienstgüte (Quality of Service / QoS) mit einem minimalen Sendeleistungspegel zu erreichen, wodurch der Interferenzpegel innerhalb des Systems begrenzt wird.
Eine Möglichkeit hierbei besteht darin, die Sendeleistungssteuerung in getrennte Vorgänge aufzuteilen, die als Außenregelkreisleistungssteuerung (Outer Loop Power Control / OLPC) und Innenregelkreisleistungssteuerung (Inner Loop Power Control / ILPC) bezeichnet werden. Das Leistungssteuerungssystem wird allgemein entweder als System mit offenem Regelkreis (Open Loop) oder als System mit geschlossenem Regelkreis (Closed Loop) bezeichnet, je nachdem ob der innere Regelkreis offen oder geschlossen ist. Die äußeren Regelkreise beider Typen von Systemen, wie sie in den 2 und 3 dargestellten Systemen gezeigt sind, sind geschlossene Regelkreise. Der innere Regelkreis im in 2 gezeigten Steuerungssystem, ist ein offener Regelkreis.
Bei einer Außenregelkreisleistungssteuerung basiert der Leistungspegel eines spezifischen Senders auf einem Ziel-SIR-Wert. Die Qualität des empfangenen Signals wird gemessen, während ein Empfänger die Sendungen empfängt. Die gesendete Information wird in Einheiten von Transportblöcken (TBs) übertragen, und die empfangene Signalqualität kann anhand einer Blockfehlerrate (BLER) überwacht werden. Die BLER wird vom Empfänger geschätzt, typischerweise durch eine zyklische Redundanzprüfung (Cyclic Redundancy Check / CRC) der Daten. Diese geschätzte BLER wird mit einer Ziel-Qualitätsanforderung, wie zum Beispiel einer Ziel-BLER, verglichen, die für QoS-Anforderungen der verschiedenen Typen von Datendiensten auf dem Kanal repräsentativ ist. Aufgrund der gemessenen empfangenen Signalqualität wird ein Ziel-SIR-Einstellungssteuersignal an den Sender gesendet. Der Sender stellt die Ziel-SIR in Reaktion auf diese Einstellungsanforderungen ein.
Bei Breitband-Codemultiplex-Vielfachzugriffs(W-CDMA)-Systemen des Third Generation Partnership Projects (3GPP), die Zeitteilungs-Duplex (Time Division Duplex / TDD) verwenden, setzt das UTRAN (SRNC-RRC) den anfänglichen Ziel-SIR des WTRU an der Anrufs/Sitzungs-Einrichtung und stellt in der Folge den Ziel-SIR des WTRU während der Dauer des Anrufs kontinuierlich ein, wie das durch die Beobachtung der Aufwärtsstrecken(Uplink/UL)-BLER-Messung vorgeschrieben ist.
Bei der Innenregelkreisleistungssteuerung vergleicht der Empfänger eine Messung der empfangenen Signalqualität, wie zum Beispiel SIR, mit einem Schwellenwert (d.h. dem Ziel-SIR). Wenn der SIR den Schwellenwert übersteigt, wird der Sendeleistungsbefehl (Transmit Power Command / TPC) zum Verringern des Leistungspegels gesendet. Wenn der SIR unterhalb des Schwellenwerts ist, wird ein TPC zum Erhöhen des Leistungspegels gesendet. Typischerweise wird der TPC mit Daten in einem dedizierten Kanal an den Sender multiplexiert. In Reaktion auf den empfangenen TPC verändert der Sender seinen Sendeleistungspegel.
Herkömmlicherweise setzt der Außenregelkreis-Leistungssteuerungsalgorithmus in einem 3GPP-System einen anfänglichen Ziel-SIR für jeden codierten zusammengesetzten Transportkanal (Coded Composite Transport Channel / CCTrCH) auf der Grundlage des benötigten Ziel-BLER unter der Verwendung einer festen Abbildung zwischen BLER und SIR unter der Annahme eines bestimmten Kanalzustands. Ein CCTrCH wird üblicherweise zum Übertragen verschiedener Dienste auf einem physikalischen drahtlosen Kana durch Multiplexieren mehrerer Transportkanäle (TrCHs) eingesetzt, wobei jeder Dienst auf seinem eigenen TrCH übertragen wird. Um den BLER-Pegel auf einer CCTrCH-Basis zu überwachen, kann ein Referenz-Transportkanal (RTrCH) aus den Transportkanälen ausgewählt werden, die auf dem betrachteten CCTrCH multiplexiert sind. Zum Beispiel kann ein TrCH-1 als ein RTrCH ausgewählt werden, da er als eine Mitte aller Kanalbedingungen auf dem CCTrCH, der einen AWGN-Kanals einschließt, betrachtet werden kann. Eine fehlende Übereinstimmung zwischen einem Ziel-BLER und einem Ziel-SIR kann sich je nach dem gegebenen Kanalzustand beträchtlich ändern, insbesondere bei sehr niedriger BLER. Zum Beispiel kann der Ziel-SIR bei einer Ziel-BLER = 0,01 für TrCH-1 im Kanalzustand des Falles 1, mehr als 4 dB über dem Ziel-SIR für einen anderen Transportkanal im AWGN-Kanalzustand erfordern (d.h. TrCH-1 erfordert ein stärkeres Signal). Wenn die WTRU die Ziel-BLER in einen anfänglichen Ziel-SIR konvertiert, kann es einen Fehler geben, der durch diese fehlende Kanalzustandsübereinstimmung verursacht wird, da sich der für eine Ziel-BLER benötigte Ziel-SIR mit dem Kanalzustand ändert. Als Ergebnis hieraus hat der iterative Vorgang zur Ziel-SIR-Bestimmung eine anfängliche Differenz, die durch eine Konvergenz auf das erforderliche Ziel überwunden werden muss, was dadurch noch problematischer wird, dass gleichzeitig der CRC-Vorgang geschieht, was insgesamt zu einer unerwünschten Verzögerung für die Ziel-SIR-Konvergenz führt.
Der gesamte Leistungssteuerungsalgorithmus kann aufgrund der Verzögerung eine Leistungsbeeinträchtigung erfahren. Die Verzögerung wird anhand der Übertragungsrateneinheit, eines Übertragungszeitintervalls (Transmission Time Interval / TTI) ausgedrückt. Das kleinste Interval ist ein Datenzeitrahmen, der für ein 3GPP-Kommunikationssystem typischerweise als 10 ms definiert ist. Bei einem 3GPP-System haben TTIs eine Länge von 10, 20, 40 oder 80 ms.
Außerdem kann ein drahtloser Kanal unterschiedliche Dienste übertragen, wie zum Beispiel Video, Sprache und Daten, von denen jedes andere QoS-Anforderungen hat. Für Nicht-Echtzeit-Datendienste (Non-Real Time / NRT) werden Daten in vielen Bursts einer kurzen Dauer übertragen. In einem 3GPP-System werden diese Datenbursts zum Beispiel als Transportblöcke auf einem vorübergehend dedizierten Kanal (Temp-DCH) abgebildet. Diese Abbildung wird auch anhand von Temp-DCH-Zuweisungen ausgedrückt. Pro TTI werden ein oder mehrere Transportblöcke auf den Kanal abgebildet. Daher wird jeder Dienst über mehrere TTIs abgebildet, während Ziel-SIR-Einstellungen während OLPC für die Temp-DCH-Zuweisungen auf TTI-Basis durchgeführt werden.
Beim Vergleich von Sprach- und Daten-Übertragungen ist es bei Echtzeit-Sprachübertragungen (Real Time / RT) wahrscheinlicher, dass sie eine Ziel-BLER haben, die toleranter ist (d.h. einen höheren BLER-Wert hat), während eine NRT-Datenübertragung eine niedrigere Fehlerrate mit einer niedrigeren Ziel-BLER erfordert. Daher sind zur Gewährleistung von QoS für einen Daten-Download zu erwartende Verzögerungen länger als für eine Sprachübertragung. Außerdem wird die erforderliche vorrübergehende Schrittgröße für Ziel-SIR-Einstellungen in Abhängigkeit von der QoS-Anforderung des Dienstes gesetzt. Während der anfängliche Ziel-SIR für RT-Daten immer auf den gewünschten Ziel-SIR konvergieren wird, kann es sein, dass der anfängliche Ziel-SIR für NRT-Daten, die jeweils für eine Temp-DCH-Zuweisung neu zugeteilt werden, aufgrund der kurzen Dauer der Temp-DCH-Zuweisung nicht auf den gewünschten Ziel-SIR konvergiert.
Bei der vorliegenden Erfindung wird berücksichtigt, dass eine Temp-DCH-Zuweisungsdauer als ein zusätzlicher Parameter zur Verbesserung der Leistungssteuerung verwendet werden kann.
