无线电通信系统中的闭环功率控制技术方案

在具有主站和多个辅站的无线电通信系统中，通过从每一个站向其它站发送功率控制命令、以闭环方式控制主站和辅站之间上行链路和下行链路信道的功率。响应这些命令，接收站按照步长调整其输出功率。通过考虑多个接收的功率控制命令，接收站可以对使用非直接实行的功率控制步长、例如小于其最小值或所实行的步长之间的中间值的功率控制步长的能力进行仿真。从而，能够在一定的信道条件下改善性能。在一个实施例中，当接收到的功率控制步长小于接收站的最小步长时，所述站处理一组功率控制命令，以便确定是否按照其最小步长调整其输出功率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线电通信系统，具体来说，涉及此类系统中所用，到的主站和辅站以及操作此类系统的方法。虽然本说明书专门涉及新兴的通用移动电信系统(UMTS)的系统，但是要明确的是，此技术同样适用于其他移动无线电系统。 现行技术背景无线电通信系统中，基站(BS)和移动台(MS)之间需要有两类基本的通信。第一类是用户业务，例如，语音或分组数据。第二类是控制信息，它对于设置和监控传输信道的各种参数以确保BS和MS交换所需要的用户业务是必需的。 在许多通信系统中，控制信息的各种功能之一就是实现电源的控制。对从MS向BS发送的信号进行功率控制是必需的，以便所述BS以基本上相同的功率电平从不同的MS接收信号，将每个MS所需的传输功率减至最低。对从BS向MS发送的信号进行功率控制也是必需的，以便MS可以以低误码率从BS接收信号，同时把传输功率减至最低，以便减小对其他小区和无线电系统的干扰。在双向无线电通信系统中，功率控制可以以闭合或开放回路的方式来操作。在闭合回路系统中，MS确定从BS发送的传输功率中所需的变化，并将这些变化以信号形式通知该BS，反之亦然。在开放回路系统中(可用于时分双工(TDD)系统中)，MS测量从BS接收来的信号并使用此测量值确定MS传输功率中所需要的变化。 使用功率控制的时分复用和频分复用结合的接入系统的一个示例是全球移动通信系统(GSM)，其中都以2dB的步长控制BS和MS发射器的发射功率。同样的，在US-A-5 056 109中描述了使用扩频码分多址(CDMA)技术的系统中功率控制的实现。 至于闭合回路功率控制，可以看出对于任何给定的信道情况，都有使Eb/No(每比特能量/噪声密度)最小的最优化功率控制步长。当信道变化很慢时，最优化步长大小可以小于1dB，因为此值足以跟踪信道中的变化且保证产生最少的跟踪错误。当多普勒频率提高时，使用较长步长提供较好的性能，最优化值达到2dB以上。但是，当该多普勒频率进一步提高时，就产生一个问题，为正确跟踪该信道使功率控制回路的等待时间(或更新速率)变得太长，于是最优化步长再次缩短，也许会小于0.5dB。其原因是信道快速变化无法被跟踪，所以所需要的是跟踪阴影的能力，它通常是一种慢处理过程。 由于最优化功率控制步长可以动态地变化，所以如果BS确定了用于从MS到BS的上行传输和从BS到MS的下行传输的适合功率控制步长并随即通知MS，就可以提高其性能。可以使用这种方法的系统的一个示例是UMTS频分双工(FDD)标准，其中由于使用了CDMA技术，所以功率控制是很重要的。虽然由于具有小的最小步长例如0.25dB而获得性能的提高，但是这样会大大地增加站的成本。但是，如果一个站不是必须实现最小步长，则它可能无法实现所要求的步长。 在站的某些功率控制步长的实现可有可无的系统中可能会出现另一个问题。例如，在符合UMTS规范操作的系统中，当BS改变下行传输功率(如，0.5dB、1dB、1.5dB和2dB)时，用户可能会使用多个不同的功率控制步长。但是，此情况下可能只有强制性地实现1dB的步长。在某些环境中，可能更希望不同的BS以相似的方式操作。例如，在软切换过程中，MS参与多个BS(即所谓的BS有效集)的通信以确定它应当转移到哪个BS，如果存在这样的BS的话。因此，避免这些BS的传输功率过分离散是必要的。最好可以达到这样的情况，所述有效集内的BS以相似的方式改变它们的传输功率，例如响应接收到功率控制命令而使用相似的功率步长。 如果两个BS正处于与以一定速度移动的MS进行软切换，1.5dB步长是最佳的，但是只有其中一个BS支持1.5dB步长，则实现两个BS的最优化功率控制是不可能的。网络不得不进行这样的选择或者指示BS使用不同的步长，以便BS可以使用它所支持的最优化步长(要冒两个BS传输功率过分离散的风险)，或者指示两个BS使用相同的非优化步长(如1dB或2dB)，以便避免传输功率的过分离散。显然，这两种选择都不是最佳方案。 根据本专利技术的第一个方面，提供一种无线电通信系统，所述系统具有在主站和辅站之间的通信信道，主站和辅站之一(发射站)具有用于向另一个站(接收站)发送功率控制命令以指示它调整其输出的传输功率的装置，其中接收站具有仿真装置，用于通过将具有至少一个被支持的步长的各功率控制步长组合来仿真不被支持的功率控制步长。 根据本专利技术的第二个方面，提供一种用在无线电通信系统中的主站，所述系统具有在主站和辅站之间的通信信道，所述主站具有用于响应辅站发送的功率控制命令而按步长调整其输出传输功率的装置，其中提供了仿真装置用于通过将具有至少一个被支持的步长的各功率控制步长组合来仿真不被支持的功率控制步长。 