DE602005000256T2

DE602005000256T2 - Sendeleistungsregelung mittels einer äusseren Schleife in einem Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE602005000256T2
Application number: DE602005000256T
Authority: DE
Inventors: Qi Morris Plains Bi; Dongzhe Parsippany Cui; Qinqing Morganville Zhang
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2025-09-23
Also published as: EP1643659B1; US20060067276A1; CN1756118B; KR20060051711A; CN1756118A; EP1643659B8; EP1643659A1; US7792048B2; JP4959964B2; DE602005000256D1; JP2006109451A; KR101128238B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Telekommunikation.
Allgemeiner Stand der Technik
Kommunikationssysteme können auf fest verdrahteten Verbindungen, drahtlosen Signalübertragungen oder einer Kombination von beidem basieren. Bestimmte Systeme können Voice-Übermittlungen abwickeln. Bestimmte können Datenübermittlungen abwickeln. Bestimmte können mehr als eine Art von Kommunikation (d.h. Voice und Daten) abwickeln.
In Datenkommunikationssystemen werden Informationsbit in der Regel zu einem Rahmen oder Paketformat gruppiert und zu einem Empfänger gesendet. Die empfangenen Pakete können zum Beispiel aufgrund eines rauschbehafteten Kanals zur Übertragung der Daten verloren gehen oder Fehler enthalten. Die Paketfehlerrate (PER) ist der Prozentsatz empfangener Pakete, die einen Fehler enthalten.
Bekannte Systeme bestimmen eine PER direkt durch Zählen der Anzahl verlorener oder falscher Pakete während eines Zeitintervalls. In vielen Situationen ist es jedoch nicht möglich, die PER unter Verwendung von direkten Zähltechniken angemessen zu bestimmen. In vielen Datenübertragungsanordnungen ist die Übertragung über den Kanal nicht kontinuierlich. Datenübertragungen sind zum Beispiel oft stoßhaft. In stillen Perioden, in denen keine empfangenen Datenpakete vorliegen, ist nichts zu zählen und es gibt keine Grundlage für die Bestimmung der PER.
Eine andere Situation, in der ein direktes Zählen zur Bestimmung der PER nicht unbedingt zuverlässige Ergebnisse liefert, liegt vor, wenn die tatsächliche PER sehr klein ist. Zum Beispiel kann die PER in der Größenordnung von 10^-4 oder 10^-5 liegen. In einem begrenzten Zeitintervall ist die Anzahl empfangener Pakete nicht groß genug, um ausreichend Informationen zur genauen Bestimmung der PER zu liefern.
Die PER ist eine wichtige Metrik zur Anzeige der Kanalqualität und Systemleistungsfähigkeit. Die PER kann durch Einstellen eines Signal/Rausch-Verhältnisses (SIR), Einführen von Redundanz oder beidem zur Reduktion der Erscheinung von Paketfehlern gesteuert werden. Bekannte Systeme sind dafür ausgelegt, zu versuchen, eine PER unter einem gewählten Ziel zu halten. Es besteht ein Kompromiß zwischen Dienstqualität und Signalsendeleistung, der sich in der Regel auf die Auswahl des PER-Ziels auswirkt. Steuerung in äußerer Schleife wird verwendet, um die entsprechende Schwelle oder das SIR auszuwählen, um einen entsprechenden Ausgleich zwischen Dienstqualität und Sendeleistung zu finden.
Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) und automatische Wiederholungsanforderung (ARQ) sind traditionelle Fehlerschutzverfahren in Kommunikationssystemen. In einem Sender fügt ein Codierer Redundanz hinzu, um das Informationsbit in Form von Paritätsbits zu schützen. Im Empfänger untersucht ein Decoder die Redundanz, so daß eine bestimmte Anzahl von Fehlern korrigiert werden kann. Ein codiertes System kann mehr Kanalfehler pro Schnittstelle tolerieren und kann es sich deshalb leisten, mit einer niedrigeren Sendeleistung zu arbeiten und mit einer höheren Datenrate zu senden. Für ARQ sendet der Sender ein Paket zu dem Empfänger. Der Empfänger führt nach dem Empfang des Pakets eine Fehlerdetektion durch, um zu bestimmen, ob das Paket Fehler aufweist. Der Empfänger sendet eine Bestätigung zu dem Sender zurück, die anzeigt, ob das Paket erfolgreich empfangen wurde. Wenn das Paket nicht korrekt empfangen wurde, sendet der Sender dasselbe Paket neu. Andernfalls entfernt der Sender das Paket aus seinem Puffer und verarbeitet das nächste Paket.
