TWI440378B - 用以改善無線通訊鏈結之強健性的方法及裝置 - Google Patents

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Description

用以改善無線通訊鏈結之強健性的方法及裝置
所描述之實施例一般關於無線行動通訊。更具體而言，描述一種藉由選擇性增加信號之部分上發送的功率而改善通訊鏈結之強健性。
行動通訊裝置可在相異的通訊鏈結條件下利用一或更多種不同協定與基地台通訊。隨著距行動通訊裝置之距離增加，基地台所接收之通訊信號可由於輻射功率耗散而顯著衰減。此信號衰減可增加已接收通訊信號對雜訊干擾的敏感性(susceptibility)。通訊協定典型地將通訊信號分為：含有使用者產生之資料的部分與含有用於控制通訊鏈結之補充資訊的部分。針對控制及維持基地台與行動通訊裝置間之通訊鏈結的完整性，通訊信號的某些部分可比該信號的其他部分更重要。該信號之控制部分的毀損可中斷通訊鏈結；因此想要的是保證該信號之控制部分的高品質接收。增加針對通訊信號所發送的功率可增加相對於干擾及雜訊的信號強度；然而，通訊協定可對行動通訊裝置所發射之最大功率設定限制，以便約束使用者所吸收的總射頻能量或使行動通訊裝置與使用相同射頻頻帶之其他裝置間的無線電干擾最小化。因此有需要一種在行動通訊裝置之總發送功率限制內改善無線通訊鏈結之強健性的方法。
此文件描述各種實施例，彼等關於用以改善基地台與行動通訊裝置間之無線通訊鏈結之強健性的方法及設備。描述一種方法及一種設備，彼等適於此種選擇性增加自該行動通訊裝置傳輸至該基地台的上鏈通訊信號之部分上的發送功率的方法。
在一個實施例中，描述一種用以改善行動通訊裝置與基地台間之無線通訊鏈結之強健性的方法。該方法可藉由依據與該無線通訊鏈結關聯之品質度量值調整該行動通訊裝置之發送功率位準來加以進行。該方法可包含：監測在該行動通訊裝置的該品質度量值；及依據所監測之品質度量值，適應地設定在該無線通訊鏈結上自該行動通訊裝置傳輸至該基地台的上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準。在一實施例中，如果所監測之品質度量值係在品質度量值之第一範圍中，則將該上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準設定至第一發送功率位準值。然而，如果所監測之品質度量值係在品質度量值之第二範圍中，則將該上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準設定至第二發送功率位準值。該第二發送功率位準值係大於該第一發送功率位準值，藉此改善該無線通訊鏈結之強健性。
該方法可在該無線通訊鏈結已連接的同時，重複地監測該品質度量值及依據所監測之品質度量值適應地設定發送功率位準。此外，該上鏈通訊信號之第一部分可包括：由該基地台用來維持與該行動通訊裝置之無線通訊鏈結之連接的控制信號。
在另外的實施例中，該方法可依據所監測之品質度量值，適應地設定該上鏈通訊信號之第二部分的發送功率位準。如果所監測之品質度量值係在品質度量值之該第一範圍中，可將該上鏈通訊信號之第二部分的發送功率位準設定至該第一發送功率位準值，且如果所監測之品質度量值係在品質度量值之該第二範圍中，可將該上鏈通訊信號之第二部分的發送功率位準設定至第三發送功率位準值。該第三發送功率位準值可小於該第一發送功率位準值。在某些實施例中，在使用該第二發送功率位準值之該上鏈通訊信號的第一部分與使用該第三發送功率位準值之該上鏈通訊信號的第二部分上可平衡總平均發送功率。
在另一實施例中，描述一種設備，其可改善行動通訊裝置與基地台間之無線通訊鏈結之強健性。該設備包括一處理器，該處理器用以：監測在該行動通訊裝置的品質度量值；及如果所監測之品質度量值係在品質度量值之第一範圍中，設定上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準至第一發送功率位準值。然而，如果所監測之品質度量值係在品質度量值之第二範圍中，則可將該上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準設定至第二發送功率位準值。在所描述的實施例中，可在該無線通訊鏈結已連接的同時，繼續監測及設定。
在下列的說明中，陳述許多特定細節以提供對於支持所述實施例之概念的徹底理解。然而，對熟習本技藝之人士而言顯然的是，所述實施例可在沒有這些特定細節的某些或全部的情況下加以實施。在其他例子中，熟知的程序步驟並未詳細描述，以使避免不必要地模糊基本概念。
行動通訊裝置(諸如蜂巢式電話或無線個人數位助理)可被設計成在各種條件下操作。例如，由於事實上使用者可在行進的同時操作行動通訊裝置，所預期的是，行動通訊裝置可在距基地台的距離有顯著變化時操作。此外，基地台典型地可同時服務多個行動通訊裝置，可能導致該等行動通訊裝置之一或更多者互相干擾。此干擾可能針對那些可共用相同或鄰近頻帶的行動通訊裝置。
熟習本技藝之人士所理解的是，基地台可藉由針對各行動通訊裝置設定各種傳輸參數，而管理來自共用相同無線通訊胞元的多個行動通訊裝置的上鏈通訊信號。傳輸參數可包括例如用以發送的時間週期、使用的傳輸頻率範圍、及傳輸功率位準。因為行動通訊裝置距基地台的距離會變化，該基地台與該行動通訊裝置間之通訊鏈結的品質可顯著變化。例如，當基地台與行動通訊裝置間的距離變太大時，可能使通訊鏈結的品質顯著降級，使得該通訊鏈結可變微弱及不可靠。如果在基地台有顯著雜訊及干擾，此通訊鏈結的降級在(或即使)接收上鏈通訊信號時可能特別有問題。
