СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ВНЕШНЕГО КОНТУРА УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ ПЕРЕДАЧИ Российский патент 2009 года по МПК H04B7/05 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к управлению уровнями мощности передаваемых сигналов в системах связи, в частности системах сотовой связи с расширенным спектром.

Системы цифровой связи включают в себя системы множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), такие как сотовые радиотелефонные системы, которые подчиняются стандарту телефонной связи GSM (Глобальная система мобильной связи) и его расширениям, подобным GSM/EDGE (Развитие стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных), и системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), такие как сотовые радиотелефонные системы, которые подчиняются стандартам телефонной связи IS-95, cdma2000 и WCDMA (широкополосного CDMA). Системы цифровой связи также включают в себя «смешанные» системы, TDMA и CDMA, такие как сотовые радиотелефонные системы, которые подчиняются стандарту универсальной системы мобильных телекоммуникаций (UMTS), который специфицирует систему мобильной связи третьего поколения (3G), развиваемую Европейским институтом стандартизации электросвязи (ETSI) в рамках IMT-2000 Международного союза электросвязи (ITU). Проект партнерства третьего поколения (3GPP) пропагандирует стандарт UMTS. Эта заявка, для простоты, рассматривает системы WCDMA, но понятно, что принципы, описанные в этой заявке, могут быть реализованы в других системах цифровой связи.

Стандарт WCDMA основан на методах передачи сигналов с расширенным спектром кодом прямой последовательности. Два разных кода используются для разделения базовых станций и физических каналов в направлении нисходящей линии связи (с базовой станции на терминал). Кодами скремблирования являются псевдошумовые (pn) последовательности, которые используются, главным образом, для разделения базовых станций или сотовых ячеек друг от друга. Каналообразующими кодами являются ортогональные последовательности, которые используются для разделения разных физических каналов (терминалов или пользователей) в каждой сотовой ячейке или под каждым кодом скремблирования. Так как все пользователи совместно используют один и тот же радиоресурс в системах CDMA, важно, чтобы каждый физический канал не использовал мощности больше, чем необходимо. Это достигается посредством механизма управления мощностью передачи, в котором терминал оценивает отношение сигнал-помеха (SIR) для своего выделенного физического канала (DPCH), сравнивает SIR с опорным значением и информирует базовую станцию, чтобы отрегулировать мощность передаваемого базовой станцией DPCH до соответствующего уровня. Здесь используется терминология WCDMA, но понятно, что другие системы будут использовать соответствующую терминологию.

3GPP продолжает работать над развитием WCDMA, известным как высокоскоростной пакетный доступ по нисходящей линии связи (HSDPA). Это расширение предшествующих систем увеличивает емкость, уменьшает задержку на двустороннее распространение и повышает пиковые скорости передачи данных вплоть до 8-10 Мбит/с.

Вообще говоря, транспортные каналы используются для переноса пользовательских данных через выделенный или общий физический канал. Касательно HSDPA транспортным каналом является высокоскоростной совместно используемый канал нисходящей линии связи (HS-DSCH). Соответствующий физический канал обозначается как высокоскоростной совместно используемый физический канал нисходящей линии связи (HS-PDSCH). Кодовые ресурсы HS-DSCH включают в себя один или более каналообразующих кодов с фиксированным коэффициентом расширения 16. Для того, чтобы оставить достаточное пространство для других требуемых однонаправленных каналов управления и данных, может быть выделено вплоть до 15 таких кодов. Имеющиеся в распоряжении кодовые ресурсы совместно используются, главным образом, во временной области. Например, они могут быть выделены единовременно одному пользователю. В качестве альтернативы, кодовые ресурсы могут совместно использоваться с применением кодового уплотнения. В этом случае от двух до четырех пользователей совместно используют кодовые ресурсы в пределах одного и того же интервала времени передачи (TTI).

В дополнение к пользовательским данным также необходимо передавать управляющую сигнализацию, чтобы уведомлять близлежащую абонентскую аппаратуру (UE), такую как мобильная станция, персональный цифровой секретарь (PDA) или другой приемник, которая должна быть регламентирована. Эта сигнализация проводится по высокоскоростному совместно используемому каналу управления (HS-SCCH), который является общим для всех пользователей. Концепция HSDPA также требует дополнительного высокоскоростного выделенного физического канала управления (HS-DPCCH) в восходящей линии связи для переноса информации индикатора качества канала (CQI) в дополнение к подтверждениям H-ARQ (гибридного автоматического запроса на повторную передачу).

Фиг.1 изображает систему связи, такую как система WCDMA, которая включает в себя базовую станцию (BS) 100, оперирующую соединениями с четырьмя UE 1, 2, 3, 4, каждая из которых использует каналы нисходящей линии связи (то есть с базовой станции в UE, или прямые) и восходящей линии связи (то есть из UE на базовую станцию, или обратные). В нисходящей линии связи BS 100 осуществляет передачу в каждую UE при соответствующем уровне мощности, а сигналы, передаваемые от BS 100, кодируются с расширением спектра с использованием слов ортогонального кода. В восходящей линии связи UE1-UE4 передают на базовую станцию BS 100 при соответствующих уровнях мощности. Хотя и не показано, BS 100 также поддерживает связь с контроллером радиосети (RNC), который, в свою очередь, поддерживает связь с коммутируемой телефонной сетью общего пользования (PSTN).

Сигналы, передаваемые в примерной системе WCDMA, изображенной на фиг.1, могут быть сформированы, как изложено ниже. Информационный поток данных, который должен быть передан, сначала умножается на каналообразующий код, а затем результат умножается на код скремблирования. Умножения обычно выполняются посредством операций «исключающие ИЛИ», а информационный поток данных и код скремблирования могут иметь одинаковые или разные битовые скорости передачи. Каждому информационному потоку данных или каналу выделяется уникальный каналообразующий код, и множество кодированных информационных сигналов одновременно модулируют радиочастотный сигнал несущей. В UE (или другом приемнике) модулированный сигнал несущей обрабатывается, чтобы выработать оценку исходного информационного потока данных, предназначенного для приемника. Эта последовательность операций известна как демодуляция.