Außerdem gibt es eine Kombination der FEC- und ARQ-Techniken, die als das hybride ARQ-(HARQ-)Schema bekannt ist. Innerhalb von HARQ sind zwei spezifische Techniken bekannt: Chase-Kombination und inkrementelle Redundanz. Ein ursprüngliches Datenpaket wird mit einem niederratigen FEC-Code codiert. Das codierte Paket wird dann in mehrere Subpakete unterteilt. Jedes Subpaket wird als die Einheit zur Übertragung verwendet. Bei Chase-Kombination ist jedes Subpaket dasselbe wie das ursprüngliche codierte Paket. Wenn das Subpaket mit Fehlern decodiert wird, wird das nächste Subpaket gesendet. Im Empfänger werden mehrere empfangene Subpakete optimal kombiniert und decodiert. Mit inkrementeller Redundanz ist jedes Subpaket verschieden und weist Redundanzinformationen des ursprünglichen Pakets auf. Wenn das erste Subpaket falsch decodiert wird, wird das nächste Subpaket gesendet. Im Empfänger werden mehrere empfangene Subpakete miteinander verkettet, um ein codiertes Wort zur Decodierung zu bilden. Die Verwendung von mehr Subpaketen in einer Übertragung führt zu einem längeren codierten Wort im Empfänger mit mehr Redundanzinformationen. Folglich liefert jede Übertragung in einer Technik der inkrementellen Redundanz zusätzliche Redundanzinformationen für größere Fehlerkorrekturfähigkeit.
Bei drahtlosen Kommunikationssystemen werden in der Regel Faltungscodes und Turbocodes als die FEC-Codes verwendet.
Die PER in einem codierten System hängt von dem Verhältnis der Bitenergie zu der Rauschspektraldichte (Eb/No), der FEC-Coderate, dem ARQ-Schema und der Paketgröße ab. Eine Decodierungsfehlerwahrscheinlichkeit für Faltungscodes und Turbocodes ist schwierig analytisch zu berechnen. Anstatt die genaue Fehlerwahrscheinlichkeit zu erhalten, wird in der Regel eine Schranke abgeleitet, um einen vernünftigen Grad an Decodierungsleistungsfähigkeit widerzuspiegeln. Für Besprechungszwecke tritt die Datenübertragung auf dem Verkehrskanal in einem Beispiel unter Verwendung drahtloser Kommunikation auf. Ein beispielhaftes System, das diese Fähigkeit aufweist, ist das System 1xEV-DV, das die dritte Generation der durch 3GPP2 definierten CDMA2000-Standards ist.
Bei dem 1xEV-DV-System sind mehrere Kanäle auf einer Rückwärtsstrecke konfiguriert. Der schnelle Datenkanal zum Senden von Benutzerverkehr ist der Rückwärtsstrecken-Paketdatenkanal (R-PDCH). Die Übertragungszeiteinheit auf diesem Kanal wird in der Regel als Schlitz bezeichnet und weist oft eine Dauer von 10 Millisekunden auf. Ein mit einem FEC-Code codiertes Codiererpaket wird in Subpakete unterteilt. Jedes Subpaket wird in einem Zeitschlitz eingeteilt und gesendet. Es gibt verschiedene Codiererpaketgrößen. Als der FEC-Code für PDCH wird bekannter Turbocode verwendet. Für Legacy-1x-Verkehrskanäle, wie zum Beispiel den Fundamentalkanal (FCH) und den Ergänzungskanal (SCH) wird bekannter Faltungscode verwendet. Die Übertragungsrate auf R-PDCH variiert in der Regel von 6,4 KBPS bis zu 1,8 MBPS und wird abhängig von dem Kanalzustand und den verfügbaren Daten in der Mobilstation dynamisch eingestellt. Die verschiedene Übertragungsrate auf dem R-PDCH ist das Ergebnis verschiedener Codierergrößen und des Modulationsschemas.
In einem Beispiel wird Hybrid-ARQ auf dem R-PDCH verwendet, um Zeit-Diversity und Fehlerleistungsfähigkeitsverbesserung zu erkunden.
Der Rückwärtsstrecken-Pilotkanal (R-PICH) wird zum kontinuierlichen Senden der Pilotsequenz verwendet. Die Pilotsequenz ist eine Sequenz unmodulierter bekannter Signale, wie zum Beispiel einer Vielzahl binärer Ziffern. Bei einem CDMA-Spreizspektrumsystem dient das Pilotsignal zur Bestimmung von Mehrwegekomponenteneigenschaften und hilft bei der kohärenten Demodulation der empfangenen Signale. Die Sendeleistung auf dem Pilotkanal wird zum Beispiel als Referenzpunkt für andere Kanäle verwendet. Zum Beispiel besitzt der R-PDCH ein festes Offset über Sendeleistung des Pilotkanals, das in der Regel als das T2P-Verhältnis (Verkehr zu Pilot) bezeichnet wird.
In einem CDMA-System ist es zum Beispiel erwünscht, die PER des Verkehrskanals unter einem bestimmten Ziel zu halten. In einem Beispiel erhält 1% PER eine vernünftige Qualität des Benutzerdatendienstes. Die Einstellung eines Verkehrs-SIR behält Steuerung der PER. Wenn die PER zu hoch ist, nimmt zum Beispiel das Ziel-SIR zu. Wenn die PER zu niedrig ist, wird das Ziel-SIR zum Beispiel verkleinert, um die von einer bestimmten Mobilstation erzeugten Störungen zu reduzieren. Das Einstellen der Ziel-SIR zum Halten der PER unter einer Zielschwelle wird manchmal als Leistungssteuerung in äußerer Schleife bezeichnet. Die Leistungssteuerung in innerer Schleife stellt die Sendeleistung einer Mobilstation gemäß dem Ziel-SIR ein. Die Leistungssteuerung der inneren Schleife und der äußeren Schleife werden gleichzeitig betrieben, um gute Systemleistungsfähigkeit zu erzielen. Der Leistungssteuerteil 22 einer Basisstation ist für die Leistungssteuerung der äußeren Schleife verantwortlich.