Zusammenfassung
Es wird ein Verfahren zur Sendeleistungssteuerung für eine drahtlose Sende/Empfangs-Einheit (Wireless Transmit Receive Unit / WTRU) vorgesehen, die Datensignale in einem Vorwärtskanal in Blockzuweisungen selektiver Größe sendet, wobei die WTRU so konfiguriert ist, dass sie Vorwärtskanal-Leistungseinstellungen in Abhängigkeit von Zielstellwerten vornimmt, die auf der Grundlage der Datensignale berechnet wurden, die über den Vorwärtskanal empfangen wurden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist. Eine Reihe von Datensignalblockzuweisungen, jeweils einer vorbestimmten Größe S, wird zeitlich beabstandet von der WTRU auf dem Vorwärtskanal empfangen. Für die Datensignale einerjeden Blockzuweisung werden auf der Grundlage der Erfassung vorbestimmter Fehlerzustände in den auf dem Vorwärtskanal empfangenen Signalen Zielstellwerte für die Leistungseinstellungen des Vorwärtskanals der WTRU berechnet, einschließlich des Setzens eines anfänglichen Zielstellwerts und des Speicherns eines letzten Zielstellwerts, die für jede Blockzuweisung von Daten berechnet werden. Für die Datensignale einer jeden Blockzuweisung nach einer ersten Blockzuweisung wird der anfängliche Zielstellwert in Abhängigkeit von einem letzten Zielstellwert, der für eine unmittelbar vorhergehende Blockzuweisung berechnet wurde, und einer zwischen Zuweisungen auf der Grundlage des Zeitabstands von der unmittelbar vorhergehenden Blockzuweisung vorgenommene Einstellung gesetzt. Nach einer Vorlaufzeit mit dem anfänglichen Wert wird der Zielstellwert bei Zeitintervallen einer vorbestimmten Länge um einen Aufwärtsschritt oder um einen Abwärtsschritt geändert, wodurch, wenn in einem unmittelbar vorhergehenden Zeitintervall ein vorbestimmter Fehlerzustand entdeckt wurde, der Zielstellwert durch die Aufwärtsschrittgröße erhöht oder, wenn im unmittelbar vorhergehenden Zeitintervall der vorbestimmte Fehlerzustand nicht erfasst wurde, er um die Abwärtsschrittgröße verringert wird. Ein Setzen der Abwärtsschrittgröße bei einem anfänglichen Wert für den vorübergehenden Zustand basiert auf der vorbestimmten Blockzuweisungsgröße S, so dass die anfängliche Abwärtsschrittgröße auf einen Wert gesetzt wird, der mindestens so groß ist wie eine vorbestimmte Abwärtsschrittgröße für einen stabilen Betriebszustand. Wo die anfängliche Abwärtsschrittgröße größer als die vorbestimmte Abwärtsschrittgröße für den stabilen Betriebszustand ist, wird die Abwärtsschrittgröße um einen ausgewählten Betrag auf ein niedrigeres Niveau verringert, wenn ein vorbestimmter Fehlerzustand in einem unmittelbar vorhergehenden Zeitintervall erfasst wurde, bis die Abwärtsschrittgröße auf die vorbestimmten Abwärtsschrittgröße für den stabilen Stabilbetriebszustand verringert wurde.
Es ist eine empfangende drahtlose Sende/Empfangs-Einheit (Wireless Transmit Receive Unit / WTRU) zum Implementieren der Sendeleistungssteuerung für eine sendende WTRU vorgesehen, die Datensignale in einem Vorwärtskanal in Blockzuweisungen selektiver Größe einer vorbestimmten Größe S sendet, wobei die sendende WTRU so konfiguriert ist, dass sie Vorwärtskanal-Sendeleistungseinstellungen in Abhängigkeit von Zielstellwerten durchführt, die von der empfangenden WTRU berechnet wurden. Die empfangende WTRU weist Folgendes auf. Ein Empfänger empfängt eine Reihe von Blockzuweisungen von Datensignalen, die zeitlich beabstandet sind, von der WTRU auf dem Vorwärtskanal. Ein Prozessor ist so konfiguriert, dass er Zielstellwerte zum Implementieren von Vorwärtskanal-Sendeleistungseinstellungen in der sendenden WTRU auf der Grundlage der Erfassung vorbestimmter Fehlerzustände in der auf dem Vorwärtskanal empfangenen Datensignalen berechnet. Der Prozessor ist auch so konfiguriert, dass er Zielstellwerte in der Weise berechnet, dass für die Datensignale einer jeden Blockzuteilung ein anfänglicher Zielstellwert gesetzt wird und ein letzter Zielstellwert, der für jede Blockzuweisung von Daten berechnet wurde, gespeichert wird. Außerdem ist der Prozessor so konfiguriert, dass für die Datensignale einer jeden Blockzuweisung nach einer ersten Blockzuweisung der anfängliche Zielstellwert in Abhängigkeit vom gespeicherten letzten Zielstellwert, der für eine unmittelbar vorhergehende Blockzuweisung berechnet wurde, und einer zwischen Zuweisungen stattfindenden Einstellung zur zeitlichen Beabstandung von der unmittelbar vorhergehenden Blockzuweisung gesetzt wird. Nach einer Vorlaufzeit mit einem Anfangswert wird der Zielstellwert um eine Aufwärts- oder Abwärtsschrittgröße mit Zeitintervallen einer vorbestimmten Länge geändert, wodurch der Zielstellwert um die Aufwärtsschrittgröße erhöht wird, wenn ein vorbestimmter Fehlerzustand in einem unmittelbar vorhergehenden Zeitintervall erfasst wurde, oder der Zielstellwert um die Abwärtsschrittgröße verringert wird, wenn der vorbestimmte Fehlerzustand im unmittelbar vorhergehenden Zeitintervall nicht erfasst wurde. Die Abwärtsschrittgröße wird auf der Grundlage der vorbestimmten Blockzuweisungsgröße S auf einen Wert eines anfänglichen vorübergehenden Betriebszustands gesetzt, so dass die anfängliche Abwärtsschrittgröße auf einen Wert gesetzt wird, der mindestens so groß wie eine vorbestimmte Abwärtsschrittgröße für einen stabilen Stabilbetriebszustand ist; und, wenn die anfängliche Abwärtsschrittgröße größer als die vorbestimmte Abwärtsschrittgröße für den stabilen Stabilbetriebszustand ist, wird die Abwärtsschrittgröße um einen ausgewählten Betrag auf einen niedrigeren Wert verringert, wenn ein vorbestimmter Fehlerzustand in einem unmittelbar vorhergehenden Zeitintervall erfasst wurde, bis die Abwärtsschrittgröße auf die vorherbestimmten Abwärtsschrittgröße für den stabilen Stabilbetriebszustand verringert wurde.
Kurzbeschreibung der Zeichnung(en)
1 zeigt einen Überblick über eine Systemarchitektur eines herkömmlichen UMTS-Netzes.
2 ist ein Schaltplan eines herkömmlichen Leistungssteuerungssystems mit offenem Regelkreis für ein drahtloses Kommunikationssystem, das eine Außenregelkreis-Leistungssteuerung über einen Ziel-SIR-Stellwert implementiert.
3 ist ein Schaltplan eines herkömmlichen Leistungsregelungssystems mit geschlossenem Regelkreis für ein drahtloses Kommunikationssystem, das eine Außenregelkreis-Leistungssteuerung über einen Ziel-SIR-Stellwert implementiert.
4 veranschaulicht einen Plot von Ziel-SIR-Einstellungen, gemäß denen ein Sprungalgorithmus auf Abwärtsstrecken-OLPC anwendbar ist.
5 veranschaulicht einen Plot von Ziel-SIR-Einstellungen einer beispielhaften WTRU-Abwärtsstrecken-OLPC gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung.
6 veranschaulicht einen Plot von Ziel-SIR-Einstellungen einer beispielhaften WTRU-Abwärtsstrecken-OLPC mit einem komprimierten vorübergehenden Zustand gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung.
Die 7A – 7C sind ein Verfahrensfließdiagramm eines beispielhaften Abwärtsstrecken-OLPC-Algorithmus gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Fließdiagramm eines verbesserten OLPC-Algorithmus für NRT-Daten gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen)
Es folgt eine Beschreibung der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen, bei denen die gleichen Bezugszeichen durchwegs die gleichen Elemente repräsentieren. Die Begriffe Basisstation, drahtlose Sende/Empfangs-Einheit (Wireless Transmit/Receive Unit / WTRU) und mobile Einheit werden in ihrem allgemeinen Sinn verwendet. Der Begriff Basisstation, wie er hier gebraucht wird, ist zum Beispiel eine Basisstation, eine Node B, ein Site-Controller, ein Zugangspunkt oder ein anderes Schnittstellengerät in einer drahtlosen Umgebung, das einer WTRU einen drahtlosen Zugang zu einem Netz ermöglicht, dem die Basisstation zugeordnet ist, ist hierauf jedoch nicht eingeschränkt.
Der Begriff WTRU, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Benutzergerät (User Equipment / UE), eine mobile Station, eine stationäre oder mobile Teilnehmereinheit, ein Personenfunkrufgerät (Pager) oder einen beliebigen anderen Typ eines Geräts, das in einer drahtlosen Umgebung betrieben werden kann, ist hierauf jedoch nicht eingeschränkt. WTRUs sind zum Beispiel persönliche Kommunikationsgeräte, wie zum Beispiel Telephone, Videotelephone und internetfähige Telephone, die Netzwerkverbindungen aufweisen. Zusätzlich sind WTRUs zum Beispiel tragbare persönliche Rechnergeräte, wie zum Beispiel PDAs und Notebooks mit drahtlosen Modems, die eine ähnliche Netzwerkfähigkeit haben. WTRUs, die tragbar sind oder sonst nicht ortsfest sind, werden hier als mobile Einheiten bezeichnet.
Auch wenn die Ausführungsformen im Zusammenhang mit einem Breitband-Codemultiplex-Vielfachzugriffs(W-CDMA)-System des Third Generation Partnership Project (3GPP), die einen Zeitteilungs-Duplex-Modus verwenden, beschrieben sind, sind die Ausführungsformen auf ein beliebiges hybrides Codemultiplex-Vielfachzugriffs(CDMA)/Zeitmultiplex-Vielfachzugriffs(TDMA)-Kommunikationssystem anwendbar. Außerdem sind die Ausführungsformen auf CDMA-Systeme allgemein, wie zum Beispiel das vorgeschlagene Frequenzteilungs-Duplex (FDD) von 3GPP-W-CDMA, anwendbar.
Herkömmliche Leistungssteuerungsverfahren fürdrahtlose Systeme, wie zum Beispiel 3GPP, verwenden so genannte innere und äußere Regelkreise (Innen/Outer Loops). Das Leistungssteuerungssystem wird entweder als offen oder geschlossen bezeichnet, je nachdem, ob der innere Regelkreis offen oder geschlossen ist. Die äußeren Regelkreise beider Typen von Systemen sind geschlossene Regelkreise (Closed Loops).
