СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ РЕАЛИЗАЦИИ ВНЕШНЕГО КОНТУРА УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ В БЕСПРОВОДНОЙ КОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ Российский патент 2009 года по МПК H04W48/00 H04B7/26 

Притязание на приоритет по 35 U.S.C. §119.

Настоящая заявка является не предварительной заявкой, притязающей на приоритет предварительной заявки на патент № 60/448,269, озаглавленной "Reverse Link Data Communication", поданной 18 февраля 2003 г. и предварительной заявки на патент № 60/452,790, озаглавленной "Method and Apparatus for Reverse Link Communication in a Communication System", поданной 6 марта 2003 г., и предварительной заявки на патент № 60/470,770, озаглавленной "Outer-loop Power Control for Rel. D.", поданной 14 мая 2003 г.

Настоящее изобретение в общем случае относится к области телекоммуникаций, а более конкретно к механизмам, обеспечивающим внешний контур управления мощностью в канале беспроводной связи, при периодической передаче данных по каналу.

Уровень техники

Беспроводные коммуникационные технологии развиваются быстрыми темпами, и беспроводные коммуникационные системы используются для обеспечения все большей и большей части коммуникационных возможностей, которые в настоящее время доступны пользователям. Это происходит, несмотря на дополнительные технологические трудности, с которыми сталкиваются при реализации беспроводной коммуникационной системы по сравнению с проводной системой. Например, беспроводные коммуникационные системы должны заниматься вопросами, относящимися к управлению мощностью между базовой станцией и ее мобильными станциями для того, чтобы максимизировать производительность системы, тогда как проводные системы этого не делают.

Один тип беспроводной коммуникационной системы содержит сотовую систему CDMA (множественный доступ с кодовым разделением каналов), которая выполнена с возможностью поддержки передачи голоса и данных. Такая система может иметь множество базовых станций, которые обмениваются данными через беспроводные каналы с множеством мобильных станций. (Базовые станции также обычно соединены беспроводной сетью с различными другими системами, такими как телефонная сеть общего пользования.) Каждая базовая станция выполняет обмен данными с набором мобильных станций, которые расположены внутри сектора, соответствующего этой базовой станции. Такая базовая станция ответственна за управление мощностью при обмене данными между базовой станцией и мобильными станциями с тем, чтобы минимизировать помехи и максимизировать пропускную способность, а также предоставление возможности мобильным станциям экономии энергии и увеличения, таким образом, времени, в течение которого они могут быть использованы.

Управление мощностью между базовой станцией и мобильной станцией в системах такого типа обычно основано на количестве ошибок, связанных с обменом данными между базовой станцией и мобильной станцией. Целью управления мощностью является управление мощностью передачи таким образом, чтобы переданные данные декодировались с постоянным уровнем качества. Одной из мер качества является частота ошибочных кадров, которая представляет собой долю переданных кадров данных, принятых с ошибкой. В идеале, мощность передачи мобильной станции регулируется до уровня, который дает в результате требуемую частоту ошибочных кадров. Обычно для осуществления этого управление мощностью имеет два контура: внутренний контур и внешний контур. В базовой станции внутренний контур постоянно производит измерения отношения сигнал-к-шуму (SNR) и сравнивает его с целевым SNR. Такое измерение может выполняться в любом канале или комбинации каналов, что может быть использовано в качестве опорного уровня мощности. Например, в cdma2000 такое измерение обычно производится в канале пилот-сигнала обратной линии (R-PICH). Результат сравнения используется для генерации команды управления мощностью, которая передается мобильной станции. Например, если SNR, измеренное в базовой станции, ниже целевого SNR, внутренний контур принимает решение о выдаче команды, давая инструкцию мобильной станции увеличить свою мощность передачи, и если SNR, измеренное в базовой станции, выше целевого SNR, внутренний контур принимает решение о выдаче команды, давая инструкцию мобильной станции снизить свою мощность передачи. Внешний контур регулярно обновляет целевое SNR на основе оценки текущего качества декодирования. Например, внешний контур может увеличивать целевое SNR на 1 дБ каждый раз, когда кадр декодирован неверно, и снижать целевое SNR на 0,01 дБ каждый раз, если кадр декодирован верно. Таким образом, целевое SNR для внутреннего контура регулируется до уровня, при котором поддерживается приемлемая частота ошибок.

Хотя такой тип алгоритма управления мощностью является подходящим для каналов, по которым постоянно передаются данные, он в меньшей степени подходит для каналов, которые используются периодически. В такой ситуации проблемой является то, что, попросту говоря, существуют периоды, в течение которых отсутствуют кадры данных, которые могут служить в качестве основы для регулировки целевого SNR. Хотя внутренний контур может работать с сигналом, который передается постоянно, например R-PICH, внешний контур не имеет какого-либо сигнала для обновления целевого SNR. Другими словами, если кадры передаются, ошибки в кадрах могут быть идентифицированы, и целевое SNR может быть отрегулировано для достижения требуемой частоты ошибок, но если кадры не передаются, отсутствует способ определения, следует ли отрегулировать целевое SNR в сторону повышения или в сторону понижения. Следовательно, после периода, в течение которого кадры данных не передавались, целевое SNR не может быть установлено на оптимальный уровень, и, следовательно, внутренний контур не может выдать инструкцию мобильной станции о передаче на оптимальном уровне мощности. Если уровень установлен слишком низко, кадры, которые передаются вначале, всегда гарантированно имеют ошибки. С другой стороны, если уровень мощности является слишком высоким, мощность тратится нецелесообразно, и генерируются излишние взаимные помехи, потенциально вызывающие ошибки в передачах других мобильных станций. Следовательно, существует необходимость в предоставлении механизма, благодаря которому может быть достигнут предпочтительный уровень SNR в отсутствии передачи данных.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одна или несколько задач, кратко описанных выше, могут быть решены при помощи различных вариантов настоящего изобретения. В общих чертах, настоящее изобретение содержит системы и способы для управления уровнем мощности мобильной станции в периоды, когда мобильной станцией не передаются данные.

