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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Mobilfunkkommunikationssysteme
und im Besonderen so genannte Codemultiplexzugriff-Systeme, die
auch als CDMA-Systeme (für
englisch "Code Division
Multiple Access")
bezeichnet werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist insbesondere auf die so genannten Systeme
der dritten Generation anwendbar, wie beispielsweise insbesondere
das UMTS-System (für "Universal Mobile
Telecommunications System").
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Grundsätzlich besteht
bei diesen Systemen eines der Ziele darin, die Leistungen zu erhöhen, das heißt insbesondere,
die Kapazität
zu erhöhen und/oder
die Dienstgüte
zu verbessern.
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Eine
häufig
eingesetzte Technik ist die so genannte Leistungssteuerungstechnik
und insbesondere die Leistungssteuerungstechnik in einem geschlossenen
Regelkreis (oder auf Englisch "Closed Loop
Power Control").
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Das
Ziel der Closed-Loop-Leistungssteuerung besteht darin, für jede Verbindung
zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation einen für die Übertragungsqualität auf dieser
Verbindung repräsentativen
Parameter (wie zum Beispiel den Störabstand oder SIR für englisch "Signal-to-Interference Ratio") so nahe wie möglich an
einem Zielwert zu halten. Zum Beispiel schätzt in der Downlink-Richtung (das heißt, von
der Basisstation zur Mobilstation) die Mobilstation in regelmäßigen zeitlichen
Abständen den
SIR und vergleicht den geschätzten
SIR mit dem SIR-Zielwert (oder englisch "Target SIR"). Wenn der geschätzte SIR unter dem Ziel-SIR
liegt, fordert die Mobilstation die Basisstation auf, ihre Sendeleistung zu
erhöhen.
Wenn dagegen der geschätzte
SIR höher
als der Ziel-SIR ist, fordert die Mobilstation die Basisstation
auf, ihre Sendeleistung zu verringern.
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Der
SIR-Zielwert ist ein wichtiger Parameter in diesen Systemen. Wenn
nämlich
das SIR-Ziel auf einen höheren
Wert als den notwendigen Wert festgelegt wird, wird der Störpegel in
dem System unnötigerweise
vergrößert und
die Leistungen des Systems werden folglich unnötigerweise verschlechtert; wenn
umgekehrt das SIR-Ziel
auf einen kleineren als den notwendigen Wert festgelegt wird, wird
die Dienstgüte
für die
betrachtete Verbindung verschlechtert.
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Der
SIR-Zielwert wird im Allgemeinen in Abhängigkeit von der geforderten
Dienstgüte
gewählt und
häufig
durch einen so genannten Algorithmus der äußeren Schleife (im Gegensatz
zum vorhergehenden Algorithmus, der auch als Algorithmus der inneren
Schleife bezeichnet wird) abgeglichen. Das Prinzip des Algorithmus
der äußeren Schleife
besteht darin, regelmäßig die
Dienstgüte
zu schätzen
und die geschätzte
Dienstgüte
mit der geforderten Dienstgüte
zu vergleichen. Die Dienstgüte
wird im Allgemeinen durch eine Bitfehlerrate (oder BER für englisch "Bit Error Rate") oder durch eine
Rahmenfehlerrate (oder FER für
englisch "Frame
Error Rate) für Sprachdienste
oder auch durch eine Blockfehlerrate (oder BIER für englisch "Block Error Rate") für paketvermittelte
Datendienste dargestellt. Wenn die geschätzte Dienstgüte unter
der geforderten Dienstgüte liegt,
wird das SIR-Ziel erhöht,
andernfalls wird das SIR-Ziel verringert.
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Im
Gegensatz zum Algorithmus der inneren Schleife, der schnell sein
muss, damit er den Änderungen
des SIR möglichst
schnell folgen kann, muss der Algorithmus der äußeren Schleife langsamer sein,
denn die Qualität
muss über
einen bestimmten Zeitraum gemittelt werden, um eine zuverlässige Schätzung zu
erhalten. Typischerweise wird in Systemen wie UMTS, in denen die übertragenen
Informationen in Rahmen strukturiert sind, die ihrerseits in Zeitschlitzen
(oder englisch "Time
Slots" strukturiert sind,
der SIR des empfangenen Signals geschätzt und mit dem Ziel-SIR in
jedem Zeitschlitz eines Rahmens verglichen, während die Qualität über mehrere Rahmen
gemittelt wird.
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Die
fehlende Schnelligkeit des Algorithmus der äußeren Schleife kann jedoch
Probleme bereiten, insbesondere im Fall der Änderung der geforderten Dienstgüte wie beispielsweise:
- – einer Änderung
des Übertragungsmodus
von einem nicht komprimierten Modus zu einem komprimierten Modus
oder umgekehrt;
- – einer Änderung
des geforderten Dienstes (insbesondere einer Änderung der Übertragungsrate);
- – einer Änderung
der Übertragungsrate
für einen gegebenen
geforderten Dienst (wie zum Beispiel für paketvermittelte Datendienste);
- – einer Änderung
bei den Umgebungsbedingungen (zum Beispiel bei der Geschwindigkeit
des Mobiltelefons, den Funkausbreitungsbedingungen);
- – usw.
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Im
Folgenden gilt das Interesse im Besonderen den Problemen, die sich
für die
Leistungssteuerung durch die Nutzung des komprimierten Modus (oder
auf Englisch "Compressed
Mode") stellen.
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In
einem System wie zum Beispiel UMTS wurde der komprimierte Modus
in Downlink-Richtung eingeführt,
um es einer Mobilstation (oder einem Benutzergerät oder UE für englisch "User Equipment") zu ermöglichen, Messungen auf einer
anderen Frequenz als seiner Übertragungsfrequenz
in der Downlink-Richtung durchzuführen. Er besteht im Wesentlichen
darin, dass die Übertragung
in der Downlink-Richtung
während
einer bestimmten Dauer, die hier als Dauer der Übertragungsunterbrechung bezeichnet
wird (wobei diese Übertragungsunterbrechung
auf Englisch auch als "Transmission
Gap" bezeichnet
wird), unterbrochen wird. Daran wird mittels der 1 erinnert,
die den Fall veranschaulicht, in dem die übertragenen Informationen in
Rahmen strukturiert sind, wobei eine Reihe aufeinander folgender
Rahmen komprimierte Rahmen (wie zum Beispiel T1) und nicht komprimierte
Rahmen (wie zum Beispiel T2) umfasst.
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Da
die Momentan-Übertragungsrate
in einem komprimierten Rahmen erhöht ist (durch Erhöhen der
Coderate oder durch Verringern des Spreizfaktors), muss der Ziel-SIR
ungefähr
im selben Verhältnis
erhöht
werden.
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Außerdem verschlechtern
sich, da die Closed-Loop-Leistungssteuerung während der Dauer der Übertragungsunterbrechung
nicht mehr aktiv ist, die Leistungen in signifikanter Weise, und
zwar hauptsächlich
(wie der Anmelder beobachtet hat) während des komprimierten Rahmens
und während eines
oder mehrerer Rahmen, die hier als "Wiederherstellungsrahmen" oder englisch "Recovery Frames" bezeichnet werden,
im Anschluss an den komprimierten Rahmen. Die Ver schlechterung kann
mehrere Dezibel erreichen. Um dieselbe Dienstgüte zu bewahren wie in normalen
(nicht komprimierten) Modus, müsste
dieser Effekt ebenfalls durch Erhöhen des Ziel-SIR während dieser
Rahmen kompensiert werden.
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Da
der Algorithmus der äußeren Schleife
jedoch ein langsames Verfahren ist, werden wahrscheinlich mehrere
Rahmen notwendig sein, bevor der Ziel-SIR in entsprechender Weise
geändert
ist, und es besteht die Gefahr, dass der Ziel-SIR sogar unmittelbar
nach den komprimierten oder Wiederherstellungsrahmen zu einem Zeitpunkt
erhöht
wird, an dem dies nicht mehr gewünscht
wird, wodurch es auf jeden Fall zu einer Verschlechterung der Leistungen kommt.