Wesentliche Teile eines offenen Leistungsregelkreises, das eine "sendende" Kommunikationsstation 10 und eine "empfangende" Kommunikationsstation 30 aufweist, sind in 2 gezeigt. Beide Stationen 10, 30 sind Sendeempfänger. Typischerweise ist eine davon eine Basisstation, die in 3GPP als Node B bezeichnet wird, und die andere ein Typ von WTRU, die in 3GPP als Benutzergerät (User Equipment / UE) bezeichnet wird. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nur ausgewählte Komponenten gezeigt, und die Erfindung wird anhand eines bevorzugten 3GPP-Systems beschrieben, die Erfindung kann jedoch auch auf drahtlose Kommunikationssysteme allgemein angewendet werden, sogar auf solche Systeme, die eine Ad-hoc-Vernetzung durchführen, wo WTRUs untereinander kommunizieren. Die Leistungssteuerung ist zur Aufrechterhaltung der Qualität der Signalisierung für eine Vielzahl von Benutzern ohne die Erzeugung einer übergroßen Interferenz wichtig.
Die sendende Station 10 enthält einen Sender 11, der eine Datenleitung 12 hat, die ein zu sendendes Benutzerdatensignal transportiert. Das Benutzerdatensignal wird mit einem gewünschten Leistungspegel vorgesehen, der durch Anlegen einer Sendeleistungseinstellung von einem Ausgang 13 eines Prozessors 15 zum Einstellen des Sendeleistungspegels vorgesehen wird. Die Benutzerdaten werden von einem Antennensystem 14 des Senders 11 abgestrahlt.
Ein drahtloses Funksignal 20, das die gesendeten Daten enthält, wird von der Empfangsstation 30 über ein Empfangsantennensystem 31 empfangen. Das Empfangsantennensystem empfängt auch interferierende Funksignale 21, die sich auf die Qualität der empfangenen Daten auswirken. Die empfangende Station 30 enthält ein Interferenzleistungs-Messgerät 32, an das das empfangene Signal angelegt wird, wobei das Gerät 32 gemessene Interferenzleistungsdaten ausgibt. Die empfangende Station 30 enthält auch ein Datenqualitäts-Messgerät 34, in das das empfangende Signal ebenfalls eingespeist wird, wobei das Gerät 34 ein Datenqualitätssignal erzeugt. Das Datenqualitäts-Messgerät 34 ist mit einem Verarbeitungsgerät 36 gekoppelt, das die Signalqualitätsdaten empfängt und auf der Grundlage eines benutzerdefinierten Qualitätsstandardparameters, der über einen Eingang 37 empfangen wird, Ziel-Interferenzabstands(SIR)-Daten berechnet.
Die empfangende Station 30 enthält auch einen Sender 38, der mit dem Interferenzleistungs-Messgerät 32 und dem Ziel-SIR-Erzeugungsprozessor 36 verbunden ist. Der Sender 38 der empfangenden Station weist auch Eingänge 40, 41, 42 für Benutzerdaten, ein Referenzsignal bzw. Referenzsignal-Sendeleistungsdaten auf. Die empfangende Station 30 sendet ihre Benutzerdaten und die sich auf die Steuerung beziehenden Daten sowie ein Referenzsignal über ein entsprechendes Antennensystem 39.
Die sendende Station 10 enthält einen Empfänger 16 und ein entsprechendes Empfangsantennensystem 17. Der Empfänger 16 der sendenden Station empfängt das von der empfangenden Station 30 ausgesendete Funksignal, das die Benutzerdaten 44 der empfangenden Station und das Steuersignal sowie Daten 45, die von der empfangenden Station 30 erzeugt wurden, enthält.
Der Senderprozessor 15 der sendenden Station ist dem Empfänger 16 der sendenden Station zugeordnet, um eine Sendeleistungseinstellung zu berechnen. Der Sender 11 enthält auch ein Gerät 18 zum Messen einer empfangenden Referenzsignalleistung, wobei das Gerät 18 der Pfadverlust-Berechnungsschaltung 19 zugeordnet ist.
Zum Berechnen der Sendeleistungseinstellung empfängt der Prozessor 15 Daten von einer Ziel-SIR-Dateneingabe 22, welche die vom Ziel-SIR-Erzeugungsprozessor 36 der Empfangsstation erzeugten Ziel-SIR-Daten trägt, eine Interterenzleistungsdateneingabe 23, welche die vom Interterenzleistung-Messgerät 32 der empfangenden Station erzeugten Interferenzdaten trägt, und eine Pfadverlust-Dateneingabe 24, die ein Pfadverlustsignal trägt, das die Ausgabe der Pfadverlustberechnungsschaltung 19 ist. Das Pfadverlustsignal wird von der Pfadverlustberechnungsschaltung 19 aus Daten berechnet, die über eine Referenzsignal-Sendeleistungsdateneingabe 25, welche die Referenzsignalsendeleistungsdaten trägt, die von der empfangenden Station 30 stammen, sowie über eine gemessene Referenzsignalleistungseingabe 26 empfangen wurden, welche die Ausgabe des Referenzsignalleistungsmessgeräts 18 des Senders 11 trägt. Das Referenzsignalmessgerät 18 ist mit dem Empfänger 16 der sendenden Station verbunden, um die Leistung des Referenzsignals zu messen, das vom Sender 38 der empfangenden Station kommend empfangen wird. Die Pfadverlustberechnungsschaltung 19 bestimmt vorzugsweise den Pfadverlust auf der Grundlage der Differenz zwischen der bekannten Referenzleistungssignalstärke, welche durch die Eingabe 25 signalisiert wird, und der gemessenen empfangenen Leistungsstärke, welche durch die Eingabe 26 signalisiert wird.
Interterenzleistungsdaten, Referenzsignalleistungsdaten und Ziel-SIR-Werte werden an die sendende Station 10 mit einer Rate signalisiert, die beträchtlich unter der zeitvarianten Rate des Ausbreitungskanals und der Interferenz liegt. Die "Innenregelkreis" ist der Teil des Systems, der sich auf die gemessene Interferenz verlässt. Das System wird als offener Regelkreis ("offene Schleife" – Open Loop) betrachtet, da es keine Rückkopplung an den Algorithmus zu einer Rate gibt, die zur zeitvarianten Rate des Ausbreitungskanals und der Interferenz vergleichbar ist und anzeigt, wie gut die Schätzungen der mindestens erforderlichen Sendeleistung sind. Wenn sich der erforderliche Sendeleistungspegel abrupt ändert, kann das System nicht entsprechend reagieren, um die Leistungseinstellung rechtzeitig zu ändern.
Beim äußeren Regelkreis des offenen Leistungsregelkreises von 2 an der entfernten Empfängerstation 30 wird die Qualität der empfangenen Daten vom Messgerät 34 bewertet. Typische Stellwerte für digitale Datenqualität sind Bitfehlerrate und Blockfehlerrate. Eine Berechnung dieser Stellwerte erfordert ein Sammeln von Daten über Zeiträume, die beträchtlich länger als die Periode von zeitvariantem Ausbreitungskanal und Interferenz sind. Für einen beliebigen vorgegebenen Stellwert existiert ein theoretisches Verhältnis zwischen dem Stellwert und dem empfangenen SIR. Wenn genügend Daten im entfernten Empfänger gesammelt wurden, um den Stellwert zu bewerten, wird er berechnet und im Prozessor 36 mit dem erwünschten Stellwert (der eine gewünschte Dienstgüte/Quality of Service repräsentiert) verglichen, worauf dann ein aktualisierter Ziel-SIR ausgegeben wird. Der aktualisierte Ziel-SIR ist (theoretisch) derjenige Wert, der bei seiner Anwendung im inneren Regelkreis (Inner Loop) des Senders den gemessenen Stellwert dazu bringen würde, auf den gewünschten Wert zu konvergieren. Schließlich wird der aktualisierte Ziel-SIR über den Sender 38 der empfangenden Station und den Empfänger 16 der sendenden Station an den Sender 11 zur Verwendung in seinem inneren Regelkreis (Inner Loop) weitergeleitet. Die Aktualisierungsrate des Ziel-SIR wird durch die Zeit, die zum Sammeln der Qualitätsstatistik benötigt wird, sowie durch praktische Grenzen der Signalisierungsrate an den leistungsgesteuerten Sender eingeschränkt.
In 3 ist ein Kommunikationssystem mit einer sendenden Station 50 und einer empfangenden Station 70 gezeigt, das ein System mit geschlossenem Regelkreis verwendet.
Die sendende Station 50 enthält einen Sender 51, der eine Datenleitung 52 hat, die ein auszusendendes Benutzerdatensignal transportiert. Das Benutzerdatensignal wird mit einem gewünschten Leistungspegel versehen, der durch Anlegen einer Sendeleistungseinstellung von einem Ausgang 53 des Prozessors 55 zum Einstellen des Leistungspegels eingestellt wird. Die Benutzerdaten werden über ein Antennensystem 54 des Senders 51 ausgesendet.
Ein drahtloses Funksignal 60, das die gesendeten Daten enthält, wird von der empfangenden Station 70 über ein Empfangsantennensystem 71 empfangen. Das Empfangsantennensystem empfängt dabei auch interferierende Funksignale 61, die sich auf die Qualität der empfangenen Daten auswirken. Die empfangende Station 70 enthält ein Interferenzleistungsmessgerät 72, in das das empfangene Signal eingespeist wird, wobei das Gerät 72 gemessene SIR-Daten ausgibt. Die empfangende Station 70 enthält auch ein Datenqualitätsmessgerät 73, in das das empfangene Signal ebenfalls eingespeist wird, wobei das Gerät 73 ein Datenqualitätssignalerzeugt. Das Datenqualitätsmessgerät 73 ist mit einem Prozessor 74 verbunden, der das Datenqualitätssignalempfängt und auf der Grundlage eines benutzerdefinierten Qualitätsstandardsparameters, der über einen Eingang 75 empfangen wird, Ziel-Interferenzabstands(SIR)-Daten berechnet.
