TWI454078B - 無線通訊系統、用於無線通訊系統之接收器及功率控制之方法 - Google Patents

無線通訊系統、用於無線通訊系統之接收器及功率控制之方法 Download PDF

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Description

無線通訊系統、用於無線通訊系統之接收器及功率控制之方法
本發明是有關於無線通訊系統中之功率控制技術。
第1圖是指示一3GPP寬頻分碼多重接取(WCDMA)接收器之主要功能元件的一示意方塊圖。參考數字2代表一天線，該天線接收一無線傳輸，且將它以類比的形式提供給RF及IF級4。一接收器前端6包括類比至數位轉換之功能，且提供數位樣本給一信號檢測資料區塊8。該信號檢測資料區塊8可以以多種方式被實施，且負責將已接收編碼的信號樣本解拌碼及解展頻。在一SIR估計資料區塊9中，該已接收信號之信號與干擾加雜訊之比或信號對擾動比(SIR)可以自該信號檢測資料區塊8之輸出來量測。對於每一時槽，一資料區塊被接收，其包含在一專用實體通道(3GPP WCDMA中之DPCH)上被多工化的多個傳輸通道(TrCH)。如第1圖中所顯示，在信號檢測及通道解碼之後，已解碼資料位元被提供給一循環冗餘校驗(CRC)資料區塊12。該CRC校驗指示該資料區塊是否已經被正確地解碼。
對於干擾受限的無線系統，諸如基於CDMA技術的那些系統，鏈路自適應是由一發射功率控制(TPC)機制來執行，其保證充足但不過量的功率被發射以實現一適當的已接收信號品質。在一3GPP WCDMA系統中，該功率控制機制包含兩部分：(1)一所謂的“外環”演算法14，其為了滿足由一網路設定的一區塊錯誤率(BLER)，設定且調整一目標 信號與干擾加雜訊之功率比(SIR)；及(2)一所謂的“內環”演算法16，其提供快速回授給發射器，以便該發射器能夠調整它的已發射信號功率，使得該接收器SIR目標被滿足。該內環發射功率控制16是典型地基於一目標SIR(SIR target)與自該已接收信號所估計的一SIR(SIR est )之間的比較。該外環機制14根據收到的區塊錯誤資訊來增加或減小該SIR目標，該區塊錯誤資訊是典型地由該CRC校驗12之通過/未通過，來導出。如果一資料區塊正確地被接收(CRC通過)，則該SIR目標被減小；如果一資料區塊錯誤地被接收(CRC未通過)，則該SIR目標被增加。在一典型的實施中，緊接一已正確解碼資料區塊之後，該SIR目標被減小的數量等於某一步階大小(以dB為單位)乘以該目標區塊錯誤率，且緊接一已錯誤解碼資料區塊之後，該SIR目標被增加的數量等於該步階大小乘以1減去該目標區塊錯誤率。例如，對於一個10% BLER目標及一個1dB步階大小，緊接一好的資料區塊之後，該SIR目標將被減小1*0.1=0.1dB，及緊接一不好的資料區塊之後，被增加1*(1-0.1)=0.9dB。這具有如下作用：對於典型的BLER目標，與不好的資料區塊提高該目標相比，更多的好的資料區塊被需要減低該目標相同的數量。在正常情況下，在一短的週期中，該內環功率控制能夠調整所發射功率來滿足新的目標(在WCDMA中，該功率可以被改變1dB每時槽)。該“正常實例”在第2圖中被說明，第2圖是該SIR量測(----)及SIR目標(-)對時間的一圖形，其中，時間可以以傳輸時間間隔(TTIs)數、時槽數、無線電訊框數或其他單 位來量測。然而，在某些條件下，諸如當該發射器已經達到它的最小所允許發射功率時，可能發生這種情況：在該接收器所估計的實際SIR不能減小到如該目標SIR一樣低。在那種情況下，該BLER將低於該目標率(它可以甚至為0)是可能的，所以該SIR目標將繼續被減小，即使該實際SIR不可能追蹤它，如第3圖中所說明。如果條件接著變化，例如藉由該接收器移動更遠離該發射器，則非常低的SIR目標將導致該內環功率控制極遽地降低該發射功率，可能導致該接收器失去與該發射器的同步(“不同步(out-of-sync)”)，結果該呼叫可能被終端。
本發明之一目的是排除或至少減輕以上所討論的缺點。
