DE69933654T2

DE69933654T2 - Funkkommunikationssystem

Info

Publication number: DE69933654T2
Application number: DE69933654T
Authority: DE
Inventors: J. Timothy MOULSLEY; Bernard Hunt; P. Matthew BAKER
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1999-01-16
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2019-12-25
Also published as: TW475338B; JP4508427B2; DE69934577T2; TW463479B; CN100459450C; EP1062743A1; DE69935715D1; JP2002535871A; CN1302486A; JP2002534935A; US6754505B1; WO2000041466A3; WO2000042716A1; DE69935715T2; EP1062743B1; WO2000041466A2; CN1135733C; DE69933654D1; US20050020296A1; US7089028B1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Funkkommunikationssystem und betrifft außerdem primäre und sekundäre Stationen zur Verwendung in einem derartigen System und ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Systems. Obwohl die vorliegende Erfindung ein System unter besonderer Bezugnahme auf das entstehende universelle Mobilkommunikationssystem (UMTS) beschreibt, versteht sich, dass derartige Techniken gleichermaßen auf die Verwendung in anderen Mobilfunksystemen anwendbar sind.
STAND DER TECHNIK
In einem Funkkommunikationssystem gibt es zwei grundlegende Arten von Kommunikation, die zwischen einer Basisstation (BS) und einer Mobilstation (MS) benötigt werden. Die erste ist der Benutzerverkehr, zum Beispiel Sprache oder Paketdaten. Die zweite sind Steuerinformationen, die benötigt werden, um verschiedene Parameter des Übertragungskanals einzustellen und zu überwachen, um der BS und der MS zu ermöglichen, den benötigten Benutzerverkehr auszutauschen.
In vielen Kommunikationssystemen ist eine der Funktionen der Steuerinformationen die Ermöglichung einer Leistungssteuerung. Die Leistungssteuerung von Signalen, die von einer MS zur BS gesendet werden, wird benötigt, damit die BS Signale von unterschiedlichen MS mit ungefähr dem gleichen Leistungspegel empfängt, während die Übertragungsleistung, die von jeder MS benötigt wird, auf ein Mindestmaß verringert wird Die Leistungssteuerung von Signalen die von der BS zu einer MS gesendet werden, wird benötigt, damit die MS Signale von der BS mit einer niedrigen Fehlerrate empfängt, während die Übertragungsrate auf ein Mindestmaß verringert wird, um die Interferenz mit anderen Zellen und Funksystemen zu verringern. In einem Zweiweg-Funkkommunikationssystem wird die Leistungssteuerung normalerweise in der Weise eines geschlossenen Regelkreises betrieben, wobei die MS die benötigten Änderungen in der Leistung von Übertragungen von der BS bestimmt und diese Änderungen zur BS signalisiert, und umgekehrt.
Ein Beispiel für ein kombiniertes Zeit- und Frequenzmultiplexzugriffssystem, das eine Leistungssteuerung einsetzt, ist das globale System für mobile Kommunikation (GMS), wobei die Übertragungsleistung sowohl der BS- als auch der MS-Sender in Schritten von 2 dB gesteuert wird. In der gleichen Weise ist die Ausführung einer Leistungssteuerung in einem System, das Spreizspektrum-Codemultiplexzugriffs(CDMA)-Techniken einsetzt, in US-A-5,056,109 beschrieben.
Ein Problem bei diesen bekannten Techniken ist, dass die Leistungssteuerungsschleifen am Beginn einer Übertragung, oder nachdem die Übertragung unterbrochen wurde, einige Zeit benötigen können, um sich zufrieden stellend anzunähern. Bis diese Annäherung erreicht ist, ist es wahrscheinlich, dass Datenübertragungen in einem verfälschten Zustand empfangen werden, wenn ihr Leistungspegel zu niedrig ist, oder eine zusätzliche Interferenz erzeugen, wenn ihr Leistungspegel zu hoch ist.
Die internationale Patentanmeldung WO 97/26716 offenbart ein Leistungssteuerungsschema, wobei die Schrittgröße abhängig vom Verhältnis von Vorzeichenänderungen in den Leistungssteuerungsbefehlen über einen Zeitraum verändert wird. Dieses Schema erleichtert die Situation zu Beginn oder bei der Wiederaufnahme nach einer Lücke in der Übertragung nicht, da es benötigt, dass eine Geschichte von Leistungssteuerungsbefehlen angesammelt wird, bevor die Schrittgröße verändert wird.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, sich mit dem obigen Problem zu befassen.