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In
der am 13. Juli 1999 vom Anmelder eingereichten
europäischen
Patentanmeldung Nr. 99401766.3 wurde eine Lösung vorgeschlagen,
um eine solche Verschlechterung der Leistungen im komprimierten
Modus zu vermeiden.
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Kurz
gesagt, besteht die Grundidee bei dieser früheren Anmeldung darin, die
Veränderung
des Ziel-SIR vorwegzunehmen, das heißt, eine entsprechende Änderung ΔSIR vorwegnehmend
auf den Ziel-SIR anzuwenden.
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Nach
einer weiteren in dieser früheren
Anmeldung enthaltenen Idee können
die Erhöhung
des Ziel-SIR aufgrund der Erhöhung
der Momentan-Übertragungsrate
und die Erhöhung δSIR des Ziel-SIR
aufgrund der verschlechterten Leistungen in den komprimierten Rahmen
(das heißt
aufgrund der Übertragungsunterbrechungen)
getrennt werden.
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Für die Downlink-Richtung
braucht zum Beispiel, da die Änderung
der Übertragungsrate
dem UE bekannt ist, nur die zusätzliche
Erhöhung δSIR des Ziel-SIR aufgrund der
verschlechterten Leistungen während
der komprimierten Rahmen vom Netz an das UE signalisiert zu werden.
Der benötigte
Mehrbedarf an Signalisierungsressourcen kann gering sein, wenn diese Änderung
zusammen mit anderen Parametern des komprimierten Modus (einschließlich der Dauer
der Übertragungsunterbrechungen,
ihrer Periode ...) signalisiert wird.
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Das
UE kann den Ziel-SIR um ΔSIR
unmittelbar vor dem komprimierten Rahmen (oder unmittelbar nach
der Übertragungsunterbrechung
des komprimierten Rahmens) erhöhen
und ihn um denselben Wert unmittelbar nach dem komprimierten Rahmen verringern.
Diese Änderung
des Ziel-SIR kommt zu dem klassischen Algorithmus der äußeren Schleife hinzu,
der sie berücksichtigen
muss.
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Nach
einer weiteren in dieser früheren
Anmeldung enthaltenen Idee können
zumindest, wenn die Übertragungsunterbrechung
am Ende eines komprimierten Rahmens liegt, die Leistungen der Wiederherstellungsrahmen
ebenfalls aufgrund der Unterbrechung der Leistungssteuerung während der Übertragungsunterbrechung
verschlechtert sein. Es wäre folglich
auch wünschenswert,
den Ziel-SIR in den Wiederherstellungsrahmen zu erhöhen und
diese Erhöhung
des Ziel-SIR an das UE zu signalisieren. Als Alternative könnte derselbe
Wert δSIR
wie für
die komprimierten Rahmen verwendet werden, damit die erforderliche
Menge an Signalisierung verringert wird.
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Somit
wird gemäß dieser
früheren
Anmeldung durch Vorwegnehmen der Änderung des Ziel-SIR während der
komprimierten Rahmen und der Wiederherstellungsrahmen die Leistungsfähigkeit
der äußeren Schleife
der Leistungsregelung im komprimierten Modus erhöht.
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Nach
einer weiteren in dieser früheren
Anmeldung enthaltenen Idee kann das UE gleichzeitig seine Sendeleistung
im selben Verhältnis
vor dem komprimierten Rahmen erhöhen
und sie ebenso im selben Verhältnis
nach dem komprimierten Rahmen verringern. Dies ermöglicht,
die Nachteile insbesondere aufgrund der schrittweisen Funktionsweise
des Algorithmus der inneren Schleife zu vermeiden und folglich den
neuen Wert des Ziel-SIR schneller zu erreichen (zum Beispiel würden, wenn
die Änderung des
Ziel-SIR 5 dB beträgt
und wenn der Schritt der Leistungssteuerung 1 dB beträgt, mit
dem klassischen Algorithmus der inneren Schleife fünf Zeitschlitze
benötigt,
um den neuen Zielwert zu erreichen).
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Somit
wird gemäß dieser
früheren
Anmeldung dadurch, dass auch die Änderung der Sendeleistung vorweggenommen
wird, die Leistungsfähigkeit
der internen Schleife der Leistungssteuerung im komprimierten Modus
ebenfalls erhöht.
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Um
eine vorweggenommene Änderung
der Sendeleistung zu erhalten, welche der Änderung des Ziel-SIR entspricht,
kann jedoch ein Problem auftreten. Da nämlich in der Praxis die Instanz
des Systems, die für
die Bestimmung und/oder Anwendung dieser vorweggenommenen Änderung
der Sendeleistung zuständig
ist, nicht not wendigerweise mit der Instanz des Systems übereinstimmt,
die für
die Bestimmung und/oder Anwendung der Änderung des Ziel-SIR zuständig ist,
können
die auf diese Weise in den verschiedenen Instanzen bestimmten und/oder angewendeten Änderungen
unterschiedlich sein, und die Leistungen können sich dann verschlechtern.
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Grundsätzlich umfasst,
wie zusammenfassend in 3 dargestellt, ein Mobilfunkkommunikationssystem
die folgenden verschiedenen Instanzen: Mobilstationen (im UMTS-System
auch als Benutzergeräte
oder UE für "User Equipment" bezeichnet), Basisstationen
(in UMTS auch als "Node
B" bezeichnet) und
Basisstationen-Controller (in UMTS auch als RNC, für "Radio Network Controller", bezeichnet). Die
von den Node B und den RNC gebildete Einheit wird auch als UTRAN
bezeichnet, für "UMTS Terrestrial
Radio Access Network".
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Im
Allgemeinen wird die äußere Schleife
der Leistungssteuerung eher im Empfänger (für die Downlink-Richtung zum
Beispiel das UE) implementiert, denn es ist logischer, die für diese äußere Schleife
benötigte
Dienstgüteschätzung (BER,
FER, BLER ...) im Empfänger
durchzuführen.
Die Änderung
des Zielwertes ΔSIR
ist dann dem Empfänger bekannt.
Dagegen muss die vorweggenommene Änderung der Sendeleistung im
Sender (für
die Downlink-Richtung zum Beispiel der Node B) angewendet werden,
und folglich muss sie hierfür
auch dem Sender bekannt sein.
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Außerdem ist
in einem System wie UMTS der RNC für die Steuerung des Netzes
und die vom UE durchgeführten
Aktionen zuständig,
während
der Node B hauptsächlich
ein Sender-Empfänger
ist. Daher wird die äußere Schleife
der Leistungssteuerung in der Uplink-Richtung im RNC implementiert.
Die interne Schleife der Leistungssteuerung wird zum Teil im UE
und zum Teil im Node B ausgeführt;
zum Beispiel vergleicht in Uplink-Richtung der Node B den geschätzten SIR
mit dem Ziel-SIR und sendet einen Leistungssteuerungsbefehl an das
UE, und das UE ändert
seine übertragene
Leistung in Abhängigkeit von
den durch den Node B gesendeten Leistungssteuerungsbefehlen. Die äußere Schleife
der Leistungssteuerung in der Downlink-Richtung wird im UE implementiert
(wobei bestimmte zur Bestimmung des Wertes ΔSIR benötigte Parameter wie der weiter oben
erwähnte
Parameter δSIR
dem UE vom RNC signalisiert werden). Aus diesem Grund kennt der Node
B nicht den Wert von ΔSIR
für die
Downlink-Richtung (einschließlich
der Komponente δSIR, die
dem UE vom RNC signalisiert wird), sondern er kennt nur den Wert ΔSIR für die Uplink-Richtung.
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Eine
Lösung
für dieses
Problem für
das betrachtete Beispiel der Downlink-Richtung bestünde darin, dass der RNC den
zur Bestimmung dieser Änderung
des Ziel-SIR benötigten
Parameter δSIR nicht
nur an den UE, sondern auch an den Node B signalisiert.