根據本發明之一層面，提供有一種在一無線通訊系統中之功率控制的方法，其中，經由一無線傳輸通道，資料區塊自一發射器被發射到一接收器，該方法包含以下步驟：比較一目標信號品質值與一已接收信號品質值，且提供該比較步驟的結果給該發射器以根據該比較步驟來調整發射功率，其中，該目標信號品質值是藉由下面的步驟，來設定：決定一初始目標值；決定已接收資料區塊是否已經被成功地解碼；識別該等已接收資料區塊為通過或未通過資料區塊；當通過資料區塊被接收時，比較該目標信號品質值與該已接收信號品質值，且只有該目標值大於該小於一邊限的已接收信號品質值時，減小該目標值。
本發明之另一層面提供一種用於一無線通訊系統的一接收器，該接收器包含：用以檢測經由一無線傳輸通道自一發射器被發射到該接收器的資料區塊，及檢測資料區塊為通過或未通過之裝置；用以比較該目標信號品質值與一已接收信號品質值之裝置，當只有該目標值大於該已接收信號品質值減去一邊限，通過資料區塊被接收時，該裝置可操作以減小該目標值。
本發明還提供具有一發射器及一接收器的一通訊系統，其中，該發射器可操作以根據比較該目標信號品質值與該已接收信號品質值之結果，調整發射功率。
對於每一傳輸通道，估計該已接收信號品質值之步驟可以發生。在WCDMA中，不同的DCH傳輸通道可以被發射在相同的實體通道(DPCH)上，且在此情況下，根據該實體通道，可以只估計一單一的SIR。該信號對擾動比估計可以在可以為一個時槽的一觀察間隔上被計算，且接著可能被過濾。該WCDMA外環功率控制演算法工作在一時槽的基礎上，所以在特定的實施例中，每個時槽都使用一新的SIR估計值。對於該通道，該目標信號品質值可以是一信號對擾動比。在此脈絡中，擾動可以是干擾、雜訊、或干擾加雜訊。
圖式簡單說明
為了更好地理解本發明，及顯示本發明如何被實施，現在將藉由舉例的方式參考附圖，其中：第1圖是一接收器的一示意方塊圖； 第2圖是說明在一正常情況下SIR量測及SIR目標隨時間的變化之一圖形。
第3圖是顯示在一有問題的情況下SIR目標及SIR量測隨時間的變化之一圖形。
第4圖是根據本發明之一實施例的一抗漸減機制的一示意方塊圖。
第5圖是顯示當該抗漸減機制被有效地使用時SIR目標及SIR量測隨時間的變化之一圖形。
第6圖是一流程圖。
第4圖是根據本發明之一實施例說明一抗漸減機制的一示意方塊圖。將容易被理解的是，實際上，第4圖中所顯示的該等功能資料區塊可以在一適當可規劃的處理器中是由軟體或韌體來實施。
第4圖顯示CRC校驗資料區塊12、外環功率控制資料區塊14及內環功率控制資料區塊16，如第1圖中所已經討論。本發明之所描述實施例提供一抗漸減機制，其防止該外環SIR目標過度地下降到該接收器處之實際已量測SIR以下。
對於在一專用實體通道(DPCH)上被多工化的每一傳輸通道(TrCH)，該外環功率控制資料區塊14保持且使用獨立的SIR目標。此等目標被保持在第4圖之記憶體資料區塊18中。在呼叫建立時，一組傳輸通道SIR目標被初始化成某一組典型值SIR init ，其中，用於一特定傳輸通道的SIR init 之值可以視與例如該DPCH的特性(例如擴展因數)或該傳輸通 道的特性(例如BLER目標)有關的多個因數而定。該內環功率控制16所使用的該SIR目標SIR t arg et 是從目前組的成分目標來計算(例如藉由採取瞬時最大目標)。
根據該已知的功率控制機制，該外環功率控制資料區塊14根據自該CRC資料區塊12接收的區塊錯誤資訊，增加或減小每一傳輸通道的該SIR目標。如果一資料區塊正確地被接收(CRC通過)，則該SIR目標被減小；如果一資料區塊錯誤地被接收(CRC未通過)，則該SIR目標被增加，如以上參考第1圖所描述。
根據本發明之所描述實施例，及為了避免具有以上所討論的此方法之問題及如第3圖中所說明，其中，一傳輸通道的SIR目標緊接具有一好的資料區塊(CRC通過)的一傳輸時間間隔(TTI)之後被減小，則用於該傳輸通道的該SIR目標被防止再一次被減小，直到當該SIR目標變得大於該已接收SIR的某一量測(SIR meas )減去某一邊限△時之時間。該邊限可以是線性進位中的一相乘性因數或等價地以dB為單位的一相加項。為了實現這，該抗漸減機制每TTI將每一傳輸通道之該SIR目標與該已接收SIR量測(SIR meas )比較至少一次，為了啟動該抗漸減機制或允許該發射功率控制演算法在抗漸減無效時不受阻礙地進行。