Nach einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Funkkommunikationssystem bereitgestellt, das eine primäre Station und mehrere sekundäre Stationen umfasst, wobei das System einen Kommunikationskanal zwischen der primären Station und einer sekundären Station aufweist, wobei der Kanal einen Aufwärtsverbindungs- und einen Abwärtsverbindungs-Steuerkanal für die Übertragung von Steuerinformationen und einen Datenkanal für die Übertragung von Daten umfasst, wobei zumindest eine aus der primären Station (100) und einer sekundären Station ein Leistungssteuerungsmittel umfasst, das dazu geeignet ist, die Leistung der Steuerkanäle und des Datenkanals als Reaktion auf eine Abfolge von empfangenen Leistungssteuerungsbefehlen in einer Reihe von Schritten mit veränderlicher Größe zu verändern, wobei jeder Schritt als Reaktion auf den Empfang eines entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls in der Abfolge vorgenommen wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Leistungssteuerungsmittel dazu geeignet ist, die Schrittgröße zu einer vorbestimmten Zeit nach dem Beginn oder der Wiederaufnahme der Übertragung von einer anfänglichen Schrittgröße zu verringern, wobei das Auftreten der Verringerung vom Vorzeichen der empfangenen Leistungssteuerungsbefehle unabhängig ist.
Nach einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine primäre Station zur Verwendung in einem Funkkommunikationssystem bereitgestellt, das einen Kommunikationskanal zwischen der primären Station und einer sekundären Station aufweist, wobei der Kanal einen Aufwärtsverbindungs- und einen Abwärtsverbindungs-Steuerkanal für die Übertragung von Steuerinformationen und einen Datenkanal für die Übertragung von Daten umfasst, wobei die primäre Station ein Leistungssteuerungsmittel umfasst, das dazu geeignet ist, die Leistung der Steuerkanäle und des Datenkanals als Reaktion auf eine Abfolge von empfangenen Leistungssteuerungsbefehlen in einer Reihe von Schritten mit veränderlicher Größe zu verändern, wobei jeder Schritt als Reaktion auf den Empfang eines entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls in der Abfolge vorgenommen wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Leistungssteuerungsmittel dazu geeignet ist, die Schrittgröße zu einer vorbestimmten Zeit nach dem Beginn oder der Wiederaufnahme der Übertragung von einer anfänglichen Schrittgröße zu verringern, wobei das Auftreten der Verringerung vom Vorzeichen der empfangenen Leistungssteuerungsbefehle unabhängig ist.
Nach einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine sekundäre Station zur Verwendung in einem Funkkommunikationssystem bereitgestellt, das einen Kommunikationskanal zwischen der sekundären Station und einer primären Station aufweist, wobei der Kanal einen Aufwärtsverbindungs- und einen Abwärtsverbindungs-Steuerkanal für die Übertragung von Steuerinformationen und einen Datenkanal für die Übertragung von Daten umfasst, wobei die sekundäre Station ein Leistungssteuerungsmittel umfasst, das dazu geeignet ist, die Leistung der Steuerkanäle und des Datenkanals als Reaktion auf eine Abfolge von empfangenen Leistungssteuerungsbefehlen in einer Reihe von Schritten mit veränderlicher Größe zu verändern, wobei jeder Schritt als Reaktion auf den Empfang eines entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls in der Abfolge vorgenommen wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Leistungssteuerungsmittel dazu geeignet ist, die Schrittgröße zu einer vorbestimmten Zeit nach dem Beginn oder der Wiederaufnahme der Übertragung von einer anfänglichen Schrittgröße zu verringern, wobei das Auftreten der Verringerung vom Vorzeichen der empfangenen Leistungssteuerungsbefehle unabhängig ist.
Nach einem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Funkkommunikationssystems bereitgestellt, das eine primäre Station und mehrere sekundäre Stationen umfasst, wobei das System einen Kommunikationskanal zwischen der primären Station und einer sekundären Station aufweist, wobei der Kanal einen Aufwärtsverbindungs- und einen Abwärtsverbindungs-Steuerkanal für die Übertragung von Steuerinformationen und einen Datenkanal für die Übertragung von Daten umfasst, wobei zumindest eine aus der primären und der sekundären Station ein Leistungssteuerungsmittel aufweist, um die Leistung der Steuerkanäle und des Datenkanals als Reaktion auf eine Abfolge von empfangenen Leistungssteuerungsbefehlen in einer Reihe von Schritten mit veränderlicher Größe zu verändern, wobei jeder Schritt als Reaktion auf den Empfang eines entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls in der Abfolge vorgenommen wird, wobei das Verfahren durch Verringern der Schrittgröße zu einer vorbestimmten Zeit nach dem Beginn oder der Wiederaufnahme der Übertragung von einer ursprünglichen Schrittgröße gekennzeichnet ist, wobei das Auftreten der Verringerung vom Vorzeichen der empfangenen Leistungssteuerungsbefehle unabhängig ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Leistungssteuerungsschrittgröße gemäß einer vorbestimmten Abfolge von Schrittgrößen verringert.
