EP1393464A1 - Procede de controle de puissance d'emission - Google Patents

Procede de controle de puissance d'emission

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Publication number
EP1393464A1
EP1393464A1 EP02738288A EP02738288A EP1393464A1 EP 1393464 A1 EP1393464 A1 EP 1393464A1 EP 02738288 A EP02738288 A EP 02738288A EP 02738288 A EP02738288 A EP 02738288A EP 1393464 A1 EP1393464 A1 EP 1393464A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base station
power
threshold
mobile terminal
radio signals
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02738288A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Eric Georgeaux
Denis Fauconnier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nortel Networks Ltd
Original Assignee
Nortel Networks Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nortel Networks Ltd filed Critical Nortel Networks Ltd
Publication of EP1393464A1 publication Critical patent/EP1393464A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/52—TPC using AGC [Automatic Gain Control] circuits or amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/38—TPC being performed in particular situations
    • H04W52/50—TPC being performed in particular situations at the moment of starting communication in a multiple access environment
    • H—ELECTRICITY
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/14—Spectrum sharing arrangements between different networks
    • H—ELECTRICITY
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/30—TPC using constraints in the total amount of available transmission power
    • H04W52/36—TPC using constraints in the total amount of available transmission power with a discrete range or set of values, e.g. step size, ramping or offsets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/08—Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access]

Definitions

  • the present invention relates to radiocommunications with mobiles, and more particularly to methods of controlling the transmission power of mobile terminals.
  • transmission power control limits the transmission power of mobiles close to a base station to prevent the signals they transmit from masking the signals from more distant mobiles.
  • power control methods use servo loops: the base station makes measurements on the signal received from a mobile (power, signal-to-interferers ratio (C / l), ...) , and transmits commands to increase or reduce power on the downlink in order to reach a given quality objective. These methods cannot be used before a radio link is established between the base station and the mobile. In particular, they do not allow the mobiles on standby to determine the power level at which they must send their possible random access requests.
  • these control loops are not operational, since the base station has not received any prior signal from the mobile terminal enabling the required measurements to be made.
  • the mobile terminal estimates the power of these first signals according to another procedure based on the attenuation of the signals transmitted by the base station and received by the mobile terminal.
  • the base station broadcasts a beacon signal indicating the power at which it transmitted it.
  • the reception of these beacon signals allows the mobile on standby to determine the resources used by the base station with which the link is the best (cell selection) and to assess the attenuation of the signal from this station. It deduces therefrom an initial power of transmission of the radio signals bound for the selected base station, the higher the higher the attenuation.
  • the result of this estimation may be a very low transmission power.
  • a circumstance is for example a call on the part of a maintenance agent intervening on the base station itself and who uses his radio terminal.
  • a radio terminal due to its construction, has a minimum radio transmission power below which it is not capable of transmitting.
  • the mobile terminal transmits the random access request with its minimum transmission power (see technical specification 3G TS 25.214, version 3.6.0, published by 3GPP in March 2001, section 6.1, page 27). If this transmission power is significantly higher than the power estimated from the attenuation measurements, this emission risks generating a consequent noise for the other radio signals received by the base station, and thus to harm the quality of transmission of communications in progress to which these other signals belong.
  • An object of the present invention is to prevent this nuisance caused by communication with respect to all the others.
  • the present invention thus proposes a method for controlling the transmission power of a mobile radio terminal on a communication resource of a base station, the mobile terminal having a minimum power for transmitting radio signals.
  • the mobile terminal estimates an initial power of transmission of the radio signals on said resource, compares the difference between its minimum transmission power and the initial power estimated at a predefined threshold, and inhibits the emission of radio signals on said resource if the difference exceeds said threshold.
  • the radio signals in question typically carry the random access requests from the mobile terminal. They may nevertheless be of another type (for example coded speech signals in the case of an ongoing telephone call transferred from another base station or another radiocommunication system).
  • the mobile terminal is prohibited from accessing the resource of the base station if it is so close to the antenna of the base station that transmission at its minimum power would cause excessive interference for others communications in progress. This excessive level is quantified by the comparison threshold used by the terminal.
  • This threshold can vary depending on the type of radio resource. It is thus possible to provide differentiated thresholds as a function of the frequency band used by the base station, of the type of radiocommunication system (in the case of multimode terminals), etc. For each type of resource, the threshold can be a fixed threshold previously recorded in the radio terminal. In case of inhibition of the random access request on a first resource of communication from a base station, the establishment of the communication can possibly be directed towards other resources, presenting a lesser risk of interference with radio communications in progress.