Эффективные способы управления мощностью передачи важны для систем связи WCDMA (и других), содержащих множество передатчиков, которые осуществляют одновременную передачу, чтобы минимизировать взаимные помехи таких передатчиков при обеспечении высокой емкости системы. В зависимости от характеристик систем управление мощностью в таких системах может быть важным для передачи по восходящей линии связи, нисходящей линии связи или обеих. Чтобы реализовать надежный прием сигнала в каждой UE, отношение SIR принятого сигнала должно превышать предписанное для каждой UE пороговое значение. Например, как показано на фиг.1, рассмотрим случай, при котором UE принимают, соответственно, четыре сигнала по общему каналу связи WCDMA. Каждый из сигналов имеет соответствующий энергетический уровень, связанный с ним, а именно, энергетические уровни E1, E2, E3 и E4 соответственно. Также в канале связи имеется определенный уровень шума (N). Для того, чтобы конкретная UE1 надлежащим образом принимала предназначенный ей сигнал, отношение между E1 и суммой уровней E2, ЕЗ, Е4 и N должно быть выше предписанного порогового отношения SIR для данной UE.

Чтобы улучшить отношение SIR принимаемого сигнала, мощность передаваемого сигнала может понижаться в зависимости от SIR, измеренного в приемнике. Однако мощность является важным ресурсом в системе WCDMA. Так как разные каналы передают одновременно на одной и той же частоте, важно удерживать уровень мощности по каждому физическому каналу по возможности низким, при поддержании приемлемой частоты появления ошибок для принятых блоков пользовательских данных по транспортному каналу, то есть частоты блоков с ошибками (BLER).

Управление мощностью нисходящей линии связи может быть логически разделено на «внутренний контур» и «внешний контур», где внутренний контур управляет SIR посредством отправки команд управления мощностью передачи (TPC) на базовую станцию, а внешний контур управляет качеством, в показателях BLER, предоставляя опорные значения SIR для внутреннего контура.

Традиционные методы управления мощностью вычисляют одно опорное значение SIR для каждого транспортного канала на основании BLER и опорного значения BLER для такого транспортного канала, а максимальное из этих опорных значений SIR используется внутренним контуром. Традиционная система управления мощностью проиллюстрирована структурной схемой по фиг.2. Каждый транспортный канал 201, 202 и т.д., поддерживающий связь посредством физического канала системы 200, имеет связанный BLER-контроллер 211, 212 и т.д., который определяет текущее значение BLER и сравнивает его с целевым значением BLER (также упоминаемым как опорное значение BLER), BLER_ref, для канала, чтобы сформировать опорное значение SIR, SIR_ref, для связанного канала. Отношение SIR_ref представляет целевое SIR для канала. Значение BLER_ref для канала устанавливается системой согласно требованиям качества для данных, передаваемых по каналу, и другим параметрам. Например, речевые данные могут иметь более высокое требование качества, чем текстовые данные. Эти требования качества типично сигнализируются по более высокоуровневой связи. Максимальное значение из опорных значений SIR определяется (220) и пересылается в контроллер 230 SIR. Контроллер 230 SIR формирует команды 240 внутреннего контура управления мощностью на основании опорного SIR_ref и текущего SIR.

Цель внешнего контура управления мощностью состоит в том, чтобы удерживать значения BLER по каждому транспортному каналу ниже их опорного значения BLER наряду с минимизацией потребностей мощности. Контроллер 211, 212 и т.д., BLER для каждого транспортного канала включает в себя блок оценки BLER и контролирует соответствующее значение SIR_ref, чтобы удерживать оцениваемое значение BLER близким, но меньшим опорного значения BLER, BLER_ref, для канала. Текущее значение BLER оценивается на основании контроля циклическим избыточным кодом (CRC) соответствующего транспортного канала, которым типично является «1», когда принят ошибочный блок, или «0», когда принят безошибочный блок. Значение BLER, следовательно, может быть просто определено на основании соотношения ошибочных блоков (обладающих CRC «1») к общему количеству принятых блоков. Каждый контроллер 211, 212 и т.д. вычисляет соответствующее отношение SIR_ref, которое обновляется при приеме каждого блока. SIR_ref для заданного канала возрастает, при увеличении BLER увеличивается, поскольку повышение опорного значения SIR приводит к требованию более высокого SIR текущего сигнала. SIR_ref, имеющее наибольшее значение среди таковых по транспортным каналам 201, 202 и т.д., сравнивается контроллером 230 SIR с текущим SIR для физического канала системы 200, чтобы выработать команды 240 внутреннего контура управления мощностью для регулирования мощности по физическому каналу. Используется наивысшее SIR_ref, так как оно соответствует транспортному каналу с наивысшим значением BLER, то есть требующему наибольшего внимания в смысле повышения SIR.

«Specifications of Air-Interface for 3G Mobile System» («Спецификации эфирного интерфейса для систем мобильной связи третьего поколения») ассоциации радиопромышленности и радиовещания (ARIB) определяют простой способ для внешнего контура управления, использующий алгоритм, упоминаемый как «скачкообразный алгоритм». В скачкообразном алгоритме значение BLER представлено посредством CRC. Ошибка e представляет разницу между CRC и опорным значением BLER, как показано в равенстве (1), которое интегрируется для получения опорного значения SIR согласно равенству (2).

e = CRC - BLER_ref (1) SIR_ref(k + 1) = SIR_ref(k) + Ke(k) (2)

где К - применяемый коэффициент усиления.

