DE69831014T2

DE69831014T2 - Vorrichtung und verfahren zur optimierten sendeleistungsregelung

Info

Publication number: DE69831014T2
Application number: DE69831014T
Authority: DE
Inventors: Sridhar Vembu
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2018-10-06
Also published as: KR100709522B1; KR20010031098A; JP2001520475A; CN1146138C; HK1033050A1; CA2306920A1; JP4259753B2; ATE300813T1; WO1999019995A1; AU9690898A; EP1048131B1; CN1276110A; CA2306920C; DE69831014D1; EP1048131A1; AU757622B2

Description

I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Algemeinen auf drahtlose Kommunikations- oder Nachrichtensysteme. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine neue und verbesserte Vorrichtung sowie auf ein Verfahren zur Leistungssteuerung für eine drahtlose Nachrichtenvorrichtung.
II. Verwandte Technik
Drahtlose Kommunikations- oder Nachrichtennetzwerke sind außerordentlich populär bei der Geschäftswelt, der Industrie und auch für den einzelnen. Insofern fand in den letzten Jahren ein enormes Wachstum bei den tragbaren, in der Hand zu haltenden drahtlosen Nachrichten- oder Kommunikationsvorrichtungen statt. Tragbare Vorrichtungen, wie beispielsweise zellulare Telefone oder Handys und PCS Telefone sind jetzt üblich im Geschäftsleben und auch für den persönlichen Gebrauch. Zudem werden derzeit fortschrittliche Systeme, wie beispielsweise Satellitennachrichtensysteme unter Verwendung tragbarer, in der Hand zu haltende Mobilfone entwickelt.
Ein Konstruktionsziel bei in der Hand zu haltenden Nachrichtenvorrichtungen besteht in dem geringen Leistungsverbrauch. Ein geringer Leistungsverbrauch ermöglicht eine verlängerte Batterielebensdauer und eine geringere Wärmeerzeugung, was die Brauchbarkeit der Vorrichtung erhöht. Oftmals hat ein niedriger Leistungsverbrauch auch kleinere Vorrichtungsgrößen zur Folge oder führt jedenfalls dazu.
Bei CDMA Nachrichten- oder Kommunikationssystemen wird die übertragene Leistung (Sendeleistung) der Signale innerhalb des Systems derart gesteuert, dass die für irgendeine gegebene Nachrichtenverbindung erforderliche Leistungsgröße auf einem minimalen Niveau oder Pegel gehalten wird. Dies dient zur Maximierung der gesamten Kommunikationssystemkapazität und zur Aufrechterhaltung akzeptabler Pegel gegenseitiger Interferenz und Signalqualität. Durch Steuern der übertragenen Signalleistung (Signalsendeleistung) auf o der nahe dem Minimumpegel wird die Interferenz mit anderen Nachrichten- oder Kommunikationsvorrichtungen oder Einheiten vermindert. Beispiele von Techniken zur Leistungssteuerung in derartigen Kommunikationssystemen findet man in den folgenden US Patenten: 5,383,219, 5,365,516 und 5,267,262.
Ein Verfahren zur Verminderung der durch die Vorrichtung verbrauchten Leistungsmenge besteht darin, die Leistungsmenge oder Leistungsgröße im übertragenen oder gesendeten Signal (Sendesignal) zu minimieren. Oftmals wird dies dadurch erreicht, dass man die Leistungsgröße im Sendesignal soweit wie möglich vermindert, ohne die Nachrichtenübertragung oder Kommunikation in nachteiliger Weise zu beeinflussen. Eine Möglichkeit dies zu tun, besteht in einer Verminderung der Leistungsgröße so viel wie möglich, ohne dabei zu gestatten, dass das Signal zu Rauschverhältnis (SNR = signal-to-noise-ratio) unterhalb eines akzeptablen Pegels oder ein akzeptables Niveau fällt. Wenn das SNR unterhalb den akzeptablen Pegel fällt, so wird die Leistung erhöht um das SNR zurück auf einen akzeptablen Pegel zu bringen.
Diese Lösungsmöglichkeit ist vorteilhaft, da sie gestattet, dass eine minimale Leistungsgröße für die Nachrichtenübertragungen unter optimalen Bedingungen verwendet wird. Wenn man bei weniger als den optimalen oder idealen Bedingungen arbeitet, d.h. innerhalb eines Gebäudes, bei schlechtem Wetter oder dergleichen, so wird die Sendeleistung erhöht, um akzeptable Kommunikationen oder Nachrichtenübertragungen (beispielsweise Aufrechterhaltung eines akzeptablen SNR) aufrecht zu erhalten.
Bei einigen Systemen, wie beispielsweise zellulären Nachrichtensystemen oder anderen drahtlosen Nachrichtensystemen wird die drahtlose Nachrichten- oder Kommunikationsvorrichtung d.h. ein Zellentelefon oder Handy von Ferne gesteuert. D.h., ein Teil der Kommunikationsbandbreite zwischen der Vorrichtung und einem Basisstationstransceiver wird der Übertragung von Befehls- und Statusinformation gewidmet. Dieser Befehls- und Statusteil der Bandbreite wird dazu verwendet, um die durch die Vorrichtung gesendeten Leistungssignale einzustellen. Wenn das SNR der durch eine Basisstation empfangenen Signale unterhalb eines akzeptablen Pegels fällt, so sendet die Basisstation einen Befehl an die drahtlose Vorrichtung, die Sendeleistung zu erhöhen. In ähnlicher Weise, wenn das SNR der empfangenen Signale gut innerhalb akzeptabler Grenzen liegt, befiehlt die Basisstation der Vorrichtung die Sendeleistung zu vermindern.
US-A-5,333,175 beschreibt ein TDMA HF Nachrichtensystem mit einer Aufwärtsverbindungsleistungssteuerung, in der eine RSSI Schwelle nach oben und nach unten eingestellt wird, und zwar basierend auf einem Wortfehlerindikator.
EP-A-548939 beschreibt eine Leistungssteuerung, bei der Schwellen für die Bitfehlerrate (BER = bit error rate) eingestellt werden. Diese Schwellen werden auf und ab eingestellt, und zwar abhängig von der Anzahl der Male wo die BER eine vorbestimmte maximal zulässige Rate übersteigt.
EP-A-0330166 und EP-A-0462952 beschreiben andere Leistungssteuerschemata, welche die Leistung steuern, und zwar basierend auf einer gemessenen Signalqualität und der empfangenen Signalstärke.
Die meisten konventionellen Systeme sind jedoch begrenzt hinsichtlich der Art und Weise in der sie die Sendeleistung für die drahtlose Nachrichtenvorrichtung steuern. Es besteht ein Bedürfnis nach einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Optimierung der Leistungssteuerung in einem drahtlosen Nachrichten- oder Kommunikationssystem.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist eine neue und verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren zur Optimierung der Einstellung eines Schwellenpegels, verwendet zur Leistungssteuerung in einem Sender in einem Nachrichtensystem. Gemäß der Erfindung werden zwei Parameter verwendet, um zu bestimmen, ob der Schwellenpegel eingestellt werden muss, oder nicht. Diese Parameter sind der Betrieb des Systems (operation of the system), verglichen mit einer eingestellten Schwelle oder einem eingestellten Schwellenwert und die Performance des Systems.
Wenn, gemäß der Erfindung, die Performance des Systems degradiert oder verschlechtert wird, und das System auf der Schwelle oder dem Schwellenwert arbeitet, so ist dies eine Anzeige, dass der Schwellenwert erhöht werden muss. Insofern erhöht die Erfindung den Schwellenwert. Demgemäß fühlt der Leistungssteuerteil oder Leistungssteuerabschnitt des Nachrichten- oder Kommunikationssystems ab, dass das System unterhalb des Schwellenwertes (d.h. des neu erhöhten Schwellenwerts) arbeitet und erhöht die Systemleistung gemäß einer Leistungssteuerbetriebsart (Leistungssteuermode). Infolgedessen wird die Performance des Systems verbessert. Wenn die Performance noch immer verschlechtert ist, und das System wiederum auf der neuen Schwelle arbeitet, so wird der Schwellenwert weiter erhöht. Dieser Prozess setzt sich fort, bis die Systemperformance wiederum zu einem akzeptablen Pegel oder Niveau zurückgekehrt ist.