該抗漸減邊限△的示範值如下。對於一WCDMA DPCH通道，該邊限的一典型值是3dB-那就是，該目標不能變得小於該實際已量測SIR值的一半。對於一3GPP釋放-6分數DPCH(F-DPCH)通道，該抗漸減邊限的一典型值是6dB-那 就是，該目標不能變得小於該實際已量測SIR值的四分之一。一更大的值被選擇用於該F-DPCH，因為該F-DPCH通道之SIR估計由於缺少專用的導引位元而較不可靠，藉此該已量測SIR之值有可能遭受更大的波動。如果所選擇的邊限太小，則抗漸減可能過早地或可能甚至在不適合這樣做的情況下被觸發。
在較佳實施中，每次一傳輸通道的SIR目標被降低時，該抗漸減機制被啟動。已接收SIR的量測是例如藉由個別地過濾瞬時(例如每時槽)信號功率PS及瞬時干擾加雜訊功率PI，且計算該兩個PS/PI之比，來產生。以dB為單位的PS/PI之值減去以dB為單位的該邊限△在每個時槽被與每一傳輸通道的SIR目標比較，且如果以dB為單位的PS/PI減去以dB為單位的該邊限△總是下降至該目標以下(藉此該目標在該已量測SIR之△dB之內)，則該抗漸減被撤銷。
該抗漸減機制的作用被顯示在第5圖中，其中，△表示以dB為單位的邊限。
該較佳實施之操作被總結在第6圖的該流程圖中。在步驟S1，判定該抗漸減特徵是否打開。這是用以允許該特徵在一每傳輸通道的基礎上被啟動。假設打開，則在步驟S2，該已接收SIR之量測(SIR meas )減去該邊限△被與該目標值(SIR t arg et )比較。如果它小於該目標值，則在步驟S3，該抗漸減被關閉。如果不小於，則該流程繼續至步驟S4。步驟S4校驗已接收資料區塊的數目以判定它是否在一傳輸時間間隔的末尾。如果否，則該流程返回到步驟S1。如果它在一 傳輸時間間隔的末尾，則在步驟S5，校驗該資料區塊是否已經被成功地解碼，即已經通過該CRC校驗。如果還沒有，則在步驟S6，該目標被增加。如果該資料區塊已經通過該CRC校驗，則在步驟S7，評估該抗漸減特徵是否打開。如果該抗漸減特徵打開，則該流程返回到步驟S1以將該已接收SIR值減去該邊限△與該目標比較。如果抗漸減沒打開，則在步驟S8，該目標被減小，且在步驟S9，該流程接著繼續進行以打開該抗漸減。
本發明之所描述實施例具有如下優勢：它防止SIR目標人為地下降到遠在目前已量測SIR以下。當考慮到一用戶設備(其開始幾乎接近於一基地台(節點B)且然後離開)的情況時，這一點的重要性可以被看出。當接近該基地台時，發射到該用戶設備的功率可以非常高，甚至當該基地台正在它的最小功率位準處發射時。因此，在沒有該所提出的機制的情況下，該用戶設備的SIR目標被驅動在該實際已量測SIR以下。隨著該用戶設備遠離該基地台，該內環功率控制將變得能夠將該實際SIR減小到該SIR目標以下，可能減小它如此低如此迅速，以致該用戶設備變得與該基地台不同步，且該呼叫被中斷。藉由使用以上所討論的該抗漸減機制，該用戶設備的SIR目標當接近該基地台時將被阻止下降得太低，及因此當該用戶設備遠離時，不同步的問題將不會發生。
雖然該抗漸減機制已經鑑於多個傳輸通道被描述，但將容易被理解的是，在只用一個傳輸通道的情況下，它也 是可實施的。在多傳輸通道的情況下，它可能包括該接收器在一每傳輸通道的基礎上判斷抗漸減是否應該有效的一精進改良，那就是，某些傳輸通道可以處於抗漸減中，而其他沒有。
9‧‧‧SIR估計資料區塊
12‧‧‧CRC校驗資料區塊/CRC資料區塊
14‧‧‧外環功率控制資料區塊/外環演算法/外環機制
16‧‧‧內環功率控制資料區塊/內環演算法/內環發射功率控制
18‧‧‧記憶體資料區塊
S1-S9‧‧‧步驟
第1圖是一接收器的一示意方塊圖；第2圖是說明在一正常情況下SIR量測及SIR目標隨時間的變化之一圖形。
第3圖是顯示在一有問題的情況下SIR目標及SIR量測隨時間的變化之一圖形。
第4圖是根據本發明之一實施例的一抗漸減機制的一示意方塊圖。
第5圖是顯示當該抗漸減機制被有效地使用時SIR目標及SIR量測隨時間的變化之一圖形。