Скачкообразный алгоритм обновляется каждый раз, когда принимается новый блок по транспортному каналу. SIR_ref «перескакивает» на более высокое значение каждый раз, когда данный TTI содержит в себе ошибку блока. Опорное значение SIR, обеспечиваемое традиционным скачкообразным алгоритмом, приводит к большим колебаниям. Следовательно, как можно видеть из фиг.2, мощность будет иметь большие колебания. Меньшие колебания мощности могут быть получены, если информация CRC фильтруется для получения оценки BLER, BLER_est, перед использованием контроллером. В этом случае равенство (1) приводится к равенству (3). Оценка BLER может быть получена согласно равенству (4).

e = BLER_est - BLER_ref (3) BLER_est(k+1)=α•BLER_est(k)+(1-α-β)•CRC(k)+β•CRC(k+1) (4)

где α и β - константы, α определяет постоянную времени фильтра, выбранного на основании BLER_ref, согласно, например, α=10^-0,1BLERref, так что оценки BLER основаны приблизительно на количестве ошибок блоков.

Существующая проблема с традиционными способами управления мощностью, такими как скачкообразный алгоритм, состоит в том, что сходимость опорного значения SIR является медленной, когда количество принятых блоков на протяжении заданного TTI, то есть частота блоков (BLR), в транспортном канале, является низкой. Это возникает вследствие того, что контроллер снабжается обновленными данными все менее часто, по мере снижения BLR, что приводит к более медленной сходимости. Это проиллюстрировано на графике по фиг.3, где основанный на скачкообразном алгоритме контроллер используется для формирования опорного значения SIR при трех разных BLR, BLR 320 в 100%, BLR 310 в 10% и BLR 300 в 1%. Из графика следует, что при возрастании BLR сходимость становится более длительной.

Медленная сходимость имеет следствием недостаточное качество канала или более высокие, чем необходимо, потребности в мощности. Это особенно проблематично, когда опорное значение SIR далеко от надлежащего уровня, поскольку BLER или уровень мощности будут оставаться слишком высокими в течение продолжительного периода времени, таким образом, уменьшая емкость системы. Типичная ситуация, когда опорное значение SIR слишком велико, имеет место при инициализации, когда высокое опорное значение SIR используется, чтобы гарантировать прием первых блоков данных. Соответственно, есть необходимость в передовых технологиях управления мощностью, которые улучшают время конвергенции и, тем самым, снижают уровень мощности, требуемый физическим каналом.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описаны способы и устройства для улучшения характеристики времени сходимости опорного SIR, рассчитанного во внешнем контуре управления мощностью для использования во внутреннем контуре управления мощностью. Вместо учета только информации частоты ошибок индивидуально для каждого транспортного канала также учитывается другая информация, такая как информация о качестве из других транспортных каналов и информация частоты блоков для каждого канала, чтобы определять опорное SIR. Посредством учета такой другой информации реализуется улучшенный внешний контур управления мощностью, соответственно, тем самым снижая мощность, необходимую для физического канала, и увеличивая емкость системы связи.

В одном из аспектов способ для управления мощностью в системе связи включает в себя определение значения BLER на основе блоков данных, принятых по первому транспортному каналу, и блоков данных, по меньшей мере, второго транспортного канала. Опорное значение SIR, соответствующее первому транспортному каналу, определяется на основе значения BLER и целевого значения BLER для первого транспортного канала.

Опорное значение SIR может сравниваться с, по меньшей мере, одним другим опорным значением SIR, соответствующим другому транспортному каналу так, что максимальное значение из сравниваемых опорных значений SIR используется для управления мощностью.

В еще одном аспекте устройство для управления мощностью в системе связи включает в себя логику, которая определяет значение BLER на основе блоков данных, принятых по первому транспортному каналу, и блоков данных, по меньшей мере, второго транспортного канала. Также имеется логика, которая определяет опорное значение SIR, соответствующее первому транспортному каналу, на основе значения BLER и целевого значения BLER для первого транспортного канала.

Может быть использована логика, которая сравнивает опорное значение SIR с, по меньшей мере, одним другим опорным значением SIR, соответствующим другому транспортному каналу, и выбирает максимальное значение из сравниваемых опорных значений SIR в качестве используемого для управления мощностью.

В еще одном аспекте способ для управления мощностью в системе связи включает в себя определение общего значения BLER блоков данных, принятых по множеству транспортных каналов. Определяется общее целевое значение BLER для множества транспортных каналов. Опорное значение SIR, соответствующее множеству транспортных каналов, определяется на основе общего значения BLER и целевого значения BLER. Опорное значение SIR используется для управления мощностью.

В еще одном аспекте устройство для управления мощностью в системе связи включает в себя логику, которая определяет общее значение BLER блоков данных, принятых по множеству транспортных каналов. Также имеется логика, которая определяет общее целевое значение BLER для множества транспортных каналов и которая определяет опорное значение SIR, соответствующее множеству транспортных каналов, на основе общего значения BLER и целевого значения BLER, где опорное значение SIR используется для управления мощностью.

В еще одном аспекте способ для управления мощностью в системе связи включает в себя определение значения BLER блоков данных, принятых по транспортному каналу. Оценивается значение BLR блоков данных, принятых по транспортному каналу, опорное значение SIR, соответствующее транспортному каналу, определяется на основе значения BLER, целевого значения BLER и оцененного значения BLR. Опорное значение SIR учитывается при управлении мощностью.

В еще одном аспекте устройство для управления мощностью в системе связи включает в себя логику, которая определяет значение BLER блоков данных, принятых по транспортному каналу. Также имеется логика, которая оценивает значение BLR блоков данных, принятых по транспортному каналу, и определяет опорное значение SIR, соответствующее транспортному каналу, на основе значения BLER, целевого значения BLER и оцененного значения BLR, где опорное значение SIR учитывается при управлении мощностью.

В еще одном аспекте способ для управления мощностью в системе связи включает в себя регулирование опорного значения SIR дискретно в сторону понижения. По меньшей мере один транспортный канал, связанный с опорным значением SIR, контролируется на наличие ошибок блоков. Начальное опорное значение SIR для каждого из, по меньшей мере, одного транспортных каналов устанавливается на дискретно регулируемое опорное значение SIR, когда предопределенное количество ошибок принято в совокупности по любому из, по меньшей мере одного, транспортных каналов.