  • the value of the aforementioned threshold is included in system information broadcast by the base station and received by the mobile terminal before entering into communication with this base station. It is then a configuration parameter of the base station, adjustable by the operator according to the characteristics of the cell (size, proximity of the antenna with respect to the public road, ). This parameter can also be varied over time (hour of the day, day of the week), or adaptively as a function of the traffic load observed in the cell served by the base station.
  • the initial power estimate by the mobile terminal can take into account the attenuation on the downlink: the base station broadcasts a beacon signal at a determined transmission power, and the mobile terminal measures the receive power to estimate the initial transmit power of signals to the base station.
  • a mobile terminal comprising means for transmitting radio signals with a transmission power at least equal to a determined minimum power, means for estimating an initial power of transmission of radio signals on a communication resource to enter into communication with a base station, means for comparing the difference between said minimum power and the initial power estimated at a predefined threshold, and means for inhibiting the transmission of radio signals on said resource when the difference exceeds said threshold.
  • a third aspect of the invention relates to a radiocommunication base station, comprising means for transmitting and receiving radio signals, in which the transmitting means comprise means for broadcasting system information including the value of a power threshold, so as to prevent mobile terminals located within range of the base station from transmitting radio signals on a resource communication, before the establishment of a radio link with said base station, with a transmission power greater than an initial power estimated by the mobile terminal, increased by the value of said threshold.
  • FIG. 1 shows two mobile terminals connected to a base station of a radiocommunication system
  • FIG. 2 and 3 are partial block diagrams of a base station and a mobile terminal according to the invention, respectively.
  • the invention is described here in its application to the radio access network of a cellular system of UMTS type.
  • This access network called UTRAN (“UMTS Terrestrial Radio Access Network”) uses the CDMA technique. It comprises radio network controllers 5 called RNC ("Radio Network Controller") which, via a lub interface, control network nodes called "node B".
  • RNC Radio Network Controller
  • Each node B comprises one or more base stations 1 each serving one or more cells.
  • These base stations communicate by radio with mobile terminals 2, 3 called UE (“User Equipment”) via an interface Uu (see technical specification 3G TS 25.401, version 3.3.0).
  • the mobile terminals can be relatively far from the base station, or very close like the mobile terminal 3 shown in FIG. 1.
  • Each UE 2, 3 can be in several link states with the UTRAN, managed by a radio resource management protocol (RRC, “Radio Resource Control”) implemented at the RNC level and at the UE level (see 3G TS 25.331 technical specification, version 3.3.0, published in June 2000 by 3GPP, section 9).
  • RRC radio resource management protocol
  • the UE is in active connection with the radiocommunication system, that is to say in particular that it can send radio signals relating to a call in progress to the base station.
  • the transmitting power control loops by the UE are operational. When the UE is powered up and in a selected cell without having any communication in progress with the UTRAN, it is in an idle state.
  • the initial selection and cell reselection processes are described in the technical specification 3G TS 25.304, version 3.6.0 published in March 2001 by the 3GPP, section 5.2.
  • the UE receives system information transmitted on a broadcast channel (BCH) by the base station of the selected cell (see technical specification 3G TS 25.331, version 3.3.0, section 8.1.1.3).
  • BCH broadcast channel
  • This system information includes among others: - the transmission power (“Primary CPICH DL TX power”, in dBm) by the base station of a beacon signal on a primary pilot channel called CPICH (“Common Pilot Channel”) (see technical specification 3G TS 25.331, version 3.3.0, sections 10.2.52.6.7, 10.3.6.47 and 10.3.6.52).
  • the UE is capable, by subtracting the reception power of the CPICH (CPICH_RSCP) from this transmission power, to estimate the attenuation undergone on the propagation channel;
  • FIG. 2 shows schematically the transmission part of the base station 1.
  • the CPICH data (see technical specification 3G TS 25.211, version 3.3.0, published in June 2000 by 3GPP, section 5.3.3.1) are produced by a module 11 and amplified in accordance with the “Primary CPICH DL TX power” transmission power specified by the RNC.
  • the module 12 inserts the control information to be broadcast on the BCH into the physical channel intended to receive it, called P-CCPCH (“Primary Common Control Physical Channel”, see technical specification 3G TS 25.211, version 3.3.0, section 5.3. 3.2) and applies the corresponding codings.
  • This control information, received from the RNC on the BCH transport channel includes in particular the system information mentioned above.
  • the CPICH has a “chanellisation” code equal to 1, so that it is directly added to the contributions of the other channels multiplied by their respective “chanellisation” codes c ch ⁇ > c ch 2 , • -. , c ch n .
  • the various dedicated channels 13 active in the cell.