Die Verwendung von mehr als einer Leistungssteuerungsschrittgröße ist zum Beispiel aus JP-A-10-224294 bekannt. Doch ihre Verwendung in dieser Zitierung ist auf Situationen beschränkt, in denen die Leistungssteuerung bereits hergestellt ist, aber die Ausbreitungsbedingungen rasch schwanken. Diese Zitierung befasst sich nicht mit dem Problem des Erhalts einer raschen Annäherung der Leistungssteuerung am Beginn oder nach einer Unterbrechung in der Übertragung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen werden nun beispielhaft Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wobei
1 ein schematisches Blockdiagramm eines Funkkommunikationssystems ist;
2 ein herkömmliches Schema zur Herstellung einer Kommunikationsverbindung veranschaulicht;
3 ein Schema zur Herstellung einer Kommunikationsverbindung veranschaulicht, das einen verzögerten Beginn für die Datenübertragung aufweist;
4 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren zur Durchführung von Leitungssteuerungsvorgängen veranschaulicht, die eine veränderliche Schrittgröße aufweisen;
5 ein Diagramme der empfangenen Signalleistung (P) in dB in Bezug auf die Zeit (T) in ms für verschiedene Leistungssteuerungsalgorithmen ist, wobei die durchgehende Linie die Ergebnisse ohne Leistungssteuerung angibt, die kettenförmig gestrichelte Linie die Ergebnisse mit einer Leistungssteuerung angibt, die eine einzelne Schrittgröße aufweist, und die gestrichelte Linie die Ergebnisse mit einer Leistungssteuerung angibt, die zwei Schrittgrößen aufweist; und
6 ein Diagramm der empfangenen Signalleistung (P) in dB in Bezug auf die Zeit (T) in ms für verschiedene Leistungssteuerungsalgorithmen ist, wobei die durchgehende Linie die Ergebnisse ohne Leistungssteuerung angibt, die kettenförmig gestrichelte Linie die Ergebnisse mit einer Leistungssteuerung angibt, die eine einzelne Schrittgröße aufweist, und die gestrichelte Linie die Ergebnisse mit einer Leistungssteuerung angibt, die drei Schrittgrößen aufweist.
In den Zeichnungen wurden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um entsprechende Merkmale anzugeben.
AUSFÜHRUNGSWEISEN DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein Funkkommunikationssystem, das in einem Frequenzteilungs-Duplex-Übertragungsverfahren tätig sein kann, eine primäre Station (BS) 100 und mehrere sekundäre Stationen (MS) 110. Die BS 100 umfasst eine Mikrosteuerung (μC) 102, ein Sendeempfangsmittel (Tx/Rx) 104, das an ein Antennenmittel 106 angeschlossen ist, ein Leistungssteuerungsmittel (PC) zur Änderung des gesendeten Leistungspegels, und ein Verbindungsmittel 108 zur Verbindung mit dem öffentlichen Telefonwählnetz PSTN oder einem anderen geeigneten Netz. Jede MS 110 umfasst eine Mikrosteuerung (μC) 112, ein Sendeempfangsmittel (Tx/Rx) 114, das an ein Antennenmittel 116 angeschlossen ist, und ein Leistungssteuerungsmittel (PC) 118 zur Änderung des gesendeten Leistungspegels. Die Kommunikation von der BS 100 zur MS 110 findet auf einem Abwärtsverbindungsfrequenzkanal 122 statt, während die Kommunikation von der MS 110 zur BS 100 auf einem Aufwärtsverbindungsfrequenzkanal 124 stattfindet.
Eine Ausführungsform eines Funkkommunikationssystems verwendet ein Schema, das in 2 in vereinfachter Form veranschaulicht ist, um eine Kommunikationsverbindung zwischen der MS 110 und der BS 100 herzustellen. Die Verbindung wird begonnen, indem die MS 110 auf dem Aufwärtsverbindungskanal 124 eine Anforderung 202 (REQ) von Betriebsmitteln sendet. Wenn sie die Anforderung empfängt und verfügbare Betriebsmittel aufweist, sendet die BS 100 auf dem Abwärtsverbindungskanal 122 eine Bestätigung (ACK) 204 und stellt die nötigen Informationen für die herzustellende Verbindung bereit. Nachdem die Bestätigung 204 gesendet wurde, werden zwei Steuerkanäle (CON), ein Aufwärtsverbindungs-Steuerkanal 206 und ein Abwärtsverbindungs-Steuerkanal 208, hergestellt, und wird ein Aufwärtsverbindungs-Datenkanal 210 zur Übertragung von Daten von der MS 110 zur BS 100 hergestellt. In manchen UMTS-Ausführungsformen kann zwischen der Bestätigung 204 und der Herstellung der Steuerkanäle und des Datenkanals eine zusätzliche Signalisierung vorhanden sein.