無線通訊協定界定了指定資訊如何可以在二個無線通訊裝置間傳輸的一組規則，該等規則包括諸如資料格式的特定特徵、傳輸頻率、錯誤校正機制、及發送功率位準。全球行動通訊系統(Global System for Mobile communications,GSM)為用於行動通訊裝置之熟知、標準化的無線通訊協定。除了可載送使用者語音或資料的信號以外，無線通訊協定可界定控制信號，該等控制信號定期在行動通訊裝置與基地台間傳輸且提供有關通訊鏈結之可靠性的資訊。如果基地台在某一時間週期內沒有辨識出足夠數量的控制信號，則該基地台可終止該通訊鏈結。
通訊鏈結的終止(稱為「無線電介面失敗」)可出現在當仍可能有行動通訊裝置及基地台間之可接受的(雖然不完全的)語音及資料通訊時的某些情況中。對控制信號中的錯誤的過度敏感可造成連結終止，儘管語音信號仍然可被理解。此過早終止會因為在特定通訊系統協定中可將控制信號及語音/資料信號分開地且不對等地編碼而出現。低位元率的語音編碼上的進展可改善較低之信號對干擾比的語音傳輸及可理解度。在這些較差操作條件下，控制信號在由基地台接收時更容易受信號完整性的損失的影響，導致通話中斷。為了改善通訊鏈結的強健性，可藉由增加用於這些信號的發送功率而改善控制信號的可靠接收。為了保留電池電力及保持在規定的電力限制內，可同時降低或至少不增加語音/資料信號的發送功率。行動通訊裝置可藉由監測一或更多個品質度量而判定何時改變控制信號的發送功率。
參照第1圖至第10圖於下列描述特定實施例，熟習本技藝之人士將輕易理解的是，此處對於這些圖式所提供的詳細說明僅用於說明之目的，且不應詮釋為限於所給定的實施例。
第1圖示出依據所描述之實施例的無線通訊胞元100及無線通訊胞元102。如顯示，無線通訊胞元100可包括行動通訊裝置104，其可與基地台106通訊。諸如裝置112及116的多個其他行動通訊裝置也可同時與行動通訊裝置104與無線通訊胞元100內的基地台106通訊。行動通訊裝置116也可與相鄰無線通訊胞元102中的基地台118通訊。如同所熟知的，輻射的電磁能量隨著距其原點之距離平方的倒數而衰減。為了確保基地台106可適當地處理已接收信號，分別位在距基地台106距離d1 及距離d2 處的行動通訊裝置104及116可用比行動通訊裝置112更高的輸出功率位準發送至基地台106，行動通訊裝置112位在較接近基地台106的距離d3 處，其中距離d3 小於距離d1 或者距離d2 。例如，起源於行動通訊裝置104的無線電信號108可具有功率位準P1 ，其顯著高於與基地台106所接收之無線電信號110關聯的功率位準P2 。已接收功率位準P2 可正比於已發送功率位準P1 除以行動通訊裝置104與基地台106間之距離的平方d1 2 。
基地台106中的相同類比放大器電路可用來接收來自不同行動通訊裝置的信號，各裝置位在距基地台不同的距離處。比起針對自不同行動通訊裝置所接收之各信號而改變基地台放大器電路的類比增益設定，較佳的是，基地台106接收來自無線通訊胞元100內共用傳輸頻寬的不同行動通訊裝置且功率位準類似的信號。藉由基地台106所施行之功率控制方法，而將來自無線通訊胞元100內的行動通訊裝置的已發送信號正規化，可致能在基地台106的類比接收電路以較佳範圍操作。因此基地台106典型地可管理由無線通訊胞元100內的行動通訊裝置所輸出的發送功率位準。
除了對距離衰減進行補償以外，也可增加在行動通訊裝置的發送信號功率，以考量在基地台106接收已發送信號時的背景雜訊及干擾。如果行動通訊裝置112(位在距基地台106距離d3 處，d3 <<d1 )以可與行動通訊裝置104(位在距基地台106距離d1 處)所發送之功率位準P1 大約相同的功率位準P3 來發送，則可能的是，在基地台106處具有功率位準P2 <<P1 的已接收信號110(對應於經距離d1 所衰減的信號108)可被來自信號120(具有功率位準P4 且由行動通訊裝置112所發送)的干擾所覆蓋。因此，為了降低來自較接近基地台之裝置的信號覆蓋來自較遠離該基地台之另一裝置的信號的可能性，已經研發一些技術，至少根據行動通訊裝置距基地台之各別距離而適應地控制彼等之發送功率位準。這些適應性發送功率控制技術可例如，降低與較遠離特定基地台之行動通訊裝置(諸如行動通訊裝置104)相比更接近該基地台之行動通訊裝置(例如第1圖中關於基地台106的行動通訊裝置112)的發送功率位準。藉由調整無線通訊胞元中的多個裝置的發送功率位準，來自靠近及遠離的行動通訊裝置兩者的已接收信號可用大約相同的功率位準到達基地台。基地台106可增加來自位在距離d1 之行動通訊裝置104的信號108的發送功率位準P1 ，且減少來自位在距離d3 之行動通訊裝置112的信號114的發送功率位準P3 ，使得已接收信號110及120具有類似的功率位準，即P2 P4 。無線通訊胞元中的各行動通訊裝置的發送功率位準可隨該行動通訊裝置在該胞元內移動(改變其距基地台的距離)而適應地改變。無線通訊胞元100中的通訊裝置104、112及116之發送功率位準的適應性控制可由基地台106加以管理。