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Eine
solche Lösung
weist jedoch den Nachteil auf, dass sie die notwendigen Signalisierungsaustauschvorgänge signifikant
erhöht
und folglich die verfügbaren Übertragungsressourcen
nicht effizient nutzt.
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Folglich
besteht ein Bedarf an einer Lösung, die
es ermöglichen
würde,
derartige Nachteile zu vermeiden oder, allgemeiner ausgedrückt, die
es ermöglichen
würde,
die Menge der notwendigen Signalisierung ohne Leistungsverschlechterung
zu verringern.
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Im Übrigen sei
daran erinnert, dass in einem System wie insbesondere UMTS unterschiedliche Kanäle, die
auch als dedizierte physikalische Kanäle (oder auf Englisch als "Dedicated Physical
Channels") bezeichnet
werden, gleichzeitig auf demselben physikalischen Kanal übertragen
werden können.
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Man
unterscheidet zwei Arten von dedizierten physikalischen Kanälen:
- – so
genannte dedizierte physikalische Datenkanäle (oder DPDCH für englisch "Dedicated Physical
Data Channels");
- – so
genannte dedizierte physikalische Steuerkanäle (oder DPCCH für englisch "Dedicated Physical
Control Channels").
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Jedem
UE werden im verbundenen Modus, je nach Erfordernissen, ein CPCCH-Kanal
und ein oder mehrere DPDCH-Kanäle
zugeordnet.
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In
Downlink-Richtung zum Beispiel werden die Kanäle DPDCH und DPCCH innerhalb
jedes Zeitschlitzes (oder englisch "Time Slot") eines Rahmens (oder englisch "Frame") einem Zeitmultiplexverfahren
unterzogen, was mittels 2 zusammenfassend dargestellt
wird.
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Wie
ebenfalls in 2 zusammenfassend dargestellt
ist, umfasst der Kanal DPCCH drei Felder:
- – ein Feld "Pilot", welches ein Steuersignal
enthält,
das es der Mobilstation ermöglicht,
im Verhältnis
zum Netz synchronisiert zu bleiben und eine Schätzung des Ausbreitungskanals
durchzuführen;
- – ein
Feld "TPC" (für englisch "Transmit Power Control
Command"), welches
Befehlsbits für
die Leistungssteuerung zur Nutzung durch die innere Schleife der
Leistungssteuerung enthält;
- – ein
Feld "TFCI" (für englisch "Transport Format Combination
Indicator"), welches
Indikatorbits für das
Transportformat enthält,
die dazu bestimmt sind, für
jeden der DPDCH-Kanäle
das verwendete Transportformat anzugeben (insbesondere einschließlich des
Codierungs-, Verschachtelungsschemas usw., jeweils in Abhängigkeit
von dem entsprechenden Dienst).
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Wie
in dem Dokument 3G TS 25.214 V3.2.0 (2000-03) beschrieben, das vom
3GPP ("3rd Generation Partnership Project") (vgl. Punkt 5.2.1.1
dieses Dokuments) veröffentlicht
wurde, steuert der Leistungssteuerungsalgorithmus gleichzeitig die
Leistung der Kanäle
DPCCH und DPDCH, und die Sendeleistung jedes der Felder "TFCI", "TPC" und "Pilot" ist gegenüber der
Sendeleistung des oder der DPDCH-Kanäle um einen
vom Netz bestimmten Versatz (oder englisch "Offset") versetzt, der jeweils mit PO1, PO2, PO3
bezeichnet wird.
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Wenn
jedoch diese Technik in Verbindung mit der Technik zur Vorwegnahme
der Sendeleistungsänderung
angewendet wird, wie sie in der zuvor zusammenfassend erwähnten früheren Anmeldung beschrieben
ist, können
Probleme auftreten, deren Lösung
nicht das Hauptziel dieser früheren
Anmeldung darstellte. Insbesondere kann die Sendeleistung für mindestens
eines der Felder des DPCCH-Kanals
für einen
Moment höher
als diejenige sein, die tatsächlich
notwendig wäre,
wodurch es zu einer unnötigen
Erhöhung
des Störpegels
im Netz und/oder zu einer unnötigen
Verringerung der Netzleistung sowie zu einer unnötigen Erhöhung des Leistungsverbrauchs
in dem betrachteten Sendegerät kommt.
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Es
besteht ebenfalls ein Bedarf an einer Lösung, die es ermöglichen
würde,
derartige Nachteile zu vermeiden oder, allgemeiner ausgedrückt, die
es ermöglichen würde, vorweggenommene Änderungen
der Sendeleistung zu erzielen, die für jeden dieser verschiedenen
Felder oder Kanäle
optimal sind.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Sendeleistungssteuerung
in einem Mobilfunkkommunikationssystem, in dem ein Leistungssteuerungsalgorithmus
die Sendeleistung in Abhängigkeit
von einem Zielwert der Übertragungsqualität steuert,
wobei dieses Verfahren im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist,
dass:
- – eine Änderung
des Zielwertes angewendet wird, um die Auswirkungen eines so genannten
komprimierten Übertragungsmodus
zu kompensieren, bei dem die Übertragung
während Übertragungsunterbrechungen
unterbrochen wird und bei dem die Übertragungsrate in entsprechender
Weise erhöht
wird, um die Übertragungsunterbrechungen
zu kompensieren;
- – die Änderung
des Zielwertes eine erste Komponente umfasst, die dazu bestimmt
ist, die Auswirkungen der Übertragungsratenerhöhung zu
kompensieren, und eine zweite Komponente, die dazu bestimmt ist,
die anderen Auswirkungen der Übertragungsunterbrechungen
zu kompensieren;
- – eine
vorweggenommene Sendeleistungsänderung
in entsprechender Weise angewendet wird;
- – die
vorweggenommene Sendeleistungsänderung
einem Näherungswert
der Zielwertänderung entspricht,
der durch eine Näherungslösung der zweiten
Komponente ermittelt wird.
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Nach
einem weiteren Kenzeichnungsmerkmal wird für eine gegebene Übertragungsrichtung
ein Näherungswert
der zweiten Komponente mittels der zweiten Komponente für die entgegengesetzte Übertragungsrichtung
ermittelt.
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Nach
einem weiteren Kennzeichnungsmerkmal:
- – steuert
der Leistungssteuerungsalgorithmus gleichzeitig die Sendeleistung
von mindestens zwei Kanälen,
darunter ein Datenkanal und ein Steuerkanal, und zwar in Abhängigkeit
von einem Zielwert der Übertragungsqualität;
- – ist
die Sendeleistung des Steuerkanals gegenüber dem Datenkanal versetzt;
- – werden
im Fall einer Änderung
des Zielwertes auf die Sendeleistung des Datenkanals und/oder auf
die Sendeleistung des Steuerkanals und/oder auf den Offset der Sendeleistung
des Steuerkanals gegenüber
der Sendeleistung des Datenkanals vorweggenommene Änderungen
angewendet, mit deren Hilfe eine vorweggenommene Sendeleistungsänderung
des Datenkanals erzielt werden kann, die dem Näherungswert der Zielwertänderung
entspricht.
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Nach
einem weiteren Kennzeichnungsmerkmal werden im Fall der Änderung
des Zielwertes die vorweggenommenen Änderungen der Sendeleistung des
Datenkanals und/oder der Sendeleistung des Steuerkanals und/oder
des Offsets der Sendeleistung des Steuerkanals gegenüber dem
Datenkanal so bestimmt, dass vor und nach der Änderung des Zielwertes sowie über dieselbe
Referenzperiode jeweils dieselbe Energie des im Steuerkanal übertragenen
Signals vorhanden ist.
