УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ ВОСХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ СВЯЗИ (UL) В СИСТЕМЕ ШИРОКОПОЛОСНОЙ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2010 года по МПК H04B7/26 

Область техники

Настоящее изобретение относится в целом к устройству и способу управления мощностью восходящей линии связи (UL) в системе широкополосной беспроводной связи, в частности к устройству и способу для устойчивого переключения режима управления мощностью UL в системе широкополосной беспроводной связи.

Уровень техники

Задачей систем связи четвертого поколения (4G) является изучение возможности предоставления пользователю различного качества обслуживания (QoS) при высокой скорости передачи данных. В частности, проводится изучение возможности предоставления высокоскоростной услуги поддержки для обеспечения мобильности и QoS в системах связи 4G, таких как беспроводные локальные сети (LAN) и беспроводные региональные (городские) сети (MAN), обеспечивающие относительно высокие скорости передачи данных.

Система связи 802.16 Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) использует схему мультиплексирования с ортогональным разделением частот (OFDM) и схему множественного доступа с ортогональным разделением частот (OFDMA) для поддержки сетей широкополосной передачи в физических каналах системы беспроводной сети MAN. Применяя схему OFDM/OFDMA к беспроводной системе сети MAN, система связи 802.16 IEEE обеспечивает высокую скорость передачи данных посредством передачи сигнала в физическом канале с использованием множества поднесущих.

В системе связи OFDMA сигналы восходящей линии связи (UL) могут создавать чрезмерные помехи другим подвижным станциям (MS) или соседним сотам в соответствии с мощностью передачи и вызывать снижение мощности, принимаемой базовой станцией (BS). Таким образом, требуется надлежащее управление мощностью в соответствии с требуемым отношением мощности несущей к помехе и шуму (CINR).

Как правило, режим управления мощностью можно грубо разделить на управление мощностью с обратной связью и управление мощностью без обратной связи.

Управление мощностью с обратной связью заключается в коррекции мощности передачи MS по UL под управлением BS. Однако управление мощностью с обратной связью может ухудшить точность управления мощностью в системе связи с коммутацией пакетов. BS определяет диапазон управления мощностью, используя значение CINR для пакетов, принятых по UL. Даже когда BS изредка принимает пакеты и осуществляет управление мощностью при каждом приеме пакета, точность управления мощностью может ухудшиться, поскольку имеется различие между временем передачи пакета по UL от MS и временем указания осуществить управление мощностью, поступившего от BS.

При управлении мощностью без обратной связи в предположении, что потери на восходящей линии связи равны потерям на нисходящей линии связи (DL), MS сама регулирует мощность передачи сигнала по UL посредством оценки потерь на DL. Таким образом, MS регулирует мощность на UL с использованием требуемого CINR, принятого от BS, информации о помехах и шуме на восходящей линии связи и потерь на DL. BS может дополнительно выдавать указания для более точного регулирования MS на основе значения CINR для принятых пакетов.

Как сказано выше, управление мощностью без обратной связи может значительно повысить точность управления мощностью по сравнению с управлением мощностью с обратной связью благодаря собственному регулированию мощности передачи со стороны MS и дополнительному указанию по регулированию мощности со стороны BS.

Поэтому в системе связи OFDMA MS на этапе первоначального входа в сеть выполняет управление мощностью с обратной связью, а затем выполняет управление мощностью без обратной связи посредством переключения режима управления мощностью.

На фиг. 1 приведена обычная процедура переключения из управления мощностью с обратной связью к управлению мощностью без обратной связи в системе широкополосной беспроводной связи.

При первоначальном доступе MS 10 на фиг. 1 принимает от BS 20 сообщения описания нисходящего канала/описания восходящего канала (DCD/UCD) на этапе 101 и извлекает из принятых сообщений информацию (параметры), требуемую для первоначального доступа. При этом MS 10 может извлечь параметры, относящиеся к начальному определению дальности. На этапе 103 MS 10 принимает от BS 20 информацию о помехах и шуме на UL.

На этапе 105 MS 10 устанавливает начальную мощность передачи на основе информации, принятой от BS 20. На этапе 107 MS 10 посылает к BS 20 начальный код определения дальности с первоначальной мощностью передачи. На этапе 109 BS 20 посылает к MS 10 сообщение RNG-RSP с ответом определения дальности в ответ на код начального определения дальности. На этапе 111 BS 20 посылает к MS 10 сообщение CDMA Alloc IE о выделении полосы частот для запроса на определение дальности.

В случае неполучения сообщения RNG-RSP в течение заданного времени после передачи начального кода определения дальности MS 10 повторно передает начальный код определения дальности при увеличенном уровне мощности передачи. В случае получения сообщения RNG-RSP в течение заданного времени MS 10 выполняет процедуры (N/E) входа в сеть, начинающиеся с начального определения дальности на этапе 113. Процедуры N/E включают в себя начальное определение дальности RNG_REQ/RSP, согласование основных возможностей SBC_REQ/RSP и аутентификацию PKM_REQ/RSP.