Der PER-Wert ist ein Beispielparameter, der zur Leistungssteuerung der äußeren Schleife verwendet wird. Unter bestimmten Umständen ist es möglich, eine direkte Messung der PER auf dem PDCH (d.h. dem Verkehrskanal) zu erzielen. Es kommt jedoch vor, daß keine Pakete verfügbar sind und der Leistungssteuerteil einer Basisstation die PER nicht direkt messen kann. Unter solchen Umständen kann die Leistungssteuerung der äußeren Schleife kompromittiert werden.
Aus dem US Patent Nr. 6,654,613 ist eine Anordnung bekannt, die ein Signal/Rausch-Verhältnis von Leistungssteuerbit in einer Rahmenperiode auf einem speziellen Steuerkanal verwendet. Eine Leistungssteuerung der äußeren Schleife basiert darauf, ob ein Rahmenfehler in dieser Rahmenperiode besteht. Obwohl diese Schrift eine Technik zur Leistungssteuerung der äußeren Schleife vorstellt, wenn Daten von einem speziellen Steuerkanal fehlen, sind Fachleute immer bestrebt, Verbesserungen zu erreichen.
Ein zusätzlicher Gesichtspunkt ist, daß der R-PDCH bei 1xEV-DV vier verschiedene, für verschiedene Anwendungen ausgelegte Betriebsarten aufweist. Zum Beispiel ist der Boostmodus für verzögerungsempfindliche Anwendungen ausgelegt. Im Boostmodus wird das Paket mit einer höheren Leistung als der Leistungseinstellung für den regulären Modus gesendet. Dadurch vergrößert sich die Erfolgswahrscheinlichkeit für eine erste Übertragung und es verringert sich die Neuübertragungsverzögerung. Folglich ist die PER nach HRAQ-Kombination gewöhnlich im Boostmodus sehr klein. Sie kann zum Beispiel weniger als 0,1% betragen. Unter solchen Umständen ist es schwierig, direkt eine PER zu berechnen, auch wenn empfangene Pakete verfügbar sind.
Die vorliegende Erfindung wendet sich an die Notwendigkeit, die Leistungssteuerung der äußeren Schleife auch dann aufrechtzuerhalten, wenn die Verkehrskanalbedingungen dergestalt sind, daß zuvor entwickelte Techniken keine zufriedenstellenden oder zuverlässigen Ergebnisse liefern können.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Beispielverfahren der Kommunikation umfaßt das Bestimmen einer Leistungssteuerschwelle der äußeren Schleife für einen Verkehrskanal auf der Basis mindestens einer gewählten Ausgabe mindestens eines anderen Kanals, wenn eine erste Verkehrskanalbedingung besteht.
In einem Beispiel umfaßt die erste Verkehrskanalbedingung eine Menge der Datenübertragung auf dem Verkehrskanal, die unter einer gewählten Schwelle liegt und/oder einen Übertragungsmodus auf dem Verkehrskanal, der von einem Normalmodus verschieden ist.
In einem Beispiel ist der andere Kanal ein Pilotkanal, der mit dem Verkehrskanal assoziiert ist. Mindestens eine Ausgabe aus dem Pilotkanal liefert die Grundlage für die Schätzung einer Paketfehlerrate für den Verkehrskanal. Die geschätzte Paketfehlerrate liefert eine Grundlage für die Bestimmung, wie die Leistungssteuerschwelle der äußeren Schleife einzurichten ist.
Ein Beispiel umfaßt die Verwendung einer gewählten Ausgabe aus dem Verkehrskanal, wenn eine zweite, verschiedene Verkehrskanalbedingung vorliegt. In einem Beispiel wird eine Paketfehlerrate des Verkehrskanals bestimmt und zur Einstellung der Leistungssteuerschwelle der äußeren Schleife verwendet. Das Bestimmen, ob die erste oder die zweite Bedingung des Verkehrskanals vorliegt, ermöglicht die Auswahl der entsprechenden Grundlage für die Einstellung der Schwelle.
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten aus der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlich werden.
Die Zeichnungen, die die ausführliche Beschreibung begleiten, können kurz folgendermaßen beschrieben werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt schematisch gewählte Teile, die für die Leistungssteuerung der äußeren Schleife in einem beispielhaften Kommunikationssystem nützlich sind.
2 ist ein Flußdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Bestimmung einer Leistungssteuerschwelle der äußeren Schleife.
3 ist ein Flußdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Schätzung einer Verkehrskanalpaketfehlerrate.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt schematisch gewählte Teile eines Kommunikationssystems 20. In diesem Beispiel setzt ein Teil 22 für die Leistungssteuerung der äußeren Schleife, der Teil einer für drahtlose Datenkommunikation verwendeten Funknetzsteuerung ist, eine Schwelle, um eine Zielpaketfehlerrate (PER) auf einem Verkehrskanal zu erzielen. Eine beispielhafte Schwelle umfaßt ein Signal/Rausch-Verhältnis (SIR). Eine Mobilstation vergleicht ein Signal/Rausch-Verhältnis mit der Schwelle unter Verwendung bekannter Techniken und stellt als Reaktion eine Sendeleistung auf bekannte Weise ein. Das dargestellt Beispiel umfaßt ein einzigartiges Verfahren zum Einstellen der Schwelle.