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Nach
einer Ausführungsform
wird im Fall der Änderung
des Zielwertes auf den Offset der Sendeleistung des Steuerkanals
gegenüber
der Sendeleistung des Datenkanals eine vorweggenommene Änderung
angewendet, die dem Gegenteil des Näherungswertes der Zielwertänderung
entspricht.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
wird im Fall der Änderung
des Zielwertes auf die Sendeleistung des Datenkanals und auf die
Leistung des Steuerkanals eine vorweggenommene Änderung angewendet, die der
näherungsweise
ermittelten Änderung
des Zielwertes entspricht.
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Nach
einem weiteren Kennzeichnungsmerkmal wird der Zielwert selbst durch
einen Abgleichalgorithmus in Abhängigkeit
von der geforderten Dienstgüte
abgeglichen, und die Änderung
des Zielwertes ist im Fall der Änderung
der geforderten Dienstgüte
dazu bestimmt, die entsprechende Änderung des durch den Abgleichalgorithmus
abgeglichenen Zielwertes vorwegzunehmen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Mobilfunkkommunikationssystem,
wobei dieses System im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass
es zur Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst:
- – Mittel,
um im Fall der Änderung
des Zielwertes eine vorweggenommene Sendeleistungsänderung
anzuwenden, die dem Näherungswert
der Zielwertänderung
entspricht.
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Nach
einem weiteren Kennzeichnungsmerkmal umfasst das System:
- – Mittel,
um im Fall der Änderung
des Zielwertes auf die Sendeleistung des Datenkanals und/oder auf
die Sendeleistung des Steuerkanals und/oder auf den Offset der Sendeleistung
des Steuerkanals gegenüber
der Sendeleistung des Datenkanals vorweggenommene Änderungen
anzuwenden, mit deren Hilfe eine vorweggenommene Sendeleistungsänderung
des Datenkanals erzielt werden kann, die dem Näherungswert der Zielwertänderung
entspricht.
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Nach
einem weiteren Kennzeichnungsmerkmal umfasst das System außerdem:
- – Mittel,
um zu bewirken, dass im Fall der Änderung des Zielwertes die
vorweggenommenen Änderungen
der Sendeleistung des Datenkanals und/oder der Sendeleistung des
Steuerkanals und/oder des Offsets der Sendeleistung des Steuerkanals
gegenüber
dem Datenkanal die Möglichkeit
bieten, dass vor und nach der Änderung
des Zielwertes sowie über
dieselbe Referenzperiode jeweils dieselbe Energie des im Steuerkanal übertragenen
Signals vorhanden ist.
-
Nach
einer Ausführungsform
umfasst das System:
- – Mittel, um im Fall der Änderung
des Zielwertes auf den Offset der Sendeleistung des Steuerkanals
gegenüber
der Sendeleistung des Datenkanals eine vorweggenommene Änderung
anzuwenden, die dem Gegenteil des Näherungswertes der Zielwertänderung
entspricht.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
umfasst das System:
- – Mittel, um im Fall der Änderung
des Zielwertes auf die Sendeleistung des Datenkanals und auf die
Sendeleistung des Steuerkanals eine vorweggenommene Änderung
anzuwenden, die dem Näherungswert
der Zielwertänderung
entspricht.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Basisstation,
wobei diese Basisstation im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet
ist, dass sie zur Imple mentierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Leistungssteuerung in Downlink-Richtung umfasst:
- – Mittel,
um im Fall der Änderung
des Zielwertes auf die Sendeleistung des Datenkanals und/oder auf
die Sendeleistung des Steuerkanals und/oder auf den Offset der Sendeleistung
des Steuerkanals gegenüber
der Sendeleistung des Datenkanals vorweggenommene Änderungen
anzuwenden, mit deren Hilfe eine vorweggenommene Sendeleistungsänderung
des Datenkanals erzielt werden kann, die dem Näherungswert der Zielwertänderung
entspricht.
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Nach
einem weiteren Kennzeichnungsmerkmal umfasst die Basisstation außerdem:
- – Mittel,
um zu bewirken, dass im Fall der Änderung des Zielwertes die
vorweggenommenen Änderungen
der Sendeleistung des Datenkanals und/oder der Sendeleistung des
Steuerkanals und/oder des Offsets der Sendeleistung des Steuerkanals
gegenüber
dem Datenkanal die Möglichkeit
bieten, dass vor und nach der Änderung
des Zielwertes sowie über
dieselbe Referenzperiode jeweils dieselbe Energie des im Steuerkanal übertragenen
Signals vorhanden ist.
-
Nach
einer Ausführungsform
umfasst die Basisstation:
- – Mittel, um auf den Offset
der Sendeleistung des Steuerkanals gegenüber der Sendeleistung des Datenkanals
eine vorweggenommene Änderung anzuwenden,
die dem Gegenteil des Näherungswertes
der Zielwertänderung
entspricht.
-
Nach
einer weiteren Ausführungsform
umfasst die Basisstation:
- – Mittel, um auf die Sendeleistung
des Datenkanals und auf die Sendeleistung des Steuerkanals eine
vorweggenommene Änderung
anzuwenden, die dem Näherungswert
der Zielwertänderung entspricht.
-
Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Basisstation,
wobei diese Basisstation im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet
ist, dass sie zur Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Leistungssteuerung in Downlink-Richtung umfasst:
-
- – Mittel,
um die zweite Komponente, die ihr von einem Basisstationen-Controller für die Leistungssteuerung
in Uplink-Richtung signalisiert wird, zur Bestimmung des Näherungswertes
der Zielwertänderung
für die
Downlink-Richtung zu nutzen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Mobilstation,
wobei diese Mobilstation im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet
ist, dass sie zur Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Leistungssteuerung in der Uplink-Richtung umfasst:
- – Mittel,
um im Fall der Änderung
des Zielwertes eine vorweggenommene Sendeleistungsänderung
anzuwenden, die dem Näherungswert
der Zielwertänderung
entspricht.
-
Nach
einem weiteren Kennzeichnungsmerkmal umfasst die Mobilstation:
- – Mittel,
um im Fall der Änderung
des Zielwertes auf die Sendeleistung des Datenkanals und/oder auf
die Sendeleistung des Steuerkanals und/oder auf den Offset der Sendeleistung
des Steuerkanals gegenüber
der Sendeleistung des Datenkanals vorweggenommene Änderungen
anzuwenden, mit deren Hilfe eine vorweggenommene Sendeleistungsänderung
des Datenkanals erzielt werden kann, die dem Näherungswert der Zielwertänderung
entspricht.
-
Nach
einem weiteren Kennzeichnungsmerkmal umfasst die Mobilstation außerdem:
- – Mittel,
um zu bewirken, dass im Fall der Änderung des Zielwertes die
vorweggenommenen Änderungen
der Sendeleistung des Datenkanals und/oder der Sendeleistung des
Steuerkanals und/oder des Offsets der Sendeleistung des Steuerkanals
gegenüber
dem Datenkanal die Möglichkeit
bieten, dass vor und nach der Änderung
des Zielwertes sowie über
dieselbe Referenzperiode jeweils dieselbe Energie des im Steuerkanal übertragenen
Signals vorhanden ist.
-
Nach
einer Ausführungsform
umfasst die Mobilstation:
- – Mittel, um auf den Offset
der Sendeleistung des Steuerkanals gegenüber der Sendeleistung des Datenkanals
eine vorweggenommene Änderung anzuwenden,
die dem Gegenteil des Näherungswertes
der Zielwertänderung
entspricht.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
umfasst die Mobilstation:
- – Mittel, um auf die Sendeleistung
des Datenkanals und des Steuerkanals eine vorweggenommene Änderung
anzuwenden, die dem Näherungswert
der Zielwertänderung
entspricht.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Mobilstation,
wobei diese Mobilstation im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet
ist, dass sie zur Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Leistungssteuerung in der Uplink-Richtung umfasst:
- – Mittel,
um die zweite Komponente, die ihr von einem Basisstationen-Controller für die Leistungssteuerung
in Downlink-Richtung signalisiert wird, zur Bestimmung des Näherungswertes
der Zielwertänderung
für die
Uplink-Richtung zu nutzen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Basisstationen-Controller,
wobei dieser Basisstationen-Controller im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet
ist, dass er zur Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens
umfasst:
- – Mittel,
um an eine Basisstation und an eine Mobilstation denselben Wert
für diese
zweite Komponente für
die beiden Übertragungsrichtungen
zu signalisieren.