根据本专利技术的第三个方面，提供一种用在无线电通信系统中的辅站，所述系统具有在主站和辅站之间的通信信道，所述辅站具有用于响应主站发送来的功率控制命令而按步长调整其输出传输功率的装置，其中提供了仿真装置用于通过将具有至少一个被支持的步长的各功率控制步长组合来仿真不被支持的功率控制步长。 根据本专利技术的第四个方面，提供一种操作无线电通信系统的方法，所述系统具有在主站和辅站之间的通信信道，所述方法包括主站和辅站之一(发射站)向另一个站(接收站)发送功率控制命令以指示它按照步长调整其功率，其中接收站通过将具有至少一个被支持的步长的各功率控制步长组合来仿真不被支持的功率控制步长。 本专利技术基于这样一种在现行技术水平中不存在的意识，即，站对小功率控制步长的仿真可以提供良好的性能。 实现本专利技术的方式参照图1，可以以频分双工或时分双工方式运行的无线电通信系统包括一个主站(BS)100和多个辅站(MS)110。BS 100包括一个微控制器(μC)102、连接到无线电传输装置106的发射器装置(Tx/Rx)104、用于变更发送的功率电平的功率控制装置(PC)107以及用于连接到PSTN或其他适合的网络的连接装置108。每个MS 110包括微控制器(pC)112、连接到无线电传输装置116的发射器装置(Tx/Rx)114以及用于变更传输的功率电平的功率控制装置(PC)118。从BS 100到MS 110的通信发生在下行信道122上，而从MS 110到BS 100的通信发生在上行信道124上。 在UMTS FDD系统中，以各有15个时隙的10ms帧的形式发送数据。BS 100每个时隙发送一个功率控制命令(包括两个位)，其中位11(下文为简化而称为值1)要求MS 110增加其功率而位00(下文称为0)要求MS 110降低其功率。对所需功率控制步长的变更单独经由控制信道来通知。 在根据本专利技术的系统中，当要求MS 110实现比其能够达到的最小步长还要小的功率控制步长时，对此操作过程进行修改。在此情况下，只有MS 110接收到一系列相同的功率控制命令，它才会有所动作，从而仿真具有更精确功率控制能力的MS 110的性能。 例如，对于所要求步长为0.5dB而MS 110实现的最小步长为1dB的情况，MS 110处理成对的功率控制命令，且仅在两个命令相同的情况下才改变其输出功率。因此，如果所接收的两个命令是11，则增加功率；如果是00，则降低功率；如果是10或01，则功率不改变。这样的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线电通信系统，它具有在主站和辅站之间的通信信道，所述主站和所述辅站的之一（发射站）具有用于向另一个站（接收站）发送功率控制命令以指示它调整其输出的传输功率的装置，其中接收站具有仿真装置，用于通过将具有至少一个被支持的步长的各功率控制步长组合来仿真不被支持的功率控制步长。

【技术特征摘要】
GB 2000-5-9 0011007.2;GB 1999-5-26 9912289.7;GB 19中，某个元件前的词汇“a”或“an”并不排除存在多个这样的元件。还有，词“Comprcsing”并不排除所列举的之外的其他元件的存在。 业界话用范围本发明适用于无线电通信系统所涉及的范围，例如UMTS。权利要求1.一种无线电通信系统，它具有在第一站和第二站之间的通信信道，所述第一站用于向第二站发送功率控制命令以指示它步进地调整其输出的传输功率，其特征在于，该第二站具有一个控制器，该控制器用于处理所接收的多个功率控制命令以确定是否将其传输功率调制一个步长。2.按照权利要求1中所要求的系统，其特征在于，该控制器用于处理成对接收的功率控制命令和用于响应于第一功率控制命令来执行一个幅度为xΔ的步长，其中x是一个整数，Δ是第二站所实现的最小步长，然后，如果第二功率控制命令具有与第一功率控制命令相同的符号则接着执行一个幅度为(x+1)Δ的步长和如果第二功率控制命令具有与第一功率控制命令相反的符号则接着执行一个幅度为xΔ的步长。3.按照权利要求1中所要求的系统，其特征在于，该控制器用于维持一个在所接收的功率控制命令的步长和与所执行的功率控制步长和之间差值的连续和，以及如果在上述步长和之间差值大于0.5Δ时执行一个幅度为(x+1)Δ的步长，否则执行一个幅度为xΔ的步长，其中x是一个整数，Δ是第二站所实现的最小步长。4.按照权利要求1中所要求的系统，其特征在于，该控制器仅当所接收的多个功率控制命令相同时才将该传输功率调制一个步长。5.按照权利要求1中所要求的系统，其特征在于，该第一站用于在一帧中预定位置处传输多个功率控制命令。6.按照权利要求5中所要求的系统，其特征在于，所述多个功率控制命令的数目是可由在该帧中传输的功率控制命令的数目所精确整除的。7.一种用在一个无线电通信系统中的无线电站，该无线电站具有一个控制器，该控制器用于响应于所接收的功率控制命令来步进地调整该无线电站的传输功率，其特征在于，该控制器用于处理所接收的多个功率控制命令以确定是否将其传输功率调制一个步长。。8.按照权利要求7中所要求的无线电站，其特征在于该控制器用于处理成对接收的功率控制命令和用于响应于第一功率控制命令来执行一个幅度为xΔ的步长，其中x是一个整数，Δ是第二站所实现的最小步长，以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：TJ莫斯利，B亨特，MPJ贝克，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]