為了確保多個共用一共同射頻頻帶之通訊裝置間的最小干擾，聯邦通訊委員會(Federal Communications Commission,FCC)對行動通訊裝置之總發射的發送功率設定限制。這些發送功率限制可要求行動通訊裝置所發出的射頻頻譜被限制在低於橫跨相鄰頻帶的特定功率頻譜密度遮罩，或在特定時間週期期間所發送的平均功率位準。類似地，通訊標準(諸如前述的GSM行動無線協定)可限制對行動通訊裝置所容許的特定吸收率(specific absorption rate,SAR)，以使將該行動通訊裝置之使用者的身體所吸收的射頻能量最小化。
無線通訊胞元100可具有半徑R的有效操作範圍，在該範圍內與該胞元中的行動通訊裝置通訊。可要求在靠近無線通訊胞元100之有效操作範圍R的界線操作的通訊裝置(諸如無線通訊胞元100中距基地台106距離d1 的行動通訊裝置104)以較高功率位準來發送(以克服輻射功率的損失及維持強健的通訊鏈結完整性)。儘管行動通訊裝置104可操作於最大發送功率位準，基地台106與行動通訊裝置104間之通訊鏈結的品質可能降級，因為錯誤仍然可出現在基地台106所接收的信號中。此錯誤率的增加可能在已接收信號具有低信雜比(signal to noise ratio,SNR)時特別顯著，該低信雜比是由該信號相較於背景雜訊及干擾而言具有不充足的信號強度所造成。錯誤率的增加可造成許多問題，諸如可能要求重新傳輸之錯亂的語音或毀損的資料。低SNR也可毀損維持基地台106與行動通訊裝置104間之通訊鏈結的控制信號。應注意的是，在靠近無線胞元100之中心操作的行動通訊裝置(即接近基地台106，諸如行動通訊裝置112)可降低它們的發送功率位準，以保留電池電力且限制進入共用相同頻帶之裝置的干擾。然而，降低在距基地台106較短距離處操作之通訊裝置的發送功率位準也可使它們更容易受干擾及雜訊位準增加的影響。在基地台所接收之微弱、低功率的信號可能使上鏈性能降級，導致通話中斷及感受到低劣的服務品質，因為基地台無法「聽到」行動通訊裝置。
相鄰無線通訊胞元的操作範圍邊界可重疊，例如第1圖中所示，無線通訊胞元100及102重疊於區域122。行動通訊裝置116可位於距無線胞元100中的基地台106及無線胞元102中的基地台118遠距離d2 處。無線通訊胞元重疊可允許隨著行動通訊裝置自一個無線通訊胞元行進至另一個時的交遞；例如，行動通訊裝置116可在操作於重疊區域122中時自與無線通訊胞元100中的基地台106通訊轉換至無線通訊胞元102中的基地台118。然而，行動通訊裝置116可能在此種交遞期間容易受通話中斷的影響，因為已接收信號(包括彼等之控制部分)可能在起源基地台106或者接收基地台118處接收時是微弱的。基地台可增加行動通訊裝置116的發送功率，但僅達到標準制定機構的規範所允許的最大位準。最大發送功率位準可能不足以克服信號自行動通訊裝置116越過距離d2 至基地台106或者118所引起的衰減。因此想要一種尤其當行動通訊裝置操作於最大發送功率位準時增加通訊鏈結之強健性的方法，以改善總體通訊系統性能。
基地台可監測來自行動通訊裝置的已接收通訊信號，以估計針對至該裝置的通訊鏈結的品質度量。通訊鏈結的品質實質上可隨行動通訊裝置在通訊胞元內移動(藉此改變距基地台的距離且遭遇不同的干擾位準)而變化。可依據無線通訊協定將通訊信號格式化成語音/資料部分以及控制部分的組合，該語音/資料部分可載送編碼使用者資料且該控制部分可載送控制信號以管理該裝置與該基地台間的通訊鏈結。第2圖示出通訊信號，彼等在行動通訊裝置202及基地台200間傳輸，且包括使用者資料(諸如壓縮的語音)所專用的部分204/208及通訊鏈結之控制所使用的其他部分206/210。典型地，可將通訊信號的顯著較大部分專用於使用者資料，同時可將控制資訊以不頻繁但定期的方式加以發送。
第3A圖示出例示性GSM通訊協定格式，其將120毫秒時間週期的多訊框300分成26個個別訊框，而24個訊框304專用於流量通道(TCH)語音資料，且「慢」或「快」的關聯控制通道(SACCH/FACCH)叢訊訊框302用於控制。多訊框300內之個別訊框的各者以大約相等之「非升高」功率位準308加以傳送。第3A圖中的SACCH/FACCH叢訊302對應於第2圖中的控制信號206/210，而TCH語音資料304對應於資料信號204/208。SACCH/FACCH控制訊框302可包括時序控制及功率控制以管理基地台200與行動電話202間的傳輸。可由基地台200針對信號完整性而監測自行動通訊裝置202所傳送之上鏈通訊信號的控制部分206，以確定通訊鏈結性能是否足以提供網路所要求的服務品質。如果基地台200根據監測該信號的SACCH/FACCH控制訊框302而判定通訊鏈結性能低落，則基地台200可選擇切斷與行動通訊裝置202的通訊鏈結。即使當TCH語音資料訊框304仍然可用時，可能出現通訊鏈結的斷線。在某些系統中，例如，如果判定SACCH/FACCH控制訊框302中所接收之相對少量的連續訊息具有低劣品質，基地台可中斷通訊鏈結。由於可將TCH語音資料訊框304與SACCH/FACCH叢訊控制訊框302分開編碼，SACCH/FACCH叢訊控制訊框302中的低劣品質不必然對應於TCH語音資料訊框304中的低劣品質。