  • the summed signal delivered by the adder 14 is multiplied by the scrambling code c scr (“scrambling code”) of the cell, applied to the multiplier
  • the output of this multiplier 15 is connected to the radio stage 16 of the station, which generates the radio signal emitted by the antenna 17.
  • PRACH Physical Random Access Channel
  • the module 20 processes the system information decoded on the CCPCH by the reception part 21 of the UE from the radio signal picked up by the antenna 22 and processed by the radio stage 23.
  • the receiver 21 also measures the reception power on the CPICH (parameter CPICH_RSCP according to the technical specification 3G TS 25.215, version 3.3.0, published in June 2000 by the 3GPP, section 5.1.1), expressed in dBm.
  • the RRC module 20 of the UE estimates a transmission power P ( of this request (“PreambleJnitial_Power”), based on the last measurement of the reception power CPICH_RSCP and the transmit power of the base station on the CPICH as indicated in the system information broadcast. This estimation is carried out as indicated in the technical specification 3G TS 25.331, version 3.3.0, section 8.5.9:
  • Preamble_lnitial_Power Primary CPICH DL TX power - CPICHJ SCP + UL interference + Constant Value
  • may for example be of the order -70 dBm.
  • the latter can only transmit suitably formatted radio signals beyond a determined minimum power P min (for example -50 dBm).
  • the transmission part 24 of the UE transmits the random access request on the PRACH channel with the power P mjn .
  • the transmitter 24 compares the difference P min - P
  • the transmission of the random access request can be done without taking into account the threshold S: the request is sent at max (P min , P
  • node B and the RNC On receipt of a random access request, node B and the RNC adopt the standard responses provided in the standard. If communication is to be established, the transmit power of the UE will then be controlled by the previously mentioned loops.
  • the MAC module 19 may possibly opt for another radio resource if such resources are available.
  • Such an alternative resource cannot be used. find on the same carrier frequency as the one in which the request was refused since the same interference problem would arise. It is preferable that it is not also in an adjacent carrier frequency. find in a separate frequency band.
  • the alternative resource can belong to an access network of a type other than UTRAN (for example GSM). This alternative resource can belong to the same base station or to another base station.
  • RNC 5 (RRC layer) can vary the threshold S specific to each base station over time.
  • the traffic density in the cell served by the base station is relatively high (or when the average C / l ratio is relatively high, which amounts to approximately the same)
  • it is generally advantageous to take a low value for the threshold S for example a few dB, while a higher value is acceptable when the traffic density decreases.
  • the RNC can thus vary the threshold S according to the time of day and the day of the week. It can also measure the traffic load in the cell and dynamically adapt the value of the threshold S.
  • the mobile terminal proceeds as described above before sending the first MAC layer link establishment message.
  • the handover fails if the estimated initial power is below the minimum transmit power of the terminal, with a deviation greater than the threshold S of the target cell of the handover.
  • the method can generally be applied in any situation where the mobile terminal is required to transmit a first signal to a base station, a signal for which it must estimate the transmission power. It advantageously makes it possible to limit the transmission power of this signal when internal constraints of the terminal do not allow the estimated power for this transmission to be respected.

Abstract

Dans certaines circonstances, un terminal mobile de radiocommunication (2, 3) estime une puissance initiale d'émission de signaux radio, notamment d'une requête d'accès aléatoire, à destination d'une station de base (1) située à sa portée. S'il est très proche de cette station, cette puissance initiale estimée peut devenir inférieure, voire très inférieure, à la puissance minimale d'émission du terminal mobile. Pour limiter les interférences avec les autres communications en cours, il est proposé d'inhiber l'émission de ces signaux si l'écart entre la puissance minimale d'émission et la puissance initiale estimée dépasse un seuil prédéfini.

Description

PROCEDE DE CONTROLE DE PUISSANCE D' EMISSION
La présente invention concerne les radiocommunications avec les mobiles, et plus particulièrement les méthodes de contrôle de la puissance d'émission des terminaux mobiles.
De nombreux systèmes de radiocommunication utilisent des méthodes de contrôle de puissance d'émission visant à réduire le niveau d'interférences entre les différentes communications. Ce contrôle de puissance présente une importance particulière dans les systèmes à étalement de spectre utilisant un accès multiple à répartition par codes (CDMA, «Code Division Multiplex Access»). Dans ces systèmes, plusieurs terminaux peuvent partager la même fréquence à chaque instant, la séparation des canaux sur l'interface radio résultant de la quasi-orthogonalité des codes d'étalement respectivement appliqués aux signaux émis sur ces canaux. En d'autres termes, pour un canal donné, les contributions des autres canaux sont vues comme du bruit.