Ein Empfängerteil 24 R-PDCH empfängt Datenpakete auf einem Verkehrskanal auf bekannte Weise. Der Empfängerteil 24 verarbeitet die empfangenen Pakete auf bekannte Weise, einschließlich der Detektion, ob etwaige der Pakete Fehler enthalten. Fehlerereignisinformationen werden dem Leistungssteuerteil 22 zugeführt.
Das dargestellt Beispiel enthält zwei Verkehrskanal-Modusdetektorteile 26 und 28. Jeder kann dem Leistungssteuerteil 22 Informationen bezüglich eines Übertragungsmodus auf dem Verkehrskanal PDCH zuführen. Beispielhafte Übertragungsarten wären ein Normalmodus und ein Boostmodus, wovon jeder eine verschiedene mittlere Anzahl von Übertragungen für ein Paket aufweist. Der Modusdetektorteil 28 ist in diesem Beispiel Teil eines ASIC, der für Basisbandverarbeitung ausgelegt ist und die Daten auf dem Verkehrskanal PDCH decodiert, um auf bekannte Weise den Übertragungsmodus zu bestimmen. Der schematisch dargestellte Detektorteil 26 verwendet eine Ankunftsrate von Datenpaketen zur Bestimmung des Übertragungsmodus.
In einem Beispiel erhält der Detektorteil 26 den Zeitstempel jedes empfangenen Pakets und bestimmt die Zeit zwischen der Ankunft sequentiell empfangener Pakete (d.h. eine Zwischenankunftszeit). Der Detektorteil 26 schätzt mit bestimmten Zwischenankunftszeiten eine mittlere Anzahl von Übertragungen jedes Pakets. Wenn die Anzahl der Übertragungen pro Paket nahe ungefähr 1 ist, bestimmt der Detektorteil 26, daß der Verkehrskanalübertragungsmodus höchstwahrscheinlich der sogenannte Boostmodus ist. Dies folgt aus der Verwendung einer höheren Sendeleistung in einem Boostmodus, die die Wahrscheinlichkeit vergrößert, daß ein Paket erfolgreich bei der ersten Übertragung empfangen wird. Es bestehen im Mittel in einem Boostmodus im Vergleich zu einem Normalmodus, wenn weniger Sendeleistung verwendet wird, weniger Wiederholungsübertragungen. Wenn die mittlere Anzahl der Übertragungen pro Paket einer maximal möglichen Zahl nahe ist, ist der Datenfluß auf dem Verkehrskanal PDCH höchstwahrscheinlich in einem Normal- oder regulärem Modus.
Das dargestellte Beispiel weist außerdem einen Empfängerteil 32 R-PICH auf, der eine Übertragung des Rückwärtsstrecken-Pilotkanals PICH empfängt. Der Empfängerteil 32 detektiert und verarbeitet die Pilotsymbole auf bekannte Weise. In dem Empfängerteil 32 wird mindestens eine gewählte Ausgabe des Pilotkanals PICH identifiziert. In einem Beispiel ist ein Verhältnis der Energie pro Chip zu einer Rauschspektraldichte des Pilotkanals die gewählte Ausgabe und dient zur Bestimmung einer geschätzten Paketfehlerrate des Verkehrskanals PDCH wie nachfolgend beschrieben.
Informationen bezüglich einer Mobilstation werden unter Verwendung eines Kanalqualitätsindikator-Kanalempfängerteils 32 R-CQICH und eines Dopplerschätzteils 34 bestimmt. In einem Beispiel werden die CQI-Informationen auf bekannte Weise zur Schätzung der Dopplerfrequenz des Fading-Prozesses verwendet, wodurch eine Anzeige einer Bewegungsgeschwindigkeit der Mobilstation bereitgestellt wird.
Ein Schätzerteil 40 bestimmt eine geschätzte PER, die dem Leistungssteuerteil 22 zugeführt wird. In diesem Beispiel basiert die geschätzte PER mindestens auf der gewählten Ausgabe des Pilotkanals PICH und der geschätzten Dopplerfrequenz aus dem Schätzteil 36. Die Verwendung der Ausgabe des Pilotkanals PICH zur Schätzung der PER des Verkehrskanals PDCH, der für Datenübertragung verwendet wird, ermöglicht es dem Leistungssteuerteil 22 auch in Fällen, wenn unzureichende Datenübertragung auf dem Verkehrskanal PDCH zur Ermöglichung einer direkten Messung der Verkehrskanal-PER besteht, eine entsprechende Leistungssteuerschwelle der äußeren Schleife zu setzen.
2 enthält ein Flußdiagramm 50, das ein Verfahren zur Verwendung mindestens einer Ausgabe aus einem anderen Kanal zur Bestimmung einer Leistungssteuerschwelle der äußeren Schleife für einen Verkehrskanal, wie zum Beispiel dem Verkehrskanal, der für Datenübertragung verwendet wird, zusammenfaßt. Die Darstellung umfaßt Funktionen, die von dem Leistungssteuerteil 22 durchgeführt werden.