После выполнения процедур N/E MS 10 на этапе 115 входит в режим управления мощностью с обратной связью, который регулирует мощность передачи в соответствии с управлением мощностью IE с BS 20.

BS 20 проверяет возможность управления мощностью без обратной связи со стороны MS 10 посредством процедуры согласования основных возможностей. После процедур N/E BS 20 на этапе 117 запрашивает MS 10 переключиться в режим управления мощностью без обратной связи посредством отправки ответного сообщения об изменении режима управления мощностью (PMC_RSP). На этапе 119 MS 10 передает в ответ к BS 20 сообщение с запросом на изменение режима управления мощностью (PMC_REQ) и на этапе 121 изменяет режим управления мощностью на управление мощностью без обратной связи.

MS 10 вычисляет мощность передачи P для управления мощностью без обратной связи в соответствии с формулой (1).

Математическая формула 1

P=L+C/N+NI-10log ₁₀ (R)+Offset_SS _perSS +Offset_BS _perSS

Параметры в формуле (1) имеют следующие значения:

-P: мощность передачи (дБмВт) на поднесущую пакета на UL;

-L: среднее оценочное значение потерь на пути распространения, которое рассчитывается с использованием полной принятой мощности, измеренной посредством активных поднесущих предварительного сигнала и параметра эффективной мощности изотропического излучения для BS (BS_EIRP). Параметр BS_EIRP, характеризующий мощность передачи BS, принимается при помощи сообщения DCD.

-C/N: принятое значение CINR, требуемое уровнем схемы кодирования и модуляции (MCS) пакета на UL;

-NI: значение оценки средней мощности от помех и шума (дБмBт) на поднесущую, измеренное на BS, которое предоставляется каждой MS как общая информация;

- R: число повторений в соответствии с уровнем MCS;

- Offset_SS_perSS: значение компенсации мощности MS, управляемое MS, которое всегда равно нулю в пассивном режиме управления мощностью без обратной связи.

- Offset_BS_perSS: значение компенсации мощности BS, управляемое BS. Когда это значение устанавливается с использованием сообщения PMC_RSP, Offset_BS_perSS заменяется значением сообщения PMC_RSP. Когда BS направляет точное значение регулировки мощности с использованием управления мощностью IE, накопленные значения регулирования мощности в управлении мощностью IE используются в качестве значения Offset_BS_perSS. В альтернативном варианте в качестве значения Offset_BS_perSS используются накопленные значения регулирования мощности в сообщении RNG_RSP, принятом от BS.

Технические решения, известные из уровня техники, имеют ряд недостатков.

Когда в системе установлена ретрансляционная станция (RS) (или ретранслятор) и особенно когда мощность передачи RS по нисходящей линии связи (RS→MS) отличается от мощности передачи RS по восходящей линии связи (RS→BS), управление мощностью без обратной связи не может нормально работать. Это связано с тем, что управление мощностью без обратной связи основано на предположении, что потери на пути распространения на DL равны потерям на пути распространения на UL.

Если мощность передачи RS на DL больше мощности передачи на UL, MS оценивает потери в тракте передачи на UL посредством измерения потерь в тракте передачи DL. Соответственно, оцененные потери в тракте передачи UL оказываются меньше фактических потерь в тракте передачи. В этом случае, когда управление мощностью без обратной связи осуществляется на основе формулы (1), MS передает пакет по UL с мощностью, значительно меньшей требуемой мощности передачи. В результате BS может не принять сигнал по UL или может возрасти частота ошибок для пакета на UL. В частности, когда при различных потерях на пути распространения между нисходящей и восходящей линиями связи меняется режим управления мощностью (режим управления мощностью с обратной связью → режим управления мощностью без обратной связи), его влияние значительно.

Если установленное значение BS_EIRP для DCD больше фактического значения выходной мощности BS, то вычисленные MS потери на пути распространения на DL оказываются меньше фактического значения. В этом случае поскольку при управлении мощностью без обратной связи выходная мощность передачи по UL может быть установлена избыточно большой, это может оказать влияние на сигналы других MS, находящихся в зоне приема BS. Иными словами, когда BS выполняет автоматическое управление коэффициентом усиления (AGC) до быстрого преобразования Фурье (FFT), AGC действует, основываясь на суммировании всех мощностей сигналов на UL. Таким образом, это может вызвать помехи для сигнала MS, имеющего относительно слабый сигнал приема.