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Weitere
Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der Lektüre der folgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
ersichtlich werden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
erfolgt, auf denen:
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1 eine
schematische Darstellung ist, die das Prinzip der Übertragung
gemäß dem komprimierten
Modus veranschaulichen soll;
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2 eine
schematische Darstellung ist, die die Struktur eines Rahmens in
einem System wie insbesondere dem UMTS-System veranschaulichen soll;
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3 die
allgemeine Architektur eines Mobilfunkkommunikationssystems zusammenfassend darstellt;
-
4 eine
schematische Darstellung ist, die zwei Ausführungsformen für die erfindungsgemäße Leistungssteuerung
im Fall eines Datenkanals und eines Steuerkanals veranschaulichen
soll;
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5 eine
schematische Darstellung ist, die ein Beispiel von Mitteln veranschaulichen
soll, die in einem Mobilfunkkommunikationssystem zur Implementierung
eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Leistungssteuerung in Downlink-Richtung vorzusehen sind;
-
5 eine
schematische Darstellung ist, die ein Beispiel von Mitteln veranschaulichen
soll, die in einem Mobilfunkkommunikationssystem zur Implementierung
eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Leistungssteuerung in Uplink-Richtung vorzusehen sind.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft also die Leistungssteuerung in einem
Mobilfunkkommunikationssystem.
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Genauer
gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Sendeleistungssteuerung in
einem Mobilfunkkommunikationssystem, in dem ein Leistungssteuerungsalgorithmus
die Sendeleistung in Abhängigkeit
von einem Zielwert der Übertragungsqualität steuert.
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Gemäß der Erfindung:
- – wird
eine Änderung
des Zielwertes angewendet, um die Auswirkungen eines so genannten
komprimierten Übertragungsmodus
zu kompensieren, bei dem die Übertragung
während Übertragungsunterbrechungen
unterbrochen wird und bei dem die Übertragungsrate in entsprechender
Weise erhöht
wird, um die Übertragungsunterbrechungen
zu kompensieren;
- – umfasst
die Änderung
des Zielwertes eine erste Komponente, die dazu bestimmt ist, die
Auswirkungen der Übertragungsratenerhöhung zu
kompensieren, und eine zweite Komponente, die dazu bestimmt ist,
die anderen Auswirkungen der Übertragungsunterbrechungen
zu kompensieren;
- – wird
eine vorweggenommene Sendeleistungsänderung in entsprechender Weise
angewendet;
- – entspricht
die vorweggenommene Sendeleistungsänderung einem Näherungswert
der Zielwertänderung,
der durch eine Näherungslösung der
zweiten Komponente ermittelt wird.
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Die
erste Komponente, die dazu bestimmt ist, Auswirkungen der Übertragungsratenerhöhung zu
kompensieren, kann ebenso gut dem Sender (zum Beispiel dem Node
B für die
Downlink-Richtung) als auch dem Empfänger (zum Beispiel dem UE für die Downlink-Richtung)
bekannt sein. Diese erste Komponente ist folglich nicht grundsätzlich die Ursache
der hier betrachteten Signalisierungsprobleme. Diese Probleme stellten
sich vielmehr für
die zweite Komponente, die dazu bestimmt ist, alle anderen Auswirkungen
des komprimierten Modus (andere als die Übertragungsratenerhöhung) zu
kompensieren, wie zum Beispiel Verschlechterungen aufgrund der Unterbrechung
der Leistungssteuerung während des
komprimierten Modus, Verschlechterungen der Codierung im Fall des
komprimierten Modus durch Punktierung usw. Eine Lösung für die hier
betrachteten Signalisierungsprobleme bestünde darin, diese zweite Komponente
für die
vorweggenommene Änderung
der Sendeleistung für
die innere Schleife der Leistungssteuerung nicht zu berücksichtigen.
Diese Lösung
ist jedoch nicht die beste, und, wie der Anmelder bemerkt hat, ermöglicht eine
Lösung,
welche darin besteht, die zweite Komponente zu berücksichtigen,
selbst wenn es sich nur um eine Näherung handelt, bessere Ergebnisse
zu erzielen und die Leistungen weniger zu verschlechtern, wobei
sie folglich gleichzeitig gestattet, die Menge der notwendigen Signalisierung
zu verringern, was ebenfalls eine sehr wichtige Zielsetzung in diesen
Systemen ist.
-
Eine
solche Näherungslösung kann
durch jegliche Mittel erreicht werden, wie zum Beispiel durch Simulation,
durch Statistiken ausgehend von zuvor erhaltenen Werten usw.
-
Außerdem kann
für eine
gegebene Übertragungsrichtung
ein Näherungswert
dieser zweiten Komponente mittels der zweiten Komponente für die entgegengesetzte Übertragungsrichtung
ermittelt werden.
-
Die
zweite Komponente für
die entgegengesetzte Übertragungsrichtung
kann so betrachtet werden, dass sie eine gute Näherung der zweiten Komponente
für die
betrachtete Übertragungsrichtung darstellt,
denn für
die Ausbreitungskanäle
im Uplink und im Downlink kann im Allgemeinen davon ausgegangen
werden, dass sie dieselben Merkmale aufweisen. Dies kann in vorteilhafter
Weise genutzt werden, um die zuvor erwähnten Probleme zu lösen. Da zum
Beispiel die zweite Komponente für
die Änderung
des Zielwertes in der Uplink-Richtung vom RNC an den Node B signalisiert
wird, kann der Node B daraufhin diese zweite Komponente für die vorweggenommene Änderung
der Sendeleistung in der Downlink-Richtung nutzen, ohne dass der
RNC ihm dafür einen
anderen Wert zu signalisieren braucht.
-
Es
ist außerdem
darauf hinzuweisen, dass die Art und Wiese, wie dieser Näherungswert
der Zielwertänderung
ermittelt wird, nicht ausschließt, dass
dieser Wert dem exakten Wert der Zielwertänderung entsprechen kann. Zudem
ist darauf hinzuweisen, dass eine solche Näherungslösung auch nicht den Fall eines
Nullwertes für
die zweite Komponente ausschließt.
-
Der
vom Leistungssteuerungsalgorithmus (oder vom Algorithmus der inneren
Schleife) verwendete Zielwert kann seinerseits durch einen Abgleichalgorithmus
(oder Algorithmus der äußeren Schleife) in
Abhängigkeit
von der geforderten Dienstgüte
abgeglichen werden, und die Änderung
des Zielwertes ist dann dazu bestimmt, im Fall der Änderung
der geforderten Dienstgüte
die entsprechende Änderung des
durch den Abgleichalgorithmus abgeglichenen Zielwertes vorwegzunehmen.
-
In
der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird der
Fall der Änderung
des Zielwertes (oder der Änderung
der geforderten Dienstgüte)
betrachtet, welcher einer Änderung
des Übertragungsmodus
vom nicht komprimierten Modus zum komprimierten Modus entspricht.
Dieselben Grundsätze
gelten für
eine Änderung
des Übertragungsmodus
vom komprimierten Modus zum nicht komprimierten Modus.
-
Betrachtet
wird außerdem
als Beispiel der Fall einer Übertragung
in Downlink-Richtung,
das heißt,
vom Node B zum UE.
-
Betrachtet
wird darüber
hinaus als Beispiel der Fall der Kanäle DPDCH und DPCCH, wie sie
in UMTS definiert sind, wobei die Sendeleistung jedes der Felder "TFCI", "TPC" und "Pilot" des Kanals DPCCH
gegenüber
der Sendeleistung des oder der DPDCH-Kanäle um einen Offset versetzt
ist, der jeweils mit PO1, PO2, PO3 bezeichnet wird.