En particulier, sur la voie montante, le contrôle de puissance d'émission limite la puissance d'émission des mobiles proches d'une station de base pour éviter que les signaux qu'ils émettent masquent les signaux issus de mobiles plus éloignés. En général, les méthodes de contrôle de puissance utilisent des boucles d'asservissement : la station de base fait des mesures sur le signal reçu d'un mobile (puissance, rapport signal-sur-interféreurs (C/l), ...), et transmet des commandes d'augmentation ou de réduction de puissance sur la voie descendante afin de tendre vers un objectif de qualité donné. Ces méthodes ne sont pas utilisables avant qu'un lien radio soit établi entre la station de base et le mobile. En particulier, elles ne permettent pas aux mobiles en veille de déterminer le niveau de puissance auquel ils doivent émettre leurs éventuelles requêtes d'accès aléatoire.
Dans le cas des systèmes UMTS (« Universal Mobile Télécommunications System »), les boucles d'asservissement de la puissance d'émission sur la voie montante sont décrites dans la spécification technique 3G TS 25.401 , version 3.3.0, publiée en juin 2000 par le 3GPP (« 3rd Génération Partnership Project »), pages 20-21.
Pour la puissance des premiers signaux émis par un terminal mobile à destination d'une station de base, notamment en vue d'une nouvelle communication, ces boucles d'asservissement ne sont pas opérationnelles, car la station de base n'a pas reçu de signal préalable de la part du terminal mobile permettant de faire les mesures requises. Le terminal mobile estime alors la puissance de ces premiers signaux selon une autre procédure basée sur l'atténuation des signaux émis par la station de base et reçus par le terminal mobile. La station de base diffuse un signal de balise en indiquant la puissance à laquelle elle l'a émis. La réception de ces signaux de balise permet au mobile en veille de déterminer les ressources utilisées par la station de base avec laquelle la liaison est la meilleure (sélection de cellule) et d'évaluer l'atténuation du signal depuis cette station. Il en déduit une puissance initiale d'émission des signaux radio à destination de la station de base sélectionnée, d'autant plus élevée que l'atténuation est forte.
Dans certaines circonstances, notamment quand le terminal mobile se trouve très proche de l'antenne de réception de la station de base, le résultat de cette estimation peut être une puissance d'émission très faible. Une telle circonstance est par exemple un appel de la part d'un agent de maintenance intervenant sur la station de base elle-même et qui utilise son terminal radio.
Or un terminal radio, du fait de sa construction, présente une puissance minimale d'émission radio en dessous de laquelle il n'est pas capable d'émettre. La spécification technique 3G TS 25.101 , version 3.6.0, publiée en mars 2001 par le 3GPP, préconise une puissance minimale d'émission par les terminaux mobiles UMTS de -50 dBm (section 6.4.3, page 13).
Dans le cas où la puissance d'émission estimée pour la requête d'accès aléatoire est inférieure à cette puissance minimale, le terminal mobile émet la requête d'accès aléatoire avec sa puissance minimale d'émission (voir spécification technique 3G TS 25.214, version 3.6.0, publiée par le 3GPP en mars 2001 , section 6.1 , page 27). Si cette puissance d'émission est notablement supérieure à la puissance estimée à partir des mesures d'atténuation, cette émission risque d'engendrer un bruit conséquent pour les autres signaux radio reçus par la station de base, et donc de nuire à la qualité de transmission des communications en cours auxquelles appartiennent ces autres signaux.
Un but de la présente invention est de prévenir cette nuisance provoquée par une communication à l'égard de toutes les autres.
La présente invention propose ainsi un procédé de contrôle de puissance d'émission d'un terminal radio mobile sur une ressource de communication d'une station de base, le terminal mobile ayant une puissance minimale d'émission de signaux radio. Selon l'invention, avant d'émettre des signaux radio pour entrer en communication avec la station de base, le terminal mobile estime une puissance initiale d'émission des signaux radio sur ladite ressource, compare l'écart entre sa puissance minimale d'émission et la puissance initiale estimée à un seuil prédéfini, et inhibe l'émission des signaux radio sur ladite ressource si l'écart dépasse ledit seuil.
Les signaux radio en question portent typiquement les requêtes d'accès aléatoire du terminal mobile. Ils peuvent néanmoins être d'un autre type (par exemple des signaux de parole codée dans le cas d'une communication téléphonique en cours transférée depuis une autre station de base ou un autre système de radiocommunication).