Ein Kombinierer 76, vorzugsweise ein Subtrahierer, vergleicht die vom Gerät 72 kommenden SIR-Daten mit den vom Prozessor 74 kommenden berechneten Ziel-SIR-Daten, vorzugsweise durch Subtrahieren, und gibt ein SIR-Fehlersignal aus. Das SIR-Fehlersignal vom Kombinierer 76 wird in eine Verarbeitungsschaltung 77 eingegeben, die auf dieser Grundlage Aufwärtsschritt/Abwärtsschritt-Befehle erzeugt.
Die empfangende Station 70 hat auch einen Sender 78, der mit der Verarbeitungsschaltung 77 verbunden ist. Der Sender 78 der empfangenden Station hat auch einen Eingang 80 für Benutzerdaten. Die empfangende Station 70 sendet ihre Benutzerdaten und die auf die Steuerung bezogenen Daten über ein entsprechendes Antennensystem 79.
Die sendende Station 50 hat einen Empfänger 56 und ein entsprechendes Empfangsantennensystem 57. Der Empfänger 56 der sendenden Station empfängt das von der empfangenden Station 70 gesendete Funksignal, das die Benutzerdaten 48 der empfangenen Station und die von der empfangenden Station erzeugten Steuerdaten 85 enthält.
Der Prozessor 55 des Senders der sendenden Station hat einen Eingang 58, der dem Empfänger 16 der sendenden Station zugeordnet ist. Der Prozessor 55 empfängt das Aufwärts/Abwärts-Befehlssignal über den Eingang 58 und berechnet auf dieser Grundlage die Sendeleistungseinstellungen.
Bezüglich des inneren Regelkreises des geschlossenen Leistungsregelkreissystems stellt der Sender 51 der sendenden Station seine Leistung auf der Grundlage von Aufwärts- und Abwärtsschritt-Befehlen ein, die von der entfernten empfangenden Station 70 mit einer hohen Rate erzeugt wurden. Bei der entfernten empfangenden Station 70 wird der SIR der empfangenen Daten durch das Messgerät 72 gemessen und durch einen Kombinierer 76 mit einem vom Prozessor 74 erzeugten Ziel-SIR-Wert verglichen. Der Ziel-SIR ist (theoretisch) derjenige Wert, der unter der Voraussetzung, dass die Daten mit diesem Wert empfangen werden, zu einer gewünschten Dienstgüte (Quality of Service) führt. Wenn der gemessene empfangene SIR kleiner als der Ziel-SIR ist, wird von der Verarbeitungsschaltung 77 über den Sender 78 der empfangenden Station und den Empfänger 56 der sendenden Station ein Abwärtsschritt-Befehl an den Sender 51 ausgegeben, ansonsten wird ein Aufwärtsschritt-Befehl gegeben. Das Leistungssteuerungssystem wird als System mit geschlossenem Regelkreis betrachtet, weil es für die Aufwärtsschritt- und Abwärtsschritt-Befehle eine Rückkopplung mit einer hohen Rate gibt, die in Echtzeit auf zeitvarianten Ausbreitungskanal und Interferenz reagieren kann. Wenn sich der erforderliche Sendeleistungspegel aufgrund zeitvarianter Interferenz und Ausbreitung ändert, reagiert er schnell und stellt die Sendeleistung entsprechend ein.
Bezüglich des äußeren Regelkreises des Systems mit geschlossenem Leistungsregelkreis wird die Qualität der empfangenen Daten in der empfangenden Station 70 durch das Messgerät 73 bewertet. Typische Stellwerte für digitale Datenqualität sind Bitfehlerrate und Blockfehlerrate. Eine Berechnung dieser Stellwerte erfordert ein Sammeln von Daten über Zeiträume, die beträchtlich länger sind, als die Periode von zeitvariantem Ausbreitungskanal und Interferenz. Für einen beliebigen vorgegebenen Stellwert existiert ein theoretisches Verhältnis zwischen dem Stellwert und dem empfangenen SIR. Wenn im entfernten Empfänger genügend Daten zum Bewerten des Stellwerts gesammelt wurden, wird er vom Prozessor 74 berechnet und mit dem gewünschten Stellwert (der eine gewünschte Dienstgüte/Quality of Service repräsentiert) verglichen, und dann wird ein aktualisierter Ziel-SIR ausgegeben. Der aktualisierte Ziel-SIR ist (theoretisch) derjenige Wert, der bei seiner Anwendung auf den Empfängeralgorithmus dazu führen würde, dass den gemessenen Stellwert auf den gewünschten Wert konvergiert. Der aktualisierte Ziel-SIR wird dann im inneren Regelkreis (Inner Loop) zum Bestimmen der Richtung der Aufwärtsschritt/Abwärtsschritt-Befehle verwendet, die zum Steuern der Leistung des Senders 51 an den Leistungsskalierungserzeugungsprozessor 55 der sendenden Station gesendet werden.
[0060] Zur Außenregelkreisleistungssteuerung wird unabhängig von ihrer Implementierung entweder in einem offenen Regelkreis, wie er in 2 gezeigt ist, oder einem geschlossenen Regelkreis, wie er in 3 gezeigt ist, ein anfänglicher Ziel-Stellwert, wie zum Beispiel der Ziel-SIR, gesetzt, der dann auf der Grundlage der Rückkopplung des äußeren Regelkreises erneut berechnet wird, die während einer drahtlosen Kommunikation erfolgt. Herkömmlicherweise wird die Einstellung des Ziel-Stellwerts unter der Verwendung eines Verfahrens mit fester Schrittgröße durchgeführt, bei dem festgelegte Aufwärtsschritt- und Abwärtsschritt-Inkremente zum Konvergieren auf ein gewünschtes Ziel verwendet werden.
Diese herkömmliche Lösung wird durch die vorliegende Erfindung zum Bestimmen des anfänglichen Ziel-SIR für NRT-Daten modifiziert. Zum Beispiel verwendet eine WTRU eines 3GPP-Systems am Beginn einer Funkverbindungseinrichtung oder einer Weiterreichung (Handover) die folgenden bedingten Schritte:

(1) Wenn die Dauer (oder TTI-Größe S) der ersten Temp-DCH-Zuweisung kürzer als ein Schwellenwert (z.B. ein vorbestimmtes Konvergenz-Zeitziel) ist, dann wird ein anfänglicher Ziel-SIR aus einer Anfangs-Abbildungs-Verweistabelle bezogen und durch einen Wert (z.B. 2*log₁₀(1/BLER)) versetzt. Der versetzte Wert wird auf der Grundlage der Varianz schwindender Kanalbedingungen bestimmt. Wenn zum Beispiel schwindende Kanalbedingungen in hohem Grade erratisch sind, dann wird der Versatzwert nach oben verstellt. Die Abwärtsstrecken-Außenregelkreis-Leistungssteuerung nimmt am anfänglichen Ziel-SIR keine Einstellungen vor (d.h., der Ziel-SIR für Temp-DCH wird auf einen anfänglichen Ziel-SIR festgelegt). Die Abwärtsstrecken-Innenregelkreis-Leistungssteuerung (ILPC) wird zum Ausgleichen eines schnellen Schwunds und einseitiger systematischer Fehler bzw. Messfehler normal betrieben. Allgemein erfolgen bei ILPC keine Ziel-SIR-Einstellungen.
(2) Wenn die Dauer der ersten Temp-DCH-Zuweisung länger als ein Schwellenwert (z.B. das vorbestimmte Konvergenzzeitziel) ist, dann wird ein anfänglicher Ziel-SIR aus einer Anfangs-Abbildungs-Verweistabelle erhalten, und die Abwärtsstrecken-Leistungssteuerung wird normal betrieben.
(3) Wenn die Veränderungen des Ziel-SIR (tatsächlich gemessener Ziel-SIR – anfänglicher Ziel-SIR von einer RNC) für vorhergehende Dienste verfügbar sind, wird ein anfänglicher Ziel-SIR für einen neuen Dienst mit dem Durchschnitt der Veränderungen des Ziel-SIR an Stelle der obigen Schritte (1) und (2) eingestellt. Hierbei wird von der erhöhten Genauigkeit profitiert, die durch die Außenregelkreis-Leistungssteuerung für vorhergehende Dienste erreicht wurde.

Nachdem der anfängliche Ziel-SIR gesetzt wurde, verwendet der Abwärtsstrecken-Außenregelkreis-Leistungssteuerungsvorgang einen "Sprung"-Algorithmus, der auf der Grundlage des Ergebnisses der CRC der Daten einen Ziel-SIR einstellt. 4 veranschaulicht grafisch die Verwendung eines gattungsbildenden Sprungalgorithmus. Bei der Ziel-SIR ist jeder Aufwärtsschritt und jeder Abwärtsschritt eine Einstellung mit relativ fester Schrittgröße, einmal am Beginn eines jeden TTI. Eine CRC wird vorzugsweise bei jedem TTI durchgeführt, und Abwärtsschritteinstellungen werden für jede CRC gemacht, die ohne Fehler ist, während bei Erfassung eines CRC-Fehlers eine Aufwärtsschritteinstellung durchgeführt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der grundlegende Sprungalgorithmus wie folgt repräsentiert. Wenn die CRC-Prüfung des k-ten Blockes keinen Fehler erfasst, dann target_SIR(k) = target_SIR(k–1) – SD (dB), Gleichung 1 sonst, wenn ein CRC-Fehler auftritt, dann target_SIR(k) = target_SIR(k–1) + SU (dB), Gleichung 2 wobei der Abwärtsschritt (Step Down / SD) und der Aufwärtsschritt (Step Up / SU) durch die folgenden Gleichungen berechnet werden: SD = SS * target_BLER Gleichung 3 SU = SS – SD Gleichung 4 wobei SS die Schrittgröße für die Einstellung zum Ziel-SIR ist, was im Zusammenhang mit den bevorzugten Schrittgrößenvariationen, die gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, weiter unten noch erörtert wird.