В одном из вариантов осуществления беспроводная коммуникационная система включает в себя базовую станцию и одну или несколько мобильных станций, которые обмениваются данными через соответствующие беспроводные коммуникационные линии. Каждая линия имеет множество каналов, включая как каналы прямой линии для передачи данных от базовой станции в мобильную станцию, так и каналы обратной линии для передачи данных из мобильной станции в базовую станцию. Один из каналов трафика обратной линии используется только периодически (т.е. в течение некоторых периодов данные передаются по каналу, а в течение других периодов данные не передаются). Если данные передаются по каналу трафика, переданные данные используются базовой станцией для осуществления операций управления мощностью (например, увеличения или уменьшения уровня целевого SNR базовой станции, исходя из ошибок в переданных данных). Если данные не передаются по каналу трафика, по каналу индикатора скорости передается "индикатор нулевой скорости". В этом случае, индикатор нулевой скорости используется базовой станцией для реализации управления мощностью по внешнему контуру и обновления целевого SNR. Следует отметить, что если по каналу трафика передаются данные, по каналу индикатора скорости передаются соответствующие индикаторы скорости, но эти индикаторы скорости не используются для управления мощностью.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение содержит способ обеспечения управления мощностью в беспроводной коммуникационной системе, имеющей базовую станцию и мобильную станцию, связанные каналом трафика обратной линии в канале индикатора скорости обратной линии. Способ данного варианта осуществления содержит этапы, на которых: если трафик передается по каналу трафика обратной линии, то по каналу индикатора скорости обратной линии передают сигнал индикатора скорости, соответствующего скорости передаваемого трафика по каналу трафика обратной линии, и управляют целевым SNR внешнего контура данной мобильной станции на основании передаваемого трафика по каналу трафика обратной линии; и если трафик не передается по каналу трафика обратной линии, по каналу индикатора скорости обратной линии периодически передают индикатор нулевой скорости и управляют целевым SNR на основании индикатора нулевой скорости.

Также возможны многочисленные дополнительные варианты осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Различные аспекты и отличительные особенности настоящего изобретения раскрыты в нижеследующем подробном описании со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 представляет собой блок-схему, показывающую структуру иллюстративной беспроводной коммуникационной системы согласно одному из вариантов осуществления;

Фиг.2 представляет собой функциональную блок-схему, показывающую основные структурные компоненты беспроводной системы передатчика согласно одному из вариантов осуществления;

Фиг.3 представляет собой блок-схему, показывающую множество каналов между мобильной станцией и базовой станцией согласно одному из вариантов осуществления;

Фиг.4 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую структуру дополнительного расширенного канала обратной линии (R-ESCH) для размера кодированного пакета 768 или 1536 бит согласно одному из вариантов осуществления;

Фиг.5 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую общий вид структуры канала индикатора скорости обратной линии (R-RICH) согласно одному из вариантов осуществления;

Фиг.6 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую работу мобильной станции согласно одному из вариантов осуществления; и

Фиг.7 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую работу базовой станции согласно одному из вариантов осуществления.

Хотя настоящее изобретение может подвергаться различным модификациям и изменениям, его определенные варианты осуществления показаны в виде примеров на чертежах и сопровождаются подробным описанием. Однако следует принять во внимание, что эти чертежи и подробное описание не предназначены для ограничения настоящего изобретения конкретными описанными вариантами осуществления.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже описан один или несколько вариантов осуществления. Следует отметить, что эти и любые другие варианты осуществления, описанные ниже, являются иллюстративными и предназначены для иллюстрации настоящего изобретения, а не для ограничения.

Как изложено в настоящем описании, различные варианты осуществления настоящего изобретения содержат системы и способы управления уровнем мощности мобильной станции в периоды отсутствия передачи данных мобильной станцией. Как указано выше, управление мощностью в беспроводных коммуникационных системах обычно основано на отношении сигнал-к-шуму (SNR) и частоте ошибок, связанных с переданными кадрами. Часто уровень мощности мобильной станции управляется непосредственно мобильной станцией для увеличения ее уровня мощности, если принятое SNR падает ниже целевого SNR, и для уменьшения ее уровня мощности, если принятое SNR выше целевого SNR. Аналогично целевое SNR увеличивается, если кадр, принятый базовой станцией из мобильной станции, содержит ошибки, и уменьшается, если кадр принят из мобильной станции без ошибок.