Наоборот, когда установленное значение BS_EIRP для DCD меньше фактического значения выходной мощности BS, вычисленные MS потери на пути распространения на DL становятся меньше фактического значения. В этом случае, поскольку при управлении мощностью без обратной связи может быть установлено значение выходной мощности передачи по UL меньше необходимого, BS может не принять сигнал MS.

Как сказано выше, поскольку при управлении мощностью без обратной связи из-за различных внешних факторов можно неправильно вычислить мощность передачи, то требуется способ устойчивого осуществления управления мощностью без обратной связи. Кроме того, такие ошибки становятся заметными, когда управление мощностью с обратной связью изменяется на управление мощностью без обратной связи. Поэтому требуется надлежащим образом поддерживать мощность передачи при смене режима управления мощностью.

Сущность изобретения

Техническое решение

Один аспект настоящего изобретения по существу предназначен для решения по меньшей мере вышеуказанных задач и (или) преодоления недостатков и для обеспечения по меньшей мере нижеприведенных преимуществ. Соответственно, один аспект настоящего изобретения должен обеспечить устройство и способ устойчивого изменения режима управления мощностью в системе широкополосной беспроводной связи.

Другой аспект настоящего изобретения должен обеспечить устройство и способ устойчивого изменения режима с управления мощностью с обратной связью на режим управления мощностью без обратной связи в системе широкополосной беспроводной связи.

Еще один аспект настоящего изобретения должен обеспечить устройство и способ устойчивого выполнения управления мощностью без обратной связи в системе широкополосной беспроводной связи.

Реализация вышеуказанных аспектов обеспечивается посредством предоставления подвижной станции (MS) в системе беспроводной связи, которая включает в себя контроллер мощности для вычисления значения компенсации мощности с использованием последней мощности передачи при предыдущем управлении с обратной связью, когда режим управления мощностью изменяется на управление мощностью без обратной связи, и для определения мощности передачи в соответствии с управлением мощностью без обратной связи с использованием значения компенсации мощности; и передатчик для регулирования и передачи мощности передачи сигнала по восходящей линии связи (UL) под управлением контроллера мощности.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения способ управления мощностью на UL в системе беспроводной связи включает в себя вычисление значения компенсации мощности с использованием последней мощности передачи при предыдущем управлении мощностью с обратной связью, когда режим управления мощностью изменяется на управление мощностью без обратной связи; и определение мощности передачи в соответствии с управлением мощностью без обратной связи с использованием значения компенсации мощности.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения способ управления мощностью на UL в системе беспроводной связи включает в себя получение, когда режим управления мощностью изменяется на управление мощностью без обратной связи, последнего значения мощности передачи P_{Tx,CL_last} при режиме управления мощностью с обратной связью, значения L_{OL_init} потерь в тракте передачи, оцененных на мобильной станции (MS), последнего значения NI_{OL_init} шумов и помех (NI), принятого от базовой станции (BS), требуемого значения CINR C/N_{CL_last} для последнего уровня схемы модуляции и кодирования (MCS), и несколько повторений R_{CL_last} согласно последнему уровню MCS; и вычисление значения компенсации мощности Offset_SS_perSS, управляемой MS с использованием полученных значений на основе формулы

Offset_SS _perSS =P _{Tx,CL_last} -(L _{OL_init} +NI _{OL_init} )-С/N _{CL_last} +10log ₁₀ (R _{CL_last} )

Краткое описание чертежей

Вышеуказанные и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из нижеследующего подробного описания, взятого совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг. 1 иллюстрирует обычную процедуру переключения с управления мощностью с обратной связью в системе широкополосной беспроводной связи;

Фиг. 2 иллюстрирует подвижную станцию (MS) в системе широкополосной беспроводной связи согласно настоящему изобретению и

Фиг. 3 иллюстрирует процедуру выполнения управления мощностью без обратной связи на восходящей линии связи (UL) согласно настоящему изобретению.

Лучший вариант выполнения изобретения

Ниже описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. В нижеследующем описании известные функции или конструкции подробно не описываются, поскольку они могут затруднить понимание сущности изобретения несущественными подробностями.

Настоящее изобретение представляет собой способ устойчивого выполнения управления мощностью в системе широкополосной беспроводной связи.

Как сказано выше, при управлении мощностью без обратной связи на основе формулы (1) мощность передачи вычисляется неправильно, когда потери в тракте передачи на восходящей и нисходящей линий связи не равны друг другу. Как правило, когда между базовой станцией (BS) и мобильной станцией (MS) используется ретрансляционная станция (RS) (или ретранслятор), самый простой способ нормальной реализации управления мощностью без обратной связи заключается в установке одинакового коэффициента усиления RS для DL и UL.

Недостатки управления мощностью без обратной связи могут быть преодолены посредством постепенного увеличения мощности передачи при определении дальности по запросу полосы пропускания или периодическом определении дальности, которое выполняется до фактической передачи пакета по UL, что аналогично первоначальному определению дальности.