Der beispielhafte Prozeß beginnt bei 52, wo das Ziel-SIR eingestellt wird. Der Schritt bei 52 umfaßt außerdem das Einstellen eines gewünschten Steuerzeitintervalls der äußeren Schleife, während dem Daten zum Zwecke der Einstellung der Leistungssteuerschwelle zu analysieren sind. In einem Beispiel ist dieses Zeitintervall signifikant länger als ein Zeitschlitz für jedes Datenpaket. Das Zeitintervall wird mindestens lang genug sein, um eine bedeutungsvolle Bestimmung in bezug auf die Einstellung einer entsprechenden Schwelle zur Verwendung über einen nützlichen folgenden Zeitraum durchzuführen. Fachleute werden anhand der vorliegenden Beschreibung erkennen, welche Nebenbedingungen am besten funktionieren, um die Bedürfnisse ihrer konkreten Situation zu erfüllen.
Bei 54 liefern die Verkehrskanal-PDCH-Informationen, die zum Beispiel aus dem Empfängerteil 24 verfügbar sind, eine Anzeige einer auf dem Verkehrskanal in einem gewählten Zeitintervall gesendeten Datenmenge. Bei 56 wird mit solchen Informationen bestimmt, ob etwaige Datenübertragungen aufgetreten sind und ob die Anzahl der empfangenen Pakete ausreicht, um die Leistungssteuerschwelle direkt aus Informationen über den Verkehrskanal PDCH zu bestimmen. Wenn eine ausreichende Anzahl empfangener Pakete besteht, werden bei 60 die Übertragungsmodusinformationen 58, die aus einem der Modusdetektorteile 26 oder 28 erhalten werden, analysiert. Wenn der Übertragungsmodus ein normaler oder regulärer Modus ist, wird der Prozeß in einem Modus fortgesetzt, direkt die Verkehrskanalinformationen zur Bestimmung der Leistungssteuerschwelle der äußeren Schleife (d.h. Einstellen der SIR-Schwelle) zu betrachten.
Bei 62 bestimmt der Leistungssteuerteil 22, ob etwaige Paketfehler vorliegen. Bei 64 bestimmt der Leistungssteuerteil 22 eine Anzahl von Paketfehlern auf dem Verkehrskanal PDCH während des Steuerzeitintervalls der äußeren Schleife, das bei 52 gesetzt wurde.
Eine entsprechende Anzahl von Paketfehlern in dem Zeitintervall (d.h. eine Paketfehlerrate (PER)) wird auf bekannte Weise ausgewählt, um den Bedürfnissen einer bestimmten Situation zu genügen. Diese entsprechende Anzahl wird in diesem Beispiel als eine Fehlerschwelle betrachtet. Bei 66 wird die bestimmte Anzahl der Paketfehler mit der Fehlerschwelle verglichen.
Wenn die Anzahl der Paketfehler die Fehlerschwelle übersteigt, wird bei 68 die Leistungssteuerschwelle (d.h. Ziel-SIR) vergrößert. Der Betrag einer solchen Zunahme hängt von den Bedürfnissen einer bestimmten Situation ab und Fachleute werden anhand der vorliegenden Beschreibung in der Lage sein, entsprechende Zunahmen zu verwenden. Wenn die Anzahl der Paketfehler kleiner als die Fehlerschwelle ist, wird die Leistungssteuerschwelle auf bekannte Weise verkleinert.
Der Prozeß wiederholt sich beginnend mit 72 für das nächste Leistungssteuerintervall der äußeren Schleife.
Falls die Verkehrskanalbedingung dergestalt ist, daß eine direkte Messung einer Paketfehlerrate auf dem Verkehrskanal PDCH nicht möglich oder für das Einstellen der Leistungssteuerschwelle nicht zuverlässig ist, verwendet der Leistungssteuerteil 22 eines anderen Betriebsmodus. In diesem Beispiel verwendet der Leistungssteuerteil mindestens eine gewählte Ausgabe mindestens einen anderen Kanals zur Bestimmung der Leistungssteuerschwelle der äußeren Schleife. Wenn zum Beispiel die Bestimmung bei 56 angibt, daß eine ungeeignete Anzahl empfangener Pakete zum direkten Zählen dieser zur Bestimmung einer PER vorliegt, schreitet der Prozeß zu dem bei 76 angegebenen Schritt voran. In einem Beispiel wird mindestens ein Paket pro Steuerzeitintervall als geeignet betrachtet. Fachleute werden anhand der vorliegenden Beschreibung in der Lage sein, eine geeignete Anzahl von Paketen auszuwählen, um einen bedeutenden PER-Zählwert zur Erfüllung der Bedürfnisse ihrer bestimmten Situation bereitzustellen.
Wenn der Übertragungsmodus auf dem Verkehrskanal PDCH ein Boostmodus oder ein anderer Modus als der Normalmodus ist, schreitet der Prozeß als Alternative anstelle des Schritts bei 62 zu dem Schritt bei 76 voran.