В одном из вариантов осуществления беспроводной коммуникационной системы обмен данными осуществляется между базовой станцией и мобильной станцией через множество беспроводных коммуникационных каналов. Некоторые из этих каналов несут непрерывный трафик (например, кадры данных), в то время как другие используются только периодически. Один из периодически используемых каналов содержит дополнительный расширенный канал обратной линии (R-ESCH). R-ESCH используется вместе с каналом индикатора скорости обратной линии (R-RICH). При передаче кадров данных по R-ESCH соответствующий индикатор скорости, по которому передаются данные в R-ESCH, передается по R-RICH. Обычно если по R-ESCH данные не передаются, информация индикатора скорости также не передается по R-RICH. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, если данные не передаются по R-ESCH, то по R-ESCH передается индикатор "нулевой скорости" в течение некоторого периода, в течение которого обычно передается информация индикатора скорости. Например, индикатор "нулевой скорости" может передаваться в течение первых пяти миллисекунд 20 миллисекундного периода кадра. Индикатор "нулевой скорости" используется базовой станцией для определения уровня мощности, которую следует использовать мобильной станции. Таким образом, поскольку фединг характеризует изменения в мобильной станции, базовая станция поддерживает информированность характеристик фединга через индикатор "нулевой скорости" и, следовательно, имеет возможность определить неподходящий уровень мощности для мобильной станции несмотря на то, что данные не передаются мобильной станцией.

В одном варианте осуществления, R-ESCH может использоваться для передачи данных из мобильной станции в базовую станцию либо в запланированном режиме, либо в автономном режиме. В таком варианте осуществления передачи, которые выполняются в любом режиме, используют алгоритм управления мощностью, описанный ниже. Другими словами, в отсутствие передачи данных индикатор "нулевой скорости" периодически передается в базовую станцию с тем, чтобы базовая станция имела возможность определить качество декодирования переданного сигнала и обновить текущее подходящее целевое SNR для внешнего контура управления мощностью. Затем, когда начинается передача данных, целевое SNR внешнего контура устанавливается соответствующим образом. В любом режиме после начала передачи данных управление уровнем целевого SNR управления мощности может управляться обычным образом (т.е. путем увеличения или уменьшения целевого SNR в зависимости от того, имеют или нет ошибки принятые кадры).

В альтернативном варианте осуществления способ управления мощностью, описанный выше, может использоваться в автономном режиме, хотя передачи, которые происходят в запланированном режиме, используют другой способ. Например, в запланированном режиме передача данных может осуществляться с заданным целевым SNR, которое гарантированно является достаточно высоким для обеспечения разумной уверенности, что кадры в начале передачи будут приняты без ошибок. В таком варианте осуществления управление уровнем целевого SNR управления мощностью обычно может управляться путем увеличения или уменьшения данного уровня, основываясь на ошибках кадров после того, как передача данных началась.

Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения реализован в беспроводной коммуникационной системе, которая обычно соответствует одной из версий спецификации cdma2000. Cdma2000 представляет собой 3^rd Generation (3G) беспроводной коммуникационный стандарт, который основан на стандарте IS-95. Стандарт cdma2000 разработан и продолжает развиваться для непрерывной поддержки новых услуг. Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения предназначен для работы в системах с использованием версии D стандарта cdma2000, но другие варианты осуществления могут быть реализованы для других версий cdma2000 или системах, которые соответствуют другим стандартам (например, W-CDMA). Таким образом, варианты осуществления, изложенные в настоящем описании, рассматриваются скорее как иллюстративные, а не ограничивающие.

На Фиг.1 представлена блок-схема, показывающая структуру иллюстративной беспроводной коммуникационной системы. Как показано на Фиг.1, система 100 содержит базовую станцию 110, которая выполнена с возможностью обмена данными с множеством мобильных станций 20. Мобильные станции 120 могут, например, представлять собой сотовые телефоны, персональные информационные помощники (PIM или PDA) и т.п., которые выполнены с возможностью беспроводной связи. Следует отметить, что такие устройства не должны быть действительно "мобильными", но могут просто иметь возможность обмена данными с базовой станцией 110 по беспроводной линии. Базовая станция 110 передает данные в мобильную станцию 120 через соответствующие каналы прямой линии (ПЛ), в то время как мобильные станции 120 передают данные в базовую станцию 110 через соответствующие каналы обратной линии (ОЛ).

Следует отметить, что в данном описании идентичные объекты на чертежах могут быть указаны одинаковыми ссылочными позициями со следующими за ними буквами нижнего регистра, например 120а, 120b и т.д. В настоящем описании объекты могут быть коллективно указаны одной ссылочной позицией.

Базовая станция 110 также соединена с коммутирующей станцией 130 через беспроводную линию. Линия к коммутирующей станции 130 позволяет базовой станции 110 связываться с различными другими компонентами системы, например, сервером 140 данных, телефонной сетью 150 общего пользования или Интернетом 160. Следует отметить, что мобильные станции и компоненты системы на этом чертеже являются иллюстративными, и другие системы могут содержать другие типы и другие сочетания устройств.

Хотя, на практике, определенные варианты исполнения базовой станции 110 и мобильных станций 120 могут существенно изменяться, каждая служит в качестве беспроводного приемопередатчика для обмена данными по прямым и обратным линиям. Таким образом, базовая станция 110 и мобильные станции 120 имеют одинаковую общую структуру. Такая структура показана на Фиг.2.