MS запрашивает полосу пропускания на UL посредством определения дальности по запросу полосы пропускания. При определении дальности по запросу полосы пропускания мощность передачи постепенно увеличивается аналогично процедуре, используемой при начальном определении дальности. В частности, MS увеличивает мощность передачи определения дальности по запросу полосы пропускания, пока уровень приема BS не достигает надлежащего уровня. Соответственно, при последующей передаче пакетов по UL уровень приема BS может поддерживаться на надлежащем уровне.

MS также выполняет периодическое определение дальности даже тогда, когда пакеты по UL не передаются.

В этом случае, как в случае начального определения дальности, мощность передачи постепенно повышается. В частности, MS увеличивает мощность передачи периодического определения дальности, пока уровень приема BS не достигает надлежащего уровня. Соответственно, при последующей передаче пакетов по UL, уровень приема BS может поддерживаться на надлежащем уровне.

Вышеуказанные способы позволяют преодолеть недостатки управления мощностью без обратной связи с использованием известных подходов. В альтернативном варианте можно использовать сообщение PMC_RSP. Если говорить более подробно, то для значения Offset_BS_perSS сообщения PCM_RSP устанавливается значение разности между коэффициентом усиления RS на DL и коэффициентом усиления RS на UL. Поскольку каждая MS, соединенная с BS и RS, входит в режим управления мощностью без обратной связи и передает сигналы с высокой мощностью до значения Offset_BS_perSS сообщения PMC_RSP, в других сотах могут мгновенно возрасти помехи. Однако MS, устанавливающая связь с BS, может понизить мощность передачи при помощи постоянного управления мощностью IE, и MS, устанавливающая связь c RS, может поддерживать определенный уровень мощности приема с точки зрения приема BS.

Помимо вышеуказанных способов MS может самостоятельно вычислять надежную мощность передачи в рамках управления мощностью без обратной связи, которое подробно описывается со ссылкой на чертежи.

На фиг. 2 приведена блок-схема MS в системе широкополосной беспроводной связи согласно настоящему изобретению. Последующие объяснения относятся к системе (TDD)-OFDMA с мультиплексированием с временным разделением, взятой в качестве примера. Заметим, что настоящее изобретение можно легко применить к любой системе управления мощностью, такой как система (FDD)-OFDMA с дуплексной передачей с частотным разделением и гибридная система, использующая и TDD, и FDD.

MS на фиг. 2 включает в себя элемент 201 уровня управления доступом к среде (MAC), соединенный с верхним уровнем, передающий модем 203, принимающий модем 205, дуплексор 207, контроллер 209 мощности и измеритель 211 принимаемой мощности.

Элемент 201 уровня MAC служит для приема передаваемых данных от верхнего уровня (например, от элемента уровня IP) и для предоставления передаваемых данных на передающий модем 203 посредством обработки передаваемых данных согласно схеме соединений передающего модема 203. Элемент 201 уровня MAC принимает принимаемые данные от принимающего модема 205, обрабатывает их и предоставляет принимаемые данные верхнему уровню согласно схеме соединений верхнего уровня. Согласно настоящему изобретению элемент 201 уровня MAC предоставляет информацию, требуемую для управления мощностью контроллеру 209 мощности. Информация, требуемая для управления мощностью, может включить в себя информацию, принятую от BS, и информацию, выработанную на основе информации, принятой от BS.

Передающий модем 203 включает в себя блок кодирования канала, блок модуляции, высокочастотный (RF) передающий блок и т.д. Передающий модем 203 преобразует данные (данные информационных пакетов), поступающие от элемента 201 уровня MAC, к виду для передачи по радиолинии и предоставляет преобразованные данные дуплексору 207. Блок кодирования канала может включить в себя кодер канала, перемежитель и модулятор. Блок модуляции может включить в себя оператор обратного FFT (IFFT) для отображения передаваемых данных на множество ортогональных поднесущих. Радиочастотный передающий блок может включать в себя фильтр и радиочастотный оконечный блок.

Принимающий модем 205 включает в себя высокочастотный принимающий блок, блок демодуляции и блок декодирования канала. Принимающий модем 205 восстанавливает данные из сигналов радиолинии, поступившие от дуплексора 207, и предоставляет восстановленные данные элементу 201 уровня MAC. Высокочастотный принимающий блок может включать в себя фильтр и высокочастотный входной блок. Блок демодуляции может включить в себя выполнение FFT для извлечения данных, отображенных на поднесущие. Блок декодирования канала может включать в себя демодулятор, обращенный перемежитель и декодер канала.

Дуплексор 207 подает принятый сигнал (сигнал на DL) с антенны на принимающий модем 205 и подает передаваемый сигнал (сигнал на UL) от передающего модема 203 к антенне согласно схеме TDD.