Le terminal mobile se voit interdire l'accès à la ressource de la station de base s'il est tellement proche de l'antenne de la station de base que l'émission à sa puissance minimale engendrerait un niveau d'interférence excessif pour les autres communications en cours. Ce niveau excessif est quantifié par le seuil de comparaison utilisé par le terminal.
Ce seuil peut varier en fonction du type de ressource radio. On peut ainsi prévoir des seuils différenciés en fonction de la bande de fréquence utilisée par la station de base, du type de système de radiocommunication (dans le cas de terminaux multimode), etc. Pour chaque type de ressource, le seuil peut être un seuil fixe préalablement enregistré dans le terminal radio. En cas d'inhibition de la requête d'accès aléatoire sur une première ressource de communication d'une station de base, l'établissement de la communication peut éventuellement être orienté vers d'autres ressources, présentant un moindre risque d'interférence avec des communications radio en cours.
Dans un mode de réalisation préféré, la valeur du seuil précité est incluse dans des informations système diffusées par la station de base et reçues par le terminal mobile avant d'entrer en communication avec cette station de base. C'est alors un paramètre de configuration de la station de base, ajustable par l'opérateur en fonction des caractéristiques de la cellule (taille, proximité de l'antenne par rapport à la voie publique, ...). On peut aussi faire varier ce paramètre dans le temps (heure de la journée, jour de la semaine), ou de manière adaptative en fonction de la charge de trafic observée dans la cellule desservie par la station de base.
De façon connue, l'estimation de puissance initiale par le terminal mobile peut prendre en compte l'atténuation sur la voie descendante : la station de base diffuse un signal de balise à une puissance d'émission déterminée, et le terminal mobile en mesure la puissance de réception pour estimer la puissance initiale d'émission des signaux destinés à la station de base.
Un autre aspect de l'invention se rapporte à un terminal mobile, comprenant des moyens d'émission de signaux radio avec une puissance d'émission au moins égale à une puissance minimale déterminée, des moyens d'estimation d'une puissance initiale d'émission de signaux radio sur une ressource de communication pour entrer en communication avec une station de base, des moyens de comparaison de l'écart entre ladite puissance minimale et la puissance initiale estimée à un seuil prédéfini, et des moyens d'inhibition de l'émission des signaux radio sur ladite ressource lorsque l'écart dépasse ledit seuil.
Un troisième aspect de l'invention se rapporte à une station de base de radiocommunication, comprenant des moyens d'émission et de réception de signaux radio, dans laquelle les moyens d'émission comprennent des moyens pour diffuser des informations système incluant la valeur d'un seuil de puissance, de façon à empêcher des terminaux mobiles situés à portée de la station de base d'émettre des signaux radio sur une ressource de communication, avant l'établissement d'un lien radio avec ladite station de base, avec une puissance d'émission supérieure à une puissance initiale estimée par le terminal mobile, augmentée de la valeur dudit seuil.
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif du procédé selon l'invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente deux terminaux mobiles reliés à une station de base d'un système de radiocommunication ; - les figures 2 et 3 sont des schémas synoptiques partiels d'une station de base et d'un terminal mobile selon l'invention, respectivement.
L'invention est décrite ici dans son application au réseau d'accès radio d'un système cellulaire de type UMTS. Ce réseau d'accès, appelé UTRAN (« UMTS Terrestrial Radio Access Network ») utilise la technique CDMA. Il comporte des contrôleurs de réseau radio 5 appelés RNC (« Radio Network Controller ») qui, par l'intermédiaire d'une interface lub, pilotent des nœuds de réseau appelés « node B ». Chaque node B comporte une ou plusieurs stations de base 1 desservant chacune une ou plusieurs cellules. Ces stations de base communiquent par radio avec des terminaux mobiles 2, 3 appelés UE (« User Equipment ») par l'intermédiaire d'une interface Uu (voir spécification technique 3G TS 25.401 , version 3.3.0).
Les terminaux mobiles peuvent être relativement éloignés de la station de base, ou très proches comme le terminal mobile 3 montré sur la figure 1.