Es sei bemerkt, dass dann, wenn die Performance des Systems verschlechtert wird, und das System unterhalb des Schwellenwerts arbeitet, dies eine Anzeige dafür ist, dass der Schwellenwert nicht eingestellt werden muss, und dass die Leistung des Sender erhöht werden muss, um das System auf den Schwellenwert zu bringen. In einem Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, dass man die Leistung des Senders erhöht und zwar entsprechend dem Leistungssteuermodus des Kommunikations- oder Nachrichtensystems.
Wenn die Systemperformance besser als gefordert ist, dann ist dies eine Anzeige dafür, dass die Leistung des Senders größer ist als erforderlich. Wo die Systemperformance besser als erforderlich ist, bestimmt die Erfindung ob das System oberhalb des Schwellenwertes arbeitet. Wenn dies der Fall ist, so wird die Leistung des Senders vermindert und zwar gemäß dem Leistungssteuermodus des Nachrichtensystems. Wenn jedoch die Performance besser ist als erforderlich, und das System auf oder unterhalb des Schwellenwertes arbeitet, so ist dies eine Anzeige dafür, dass der Schwellenwert abgesenkt werden kann. Insofern senkt die Erfindung den Schwellenwert ab. Demgemäß fühlt der Leistungssteuerabschnitt des Nachrichtensystems ab, dass das System oberhalb der Schwelle arbeitet, und vermindert die Systemleistung gemäß einem Leistungssteuermodus oder einer Leistungssteuerbetriebsart. Als Ergebnis wird der Leistungsverbrauch des Senders vermindert. Wenn die Performance noch immer besser ist als angefordert, und das System noch immer auf oder unterhalb der neuen Schwelle arbeitet, so wird der Schwellenwert weiter vermindert. Dieser Prozess setzt sich fort bis die Systemperformance wiederum auf einen normalen Pegel zurückgekehrt ist.
Folgendes sei bemerkt: wenn die Performance des Systems die Anforderungen übersteigt, und das System oberhalb des Schwellenwertes arbeitet, so ist dies eine Anzeige dafür, dass die Sendeleistung abgesenkt werden sollte und dass der Schwellenwert wahrscheinlich keine Einstellung erfordert.
In einem Ausführungsbeispiel werden die Schwellenwertbestimmungen, basierend auf einem Signal-zu-Rausch Verhältnis (SNR) des Empfangssignals am Empfänger ausgeführt. Ein gewünschter oder Soll-SNR-Pegel wird als der Schwellenpegel oder Schwellenwertpegel festgelegt. Das tatsächliche oder Ist-SNR des empfangenen Signals wird mit dem Schwellenwert SNR verglichen, um den Betrieb des Systems bezüglich des Schwellenwertes zu bestimmen.
In einem Ausführungsbeispiel wird die Systemperformance, basierend auf der Fehlerrate des Systems bestimmt. In alternativen Ausführungsbeispielen werden andere Metriken verwendet, um die Systemperformance zu bestimmen, wie beispielsweise Rahmenfehler, Bitfehlerrate oder irgendeine andere Anzeige der Systemperformance.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Leistungsverbrauch reduziert wird und zwar infolge der dynamischen Einstellung des Schwellenwertes. Das Absenken des Schwellenwertes, wenn die Signalqualität hoch ist gestattet, dass das System die Sendeleistung reduziert, wodurch der Leistungsverbrauch reduziert wird. Ein Erhöhen des Schwellenwerts dort, wo die Signalqualität verschlechtert ist, gestattet, dass das System einen akzeptablen Performancepegel aufrecht erhält.
Die Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher anhand der detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen identische oder funktionsmäßig ähnliche Elemente. Zusätzlich identifiziert die am weitesten links gelegene Ziffer des Bezugzeichens die Zeichnung, in der das Bezugszeichen zum ersten Mal erscheint.
1 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel eines Nachrichtenkommunikationssystems veranschaulicht.
2A und 2B sind Diagramme, welche einen beispielhaften Prozess veranschaulichen, und zwar zum Schalten zwischen Leistungssteuerbetriebsarten (Leistungssteuermodi = power control modes).
3 ist ein Betriebsflussdiagramm, welches im Allgemeinen ein beispielhaftes Verfahren veranschaulicht, und zwar zur Bestimmung und Auswahl eines geeigneten Leistungssteuermodus.
4 ist ein Betriebsflussdiagramm, welches einen Prozess veranschaulicht, durch den die Erfindung bestimmt, ob der Schwellenpegel erhöht oder nicht erhöht werden soll, und zwar gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
5 ist ein Betriebsflussdiagramm, welches einen Prozess veranschaulicht, durch den die Erfindung bestimmt, ob der Schwellenpegel gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung erhöht oder nicht erhöht werden soll.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
I. Überblick und Diskussion der Erfindung
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein System oder eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zur optimalen Bestimmung eines Schwellenpegels, der zum Regulieren der Signalleistung verwendet wird, die innerhalb eines Nachrichten- oder Kommunikationssystems übertragen wird, oder in Vorrichtungen die in dem System arbeiten, und zwar gemäß einem oder mehreren Leistungssteuermodi. Die Art und Weise wie dies erreicht wird, wird unten beschrieben.
II. Beispiel der Umgebung
Bevor die Erfindung im Einzelnen beschrieben wird ist es zweckmäßig, eine beispielhafte Umgebung in der die Erfindung implementiert werden kann, zu beschreiben. In einem breiten Sinne kann die Erfindung in irgendeinem verdrahteten oder drahtlosen Nachrichtensystem verwendet werden, insbesondere einem, in dem es erwünscht ist, die Leistungsgröße, geliefert durch einen Sender oder Transmitter, zu steuern. Solche Umgebungen umfassen, ohne dass dies einschränkend verstanden werden soll, die folgenden: zelluläre Nachrichtensysteme, persönliche Nachrichtensysteme (PCS), Satellitennachrichtensysteme und viele andere bekannte Systeme.
1 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Nachrichten- oder Kommunikationssystems 100 veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 1 erkennt man, dass das beispielhafte Nachrichtensystem zwei Transceiver 104a und 104b besitzt. Jeder der Transceiver 104a und 104b besitzt einen Trans mitter oder Sender 108a und 108b und einen Empfänger (receiver) 112a bzw. 112b.
Daten oder andere Information wird von einem Sender 108 (108a, 108b) zu einem Empfänger 112 (112b, 112a) in einen anderen Transceiver 104 (104b, 104a) übertragen, für den das Signal vorgesehen ist, und zwar geschieht dies über den Sendepfad oder Sendeweg 122. In Satelliten-, zellulären- und anderen drahtlosen Nachrichtensystemen ist der Sendepfad 122 die Luft. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Anwendungen beschränkt und der Sende- oder Übertragungspfad 122 kann ein Draht oder ein anderes Signalübertragungsmedium, wie es im Stand der Technik bekannt ist, sein.
In einigen Umgebungen ist der Sendepfad 122 ein paketisierter Datenpfad, in dem Daten in Datenpaketen gesendet oder übertragen werden. Dies ist normalerweise der Fall, wo die Information in der Form von Digitaldaten vorliegt. In anderen Umgebungen werden Analogdaten auf einen Träger moduliert und über den Sendepfad 122 gesendet.
