CN100391268C

CN100391268C - 移动无线通信方法、系统、基站、基站控制器及移动站

Info

Publication number: CN100391268C
Application number: CNB001089145A
Authority: CN
Inventors: 帕特里克·布兰克
Original assignee: Alcatel NV
Current assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 1999-05-21
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2020-05-19
Also published as: CN1275039A; DE69916793T2; DE69916793D1; EP1054518B1; EP1054518A1; JP2001007761A; US6341225B1

Abstract

一种使用功率控制环(1)和调整程序(2)提高移动无线通信系统性能的方法，所述功率控制环根据传输质量目标值控制功率，所述调整程序用于调整所述传输质量目标值，在该方法中根据如此控制的功率达到最大值(3)来限制所述调整程序(4)。

Description

移动无线通信方法、系统、基站、基站控制器及移动站

本发明一般涉及移动无线通信系统。

本发明尤其涉及在这种系统中使用的功率控制以(在服务质量、容量等方面)提高性能。

本发明尤其适用于CDMA(“码分多址”)类型的移动无线通信系统。本发明尤其适用于UMTS(“通用移动电信系统”)。

在CDMA系统中使用的一种功率控制是所谓的闭环功率控制。

闭环一般在快速的基础上运行以通过将合适的功率控制命令发回发射机来围绕传输质量目标值(通常是SIR_目标)调整传输质量(通常用SIR或“信噪比”表示)。因此，当所估计的SIR低于SIR_目标值时，闭环向发射机发回“上调”功率控制命令，反之，向发射机发回“下调”功率控制命令。

一般通过所谓的外环调整SIR_目标值。外环通常在速度较低的基础上运行以围绕服务质量目标值(通常是BER或FER目标值)调整服务质量(通常用BER、“误比特率”、FER、或“帧出错率”表示)。因此，当所估计的BER或FER高于BER或FER目标值时，外环增加SIR_目标值，反之则降低。

这样一种实施可能导致这种情况，即不必要地增加SIR_目标值，从而不必要地增加系统中的干扰电平。

在诸如发射机已经达到其最大发射功率或系统已经过载时的情况下，更可能出现这种情况。在这些情况下，无用地增加SIR_目标值，而不能导致任何质量上的提高。这可以被视为本质上的缺陷，只要这些情况适用，则SIR_目标值可能达到过高的一个值，当这些情况不适用时，将导致在高于所必需的电平上设置发射功率，因而不必要地增加系统中的干扰电平，直到该算法再次达到一个正确值。

通常在接收机侧上执行外环，以降低质量测量和SIR_目标设置之间的适应延时。然而，接收机可能无法知道为何使用当前的SIR_目标值不能维持服务质量，并如上所述，可能试图增加当前的SIR_目标值，即使例如由于网络过载而不能达到当前的SIR_目标值。

因此，需要提供一种避免这些缺点的功率控制方法。

因此，本发明的一个目的是使用功率控制环和调整程序来提高移动无线通信系统性能的一种方法，所述功率控制环根据传输质量目标值控制功率，所述调整程序用于调整所述传输质量目标值，在该方法中根据如此控制的功率达到最大值来限制所述调整程序。

根据本发明的另一个目的，所述调整程序的所述限制包括：如果如此控制的功率已经达到最大值，则不增加所述传输质量目标值。

根据本发明的另一个目的，所述移动无线通信系统是CDMA类型的。

根据本发明的另一个目的，所述调整程序是一个外环，它围绕服务质量目标值调整服务质量。

根据本发明的另一个目的，使用下行链路功率控制环和下行链路调整程序，在所述移动无线通信系统的下行链路传输方向上执行所述功率控制，并根据如此控制的功率达到一个最大值来限制所述下行链路调整程序。

根据本发明的另一个目的，使用上行链路功率控制环和上行链路调整程序，在所述移动无线通信系统的上行链路传输方向上执行所述功率控制，并根据如此控制的功率达到一个最大值来限制所述上行链路调整程序。