Chaque UE 2, 3 peut être dans plusieurs états de liaison avec l'UTRAN, gérés par un protocole de gestion des ressources radio (RRC, «Radio Resource Control») mis en oeuvre au niveau du RNC et au niveau de l'UE (voir spécification technique 3G TS 25.331 , version 3.3.0, publiée en juin 2000 par le 3GPP, section 9). Dans certains de ces états, l'UE est en connexion active avec le système de radiocommunication, c'est-à-dire notamment qu'il peut envoyer à destination de la station de base des signaux radio relatifs à une communication en cours. Dans ces états, les boucles d'asservissement de la puissance d'émission par l'UE sont opérationnelles. Lorsque l'UE est sous tension et dans une cellule sélectionnée sans avoir de communication en cours avec l'UTRAN, il est dans un état de veille (« idle »). Les processus de sélection initiale et de resélection de cellule sont décrits dans la spécification technique 3G TS 25.304, version 3.6.0 publiée en mars 2001 par le 3GPP, section 5.2. Dans cet état de veille, après avoir sélectionné une cellule, l'UE reçoit des informations système émises sur un canal de diffusion (BCH) par la station de base de la cellule sélectionnée (voir spécification technique 3G TS 25.331 , version 3.3.0, section 8.1.1.3).
Ces informations système incluent entre autres : - la puissance d'émission (« Primary CPICH DL TX power », en dBm) par la station de base d'un signal de balise sur un canal pilote primaire appelé CPICH (« Common Pilot Channel ») (voir spécification technique 3G TS 25.331 , version 3.3.0, sections 10.2.52.6.7, 10.3.6.47 et 10.3.6.52). L'UE est capable, en soustrayant la puissance de réception du CPICH (CPICH_RSCP) de cette puissance d'émission, d'estimer l'atténuation subie sur le canal de propagation ;
- deux paramètres appelés « UL interférence » et « Constant Value » intervenant dans le calcul d'une puissance initiale d'émission par l'UE
(voir spécification technique 3G TS 25.331 , version 3.3.0, sections 10.2.52.6.7, 10.2.52.6.8, 10.3.6.47, 10.3.6.8 et 10.3.6.75).
On propose ici d'ajouter à ces informations système un seuil de puissance S, exprimé en décibels, dont le rôle sera détaillé plus loin.
La figure 2 montre schématiquement la partie émission de la station de base 1. Les données du CPICH (voir spécification technique 3G TS 25.211 , version 3.3.0, publiée en juin 2000 par le 3GPP, section 5.3.3.1) sont produites par un module 11 et amplifiées conformément à la puissance d'émission « Primary CPICH DL TX power » spécifiée par le RNC. Le module 12 insère les informations de contrôle à diffuser sur le BCH dans le canal physique destiné à les recevoir, appelé P-CCPCH (« Primary Common Control Physical Channel », voir spécification technique 3G TS 25.211 , version 3.3.0, section 5.3.3.2) et applique les codages correspondants. Ces informations de contrôle, reçues du RNC sur le canal de transport BCH, comprennent notamment les informations système précitées. En général, le CPICH a un code de « chanellisation » égal à 1 , de sorte qu'il est directement ajouté à aux contributions des autres canaux multipliées par leurs codes de « chanellisation » respectifs cch ι> cch 2, •-., cch n. Parmi ces autres canaux, il y a les différents canaux dédiés 13 actifs dans la cellule.
Le signal sommé délivré par l'additionneur 14 est multiplié par le code de brouillage cscr (« scrambling code ») de la cellule, appliqué au multiplieur
15. La sortie de ce multiplieur 15 est reliée à l'étage radio 16 de la station, qui génère le signal radio émis par l'antenne 17. Pour initialiser une communication, ou plus généralement pour transmettre des informations à l'UTRAN en mode veille, l'UE émet à destination de la station de base sélectionnée un signal de requête d'accès aléatoire sur un canal commun appelé PRACH («Physical Random Access Channel»). Cette procédure d'accès aléatoire est exécutée par la couche physique
(voir spécification technique 3G TS 25.214, version 3.6.0, section 6, sous le contrôle de la couche de contrôle d'accès au médium (MAC, voir spécification technique 3G TS 25.321 , version 3.4.0, publiée en juin 2000 par le 3GPP, section 11.2.2) et de la couche RRC. Les instances des protocoles MAC et RRC exécutées dans l'UE sont respectivement illustrées par les modules 19 et 20 sur la figure 3.
Le module 20 traite les informations système décodées sur le CCPCH par la partie réception 21 de l'UE à partir du signal radio capté par l'antenne 22 et traité par l'étage radio 23. Le récepteur 21 mesure en outre la puissance de réception sur le CPICH (paramètre CPICH_RSCP selon la spécification technique 3G TS 25.215, version 3.3.0, publiée en juin 2000 par le 3GPP, section 5.1.1), exprimée en dBm.