-
Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.
-
Die
mit ΔSIR
bezeichnete Änderung
des Zielwertes kann so ermittelt werden, wie in der am 8. Februar
2000 vom Anmelder eingereichten
europäischen Patentanmeldung
Nr. 00400357.0 beschrieben.
-
Es
sei daran erinnert, dass ein Merkmal eines Systems wie UMTS in der
Möglichkeit
liegt, mehrere Dienste über
dieselbe Verbindung zu transportieren, das heißt, mehrere Transportkanäle auf demselben
physikalischen Kanal. Solche Transportkanäle (oder TrCh für englisch "Transport Channels") werden getrennt
nach einem Kanalcodierungsschema verarbeitet (einschließlich einer
Fehlererkennungscodierung, einer Fehlerkorrekturcodierung, einer Übertragungsratenanpassung
und einer Verschachtelung), bevor wie einem Zeitmultiplexverfahren
unterzogen werden, um einen codierten zusammengesetzten Transportkanal
(oder CCTrCH für
englisch "Coded
Composite Transport Channel")
zu bilden, der auf einen oder mehrere physikalische Kanäle zu verteilen
ist. Die Verarbeitung nach diesem Kanalcodierungsschema erfolgt
in Übertragungszeitintervallen
(oder TTI für
englisch "Transmission
Time Interval").
In diesem Kanalcodierungsschema schließt die Anpassung der Übertragungsrate
die beiden Techniken der Punktierung und der Wiederholung ein; außerdem wird
eine Verschachtelung zwischen Rahmen auf der TTI-Länge – oder Verschachtelungstiefe – durchgeführt. Jedes
TTI wird anschließend
in Rahmen segmentiert, und das Zeitmultiplexverfahren und die Wiederholung
auf den physikalischen Kanälen
werden anschließend
Rahmen für
Rahmen durchgeführt.
Außerdem
weist jeder der verschiedenen Transportkanäle TrCHi (i = 1, ..., n), die
gemultiplext werden, um einen CCTrCH zu bilden, seine eigene TTI-Länge auf,
die mit TTIi bezeichnet wird. Weitere Informationen über diese
Aspekte von UMTS sind dem vom 3GPP veröffentlichten Dokument 3G TS
25.121 V3.0.0 zu entnehmen.
-
Wie
in der zweiten zuvor genannten früheren Patentanmeldung beschrieben,
kann der Wert ΔSIR ermittelt
werden mittels des Ausdrucks:
ΔSIR = max(ΔSIR1_compression, ..., ΔSIRn_compression)
+ ΔSIR_coding
wobei "n" die Anzahl der Längen von Übertragungszeitintervallen
TTI für
alle Transportkanäle
TrCH eines codierten zusammengesetzten Transportkanals CCTrCH ist,
wobei Fi die Länge, angegeben in der Anzahl
von Rahmen, des i-ten TTI ist, und wobei ΔSIR_coding verifiziert:
- – ΔSIR_coding
= DeltaSIR für
komprimierte Rahmen
- – ΔSIR_coding
= DeltaSIRafter für
Widerherstellungsrahmen
- – ΔSIR_coding
= 0 in den anderen Fällen
und
wobei ΔSIRi_compression
definiert ist durch:
- • wenn
die Rahmen durch Punktierung komprimiert werden:
- – ΔSIRi_compression
= 10 log (N·Fi/(N·Fi – TGLi)), wenn es eine Übertragungsunterbrechung im
aktuellen TTI mit einer Länge
von Fi Rahmen gibt, wobei TGLi die
Dauer der Übertragungsunterbrechung,
angegeben in der Anzahl der Zeitintervalle (oder englisch "Transmission Gap
Length") (entweder
eine einzige Übertragungsunterbrechung oder
eine Summe von mehreren Übertragungsunterbrechungen),
im aktuellen TTI mit einer Länge von
Fi Rahmen ist;
- – ΔSIRi_compression
= 0 im gegenteiligen Fall;
- • wenn
die Rahmen durch Verringerung des Spreizfaktors komprimiert werden:
- – ΔSIRi_compression
= 10 log (RCF/R) für jeden komprimierten Rahmen,
wobei R der Momentanwert der Nettoübertragungsrate vor und nach
dem komprimierten Rahmen ist und RCF der
Momentanwert der Nettoübertragungsrate
während
des komprimierten Rahmens (wobei als vereinbart gilt, dass der Begriff "Momentanwert der
Nettoübertragungsrate" bedeutet, dass für einen
komprimierten Rahmen die zur Berechnung dieser Übertragungsrate verwendete
Zeitperiode nicht die gesamte Zeitperiode des Rahmens ist, sondern
nur der Bruchteil dieser Zeitperiode des Rahmens, in dem die Daten übertragen
werden); zum Beispiel ist in Downlink-Richtung 10 log (RCF/R) für
UMTS gleich 3 dB, wobei die Übertragungsratenanpassung
(oder englisch "Rate
Matching") für komprimierte
Rahmen und nicht komprimierte Rahmen dieselbe ist, wenn der komprimierte
Modus durch Verringerung des Spreizfaktors um Zwei verwendet wird.
In der Uplink-Richtung ist ΔSIRi_compression
dagegen gleich 10 log ((15 – TGL)/15),
weil die Übertragungsratenanpassung für die komprimierten Rahmen
nicht dieselbe ist wie für
die nicht komprimieren Rahmen. Außerdem ist in dem Fall, in
dem lediglich die Informationsrate verringert wird, sodass keine
Notwendigkeit besteht, die Rahmen zu komprimieren, indem die Wiederholungs-/Punktierungsrate
und/oder der Spreizfaktor verändert
wird (wobei dieses Verfahren auf Englisch auch als "Higher Layer Scheduling" bezeichnet wird),
der Ausdruck ΔSIRi_compression
gleich Null.
- – ΔSIRi_compression
= 0 in den anderen Fällen.
-
In
diesem Algorithmus entspricht max(ΔSIR1_compression, ..., ΔSIRn_compression) der
ersten Komponente, und ΔSIR_coding
entspricht der zweiten Komponente für die Änderung des Zielwertes.
-
In
diesem Algorithmus weist die zweite Komponente ΔSIR_coding unterschiedliche
Werte für
die komprimierten Rahmen und die Wiederherstellungsrahmen auf, nämlich DeltaSIR
beziehungsweise DeltaSIRafter.
-
Weitere
Algorithmen oder Varianten könnten in
Betracht kommen, insbesondere, wie ebenfalls in der vorgenannten
früheren
zweiten Patentanmeldung beschrieben:
- – in dem
besonderen Fall, in dem eine Übertragungsunterbrechung
in einem ersten Rahmen beginnt und in einem zweiten darauf folgenden
Rahmen endet (wobei dieser Fall dem so genannten Doppelrahmenverfahren
oder englisch "Double-Frame
Method" in UMTS
entspricht), wobei der zweite komprimierte Rahmen (mit dem zweiten Teil
der Übertragungsunterbrechung)
als Wiederherstellungsrahmen betrachtet wird (ΔSIR_coding = DeltaSIRafter).
In diesem Fall wird der erste Rahmen, der auf die beiden betrachteten
aufeinander folgenden Rahmen folgt, nicht als Wiederherstellungsrahmen
betrachtet (ΔSIR_coding
= 0);
- – als
Alternative könnte
der zweite komprimierte Rahmen als komprimierter Rahmen betrachtet werden
(ΔSIR_coding
= DeltaSIR), und der erste Rahmen, der auf die beiden betrachteten
aufeinander folgenden Rahmen folgt, könnte als Wiederherstellungsrahmen
betrachtet werden (ΔSIR_coding
= DeltaSIRafter);
- – nach
einer weiteren Alternative könnte
der zweite komprimierte Rahmen als ein komprimierter Rahmen und
ein Wiederherstellungsrahmen betrachtet werden (ΔSIR_coding = DeltaSIR + DeltaSIRafter
oder jede andere Kombination) oder, allgemeiner ausgedrückt sowie
um die Menge der notwendigen Signalisierung und die Komplexität zu verringern,
könnte
die Komponente ΔSIR_coding
auf der Grundlage der Werte DelatSIR und DeltaSIRafter bestimmt
werden, ohne dass eine Signalisierung irgendeines anderen Wertes
notwendig ist.