為了在基地台所接收之訊號由衰減所減弱或由高度干擾所遮蔽時維持通訊鏈結，可設法增加在行動通訊裝置之至少由基地台針對鏈結完整性所偵測之已發送信號之部分上的已發射的發送功率。由於對總發射的發送功率有限制，無法增加行動通訊裝置傳送至基地台之信號之所有部分的發送功率。替代地，如第3B圖中所示，可選擇性增加多訊框310內的SACCH/FACCH叢訊控制訊框312的功率而超過「非升高」功率位準308，因為已發送信號的這些控制部分可在被基地台所接收時用來監測多訊框310信號的信號完整性。注意到，「非升高」功率位準308可對應於第3A圖中由TCH語音資料304及SACCH/FACCH叢訊302所使用的功率位準。升高該信號之控制部分的功率位準而超過該信號的語音資料部分可在由基地台所接收時提供較高功率的控制部分，且基地台可較輕易地「聽到」較強的信號控制部分且維持通訊鏈結。因此，對已發送信號的僅僅一部分增加發送功率可增加基地台與行動通訊裝置間之通訊鏈結的強健性。
在某些實施例中，可要求在多訊框310上的平均總發送功率大約為常數，無論多訊框310的SACCH/FACCH控制部分312的功率是否升高。尤其，如果行動通訊裝置以最大發送功率來發送時，即「非升高」功率位準308設定至針對給定通訊協定可能的最大值，則增加多訊框310的任何部分可導致來自行動通訊裝置的傳輸超過功率法規限制。為了確保來自行動通訊裝置之橫跨整個多訊框310的平均總發送功率會保持在指定的發送功率限制內，當增加SACCH/FACCH控制部分312的功率時，可降低所有其他信號(即排除SACCH/FACCH控制部分312)的發送功率，包括TCH語音資料訊框314及閒置訊框316兩者。由於通訊信號的SACCH/FACCH控制部分312可佔據每一多訊框310之總傳輸時間的有限部份，可適度而短暫地增加SACCH/FACCH控制部分312的功率，同時只需要輕微地降低多訊框310中的其餘信號。例如，如第3B圖中所示，SACCH/FACCH控制部分312的功率可增加大約1 dB，其可實質改善通訊鏈結被維持的可能性，同時TCH語音資料部分314只需要降低大約0.1 dB以補償較高功率的SACCH/FACCH控制部分312。相對少量地減少TCH語音資料部分314，可容許在行動通訊裝置與基地台間維持可接受的語音/資料解碼性能。
第4A圖示出例示性通用行動電信系統(Universal Mobile Telecommunications System,UMTS)寬頻分碼多工存取(Wideband Code Division Multiple Access,WCDMA)通訊協定格式，其利用15個連續時間槽的10毫秒訊框400，各時間槽含有資料及控制資訊兩者。在時間槽402期間，可同時發送上鏈(UL)專用實體資料通道(DPDCH)404及UL專用實體控制通道(DPCCH)406，而各通道由正交擴展碼加以擴展。UL DPCCH 406包括四個部份：(1)用來發送含有預定型樣以供同步化及通道估計之導引資訊的部分，(2)傳輸格式組合指示符(TFCI)部分，其含有位元率及編碼參數，(3)回授指示符(FBI)部分，用於封閉迴路格式多樣性，及(4)發送功率控制(TPC)部分，用來請求基地台改變其發送功率位準。基地台可藉由監測上鏈DPCCH之導引部分及TFCI部分的至少一者而評估上鏈通訊信號完整性。為了增加基地台與行動通訊裝置間之通訊鏈結的強健性，可增加導引部分及TFCI部分之至少一者上的功率位準，而可同時減少資料部分的一部份上的功率位準部分，以維持適當增益比如同沒有改變功率位準。如第4B圖中所示，可增加UL DPCCH 416內的導引部分而超過非升高功率位準408，且可減少UL DPDCH 414的成比例片段而低於非升高功率位準408。由於UL DPCCH只有一部份增加功率，UL DPDCH的類似部份減少功率來補償。第4C圖示出，相對於非升高功率位準408增加UL DPCCH 426之TFCI部分的功率位準，且減少UL DPDCH 424之一部份的功率位準。
選擇增加自行動通訊裝置至基地台之通訊信號的控制部分的發送功率位準可由在行動通訊裝置所監測的一或更多個條件來加以觸發，而沒有來自基地台的干預。例如，行動通訊裝置可監測總平均發送功率位準以判定是否已經達到最大總平均發送功率位準，這可指示該行動通訊裝置位在遠離接收基地台處。在某些實施例中，基地台可藉由在下鏈控制訊息中設定行動通訊裝置的功率控制位準而控制該裝置的總平均發送功率位準。基地台可根據觀察到該基地台接收之信號中的功率位準低落而選擇增加行動通訊裝置的總平均發送功率。如果行動通訊裝置被基地台用下鏈控制訊息要求增加其總平均發送功率位準，該裝置可推斷其正位在遠離基地台處。
替代地，行動通訊裝置可監測由基地台在發送來自該行動通訊裝置的叢訊時所要求的時序提前(TA)量。此時序提前可間接地關於裝置距基地台的距離，就如同上述的功率控制位準。如第5圖中所示，可將在基地台的發送及接收通訊叢訊對準時間槽邊界。例如，發送通訊叢訊502對準BS時間槽0的開頭且接收通訊叢訊512對準BS時間槽3的開頭。基地台可要求將自相同無線通訊胞元中的不同行動通訊裝置所接收的通訊叢訊在被該基地台接收時對準該基地台的時間槽邊界。可由二個不同行動通訊裝置使用在基地台的二個相鄰時間槽，且該等行動通訊裝置之各者可位在距該基地台不同的距離處。為了考量行動通訊裝置與基地台間的相異距離，可在該行動通訊裝置開始傳輸通訊叢訊至該基地台時調整該行動通訊裝置。此時序調整稱為已發送通訊叢訊的「時序提前」，因為可將通訊叢訊「提前」到行動通訊裝置的時間槽邊界的開頭之前。基地台可指示行動通訊裝置將通訊叢訊傳輸「提前」多少以確保已發送通訊叢訊抵達基地台時對準該基地台的時間槽邊界。