In einem Beispiel eines zellulären Nachrichtensystems kann ein Transceiver 104 (104a, 104b) in einem in der Hand zu haltenden oder einem mobilen Zellulartelefon angeordnet, oder vorgesehen sein, und der andere Transceiver 104 (104b, 104a) ist in einer Basisstation angeordnet, und zwar an einer örtlichen Zellenstelle oder einem örtlichen Zellenplatz, der Service im derzeitigen Gebiet oder der körperlichen Stelle vorsieht, wo sich die drahtlose Vorrichtung oder die drahtlosen Telefone befinden. Im Beispiel eines Satellitennachrichtensystems kann ein Transceiver 104 (104a, 104b) ein in der Hand zu haltender mobiler oder aber ein fester Transceiver (d.h. ein Satellitentelefon) sein, und der andere Transceiver 104 (104b, 104a) ist in einem Gateway (oder einem Erdstationsgateway) angeordnet. Beispielsweise in dem Satellitennachrichtensystem wird ein Satellit (nicht dargestellt) dazu verwendet, um Signale zwischen den Transceivern 104 (104b, 104a) zu übertragen, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Alternativ kann am Beispiel eines Satelliten nachrichtensystems ein Transceiver 104 an Bord des Satelliten selbst angeordnet sein.
Die vorliegende Erfindung wird mit für diese Beispielsumgebung verwendeten Ausdrücken beschrieben. Die Beschreibung dieser Ausdrücke wird aus Gründen der Bequemlichkeit benutzt. Es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung in irgendeiner Weise auf diese Beispielsumgebung zu beschränken. In der Tat, nach Lesen der vorliegenden Beschreibung, erkennt der Fachmann, wie die Erfindung in alternativen Umgebungen implementiert werden kann, wo die Leistung einer drahtlosen Vorrichtung ferngesteuert ist oder ferngesteuert werden kann.
III. Leistungssteuerung
In einem Nachrichtensystem kann die Leistung unter Verwendung eines Leistungssteuerschemas oder Leistungssteuerprogramms gesteuert werden, was als "Leistungssteuermodus" (power control mode) oder Leistungssteuerbetriebsart bezeichnet werden kann. Zum Zwecke dieser Diskussion sind hier mindestens zwei Betriebsarten der Leistungssteuerung vorgesehen: "die Nachführbetriebsart" (tracking mode) und die "Stoßbetriebsart" (burst mode). Sowohl die Nachführbetriebsart als auch die Stoßbetriebsart bzw. die Burst-Betriebsart oder die Burst-Mode der Leistungssteuerung sehen Anstiege in der Leistung dann vor, wenn die Systemperformance auf ein akzeptables Niveau abfällt. Bei der Stoßbetriebsart ist jedoch die Größe des Leistungsanstiegs größer als diejenige, die bei der Nachführbetriebsart vorgesehen wird.
Die Auswahl zwischen der Nachführbetriebsart und der Stoßbetriebsart wird erreicht, basierend auf einer Systemperformance der Nachrichtenverbindung. Speziell dann, wenn die Systemperformance innerhalb eines vorgewählten nominellen Bereiches liegt, wird die Nachführbetriebsart verwendet. Wenn jedoch die Systemperformance unter diesen Nominalbereich abfällt, so wird die Stoßbetriebsart der Leistungssteuerung verwendet. Die Verwendung der Stoß- bzw. Burst-Betriebsart bringt die Systemperformance auf den nominel len Bereich schneller als dies ansonsten für die Nachführbetriebsart der Fall wäre.
Auf diese Weise ist die Nachführbetriebsart gut für die Steuerung der Leistung bei nominellen Betriebsbedingungen geeignet, wo das SNR (Signal-zu-Rauschverhältnis = signal noise ratio) sich durch kleine Größen oberhalb und unterhalb des Schwellenpegels verändert. Im Gegensatz dazu ist die Burst- oder Stoßbetriebsart gut geeignet, um die Leistungssteuerung vorzunehmen, und zwar unter Bedingungen, wo große Leistungsabfälle auftreten. Solche Zustände können sich dann ergeben, wenn beispielsweise der Kommunikations- oder Nachrichtenpfad blockiert ist, und zwar durch ein großes Gebäude oder durch eine andere interferierende Struktur oder einen störenden Zustand.
In einem Ausführungsbeispiel basiert diese Systemperformance auf dem Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR) eines Signals welches über einen Sender (wie beispielsweise Sender 108a oder 108b) übertragen wird. In diesem Ausführungsbeispiel vergrößert die Nachführbetriebsart die Leistung in kleinen Inkrementen, wenn das Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR) unter einen akzeptablen Pegel abfällt. Die Stoß- oder Burst-Betriebsart erhöht auch die Leistung dann, wenn das Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR) unter einen akzeptablen Pegel abfällt. Jedoch ist in der Stoßbetriebsart die Größe des Leistungsanstiegs größer als diejenige, vorgesehen in der Nachführ- oder Tracking-Betriebsart. Die Auswahl zwischen den zwei Betriebsarten wird erreicht, basierend darauf, wie weit das SNR unter den akzeptablen Pegel fällt. D.h., basierend darauf, ob die Performance der Nachrichten- oder Kommunikationsverbindung als nominal betrachtet wird oder nicht. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Systemperformance als auf der Empfangssignalstärke basierend, und zwar unabhängig von dem SNR, genommen.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel basiert die Systemperformance auf der Anzahl von Rahmen, empfangen mit Fehlern. In diesem Ausführungsbeispiel gilt Folgendes: wenn ein Empfänger eine große Anzahl von Rahmen mit Fehlern in einer gegebenen Zeitperiode (oder eine spezifizierte Anzahl von aufeinanderfolgenden Rahmen mit Fehlern) empfängt, so wird die Burst-Betriebsart zur Steuerung der Leistung ausgewählt. Wenn andererseits der Empfänger nur gelegentlich Rahmenfehler empfängt, wird die Tracking-Betriebsart ausgewählt.
In einem Ausführungsbeispiel ist der Leistungsanstieg für jede Betriebsart inkremental. D.h. für einen gegebenen Befehl oder eine gegebene Entscheidung die Leistung zu erhöhen, wird die Leistung um eine vorgewählte inkrementale Größe erhöht. Die Leistung wird nicht wiederum erhöht, bis ein darauffolgender Befehl oder eine Entscheidung getroffen wird, um wiederum die Leistung zu erhöhen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel steigt für einen gegebenen Befehl oder eine Entscheidung zur Vergrößerung der Leistung, die Leistung allmählich an, bis ein darauffolgender Befehl empfangen wird, um die Leistungserhöhung zu begrenzen. In jedem Ausführungsbeispiel sieht die Burst-Mode einen größeren Anstieg an Leistung als die Tracking- oder Nachführbetriebsart vor. D.h., die Burst-Betriebsart liefert einen größeren inkrementalen Leistungsanstieg in dem ersten Ausführungsbeispiel und eine schnellere Anstiegsrate im zweiten Ausführungsbeispiel.
2A ist ein Diagramm, welches ein Betriebsszenariobeispiel veranschaulicht, wo die Leistung nur in der Nachführ- oder Tracking-Betriebsart gesteuert wird. In 2A repräsentiert die horizontale Linie die Zeit und Vertikalachse repräsentiert das SNR. Das Schwellen-SNR wird durch die Horizontallinie 204 veranschaulicht. Ein Beispiel des tatsächlichen oder Ist-SNR des gesendeten Signals ist durch die sich zeitlich verändernde Linie 208 veranschaulicht. In dem in 2A veranschaulichten Beispiel arbeitet die Vorrichtung nominell bis hinauf zu einer Zeit T₁. In dieser Region oder in diesem Bereich verändert sich das SNR 208 des Senders 109 um eine kleine Größe, um die SNR Schwelle 204. Einstellungen werden in kleinen Inkrementen für die Sendeleistung vorgenommen. Wenn das SNR 208 unter die Schwelle 204 fällt, wird die Leistung inkremental vergrößert. Umgekehrt gilt Folgendes: wenn das SNR 208 über die Schwelle 204 ansteigt, so wird die Leistung inkremental vermin dert. Leistungseinstellungen werden vorgenommen unter Verwendung von Befehlen oder Steuer- und Betriebstechniken, wie sie im Stande der Technik bekannt sind.
Zur Zeit T₁ fällt das SNR für Signale, welche den Sendepfad 122 durchschreiten, signifikant ab. Dies kann dort auftreten, wo beispielsweise der Pfad versperrt ist. Bei der Tracking-Betriebsart wird die Leistung inkremental erhöht, um das SNR zu verbessern. Da jedoch die Leistung nur leicht für jedes Inkrement bei der Tracking-Betriebsart erhöht wird, vergeht eine signifikante Menge an Zeit, bevor das SNR wiederum einen akzeptablen Pegel erreicht. Dies ist durch die Zeitdauer t_a dargestellt.