Bei diesem Schema stehen sowohl im Aufwärtsverbindungs- 124 als auch im Abwärtsverbindungskanal 122 gesonderte Leistungssteuerungsschleifen in Betrieb, die jeweils eine innere und eine äußere Schleife umfassen. Die innere Schleife reguliert die empfangene Leistung, damit sie mit einer Zielleistung übereinstimmt, während die äußere Schleife die Zielleistung auf den Mindestpegel reguliert, der die benötigte Dienstgüte (d.h., Bitfehlerrate) aufrechterhält. Doch dieses Schema weist das Problem auf, dass die anfänglichen Leistungspegel und das Qualitätsziel am Beginn der Übertragung auf den Steuerkanälen 206, 208 und auf dem Datenkanal 210 von rückführungslosen Messungen erlangt werden, die möglicherweise nicht ausreichend genau sind, da die Kanäle, an denen die Messungen vorgenommen wurden, wahrscheinlich Eigenschaften aufweisen, die sich von jenen der neu ins Leben gerufenen Kanäle unterscheiden. Das Ergebnis ist, dass diese Datenübertragungen am Beginn des Datenkanals 210 wahrscheinlich in einem verfälschten Zustand empfangen werden, wenn sie mit einem zu niedrigen Leistungspegel gesendet werden, oder eine zusätzliche Interferenz erzeugen werden, wenn sie mit einem zu hohen Leistungspegel gesendet werden.
Eine bekannte Teillösung dieses Problems ist, dass die BS 100 den empfangenen Leistungspegel der Anforderung 202 misst und der MS 110 in der Bestätigung einen passenden Leistungspegel für die Aufwärtsdatenübertragung 210 anweist. Dies verbessert die Sache, doch können durch die zeitliche Trennung zwischen der Anforderung 202 und dem Beginn der Auwärtsverbindungs-Datenübertragung 210 nach wie vor Fehler eingebracht werden.
3 veranschaulicht eine Lösung für das Problem, wobei der Beginn der Aufwärtsverbindungs-Datenübertragung 210 um eine Zeit 302 verzögert wird, die ausreicht, damit sich die Leistungssteuerung ausreichend angenähert hat, um einen zufriedenstellenden Empfang von Datenübertragungen durch die BS 100 zu ermöglichen. Eine Verzögerung von einem oder zwei Rahmen (10 oder 20 ms) wird wahrscheinlich ausreichend sein, obwohl nötigenfalls längere Verzögerungen 302 gestattet werden können. Der zusätzliche Steuerungsaufwand in der Übertragung von zusätzlichen Steuerungsinformationen auf den Steuerkanälen 206, 208 wird durch ein verringertes Eb/No (Energie pro Bit/Rauschdichte) für die Benutzerdaten ausgeglichen, die über den Datenkanal 210 von der BS 100 empfangen werden. Die Verzögerung 302 könnte vorbestimmt sein, oder sie könnte dynamisch entweder durch die MS 110 (die die Annäherung durch Überwachen der Abwärtsverbindungs-Leistungssteuerungsinformationen feststellen könnte) oder durch die BS 100 bestimmt werden.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine andere Lösung des Problems zeigt, wobei die Leistungssteuerungsschrittgröße veränderlich ist. Da der Leistungssteuerungsfehler am Beginn einer Übertragung oder nach einem Ruhezeitraum wahrscheinlich am größten ist, wird die optimale Leistungssteuerungsschrittgröße größer als jene sein, die für den normalen Betrieb verwendet wird.
Das Verfahren beginnt bei 402 mit dem Beginn der Übertragungen der Steuerkanäle 206, 208 und des Datenkanals 210 (oder dem Beginn ihrer Wiederübertragung nach einer Unterbrechung). Dann wird bei 404 der Unterschied zwischen der empfangenen Leistung und der Zielleistung bestimmt. Als nächstes wird bei 406 die Leistungssteuerungsschrittgröße geprüft, um zu bestimmen, ob sie größer als der Mindestwert ist. Wenn dies der Fall ist, wird vor der Regulierung der Leistung bei 410 bei 408 die Leistungssteuerungsschrittgröße reguliert. Die Veränderung der Schrittgröße könnte deterministisch sein oder auf früheren Leistungssteuerungsregulierungen oder auf irgendeiner Qualitätsmessung beruhen. Die Leistungssteuerungsschleife wird dann beginnend mit 404 wiederholt.
In einer Ausführungsform wird bevorzugt, die Leistungssteuerungsschrittgröße anfänglich auf einen großen Wert festzusetzen und sie dann progressiv zu verringern, bis sie den Wert erreicht, der für den normalen Betrieb (der zell- oder anwendungsspezi fisch sein kann) festgesetzt ist. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis zwischen aufeinanderfolgenden Schrittgrößen nicht mehr als zwei, um die Möglichkeit einer Korrektur von Fehlern in der Übertragung oder aufgrund von anderen Faktoren zu gestatten. Die Leistungssteuerungsschrittgröße könnte sowohl im Aufwärtsverbindungs- 124 als auch im Abwärtsverbindungskanal 122 verändert werden.