第5圖示出通訊叢訊502，其自基地台(BS)在BS時間槽0期間被發送，且在行動通訊裝置(MD)於MD時間槽0期間被接收作為通訊叢訊506。由通訊叢訊502/506引起τ單位的傳播延遲504，因為該叢訊自基地台行進一距離至行動通訊裝置。自行動通訊裝置至基地台之反向中發送的通訊叢訊可引起與正向中發送的通訊叢訊所引起的傳播延遲相同的傳播延遲504τ。因此，行動通訊裝置可在其發送通訊叢訊508時相對於該行動通訊裝置的時間槽邊界提前了2τ單位的時序提前(TA)510，以考量該基地台與該行動通訊裝置間的往返傳播延遲。如第5圖中所示，可將發送通訊叢訊508自MD時間槽3的開頭「提前TA 510」到MD時間槽2，且在基地台之對應的已接收通訊叢訊512可對準BS時間槽3的最初邊界。時序提前對應於傳播延遲，且較長的時序提前值可對應於較長的傳播延遲或等同行動通訊裝置與基地台間的較大距離。因此，如果基地台在下鏈控制訊息中要求高的行動通訊裝置之時序提前設定值，則該行動通訊裝置可推斷的是，通訊叢訊可行進較長距離且因此在該基地台接收時功率較微弱。
基地台所要求的功率控制位準或時序提前設定可提供行動通訊裝置與該基地台間的遠距離(這可導致在該基地台的微弱信號(及因此潛在低劣的已接收SNR))的指示。功率控制位準及時序提前設定可提供在行動通訊裝置的間接品質度量，該品質度量可被監測且被用來判定何時改變上鏈通訊叢訊之部分的發送功率位準。第6圖示出將行動通訊裝置的品質度量614及發送(TX)功率位準612相關聯的曲線圖600。對於在高品質值QHI 608或超過高品質值QHI 608的範圍中的品質度量值614，可將TX功率位準612設定至較低(或等同未增加)值TXLO 604。對於在低品質值QLO 606或低於低品質值QLO 606的範圍中的品質度量值614，可將TX功率位準612設定至較高(或等同已增加)值TXHI 602。對於在低品質值QLO 606及QHI 608間的品質度量值614，TX功率位準612可保持先前所設定的發送功率位準，TXHI 602或者TXLO 604。如果已測量品質度量在QLO 606及QHI 608間的區域中徘徊，曲線圖600中所示的遲滯現象可提供穩定性。最初地，行動通訊裝置在與基地台建立通訊鏈結後可發送在較低發送功率位準值TXLO 604的TX功率位準612。如果已監測品質度量614下降低於低品質值QLO 606，行動通訊裝置可推測的是，可能以低劣SNR在基地台接收上鏈通訊叢訊。行動通訊裝置可接著對上鏈通訊叢訊的部分(諸如控制部分)增加TX功率位準612至較高值TXHI 602，以改善與基地台之通訊鏈結的強健性。行動通訊裝置可繼續使用較高值TXHI 602且不減少發送功率位準612至較低值TXLO 604(即使品質度量增加超過低品質值QLO 606)直到品質度量超過較高品質度量QHI 608。低劣上鏈SNR的其他指示符也可由行動通訊裝置加以推斷。例如，行動通訊裝置可針對解碼錯誤監測下鏈已接收信號的性能。如果在行動通訊裝置所接收的下鏈信號不佳，則在基地台所接收的上鏈信號也可能不佳，因為下鏈信號及上鏈信號兩者可能橫越基地台與行動通訊裝置間的類似路徑。下鏈性能可利用行動通訊裝置中之測量的或估計的性能參數(諸如RxQUAL或CRC錯誤)而加以監測。
在某些條件下，諸如低電池電力位準，可改變施加至上鏈通訊叢訊之部分的發送功率位準調整以降低行動通訊裝置的功率消耗。上鏈通訊叢訊之部分上的較高發送功率位準可導致行動通訊裝置的較高功率消耗，即使在降低上鏈通訊叢訊之其他部分以將總平均發送功率保持在沒有功率升高的類似位準時。此增加的功率消耗可能會出現，因為行動通訊裝置中的類比放大器所消耗的功率量可能「非線性地」關聯至發送的功率量。在一實施例中，如果電池電力位準低於行動通訊裝置中的預定臨限值，則不可施加上鏈通訊叢訊之部分的發送功率位準中的選擇性增加。在其他實施例中，可根據行動通訊裝置中所監測的電力儲存度量而逐漸停止選擇性功率升高，如第7圖中所示。
第7圖示出將電力儲存度量710關聯至較高發送功率位準TXHI 612的曲線圖700，該較高發送功率位準可被施加至來自行動通訊裝置之上鏈通訊叢訊的部分。對於在電力儲存位準PHI 708或超過電力儲存位準PHI 708的電力儲存度量710值，在升高上鏈通訊叢訊之部分時可被使用的較高發送功率位準TXHI 612可到最大較高發送值TXMAX 702。在此情況中，電力儲存度量710可指示的是，行動通訊裝置具有可使用最大發送升高能力而沒有限制之足夠的已儲存預留電力。在較低電力儲存度量710值，諸如在電力儲存位準PLO 706或低於電力儲存位準PLO 706，可將較高發送功率位準TXHI 612限制至最小較高發送值TXMIN 704。在此情況中，電力儲存度量710可指示的是，行動通訊裝置具有不足夠的已儲存預留電力，使得發送功率應被保留。在某些實施例中，TXMIN 704可為沒有發送功率升高出現的值。如果電力儲存度量710落在電力儲存位準PLO 706與PHI 708之間，較高發設功率位準TXHI 612可落在最小值TXMIN 704與最大值TXMAX 702之間。落在TXMAX 702與TXMIN 704之間的中間TXHI 功率位準612可在升高發送功率位準以改善通訊鏈結之強健性與保留行動通訊裝置的電池電力消耗之間權衡。第7圖示出TXMIN 704與TXMAX 702間的線性曲線；然而，也可使用連接最小值TXMIN 704及最大值TXMAX 702功率位準的其他曲線形狀。在代表性實施例中，最小較高發送值TXMIN 704可為當品質度量614在高值QHI 608或超過高值QHI 608時所使用的「正常」非升高發送位準TXLO 604。可將第7圖中的電力儲存度量曲線圖700視為修改第6圖的品質度量曲線圖600。