2B ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Betriebszenarios veranschaulicht, wo die Leistung selektiv sowohl in der Nachführbetriebsart (tracking mode) als auch in der Burst-Betriebsart gesteuert wird. Wie bei 2A repräsentiert bei 2B die Horizontalachse die Zeit und die Vertikalachse repräsentiert das Signal-zu-Rauschverhältnis SNR. Das Schwellen-SNR ist durch die Horizontallinie 204 veranschaulicht. Ein Beispiel des tatsächlichen oder Ist-SNR des gesendeten Signals ist durch die sich zeitlich ändernde Linie 208 veranschaulicht. In dem dargestellten Beispiel gemäß 2B wird die Vorrichtung nominell bis zur Zeit T₁ betrieben. In diesem Bereich ändert sich das SNR 208 eines von einem Sender 108 übertragenen Signals (Sendesignals) um eine kleine Größe um die SNR-Schwellen 204 herum. Während dieser Zeitperiode arbeitet der Sender 108 in der Nachführbetriebsart und Einstellungen werden an der Sendeleistung in kleinen Inkrementen vorgenommen. Wenn das SNR 208 unter die Schwelle 204 abfällt, so wird die Leistung inkremental erhöht.
Zur Zeit T₁, wenn der Sendepfad oder Sendeweg 122 verdeckt ist, und das SNR signifikant abfällt, so wird die Leistungssteuerbetriebsart auf die Burst-Betriebsart umgeschaltet. Wie oben erläutert, ist in der Burst-Betriebsart der Leistungsanstieg signifikanter als in der Nachführbetriebsart. Insofern gilt Folgendes: Die Zeitspanne oder Zeitmenge t_b, die erforderlich ist, damit das SNR auf einen akzeptablen Pegel zurückkehrt, ist viel kürzer als die Zeit t_t, die in der Nachführbetriebsart erforderlich ist. Zur Zeit T₂, darin wenn das SNR 208 die Schwelle 204 erreicht, wird der Sender 108 in die Nachführbetriebsart geschaltet.
Folgendes sei bemerkt: im Allgemeinen ist es nicht erwünscht, in der Burst-Betriebsart während nomineller Betriebsbedingungen zu verbleiben. Dies liegt daran, dass eine kleine Verminderung des SNR eine starke Erhöhung der Sendeleistung in der Burst-Betriebsart zur Folge haben würde. Dies würde bewirken, dass das SNR 208 stark über die Schwelle 204 ansteigt, und zwar infolge eines Überschusses an Sendeleistung, was zu einem großen Leistungsverbrauch führen würde. Dadurch wird Leistung verschwendet und in Systemen, die leistungsmäßig beschränkt sind oder wo die Leistung die Kapazität beeinflusst, würde sich dies als sehr unerwünscht erweisen. Es könnte sich auch ein oszillatorisches oder Schwingungsverhalten in einigen Situationen dann ergeben, wenn das System versucht zu kompensieren und zu dem Schwellenpegel zurückzukehren, was ein darüber Hinausschießen in jeder Richtung zur Folge haben könnte.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wird die Auswahl der Leistungssteuerbetriebsart durch einen Empfänger 112 vorgenommen. In diesem Ausführungsbeispiel instruiert der Empfänger 112 (112a, 112b) den Sender 108 (108b, 108a) (des entgegengesetzten Transceiver 104) die Leistungssteuerbetriebsarten, wenn notwendig, zu schalten. Dies kann beispielsweise in dem Befehlsteil des gesendeten Signals getan werden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel liefert der Empfänger 112 Informationen zurück zum Sender 104, um den Sender 104 in die Lage zu versetzen, eine Entscheidung zu treffen, ob die Leistungssteuerbetriebsarten geschaltet werden sollen oder nicht. In diesem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Empfänger 112 beispielsweise eine oder mehrere Anzeigen (indications) senden, wie beispielsweise eine Rahmenfehleranzeige, einen Bitfehlerratenwert, einen SNR-Wert oder irgendeine andere Anzeige, ob die Performance oder Leistungsfähigkeit des Systems sich auf einem akzeptablen Pegel befindet oder nicht.
In 3 ist ein Betriebsflussdiagramm dargestellt, welches im Allgemeinen ein Verfahren des Bestimmens und Auswählens einer geeigneten Leistungssteuerbetriebsart gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. In einem Schritt 304 empfängt der Empfänger 112 (112a, 112b) ein durch Sender 108 (108b, 108a) gesendetes Signal. In der oben beschriebenen beispielhaften Umgebung, wird das Signal über den Sendepfad 122 übertragen bzw. gesendet.
Der Empfänger 112 (112a, 112b) bestimmt, ob das SNR 208 des Empfangssignals oberhalb, auf oder unterhalb einer vorgewählten Schwelle 204 liegt. Dies kann unabhängig von der Leistungssteuerbetriebsart, in der das Nachrichtensystem arbeitet geschehen. Diese Entscheidung wird durch einen Entscheidungsschritt 308 dargestellt. Wenn das SNR 208 des Empfangssignals oberhalb der Schwelle 204 liegt, so wird die Leistung nach unten eingestellt und der Betrieb kehrt zum Schritt 304 zurück, wo der Empfänger 108 weiterhin das gesendete Signal empfängt. Dies ist durch den Schritt 310 und die Flusslinie 362 dargestellt.
Wenn das SNR 208 auf der Schwelle 204 befindet und daher keine Anpassung notwendig ist, kehrt der Betrieb zum Schritt 304, wie durch die Flusslinie 364 veranschaulicht zurück. In einem Ausführungsbeispiel, wird die Schwelle 204 nicht als einziger Wert implementiert, sondern umfasst stattdessen einen akzeptablen Bereich von SNR-Werten.
Wenn, andererseits das SNR 208 sich unterhalb der Schwelle befindet, so schreitet der Betrieb gemäß der Erfindung zu einem Schritt 312. Im Schritt 312 bestimmt der Empfänger 112, ob die Verschlechterung des SNR 208 größer als nominal bzw. größer als der Nominalwert ist. Anders ausgedrückt, bestimmt der Empfänger 112, ob das SNR um mehr als eine akzeptable Größe unterhalb der Schwelle 204 liegt und daher die Nachführbetriebsart unerwünscht ist, da diese länger brauchen würde als erwünscht, um das SNR 208 auf die Schwelle 204 zurückzubringen.
Wenn die Verschlechterung im SNR 208 innerhalb normaler Grenzen liegt, so wird die Leistungsteuerbetriebsart (power control mode) als die Nachführbetriebsart (tracking mode), wie durch Block 316 veranschaulicht, ausgewählt. Wenn die Leistungssteuerbetriebsart bereits die Nachführbetriebsart ist, so verbleibt der Sender 108 in der Nachführbetriebsart. Wenn jedoch die Leistungssteuerbetriebsart die Burst-Betriebsart ist, so repräsentiert der Block 316 eine Änderung von der Burst-Betriebsart zur Nachführbetriebsart. In einem Schritt 320 wird die Sendeleistung in der Nachführbetriebsart eingestellt. Der Empfänger 112 setzt den Empfang der Übertragung bzw. Sendung, wie durch die Strömungs- oder Flusslinien 366, 364, dargestellt, fort.
Wenn die Verschlechterung im SNR 208 jenseits nomineller Grenzen liegt, so ist die ausgewählte Leistungsteuerbetriebsart die Burst-Betriebsart, wie durch den Schritt oder Block 316 dargestellt. Wenn die Leistungssteuerbetriebsart bereits die Burst- Betriebsart ist, so verbleibt der Sender 108 in der Burst-Betriebsart. Wenn jedoch die laufende Leistungssteuerbetriebsart die Nachführbetriebsart ist, so repräsentiert der Schritt 326 eine Änderung von der Nachführbetriebsart zur Burst-Betriebsart. In einem Schritt 330 wird die Leistung in der Burst-Betriebsart eingestellt. Der Empfänger 112 setzt den Empfang der Übertragung, wie durch die Flusslinien 368, dargestellt, fort.