Als ein Beispiel betrachte man eine anfängliche Abfolge von Leistungssteuerungsschrittgrößen (in dB) von 3,0, 2,0, 1,5, 1,0, 0,75, 0,75, 0,5, 0,5, 0,25, wobei 0,25 die Mindestschrittgröße ist. Wenn diese Abfolge mit Leistungssteuerungssignalen jede 1 ms verwendet wird, könnte ein anfänglicher Fehler von bis zu 10 dB im Vergleich zu 2,5 Rahmen unter Verwendung der Mindestleistungssteuerungsschrittgröße von 0,25 dB, die normalerweise verwendet wird, innerhalb eines halben Rahmens (5 ms) korrigiert werden. Obwohl die Schrittgrößen wie hier beschrieben symmetrisch sind (d.h., die gleichen Schrittgrößen auf Zunahmen und Abnahmen der Leistung anwendbar sind), ist bekannt (z.B. aus US-A-5,056,109), dass dies nicht immer passend ist. In einem ähnlichen Beispiel, das einfacher auszuführen wäre, wird die anfängliche Schrittgröße (z.B. 2 dB) für eine vorbestimmte Anzahl von Leistungssteuerungsbefehlen verwendet, wonach die Schrittgröße verringert wird (z.B. auf 1 dB).
Die Wahl der anfänglichen Schrittgröße und die Veränderungsrate könnte vorbestimmt sein oder dynamisch bestimmt werden. Zum Beispiel könnte die anfängliche Schrittgröße erhöht werden, wenn die Leistungspegelregulierung, die in der Bestätigung 204 signalisiert wird, groß ist. Als anderes Beispiel kann eine größere Schrittgröße passend sein, wenn die MS 110 fähig ist, durch andere Mittel zu bestimmen, dass sie eine mäßig hohe Geschwindigkeit in Bezug auf die BS 100 aufweist.
Am Beginn der Übertragung könnte eine feste Leistungssteuerungsregulierung angewendet werden. Dies könnte sogar vor dem Empfang irgendeines gültigen Leistungssteuerungsbefehls erfolgen, doch könnte die Größe und die Richtung vorbestimmt sein oder zum Beispiel unter Verwendung von Informationen wie etwa der Veränderungsrate der Kanalabschwächung, die von Empfängermessungen erlangt wird, dynamisch bestimmt werden. Unter einigen Kanalbedingungen ergibt dies eine Verbesserung des Betriebsverhaltens. Das Erhöhen der Leistung auf diese Weise ist besonders für den Fall des Neubeginnens einer Übertragung nach einer Unterbrechung geeignet, wobei der Zustand der Leistungssteuerungsschleife (z.B. der gegenwärtige Leistungspegel) von vor der Unterbrechung zurückbehalten werden kann. Eine Unterbrechung ist eine Pause oder eine Lücke in der Übertragung, während welcher Zeit einer oder mehrere der Steuerkanäle und des Datenkanals entweder nicht gesendet oder nicht empfangen wird (oder beides), aber die logische Verbindung zwischen der BS 100 und der MS 110 aufrechterhalten ist. Sie könnte entweder unbeabsichtigt und durch einen zeitweiligen Verlust des Signals verursacht sein, oder beabsichtigt sein, typischerweise, da die MS 110 oder die BS 100 keine Daten zur Sendung aufweist oder irgendeine andere Funktion wie etwa das Abtasten alternativer Kanäle durchzuführen wünscht.
In sich rasch verändernden Schwundkanälen entspricht die Kanalabschwächung, die einer Übertragungspause folgt, wahrscheinlich nicht jener unmittelbar vor der Pause. In einem solchen Fall kann argumentiert werden, dass der optimale Wert der anfänglichen Übertragungsleistung nach der Lücke ihrem Durchschnittswert gleich sein wird (wobei andere langsame Schwundwirkungen wie die Abschattung außer Acht gelassen werden). Dies wird dann den Unterschied zwischen dem anfänglichen Wert und dem optimalen augenblicklichen Wert aufgrund von Kanalschwankungen auf ein Mindestmaß verringern. In der Praxis wird die Übertragungsleistung nach der Lücke in einer Anordnung aus einem gewichteten Durchschnitt der Leistung über einen gewissen ausgedehnten Zeitraum vor der Lücke bestimmt. Ein geeigneter Mittelungszeitraum würde von besonderen Bedingungen abhängen, könnte aber in der Größenordnung von 20 Schlitzen (d.h., 20 Leistungssteuerungszyklen) liegen. Auf diesen anfänglichen Leistungspegel wird optional ein zusätzlicher Versatz oder eine feste Leistungsregulierung angewendet. Die optimalen Werte derartiger Versatze für besondere Umstände könnten empirisch bestimmt werden.
In einer alternativen Anordnung wird die anfängliche Leistung statt aus einer Messung der gesendeten Leistung vielmehr aus einer gewichteten Summe der Leistungssteuerungsbefehle bestimmt. In dieser Anordnung könnte die Veränderung in der Leistung (in dB), die nach einer Übertragungslücke angewendet werden müsste, zum Beispiel auf die folgende Weise rekursiv berechnet werden: ΔP(t) = Poff + K1 × (ΔP(t – 1) – Poff) – K2 × PC(t) × PS(t)wobei