Préalablement à l'émission de la requête d'accès aléatoire, le module RRC 20 de l'UE estime une puissance d'émission P( de cette requête (« PreambleJnitial_Power »), sur la base de la dernière mesure de la puissance de réception CPICH_RSCP et de la puissance d'émission de la station de base sur le CPICH telle qu'indiquée dans les informations système diffusées. Cette estimation est effectuée comme indiqué dans la spécification technique 3G TS 25.331 , version 3.3.0, section 8.5.9 :
P[ = Preamble_lnitial_Power = Primary CPICH DL TX power - CPICHJ SCP + UL interférence + Constant Value
La précision recommandée pour cette détermination est de ±9 dB à ±12 dB, (spécification technique 3G TS 25.101 , version 3.6.0, page 12). Pour un UE 3 très proche de la station de base 1 , cette valeur de puissance d'émission calculée P| peut être par exemple de l'ordre -70 dBm.
Compte tenu des caractéristiques de la partie radio 23 de l'UE, celui-ci ne peut émettre des signaux radio convenablement mis en forme qu'au-delà d'une puissance minimale déterminée Pmin (par exemple -50 dBm).
Quand P| < Pmin, la partie émission 24 de l'UE émet la requête d'accès aléatoire sur le canal PRACH avec la puissance Pmjn.
Toutefois, si la puissance estimée P| est trop basse (UE 3 très proche de l'antenne 17), l'émission à Pmin peut provoquer une interférence importante pour la réception par la station de base des autres canaux montants actifs, qui risque de faire échouer les communications en cours sur ces canaux. C'est pourquoi il est judicieux de prévoir le seuil S précédemment mentionné parmi les informations système diffusées sur le BCH. En général ce seuil S sera positif, toutefois, compte tenu de la précision précisée de ±9 à ±12 dB, il peut être opportun de choisir un seuil négatif dans certains cas. Dans le cas typique où S > 0, l'émetteur 24 compare l'écart Pmin - P| à ce seuil S pour adopter le comportement suivant : - si Pmin - P, > S, l'émission de la requête d'accès aléatoire est inhibée, du moins pour certaines des requêtes ; - si 0 < Pmin - P| < S, la requête d'accès aléatoire est émise à une puissance supérieure ou, de préférence, égale à Pmln ; - si P| > Pmjn, la requête d'accès aléatoire est émise à une puissance supérieure ou, de préférence, égale à P|.
Pour certains types d'appels, notamment les appels d'urgence pour lesquels on peut tolérer un risque de rupture d'autres liaisons établies, l'émission de la requête d'accès aléatoire peut se faire sans prendre en compte le seuil S : la requête est émise à max(Pmin, P|) y compris quand Pmjn - P( > S.
A réception d'une requête d'accès aléatoire, le node B et le RNC adoptent les réponses classiques prévues dans la norme. Si une communication est à établir, la puissance d'émission de l'UE sera ensuite asservie par les boucles précédemment mentionnées.
Si la requête a été inhibée, en raison d'une puissance estimée P( inférieure à Pmjn - S, le module MAC 19 peut éventuellement opter pour une autre ressource radio si de telles ressources sont disponibles. Une telle ressource alternative ne pourra pas se trouver sur la même fréquence porteuse que celle où dans laquelle la requête a été refusée puisque le même problème d'interférence se poserait. Il est préférable qu'elle ne se trouve pas non plus dans une fréquence porteuse adjacente. En revanche, elle pourra se trouver dans une bande de fréquence séparée. Si le terminal mobile est multimode, la ressource alternative peut appartenir à un réseau d'accès de type autre que UTRAN (par exemple GSM). Cette ressource alternative peut appartenir à la même station de base ou à une autre station de base.
Le RNC 5 (couche RRC) peut faire varier dans le temps le seuil S propre à chaque station de base. Quand la densité de trafic dans la cellule desservie par la station de base est relativement importante (ou quand le rapport C/l moyen est relativement élevé, ce qui revient à peu près au même), il y a généralement avantage à prendre une valeur basse pour le seuil S, par exemple quelques dB, tandis qu'une valeur plus élevée est acceptable quand la densité de trafic baisse. Le RNC peut ainsi faire varier le seuil S en fonction de l'heure de la journée et du jour de la semaine. Il peut aussi mesurer la charge de trafic dans la cellule et adapter dynamiquement la valeur du seuil S.
La procédure précédemment décrite, où l'UE est empêché d'émettre vers une station de base dont il est trop proche au regard du seuil S s'applique principalement dans le cas des requêtes d'accès aléatoire. On notera cependant qu'elle peut aussi être appliquée dans d'autres circonstances. Par exemple, dans une procédure de transfert de communication depuis un réseau d'accès radio différent, par exemple GSM («Inter-system handover to UTRAN», voir spécification technique 3G TS 25.303, version 3.3.0, publiée en mars 2000 par le 3GPP, section 6.4.9, pages 60-61), le terminal mobile procède comme décrit précédemment avant d'émettre le premier message d'établissement de lien de la couche MAC. Le handover échoue si la puissance initiale estimée est en dessous de la puissance minimale d'émission du terminal, avec un écart supérieur au seuil S de la cellule cible du handover.