Bei der Abwärtsstrecken-Außenregelkreis-Leistungssteuerung gibt es allgemein drei Zustände: einen vorläufigen Innenregelkreis-Einschwingzustand (Settling State), einen vorübergehenden Zustand (Temporary State) und einen stabilen Zustand (Steady State). Ein Beispiel der Einstellungen zum Ziel-SIR während der unterschiedlichen Abwärtsstrecken-Außenregelkreis-Leistungssteuerungszuständen gemäß der Erfindung ist in 5 dargestellt. Ein Verfahren und ein System zum Einstellen der Abwärtsstrecken-Außenregelkreisleistung zum Steuern eines Ziel-SIR ist in der internationalen Anmeldung mit der Nummer PCT/US 03/28412, eingereicht am 10. September 2003, entsprechend der US-Patentanmeldung 10/659,673, eingereicht am 10. September 2003, die dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung gehört, beschrieben.
Wie in 5 gezeigt, wird der Ziel-SIR vorzugsweise während des gesamten Innenregelkreis-Einschwingzustands konstant gehalten. Im Innenregelkreis-Einschwingzustand korrigiert der Innenregelkreis-TPC-Algorithmus den anfänglichen systematischen Systemfehler und den Zufallsmessfehler, ohne dass dabei der anfängliche Ziel-SIR verändert wird.
Im vorübergehenden Zustand versucht der Außenregelkreis-Leistungssteuerungsalgorithmus, den anfänglichen Ziel-SIR-Fehler zu korrigieren, der durch eine fehlende Übereinstimmung des Kanalzustands zustande kommt. Anfänglich verwendet der Sprungalgorithmus im vorübergehenden Zustand vorzugsweise eine große Abwärtsschrittgröße zum schnellen Verringern des Ziel-SIR, d.h. er erzwingt, dass ein CRC-Fehler auftritt. Im stabilen Zustand versucht der Außenregelkreis-Leistungssteuerungsalgorithmus dadurch einen Ziel-SIR zu erhalten, dass eine relativ kleine Abwärtsschrittgröße verwendet wird. Ein Aspekt dieser beispielhaften WTRU-Abwärtsstrecken-OLPC ist der Übergang von einer relativ großen Schrittgröße, die anfänglich im vorübergehenden Zustand verwendet wird, zu einer kleineren Schrittgröße, die im stabilen Zustand verwendet wird. Ein weiterer Aspekt dieses Beispiels ist die Erhöhung der Schrittgröße im stabilen Zustand, wenn innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums kein CRC-Fehler auftritt.
Im vorübergehenden Zustand kann eine große anfängliche Schrittgröße SS_TS zum Beispiel auf der Grundlage der Ziel-BLER und einer Anzahl N_B von Transportblöcken pro TTI für den Referenztransportkanal RTrCH wie folgt berechnet werden: SSTS = 2 [log10(1/BLER_target)]/ NB (dB) Gleichung 5
Wo zum Beispiel BLER target = 10^–2 und N_B = 2 ist, dann ist SS_TS = 2. Dann sind durch die Anwendung der obigen Gleichungen 3 und 4 die Werte für den anfänglichen Abwärtsschritt und Aufwärtsschritt für den vorübergehenden Zustand SD_T, SU_T und SD_T = 0,02 und SU_T = (2–0,02) = 1,98.
Das Auftreten von CRC-Fehlern wird zum Auslösen einer Verringerung der Schrittgröße bis zu einem Punkt verwendet, wo die Schrittgröße des vorübergehenden Zustandes mit der Schrittgröße des stabilen Zustandes SS_ss konvergiert. Für dieses Beispiel wird der stabile Zustand SS_ss vorzugsweise wie folgt berechnet: SSss = 0,25 [log10(1/BLER_target)]/ NB (dB) Gleichung 6 Vorzugsweise wird, wenn während eines TTI im vorübergehenden Zustand ein CRC-Fehler auftritt, die Schrittgröße um 1/2 verringert. Die verringerte Schrittgröße wird dann auf den Sprungalgorithmus angewendet. Der Vorgang geht iterativ weiter, bis die neue Schrittgröße mit der Schrittgröße des stabilen Zustands konvergiert. Für das obige Beispiel tritt nach drei Iterationen eine Konvergenz auf, da SS_TS = 2^³ * SS_SS ist. Daher ist für jedes TTI mit einem CRC-Fehler während des vorübergehenden Zustands die nächste Schrittgröße vorzugsweise von der anfänglichen Schrittgröße SSr_TS durch 1/2ⁿ verringert, wobei n die Anzahl von TTIs seit dem Anfang des vorübergehenden Zustands ist, die mindestens einen CRC-Fehler enthielten, bis die neue Schrittgröße mit der Schrittgröße des stabilen Zustands konvergiert. Wenn eine Konvergenz auftritt, wird zum stabilen Zustand übergegangen, und es tritt keine weitere Verringerung der Schrittgröße auf.
5 gibt eine grafische Veranschaulichung des obigen Beispiels in der Praxis. Am ersten CRC-Fehler bei Punkt A wird der Ziel-SIR um die Hälfte eines Aufwärtsschrittes des vorübergehenden Zustands SU_T/2 vergrößert. Der CRC-Fehler verursacht auch eine Einstellung der Abwärtsschrittgröße; nachfolgende ohne CRC-Fehler empfangene Transportblöcke verursachen eine Verringerung des Ziel-SIR um SD_T/2. Wenn der nächste CRC-Fehler auftritt, wird die Aufwärtsschrittgröße auf SU_T/4 verringert, der Ziel-SIR wird um diesen Betrag erhöht und die Abwärtsschrittgröße wird auf SD_T/4 eingestellt. Dieser Algorithmus wird fortgeführt, bis die eingestellte Aufwärtsschrittgröße SU_T gleich der Aufwärtsschrittgröße des stabilen Zustands SU_S ist, die im in den 5 und 6 gezeigten Beispiel gleich SU_T/8 ist. An diesem Punkt wird zum stabilen Zustand übergegangen. Die Aufwärtsschrittund Abwärtsschrittgrößen werden bei SU_S bzw. SD_S fest eingestellt.
Die Konvergenz auf den stabilen Zustand kann sehr schnell erfolgen, wenn nach dem Eintreten in den vorübergehenden Zustand aufeinander folgende CRC-Fehler erfasst werden. 6 veranschaulicht dies für das obige Beispiel, wobei mehrere Transportblöcke mit CRC-Fehler empfangen werden, unmittelbar nachdem der vorübergehende Zustand eingetreten ist, was zu aufeinander folgenden Verringerungen um einen Aufwärtsschritt SU_T des Ziel-SIR des vorübergehenden Zustandes führt. Wie in 6 gezeigt, zeigt das anfängliche CRC-Ergebnis bei Punkt A einen Fehler an, was zu einem Aufwärtsschritt beim Ziel-SIR um SU_T/2 und einem Setzen der Abwärtsschrittgröße auf SD_T/2 führt. 6 veranschaulicht auch die Möglichkeit, bei der das erste CRC-Ergebnis nach einem Aufwärtsschritt einen Fehler anzeigt. In einem solchen Fall wird, wie bei Punkt B gezeigt, der Ziel-SIR noch einmal erhöht, jedoch um SU_T/4. Um mit dem Worst-Case-Szenario fortzufahren, geschieht im dritten TTI im vorübergehenden Zustand wiederum ein CRC-Fehler. Die nächste Ziel-SIR-Aufwärtsschritteinstellung wird dann zu SU_T/8. Da dieser Aufwärtsschritt gleich dem vorbestimmten Aufwärtsschritt SU_S des stabilen Zustands ist, endet an diesem Punkt der vorübergehende Zustand, und es beginnt der stabile Zustand. Der Ziel-SIR wird in der Folge um SU_S = SU_T/8 erhöht, und die Abwärtsschrittgröße wird auf SD_S = SD_T/8 gesetzt. Unabhängig davon, wann er geschieht, wird ein beliebiger CRC-Fehler einen Aufwärtsschritt beim Ziel-SIR um einen Betrag verursachen, der die Hälfte des vorhergehenden Aufwärtsschritts ist.
Nachdem in den stabilen Zustand eingetreten wurde, wird die Aufwärtsschritt-und Abwärtsschrittgröße allgemein bei SU_S bzw. SD_S gehalten. Typischerweise erzeugt dann, wenn es wenig Veränderungen in den Kommunikationsstellwerten gibt, der Stabilzustandsalgorithmus eine Reihe aufeinander folgender Aufwärtsschritt- und Abwärtsschrittbefehle in einem regelmäßigen Muster (das nicht gezeigt ist), wie das beim herkömmlichen Sprungalgorithmus der Fall ist. Wenn aufgrund von Veränderungen der Interferenz oder anderer Faktoren bei der Kommunikation jedoch abrupte Veränderungen der Betriebsbedingungen auftreten, kann es sein, dass die Anwendung des Stabilzustandsalgorithmus weniger wirkungsvoll ist. Daher wird der stabile Zustand von Zeit zu Zeit variiert, um auf sich schnell verändernde Bedingungen einzugehen.
Während des stabilen Zustands wird, wenn ein vorbestimmter Beobachtungszeitraum ohne Auftreten eines CRC-Fehlers verstrichen ist, die Abwärtsschrittgröße vorzugsweise automatisch erhöht. Zum Beispiel wird, wie in den 5 und 6 gezeigt, nach Verstreichen von acht TTIs ohne einen CRC-Fehler die Abwärtsschrittgröße zeitweise verdoppelt, so dass der achte und die nachfolgenden Abwärtsschritte den doppelten SD_S-Wert haben.
Vorzugsweise ist der Beobachtungszeitraum relativ lang, da davon ausgegangen wird, dass der Ziel-SIR der Konvergenz nahe ist. Vorzugsweise wird der Beobachtungszeitraum auf 5/BLER aufeinander folgender Transportblöcke gesetzt. Der Abwärtsschrittwert 2SD_S bleibt fest, bis ein CRC-Fehler auftritt, wo er dann wieder auf SD_S gesetzt wird. Dies verbessert die Konvergenzzeit, wenn eine plötzliche Verbesserung der Kanalbedingungen auftritt, die im Vergleich zum gewünschten Ziel-SIR zu einem übergroßen gemessenen SIR führt. Der stabile Zustand wird für die Lebensdauer der CCTrCH-Kommunikation fortgeführt, wobei dieser Typ der Einstellung vorzugsweise immer dann vorgenommen wird, wenn in einem Zeitinkrement, das gleich dem Beobachtungszeitraum ist, kein CRC-Fehler auftritt.