На Фиг.2 показана функциональная блок-схема, иллюстрирующая основные структурные компоненты беспроводной системы приемопередатчика согласно одному из вариантов осуществления. Как изображено на этой Фиг.2, система содержит передающую подсистему 222 и приемную подсистему 224, каждая из которых соединена с антенной 226. Передающая подсистема 222 и приемная подсистема 224 вместе могут быть названы подсистемой приемопередатчика. Передающая подсистема 222 и приемная подсистема 224 осуществляют доступ к прямой и обратной линиям через антенну 226. Передающая подсистема 222 и приемная подсистема 224 также соединены с процессором 228, который выполнен с возможностью управления передающей и приемной подсистемами 222 и 224. Память 230 соединена с процессором 228 для предоставления рабочего пространства и локального хранения для процессора. Источник 232 данных соединен с процессором 228 для предоставления данных для передачи данных системой. Источник 232 данных может, например, содержать микрофон или вход из сетевого устройства. Данные обрабатываются процессором 228 и затем направляются в передающую подсистему 222, которая передает данные через антенну 226. Данные, принятые приемной подсистемой 224 через антенну 226, направляются в процессор 228 для обработки и затем в вывод 234 данных для предоставления их пользователю. Вывод 234 данных может содержать такие устройства, как спикер, визуальный дисплей или вывод в сетевое устройство.

Специалистам в области настоящего изобретения следует принять во внимание, что структура, изображенная на Фиг.2, является иллюстративной и что другие варианты осуществления могут использовать другие конфигурации. Например, процессор 350, который может представлять собой микропроцессор общего назначения, цифровой процессор сигналов (DSP) или процессор специального назначения, может выполнять некоторые или все функции других компонентов приемопередатчика, или любую другую обработку, необходимую для приемопередатчика. Таким образом, объем и прилагаемая формула изобретения не ограничены конкретными конфигурациями, изложенными в настоящем описании.

При реализации структуры по Фиг.2 в мобильной станции, компоненты системы могут рассматриваться в качестве подсистемы приемопередатчика, соединенной с подсистемой обработки, где подсистема приемопередатчика ответственна за прием и передачу данных по беспроводному каналу, а подсистема обработки ответственна за подготовку и предоставление данных подсистеме приемопередатчика для передачи и приема и обработки данных, которые она получает из подсистемы приемопередатчика. Можно считать, что подсистема приемопередатчика включает в себя передающую подсистему 222, приемную подсистему 224 и антенну 226. Можно считать, что подсистема обработки включает в себя процессор 228, память 230, источник 232 данных и вывод 234 данных.

Как указано выше, коммуникационная линия между базовой станцией и мобильной станцией в действительности содержит различные каналы. На Фиг.3 показана блок-схема, иллюстрирующая множество каналов между мобильной станцией и базовой станцией. Как изображено на Фиг.3, базовая станция 110 передает данные в мобильную станцию 120 через набор каналов 310 прямой линии. Эти каналы обычно включают в себя как канал трафика, по которым передаются данные, так и каналы управления, по которым передаются сигналы управления. Каждый из каналов трафика обычно имеет один или несколько каналов управления, связанных с ним. Каналы 310 прямой линии могут включать в себя, например, основной прямой канал (F-FCH), который может быть использован для передачи данных с низкой скоростью, дополнительный прямой канал (F-SCH), который может быть использован для высокоскоростного, двухточечного обмена данными, или прямой высокоскоростной широковещательный канал (F-HSBCH), который может быть использован для широковещательных сообщений для множества получателей. Каналы также могут включать в себя прямой выделенный канал управления (F-DCCH), прямой широковещательный канал управления (F-BCCH) или прямой пейджинговый канал (F-PCH), который может быть использован для передачи информации управления, относящейся к каналам трафика или другим аспектам работы системы.

Мобильная станция 120 передает данные в базовую станцию 110 через набор каналов 320 обратной линии. Кроме того, эти каналы обычно включают в себя оба канала трафика и каналы управления. Мобильная станция 120 может передавать данные в базовую станцию по таким каналам, как обратный канал доступа (R-ACH), расширенный обратный канал доступа (R-EACH), обратный канал запроса (R-REQCH), обратный расширенный дополнительный канал (R-ESCH), обратный выделенный канал управления (R-DCCH), обратный общий канал управления (R-CCCH) или обратный канал индикатора скорости (R-RICH). Практически только два из этих каналов, R-ESCH и R-RICH (показанные на Фиг.3 ссылочными позициями 321 и 322), являются заслуживающими внимания, поскольку они являются каналами, в которых в одном из вариантов осуществления реализован механизм управления мощностью настоящего изобретения.

В одном из вариантов осуществления R-ESCH используется для передачи высокоскоростных данных из мобильной станции в базовую станцию. Данные могут быть переданы по R-ESCH со скоростью, находящейся в диапазоне от 9,6 кбит/с до 1228,8 кбит/с. Данные передаются в 5 мс подкадрах. Общая структура R-ESCH показана на Фиг.4.