Измеритель 211 принимаемой мощности принимает значения поднесущих начального сигнала, принятого от BS от принимающего модема 205, измеряет принимаемую мощность при помощи значений поднесущих начального сигнала и предоставляет измеренную принимаемую мощность контроллеру 209 мощности. Измеренная принимаемая мощность используется для расчета потерь L в тракте передачи UL в формуле (1).

Контроллер 209 мощности выполняет управление мощностью с обратной связью или управление мощностью без обратной связи. При управлении мощностью с обратной связью контроллер 209 мощности определяет UL мощность передачи по UL согласно команде управления мощностью, принятой от BS, и предоставляет мощность передачи по UL передающему модему 203. Передающий модем 203 посылает сигнал по UL посредством регулирования мощности передачи сигнала на UL согласно мощности передачи от контроллера 209 передачи. Мощность передачи может регулироваться в одном из каскадов: в каскаде основной частоты, в каскаде промежуточной частоты (IF) и в каскаде радиочастоты (RF).

При управлении мощностью без обратной связи контроллер 209 мощности определяет мощность передачи по UL на основе формулы (1) и предоставляет определенную мощность передачи по UL передающему модему 203. Когда мощность передачи определяется на основе формулы (1), требуются информация относительно значения CINR, требуемая уровнем MCS переданного по UL информационного пакета, и среднее значение оценки помех и шумов (NI) на поднесущую в BS, которые поступают от элемента 201 уровня MAC.

При переходе от режима управления мощностью с обратной связью к режиму управления мощностью без обратной связи контроллер 209 мощности вычисляет значение Offset_SS_perSS компенсации мощности MS формулы (1) на основе формулы (2) для недопущения резкого изменения мощности передачи вследствие переключения режима управления мощностью и выполняет управление мощностью без обратной связи с учетом вычисленного значения компенсации мощности MS в формуле(1).

Формула 2

Offset_SS _perSS =P _{Tx,CL_last} -P _{Tx,OL_init} +ΔCINR _req

Параметры в формуле (2) определены ниже.

- P_{Tx,CL_last}: последнее значение мощности передачи в режиме управления мощностью с обратной связью;

- P_{Tx,OL_init}: начальное значение оценки мощности передачи после перехода к режиму управления мощностью без обратной связи, что может быть выражено в виде формулы (3).

Формула 3

P _{TX,OL_init} = L _{OL_init} +C/N _{OL_init} +NI _{OL_init}-10log₁₀(R _{OL_init})

ΔCINR_req: разность между требуемым значением CINR для уровня MCS передаваемого пакета по UL и требуемым значением CINR для последнего уровня MCS, используемого в режиме управления мощностью с обратной связью, которая может быть выражена формулой (4).

Формула 4

ΔCINR _req =C/N _{OL_init} -C/N _{CL_last} -(10log₁₀(R _{OL_init})-10log_l0(R _{CL_last}))

Соответственно, формула (2) может быть представлена в виде формулы (5).

Формула 5

Offset_SS _perSS =P _{Tx,CL_last}-(L _{OL_init} +NI _{OL_init} )-C/N _{СL_last} +10log_l0(R _{CL_last})

Параметры в уравнении (5) определены следующим образом. P_{Tx,CL_last} - последнее значение мощности передачи в режиме управления мощностью с обратной связью. L_{OL_init} - потери на пути распространения по оценке MS при изменении с управления мощностью с обратной связью на управление мощностью без обратной связи. NI_{OL_init} - последнее значении шумов и помех, принятое на BS. C/N _{CL_init} - требуемое значение CINR для последнего уровня MCS (модуляция и прямое исправление ошибок) в режиме управления мощностью с обратной связью. R_{CL_last} - число повторений (коэффициент повторения) согласно последнему уровню MCS.

Как указано выше, контроллер 209 мощности вычисляет значение Offset_SS_perSS компенсации мощности MS на основе формулы (2) или формулы (5) и выполняет управление мощностью без обратной связи с учетом значения компенсации мощности MS. Как видно из формулы (2), значение компенсации мощности MS формулы (1) устанавливается равным не нулю, а сумме разности между последним значением мощности передачи при предыдущем способе управления мощностью с обратной связью и начальным значением мощности передачи, оцененным при переходе к режиму управления мощностью без обратной связи и разности между требуемым значениями CINR на основе различных MCS.

Значение компенсации мощности MS в формуле (2) и формуле (5) вычислено только один раз, когда режим управления мощностью переходит от управления мощностью с обратной связью к управлению мощностью без обратной связи, и затем поддерживается до изменения режима управления мощностью. При таком идеальном управлении мощностью, поскольку начальный уровень мощности при управлении мощностью без обратной связи совпадает с последним уровнем мощности при управлении мощностью с обратной связью, значение Offset_SS_perSS компенсации мощности MS будет равно нулю. Однако в случае неравенства потерь на пути распространения по UL и потерь на пути распространения по UL удается избежать резкого изменения мощности передачи при изменении режима посредством компенсации этого неравенства при помощи значения компенсации мощности MS.