本发明的另一个目的是用于执行这种方法的一种移动无线通信系统，所述移动无线通信系统包括至少一个移动站和一个移动无线通信网络，所述移动站又包括用于执行所述下行链路调整程序的装置，所述移动无线通信网络又包括至少一个基站和至少一个基站控制器，并且所述系统包括用于根据所控制的基站发射机功率达到最大值来限制所述下行链路调整程序的装置。

根据本发明的另一个目的，为连接到所述基站的所有移动站执行所述限制。

根据本发明的另一个目的，仅为所述基站发射机不能为其发射所需功率的那些移动站执行所述限制。

根据本发明的另一个目的，不为同时连接到其它基站的那些移动站执行所述限制，当这些其它基站中的至少一个基站的发射机功率未达到最大值时。

根据本发明的另一个目的，这种系统的基站包括：

-用于向基站控制器发送基站发射机达到最大功率值的相关信息的装置；

根据本发明的另一个目的，这种移动通信系统的基站控制器包括：

-用于从基站接收所述信息和提供相应限制信息的装置；

-将所述限制信息发送给至少一个移动站的装置。

根据本发明的另一个目的，这种移动无线通信系统的基站控制器包括：

-用于从基站接收功率测量报告，并根据从这些功率测量报告中推断出的基站发射机达到最大功率值的相关信息来提供限制信息的装置；

-将所述限制信息发送给至少一个移动站的装置。

根据本发明的另一个目的，这种系统的移动站包括：

-从基站控制器接收所述限制信息的装置；

-根据所述限制信息限制所述下行链路调整程序的装置。

本发明的另一个目的是用于执行这种方法的一种移动无线通信系统，所述移动无线通信系统包括至少一个移动站和一个移动无线通信网络，所述移动无线通信网络又包括至少一个基站和至少一个基站控制器，所述基站控制器又包括用于执行所述上行链路调整程序的装置，并且所述系统包括用于根据所控制的移动站发射机功率达到最大值来限制所述上行链路调整程序的装置。

根据本发明的另一个目的，这种系统的移动站包括：

-用于向基站控制器发送移动站发射机达到最大功率值的相关信息的装置；

根据本发明的另一个目的，这种系统的基站控制器包括：

-用于从移动站接收所述信息的装置；

-根据这种信息限制所述上行链路调整程序的装置。

根据本发明的另一个目的，这种系统的基站控制器包括：

-用于接收功率测量报告的装置；

-根据从这些功率测量报告中推断出的移动站发射机达到最大功率值的相关信息来限制所述上行链路调整程序的装置。

根据下述说明书并结合附图，本发明的这些和其它目的将变得更明显。

-图1用于说明根据本发明的一种方法，

-图2用于说明UMTS的无线接入网或“UTRAN”(“UMTS陆地无线电接入网”)的常规结构，

-图3用于说明根据本发明可用于下行链路功率控制的信令的例子，

-图4用于说明根据本发明可用于上行链路功率控制的信令的例子，

-图5用于说明可以在移动无线通信系统中用于为下行链路功率控制执行根据本发明的一种方法的装置的例子，

-图6用于说明在移动无线通信系统中为上行链路功率控制执行根据本发明的一种方法可能需要的装置的例子。

因此，本发明的目的是使用功率控制环和调整程序提高移动无线通信系统性能的一种方法，所述功率控制环根据传输质量目标值控制功率，所述调整程序用于调整所述传输质量目标值，在该方法中根据如此控制的功率达到最大值来限制所述调整程序。