В еще одном другом аспекте устройство для управления мощностью в системе связи включает в себя логику, которая регулирует опорное значение SIR дискретно в сторону понижения, и логику, которая контролирует, по меньшей мере, один транспортный канал, связанный с опорным значением SIR, на наличие ошибок блоков. Устройство включает в себя дополнительную логику, которая устанавливает начальное опорное значение SIR для каждого из, по меньшей мере, одного транспортных каналов на дискретно регулируемое опорное значение SIR, когда предопределенное количество ошибок принято в совокупности по любому из, по меньшей мере одного, транспортных каналов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Цели и преимущества настоящего изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники из описания, иллюстрируемого чертежами, на которых одинаковые ссылочные позиции использованы для обозначения идентичных элементов и на которых:

Фиг.1 - схема, иллюстрирующая традиционную систему связи;

Фиг.2 - структурная схема, иллюстрирующая традиционные методы управления мощностью;

Фиг.3 - график, иллюстрирующий влияние частоты блоков на сходимость;

Фиг.4 - структурная схема, иллюстрирующая логику пользовательского устройства согласно аспекту изобретения.

Фиг.5 - структурная схема, иллюстрирующая логику управления мощностью согласно аспекту изобретения;

Фиг.6 - структурная схема, иллюстрирующая логику управления мощностью согласно еще одному аспекту изобретения;

Фиг.6А - структурная схема, иллюстрирующая логику управления мощностью согласно еще одному аспекту изобретения;

Фиг.7 - структурная схема, иллюстрирующая логику управления мощностью согласно еще одному аспекту изобретения;

Фиг.8 - структурная схема, иллюстрирующая логику управления мощностью согласно еще одному аспекту изобретения;

Фиг.9 - блок-схема последовательности операций способа управления мощностью согласно еще одному аспекту изобретения;

Фиг.10 - блок-схема последовательности операций способа управления мощностью согласно еще одному аспекту изобретения;

Фиг.11 - блок-схема последовательности операций способа управления мощностью согласно еще одному аспекту изобретения;

Фиг.12 - блок-схема последовательности операций способа управления мощностью согласно еще одному аспекту изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Чтобы облегчить понимание приведенных для примера вариантов осуществления, многие аспекты описаны, исходя из последовательностей действий, которые могут выполняться элементами компьютерной системы. Например, понятно, что в каждом из вариантов осуществления различные действия могут выполняться специализированными цепями или схемами (например, логическими вентилями дискретной логики, соединенными, чтобы выполнять специализированную функцию), программными инструкциями, выполняемыми одним или более процессорами или сочетанием обоих.

Более того, последовательности действий могут быть воплощены в любом машиночитаемом носителе для использования посредством или в соединении с системой выполнения инструкций, устройством или прибором, такими как компьютеризованная система; система, содержащая процессоры, или другая система, которая может осуществлять выборку инструкций с носителя и выполнять инструкции.

Как используется в материалах настоящей заявки, «машиночитаемый носитель» может быть любым средством, которое может содержать в себе, хранить, передавать, распространять или транспортировать программу для использования посредством или в соединении с системой выполнения инструкций, устройством или прибором. Машиночитаемый носитель может быть, например, но не в качестве ограничения, электронной, магнитной, оптической, электромагнитной, инфракрасной или полупроводниковой системой, устройством, прибором или средой распространения. Более конкретные примеры (не исчерпывающий перечень) машиночитаемого носителя могут включать следующее: электрическое соединение, содержащее один или более проводников, съемная компьютерная дискета, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, RAM), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ (EPROM) или флэш-память), оптическое волокно и съемное постоянное запоминающее устройство на компакт-диске (CDROM).

Таким образом, изобретение может быть воплощено во множестве разных форм, и все такие формы предполагаются находящимися в пределах объема заявленного изобретения. Любая такая форма варианта осуществления в материалах настоящей заявки может упоминаться как «логика, сконфигурированная, чтобы» выполнять описанное действие, или, в качестве альтернативы, как «логика, которая» выполняет описанное действие.

Для преодоления недостатков традиционных способов, время сходимости при низких значениях BLR должно быть уменьшено. Транспортный канал с пониженным значением BLR будет иметь пропорционально сниженную частоту передачи информации о действующем значении BLER. Заявители описывают различные пути для компенсации этого сокращения информации посредством использования информации из других транспортных каналов и/или посредством выполнения действий для повышения степени достоверности в имеющейся в распоряжении информации.

На фиг.4 показан приводимый для примера приемопередатчик. В целях этого описания, приемопередатчик может рассматриваться находящимся в пользовательском устройстве UE 110. Однако понятно, что BS может содержать подобные компоненты. Как показано на фиг.4, UE включает в себя приемник 22, который работает традиционным образом, чтобы фильтровать, усиливать и демодулировать сигнал с антенны 20. Первый декодер 24 предусмотрен для избирательного приема и декодирования сигнала, принятого от BS по транспортному каналу. Подобным образом сигналы по другим каналам декодируются во втором и третьем декодерах 26 и 27 соответственно. Выходные данные из этих декодеров используются процессором 25 известным образом для восстановления и вывода транслируемой информации, например, для обеспечения аудио- и видеовывода беспроводным образом передаваемой видеоконференции. Одновременно информация, полученная в процессе декодирования, может быть использована для определения SIR сигнала, принятого посредством UE 110, и для выполнения других измерений качества, например, вычисление BLER (и/или частоты появления ошибочных кадров (FER)). Имеется логика 28 измерения/контроля качества, которая может вычислять SIR сигнала, принятого посредством UE. Вычисление SIR подается в процессор 25.

Измеренное значение BLER обрабатывается логикой измерения/контроля качества, чтобы определить целевое значение SIR, то есть SIR_ref, для нисходящей линии связи. SIR_ref пересылается в процессор 25 из логики 28 измерения/контроля качества. В качестве альтернативы, информация BLER может пересылаться в процессор 25 для обработки, чтобы определять SIR_ref. SIR_ref и вычисленное значение SIR обрабатываются процессором 25, чтобы определить, какие команды управления мощностью (то есть «повысить» или «снизить»), следует включать в сообщения, которые должны передаваться по восходящей линии связи для использования базовой станцией BS в ее узле управления мощностью (не показан). В качестве альтернативы, логика 28 измерения/контроля качества может выполнять некоторую или всю эту обработку и выдавать результат в процессор 25. Команды управления мощностью модулируются модулятором 34 и передаются передатчиком 32 на BS.