Alternativ dazu kann, wenn ein vorbestimmter Beobachtungszeitraum ohne Auftreten eines CRC-Fehlers verstreicht, der Vorgang zum vorübergehenden Zustand zurückkehren, um die Konvergenzzeit zu verkürzen, und kann dann wieder zum stabilen Zustand weitergehen, nachdem der Ziel-SIR in der gleichen Weise wie zuvor konvergiert. In einem solchen Fall würde beim obigen Beispiel der Abwärtsschrittwert von SD_S auf SD_TS, wie oben definiert, umschalten, und würde dann schrittweise auf den Stabilzustandswert verringert, wenn CRC-Fehler erfasst werden.
Für den Fall, wo für den RTrCH innerhalb eines CCTrCH mehr als ein Transportblock pro TTI empfangen wird (d.h. N_B > 1), wird der Ziel-SIR vorzugsweise wie folgt eingestellt: target_SIR = current target SIR + (SU * NE) – SD* (NB – NE) Gleichung 7 wobei N_E als die Anzahl von CRC-Fehlern pro TTI für den RTrCH definiert ist. Die Schrittgröße wird vorzugsweise jedoch nur ein Mal pro TTI am Beginn des TTI eingestellt, und nur dann, wenn mindestens ein CRC-Fehler im TTI vorhanden ist.
Der oben beschriebene Außenregelkreisalgorithmus wird vorzugsweise in einem Prozessor implementiert, der den Ziel-SIR berechnet, wie zum Beispiel im Prozessor 36 des in 2 gezeigten Systems mit offenem Regelkreis, und im Prozessor 74 des in 3 gezeigten Systems mit geschlossenem Regelkreis. Die Implementierung des Algorithmus bestimmt, ob ein CRC-Fehler in einem neuen TTI auftritt, stellt die Aufwärtsschritt- und Abwärtsschrittgröße entsprechend ein und wendet dann die Schritteinstellungen auf der Grundlage der einzelnen CRC-Ergebnisse an. Es sei zum Beispiel ein TTI mit vier Transportblöcken (d.h. N_B = 4) betrachtet, wobei drei der Transportblöcke einen CRC-Fehler enthalten. Wenn vor diesem TTI die Aufwärtsschrittgröße SU_T/2 und die Abwärtsschrittgröße SD_T/2 ist, stellt der Außenregelkreisalgorithmus die Schrittgrößen zuerst auf SU_T/4 und SD_T/4 ein und aktualisiert dann den Ziel-SIR entsprechend. Das resultierende Ergebnis ist, dass der eingestellte target_SIR = current_target_SIR + 3(SU_T/8) – (SD_T/8) ist.
Wenn bei einem 3GPP-System sowohl beim vorübergehenden als auch beim stabilen Zustand erneut der RTrCH ausgewählt wird (z.B. für Dienste mit variabler Bitrate) und die Ziel-BLER dieses neuen RTrCH sich von der alten unterscheidet, dann werden die SIR-Schrittgrößen auf der Grundlage der neuen Ziel-BLER erneut berechnet. Im stabilen Zustand wird auch der Beobachtungszeitraum aktualisiert, und die aktuelle Zählung von Blöcken ohne Fehler wird auf null zurückgesetzt. Im vorübergehenden Zustand wird zusätzlich zu der erneuten Berechnung der Schrittgrößen eine zusätzliche Einstellung vorgenommen, um die Konvergenz zu berücksichtigen, die in diesem Zustand schon geschehen sein kann. Mit anderen Worten werden nicht die anfänglichen Werte des Aufwärtsschritts (Step Up / SU) oder Abwärtsschritts (Step Down / SD) angewendet, sondern vielmehr die aktuelle Einstellung für erfasste CRC-Fehler angewendet. Wie zuvor wird die Bruchteil-Aufwärtsschritt- oder Abwärtsschrittgröße mit einem Faktor 1/2ⁿ berechnet, wobei n die Anzahl von TTIs seit dem Beginn des vorübergehenden Zustands ist, die mindestens einen CRC-Fehler enthielten. Wenn zum Beispiel vor der erneuten Auswahl des RTrCH die aktuelle Abwärtsschrittgröße SD_Told/4 ist, dann muss die Abwärtsschrittgröße unmittelbar nach der erneuten Auswahl von RTrCH auf SD_Tnew/4 und die Aufwärtsschrittgröße auf SU_Tnew/4 gesetzt werden.
In den 7A – 7C ist ein Fließdiagramm zum Implementieren des bevorzugten Algorithmus für eine Abwärtsstrecken-Außenregelkreis-Leistungssteuerung in einem 3GPP-System gegeben. In 7A repräsentiert Schritt 300 bevorzugte Vorgänge während des Innenregelkreis-Einschwingzustands. In Schritt 302 werden die Parameter für die Innenregelkreis-Einschwingzeit, die Schrittgröße SS_TS für den vorübergehenden Zustand, die Schrittgröße SS_SS für den stabilen Zustand und die TTI-Zählung initialisiert. Die Innenregelkreis-Einschwingzeit wird vorzugsweise auf 100 ms gesetzt. Die Werte für die Schrittgröße SS_TS des vorübergehenden Zustands und die Schrittgröße SS_SS für den stabilen Zustand werden gemäß der obigen Gleichungen 6 bzw. 7 initialisiert. Der Wert für die TTI-Zählung wird auf null (0) gesetzt.
In Schritt 304 wird ein Vergleich zwischen dem Produkt (TTI-Zählung * TTI-Länge) und der Innenregelkreis-Einschwingzeit vorgenommen. Wenn das Produkt größer als die Innenregelkreis-Einschwingzeit ist, dann ist der Einschwingzustand abgeschlossen, und der Leistungssteuerungsalgorithmus geht zum vorübergehenden Zustand weiter. Wenn dies nicht der Fall ist, wird im Schritt 306 die TTI-Zählung um eins (1) inkrementiert, und der Einschwingzustand kehrt zu Schritt 304 für einen weiteren Vergleich zurück. Auf diese Weise stellt der Algorithmus im Schritt 300 sicher, dass genug TTIs verstrichen sind, um es der Innenregelkreis-Leistungssteuerung zu erlauben, den anfänglichen Systemfehler und den Zufallsmessfehler zu korrigieren.
In 7B repräsentiert Schritt 307 bevorzugte Vorgänge zur Abwärtsstrecken-Außenregelkreis-Leistungssteuerung, die während des vorübergehenden Zustands erfolgen. Schritt 308 wird durch eine Bejahung von Schritt 304 aus dem Teil des Fließdiagramms von 7A initialisiert. In Schritt 308 werden die Parameter des vorübergehenden Zustands initialisiert. Die Schrittgröße wird gemäß 5 vorzugsweise auf SS_TS gesetzt, der Abwärtsschritt des vorübergehenden Zustands ist die Schrittgröße, multipliziert mit dem BLER-Wert (d.h. SD_T = BLER * SS_TS), und der Aufwärtsschritt des vorübergehenden Zustands SU_T ist die Differenz zwischen der Schrittgröße SS_Ts und dem Abwärtsschrittwert SD_TS (d.h. SU_T = SS_TS – SD_T).
In Schritt 310 wird ein Vergleich zwischen der Schrittgröße SS_TS und der Schrittgröße SS_SS des stabilen Zustands vorgenommen. Der anfängliche Wert für SS_TS ist gemäß Gleichung 6 wie in Schritt 302 bestimmt. In Schritt 310 wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob die Schrittgröße SS_TS größer als die Schrittgröße SS_SS des stabilen Zustands ist. Wenn nicht, ist der vorübergehende Zustand abgeschlossen, und der Algorithmus geht zu Schritt 320 im Teil des Fließdiagramms von 7C weiter. Wenn die Entscheidung positiv ausfällt, geht das Verfahren weiter zu Schritt 312, wo überprüft wird, ob die N_E-Zahl von TTI-CRC-Fehlern mindestens eins ist. Wenn dies nicht so ist, geht das Verfahren weiter zu Schritt 318, wo der Ziel-SIR gemäß der folgenden Gleichung verringert wird: target_SIR = current target SIR – SDT*NB Gleichung 8
In Schritt 318 wird der Ziel-SIR auf mindestens einen Minimalwert MIN_DL_SIR gesetzt. Das heißt, wenn der Ziel-SIR kleiner als ein vorbestimmter Wert MIN_DL_SIR ist, wird der Ziel-SIR gleich dem Minimalwert gesetzt. Nachdem der Schritt 318 abgeschlossen ist, kehrt der Vorgang mit dem neuerdings verringerten Ziel-SIR zu Schritt 310 zurück.
Wenn wieder bei Schritt 312 mindestens ein CRC-Fehler für das aktuelle TTI erfasst wurde, werden die Parameter für die Schrittgröße SS_TS, Aufwärtsschritt SU_T und Abwärtsschritt SD_T in Schritt 314 wie folgt eingestellt. Die Schrittgröße SS_TS des vorübergehenden Zustands wird auf die Hälfte des aktuellen Werts von SS_TS gesetzt. Die Werte für den Aufwärtsschritt SU_T und den Abwärtsschritt SD_T werden gemäß dem neuen Wert der Schrittgröße SS_TS für den vorübergehenden Zustand gemäß den Gleichungen 3 und 4 eingestellt.
In Schritt 316 wird der Ziel-SIR gemäß der folgenden Gleichung erhöht: target_SIR = current_target_SIR+(SUT*NE) – SDT(NB-NE) Gleichung 9
Der neue Ziel-SIR-Wert wird dahingehend überprüft, ob er nicht größer als ein vorbestimmter Maximalwert MAX DL SIR ist. Wenn der neue Ziel-SIR sich als größer als dieser Maximalwert herausstellt, wird der neue Ziel-SIR auf den Maximalwert MAX DL SIR gesetzt. Der vorübergehende Zustand wird durch eine Rückkehr zu Schritt 310 und eine Wiederholung des Zyklus fortgeführt, bis in Schritt 310 die Schrittgröße des vorübergehenden Zustands größer als die Schrittgröße des stabilen Zustands wird.