Le procédé peut généralement s'appliquer dans toute situation où le terminal mobile est amené à émettre un premier signal à destination d'une station de base, signal pour lequel il doit estimer la puissance d'émission. Il permet avantageusement de limiter la puissance d'émission de ce signal quand des contraintes internes du terminal ne permettent pas de respecter la puissance estimée pour cette émission.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1. Procédé de contrôle de puissance d'émission d'un terminal radio mobile (2, 3) sur une ressource de communication d'une station de base (1), le terminal mobile ayant une puissance minimale d'émission de signaux radio, dans lequel, avant d'émettre des signaux radio pour entrer en communication avec la station de base, le terminal mobile estime une puissance initiale d'émission des signaux radio sur ladite ressource, compare l'écart entre sa puissance minimale d'émission et la puissance initiale estimée à un seuil prédéfini, et inhibe l'émission des signaux radio sur ladite ressource si l'écart dépasse ledit seuil.
2. Procédé selon la revendication 1 , suivant lequel la station de base (1) diffuse un signal de balise à une puissance d'émission déterminée, et suivant lequel le terminal mobile (2, 3) mesure une puissance de réception dudit signal de balise et estime la puissance initiale d'émission sur ladite ressource en fonction de la puissance de réception mesurée.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, suivant lequel le terminal mobile (2, 3) émet lesdits signaux radio à sa puissance minimale lorsque l'écart est inférieur audit seuil.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, suivant lequel le seuil prédéfini est sélectionné en fonction d'un type de ressource de communication de la station de base (1).
5. Procédé selon la revendication 4, suivant lequel le seuil prédéfini est un seuil fixe pour chaque type de ressource de communication de la station de base (1 ) et préalablement enregistré dans le terminal mobile (2, 3).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, suivant lequel la valeur dudit seuil est incluse dans des informations système diffusées par la station de base (1) et reçues par le terminal mobile (2, 3) avant d'entrer en communication avec la station de base.
7. Procédé selon la revendication 6, suivant lequel la valeur dudit seuil varie dans le temps.
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, suivant lequel la valeur dudit seuil varie de manière adaptative en fonction d'une charge de trafic observée au niveau de la station de base (1 ).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, suivant lequel lesdits signaux radio portent une requête d'accès aléatoire.
10. Terminal mobile, comprenant des moyens (23, 24) d'émission de signaux radio avec une puissance d'émission au moins égale à une puissance minimale déterminée, des moyens (20, 21) d'estimation d'une puissance initiale d'émission de signaux radio sur une ressource de communication pour entrer en communication avec une station de base (1), des moyens (24) de comparaison de l'écart entre ladite puissance minimale et la puissance initiale estimée à un seuil prédéfini, et des moyens (24) pour inhiber l'émission des signaux radio sur ladite ressource si l'écart dépasse ledit seuil.
11. Terminal mobile selon la revendication 10, dans lequel les moyens d'estimation de la puissance initiale comprennent des moyens (21) de mesure d'une puissance de réception d'un signal de balise émis à une puissance déterminée par la station de base (1).
12. Terminal mobile selon la revendication 10 ou 11 , comprenant des moyens (20, 21) pour extraire la valeur dudit seuil d'informations système diffusées par la station de base (1 ) et reçues avant d'entrer en communication avec la station de base.
13. Station de base de radiocommunication, comprenant des moyens (11-17) d'émission et de réception de signaux radio, caractérisée en ce que les moyens d'émission comprennent des moyens (12) pour diffuser des informations système incluant la valeur d'un seuil de puissance, de façon à empêcher des terminaux mobiles (2, 3) situés à portée de la station de base (1) d'émettre des signaux radio sur une ressource de communication, avant l'établissement d'un lien radio avec ladite station de base, avec une puissance d'émission supérieure à une puissance initiale estimée par le terminal mobile, augmentée de la valeur dudit seuil.
14. Station de base selon la revendication 13, dans laquelle les moyens d'émission comprennent des moyens (11 ) pour diffuser un signal de balise à une puissance d'émission indiquée dans les informations système.
15. Station de base selon la revendication 13 ou 14, dans laquelle la valeur dudit seuil varie dans le temps.
16. Station de base selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, dans laquelle la valeur dudit seuil varie de manière adaptative en fonction d'une charge de trafic observée.
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