Bei 76 tritt der Leistungssteuerteil 22 in einen Modus ein, der umfaßt, einen geschätzten Steuerparameter für den Verkehrskanal zu benutzen, der durch den Schätzerteil 40 auf der Basis einer Ausgabe eines anderen Kanals bestimmt wird. In einem Beispiel verwendet der Schätzerteil 40 eine PER des Pilotkanals PICH zur Bestimmung einer äquivalenten PER für den Verkehrskanal PDCH. Diese äquivalente oder geschätzte PER wird bei 78 bereitgestellt.
Bei 80 vergleicht der Leistungssteuerteil die geschätzte oder äquivalente PER mit der Zielzahl-PER, um effektiv zu bestimmen, wie viele Pakete weiter Fehler aufweisen. Wenn die bestimmte Anzahl der Pakete mit Fehlern bei 82 eine Zählschwelle übersteigt, wird bei 68 die Leistungssteuerschwelle der äußeren Schleife vergrößert. Wenn die bestimmte Anzahl der Pakete mit Fehlern unter der Zählschwelle liegt, wird die Schwelle bei 70 vermindert.
Das dargestellte Beispiel verwendet mindestens einen der beispielhaften Betriebsarten zum Einstellen der Leistungssteuerschwelle. Immer dann, wenn eine erste Verkehrskanalbedingung vorliegt, die einer Unmöglichkeit entspricht, sich auf eine direkte Betrachtung von Verkehrskanalinformationen zu verlassen, kann der Leistungssteuerteil 22 den Betriebsmodus verwenden, der Schätzung einer Verkehrskanalausgabe auf der Basis einer entsprechenden Ausgabe von einem anderen Kanal, wie zum Beispiel dem Pilotkanal PICH, umfaßt. In einem Beispiel werden beide Betriebsarten gleichzeitig verwendet. In einem solchen Beispiel dient die geschätzte PER auf der Basis der Pilotkanalausgabe als Prüfung der Zuverlässigkeit der direkt von dem Verkehrskanal PDCH erhaltenen Informationen.
An diesem Punkt ist es nützlich, eine beispielhafte Möglichkeit zu betrachten, eine Ausgabe von einem anderen Kanal als dem Verkehrskanal PDCH zur Bestimmung einer äquivalenten Verkehrskanal-PER zu benutzen.
Die Decodierungsfehlerwahrscheinlichkeit eines Faltungscodes oder Turbocodes ist eine Funktion der spezifischen Coderate, der codierten Wortlänge und der Kanalbitfehlerrate (Pb). Die Kanalbitfehlerrate ist Funktion des Verhältnisses der Bitenergie zu der Rauschspektraldichte (Eb/No) und des Modulationsschemas. Für einen spezifischen interessierenden Code und ein spezifisches Modulationsschema kann die Decodierungszählerwahrscheinlichkeit Pe als Funktion des Eb/No ausgedrückt werden Pe = f1(Eb/N0) (1) (für Faltungscode) oder Pe = f1'(Eb/N0) (2)(für Turbocode).
Oder Pe kann als Funktion von Pb ausgedrückt werden Pe = f2(Pb) (3)(für Faltungscode) oder Pe = f2'(Pb) (4)(für Turbocode).
Es ist praktisch schwierig, die Lösung der Decodierungsfehlerwahrscheinlichkeit in geschlossener Form zu analysieren und zu erhalten. Statt dessen verwendet man in der Regel eine obere Schranke zur Darstellung der Leistungsfähigkeit von Faltungscodes oder Turbocodes. Die oberen Schranken für Pe in AWGN-Kanälen wurden untersucht. Die Beschreibung verwendet die wohlbekannten oberen Schranken für AWGN-Kanäle und verwendet Erweiterungen, um andere zeitveränderliche Kanäle und den Effekt von HARQ einzuschließen.
Ein drahtloser Kanal mit Fading ist zeitveränderlich. Leistungssteuerung beabsichtigt, die Kanalschwankungen zu verfolgen und fluktuiert die Empfangssignalstärke um das Ziel-SIR herum. Aufgrund von HARQ besteht das empfangene Paket zusätzlich aus Subpaketen, die zu verschiedenen Zeiten gesendet werden. Alle diese Faktoren bewirken, daß Eb/No oder Bitfehlerwahrscheinlichkeit (Pb) des empfangenen Pakets variieren. Die wohlbekannten analytischen Schranken für Pe für AWGN-Kanäle gelten in diesem Szenario nicht mehr.
Erweiterungen der Analyse einschließlich der Ableitung von Schranken unter Berücksichtigung der Situationen der variierenden Eb/No oder Pb sind deshalb nützlich. Ein äquivalentes Eb/No in einem AWGN-Kanal wird in einem Beispiel verwendet. Man nehme an, daß für ein spezifisches Codewort und Modulationsschema Pe eine Funktion des variierenden Eb/No oder Pb ist, was durch einen L-dimensionalen Vektor dargestellt wird:
Für AWGN-Kanäle wird Pe durch Gleichung (1) oder (2) dargestellt. Das äquivalente Eb/No oder Pb ist definiert als
Anders ausgedrückt ist das äquivalente Eb/No (oder Pb) ein äquivalenter konstanter Wert in AWGN-Kanälen, der dasselbe Pe wie der mit den variierenden Eb/No- (oder Pb-)Werten erzeugt. Dadurch wird die Analyse von Pe für variierendes Eb/No (oder Pb) in die Aufgabe des Findens des äquivalenten Eb/No oder Pb transformiert.