In 7C repräsentiert der Schritt 319 bevorzugte Vorgänge für den Teil des stabilen Zustands der Abwärtsstrecken-Außenregelkreis-Leistungssteuerung. In Schritt320 werden für den stabilen Zustand Parameter eingestellt, einschließlich der SIR-Schrittgröße und des Aufwärtsschrittwerts SU_S des stabilen Zustands. Die SIR-Schrittgröße wird auf die Schrittgröße SS_SS des stabilen Zustands gesetzt, die in Schritt 302 bestimmt wurde. Der Aufwärtsschrittwert SU_S wird gemäß Gleichung 3 unter der Verwendung der Schrittgröße SS_SS des stabilen Zustands berechnet. In Schritt 322 wird ein Beobachtungszeitraum dahingehend überprüft, ob er größer oder gleich 5/BLER ist. Anfänglich wird der Beobachtungszeitraum kleiner als 5/BLER sein, wobei in diesem Fall Schritt 324 an einer Stelle beginnt, wo der Abwärtsschrittwert SD_S gleich BLER * SS_SS ist.
In Schritt 328 wird eine Überprüfung durchgeführt, ob mindestens ein CRC-Fehler für das TTI erfasst wird. Wenn das so ist, beginnt Schritt 330, wo der Ziel-SIR wie folgt erhöht wird: target_SIR = current target SIR+(SUS*NE) – SDS(NE-NE) Gleichung 10
sDer Beobachtungszeitraum wird aufgrund der Erfassung eines CRC-Fehlers auf null zurückgesetzt. Wenn der neue Ziel-SIR größer als der Wert MAX DL SIR ist, wird ein neuer Ziel-SIR auf den Maximalwert MAX_DL SIR gesetzt. Ansonsten bleibt der Ziel-SIR beim durch Gleichung 10 berechneten Wert. Der Vorgang kehrt zu Schritt 322 zurück, um den Beobachtungszeitraum zu überprüfen. Wenn der Beobachtungszeitraum größer oder gleich 5/BLER geworden ist, beginnt Schritt 326, wo der Abwärtsschrittwert SD_S verdoppelt wird. Dann geht der Vorgang zu Schritt 328 weiter, um nach CRC-Fehlern zu suchen. Wenn kein CRC-Fehler entdeckt wird, beginnt Schritt 332, bei dem der Ziel-SIR gemäß der folgenden Gleichung verringert wird. target_SIR = current target SIR-(SDS*NE) Gleichung 11
sWenn dieser neue Ziel-SIR-Wert kleiner als ein Minimalwert MIN DL SIR ist, wird der neue Ziel-SIR auf den Minimalwert MIN DL SIR gesetzt. Ansonsten bleibt er beim berechneten Wert. Nach Schritt 332 kehrt der Algorithmus 319 zu Schritt 322 zurück, und der Algorithmus 319 wird dann wiederholt, bis CCTrCH inaktiv wird.
Das Folgende fasst insbesondere für NRT-Datenübertragungen über Temp_DCH-Zuweisungen den bevorzugten Vorgang für Temp DCH-Zuweisungen nach der ersten zusammen. Der anfängliche Ziel-SIR wird vom letzten Ziel-SIR übernommen, der von der vorhergehenden Temp-DCH-Zuweisung übrig blieb. Dieser anfängliche Ziel-SIR-Wert bekommt eine Obergrenze durch den anfänglichen Ziel-SIR (aus der anfänglichen Abbildungs-Nachschlagstabelle) plus einem Obergrenzenabstand, und eine Untergrenze durch den anfänglichen Ziel-SIR (aus der anfänglichen Abbildungs-Nachschlagstabelle) minus einem unteren Grenzabstand. Der anfängliche Ziel-SIR wird auch auf der Grundlage der Datenrate und der erforderlichen BLER einer neuen Temp-DCH-Zuweisung eingestellt. Wenn die zwischen der Ankunft liegende Zeit der Temp-DCH-Zuweisungsanforderung zu lang (z.B. 10 Sekunden) ist, dann wird eine lineare Kombination des anfänglichen Ziel-SIR aus einer RNC-Nachschlagstabelle und dem eingegrenzten Ziel-SIR aus der vorhergehenden Temp-DCH-Zuweisung mit entsprechenden Gewichten (d.h. zur Berücksichtigung der zwischen der Ankunft liegenden Zeit mit einem Faktor versehen) verwendet. Nachdem schließlich der anfängliche Ziel-SIR für eine vorgegebene Temp-DCH-Zuweisung einschließlich der oben beschriebenen Einstellungen bestimmt wurde, darf der Ziel-SIR-Wert um einen bestimmen Abstand diesen anfänglichen Ziel-SIR-Wert während des Außenregelkreis-Leistungssteuerungsbetriebs für diese Temp-DCH-Zuweisung nicht über- bzw. unterschreiten.
In 8 ist ein Fließdiagramm zum Implementieren eines Algorithmus 500 mit einer Verbesserung der Abwärtsstrecken-Außenregelkreis-Leistungssteuerung, insbesondere für NRT-Datenzuweisungen für Temp-DCH unter der Verwendung einer SIR-Historie gezeigt. Das Verfahren führt zu einer Auswahl einer anfänglichen Schrittgröße für den vorübergehenden Zustand für einen oben beschriebenen Sprungalgorithmus, jedoch auf der Grundlage der Dauer der Temp-DCH-Zuweisung. Schritt 501 liefert bevorzugte Vorgänge zum Erzeugen eines eingestellten anfänglichen Ziel-SIR für jede Temp-DCH-Zuweisung.
In Schritt 502 wird ein anfänglicher Ziel-SIR durch die Verwendung des modifizierten herkömmlichen Verfahrens ausgewählt, wie oben für den Beginn einer Funkverbindungseinrichtung für ein WTRU oder bei jeder Weiterreichung beschrieben. In Schritt 503 wird der Temp-DCH dahingehend überprüft, ob es sich um eine erste Zuweisung, d.h. den Beginn einer Funkverbindungseinrichtung für eine WTRU oder eine Welterreichung, handelt. Wenn das so ist, initialisiert Schritt 504 einen Parameter alpha auf null. Wenn das nicht der Fall ist, geht der Algorithmus 500 direkt zu Schritt 505 weiter, wo ein neuer anfänglicher Ziel-SIR für diese Temp-DCH-Zuweisung durch die folgende Gleichung eingestellt wird, um die zwischen der Ankunft liegende Zeit zwischen Zuweisungen auszugleichen: target_SIR(j)=(alpha)*(target_SIR(j–1))+(1–alpha)*(initial_target_SIR) Gleichung 12 wobei j die aktuelle Temp-DCH-Zuweisung, target SIR(j–1) der letzte Ziel-SIR der vorhergehenden Temp-DCH-Zuweisung und initial target SIR der anfängliche Ziel-SIR ist, der aus der Abbildungs-Nachschlagstabelle bestimmt wurde. Der Faktor alpha ist ein Vergessensfaktor, um die Zwischen-Ankunft-Zeit zwischen dem Beginn der aktuellen Temp-DCH-Zuweisung und dem Ende der vorhergehenden Temp-DCH-Zuweisung zu berücksichtigen (z.B. alpha = exp(–T/10) für eine Zwischen-Ankunfts-Zeit T).
In Schritt 506 werden gemäß den Werten MIN_DL SIR und MAX_DL SIR Ober- bzw. Untergrenzenprüfungen für den berechneten Ziel-SIR durchgeführt. Wenn der Wert target SIR größer als ein vorbestimmter Maximalwert MAX DL SIR ist, dann wird der Ziel-SIR-Wert an Stelle des berechneten Werts auf diesen Maximalwert gesetzt. Wenn andererseits target SIR kleiner als der vorbestimmte Minimalwert MIN DL SIR ist, dann wird der Ziel-SIR-Wert auf diesen Minimalwert und nicht auf den berechneten Wert gesetzt. In Schritt 507 wird der Ziel-SIR auf der Grundlage der Datenrate eingestellt.
Als Nächstes wird in Schritt 508 auf der Grundlage der Dauer der Temp-DCH-Zuweisung die anfängliche Schrittgröße für den vorübergehenden Zustand bestimmt. Die RNC sendet die Temp-DCH-Zuweisungsdauerinformation codiert im Kopfteil des NRT-Datenbursts, vorzugsweise unter Angabe der Anzahl von TTIs. Die WTRU empfängt und decodiert die Temp-DCH-Zuweisungsdauer demgemäß. Schritt 508 entspricht Schritt 308 von 7B, ist jedoch zur Temp-DCH-Verarbeitung modifiziert. Die folgenden Schrittgrößen-Auswahlvorgänge sind anhand bevorzugter Bereiche für Temp-DCH-Zuweisungen beschrieben. Wenn die Dauer einer Temp-DCH-Zuweisung geringer als 100 TTIs (bei 90 bis 95% in der kumulativen Dichtefunktion) ist, ist die anfängliche Schrittgröße für den vorübergehenden Zustand gleich der Schrittgröße für den stabilen Zustand (d.h. SIR_step_size_TS = SIR_step_size_SS).
Wenn die Dauer einer Temp-DCH-Zuweisung zwischen 100 und 200 TTIs ist, dann ist die anfängliche vorübergehende Schrittgröße gleich zwei Mal der Schrittgröße für den stabilen Zustand (d.h. SIR_step_size_TS = 2 SIR_step_size_SS), und die Außenregelkreis-Leistungssteuerung geht nach dem Auftreten eines CRC-Fehlers vom vorübergehenden Zustand in den stabilen Zustand über.
Wenn die Dauer einer Temp-DCH-Zuweisung zwischen 200 und 400 TTIs ist, dann ist SIR_step_size_TS = 4 SIR_step_size_SS, und die Außenregelkreis-Leistungssteuerung geht nach dem Auftreten von zwei CRC-Fehlern vom vorübergehenden Zustand in den stabilen Zustand über.