第8圖示出用以改善行動通訊裝置與基地台間之通訊鏈結的強健性的代表性方法800。在步驟802中，可初始化行動通訊裝置與基地台間之上鏈通訊叢訊的第一部分的發送功率位準至第一功率位準。可將此第一功率位準例如視為「正常」非升高功率位準，且上鏈通訊叢訊的第一部分可為控制信號的訊框(諸如第3A圖中之多訊框300內所示的SACCH/FACCH叢訊302)。在步驟804中，行動通訊裝置可定期地(例如每整數個已接收或已發送多訊框進行一次)監測品質度量，諸如上述之發送功率控制位準或時序提前值。在步驟806中，可測試品質度量值以判定是否其落在第一範圍值內。第一範圍值可在例如第6圖中針對品質度量614所示的QHI 608或超過QHI 608。如果在步驟806中所判定的是，品質度量值落在第一範圍值內，則在步驟808中，可將行動通訊裝置與基地台間之上鏈通訊叢訊的第一部分的發送功率位準設定至第一功率位準。高品質度量位準可指示發送功率位準可保持在「正常」非升高位準。如果在步驟806中所判定的是，品質度量值沒有落在第一範圍值內，則在步驟810中，可再度測試品質度量值以判定是否其落在第二範圍值內。第二範圍值可在例如第6圖中針對品質度量614所示的QLO 606或低於QLO 606。如果在步驟810中所判定的是，品質度量值落在第二範圍值內，則在步驟812中，可將行動通訊裝置與基地台間之上鏈通訊叢訊的第一部分的發送功率位準設定至第二功率位準。低品質度量位準可指示在基地台可能微弱地接收已發送的上鏈通訊叢訊，且因此對雜訊或干擾的毀損是敏感的。可增加上鏈通訊叢訊的第一部分的發送功率位準以改善在吵雜、干擾之環境中的性能。在步驟814中，如果行動通訊裝置與基地台間的通訊鏈結保持已連接，則可重複步驟804、806及810中之品質度量的監測及測試與步驟808及812中的設定發送功率位準。
第9圖示出用以改善行動通訊裝置與基地台間之通訊鏈結的強健性的代表性方法900。在步驟902中，可將自行動通訊裝置至基地台之上鏈通訊叢訊的第一部分及第二部分兩者的發送功率位準設定至第一功率位準。在步驟904中，可監測品質度量值，就如同第8圖中的步驟804。在步驟906中，可測試品質度量值以判定是否其落在第一範圍內。如果在步驟906中所判定的是，品質度量值落在第一範圍內，則可將第一及第二部分的發送功率位準設定至第一功率位準。如果在步驟906中所判定的是，品質度量值沒有落在第一範圍內，則在步驟910中，可測試品質度量值以判定是否其落在第二範圍內。如果在步驟910中所判定的是，品質度量值落在第二範圍內，則在步驟912中，可將上鏈通訊叢訊的第一部分的發送位準設定至第二位準(諸如已升高功率位準)，同時可將第二部分設定至第三位準(諸如已降低功率位準)。藉由升高已發送上鏈通訊叢訊的第一部分且降低第二部分，總平均發送功率可保持在將第一及第二部分兩者設定至「正常」第一功率位準時的位準或低於將第一及第二部分兩者設定至「正常」第一功率位準時的位準。在步驟914中，可判定是否通訊鏈結保持已連接，且如果是，則可重複監測、測試、及設定步驟。
第10圖示出行動通訊裝置的處理方塊1000，該行動通訊裝置可改善該行動通訊裝置與基地台間之通訊鏈結的強健性。無線數位處理器1006可發送及接收分別在經由天線1002發送之前及接收之後由無線類比處理器1004所放大的數位通訊叢訊。可將諸如壓縮聲音的無線資料自應用處理器1008傳送至無線數位處理器1006，該無線數位處理器將該無線資料格式化、編碼及調變以供傳輸作為上鏈通訊叢訊。無線類比處理器1004可放大上鏈通訊叢訊至適合的發送功率位準。無線數位處理器或者應用處理器可根據監測的品質度量及/或電力儲存位準來設定用於上鏈通訊叢訊之不同部分的發送功率位準。藉由改變在由無線類比處理器1004放大之前無線數位處理器1006所輸出的信號，可達成將上鏈通訊叢訊之不同部分塑形而使得發送功率位準針對各部分變化。
所述實施例的各種態樣可藉由軟體、硬體或硬體及軟體的組合而加以實施。也可將所述實施例體現為在電腦可讀取媒體上且用以控制製造操作的電腦可讀取碼，或為在電腦可讀取媒體上且用以控制用來製造熱塑性模製部件之生產線的電腦可讀取碼。電腦可讀取媒體為可儲存資料(該資料之後可由電腦系統加以讀取)的任何資料儲存裝置。電腦可讀取媒體的實例包括唯讀記憶體、隨機存取記憶體、CD-ROM、DVD、磁帶、光學資料儲存裝置、及載波。也可將電腦可讀取媒體散佈遍及耦接網路的電腦系統，使得電腦可讀取碼以散佈方式加以儲存及執行。
可分開地或以任何組合方式使用所述實施例的各種態樣、實施例、實施方式或特徵。前述說明為了解釋之目的而使用特定命名以提供對本發明的徹底理解。然而，對熟悉本技藝之人士顯然的是，實行本發明不需要特定細節。因此，提出前述對本發明之特定實施例的說明以供例示及說明之目的。它們非欲為窮舉性或將本發明限制於所揭示的確切形式。對熟悉本技藝之人士考慮上述教導而顯然的是，可能有許多修改及變化。