На Фиг.4 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая структуру R-ESCH для размера кодированного пакета 768 или 1536 бит. Следует отметить, что в этом варианте осуществления такая структура может несколько изменяться при использовании вместе с пакетами других размеров (192, 384, 2304, 3072, 4608 или 644 бит). В других вариантах осуществления также может изменяться реализация структуры. На Фиг.4 представлена иллюстрация возможных структур.

Как изображено на Фиг.4, сначала, на этапе 410, к предназначенным для передачи информационным битам добавляется 16-битный пакет CRC. На этапе 420 добавляется 6-битный концевой фрагмент турбокодера, при этом пакет приобретает размер 768 или 1536 бит (что соответствует размерам полученных пакетов 746 или 1514 бит, соответственно). Затем для пакета выполняют турбокодирование (этап 430) и блочное перемежение (этап 440). Полученные символы модулируют (этап 450) и преобразуют при помощи кода Уолша (этап 460). Поскольку эти операции хорошо известны специалистам в данной области техники, они не будут более подробно раскрываться в настоящем описании.

R-RICH используется мобильной станцией для передачи индикатора скорости, который указывает формат передачи, используемый в R-ESCH. Индикатор скорости передают для каждого подпакета, переданного по R-ESCH. В одном из вариантов осуществления индикатор скорости содержит пять битов. Три из пяти битов указывают размер пакета соответствующего подпакета на R-ESCH. Соответствие между этими битами и размером пакета показано ниже в таблице 1.

Таблица 1биты размера пакета индикатора скоростиразмер кодированного пакета00019200138401076801115361002304101307211046081116144

Остальные два из пяти битов индикатора скорости указывают идентификатор подпакета соответствующего подпакета в R-ESCH. Например, если в этом варианте осуществления пакет разделен на четыре подпакета по 5 мс каждый, то идентификатор подпакета указывает, какой из четырех подпакетов (1, 2, 3 или 4) соответствует данному идентификатору скорости. Соответствие между этими битами и идентификатором подпакета показано ниже в таблице 2.

Таблица 2биты подпакета индикатора скоростиномер (SPID) подпакета001012103114

На Фиг.5 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая общий вид структуры R-RICH реализации предпочтительного варианта осуществления. Следует отметить, что такая структура является иллюстративной и может изменяться в других вариантах осуществления. Как показано на Фиг.5, на этапе 510 сначала обрабатываются пять битов индикатора скорости ортогональным кодером. Затем на этапе 520 выполняют повторение последовательности для кодированных символов. Затем селектор последовательности 530 выбирает либо кодированные символы, либо индикатор нулевой скорости, который более подробно будет описан ниже. Затем на этапе 550 выполняют точечное отображение сигнала для битов выбранного индикатора (индикатора реальной скорости или индикатора нулевой скорости). Затем выполняют преобразование полученного сигнала при помощи соответствующего кода Уолша (этап 560). Поскольку эти операции хорошо известны специалистам в данной области техники, они не будут описаны более подробно.

Как отмечено выше, хотя данные передаются по R-ESCH, управление мощностью осуществляют обычным способом. Другими словами, поскольку базовая станция получает данные из мобильной станции, базовая станция определяет, находится ли SNR полученного сигнала выше или ниже целевого SNR. Если полученное SNR находится выше целевого, то базовая станция предписывает мобильной станции снизить ее уровень мощности. Если полученное SNR находится ниже целевого, то базовая станция предписывает мобильной станции увеличить ее уровень мощности. Целевое SNR регулируют, основываясь на том, содержат ли ошибки полученные кадры. Если кадр содержит ошибки, то целевое SNR является слишком низким и, следовательно, увеличивается. Если кадр не содержит ошибки, предполагается, что целевое SNR является, по меньшей мере, немного завышенным и, следовательно, уменьшается. Обычно размеры шагов, на которые увеличиваются как уровень мощности мобильной станции, так и целевое SNR базовой станции, намного выше, чем размеры шагов, на которые они уменьшаются. Например, отношение размера шага увеличения к размеру шага уменьшения может составлять 100:1. Таким образом, например, если в полученных данных присутствуют ошибки, то уровень мощности увеличивается очень быстро, но если ошибок нет, то уровень мощности уменьшается очень медленно.

Задача, с которой сталкиваются при использовании такого способа, является следствием того факта, что R-ESCH может использоваться периодически. Другими словами, данные могут передаваться по этому каналу в течение некоторого времени, а затем канал может не использоваться в течение некоторого времени. Когда данные не передаются по R-ESCH, нет возможности обнаруживать ошибки при передаче и, следовательно, нет возможности для увеличения и/или уменьшения целевого SNR, основываясь на таких ошибках. Внутренний контур может продолжать обновление мощности передачи, основываясь на постоянно присутствующем канале, но целевое SNR не может быть отрегулировано. Следовательно, если качество канала R-ESCH изменяется в период, в течение которого данные не передаются, то целевое SNR, использованное в последний раз, может быть неподходящим, когда начнется следующая передача данных. Если целевое SNR является слишком большим, то мобильная станция будет расходовать мощность неэкономично и будет генерировать перекрестные помехи другим мобильным станциям при передаче. Если целевое SNR является слишком низким, то кадры, которые приняты вначале, будут содержать слишком много ошибок для того, чтобы быть использованными. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления индикатор нулевой скорости передается периодически по R-RICH, если данные по R-ESCH не передаются, просто для обеспечения опорного сигнала для внешнего контура управления мощностью. Следует отметить, что термин "индикатор нулевой скорости" используется в настоящем описании для обозначения любого индикатора, который передается, когда по каналу трафика не передаются данные, и он не ограничивается индикаторами, которые точно указывают на нулевую скорость передачи данных канала трафика.