На фиг. 3 приведена процедура выполнения управления мощностью без обратной связи на UL в системе широкополосной беспроводной связи согласно настоящему изобретению.

Как показано на фиг. 3, на этапе 301 MS определяет, изменяется ли режим управления мощностью на режим управления мощностью без обратной связи. Как описано выше, изменение режима управления мощностью происходит с использованием сообщения PMC_RSP, принятого от BS. После приема от BS сообщения PMC_RSP, MS распознает запрос на изменение режима на управление мощностью без обратной связи, передает в ответ на сообщение PMC_RSP сообщение PMC_REQ к BS и затем входит в режим управления мощностью без обратной связи.

При входе в режим управления без обратной связи MS на этапе 303 определяет последнее значение мощности передачи в режиме управления мощностью с обратной связью и требуемого значения CINR для последнего уровня MCS. На этапе 305 MS определяет требуемое значение CINR для начального уровня MCS для пакета на UL, который будет передан после изменения на режим управления мощностью без обратной связи.

На этапе 307 MS оценивает на основе формулы (3) начальное значение мощности передачи, которое будет использовано после перехода к режиму управления мощностью без обратной связи. На этапе 309 MS вычисляет значение Offset_SS_perSS компенсации мощности MS с использованием последнего значения P_{Tx,CL_last} мощности передачи в режиме управления мощностью с обратной связью, требуемое значение CINR для последнего уровня MCS, требуемое значение CINR для начального уровня MCS и начальное значение P_{Tx,OL_init} оценки мощности передачи. Значение компенсации мощности MS может быть получено из формулы (2) или формулы (5).

После вычисления значения Offset_SS_perSS MS на этапе 311 выполняет управление мощностью без обратной связи с учетом значения компенсации мощности MS в формуле (1).

Как изложено выше, в системе связи широкополосного беспроводного доступа, такой как система OFDMA, при изменении режима управления мощностью на управление мощностью без обратной связи режим управления мощностью без обратной связи может устойчиво выполняться даже при неравенстве между потерями на пути распространения по UL и потерями на пути распространения по DL. Иными словами, поддерживая надлежащий уровень мощности приема BS для передачи пакетов по UL, можно обеспечить устойчивое управление мощностью передачи без обратной связи и улучшить качество передачи по UL.

Хотя изобретение было представлено и описано со ссылкой на некоторые предпочтительные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что могут быть внесены различные по форме и деталям изменения без отступления от сущности и объема изобретения, определяемого прилагаемой формулой.

Изобретение относится к системам широкополосной беспроводной связи. Представлены устройство и способ управления мощностью восходящей линии связи (UL) в системе широкополосной беспроводной связи. Мобильная станция (MS) включает в себя контроллер мощности для вычисления значения компенсации мощности с использованием конечной мощности передачи при предыдущем управлении мощностью с обратной связью, когда изменяют режим управления мощностью с управления мощностью с обратной связью на управление мощностью без обратной связи, и для определения мощности передачи при управлении мощностью без обратной связи с использованием значения компенсации и передатчик для регулирования и передачи мощности передачи сигнала восходящей линии связи (UL) под управлением контроллера мощности. Техническим результатом является сохранение мощности передачи при смене режима управления мощностью. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Подвижная станция (MS) в системе беспроводной связи, содержащая
контроллер мощности для вычисления значения компенсации мощности с использованием конечной мощности передачи при предыдущем управлении мощностью с обратной связью, когда изменяют режим управления мощностью с управления мощностью с обратной связью на управление мощностью без обратной связи, и для определения мощности передачи при управлении мощностью без обратной связи с использованием значения компенсации мощности; и
передатчик для регулирования и передачи мощности передачи сигнала восходящей линии связи (UL) под управлением контроллера мощности.

2. Подвижная станция (MS) по п.1, в которой контроллер мощности вычисляет значение Offset_SS_perSS компенсации мощности на основе
Offset_SS_perSS=P_{Tx,CL_last}-P_{Tx,OL_init}+ΔCINR_req,
где P_{Tx,CL_last} - конечное значение мощности передачи в режиме управления мощностью с обратной связью; P_{Tx,OL_init} - начальное значение оценки мощности передачи после изменения режима управления мощностью без обратной связи и ΔCINR_req - разность между требуемым значением отношения несущей к помехам и шумам (CINR) для начального уровня схемы модуляции и кодирования (MCS) в режиме управления мощностью без обратной связи и требуемым значением CINR для последнего уровня MCS в режиме управления мощностью с обратной связью.