Die Schwellen und die Werte unterhalb der Schwelle können entsprechend einem speziellen Anwendungsfall ausgewählt werden. In einem Ausführungsbeispiel, ist die Schwelle 204 nicht ein einziger Wert, sonder ein Bereich von Werten, derart, dass so lange das Empfangssignal sich innerhalb dieses Bereichs befindet, das Signal, als auf der Schwelle befindlich angesehen wird.
In einem Ausführungsbeispiel wird die Bestimmung, vorgenommen in den Schritten 308 und 312, nicht basierend auf dem SNR per se gemacht, sondern sie wird anstelle dessen basierend auf der Anzahl von Rahmen gemacht, die mit Fehlern empfangen werden. Beispielsweise bestimmt in einer Betriebsart dieses Ausführungsbeispiels der Empfänger 112, wie viele Rahmen der ver gangenen X-Zahl von Rahmen fehlerhaft empfangen wurden. In diesem Beispiel gilt Folgendes: Wenn mehr als Y-Rahmen von den letzten X-Rahmen mit Fehlern empfangen wurden, so repräsentiert dies eine Fehlerrate jenseits eines akzeptablen Bereichs und die bevorzugte Leistungssteuerbetriebsart ist die Burst-Betriebsart.
In einer alternativen Betriebsart dieses Ausführungsbeispiels, bestimmt der Empfänger 112, wie viele aufeinander folgende Rahmen mit Fehlern empfangen wurden. Wenn die Anzahl der aufeinander folgenden Rahmen empfangen mit Fehlern eine vorbestimmte Grenze übertrifft oder übersteigt, so repräsentiert dies eine Fehlerrate jenseits eines akzeptablen Bereichs und die bevorzugte Leistungssteuerbetriebsart ist die Burst-Betriebsart. Die Bestimmung der Anzahl von Rahmen, die mit Fehlern empfangen wurden, kann unter Verwendung von bekannten Techniken erreicht werden, beispielsweise durch einen zyklischen Redundanzprüfkode (cyclic redundancy check) (CRC).
In einem weiteren Ausführungsbeispiel schaut die Erfindung auf die Bitfehlerrate (BER = Bit Error Rate) des Empfangssignals. Die über eine Schwelle ansteigende BER ist analog zu dem unter Schwellzone 204 abfallenden SNR 208. Wenn die BER über eine Schwelle um mehr als eine vorbestimmte Größe ansteigt, so arbeitet das System nicht mehr nominell und die bevorzugte Leistungssteuerbetriebsart ist die Burst-Betriebsart.
Der Fachmann erkennt, wie andere Parameter in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden könnten, um zu bestimmen, ob das System nominell arbeitet, d.h. sich in einer nominellen Betriebsart befindet.
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Empfänger 112 so beschrieben, dass er bestimmt, ob das System sich auf, oberhalb oder unterhalb einer Schwelle befindet, und ob das System nominell arbeitet. In diesem Ausführungsbeispiel schickt der Empfänger 112 (112a, 112b) einen Befehl an den Sender 108 (108b, 108a) und befiehlt dem Sender 108, die Betriebsarten, wenn zweckmäßig, zu ändern. In alternativen Ausführungsbei spielen, liefert der Empfänger 112 einfach Telemetrie (telemetry) an den Sender 108. Diese Telemetrie versorgt den Sender 108 mit hinreichenden Informationen zu bestimmen, ob die bevorzugte Leistungssteuerbetriebsart die Tracking- oder Nachführbetriebsart oder die Burst-Betriebsart ist.
In einer Konfiguration liefert der Empfänger zwei Rückkopplungsanzeigen (feedback indicators) oder Rückkopplungsindikatoren in der Form von Bits in einer Nachricht oder einem Befehl. Ein Bit wird dazu verwendet, um den "Nachführ-Betriebsart auf/ab-Befehl" (tracking mode up/down command) zu übertragen und das andere zeigt die "Burst-Betriebsart-Sendepegel-Einstellung" (burst mode transmit level adjustment) an. Es steht dem Sender zu, zu entscheiden, woraufhin der Betrieb erfolgt oder was implementiert wird. Durch den Sender wird eine Entscheidung getroffen, und zwar basierend auf Faktoren, wie beispielsweise, aber nicht begrenzt, den folgenden: Die Anzahl der aufeinander folgenden Rahmenfehler, usw. In dieser Lösungsmöglichkeit wird eine schnellere Reaktionszeit für das System vorgesehen, da signifikante Ereignisse, wie beispielsweise Fehler unmittelbar an den Sender berichtet werden, und zwar auf Kosten einer erhöhten für Leistungssteuerzwecke verwendeten oder verbrauchten Bandbreite.
In einem Ausführungsbeispiel, wo der Empfänger 112 dem Sender 108 befiehlt, die Leistungssteuerbetriebsarten zu schalten, ist es möglich, dass der Befehl während der Sendung oder Übertragung verloren geht. Dieses Szenario kann dadurch gehandhabt werden, dass man irgendeine von mehreren unterschiedlichen Techniken verwendet. Eine Technik verwendet Anerkennungs- oder Bestätigungsnachrichten (acknowledgement messages), um den Empfang des Befehls zu bestätigen.
Ein zweites Verfahren oder eine zweite Technik besteht darin, einfach das Senden des Befehls fortzusetzen. Wenn beispielsweise das System außerhalb der nominalen Grenzen arbeitet, so sendet der Empfänger 112 einen Befehl nachzuführen in der Burst-Betriebsart während jedes Befehlsrahmens, und zwar bis das System zu dem nominellen Betrieb zurückgekehrt ist. Da der Befehl wiederholt wird, und da diese Wiederholung in vielen Fällen nicht notwendig ist, verbraucht dieses Verfahren mehr Bandbreite als erforderlich ist. Aus diesem Grunde kann diese Technik unerwünscht sein.
Gemäß einer weiteren Technik, wird die vorgenommene Implementierung oder die Nichtimplementierung einer Leistungssteuer-Änderung oder eines Leistungssteuerbefehls einfach ignoriert. D.h., es gibt kein Überprüfen (ckecking) um zu bestimmen, ob der Sender 108 in der Tat, wie befohlen, die Leistungssteuerbetriebsarten geschaltet hat. Obwohl dieses Ausführungsbeispiel als entgegen der Intuition erscheinen könnte, ist es tatsächlich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. Um dies zu verstehen, muss man zwei Situationen betrachten, in denen ein Befehl die Betriebsarten umzuschalten durch den Empfänger geschickt und nicht durch den Sender 108 empfangen werden kann. In einer ersten Situation hat das SNR 208 substantiell abgenommen und der Empfänger 112 befiehlt dem Sender 108 die Schaltungsleistungsbetriebsarten zur Burst-Betriebsart zu schalten. Wenn der Sender 108 diesen Befehl erhält, so ist das einzige negative Ergebnis davon, dass der Sender 108 weiterhin die Leistung in der Nachführbetriebsart steuert. D.h., es braucht mehr Zeit, um zum nominellen Betrieb zurückzukehren als dies andernfalls der Fall wäre, wenn der Befehl durch den Sender 108 empfangen worden wäre.
In einer zweiten Situation arbeitet der Sender 108 in der Burst-Betriebsart und das Signal ist auf den nominellen Bereich zurückgekehrt. Wenn der Sender 108 den Befehl vom Empfänger 112, der eine Änderung zur Tracking-Betriebsart vorsieht, nicht erhält, so kann die Leistung mehr als ansonsten erforderlich wäre, erhöht werden. Dies ist jedoch kein fataler Fehler, da das System weiterhin arbeitet. Der einzige Nachteil besteht darin, dass mehr Leistung verbraucht wird, als dies ansonsten erforderlich wäre.
Nach dem Lesen der obigen Beschreibung, erkennt der Fachmann, wie die Leistungsteuerbetriebsartenauswahl implementiert werden kann, und zwar unter Verwendung alternativer Betriebsarten der Leistungssteuerung anstelle oder zusätzlich zu der Nachführbetriebsart und der Burst-Betriebsart.