В варианте осуществления, показанном на Фиг.5, в блок 540 повторения битов предоставляется индикатор нулевой скорости "1", и в селектор 530 последовательности предоставляется полученный в результате поток битов. Если по R-ESCH данные не передаются, то санкционируется ввод сигнала нулевой скорости в селектор 530 последовательности, приводя к выбору индикатора нулевой скорости. Такой индикатор обрабатывается таким же способом, которым обрабатывается индикатор скорости, когда по R-ESCH передаются данные.

Хотя индикатор нулевой скорости может передаваться в течение всего времени, когда по R-ESCH не передаются данные, предпочтительный вариант осуществления передает индикаторы нулевой скорости только в течение части временного интервала, когда по R-ESCH не передаются данные. Например, 20 мс кадр может быть разделен на четыре 5 мс подкадра. В предпочтительном варианте осуществления индикатор нулевой скорости передается во время только одного из четырех подкадров, например в первом подкадре.

При получении базовой станцией индикатора нулевой скорости он декодируется, и результат такого декодирования используется базовой станцией для определения, следует ли отрегулировать целевое SNR для соответствующей мобильной станции в направлении увеличения или уменьшения. В одном из вариантов осуществления целевое SNR увеличивают на 1 дБ, если декодирование выполнено неверно, и целевое SNR уменьшают на 0,1 дБ, если декодирование прошло успешно. Базовая станция выбирает соотношение уменьшения к увеличению исходя из требуемой частоты ошибочного декодирования индикатора нулевой скорости.

В одном из вариантов осуществления мобильная станция всегда передает канал индикатора скорости с одним и тем же соотношением трафик-к-пилот-сигналу, посылая либо индикатор нулевой скорости, либо индикатор ненулевой скорости. Затем базовая станция оценивает частоту ошибочного декодирования в канале индикатора скорости при передаче данных. Затем она использует такую целевую частоту ошибок, чтобы установить, должны ли быть использованы увеличенные или уменьшенные значения для обновления целевого SNR исходя из индикатора нулевой скорости. Например, базовая станция может рассчитать количество k неверно декодированных индикаторов скорости в течение последних 100 подпакетов. Если мобильная станция не передает какие-либо данные по обратной линии, а передает индикатор нулевой скорости, то затем базовая станция может увеличивать целевое SNR на 1 дБ, если декодирование индикатора нулевой скорости ошибочно, и уменьшать целевое SNR на 1/(100/k-1) дБ, если декодирование индикатора нулевой скорости успешно. Это гарантирует, что частота ошибки индикатора нулевой скорости будет оставаться примерно на уровне k/100.

Полученный индикатор нулевой скорости может быть обработан несколькими различными способами. Например, индикатор нулевой скорости может быть использован для определения профиля скоростей для мобильной станции. Это может осуществляться путем использования различных способов, хорошо известных в данной области техники, например, способом пересечения уровней. После определения профиля скоростей он может быть использован для регулировки целевого SNR. Поскольку скорости перемещения мобильной станции в направлении к базовой станции и от нее создают доплеровский сдвиг в сигналах, переданных из мобильной станции, указанные скорости ухудшают функциональные характеристики приемника и передатчика. Если профиль скоростей мобильной станции известен, то целевое SNR может регулироваться для компенсации полученного ухудшения.

Индикатор нулевой скорости также может быть обработан различными другими способами, например, путем определения плотности энергии сигнала нулевой скорости и сравнения его с пилот-сигналом. Для определения достоверности сигнала индикатора нулевой скорости также могут быть использованы метрики достоверности. Если установлено, что сигнал является достоверным, то считается, что SNR является достаточно высоким, и, следовательно, целевое SNR соответствующей мобильной станции уменьшают. Если установлено, что сигнал не является достоверным, то полученный уровень мощности индикатора скорости является слишком низким, и, следовательно, целевое SNR увеличивают. Эти и другие способы могут быть использованы в различных альтернативных вариантах настоящего изобретения.

На Фиг.6 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу мобильной станции согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На Фиг.6 мобильная станция сначала определяет, имеются ли данные, предназначенные для передачи (этап 610). Если имеются данные, предназначенные для передачи, данные могут быть переданы посредством запланированной или автономной передачи, как изложено в настоящем описании. Если данные передаются по каналу трафика обратной линии, индикатор скорости, соответствующий каждому подкадру данных в канале трафика обратной линии, передается по каналу индикатора скорости обратной линии (этап 620). Однако если данные не передаются, индикатор нулевой скорости передается периодически по каналу индикатора скорости обратной линии (этап 630). В одном из вариантов осуществления индикатор нулевой скорости передается в течение первых 5 мс каждого 20 мс кадра.