3. Подвижная станция (MS) по п.1, в которой контроллер мощности вычисляет значение Offset SS_perSS компенсации мощности на основе
Offset_SS_perSS=P_{Tx,CL_last}-(L_{OL_init}+NI_{OL_init})-C/N_{СL_init}+10log_l0(R_{CL_last}),
где P_{Tx,СL_last} - последнее значение мощности передачи в режиме управления мощностью с обратной связью; L_{OL_init} - потери в тракте передачи, оцененные MS; NI_{OL_init} - последнее значение шумов и помех (NI), принятое на базовой станции (BS); C/N_{CL_last} - требуемое значение CINR для последнего уровня MCS в режиме управления мощностью с обратной связью и R_{CL_last} - число повторений (коэффициент повторения) в соответствии с последним уровнем MCS.

4. Подвижная станция (MS) по п.1, в которой контроллер мощности определяет мощность Р передачи в соответствии с управлением мощностью без обратной связи на основе
P=L+C/N+NI-10log₁₀(R)+Offset_SS_perSS+Offset_BS_perSS,
где Р - значение мощности передачи (дБмВт) на поднесущую пакета UL; L - значение оценки потерь в тракте передачи; C/N - значение CINR, требуемое уровнем MCS пакета UL; NI - значение оценки мощности шумов и помех (NI) (дБмВт) в BS; R - число повторений (коэффициент повторения) в соответствии с уровнем MCS; Offset_{_}SS_perSS - значение компенсации мощности MS; управляемое MS, Offset_{_}BS_perSS - значение компенсации мощности BS, управляемое BS.

5. Подвижная станция (MS) по п.1, дополнительно содержащая
измеритель мощности для измерения мощности приема предварительного сигнала, принятого от BS, и предоставления измеренной мощности приема контроллеру мощности,
причем контроллер мощности оценивает потери в тракте передачи UL с использованием значения мощности передачи BS, принятого от BS, и мощности приема, поступающей от измерителя мощности, и использует оцененные потери в тракте передачи при управлении мощностью без обратной связи.

6. Подвижная станция (MS) по п.1, в которой изменяют режим управления мощностью с использованием сообщения ответа об изменении режима управления мощностью (PMC_RSP), поступающего от BS.

7. Подвижная станция (MS) по п.1, в которой значение компенсации мощности вычисляют при изменении режима управления мощностью и поддерживают до изменения режима управления мощностью.

8. Способ управления мощностью восходящей линии связи (UL) в системе беспроводной связи, в котором:
вычисляют значение компенсации мощности с использованием конечной мощности передачи при предыдущем управлении мощностью с обратной связью, когда изменяют режим управления мощностью с управления мощностью с обратной связью на управление мощностью без обратной связи; и
определяют мощность передачи при управлении мощностью без обратной связи с использованием значения компенсации мощности.

9. Способ управления мощностью UL по п.8, в котором дополнительно
регулируют мощность сигнал UL до определенной мощности передачи и передают сигнал UL.

10. Способ управления мощностью UL по п.8, в котором значение Offset_{_}SS_perSS компенсации мощности вычисляют на основе
Offset_SS_perSS=P_{Tx,CL_last}-P_{Tx,OL_init}+ΔCINR_req,
где P_{Tx,CL_last} - последнее значение мощности передачи в режиме управления мощностью с обратной связью; P_{Rx,OL_init} - начальное значение оценки мощности передачи после изменения режима управления мощностью без обратной связи и ΔCINR_req - разность между требуемым значением отношения несущей к помехам и шумам (CINR) для начального уровня схемы модуляции и кодирования (MCS) в режиме управления мощностью без обратной связи и требуемым значением CINR для последнего уровня MCS в режиме управления мощностью с обратной связью.

11. Способ управления мощностью UL по п.8, в котором значение Offset_{_}SS_perSS компенсации мощности вычисляют на основе
Offset_{_}SS_perSS=P_{Tx,CL_last}-(L_{OL_init}+NI_{OL_init})-С/N_{CL_last}+10log₁₀(R_{CL_last}),
где P_{Tx,CL_last} - последнее значение мощности передачи в режиме управления мощностью с обратной связью; L_{OL_init} - потери в тракте передачи, оцененные MS; NI_{OL_init} - последнее значение шумов и помех (NI), принятое на базовой станции (BS); C/N_{CL_last} - требуемое значение CINR для последнего уровня MCS в режиме управления мощностью с обратной связью и R_{CL_last} - число повторений (коэффициент повторения) в соответствии с последним уровнем MCS.