IV. Schwellenoptimierung
Wie oben beschrieben, vertrauen die meisten Leistungssteuerschemata auf einen Vergleich eines Kommunikations- oder Nachrichtensystemparameters (d.h. beispielsweise dem SNR, den Leistungspegel usw.), mit einem Schwellenwert für diesen Parameter. Es gibt jedoch Umstände, bei denen das Nachrichtensystem auf oder nahe der Schwelle arbeiten kann und noch immer unerwünschte Fehlerpegel oder Ausfälle zeigt. Unter solchen Umständen ist der festgelegte Schwellenpegel zu niedrig, um akzeptable Nachrichtenverbindungen oder Kommunikationen zu erreichen.
Ein Maß, welches verwendet wird, um die Akzeptabilität des Nachrichtenkanals oder Kommunikationskanals zu beurteilen, ist die "Qualität" des Signals. Wenn das Signal eine hohe Qualität besitzt, dann kann das System auf oder nahe einem gegebenen Schwellenpegel arbeiten, ohne irgendeine signifikante Verschlechterung der Systemleistung zu erfahren. Wenn jedoch die Signalqualität gering ist, so kann der Betrieb auf oder nahe dem gleichen Schwellenpegel zu einem nicht akzeptablen Pegel an Systemleistung führen. Anders ausgedrückt, ein Nachrichten- oder Kommunikationssystem mit einem Signal höherer Qualität kann bei einem niedrigeren Schwellenpegel arbeiten und noch immer einen gegebenen Pegel der Systemleistung aufrechterhalten.
Ein Szenario, welches die Qualität eines Signals beeinflusst, tritt dann auf, wenn beispielsweise ein tragbares oder mobiles Kommunikationsgerät in einem Gebiet betrieben wird, wo Signalbehinderungen auftreten. Es sei beispielsweise der Fall betrachtet, wo ein Anwender mit einem tragbaren Kommunikationsgerät aus einem bäuerlichen Farmgebiet in eine große Stadt reist. Während sich der Anwender in dem ländlichen Gebiet befindet, gibt es wenige oder keine Obstruktionen oder Hindernisse. Bei dieser Einstellung ist die Qua lität des Signals hoch und der Betrieb auf einer gegebenen Schwelle ist akzeptabel.
Wenn der Anwender eine große Stadt erreicht, so behindern verschiedene große Gebäude den Kommunikationspfad oder den Verbindungsweg. In Folge dieser Behinderungen wird das den Empfänger von dem tragbaren Kommunikationsgerät erreichende Signal eine verschlechterte Qualität besitzen. Infolgedessen ist es wahrscheinlich, dass eine erhöhte Anzahl von Fehlern auftritt, selbst wenn das Gerät auf der Schwelle arbeitet und die Leistung des Systems wird daher vermindert. Um diese reduzierte Qualität zu kompensieren, wäre es zweckmäßig, die Leistung des Senders des tragbaren Nachrichtengeräts zu erhöhen, so dass der Betrieb oberhalb der Schwelle stattfindet. Wenn jedoch das tragbare Kommunikations- oder Nachrichtengerät mit einem konventionellen Leistungssteuerschema arbeitet, so kann die Leistung nicht über die Schwelle erhöht werden. Die vorliegende Erfindung erhöht daher den Schwellenpegel, was zur Folge hat, dass die Leistungssteuerbetriebsart die Leistung des Senders erhöht.
Die vorliegende Erfindung erhöht den Schwellenpegels des Systems derart, dass die Leistungssteuerbetriebsart die Leistung des Senders erhöht. Gemäß der Erfindung wird die. Leistungssteuerbetriebsart derart betrieben, dass ein Signalpegel, hier das SNR auf oder nahe dem Schwellenpegel gehalten wird. Zusätzlich überwacht die Erfindung die Systemleistung (wie beispielsweise die Fehlerrate, nur als Beispiel) um den Schwellenpegel aufrecht zu halten und auf den neusten Stand zu bringen, wodurch ein akzeptabler Leistungsfähigkeitspegel aufrechterhalten bleibt.
Im Betrieb bestimmt die Erfindung, ob der Schwellenpegel revidiert werden muss oder nicht. Gemäß einem Ausführungsbeispiel, wird diese Bestimmung basierend auf zwei Faktoren gemacht: Die Größendifferenz zwischen dem Signalpegel und der Schwelle und ferner auf einer vorbestimmten Metrik der Systemleistung, wie beispielsweise der Fehlerrate des Systems. Wenn der Signalpegel auf oder nahe der Schwelle ist, so ist die Systemleistung nicht akzeptabel (eine unerwünschte Anzahl von Fehlern wird beispielsweise empfangen), wobei dies eine Anzeige dafür sein kann, dass die Schwelle erhöht werden muss. Wenn in ähnlicherweise das Signal sich auf oder nahe der Schwelle befindet und die Systemleistung viel besser als erwartet ist (die Fehlerrate ist wesentlich niedriger als ein festgelegter tolerierbarer Pegel, als Beispiel), so kann die Schwelle abgesenkt werden, wodurch Sendeleistung gespart wird.
Vorzugsweise ist in einem Ausführungsbeispiel die Signalpegelmessung ein Vergleich des SNR 208 mit der SNR-Schwelle 204; und die verwendete Metrik zur Bestimmung der Systemleistung ist eine Fehlerbestimmung, die basierend auf der Anzahl von Fehlern gemacht wird, die in dem empfangen Signal vorhanden ist oder aber auf der Anzahl von Rahmen, die mit Fehlern über die letzten N-Rahmen hinweg empfangen wurden. Nach dem Lesen dieser Beschreibung erkennt der Fachmann des relevanten Standes der Technik, dass die vorliegende Erfindung mit unterschiedlichen Parametern für die Signalstärke und/oder mit unterschiedlichen Metriken realisiert werden kann, um die Systemleistung zu bestimmen. Beispielsweise kann der Signalpegel die Signalstärke sein, ohne auf den Rauschpegel oder irgendeinen anderen Parameter Bezug zu nehmen. Zudem kann die Fehlerbestimmung als die Systemleistungsmetrik verwendet werden und kann auf der Anzahl der Fehler in dem Empfangssignal basieren, der Rahmenfehlerrate, der Anzahl auf einander folgender Rahmenfehler, der Bitfehlerrate und andere Faktoren.
4 ist ein Diagramm, welches ein Verfahren veranschaulicht durch das die Erfindung bestimmt, ob der Schwellenpegel mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erhöht werden soll oder nicht. Unter Bezugnahme auf 4 sei bemerkt, dass in einem Schritt 404 der Empfänger 112 ein Signal vom Sender 108 empfängt und die Signalparameter auswertet. Wie oben beschrieben, sind im bevorzugten Ausführungsbeispiel diese Parameter das SNR 208 und die Anzahl der Rahmenfehler, empfangen in den letzten N-Rahmen. Aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung wird das Verfahren bezüglich die ser Parameter beschrieben, obwohl auch andere Parameter, wie oben beschrieben, verwendet werden können.
In einem Schritt 408 prüft das System die Anzahl der Rahmenfehler, die in den letzten N-Rahmen auftreten, um zu bestimmen, ob die Anzahl der Rahmenfehler akzeptabel ist. Wenn die Anzahl der Rahmenfehler, die in den letzten N-Rahmen auftreten oberhalb einer festgelegten Zahl liegt, so zeigt dies an, dass die Systemleistung unterhalb eines festgelegten Pegels der Akzeptanz liegt. In einem Ausführungsbeispiel ist N = 300, obwohl N als irgendeine Zahl gewählt werden könnte.
Wenn die Anzahl der in den letzten N-Rahmen auftretenden Rahmenfehler auf einem erwarteten Niveau liegt (oder innerhalb eines akzeptablen Bereichs), so setzt das System seinen Betrieb wie normal fort, und zwar unter Verwendung der Leistungssteuerbetriebsart zur Steuerung der Leistung. Dies ist durch einen Schritt 412 veranschaulicht.