Da die Analyse für Faltungscodes und Turbocodes verschieden ist, ist es nützlich, die Funktionen zur Berechnung des Pe für die beiden Arten von Codes entsprechen separat zu betrachten.
Für Faltungscodes lauten die Funktionen zur Berechnung des äquivalenten Pb oder Eb/No:
Für Turbocodes lauten die Funktionen zur Berechnung des äquivalenten Eb/No oder Pb:
In einem Beispiel basiert eine Beziehung zwischen den empfangenen Pilotsymbolen und der PER des Verkehrskanals auf einem Pilotkanalverhältnis einer Energie pro Chip zu einer Rauschspektraldichte. Mit Bezug auf 3 faßt ein Flußdiagramm 140 diesen beispielhaften Ansatz zusammen. Die Pilotkanalsequenz wird bei 142 detektiert. Ein mittleres Verhältnis von Energie pro Chip zu Rauschspektraldichte (Ec/Nt) über eine Schlitzdauer kann unter Verwendung bekannter Techniken aus dem Pilotkanal ausgemacht werden. In diesem Beispiel ist das mittlere Ec/Nt die gewählte Pilotkanalausgabe, die die Grundlage für eine Schätzung der Verkehrskanal-PER liefert.
Das mittlere Ec/Nt über einen Schlitzindex i wird bei 144 bestimmt. Bei 146 wird das mittlere Ec/Nt für K Schlitze gespeichert. Dabei ist K = 4·N und N die Maximalzahl der für ein Paket erlaubten Übertragungen. Ein Beispiel umfaßt Verwendung von HARQ und N ist die Anzahl der Neuübertragungen eines Pakets.
Das Schätzen der Verkehrskanal-PER beginnt in einem i-ten Schlitz bei 148 mit einer Paket-ID j = 0, wobei j die Empfangssequenznummer der Pakete repräsentiert. In einem Beispiel mit Neuübertragung ist die Zwischenankunftszeit jedes Pakets keine Konstante. Bei 150 liest der Schätzerteil 40 N Werte von Ec/Nt. Bei 152 werden die N Werte von Ec/Nt in ein entsprechendes Ec/Nt auf dem Verkehrskanal übersetzt. In einem Beispiel ist das Verhältnis des Rausch-Code-Spreizfaktors für den Pilotkanal (PICH) und des Rausch-Code-Spreizfaktors für die Rückwärtsstrecke des Verkehrs- oder Paketdatenkanals (R-PDCH) W. Die Übersetzung bei 152 in 3 kann unter Verwendung der folgenden Gleichung erreicht werden: (Ec/Nt)PDCH = W(Ec/Nt)PICH (13).
In einem Beispiel gibt es maximal N Übertragungen pro Codiererpaket. Ein Codiererpaket wird als fehlerhaft deklariert, nachdem die maximale Anzahl von Übertragungen erreicht ist. Ein codiertes Paket besteht In einem Beispiel aus N Subpaketen. Schritt 152 in 3 umfaßt in diesem Beispiel das Bilden eines Vektorausdrucks von Ec/Nt mit einer Dimension N, wobei jedes Element (Ec/Nt)n das Ec/Nt des n-ten Subpakets repräsentiert. Unter der Annahme, daß im i-ten Schlitz die Maximalzahl der Übertragungen eines bestimmten Pakets erreicht worden wäre, können die N Werte des Vektors Ec/Nt des Pakets folgendermaßen ausgedrückt werden:
Der Term (N-n-1) wird in diesem Beispiel mit vier multipliziert, weil die Neuübertragung eines Subpakets vier Schlitze später von der letzten Subpaketübertragung ist.
Als nächstes wird bei 154 ein äquivalentes Eb/No auf dem Verkehrskanal aus dem Ec/Nt-Vektor bestimmt. In einem Beispiel, bei dem Faltungscode verwendet wird, liefert Gleichung (9) das äquivalente Eb/No. In einem Beispiel, bei dem Turbocode verwendet wird, liefert Gleichung (11) das äquivalente Eb/No.
Das äquivalente Eb/No wird dann in Beispielen, die Faltungscodes verwenden, als Eingangsparameter für Gleichung (1) verwendet. Für Beispiele, die Turbocodes enthalten, ist das äquivalente Eb/No der Eingangsparameter für die obige Gleichung (2). In jedem Fall ist das Ergebnis die Berechnung von Pe für das j-te Paket auf dem Verkehrskanal. Dies geschieht bei 156 in 3. Die geschätzte PER des Verkehrskanals ergibt sich dann aus Abschließen der oben beschriebenen Berechnungen.
In dem Beispiel von 3 besteht der nächste Schritt bei 158 darin, den Wert von j zu erhöhen und den Prozeß nochmals zu wiederholen.