12. Способ управления мощностью UL по п.8, в котором мощность Р передачи при управлении мощностью без обратной связи определяют на основе
P=L+C/N+NI-10log₁₀(R)+Offset_SS_perSS+Offset_BS_perSS,
где Р - значение мощности передачи (дБмВт) на поднесущую пакета UL; L - значение оценки потерь в тракте передачи; C/N - значение CINR, требуемое уровнем MCS пакета UL; NI - значение оценки мощности шумов и помех (NI) (дБмВт); R - число повторений (коэффициент повторения) в соответствии с уровнем MCS; Offset_{_}SS_perSS - значение компенсации мощности MS, управляемое MS; Offset_{_}BS_perSS - значение компенсации мощности BS, управляемое BS.

13. Способ управления мощностью UL по п.8, в котором меняют режим управления мощностью с использованием сообщения ответа об изменении режима управления мощностью (PMC_{_}RSP), поступающего от BS.

14. Способ управления мощностью UL по п.8, в котором значение компенсации мощности вычисляют при изменении режима управления мощностью и поддерживают до изменения режима управления мощностью.

15. Способ управления мощностью восходящей линии связи (UL) в системе беспроводной связи, в котором
получают, когда изменяют режим управления мощностью с управления мощностью с обратной связью на управление мощностью без обратной связи, конечное значение P_{Tx,CL_last} мощности передачи в режиме управления мощностью с обратной связью, значение L_{OL_init} потерь в тракте передачи, оцененных подвижной станцией (MS), последнее значение NI_{OL_init} шумов и помех (NI), принятое от базовой станции (BS), требуемое значение C/N_{CL_last} CINR для последнего уровня схемы модуляции и кодирования (MCS) в режиме управления мощностью с обратной связью и число повторений R_{CL_last} в соответствии с последним уровнем MCS; и
вычисляют значение Offset_{_}SS_perSS компенсации мощности, управляемое MS с использованием полученных значений на основе
Offset_SS_perSS=P_{Tx,CL_last}-(L_{OL_init}+NI_{OL_init})-С/N_{CL_init}+10log₁₀(R_{CL_last}).

16. Способ управления мощностью UL по п.15, в котором дополнительно
вычисляют мощность Р передачи при управлении мощностью без обратной связи с использованием значения Offset_{_}SS_perSS компенсации мощности.

17. Способ управления мощностью UL по п.16, в котором мощность Р передачи при управлении мощностью без обратной связи определяют на основе
P=L+C/N+NI-10log₁₀(R)+Offset_SS_perSS+Offset_BS_perSS,
где Р - значение мощности передачи (дБмВт) на поднесущую пакета UL; L - значение оценки потерь в тракте передачи; C/N - значение CINR, требуемое уровнем MCS пакета UL; NI - значение оценки мощности шумов и помех (NI) (дБмВт); R - число повторений (коэффициент повторения) в соответствии с уровнем MCS; Offset_{_}SS_perSS - значение компенсации мощности MS, управляемое MS; Offset_{_}BS_perSS - значение компенсации мощности BS, управляемое BS.

18. Способ управления мощностью UL по п.15, в котором дополнительно
регулируют мощность пакета UL до определенной мощности передачи и передают пакет UL.

19. Способ управления мощностью UL по п.15, в котором меняют режим управления мощностью с использованием сообщения ответа об изменении режима управления мощностью (PMC_{_}RSP), поступающего от BS.

20. Способ управления мощностью UL по п.15, в котором значение компенсации мощности вычисляют при изменении режима управления мощностью и поддерживают до изменения режима управления мощностью.

21. Устройство управления мощностью в системе беспроводной связи, содержащее
средство для вычисления значения компенсации мощности с использованием конечной мощности передачи при предыдущем управлении мощностью с обратной связью, когда изменяют режим управления мощностью с управления мощностью с обратной связью на управление мощностью без обратной связи; и
средство для определения мощности передачи при управлении мощностью без обратной связи с использованием значения компенсации мощности.

22. Устройство управления мощностью в системе беспроводной связи, содержащее
средство для получения, когда изменяют режим управления мощностью с управления мощностью с обратной связью на управление мощностью без обратной связи, конечного значения Р_Tх,_{CL_lаst} мощности передачи в режиме управления мощностью с обратной связью, значения L_{OL_init} потерь в тракте передачи, оцененных подвижной станцией (MS), последнего значения NI_{OL_init} шумов и помех (NI), принятого от базовой станции (BS), требуемого значения C/N_{CL_last} CINR для последнего уровня схемы модуляции и кодирования (MCS) в режиме управления мощностью с обратной связью и числа повторений R_{CL_last} в соответствии с последним уровнем MCS; и
средство для вычисления значения Offset_{_}SS_perSS компенсации мощности, управляемого MS с использованием полученных значений на основе
Offset_SSperSS=P_{Tx,CL_last}-(L_OL__init+NI_{OL_init})-C/N_{CL_init}+10log₁₀(R_{CL_last}).