第6圖是一流程圖。
S1-S9‧‧‧步驟

Claims (15)

  1. 一種於一無線通訊系統中之功率控制的方法，其中，經由一無線傳輸通道，資料區塊自一發射器被發射到一接收器，該方法包含以下步驟：比較一目標信號品質值與一已接收信號品質值，且提供該比較步驟的結果給該發射器以根據該比較步驟來調整發射功率，其中，該目標信號品質值是藉由下面的步驟來設定：決定一初始目標值；決定已接收資料區塊是否已經被成功地解碼；識別該等已接收資料區塊為通過或未通過資料區塊；以及當通過資料區塊被接收時，比較該目標信號品質值與該已接收信號品質值，且只有在該目標信號品質值比該已接收信號品質值減去一邊限為大時，減小該目標信號品質值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，資料區塊經由多個傳輸通道被發射，且其中，對於每一傳輸通道，一初始目標值被設定，且對於每一傳輸通道，一信號品質目標被保持，在該比較步驟中所使用的該目標信號品質值是自該等多個信號品質目標值導出。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，對於該通道，該目標信號品質值是一信號對擾動比。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其包含估計用於每一傳輸通道或共同用於多個傳輸通道的該已接收信號 品質值之步驟。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中，對於該等資料區塊之傳輸的每一時槽，估計該已接收信號品質值之步驟被決定。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該邊限是線性的。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該邊限是相乘性的，那就是當以對數進位被表示(例如以dB為單位)時為相加性的。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，當未通過資料區塊被接收時，該目標信號品質值被增加。
  9. 一種用於一無線通訊系統之接收器，該接收器包含：用以檢測經由一無線傳輸通道自一發射器發射到該接收器的資料區塊的裝置，決定資料區塊是否已經被成功地解碼的裝置，及識別資料區塊為通過或未通過的裝置；用以比較該目標信號品質值與一已接收信號品質值以及只有當該目標信號品質值比該已接收信號品質值減去一邊限為大的情況下，於通過資料區塊被接收時減小該目標信號品質值的裝置。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之接收器，其中，當未通過資料區塊被接收時，該目標信號品質值被增加。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之接收器，其中，對於每一時槽，該比較裝置可操作以執行它的比較功能至少一 次。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之接收器，其包含用以儲存用於多個傳輸通道之初始目標值及保持多用於個傳輸通道之各別的目標信號品質值之裝置，其中，與該已接收信號品質值比較的該目標信號品質值是自該等多個目標導出。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之接收器，其包含用以估計該已接收信號品質值之裝置。
  14. 一種包含如申請專利範圍第9項所述之一接收器及一發射器之無線通訊系統，其中，該發射器可操作以根據比較該目標信號品質值與該已接收信號品質值之結果，調整發射功率。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之無線通訊系統，其中，比較該目標信號品質值與該已接收信號品質值之結果經由該無線傳輸通道被提供給該發射器。
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