選定及描述實施例，以使最恰當地解釋本發明的原理及其實際應用，藉此使熟悉本技藝之其他人士能夠以各種適合所設想之特定用途的修改來最恰當地利用本發明及各種實施例。所欲的是，本發明的範圍由下列申請專利範圍及其等效物加以界定。
100、102．．．無線通訊胞元
104、112、116、202．．．行動通訊裝置
106、118、200．．．基地台
108、110、114、120．．．無線電信號
122．．．區域
204、208．．．使用者資料專用的部分
206、210．．．通訊鏈結之控制部分所使用的部分
300、310．．．多訊框
302、312．．．慢或快的關聯控制通道(SACCH/FACCH)叢訊訊框
304、314．．．流量通道(TCH)語音資料訊框
306、316．．．閒置訊框
308、408．．．非升高功率位準
400、410、420．．．訊框
402、412、422．．．時間槽
404、414、424．．．上鏈專用實體資料通道
406、416、426．．．上鏈專用實體控制通道
502、508．．．發送通訊叢訊
504．．．傳播延遲
506、512．．．接收通訊叢訊
510．．．時序提前
600、700．．．曲線圖
602．．．發送功率較高值
604．．．發送功率較低值
606．．．低品質值
608．．．高品質值
612．．．發送功率位準
614．．．品質度量
702．．．最大較高發送值
704．．．最小較高發送值
706．．．低電力儲存位準
708．．．高電力儲存位準
710．．．電力儲存度量
1000．．．處理方塊
1002．．．天線
1004．．．無線類比處理器
1006．．．無線數位處理器
1008．．．應用處理器
1010．．．記憶體
1012．．．電力儲存
800、900．．．代表性方法
本發明及其優點可藉由參照以上配合所附圖式採取的說明而最恰當地加以理解。
第1圖示出在二個重疊無線胞元中與基地台通訊的行動通訊裝置。
第2圖示出在無線裝置與基地台間通訊的二個類型的資訊。
第3A圖示出包括以相等功率位準發送之語音資料及控制資料的分時訊框結構。
第3B圖示出改變成以不同功率位準發送語音資料及控制資料之第3A圖的分時訊框結構。
第4A圖示出包括專用使用者資料及控制通道的寬頻分碼訊框結構。
第4B及4C圖示出改變成以不同功率位準發送該資料及控制通道之部分的第4A圖的寬頻分碼訊框結構。
第5圖示出基地台與行動通訊裝置間之通訊的傳播延遲及時序提前。
第6圖示出隨品質度量變化的發送功率位準。
第7圖示出隨電力儲存度量變化的最大發送功率位準。
第8圖示出用以改善通訊鏈結之強健性的代表性方法。
第9圖示出用以改善通訊鏈結之強健性的第二代表性方法。
第10圖示出一組代表性無線通訊裝置的處理方塊。

Claims (12)

  1. 一種用以改善行動通訊裝置與基地台間之無線通訊鏈結之強健性的方法，該方法包含：依據與該無線通訊鏈結關聯之品質度量值，調整該行動通訊裝置之發送功率位準；監測在該行動通訊裝置的該品質度量值；依據所監測之品質度量值，適應地設定在該無線通訊鏈結上自該行動通訊裝置傳輸至該基地台的上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準：如果所監測之品質度量值係在品質度量值之第一範圍內，設定該上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準至第一發送功率位準值，如果所監測之品質度量值係在品質度量值之第二範圍內，設定該上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準至第二發送功率位準值；其中，該第二發送功率位準值係大於該第一發送功率位準值，藉此改善該無線通訊鏈結之強健性；監測該行動通訊裝置的電力儲存度量值；及根據所監測之電力儲存度量值設定該第二發送功率位準值。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含：初始化該上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準至該第一發送功率位準值；及在該無線通訊鏈結已連接的同時，重複地監測該品質度量值及依據所監測之品質度量值適應地設定該上鏈通訊 信號之第一部分的發送功率位準，其中，該上鏈通訊信號之第一部分包括：由該基地台用來維持該基地台與該行動通訊裝置間之無線通訊鏈結之連接的控制信號。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該品質度量值為由該基地台所設定之功率控制位準值。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該品質度量值為由該基地台所設定之時序提前值。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該品質度量值為由該行動通訊裝置所測量之已接收下鏈傳輸品質度量值。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，進一步包含：依據所監測之品質度量值，適應地設定該上鏈通訊信號之第二部分的發送功率位準；其中，如果所監測之品質度量值係在品質度量值之該第一範圍中，該上鏈通訊信號之第二部分的發送功率位準設定至該第一發送功率位準值，且如果所監測之品質度量值係在品質度量值之該第二範圍中，該上鏈通訊信號之第二部分的發送功率位準設定至第三發送功率位準值；其中，該第三發送功率位準值係小於該第一發送功率位準值；初始化該上鏈通訊信號之第二部分的發送功率位準至該第一發送功率位準值；及重複地監測該品質度量值及依據所監測之品質度量值 適應地設定該上鏈通訊信號之第二部分的發送功率位準，其中，在該第一部分設定至該第二發送功率位準值且該第二部分設定至該第三發送功率位準值時的該上鏈通訊信號之第一及第二部分的總平均發送功率係不超過在該第一及第二部分設定至該第一發送功率位準值時的總平均發送功率。