Wenn die Anzahl der Rahmenfehler, die in den letzten N-Rahmen auftreten oberhalb einer festgelegten Anzahl (oder eines Bereichs) liegt, so setzt sich der Betrieb bis zu einem Schritt 416 fort, wo die Erfindung bestimmt, ob das SNR 208 nominal ist oder nicht. Das heißt, ob das SNR 208 hinreichend dicht an Schwelle 204 liegt. In einem Ausführungsbeispiel wird diese Bestimmung durch Messung der integrierten Differenz vorgenommen, und zwar zwischen dem gemessenen empfangenen Signal SNR 208 und der Schwelle 204.
Wenn das SNR 208 sich auf oder nahe der Schwelle 204 befindet und die Fehlerrate nicht akzeptabel ist (gemäß der Bestimmung in obigem Schritt 408), so zeigt dies an, dass die Schwelle 204 erhöht werden muss. Dies erfolgt in einem Schritt 420.
Wenn jedoch das SNR 208 unterhalb der Schwelle 204 und die Fehlerrate nicht akzeptabel ist (gemäß der Bestimmung oben im Schritt 408), so zeigt dies an, dass die Leistungssteuerbetriebsart normal arbeitet. Da es wahr scheinlich ist, dass der Zustand des SNR 208, der sich unter der Schwelle 204 befindet, was sich aus der nicht akzeptablen hohen Fehlerrate (bestimmt in obigem Schritt 408) ergibt, so wird die Schwelle 204 nicht erhöht. Insofern setzt das System den Betrieb normal fort, und zwar unter Verwendung der Leistungssteuerbetriebsart, um die Leistung im Schritt 412 zu steuern.
Es sei nun zum Schritt 408 zurückgekehrt: Wenn in Schritt 408 bestimmt wird, dass die Anzahl von Rahmenfehlern, die in den letzten N-Rahmen auftrat unterhalb einer erwarteten Anzahl (oder eines Bereichs) liegt, so ist dies eine Anzeige, dass die Schwelle 204 zu hoch liegen kann: In einem Schritt 424 bestimmt das System daher, ob das SNR 208 auf oder nahe der Schwelle 204 liegt. In einem Ausführungsbeispiel wird diese Bestimmung durch Messung der integrierten Differenz vorgenommen, und zwar der integrierten Differenz zwischen dem gemessenen Empfangssignal SNR 208 und der Schwelle 204.
Wenn das SNR 208 oberhalb der Schwelle liegt, so wird die Leistungssteuerungsbetriebsart die Leistung absenken, um das System in ordnungsgemäßem Zustand zu halten. Wenn jedoch das SNR 208 sich auf oder nahe der Schwelle befindet und die Fehlerrate besser als erwartet ist, so zeigt dies an, dass die Schwelle 204 abgesenkt werden kann. Dies tritt im Schritt 428 auf.
5 ist ein Diagramm, welches ein Verfahren veranschaulicht, durch das die Erfindung bestimmt, ob der Schwellenpegel gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung erhöht werden soll oder nicht. Unter Bezugnahme auf 5 sei Folgendes bemerkt: In einem Schritt 504 empfängt der Empfänger 112 ein Signal vom Sender 108 und wertet die Signalparameter aus. Wie oben beschrieben, sind im bevorzugten Ausführungsbeispiel diese Parameter das SNR 208 und die Anzahl von Rahmenfehlern, empfangen in den letzten N-Rahmen. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird dieses Verfahren unter Bezugnahme auf diese Parameter beschrieben, obwohl andere Parameter, wie oben beschrieben, substituiert werden können.
In einem Schritt 508 bestimmt die Erfindung, ob das System auf oder hinreichend nahe der Schwelle 204 arbeitet oder nicht. Als nächstes bestimmt die Erfindung, ob die Anzahl der Fehler akzeptabel ist oder nicht, oberhalb normal oder unterhalb normal liegt.
Wenn die Fehlerrate oberhalb des Normalen liegt und das System auf oder nahe der Schwelle 204 arbeitet, so wird die Schwelle 204 wie durch die Schritte 508, 524 und 520 veranschaulicht, vergrößert oder erhöht.
Wenn die Fehlerrate unterhalb normal liegt und das System auf oder nahe der Schwelle arbeitet, so wird die Schwelle 204 wie durch die Schritte 508, 524 und 516 veranschaulicht, abgesenkt.
Wenn die Fehlerrate normal ist und das System nominell bezüglich der Schwelle arbeitet, so braucht die Schwelle 204 nicht eingestellt werden und das System setzt die Einstellung der Leistung in der Leistungssteuerbetriebsart nach Bedarf fort. Dies wird durch die Schritte 508, 524 und 532 veranschaulicht.
Wenn die Fehlerrate oberhalb normal ist und das System oberhalb der Schwelle 204 arbeitet, so. wird die Schwelle 204 erhöht. Dies wird durch die Schritte 508, 528 und 520 veranschaulicht.
Wenn die Fehlerrate unterhalb normal liegt und das System oberhalb der Schwelle arbeitet, so wird die Schwelle 204 nicht eingestellt und die Leistung nimmt gemäß der Leistungssteuerbetriebsart ab. Dies wird durch die Schritte 508, 528 und 532 veranschaulicht.
Wenn die Fehlerrate unterhalb normal liegt und das System unterhalb der Schwelle 204 arbeitet, so wird die Schwelle 204 wie durch die Schritte 508, 512 und 516 veranschaulicht, abgesenkt.
Wenn die Fehlerrate oberhalb normal ist und das System unterhalb der Schwelle 204 arbeitet, so wird die Schwelle 204 nicht eingestellt und Leistung wird gemäß der Leistungsbetriebsart erhöht. Dies wird durch die Schritte 508, 512 und 532 veranschaulicht.
V. Schlussbetrachtung
Die obige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele soll jeden Fachmann in die Lage versetzen, die vorliegende Erfindung herzustellen oder zu verwenden.
Obwohl die Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele derselben gezeigt und beschrieben wurde, erkennt der Fachmann das verschiedene Änderungen in der Form und den Details vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren zum Einstellen eines Schwellenpegels in einem Kommunikations- oder Nachrichtensystem mit mindestens einer Betriebsart zur Steuerung der Leistung eines Senders in dem Nachrichtensystem während des Systembetriebs, wobei die folgenden Schritte vorgesehen sind: Bestimmung der Performance oder Leistungsfähigkeit (408, 508) des Nachrichtensystems basierend auf einer vorbestimmten Metrik; Bestimmen der Leistung des Senders (404, 504) in dem Nachrichtensystem in Beziehung zu der Schwelle des Nachrichtensystems, gekennzeichnet durch Einstellen eines Wertes der Schwelle (420, 428, 516, 520) basierend auf der erwähnten Performance des Nachrichtensystems und der Leistung des Senders in Beziehung zu der Schwelle.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Einstellens den Schritt des Vergrößerns der erwähnten Schwelle des Nachrichtensystems aufweist, wenn das Nachrichtensystem auf oder nahe der Schwelle arbeitet und die Performance des Nachrichtensystems unterhalb akzeptabler Pegel liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Einstellens den Schritt des Verminderns der Schwelle in dem Nachrichtensystem aufweist, wenn das Nachrichtensystem auf oder nahe der Schwelle arbeitet und die Performance des Nachrichtensystems oberhalb akzeptabler Pegel liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erwähnte vorbestimmte Metrik eine aus der folgenden Gruppe ist: Fehlerrate des Nachrichtensystems, Rahmenfehlerrate, Anzahl der aufeinander folgenden Rahmenfehler und Bitfehlerrate.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens der Performance des Nachrichtensystems ferner den Schritt des Bestimmens umfasst, ob ein Parameter des Nachrichtensystems innerhalb eines definierten Bereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Parameter aus der folgenden Gruppe ausgewählt wird: Signal zu Rauschverhältnis, empfangene Signalstärke, Rahmenfehlerratenfrequenz, Anzahl der aufeinander folgenden Rahmenfehler und Bitfehlerrate.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt der Auswahl der Betriebsarten der Leistungssteuerung auf der erwähnten Bestimmung des erwähnten Parameters innerhalb eines Bereichs liegend, basiert.