Wenn schließlich die Dauer einer Temp-DCH-Zuweisung größer als 400 TTIs ist, dann ist SIR_step_size_TS = 8 SIR_step_size_SS, was gleich der anfänglichen vorübergehenden RT-Schrittgröße ist. Die Außenregelkreis-Leistungssteuerung geht nach dem Auftreten von drei CRC-Fehlern vom vorübergehenden Zustand in den stabilen Zustand über, wo das oben beschriebene Beispiel implementiert wird.
Nach Schritt 508 startet die Außenregelkreis-Leistungssteuerung für die aktuelle Temp-DCH-Zuweisung in Schritt 509 gemäß der verbesserten Außenregelkreis-Leistungssteuerung der 7B – 7C.
Der Algorithmus 500 wird mit jeder neuen Temp-DCH-Zuweisung wiederholt.
Es wird darauf hingewiesen, dass sich die obige Beschreibung zwar auf NRT-Daten als ein Beispiel bezieht, doch ist die Erfindung auch auf RT anwendbar, wenn es von relativ kurzer Dauer ist. Außerdem wird darauf hingewiesen, dass die Parameter Temp-DCH-Dauer, Ziel-SIR-Abstände und Zwischen-Ankunfts-Zeit von Temp-DCH-Zuweisungsanforderungen zum Erzielen einer besseren Leistung variiert werden können.
Vorzugsweise werden die Komponenten, welche den in 5 – 8 veranschaulichten Algorithmus implementieren, auf einer einzigen integrierten Schaltung implementiert, wie zum Beispiel einer applikationsspezifischen integrierten Schaltung (Application Specific Integrated Circuit / ASIC). Teile des Algorithmus können jedoch auch leicht auf mehreren getrennten integrierten Schaltungen implementiert werden.
Die vorhergehende Beschreibung bezieht sich auf eine Außenregelkreis-Leistungssteuerung im Kontext eines 3GPP-Systems lediglich als ein Beispiel und nicht als Einschränkung. Die Erfindung ist auch auf andere Systeme drahtloser Kommunikation einschließlich GSM, 2G, 2.5G oder einen beliebigen anderen Typ drahtloser Kommunikationssysteme anwendbar, wo ein Äquivalent einer Außenregelkreis-Leistungssteuerung implementiert wird. Andere Variationen und Modifikationen, die mit der Erfindung übereinstimmen, werden vom Durchschnittsfachmann erkannt werden.

Claims

Empfangende drahtlose Sende/Empfangseinheit (Wireless Transmit Receive Unit / WTRU) zum Implementieren einer Sendeleistungssteuerung für eine sendende WTRU, die Datensignale in einem Abwärtsstreckenkanal in Blockzuweisungen einer vorbestimmten Anzahl von Sendezeitintervallen (Transmission Time Intervals / TTIs) sendet, wobei die sendende WTRU so konfiguriert ist, dass sie Abwärtsstreckenkanal-Sendeleistungseinstellungen in Abhängigkeit von Ziel-Interferenzabständen (Signal to Interference Ratios / SIRs) vornimmt, die durch die empfangende WTRU berechnet wurden, wobei die empfangende WTRU aufweist: – einen Empfänger, der zum Empfangen einer Reihe von Blockzuweisungen von Datensignalen, die zeitlich beabstandet sind, von der WTRU auf einem Abwärtsstreckenkanal konfiguriert ist; – einen Prozessor zum Berechnen von Ziel-SIRs zum Implementieren von Abwärtsstreckenkanal-Sendeleistungseinstellungen in der sendenden WTRU auf der Grundlage der Erfassung vorbestimmter zyklischer Redundanzprüfungs-(Cyclic Redundancy Check / CRC)-Fehlerbedingungen in den auf dem Abwärtsstreckenkanal empfangenen Datensignalen; und – wobei der Prozessor so konfiguriert ist, dass er Ziel-SIRs so berechnet, dass: – für die Datensignale einer jeden Blockzuweisung ein anfänglicher Ziel-SIR gesetzt wird und ein letzter Ziel-SIR, der für jede Blockzuweisung von Daten berechnet wird, gespeichert wird; und – für die Datensignale einer jeden Blockzuweisung nach einer ersten Blockzuweisung der anfängliche Ziel-SIR in Abhängigkeit vom gespeicherten letzten Ziel-SIR gesetzt wird, der für eine unmittelbar vorhergehende Blockzuweisung berechnet wurde, und eine Zwischen-Zuweisungs-Einstellung auf dem Zeitabstand von der unmittelbar vorhergehenden Blockzuweisung beruht.
Erfindung nach Anspruch 1, bei der jede Blockzuweisung eine vorbestimmte TTI-Größe S hat, wobei der Prozessor weiter so konfiguriert ist, dass er Ziel-SIRs so berechnet, dass: – nach einem Vorlaufzeitraum mit dem anfänglichen Ziel-SIR der Ziel-SIR um eine Aufwärtsschritt- oder Abwärtsschrittgröße in Zeitintervallen einer vorbestimmten Länge geändert wird, wobei der Ziel-SIR um die Aufwärtsschrittgröße vergrößert wird, wenn in einem unmittelbar vorhergehenden Zeitintervall eine vorbestimmte CRC-Fehlerbedingung erfasst wurde, oder der Ziel-SIR um die Abwärtsschrittgröße verringert wird, wenn die vorbestimmte CRC-Fehlerbedingung im unmittelbar vorhergehenden Zeitintervall nicht erfasst wurde; – die Abwärtsschrittgröße auf der Grundlage der vorbestimmten Blockzuweisungsgröße S auf einen anfänglichen Wert für den vorübergehenden Zustand gesetzt wird, so dass die anfängliche Abwärtsschrittgröße auf einen Wert gesetzt wird, der mindestens so groß wie eine vorbestimmte Abwärtsschrittgröße für einen stabilen Stabilitätszustandswert ist; und – wenn die anfängliche Abwärtsschrittgröße größer als die vorbestimmte Abwärtsschrittgröße für den stabilen Stabilitätszustandswert ist, die Abwärtsschrittgröße um einen vorbestimmten Betrag auf einen niedrigeren Wert verringert wird, wenn in einem unmittelbar vorhergehenden Zeitintervall eine vorbestimmte RC-Fehlerbedingung erfasst wurde, bis die Abwärtsschrittgröße auf die vorbestimmte Abwärtsschrittgröße für den stabilen Stabilitätszustandswert verringert wurde.
Erfindung nach Anspruch 1, bei der der Prozessor weiter so konfiguriert ist, dass er Ziel-SIRs so berechnet, dass die Aufwärtsschrittgröße für jeden Wert in einem definierten Verhältnis zur Abwärtsschrittgröße steht.
Erfindung nach Anspruch 3, bei der der Prozessor so konfiguriert ist, dass er Ziel-SIRs so berechnet, dass die Aufwärtsschrittgrößen beträchtlich größer als entsprechende Abwärtsschrittgrößen sind, die anfängliche Abwärtsschrittgröße des vorübergehenden Zustands ein Faktor 2ⁿ der vorbestimmten Abwärtsschrittgröße des stabilen Stabilitätszustandswerts ist, wobei n eine nicht negative ganze Zahl ist und wobei, wenn die Abwärtsschrittgröße verringert wird, die Verringerung um einen Faktor 1/2 ist.
Erfindung nach Anspruch 4, bei der der Prozessor weiter so konfiguriert ist, dass er Ziel-SIRs so berechnet, dass die Aufwärtsschritt- und Abwärtsschrittgrößen um einen Faktor 2 erhöht werden, wenn in einer vorbestimmten Anzahl von Zeitintervallen keine vorbestimmte Fehlerbedingung erfasst wurde, während die Abwärtsschrittgröße auf einen stabilen Wert gesetzt wird.
Erfindung nach Anspruch 4, bei der der Prozessor weiter so konfiguriert ist, dass er Ziel-SIRs so berechnet, dass die anfängliche Abwärtsschrittgröße so gesetzt wird, dass n=0 für S < 100 TTIs, n=1 für 100 TTIs ≤ S < 200 TTIs, n=2 für 200 TTIs ≤ S < 400 TTIs und n=3 für S ≥ 400 TTIs ist.
Erfindung nach Anspruch 6, bei der die empfangende WTRU als ein Benutzergerät (User Equipment / UE) zur Verwendung in einem Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) ist.
Erfindung nach Anspruch 3, bei der eine Sendeleistungssteuerung mit geschlossener Regelschleife für die sendende WTRU implementiert ist, wobei der Prozessor der empfangenden WTRU weiter so konfiguriert ist, dass er Leistungsschrittbefehle in Abhängigkeit von den berechneten Ziel-SIRs erzeugt, und die empfangende WTRU weiter einen Sender umfasst, der zum Senden der Leistungsschrittbefehle auf einem Aufwärtsstreckenkanal an die sendende WTRU konfiguriert ist.
Erfindung nach Anspruch 1, bei der die Zwischen-Zuweisungs-Einstellung durch (alpha*previous_target_SIR)+((1–alpha)*initial_target_SIR)) bestimmt wird, wobei alpha ein Vergessensfaktor zum Ausgleichen einer Zwischen-Zuweisungs-Zeit, die länger als erwartet ist, previous target SIR der Zielstellwert für die vorhergehende Blockzuweisung und initial target SIR der erste Zielstellwert ist.
Erfindung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor weiter so konfiguriert ist, dass er eine Ober- bzw. Untergrenzenprüfung zum Setzen des anfänglichen Ziel-SIR durchführt, wobei die Obergrenze ein erster vorbestimmter Wert ist, der zum Anfangswert addiert wird, und die Untergrenze ein zweiter vorbestimmter Wert ist, der vom Anfangswert subtrahiert wird.
Erfindung nach Anspruch 1, bei der der Prozessor weiter so konfiguriert ist, dass er den anfänglichen Ziel-SIR auf der Grundlage der Datenrate einstellt.