  7. 一種行動通訊裝置，包含：處理器，其中，在該行動通訊裝置係與基地台經由無線通訊鏈結而無線通訊時，該無線通訊鏈結包含自該行動通訊裝置傳輸至該基地台的上鏈通訊信號，該處理器藉由下列調整該行動通訊裝置之發送功率位準：監測品質度量值；及依據所監測之品質度量值，適應地設定該上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準，其中，適應地設定該上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準包含：如果所監測之品質度量值係在品質度量值之第一範圍內，設定該上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準至第一發送功率位準值；如果所監測之品質度量值係在品質度量值之第二範圍內，設定該上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準至第二發送功率位準值，其中，該第二發送功率位準值係大於該第一發送功率位準值；及監測該行動通訊裝置的電力儲存度量值；及根據所監測之電力儲存度量值設定該第二發送功率位 準值。
  8. 如申請專利範圍第7項之行動通訊裝置，其中，該處理器藉由下列進一步調整該行動通訊裝置之發送功率位準：初始化該上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準至該第一發送功率位準值；及在該無線通訊鏈結已連接的同時，重複地監測該品質度量值及依據所監測之品質度量值適應地設定該上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準，其中，該上鏈通訊信號之第一部分包括：由該基地台用來維持該基地台與該行動通訊裝置間之無線通訊鏈結之連接的控制信號，其中，所監測之品質度量值為由該基地台所設定之功率控制位準值，或其中所監測之品質度量值為由該基地台所設定之時序提前值，或其中所監測之品質度量值為由該行動通訊裝置所測量之已接收下鏈傳輸品質度量值。
  9. 如申請專利範圍第8項之行動通訊裝置，其中，該處理器藉由下列進一步調整該行動通訊裝置之發送功率位準：依據所監測之品質度量值，適應地設定該上鏈通訊信號之第二部分的發送功率位準；其中，如果所監測之品質度量值係在品質度量值之該第一範圍中，該上鏈通訊信號之第二部分的發送功率位準設定至該第一發送功率位準值，且如果所監測之品質度量值係在品質度量值之該第二範 圍中，該上鏈通訊信號之第二部分的發送功率位準設定至第三發送功率位準值；其中，該第三發送功率位準值係小於該第一發送功率位準值；其中，該處理器藉由下列進一步調整該行動通訊裝置之發送功率位準：初始化該上鏈通訊信號之第二部分的發送功率位準至該第一發送功率位準值；及重複地監測該品質度量值及依據所監測之品質度量值適應地設定該上鏈通訊信號之第二部分的發送功率位準，其中，在該第一部分設定至該第二發送功率位準值且該第二部分設定至該第三發送功率位準值時的該上鏈通訊信號之第一及第二部分的總平均發送功率係不超過在該第一及第二部分設定至該第一發送功率位準值時的總平均發送功率。
  10. 一種電腦可讀取媒體，用以儲存由處理器所執行之電腦程式碼而改善行動通訊裝置與基地台間之無線通訊鏈結的強健性，該電腦可讀取媒體包含：電腦程式碼，用以監測在該行動通訊裝置的品質度量值；電腦程式碼，用以根據所監測之品質度量值，增加在該無線通訊鏈結上自該行動通訊裝置傳輸至該基地台的上鏈通訊信號之第一部分的發送功率位準，其中，該品質度量值間接測量在該基地台自該行動通訊裝置所接收之上鏈 通訊信號的信號品質，且該上鏈通訊信號之第一部分包括：由該基地台用來維持該基地台與該行動通訊裝置間之無線通訊鏈結之連接的控制信號，其中，該品質度量值為由該基地台所設定之功率控制位準值，或其中該品質度量值為由該基地台所設定之時序提前值，或其中該品質度量值為由該行動通訊裝置所測量之已接收下鏈傳輸品質度量值；及電腦程式碼，用以監測該行動通訊裝置的電力儲存度量值及根據所監測之電力儲存度量值調整該發送功率位準。
  11. 如申請專利範圍第10項之電腦可讀取媒體，進一步包含：電腦程式碼，用以根據所監測之品質度量值，減少在該無線通訊鏈結上自該行動通訊裝置傳輸至該基地台的上鏈通訊信號之第二部分的發送功率位準。
  12. 如申請專利範圍第11項之電腦可讀取媒體，其中，該上鏈通訊信號之第二部分之已減少的發送功率位準與該上鏈通訊信號之第一部分之已增加的發送功率位準相抵，使得該上鏈通訊信號之平均發送功率位準不變。
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