На Фиг.7 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу базовой станции согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг.7, базовая станция проверяет канал индикатора скорости обратной линии (этап 710) и определяет, передаются ли данные, основываясь на полученном индикаторе скорости (этап 720). Если получен индикатор ненулевой скорости, базовая станция знает, что соответствующий подкадр получен по каналу трафика обратной линии. Базовая станция анализирует полученный подкадр согласно полученному индикатору скорости и регулирует целевое SNR, основываясь на наличии ошибок в полученных данных (этап 730). Если по каналу индикатора скорости обратной линии получен индикатор нулевой скорости, базовая станция знает, что данные не передаются по каналу трафика обратной линии, поэтому базовая станция выполняет регулировку целевого SNR, основываясь на индикаторе нулевой скорости (этап 740).

Путем предоставления индикатора нулевой скорости по R-RICH, система может выполнять операции управления мощностью без необходимости передачи управляющей информации по R-RICH или R-DCCH. Это может существенно уменьшить объем служебных данных в системе. Также следует отметить, что R-RICH может использоваться для предоставления обеспечения дополнительной оценки для демодуляции R-ESCH путем использования его в качестве дополнительного пилот-сигнала. Эта функция может выполняться при более низком уровне мощности, чем функция, которая используется для передачи индикаторов скорости, соответствующих передачи данных по R-ESCH.

В предпочтительном варианте осуществления передача данных по R-ESCH может выполняться в любом из двух режимов: в запланированном режиме передачи, или в автономном режиме передачи. Как указано названиями режимов, мобильная станция может взаимодействовать с базовой станцией для получения запланированного времени для передачи данных по R-ESCH, или в обычных условиях, мобильная станция может автономно инициировать передачу данных по R-ESCH без получения указания запланированного времени передачи.

В одном из вариантов осуществления обратная линия выполнена таким образом, чтобы поддерживать превышение над уровнем тепловых шумов в базовой станции на относительно постоянном уровне, пока существуют данные обратной линии, предназначенные для передачи, при этом по возможности позволяя мобильным станциям вести передачу данных на максимальной скорости для каждой мобильной станции. Данный вариант выполнения предназначен для обеспечения требуемого преимущества при временном уплотнении в обратной линии и позволяет мобильным станциям с небольшим объемом данных выполнять автономную передачу своих данных для минимизации задержек при передаче данных. Как указано выше, обратная линия выполнена с возможностью обеспечения этих отличительных особенностей, позволяя мобильным станциям передавать данные по R-ESCH двумя различными способами: при помощи автономной передачи; и при помощи запланированной передачи.

Автономная передача используется для трафика передачи, для которого не допустима значительная задержка. Автономная передача используется для уменьшения задержки и управляемых непроизводительных потерь данных, чувствительных к задержке и более конкретно, является полезной для передачи из мобильных станций на границе соты, где стоимость непроизводительных потерь высока. В любое время, когда мобильная станция имеет данные для передачи, мобильная станция может передавать данные автономно на скоростях вплоть до некоторой скорости передачи, которая определена базовой станцией. Максимальная скорость передачи данных устанавливается при помощи соотношения трафик-к-пилот-сигналу (Т/Р), которое назначается базовой станцией во время установления соединения. Такое Т/Р может быть модифицировано последующими обменами сигналами между базовой станцией и мобильной станцией. Для других мобильных станций максимальное Т/Р может быть другим и имеет отношение, среди прочего, к требованиям качества услуги (QoS) для различных мобильных станций.

В частности, автономная передача является полезной при необходимости передачи небольшого количества данных. Автономная передача характеризуется небольшими задержкам до передачи данных (т.е. определенное количество времени, в течение которого данные должны ждать до начала передачи). Автономная передача использует такой же механизм комбинированного автоматического запроса на повтор (H-ARQ), как и запланированная передача. Однако в некоторых ситуациях мобильные станции не могут передавать на скоростях выше наименьшей скорости, и, более того, для базовой станции может быть слишком затратной передача подтверждений в мобильную станцию, поэтому запланированные передачи не могут быть использованы. В таких ситуациях автономная передача может быть установлена при помощи сигнализации 3 уровня, таким образом исключая необходимость для мобильных станций отслеживать для этой цели канал управления прямой линии. В альтернативных вариантах осуществления такая информация может быть передана при помощи других средств, таких как сообщения управления переключением обслуживания (HDM) по каналам трафика.

Запланированная передача применяется, когда Т/Р, которое может поддерживаться мобильной станцией, находится, по меньшей мере, на один уровень выше максимума для набора Т/Р для автономной передачи, и данные в буфере мобильных станций являются достаточными для заполнения, по меньшей мере, одного целого пакета большего, чем поддерживаемый автономным максимальным Т/Р. При определении, удовлетворяются ли эти условия, мобильная станция учитывает автономные передачи, которые будут происходить во время задержки между запросом для запланированной передачи и разрешения запланированной передачи.