这种方法可以用图1表示，在图1中：

·1指功率控制环，

·2指所述调整程序

·3指提供所控制功率达到最大值的相关信息，

·4指根据如此提供的信息限制所述调整程序。

通常，这种方法能够通过优化调整程序来优化性能。

尤其是，如果所述被控制的功率达到最大值，通过保证不执行传输质量目标值的增加，能避免上述缺点。

特别是，通过考虑当前的情况，在该情况下调整程序是如上所述的外环算法，功率控制环是如上所述的闭环，这可以用下述算法表示：

如果外环请求增加SIR_目标，

如果发射机功率饱和＝真，拒绝请求

否则接受请求

其中：

·发射机功率饱和是依据发射机侧所提供信息的一个布尔值。

本发明可以应用于上行链路功率控制、下行链路功率控制、或上行链路和下行链路功率控制。

当与已知方法相比较时，根据本发明的方法可能要求执行附加信令。

例如，下面将公开本发明在UMTS的UTRAN结构上的应用。

如图2所示，当前的UTRAN结构包括；

-基站，称作“节点B”，经称作“Uu”的无线电接口与移动站或“用户装置”(UE)通信，

-基站控制器，称作“无线电网络控制器”或RNC，经称作“Iub”的接口与节点B通信(每个RNC控制多个节点B)。

在这种结构中，对于上行链路功率控制，通常在节点B中执行闭环功率控制，而通常在RNC中执行外环算法；对于下行链路功率控制，通常在UE中同时执行两个环。

因而，根据本发明的方法可能要求在UTRAN和UE之间执行附加信令，以指示在发射机侧达到最大功率值的情况。下面，如用于下行链路功率控制的图3或用于上行链路控制的图4所示，在RNC和UE之间定义这种信令。

如图3所示，对于下行链路功率控制，如图中5所示，节点B首先通知RNC其功率放大器的饱和。然后，RNC可以向连接到该节点B的所有UE发送“外环控制(有效)”消息，如图中6所示发送给一个给定的UE。对于软越区切换中(即同时连接到其它节点B)的UE，仅当软越区切换中涉及的所有节点B已经指示它们的功率放大器饱和时，RNC可发送这种消息。然后，UE将其“发射机功率饱和”字段设置为真，从而阻止SIR_目标的任何增加。当饱和已经被解决时，如图中7所示，节点B通知RNC。然后，RNC向先前被限制的UE发送“外环控制(解除)”消息，如图中8所示发送给一个给定的UE。对于软越区切换中的UE，只要软越区切换中涉及的一个节点B指示已经解决饱和，就发送该消息。然后，UE将它的“发射机功率饱和”字段设置为假并允许增加SIR_目标。

节点B也可以发送指示UE它不能为其发送所需功率的功率饱和消息。在这种情况下，RNC仅向已经由节点B指示的UE发送限制消息。对于软越区切换中的UE，仅当软越区切换中涉及的所有节点B已经指示它们不能向该UE发送所需功率时，RNC发送限制消息。

RNC也可以使用由节点B发送的功率测量报告以触发发送给UE的消息。

如图4所示，对于上行链路功率控制，如图中9所示，当UE的发射机功率超过给定阈值时，UE向RNC发送“达到最大功率”消息。然后，RNC通知本地上行链路外环阻止SIR_目标的增加。当UE的发射机功率再次低于阈值时，UE向RNC发送一个新的消息“解除最大功率”，如图中9’所示，从而允许增加SIR_目标。