Фиг.5 - структурная схема, иллюстрирующая обобщенную концепцию. Информация качества, такая как информация BLER, CRC и BLR, из множества транспортных каналов 401, 402 и т.д. вводится в логику 410 измерения/контроля качества, чтобы выработки SIR_ref использовались во внутреннем контуре управления мощностью по физическому каналу. SIR_ref и текущее значение SIR обрабатываются (420), чтобы определить, какие команды внутреннего контура управления мощностью следует включать в сообщения, отправляемые по восходящей линии связи для использования в BS при управлении мощностью. Обработка 420 SIR показана в виде отдельного логического блока, который описан выше, эта функция может выполняться либо в логике 410 измерения/контроля качества, либо в отдельном процессоре.

Согласно примерным вариантам осуществления вместо учета только информации частоты ошибок индивидуально для каждого транспортного канала, время сходимости улучшается за счет учета другой информации, такой как информация качества из других транспортных каналов, и информации частоты блоков для канала, чтобы определять значение SIR_ref, которое должно использоваться для управления мощностью. Посредством учета такой другой информации реализуется улучшенный внешний контур управления мощностью, соответственно, тем самым снижая мощность, необходимую для физического канала, и увеличивая емкость системы связи.

На фиг.6 показан один из вариантов осуществления логики 690 измерения/контроля качества. Контроль качества для первого и второго транспортных каналов 401, 402 логически представляется блоками 600 и 610 соответственно. Логика 690 измерения/контроля качества обрабатывает информацию CRC, например, CRC-флажки, из других транспортных каналов в дополнение к информации CRC, действующей в текущий момент в рассматриваемом канале. То есть SIR_ref 601, 611, соответствующее каждому каналу, определяется не только по значению BLER, определенному из информации CRC такого канала, но также учитывает информацию оцененного значения BLER, извлеченную из информации CRC других каналов, которая «подается по прямой связи». Поданная по прямой связи (учреждающая) информация может быть ограничена периодами, когда никакой информации CRC не имеется в рассматриваемом канале, или может учитываться постоянно. Поданной по прямой связи информации CRC из других каналов присваивается вес, то есть коэффициент усиления, и она комбинируется с информацией CRC текущего канала, чтобы определять более точное значение BLER для сравнения с BLER_ref, чтобы определить соответствующее значение SIR_ref 601, 611. Соответствующее SIR_ref 601, 611 для каждого транспортного канала затем сравнивается (620), чтобы определить максимальное SIR_ref для использования во внутреннем контуре управления мощностью.

Принятая информация CRC_n для канала n, которая соответствует другому каналу m, взвешивается коэффициентом усиления K_nm согласно равенству (5)

CRC_n = K_nm • CRC_m (5)

где предпочтительно K_nm = BLER_n/BLER_m.

Коэффициент усиления, используемый для поданной по прямой связи информации CRC, зависит от текущего значения SIR, кодирования канала, используемого в каждом канале, кодовой скорости, используемой в каждом канале, и других таких факторов, оказывающих влияние на BLER. Например, лучшее кодирование канала (такое как использующее более низкую кодовую скорость, большее количество избыточных битов и т.п.) будет понижать BLER. Коэффициент усиления определяется согласно сравнению между параметрами канала прямой связи и канала, в который CRC подается по прямой связи. Таким образом, говоря в сравнительном смысле, лучшее кодирование в канале, из которого CRC подается по прямой связи, увеличивает коэффициент K_nm усиления, в то время как лучшее кодирование в канале, в который CRC подается по прямой связи, уменьшает коэффициент K_nm усиления.

Коэффициент усиления оценивается, и не требуется, чтобы он был точным. Следовательно, возможно, что значения CRC, поданные по прямой связи и использованные для других каналов, будут вырабатывать смещенные оценки BLER, приводящие к смещению SIR. Смещение, однако, будет уменьшаться, по мере приема по данному каналу принимается большее количество блоков в сравнении с количеством блоков, принятых по каналам, из которых осуществляется передача по прямой связи.

Способ для управления мощностью согласно варианту осуществления по фиг.6 проиллюстрирован на фиг.9. BLER определяется на основании блоков данных, принятых по первому транспортному каналу, и блоков данных, по меньшей мере, второго транспортного канала (905). Опорное значение SIR, соответствующее первому транспортному каналу, определяется на основе значения BLER и целевого значения BLER для первого транспортного канала.

Альтернативный вариант для вышеприведенного варианта осуществления показан на фиг.6A. Значения BLER_ref для разных транспортных каналов комбинируются (630) в одно общее значение BLER_ref. Подобным образом информации CRC для разных транспортных каналов комбинируются (640) в одно общее значение CRC. Общие значения BLER_ref и CRC обрабатываются (650), чтобы определить SIR_ref. В каждом случае комбинирование предпочтительно подходящим образом учитывает соответствующие параметры каналов, такие как используемое кодирование, и веса BLER_ref и CRC из разных каналов, как описано выше.

С использованием логики 690 измерения/контроля качества по фиг.6 SIR_ref из соответствующего транспортного канала обновляется каждый раз, когда блок поступает по любому транспортному каналу, а не только по соответствующему транспортному каналу. Соответственно, BLR для каждого транспортного канала эффективно повышается в целях определения SIR_ref, что улучшает время сходимости, как описано выше.

Способ для управления мощностью согласно варианту осуществления по фиг.6А проиллюстрирован на фиг.10. Определяется (920) общее значение BLER блоков данных, принятых по множеству транспортных каналов. Также определяется (925) общее целевое значение BLER для множества транспортных каналов. Опорное значение SIR, соответствующее множеству транспортных каналов, определяется на основании общего значения BLER и целевого значения BLER (930).