Если запрос запланированной передачи оправдан, мобильная станция посылает запрос при помощи 5 мс сообщения по каналу запроса (например, R-REQCH). В качестве альтернативы запрос может быть передан по каналу управления (например, RDDCH). Запрос включает в себя четыре бита, указывающие Т/Р, поддерживаемый R-ESCH, четыре бита, указывающие размер очереди мобильной станции, и четыре бита, указывающие уровень QoS, требуемый для передачи. В ответ на прием запроса базовая станция может передать сообщение разрешения в мобильную станцию. Такое сообщение может нести либо индивидуальное разрешение, либо общее разрешение. Соответственно, разрешение может быть передано по каналу разрешения прямой линии (например, F-GCH) или каналу общего разрешения прямой линии (например, F-CGCH). Индивидуальное разрешение предоставляет период запланированной передачи для конкретной мобильной станции, в то время как общее разрешение предоставляет такую возможность любой мобильной станции, которая желает выполнить передачу.

После передачи запроса в базовую станцию мобильной станции необходимо подождать в течение заданного времени (минимальная задержка повторного запроса, или T_MRRD) до того, как она сможет послать другой запрос запланированной передачи. T_MRRD передается в мобильную станцию при помощи сигнализации 3 уровня. Мобильной станции необходимо подождать в течение такого количества времени до выполнения повторного запроса разрешения запланированной передачи для того, чтобы позволить восстановить потерянное сообщение запроса, при этом избегая преждевременных запросов.

Базовая станция может запланировать передачу из любой запрашивающей мобильной станции. Решения о графике базовой станции могут быть основаны на таких факторах, как статус мягкого переключения обслуживания мобильной станции (SHO). Решения о графике могут быть сделаны одной принимающей базовой станцией, или они могут быть сделаны синхронно всеми базовыми станциями в активном наборе. Участие всех членов активного набора может привести к более длинной запланированной задержке, но также может сэкономить мощность, требуемую для данного разрешения вследствие разнесения.

Различные аспекты и отличительные особенности настоящего изобретения описаны выше согласно конкретным вариантам осуществления. Как используется в настоящем описании, термины "содержит", "содержащий" или любой другой его вариант, предназначены для интерпретации как не исключительно включающие в себя элементы или ограничения, которые следуют после этих терминов. Таким образом, система, способ или другой вариант осуществления, который содержит набор элементов, не ограничены только такими элементами и могут включать в себя другие элементы, намеренно не включенные в список или присущие заявленному варианту осуществления.

Хотя настоящее изобретение описано со ссылками на конкретные варианты осуществления, следует принять во внимание, что варианты осуществления являются иллюстративными и что объем настоящего изобретения не ограничен такими вариантами осуществления. Возможны многие изменения, модификации, дополнения и улучшения в вариантах осуществления, описанных выше. Предполагается, что такие изменения, модификации, дополнения и улучшения попадают в объем настоящего изобретения, как подробно описано в прилагаемой формуле изобретения.

Раскрыты системы и способы управления уровнем мощности мобильной станции в периоды, когда мобильной станцией не передаются данные. В одном из вариантов осуществления данные периодически передаются из мобильной станции в базовую станцию по каналу трафика обратной линии. Если данные передаются по каналу трафика, то переданные данные используются базовой станцией для выполнения операций управления мощностью (например, увеличения или уменьшения уровня мощности мобильной станции, основываясь на сравнении полученного отношения сигнал-к-шуму (SNR) с целевым SNR). Если данные не передаются по каналу трафика, по каналу индикатора скорости передается "индикатор нулевой скорости". Индикатор нулевой скорости используется базовой станцией для выполнения операций управления мощностью. Управление мощностью основанное на индикаторе нулевой скорости, может использовать профили скоростей, метрики достоверности или другие способы для управления регулированием уровня мощности. Техническим результатом является достижение предпочтительного уровня SNR в отсутствии передачи данных. 6 н. и 39 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система для беспроводной связи, содержащая базовую станцию; и мобильную станцию; причем базовая станция и мобильная станция выполнены с возможностью обмена данными через множество беспроводных коммуникационных каналов, включающих в себя канал трафика обратной линии и канал индикатора скорости обратной линии;

при этом, если мобильная станция передает трафик по каналу трафика обратной линии, то мобильная станция передает соответствующий индикатор скорости по каналу индикатора скорости обратной линии, и если мобильная станция не передает трафик по каналу трафика обратной линии, то мобильная станция периодически передает индикатор нулевой скорости по каналу индикатора скорости обратной линии; при этом, если базовая станция принимает данные по каналу трафика обратной линии, базовая станция выполняет управление мощностью, основываясь на полученных данных, и если базовая станция не получает данные по каналу трафика обратной линии, базовая станция выполняет управление мощностью основываясь на индикаторе нулевой скорости.

управляют уровнем мощности, основываясь на индикаторе нулевой скорости.

если мобильная станция имеет данные для передач, то по каналу индикатора скорости обратной линии передается сигнал индикатора скорости, причем сигнал индикатора скорости соответствует скорости трафика, передаваемого по каналу трафика обратной линии; и если мобильная станция не имеет данных для передач, то периодически передается индикатор нулевой скорости по каналу индикатора скорости обратной линии.

если трафик передается по каналу трафика обратной линии, то управляют уровнем мощности, основываясь на трафике, передаваемом по каналу трафика обратной линии; и если трафик не передается по каналу трафика обратной линии, то

принимают периодически передаваемый индикатор нулевой скорости по каналу индикатора скорости обратной линии, и управляют уровнем мощности, основываясь на индикаторе нулевой скорости.