ΔP(t): die Veränderung in der Leistung ist, die nach einer Lücke angewendet würde und während der aktiven Übertragung rekursiv zur Zeit t berechnet wird;
ΔP(0): auf Null initialisiert werden könnte;
P_off: ein zusätzlicher Leistungsversatz ist (der Null sein könnte);
K₁ und K₂: empirisch bestimmte Konstante sind, die gleich sein könnten, vorzugsweise so, dass 0 ≤ K ≤ 1 ist. Die Werte dieser Konstanten können so gewählt werden, dass sie den wirksamen Mittelungszeitraum widerspiegeln, der bei der Berechnung der Leistungsveränderung verwendet wird;
PC(t): der zur Zeit t angewendete Leistungssteuerungsbefehl ist; und
PS(t): die zur Zeit t verwendete Leistungssteuerungsschrittgröße ist.
ΔP(t): ist tatsächlich der Unterschied zwischen der gegenwärtigen Leistung und einer gewichteten Durchschnittsleistung und sollte auf eine verfügbare Leistungssteuerungsschrittgröße quantisiert werden, bevor er verwendet wird.

Ein Beispiel einer Ausführungsform, bei der die Wahl der Schrittgröße dynamisch bestimmt wird, verwendet das Vorzeichen der empfangenen Leistungssteuerungsbits, um die Schrittgröße zu bestimmen. Wenn die MS 110 beginnt, Leistungssteuerungsbefehle zu empfangen, verwendet sie die größte verfügbare Schrittgröße und setzt sie die Verwendung dieser Schrittgröße fort, bis ein Leistungssteuerungsbefehl mit einem umgekehrten Vorzeichen empfangen wird, zu welcher Zeit die Schrittgröße verringert wird. Diese nächste Schrittgröße wird verwendet, bis das Vorzeichen der Leistungssteuerungsbefehle umgekehrt wird, zu welcher Zeit die Schrittgröße erneut verringert wird. Dieser Vorgang dauert an, bis die Mindestschrittgröße erreicht ist.
5 ist ein Diagramm, das die Wirkung dieses Verfahrens in einem System zeigt, das zwei verfügbare Schrittgrößen aufweist. Das Diagramm zeigt, wie sich die empfangene Signalleistung (P) in dB in Bezug auf eine Zielleistung von 0 dB mit der Zeit (T) verändert. Die durchgehende Linie zeigt die empfangene Signalleistung ohne Verwendung der Leistungssteuerung. Die Veränderung in der empfangenen Leistung könnte zum Beispiel auf die Bewegung der MS 110 zurückzuführen sein. Die kettenförmig gestrichelte Linie zeigt die empfangene Leistung bei Verwendung einer Leistungssteuerung, die eine einzelne Schrittgröße von 1 dB aufweist. Die gestrichelte Linie zeigt die empfangene Leistung bei Verwendung der Leistungssteuerung nach dem obigen Verfahren.
Bei diesem Verfahren wird zu Beginn der Verwendung der Leistungssteuerung, bei etwa 4 ms, eine größere Schrittgröße von 2 dB verwendet. Anfänglich ist die empfangene Leistung geringer als die Zielleistung, weshalb alle Leistungssteuerungsbefehle eine Erhöhung der Leistung verlangen und die Schrittgröße von 2 dB fortgesetzt verwendet wird. Schließlich, bei etwa 6 ms, überschreitet die empfangene Leistung die Zielleistung. Sobald dies passiert, kehrt sich das Vorzeichen des Leistungssteuerungsbe fehls um, um eine Verringerung der Leistung zu verlangen, was auch die Wirkung aufweist, dass die Schrittgröße auf die Standardschrittgröße von 1 dB verringert wird. Diese Schrittgröße wird dann als Reaktion auf nachfolgende Leistungssteuerungsbefehle fortgesetzt verwendet.