На фиг.7 показан еще один вариант осуществления логики 790 измерения/контроля качества. Контроль качества для первого и второго транспортных каналов 401, 402 логически представляется блоками 700 и 710 соответственно. Логика 790 измерения/контроля качества обрабатывает информацию CRC для соответствующего транспортного канала. В дополнение, BLR для каждого канала оценивается (702, 712) на основе количества блоков, принятых на протяжении одного или более TTI для соответствующего канала. Блоки, например, могли бы подсчитываться, когда информация CRC принимается с каждым блоком. При определении SIR_ref 701, 711 контроллер BLER адаптируется на основе оцененного значения BLR для каждого соответствующего транспортного канала. Соответствующее SIR_ref 701, 711 для каждого транспортного канала затем сравнивается (720), чтобы определить максимальное значение SIR_ref для использования во внутреннем контуре управления мощностью.

Как только оцененное значение BLR известно, значение BLER, используемое для определения соответствующего значения SIR_ref 701, 711 для каждого транспортного канала, адаптируется на основе оцененного значения BLR с использованием различных методов. Параметры в логике 790 измерения/контроля качества могут быть модифицированы согласно оцененному значению BLR, чтобы компенсировать отрицательные влияния на сходимость при низких BLR. Например, параметры постоянной времени фильтра α и коэффициента К усиления могут быть модифицированы (в α' и К') на основе оцененного значения BLR согласно равенствам (6) и (7). Как описано выше, постоянная α времени фильтра устанавливается на основе значения BLER_ref так, что одинаковое количество ошибок блоков используется для определения оценки BLER. Здесь постоянная времени и коэффициент усиления модифицируются согласно BLR, чтобы поддерживать одинаковую постоянную времени и одинаковую скорость изменения (то есть время сходимости) SIR_ref для каждого канала независимо от BLR. То есть время сходимости будет одинаковым при низких значениях BLR.

α' = α^1/BLR (6) K'= K/BLR (7)

В качестве альтернативы, SIR_ref также может обновляться с регулярными интервалами, например, с каждым кадром блоков, принятым по соответствующему транспортному каналу, так что постоянная времени не зависит от частоты передачи блоков. Если никакие блоки не принимаются по каналу, то подставляется CRC безошибочного блока (вместо отсутствия CRC). Если поступает ошибочный блок, то CRC взвешивается обратным значением оцененной частоты передачи блоков, как показано в равенстве (7). Снова время сходимости будет одинаковым при низких BLR.

В еще одном альтернативном варианте, использующем схему с оцененным значением BLR по фиг.7, может быть исключено SIR_ref для транспортных каналов с низкой активностью, так что транспортные каналы с более высокой активностью, а следовательно, более быстрой сходимостью, используются для определения SIR_ref. Одним из измерений активности является частота блоков за секунду, которая является произведением BLR и BLER (которое может аппроксимироваться значением BLER_ref). Логика 790 измерения/контроля качества определяет, на основе оцененного значения BLR для каждого транспортного канала, должно ли соответствующее SIR_ref 701, 711 включаться в определение максимального SIR_ref. Пороговое значение BLR_thresh регулирования BLR каждого канала устанавливается соответственно равенству (8), так что может быть удовлетворен требуемый минимальный уровень X активности.

BLR_thresh = X/BLER_ref (8)

Транспортные каналы со значением BLR ниже BLR_thresh не включаются в определение полного SIR_ref. Для предотвращения возможности исключения всех транспортных каналов полное опорное значение SIR может удерживаться постоянным до тех пор, пока транспортный канал удовлетворяет значению BLR_thresh. Более того, опорное значение SIR могло бы повышаться, если накопленное количество ошибок блока по всем каналам является необычно высоким, но ни один канал не удовлетворяет BLR_thresh.

Другой фактор с исключением опорных значений SIR из каналов, имеющих BLR ниже BLR_thresh, состоит в том, что полное значение SIR_ref может перескакивать между разными опорными значениями SIR. Количество скачков может быть уменьшено с использованием гистерезиса. Увеличение постоянной времени блока оценки BLR также могло бы иметь сглаживающий эффект. Заметим, что использование критериев отключения (вместо критериев включения) имеет преимущество, заключающееся в том, что управление SIR, инициируется немедленно, что является важным, если начальное опорное значение SIR далеко от надлежащего значения.

Способ для управления мощностью согласно варианту осуществления по фиг.7 проиллюстрирован на фиг.11. Определяется (940) BLER блоков данных, принятых по транспортному каналу. Оценивается (945) BLR блоков данных, принятых по транспортному каналу. Опорное значение SIR, соответствующее первому транспортному каналу, определяется на основании значения BLER, целевого значения BLER и оцененного значения BLR (950).

На фиг.8 показан еще один вариант осуществления логики 890 измерения/контроля качества. Здесь более точное, то есть более близкое, начальное SIR_init опорного значения SIR быстро определяется при инициализации, которая обеспечивает более быструю начальную сходимость до правильного SIR_ref для всех каналов. SIR_init определяется посредством понижения полного SIR_ref до тех пор, пока не возникает ошибка блока в любом транспортном канале. Блок 830 инициализации отслеживает CRC различных каналов и, как только первая ошибка блока обнаружена в любом канале, определяет значение SIR_init как соответствующее значение SIR, при котором произошла ошибка. Значение SIR_init предоставляется в качестве начального SIR для всех блоков 800, 810 контроля качества всех каналов. В качестве альтернативы, вместо действия по первой ошибке блока блок 830 инициализации мог бы дожидаться определенного фиксированного количества ошибок блоков.

Как только начальное значение SIR определено, любой из вышеприведенных (или другие) методов контроля качества реализуется для определения значения SIR_ref 801, 811 для каждого канала и максимального значения SIR_ref 820 для использования во внутреннем контуре управления мощностью.