-
Wenn
als Beispiel der Fall des oder der Kanäle DPDCH und des Feldes "Pilot" des Kanals DPCCH
betrachtet wird oder, allgemeiner ausgedrückt, der Fall von mindestens
einem Datenkanal und einem Steuerkanal, deren Sendeleistung gleichzeitig von
demselben Leistungssteuerungsalgorithmus gesteuert wird, und zwar
so, dass die Sendeleistung des Steuerkanals gegenüber dem
Datenkanal versetzt ist;
dann werden gemäß der Erfindung:
- – im
Fall einer Änderung
des Zielwertes auf die Sendeleistung des Datenkanals und/oder auf
die Sendeleistung des Steuerkanals und/oder auf den Offset der Sendeleistung
des Steuerkanals gegenüber
der Sendeleistung des Datenkanals vorweggenommene Änderungen
angewendet, mit deren Hilfe eine vorweggenommene Sendeleistungsänderung
des Datenkanals erzielt werden kann, die dem Näherungswert der Zielwertänderung
entspricht;
- – können vorteilhafterweise
die vorweggenommenen Änderungen
der Sendeleistung des Datenkanals und/oder der Sendeleistung des
Steuerkanals und/oder des Offsets der Sendeleistung des Steuerkanals
gegenüber
dem Datenkanal so bestimmt werden, dass vor und nach der Änderung des
Zielwertes sowie über
dieselbe Referenzperiode jeweils dieselbe Energie des im Steuerkanal übertragenen
Signals vorhanden ist.
-
Es
ist darauf hinzuweisen, dass der Begriff "Steuerkanal" sowohl den Fall eines Kanals als auch den
Fall eines Feldes abdecken soll, und zwar für den Fall eines Steuerkanals,
der mehrere Felder umfasst, wie beispielsweise die Felder "Pilot", "TCP" oder "TFCI" des DPCCH-Kanals
in UMTS.
-
Wenn
dargestellt wird:
- • N1 als
die Anzahl der Bits des Steuersignals im letzten Zeitintervall (oder
der Referenzperiode) vor der Änderung
des Ziel-SIR und N2 als die Anzahl der Bits
des Steuersignals im ersten Zeitintervall nach der Änderung
des Ziel-SIR;
- • SF1 und SF2 als die
Spreizfaktoren jeweils in diesem beiden Zeitintervallen (im Fall
des komprimierten Modus realisiert durch eine Verringerung des Spreizfaktors);
- • PO31 und PO32 als die
Werte, die PO3 jeweils in diesen beiden Zeitintervallen annimmt
(in dB);
dann kann PO32 zum Beispiel
auf folgende Weise ermittelt werden:
-
Diesen
Ausdruck erhält
man, indem geschrieben wird:
N1 SF1 P1 = N2 SF2 P2
wobei P1 und P2 jeweils
die Sendeleistungen des Steuersignals in den beiden betrachteten
Zeitintervallen sind.
-
Es
ist darauf hinzuweisen, dass im Fall von UMTS für die Downlink-Richtung der
Ausdruck
gleich Null ist.
-
Wie
in schematischer Form in 4 dargestellt, können zum
Beispiel zwei Verfahren verwendet werden, um die vorweggenommenen Änderungen der
Sendeleistung auf die Daten- und Steuerkanäle anzuwenden.
-
4 entspricht
als Beispiel im Besonderen dem Fall, wo
gleich Null ist.
-
Nach
einem im linken Teil von 4 dargestellten Verfahren werden
die Sendeleistung des Datenkanals, bezeichnet mit PDPDCH,
und die Sendeleistung des Steuerkanals, bezeichnet mit PDPCCH, um einen Wert erhöht, welcher dem Näherungswert
der Zielwertänderung,
bezeichnet mit ΔSIR,
entspricht.
-
Somit
wird bei diesem Verfahren die Sendeleistung des Steuerkanals geändert, man ändert jedoch
nicht den Offset der Sendeleistung des Steuerkanals gegenüber der
Sendeleistung des Datenkanals.
-
Nach
einem im rechten Teil von 4 dargestellten
Verfahren wird der Offset PO der Sendeleistung des Steuerkanals
gegenüber
dem Datenkanal um einen Wert verringert, der dem Näherungswert der
Zielwertänderung,
bezeichnet mit ΔSIR,
entspricht.
-
Somit
wird bei diesem Verfahren nicht die Sendeleistung des Steuerkanals
geändert,
sondern man ändert
den Offset der Sendeleistung des Steuerkanals gegenüber der
Sendeleistung des Datenkanals.
-
Der
mittlere Teil von 4 veranschaulicht den Fall,
in dem es keine Änderung
des Zielwertes gibt.
-
Selbstverständlich müsste
4 für den Fall geändert werden,
dass
nicht gleich Null wäre.
-
Für die Offsets
PO1 und PO2 in Bezug auf die Sendeleistung der Felder TFCI beziehungsweise TPC
kann dasselbe Verfahren wie für
den Offset PO3 verwendet werden.
-
Dieselbe Änderung
wie jene, die für
den Offset PO3 ermittelt wurde, kann auch auf die Offsets PO1 und
PO2 angewendet werden. Dies bietet insbesondre den Vorteil, dass
die Verhältniswerte PO1/PO3
und PO2/PO3 nicht verändert
werden, was zum Beispiel nützlich
sein kann, wenn PO1 = PO2 = PO3, denn dies gestattet, diese Gleichheit
nach der Anwendung der genannten vorweggenommenen Änderungen
der Sendeleistung oder entsprechender Änderungen des Sendeleistungs-Offsets
aufrechtzuerhalten.
-
Ein
Beispiel für
das erfindungsgemäße Verfahren
kann durch den folgenden Algorithmus beschrieben werden.
-
Dieses
Beispiel entspricht im Besonderen dem zweiten Verfahren, das in
Verbindung mit 4 veranschaulicht wurde, und
dem Fall, in dem dieselbe Änderung
für die
Offsets PO1, PO2, PO3 angewendet wird. Dieses Beispiel entspricht
auch im Besonderen dem Fall von zwei aufeinander folgenden Übertragungsunterbrechungen,
die denselben Grund für
die Übertragungsunterbrechung
(oder englisch "Transmission
Gap Pattern") bilden,
wobei die Parameter DeltaSIR und DeltaSIRafter für diese beiden Übertragungsunterbrechungen
jeweils mit DeltaSIR1, DeltaSIRafter1 beziehungsweise mit DeltaSIR2,
DeltaSIRafter2 bezeichnet werden.