Verfahren nach Anspruch 7 mit mindestens einer ersten Leistungssteuerungsbetriebsart zur Steuerung der Leistung eines Senders in dem Nachrichtensystem während des Systembetriebs in relativ kleinen Leistungsschritten und eine zweite "Burst" oder Stoßbetriebsart zur Steuerung der Leistung des Senders während des Systembetriebs in relativ großen Leistungsschritten, wobei die erste Betriebsart ausgewählt wird, wenn die Systemperformance innerhalb eines vorgewählten Nominalbereichs liegt und wobei die zweite Betriebart ausgewählt wird, wenn die Systemperformance außerhalb des vorgewählten Nominalbereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei ferner der Schritt des Einstellens der Leistung des Senders gemäß einer ausgewählten Leistungssteuerbetriebsart des Nachrichtensystems vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die erwähnten Leistungseinstellungen inkrementale Leistungserhöhungen sind.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8; wobei der Schritt der Auswahl der Betriebsarten der Leistungssteuerung am Sender ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Schritt der Auswahl der Betriebsarten der Leistungssteuerung an einer Empfängerstelle ausgeführt wird und ferner ein Schritt des Sendens eines Befehls von der Empfängerstelle zu dem Sender umfasst, um eine gewünschte oder Soll-Leistungsteuerbetriebsart auszuwählen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens der Leistung das Bestimmen umfasst, ob das Nachrichtensystem auf oder nahe der Schwelle arbeitet und wobei der Einstellschritt das Einstellen des Werts der Schwelle aufweist, basierend auf einer Ausgangsgröße des erwähnten Schrittes der Bestimmung, ob das Nachrichtensystem auf oder nahe der Schwelle arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erwähnte Einstellschritt folgende Schritte aufweist: Einstellen des Wertes der Schwelle, wenn das Nachrichtensystem auf oder nahe der Schwelle arbeitet und die Performance des Nachrichtensystems entweder oberhalb oder unterhalb akzeptabler Niveaus oder Pegel liegt; und ansonsten, Aufrechterhaltung des Wertes der Schwelle.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner der folgende Schritt vorgesehen ist: Beibehalten des Wertes der Schwelle dann, wenn die Performance des Nachrichtensystems unterhalb akzeptabler Pegel bzw. Niveaus liegt und das Nachrichtensystem nicht auf oder nahe der Schwelle arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Einstellschritt die folgenden Schritte aufweist: Einstellen des Wertes der Schwelle, dann wenn das Nachrichtensystem auf oder nahe der Schwelle arbeitet und die Performance des Nachrichtensystems entweder oberhalb oder unterhalb akzeptabler Pegel liegt, wenn das Nachrichtensystem unterhalb der Schwelle arbeitet und die Performance des Nachrichtensystems oberhalb oder auf akzeptablen Pegeln liegt, oder das Nachrichtensystem oberhalb der Schwelle arbeitet und die Performance des Nachrichtensystems unterhalb oder auf akzeptablen Pegeln liegt; und ansonsten Beibehalten des Wertes der Schwelle.
Vorrichtung zum Einstellen eines Schwellenpegels in einem Nachrichtensystem mit mindestens einer Betriebsart zur Steuerung der Leistung des Senders in dem Nachrichtensystem während des Systembetriebs, wobei folgendes vorgesehen ist: Mittel (408, 508) zur Bestimmung der Performance des Nachrichtensystems, basierend auf einer vorbestimmten Metrik; Mittel (404, 504) zur Bestimmung einer Leistung des Senders in dem Nachrichtensystem in Beziehung zu der Schwelle; und Mittel (420, 428, 516, 520) zum Einstellen eines Wertes der Schwelle basierend auf der Performance des Nachrichtensystems und der Leistung des Senders in Beziehung zu der erwähnten Schwelle.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Performance des Nachrichtensystems gemäß einer oder mehrerer Gruppen gemessen wird, die Folgendes aufweisen: Signal zu Rauschverhältnis, Empfangssignalstärke, Rahmenfehlerratenfrequenz, Anzahl aufeinander folgender Rahmenfehler und Bitfehlerrate.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die erwähnten Mittel zur Bestimmung der Performance des Nachrichtensystems Mittel aufweisen zur Bestimmung, ob ein gesendetes Signal auf, oberhalb oder unterhalb eines Schwellenpegels liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die erwähnten Mittel zur Bestimmung der Performance des Nachrichtensystems Mittel aufweisen, ob ein Parameter des Nachrichtensystems innerhalb eines definierten Bereichs liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei der Parameter aus der folgenden Gruppe ausgewählt wird: Signal zu Rauschverhältnis, Empfangssignalstärke, Rahmenfehlerratenfrequenz, Anzahl der aufeinander folgenden Rahmenfehler und Bitfehlerrate.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei ferner Mittel vorgesehen sind zur Auswahl der Betriebsarten der Leistungssteuerung, basierend auf der erwähnten Bestimmung des erwähnten Parameters innerhalb eines Bereichs.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei mindestens eine erste Leistungssteuerbetriebsart vorgesehen ist, zur Steuerung der Leistung eines Senders im Nachrichtensystem während des Systembetriebs in relativ kleinen Leistungsschritten und eine zweite "Burst"- oder Stoßbetriebsart zur Steuerung der Leistung des Senders während des Systembetriebs in relativ großen Leistungsschritten, wobei die erwähnte Betriebsart ausgewählt wird, wenn die Systemperformance innerhalb eines vorgewählten Nominalbereichs liegt und wobei die zweite Betriebsart ausgewählt wird, wenn die Systemperformance außerhalb des vorgewählten Nominalbereichs liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei ferner Mittel vorgesehen sind zur Einstellung der Leistung des Senders gemäß einer ausgewählten Leistungssteuerbetriebsart des Nachrichtensystems:
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, wobei die Mittel zum Auswählen der Betriebsarten der Leistungssteuerung am Sender angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, wobei die erwähnten Mittel zur Auswahl der Betriebsarten der Leistungssteuerung am Empfängerort angeordnet sind, wobei ferner Mittel vorgesehen sind zum Senden eines Befehls von dem Empfängerort zu dem Sender, um eine gewünschte Leistungssteuerbetriebsart auszuwählen.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Leistungsbestimmungsmittel geeignet sind zur Bestimmung, ob das Nachrichtensystem auf oder nahe der Schwelle arbeitet und wobei die Mittel zur Einstellung geeignet sind, den Wert der Schwelle einzustellen, und zwar basierend auf einer Ausgangsgröße der erwähnten Leistungsbestimmungsmittel, die anzeigen, ob das Nachrichtensystem auf oder nahe der Schwelle arbeitet.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Einstellmittel geeignet sind, den Wert der Schwelle dann einzustellen, wenn das Nachrichtensystem auf oder nahe der Schwelle arbeitet und die Performance des Nachrichtensystems entweder oberhalb oder unterhalb akzeptabler Niveaus liegt, und wobei ansonsten der Wert der Schwelle beibehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei ferner Mittel vorgesehen sind zur Aufrechterhaltung des Werts der Schwelle dann, wenn die Performance des Nachrichtensystems unterhalb akzeptabler Pegel liegt und das Nachrichtensystem nicht auf oder nahe der Schwelle arbeitet.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Einstellmittel geeignet sind. zur Einstellung des Wertes der Schwelle dann, wenn das Nachrichtensystem auf oder nahe der Schwelle arbeitet und die Performance des Nachrichtensystems entweder oberhalb oder unterhalb akzeptabler Pegel liegt, wenn das Nachrichtensystem unterhalb der Schwelle arbeitet und die Performance des Nachrichtensystems oberhalb oder auf akzeptablen Niveaus oder Pegeln liegt oder das Nachrichtensystem oberhalb der Schwelle arbeitet und die Performance des Nachrichtensystems unterhalb oder auf akzeptablen Pegeln liegt, wobei ansonsten der Wert der Schwelle beibehalten wird.