Aus 5 ist offensichtlich, dass die Verwendung des beschriebenen Verfahrens ermöglicht, dass die empfangene Leistung ihr Ziel rascher erreicht, als mit einer einzelnen Schrittgröße möglich ist. Sobald das Ziel erreicht wurde, ermöglicht die Verringerung der Schrittgröße auf die Standardschrittgröße, dass eine genaue Leistungssteuerung aufrechterhalten wird. Ein derartiges Verfahren ermöglicht, dass Fälle, bei denen der anfängliche Fehler groß ist oder sich der Kanal rasch verändert. leistungsfähig gehandhabt werden, als auch Fälle, bei denen die Annäherung rasch erreicht wird.
Das Verfahren kann auch mit einer größeren Anzahl von verfügbaren Schrittgrößen verwendet werden. 6 zeigt das gleiche Beispiel wie 5, außer dass die gestrichelte Linie die empfangene Leistung bei Verwendung einer Leistungssteuerung zeigt, die drei verfügbare Schrittgrößen, 4 dB, 2 dB und 1 dB, aufweist. Anfänglich wird eine Schrittgröße von 4 dB verwendet, was dazu führt, dass die Leistung das Ziel viel rascher als im vorhergehenden Beispiel erreicht. Wenn sich das Vorzeichen des Leistungssteuerungsbefehls umkehrt, um eine Verringerung der Leistung zu verlangen, wird die Schrittgröße auf 2 dB verringer. Wenn sich der Leistungssteuerungsbefehl erneut umkehrt, um eine Erhöhung der Leistung zu verlangen, verringer sich die Schrittgröße auf die Standardschrittgröße von 1 dB, wo sie bleibt.
Eine Abänderung des obigen Verfahrens ist, die Verwendung der größeren Schrittgröße für einen Schlitz nach der Veränderung des Vorzeichens des Leistungssteuerungsbefehls fortzusetzen, was dabei helfen könnte, jegliches Überschwingen zu korrigieren. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass dies eine größere Auswirkung auf das durchschnittliche Betriebsverhalten des Verfahrens aufweist.
Kombinationen der oben beschriebenen Techniken können leicht verwendet werden, um verbesserte Ergebnisse bereitzustellen.
Obwohl die obige Beschreibung Datenübertragungen auf dem Aufwärtsverbindungskanal 124 untersucht hat, sind die Techniken gleichermaßen auf Datenübertragungen auf dem Abwärtsverbindungskanal 122 oder auf bidirektionale Übertragungen anwendbar.
Es wurden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, die Spreizspektrum-Codemultiplexzugriffs(CDMA)-Techniken verwenden, wie sie zum Beispiel in UMTS-Ausführungen verwendet werden. Es sollte sich jedoch verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung in CDMA-Systemen beschränkt ist. Und obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, die einen Frequenzteilungs-Duplexbetrieb annehmen, ist die Erfindung entsprechend nicht auf die Verwendung in derartigen Systemen beschränkt. Sie kann auch auf andere Duplexbetriebsverfahren wie zum Beispiel den Zeitteilungs-Duplexbetrieb angewendet werden (obwohl die Leistungssteuerungsrate in einem derartigen System normalerweise auf einmal pro Übertragungsbündel beschränkt sein würde).
Aus dem Lesen der vorliegenden Offenbarung werden Fachleuten andere Abänderungen offensichtlich sein. Diese Abänderungen können andere Merkmale umfassen, die bereits in Funkkommunikationssystemen und Bestandteilen davon bekannt sind, und die anstelle der bereits hierin beschriebenen Merkmale oder zusätzlich dazu verwendet werden können.
In der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen schließt das Wort "ein" oder "eine" vor einem Element das Vorhandensein mehrerer derartiger Elemente nicht aus.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist auf einen Bereich von Funkkommunikationssystemen wie zum Beispiel UMTS anwendbar.
Legende der Zeichnungen
1