-
Während der
komprimierten und der Wiederherstellungsrahmen werden die Leistungs-Offsets PO1,
PO2, PO3 verringert um:
max(ΔSIR1_compression,
..., ΔSIRn_compression) + ΔSIR_coding
wobei "n" die Anzahl der Längen von Übertragungszeitintervallen
TTI für
alle Transportkanäle
TrCH eines codierten zusammengesetzten Transportkanals CCTrCH ist,
und wobei ΔSIR_coding
verifiziert:
- – ΔSIR_coding = DeltaSIR1 für die komprimierte Rahmen,
die der ersten Übertragungsunterbrechung
aus diesem Grund entsprechen;
- – ΔSIR_coding
= DeltaSIRafter1 für
die Widerherstellungsrahmen, die der ersten Übertragungsunterbrechung aus
diesem Grund entsprechen;
- – ΔSIR_coding
= DeltaSIR2 für
die komprimierte Rahmen, die der zweiten Übertragungsunterbrechung aus
diesem Grund entsprechen;
- – ΔSIR_coding
= DeltaSIRafter1 für
die Widerherstellungsrahmen, die der zweiten Übertragungsunterbrechung aus
diesem Grund entsprechen;
und wobei ΔSIRi_compression definiert ist
durch:
- – wenn
die Rahmen durch Verringerung des Spreizfaktors um einen Faktor
2 komprimiert werden:
- – ΔSIRi_compression
= 3 dB für
die komprimierten Rahmen;
- – ΔSIRi_compression
= 0 dB in den anderen Fällen;
- – wenn
die Rahmen durch Punktieren komprimiert werden:
- – ΔSIRi_compression
= 10 log (15·Fi/(15·Fi – TGLi)), wenn es eine Übertragungsunterbrechung im aktuellen
TTI mit einer Länge
von Fi Rahmen gibt, wobei TGLi die
Dauer der Übertragungsunterbrechung,
angegeben in der Anzahl der Zeitintervalle (oder englisch "Transmission Gap
Length") (entweder
eine einzige Übertragungs unterbrechung oder
eine Summe von mehreren Übertragungsunterbrechungen),
im aktuellen TTI mit einer Länge von
Fi Rahmen ist;
- – ΔSIRi_compression
= 0 im gegenteiligen Fall;
- – wenn
die Rahmen nach dem Verfahren komprimiert werden, das auf Englisch
als "Higher Layer Scheduling" bezeichnet wird:
- – ΔSIRi_compression
= 0 dB für
komprimierte und Wiederherstellungsrahmen.
-
In
dem besonderen Fall des so genannten Doppelrahmenverfahrens kann
der zweite komprimierte Rahmen (mit dem zweiten Teil der Übertragungsunterbrechung)
als Wiederherstellungsrahmen (ΔSIR_coding
= DeltaSIRafter1 oder ΔSIR_coding
= DeltaSIRafter2) betrachtet werden. In diesem Fall wird folglich
der erste Rahmen, der auf die beiden aufeinander folgenden komprimierten
Rahmen folgt, nicht als Wiederherstellungsrahmen betrachtet (wobei
die Leistungs-Offsets PO1, PO2, PO3 dieselben Werte aufweisen wie
im normalen Modus).
-
Grundsätzlich müssen die
vorweggenommenen Änderungen
der Sendeleistung und/oder die vorweggenommenen Änderungen des Sendeleistungs-Offsets
angewendet werden, bevor das erste Zeitintervall übertragen
wird, das nach der Anwendung der Änderung des Zielwertes ΔSIR empfangen werden
wird, oder sobald dies danach möglich
ist.
-
5 ist
eine schematische Darstellung, die ein Beispiel von Mitteln veranschaulichen
soll, die in einem Mobilfunkkommunikationssystem vorzusehen sind,
um ein erfindungsgemäßes Verfahren
zur Leistungssteuerung in der Downlink-Richtung zu implementieren.
-
Somit
kann man für
die Downlink-Richtung und ausschließlich als Beispiel, wie in
schematischer Form in dieser Figur veranschaulicht, vorsehen:
- – in
einem Node B mit 1 bezeichnete Mittel, um im Fall der Änderung
des Zielwertes in der Downlink-Richtung (die im UE zum Beispiel
gemäß dem Algorithmus
bestimmt wird, der im Vorstehenden zusammenfassend dargestellt wurde)
eine vorweggenommene Änderung
des Sendeleistungs-Offsets
anzuwenden, die zum Beispiel gemäß dem weiter
oben beschriebenen Algorithmus bestimmt wird;
- – in
einem RNC mit 2 bezeichnete Mittel, um an einen Node B
(der für
die Downlink-Richtung als Sender betrachtet wird) Parameter DeltaSIR
und DeltaSIRafter für
die Uplink-Richtung zu signalisieren, die es diesem Node B ermöglichen,
einen Näherungswert
der Zielwertänderung
für die Downlink-Richtung
zu bestimmen, und folglich eine vorweggenommene Änderung des Sendeleistungs-Offsets
für die
innere Schleife der Leistungssteuerung in der Downlink-Richtung.
Diese Signalisierungsmittel können
folglich dieselben sein wie jene, die bereits vorgesehen wurden,
um dem Node B (der für
die Uplink-Richtung als Empfänger
betrachtet wird) dieselben Parameter zu signalisieren, die benötigt werden,
um es diesem Node B zu ermöglichen,
die Zielwertänderung
zu bestimmen, die für
die äußere Schleife
der Leistungssteuerung in der Uplink-Richtung anzuwenden ist.
-
6 ist
eine schematische Darstellung, die ein Beispiel von Mitteln veranschaulichen
soll, die in einem Mobilfunkkommunikationssystem vorzusehen sind,
um ein erfindungsgemäßes Verfahren
zur Leistungssteuerung in der Uplink-Richtung zu implementieren.
-
Somit
kann man für
die Uplink-Richtung, lediglich als Beispiel und wie in schematischer
Form in dieser Figur veranschaulicht, vorsehen:
- – in einem
UE mit 3 bezeichnete Mittel, um im Fall der Änderung
des Zielwertes in der Uplink-Richtung (die im Node B zum Beispiel
gemäß dem Algorithmus
bestimmt wird, der im Vorstehenden zusammenfassend dargestellt wurde)
eine vorweggenommene Änderung
des Sendeleistungs-Offsets
anzuwenden, die zum Beispiel gemäß dem weiter
oben beschriebenen Algorithmus bestimmt wird;
- – im
Netz, zum Beispiel im RNC, mit 4 bezeichnete Mittel, um
an ein UE (das für
die Uplink-Richtung als Sender betrachtet wird) Parameter DeltaSIR
und DeltaSIRafter für
die Downlink-Richtung zu signalisieren, die es diesem UE ermöglichen, einen
Näherungswert
der Zielwertänderung
für die
Uplink-Richtung zu bestimmen, und folglich eine vorweggenommene Änderung
des Sendeleistungs-Offsets für
die innere Schleife der Leistungssteuerung in der Uplink-Richtung.
Diese Signalisierungsmittel können
folglich dieselben sein wie jene, die bereits vorgesehen wurden, um
dem UE (das für
die Downlink-Richtung als Empfänger betrachtet
wird) dieselben Parameter zu signalisieren, die benötigt werden,
um es diesem UE zu ermöglichen,
die Zielwertänderung
zu bestimmen, die für
die äußere Schleife
der Leistungssteuerung in der Downlink-Richtung anzuwenden ist.
-
Das
in Verbindung mit den 5 und 6 beschriebene
Beispiel entspricht somit im Besonderen dem Fall, in dem für eine gegebene Übertragungsrichtung
ein Näherungswert
der zweiten Komponente mittels der zweiten Komponente für die entgegengesetzte Übertragungsrichtung
ermittelt wird. Weitere Beispiele sind selbstverständlich möglich.
-
Man
kann außerdem
vorsehen, dass die Parameter DeltaSIR und DeltaSIRafter, die vom
RNC an den Node B und an das UE signalisiert werden, für den Node
B und das UE dieselben sind. Dies ermöglicht darüber hinaus, sich zu vergewissern,
dass die vorweggenommene Änderung
der Sendeleistung tatsächlich
dieselbe ist wie die Änderung
des Zielwertes für
jede Übertragungsrichtung.
-
Darüber hinaus
wären weitere
Beispiele möglich,
ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere
kann in einem System wie dem UMTS-System ein Node B nicht direkt mit
einem als SRNC (für
englisch "Serving
RNC") bezeichneten
RNC, in dem die äußere Schleife
der Leistungssteuerung implementiert ist, kommunizieren, sondern über einen
anderen als DRNC (für
englisch "Drift
RNC") bezeichneten
RNC. Infolgedessen betrifft die vorliegende Erfindung nicht nur
die Schnittstelle zwischen RNC und Node B, sondern auch die Schnittstelle
zwischen RNCs, wobei diese Schnittstellen im UMTS-System jeweils
als "lub" beziehungsweise
als "lur" bezeichnet werden.