Способ для управления мощностью согласно варианту осуществления по фиг.8 проиллюстрирован на фиг.12. Опорное значение SIR регулируется дискретно в сторону понижения (960). Транспортные каналы, связанные с опорным значением SIR, контролируются на наличие ошибок блоков (965). Когда предопределенное количество ошибок в совокупности принимается по транспортным каналам (970), начальное опорное значение SIR устанавливается для каждого из транспортных каналов в дискретно регулируемое опорное значение SIR (975). В ином случае значение SIR регулируется дискретно еще на один шаг и отслеживание продолжается.

Вышеприведенные варианты осуществления описывают использование информации CRC для измерения ошибок в принимаемых данных по разным транспортным каналам. Однако специалисту в данной области техники должно быть понятно, что может быть применен другой критерий измерения ошибок, такой как частота ошибочных битов (BER), среднее количество итераций в турбодекодере и действующее отношение сигнал/шум (SNR).

Более того, хотя вышеприведенные варианты осуществления в качестве примера упоминают применения управления мощностью нисходящей линии связи, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что способы и устройства равным образом могут быть применены для использования при управлении мощностью восходящей линии связи.

Кроме того, хотя некоторые из вышеприведенных вариантов осуществления первоначально описаны независимо друг от друга, должно быть понятно, что описанные методы не подразумеваются взаимно исключающими. То есть описанные методы могут быть использованы в различных сочетаниях.

Следует отметить, что термины «содержит» и «содержащий», используемые в описании, предназначаются для определения наличия изложенных признаков, этапов или компонентов, но использование этих терминов не исключает наличия или добавления одного или более других признаков, этапов, компонентов или их групп.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что изобретение может быть воплощено в различных конкретных формах, не отклоняясь от его существенных характеристик. Раскрытые варианты осуществления во всех отношениях считаются иллюстративными, а не ограничивающими. Объем изобретения определен прилагаемой формулой изобретения и предшествующим описанием, а все изменения, находящиеся в пределах ее смысла и диапазона эквивалентов, считаются включенными в ее объем.

Изобретение относится к управлению уровнями мощности передаваемых сигналов в системах сотовой связи с расширенным спектром. Технический результат - повышение достоверности информации. Способы и устройства предназначены для улучшения времени сходимости опорного значения отношения сигнал-помеха (SIR), вычисленного во внешнем контуре управления мощностью для использования во внутреннем контуре управления мощностью. Вместо учета только информации частоты ошибок индивидуально для каждого транспортного канала также учитывается другая информация для определения опорного значения SIR, например, информация качества из других транспортных каналов и информация частоты блоков для каждого канала. Посредством учета такой информации реализуется улучшенный внешний контур управления мощностью, что обеспечивает снижение мощности, необходимой для физического канала, и увеличение емкости системы связи. 8 н. и 16 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ управления мощностью в системе связи, содержащий этапы, на которых
определяют частоту появления ошибочных блоков на основе блоков данных, принятых по первому транспортному каналу, и блоков данных, по меньшей мере, второго транспортного канала; и
определяют опорное значение отношения сигнал-помеха, соответствующее первому транспортному каналу, на основе частоты появления ошибочных блоков и целевой частоты появления ошибочных блоков для первого транспортного канала,
при этом информация частоты, соответствующая блокам данных, по меньшей мере, второго транспортного канала, взвешивается согласно, по меньшей мере, одному из кодирования канала, кодовой скорости, сопоставления частот и текущего значения отношения сигнал-помеха первого и второго транспортных каналов.

2. Способ по п.1, в котором учитывают только блоки данных, по меньшей мере, второго транспортного канала для определения частоты появления ошибочных блоков, в то время как блоки данных не принимаются по первому транспортному каналу.

3. Способ по п.1, в котором частоту появления ошибочных блоков определяют по информации контроля циклическим избыточным кодом.

4. Способ по п.1, в котором опорное значение отношения сигнал-помеха регулируют так, что частота появления ошибочных блоков приближается к целевой частоте появления ошибочных блоков.

5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых
сравнивают опорное значение отношения сигнал-помеха с, по меньшей мере, одним другим опорным значением отношения сигнал-помеха, соответствующим другому транспортному каналу; и
выбирают максимальное значение из сравниваемых опорных значений отношения сигнал-помеха для использования для управления мощностью.

6. Устройство для управления мощностью в системе связи, содержащее
логику, которая определяет частоту появления ошибочных блоков на основе блоков данных, принятых по первому транспортному каналу, и блоков данных, по меньшей мере, второго транспортного канала; и
логику, которая определяет опорное значение отношения сигнал-помеха, соответствующее первому транспортному каналу, на основе частоты появления ошибочных блоков и целевой частоты появления ошибочных блоков для первого транспортного канала;
логику, которая назначает вес информации частоты, соответствующей блокам данных, по меньшей мере, второго транспортного канала согласно, по меньшей мере, одному из кодирования канала, кодовой скорости, сопоставления частот и текущего значения отношения сигнал-помеха первого и второго транспортных каналов.

7. Устройство по п.6, содержащее
логику, которая учитывает только блоки данных, по меньшей мере, второго транспортного канала при определении частоты появления ошибочных блоков, в то время как блоки данных не принимаются по первому транспортному каналу.

8. Устройство по п.6, содержащее
логику, которая определяет частоту появления ошибочных блоков по информации контроля циклическим избыточным кодом.

9. Устройство по п.6, содержащее
логику, которая регулирует опорное значение отношения сигнал-помеха так, что частота появления ошибочных блоков приближается к целевой частоте появления ошибочных блоков.

10. Устройство по п.6, дополнительно содержащее
логику, которая сравнивает опорное значение отношения сигнал-помеха с, по меньшей мере, одним другим опорным значением отношения сигнал-помеха, соответствующим другому транспортному каналу; и
логику, которая выбирает максимальное значение из сравниваемых опорных значений отношения сигнал-помеха для использования для управления мощностью.