Tx/Rx: Sendeempfangsmittel
PC: Leistungssteuerungsmittel
μC: Mikrosteuerung

2/3

REQ: Anforderung
ACK: Bestätigung
DAT: Datenkanal
CON: Steuerkanal

4

402 Start
404 bestimme Fehler
406 Schritt > Mindestwert
Y/N ja/nein
408 reguliere Schritt
410 reguliere Leistung

5

no power control – keine Leistungssteuerung
1 step power control – Leistungssteuerung mit einer Schrittgröße
2 step power control – Leistungssteuerung mit zwei Schrittgrößen
target – Ziel

6

no power control – keine Leistungssteuerung
1 step power control – Leistungssteuerung mit einer Schrittgröße
3 step power control – Leistungssteuerung mit drei Schrittgrößen
target – Ziel

Claims

Funkkommunikationssystem, umfassend eine primäre Station (100) und mehrere sekundäre Stationen (110), wobei das System einen Kommunikationskanal zwischen der primären Station (100) und einer sekundären Station (110) aufweist, wobei der Kanal einen Aufwärtsverbindungs- und einen Abwärtsverbindungs-Steuerkanal für die Übertragung von Steuerinformationen und einen Datenkanal für die Übertragung von Daten umfasst, wobei zumindest eine aus der primären Station (100) und einer sekundären Station (110) ein Leistungssteuerungsmittel (107, 118) umfasst, das dazu geeignet ist, die Leistung der Steuerkanäle und des Datenkanals als Reaktion auf eine Abfolge von empfangenen Leistungssteuerungsbefehlen in einer Reihe von Schritten mit veränderlicher Größe zu verändern, wobei jeder Schritt als Reaktion auf den Empfang eines entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls in der Abfolge vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungssteuerungsmittel (107, 118) dazu geeignet ist, die Schrittgröße zu einer vorbestimmten Zeit nach dem Beginn oder der Wiederaufnahme der Übertragung von einer anfänglichen Schrittgröße zu verringern, wobei das Auftreten der Verringerung vom Vorzeichen der empfangenen Leistungssteuerungsbefehle unabhängig ist.
System nach Anspruch 1, wobei das Leistungssteuerungsmittel (107, 118) dazu geeignet ist, die Leistungssteuerungsschrittgröße gemäß einer vorbestimmten Abfolge von Schrittgrößen zu verringern.
Primäre Station (100) zur Verwendung in einem Funkkommunikationssystem, das einen Kommunikationskanal zwischen der primären Station (100) und einer sekundären Station (110) aufweist, wobei der Kanal einen Aufwärtsverbindungs- und einen Abwärtsverbindungs-Steuerkanal für die Übertragung von Steuerinformationen und einen Datenkanal für die Übertragung von Daten umfasst, wobei die primäre Station (100) ein Leistungssteuerungsmittel (107, 118) umfasst, das dazu geeignet ist, die Leistung der Steuerkanäle und des Datenkanals als Reaktion auf eine Abfolge von empfangenen Leistungssteuerungsbefehlen in einer Reihe von Schritten mit veränderlicher Größe zu verändern, wobei jeder Schritt als Reaktion auf den Empfang eines entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls in der Abfolge vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungssteuerungsmittel (107) dazu geeignet ist, die Schrittgröße zu einer vorbestimmten Zeit nach dem Beginn oder der Wiederaufnahme der Übertragung von einer anfänglichen Schrittgröße zu verringern, wobei das Auftreten der Verringerung vom Vorzeichen der empfangenen Leistungssteuerungsbefehle unabhängig ist.
Primäre Station (100) nach Anspruch 3, wobei das Leistungssteuerungsmittel (107) dazu geeignet ist, die Leistungssteuerungsschrittgröße gemäß einer vorbestimmten Abfolge von Schrittgrößen zu verringern.
Sekundäre Station (110) zur Verwendung in einem Funkkommunikationssystem, das einen Kommunikationskanal zwischen der sekundären Station (110) und einer primären Station (100) aufweist, wobei der Kanal einen Aufwärtsverbindungs- und einen Abwärtsverbindungs-Steuerkanal für die Übertragung von Steuerinformationen und einen Datenkanal für die Übertragung von Daten umfasst, wobei die sekundäre Station (110) ein Leistungssteuerungsmittel (118) umfasst, das dazu geeignet ist, die Leistung der Steuerkanäle und des Datenkanals als Reaktion auf eine Abfolge von empfangenen Leistungssteuerungsbefehlen in einer Reihe von Schritten mit veränderlicher Größe zu verändern, wobei jeder Schritt als Reaktion auf den Empfang eines entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls in der Abfolge vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungssteuerungsmittel (118) dazu geeignet ist, die Schrittgröße zu einer vorbestimmten Zeit nach dem Beginn oder der Wiederaufnahme der Übertragung von einer anfänglichen Schrittgröße zu verringern, wobei das Auftreten der Verringerung vom Vorzeichen der empfangenen Leistungssteuerungsbefehle unabhängig ist.
Sekundäre Station (110) nach Anspruch 5, umfassend ein Signalleistungsmessmittel (118), und wobei das Leistungssteuerungsmittel (118) dazu geeignet ist, die Leistungssteuerungsschrittgröße als Reaktion auf die gemessene Signalleistung zu regulieren.
Sekundäre Station (110) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Leistungssteuerungsmittel (118) dazu geeignet ist, die Leistungssteuerungsschrittgröße gemäß einer vorbestimmten Abfolge von Schrittgrößen zu verringern.
Sekundäre Station (110) nach Anspruch 7, umfassend ein Mittel (118), um vorbestimmte Abfolgen von Leistungssteuerungsschrittgrößen zu speichern, und und eine der vorbestimmten Abfolgen zu wählen.
Verfahren zum Betreiben eines Funkkommunikationssystems, das eine primäre Station (100) und mehrere sekundäre Stationen (110) umfasst, wobei das System einen Kommunikationskanal zwischen der primären Station (100) und einer sekundären Station (110) aufweist, wobei der Kanal einen Aufwärtsverbindungs- und einen Abwärtsverbindungs-Steuerkanal für die Übertragung von Steuerinformationen und einen Datenkanal für die Übertragung von Daten umfasst, wobei zumindest eine aus der primären (110) und der sekundären Station (110) ein Leistungssteuerungsmittel (107, 118) aufweist, um die Leistung der Steuerkanäle und des Datenkanals als Reaktion auf eine Abfolge von empfangenen Leistungssteuerungsbefehlen in einer Reihe von Schritten mit veränderlicher Größe zu verändern, wobei jeder Schritt als Reaktion auf den Empfang eines entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls in der Abfolge vorgenommen wird, wobei das Verfahren durch Verringern der Schrittgröße zu einer vorbestimmten Zeit nach dem Beginn oder der Wiederaufnahme der Übertragung von einer ursprünglichen Schrittgröße gekennzeichnet ist, wobei das Auftreten der Verringerung vom Vorzeichen der empfangenen Leistungssteuerungsbefehle unabhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 9, umfassend das Verringern der Leistungssteuerungsschrittgröße gemäß einer vorbestimmten Abfolge von Schrittgrößen.