Außerdem umfassen in dem Beispiel von 3 die Berechnungen bei 156 die Verwendung einer Nachschlagetabelle 160, die Beziehungen zwischen Pe und Eb/No in AWGN-Kanälen für die verschiedenen codiererpaketgrößen bereitstellt. Die Berechnung bei 156 umfaßt außerdem die Verwendung einer bekannten Dopplerschätztechnik bei 162. Diese Schätzung wird in diesem Beispiel zur Bestimmung einer geeigneten Anpassungsfunktionseinstellung für die geschätzte PER bei 164 verwendet.
In einem Beispiel wird die Anpassungsfunktion aus einer empirischen Analyse bestimmt, wobei eine direkt gemessene PER über einen gegebenen Zeitraum mit einer geschätzten PER unter Verwendung des gerade beschriebenen Algorithmus über denselben Zeitraum verglichen wird. Die Anpassungsfunktion ist dann für nachfolgende Einstellungen nützlich, wenn solche notwendig sind, damit die geschätzte PER so gut wie möglich der direkt gemessenen PER entspricht. In einem Beispiel wird die Anpassungsfunktion als F(.) bezeichnet, was auf der Basis des Codierungstyps verschieden ist. In einem solchen Beispiel kann Pe folgendermaßen ausgedrückt werden: Pe = F(f(Eb/N0),c) (15).wobei c eine Konstante ist und für verschiedene Szenarien abstimmbar ist. c kann dann auf der Basis der Kanalzustandinformationen, wie etwa der Dopplerfrequenz, Weg-Diversity usw. eingestellt werden. Anhand dieser Beschreibung werden Fachleute in der Lage sein, eine geeignete Anpassungsfunktion auszuwählen, um den Bedürfnissen ihrer konkreten Situation zu genügen.
Die beispielhafte Ausführungsform liefert die Vorteile vergrößerter Systemkapazität, besserer Streckenqualität und verbesserter Systemstabilität. Die Verwendung einer Ausgabe von einem anderen Kanal als dem Verkehrskanal PDCH zur Bestimmung einer Leistungssteuerschwelle der äußeren Schleife verbessert die Systemleistungsfähigkeit, indem einheitlich zuverlässige Leistungseinstellungen unter vielfältigen Verkehrskanalbedingungen bereitgestellt werden.
Die Beschaffenheit der vorausgehenden Beschreibung ist beispielhaft und nicht einschränkend. Fachleuten werden Varianten und Modifikationen der offengelegten Beispiele einfallen, die nicht unbedingt von dem Wesen der vorliegenden Erfindung abweichen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung kann nur durch Studieren der folgenden Ansprüche bestimmt werden.

Claims

Telekommunikationsverfahren mit dem folgenden Schritt: Bestimmen einer Schwelle (68, 70) für die Leistungsregelung der äußeren Schleife für einen Verkehrskanal aus mindestens einer Ausgabe (144) mindestens eines anderen Kanals, wenn eine erste Verkehrskanalbedingung (56, 60) besteht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der andere Kanal einen mit dem Verkehrskanal assoziierten Pilotkanal umfaßt und wobei der Schritt des Bestimmens das Bestimmen (140, 156) einer Paketfehlerrate für den Verkehrskanal auf der Basis der Ausgabe des Pilotkanals umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Verkehrskanalbedingung umfaßt, daß eine Datenübertragungsmenge auf dem Verkehrskanal unter einer Schwellenmenge liegt und/oder ein Übertragungsmodus auf dem Verkehrskanal ein Boostmodus oder ein anderer Modus ist, der von einem normalen Übertragungsmodus verschieden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, mit dem Schritt des Bestimmens der Schwelle (68, 70) für die Leistungsregelung der äußeren Schleife für den Verkehrskanal aus mindestens einer Ausgabe des Verkehrskanals, wenn eine zweite, verschiedene Verkehrskanalbedingung (56, 60) besteht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die zweite, verschiedene Verkehrskanalbedingung eine über einer Schwellenmenge liegende Datenübertragungsmenge und einen normalen Übertragungsmodus auf dem Verkehrskanal umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, mit dem Schritt des Bestimmens, wann die erste Verkehrskanalbedingung besteht, durch Bestimmen (60) eines Übertragungsmodus auf dem Verkehrskanal.
Verfahren nach Anspruch 1, mit dem Schritt des Bestimmens des Übertragungsmodus durch Bestimmen einer Zeit zwischen Ankünften sequentiell empfangener Datenpakete; und Bestimmen einer Anzahl von Übertragungen jedes Pakets aus den bestimmten Zeiten.
Verfahren nach Anspruch 7, mit den folgenden Schritten: Bestimmen (60), daß der Übertragungsmodus ein normaler Übertragungsmodus ist, wenn die bestimmte Anzahl von Übertragungen einem Maximum nahe ist; und Bestimmen (60), daß der Übertragungsmodus ein Boostmodus ist, wenn die Anzahl der Übertragungen ungefähr eins ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die erste Kanalbedingung besteht, wenn der Übertragungsmodus der Boostmodus ist.
Verfahren nach Anspruch 1, mit dem Schritt des Bestimmens, wann die erste Verkehrskanalbedingung besteht, durch Bestimmen (56) einer Datenübertragungsmenge auf dem Verkehrskanal während eines gewählten Zeitintervalls.