11. Способ управления мощностью в системе связи, содержащий этапы, на которых
определяют общую информацию частоты ошибок на основе множества индивидуальных информации частоты ошибок, принятой по соответствующему множеству транспортных каналов;
определяют общую частоту появления ошибочных блоков на основе общей информации частоты ошибок;
определяют общую целевую частоту появления ошибочных блоков на основе индивидуальных целевых частот появления ошибочных блоков для множества транспортных каналов; и
определяют опорное значение отношения сигнал-помеха, соответствующее множеству транспортных каналов, на основе общей частоты появления ошибочных блоков и общей целевой частоты появления ошибочных блоков, причем упомянутое опорное значение отношения сигнал-помеха используют для управления мощностью.

12. Способ по п.11, в котором этап определения общей информации частоты ошибок основан на взвешивании множества индивидуальных информации частоты ошибок согласно, по меньшей мере, одному из кодирования канала, кодовой скорости, сопоставления частот и текущего значения отношения сигнал-помеха множества транспортных каналов.

13. Способ по п.11, в котором этап определения общей целевой частоты появления ошибочных блоков основан на взвешивании индивидуальных целевых частот появления ошибочных блоков согласно, по меньшей мере, одному из кодирования канала, кодовой скорости, сопоставления частот и текущего значения отношения сигнал-помеха множества транспортных каналов.

14. Устройство для управления мощностью в системе связи, содержащее
логику, которая определяет общую информацию частоты ошибок на основе множества индивидуальных информации частоты ошибок, принятых по соответствующему множеству транспортных каналов;
логику, которая определяет общую частоту появления ошибочных блоков на основе общей информации частоты ошибок;
логику, которая определяет общую целевую частоту появления ошибочных блоков на основе индивидуальных целевых частот появления ошибочных блоков для множества транспортных каналов; и
логику, которая определяет опорное значение отношения сигнал-помеха, соответствующее множеству транспортных каналов, на основе общей частоты появления ошибочных блоков и общей целевой частоты появления ошибочных блоков, причем упомянутое опорное значение отношения сигнал-помеха используется для управления мощностью.

15. Устройство по п.14, в котором логика, которая определяет общую информацию частоты ошибок, обеспечивает определение общей информации частоты ошибок на основании взвешивания множества индивидуальных информации частоты ошибок согласно, по меньшей мере, одному из кодирования канала, кодовой скорости, сопоставления частот и текущего значения отношения сигнал-помеха множества транспортных каналов.

16. Устройство по п.14, в котором логика, которая определяет общую целевую частоту появления ошибочных блоков, обеспечивает определение общей частоты появления ошибочных блоков на основе взвешивания индивидуальных целевых частот появления ошибочных блоков согласно, по меньшей мере, одному из кодирования канала, кодовой скорости, сопоставления частот и текущего значения отношения сигнал-помеха множества транспортных каналов.

17. Способ управления мощностью в системе связи, содержащий этапы, на которых
определяют частоту появления ошибочных блоков по блокам данных, принятым по транспортному каналу;
оценивают частоту блоков по блокам данных, принятых по транспортному каналу; и
определяют опорное значение отношения сигнал-помеха, соответствующее транспортному каналу, на основе частоты появления ошибочных блоков, целевой частоты появления ошибочных блоков и оцененной частоты блоков, причем упомянутое опорное значение отношения сигнал-помеха учитывают для управления мощностью,
при этом оцененную частоту блоков используют, чтобы поддерживать постоянную скорость изменения определенного опорного значения отношения сигнал-помеха для разных оцененных частот блоков.

18. Способ по п.17, в котором определение частоты появления ошибочных блоков выполняют на основе оцененной частоты блоков.

19. Способ управления мощностью в системе связи, содержащий этапы, на которых
определяют частоту появления ошибочных блоков по блокам данных, принятым по транспортному каналу;
оценивают частоту блоков по блокам данных, принятых по транспортному каналу; и
определяют опорное значение отношения сигнал-помеха, соответствующее транспортному каналу, на основе частоты появления ошибочных блоков, целевой частоты появления ошибочных блоков и оцененной частоты блоков, причем упомянутое опорное значение отношения сигнал-помеха учитывается для управления мощностью,
при этом опорное значение отношения сигнал-помеха учитывают для управления мощностью, только если оцененная частота блоков соответствует, по меньшей мере, минимальному уровню активности канала.

20. Способ по п.19, в котором уровень активности канала определяют на основе произведения оцененной частоты блоков и целевой частоты появления ошибочных блоков.

21. Устройство для управления мощностью в системе связи, содержащее
логику, которая определяет частоту появления ошибочных блоков по блокам данных, принятым по транспортному каналу;
логику, которая оценивает частоту блоков по блокам данных, принятых по транспортному каналу; и
логику, которая определяет опорное значение отношения сигнал-помеха, соответствующее транспортному каналу, на основе частоты появления ошибочных блоков, целевой частоты появления ошибочных блоков и оцененной частоты блоков, причем упомянутое опорное значение отношения сигнал-помеха учитывается для управления мощностью; и
логику, которая использует оцененную частоту блоков, чтобы поддерживать постоянную скорость изменения определенного опорного значения отношения сигнал-помеха для разных оцененных частот блоков.

22. Устройство по п.21, в котором логика, которая определяет частоту появления ошибочных блоков, обеспечивает определение частоты появления ошибочных блоков на основе оцененной частоты блоков.

23. Устройство для управления мощностью в системе связи, содержащее логику, которая определяет частоту появления ошибочных блоков по блокам данных, принятым по транспортному каналу;
логику, которая оценивает частоту блоков по блокам данных, принятых по транспортному каналу; и
логику, которая определяет опорное значение отношения сигнал-помеха, соответствующее транспортному каналу, на основе частоты появления ошибочных блоков, целевой частоты появления ошибочных блоков и оцененной частоты блоков, причем упомянутое опорное значение отношения сигнал-помеха учитывается для управления мощностью; и
логику, которая учитывает опорное значение отношения сигнал-помеха для управления мощностью, только если оцененная частота блоков соответствует, по меньшей мере, минимальному уровню активности канала.

24. Устройство по п.23, дополнительно содержащее
логику, которая определяет уровень активности канала на основе произведения оцененной частоты блоков и целевой частоты появления ошибочных блоков.