RNC也可以使用来自UE的功率测量报告以触发外环功率控制的限制，在这种情况下，不需要空中接口上的附加信令。

图5和图6用于说明可以据此在这些不同实体中使用的装置的例子，分别用于下行链路和上行链路功率控制。

如图5所示，除了可能是典型的并因而在此省略的装置之外，节点B可包括：

-装置10，用于向RNC发送其发射机功率达到最大值的相关信息。

如图5所示，除了可能是典型的并因而在此省略的装置之外，RNC可包括：

-装置11，用于从节点B接收所述信息并用于提供相应的限制信息，

-装置12，用于向至少一个用户装置UE(根据上述的不同可能性向所有用户装置UE或仅向其中的某些用户装置)发送这种限制信息。

如图5所示，除了可能是典型的并因而在此省略的装置之外，UE可包括：

-装置13，用于从RNC接收这种限制信息，

-装置14，用于根据所述限制信息限制所述下行链路调整程序。

如图6所示，除了可能是典型的并因而在此省略的装置之外，用户装置(UE)可包括：

-装置15，用于向RNC发送其发射机达到最大值的相关信息。

除了可能是典型的并因而在此省略的装置之外，RNC可以包括：

-装置16，用于从UE接收所述信息，

-装置17，用于根据所述信息限制所述上行链路调整程序。

诸如10至17的装置协同工作以执行上述方法。对于本领域的技术人员来说，这些装置并不需要与它们上面被公开的功能相比更全面的公开。另外，可以根据这种类型的系统中已知类型的信令程序来执行所需信令，因而对于本领域的技术人员来说，也不需要更全面的公开。

Claims

1.一种使用功率控制环(1)和调整程序(2)提高移动无线通信系统性能的方法，所述功率控制环根据传输质量目标值控制功率，所述调整程序用于调整所述传输质量目标值，在该方法中根据如此控制的功率达到最大值(3)来限制所述调整程序(4)。

2.根据权利要求1的方法，其中所述调整程序的所述限制包括：如果如此控制的功率已经达到最大值，则不增加所述传输质量目标值。

3.根据权利要求1或2的方法，其中所述移动无线通信系统是CDMA类型的。

4.根据权利要求1或2的方法，其中所述调整程序是一个外环程序，它围绕服务质量目标值调整服务质量。

5.根据权利要求1或2的方法，其中使用下行链路功率控制环和下行链路调整程序在所述移动无线通信系统的下行链路传输方向上执行所述功率控制，并且其中根据如此控制的功率达到最大值来限制所述下行链路调整程序。

6.根据权利要求1或2的方法，其中使用上行链路功率控制环和上行链路调整程序在所述移动无线通信系统的上行链路传输方向上执行所述功率控制，并且其中根据如此控制的功率达到最大值来限制所述上行链路调整程序。

7.一种用于执行根据权利要求5的方法的移动无线通信系统，所述移动无线通信系统包括至少一个移动站，所述移动站又包括用于执行所述下行链路调整程序的装置，和一个移动无线通信网络又包括至少一个基站和至少一个基站控制器，并且所述系统包括用于根据所控制的基站发射机功率达到最大值来限制所述下行链路调整程序的装置。

8.根据权利要求7的系统，其中为连接到所述基站的所有移动站执行所述限制。

9.根据权利要求7的系统，其中仅为所述基站发射机不能为其发射所需功率的那些移动站执行所述限制。

10.根据权利要求7的系统，其中不为同时连接到其它基站的那些移动站执行所述限制，当这些其它基站中的至少一个基站的发射机功率未达到最大值时。

11.一种根据权利要求7的移动无线通信系统的基站，包括：

-装置(10)，用于向基站控制器发送基站发射机达到最大功率值的相关信息。

12.一种根据权利要求7的移动无线通信系统的基站控制器，包括：

-装置(11)，用于接收基站发射机达到最大功率值的相关信息，并用于提供相应的限制信息；

-装置(12)，用于向至少一个移动站发送这种限制信息。

13.一种根据权利要求7的移动无线通信系统的基站控制器，包括：

-用于从基站接收功率测量报告，并根据从这些功率测量报告中推断出的基站发射机达到最大功率值的相关信息提供一个限制信息的装置；

-向至少一个移动站发送这种限制信息的装置。

14.一种用于根据权利要求7的移动无线通信系统的移动站包括：

-装置(13)，用于从基站控制器接收限制信息；

-装置(14)，用于根据这种限制信息限制所述下行链路调整程序。

15.一种用于执行根据权利要求6的方法的移动无线通信系统，所述移动无线通信系统包括至少一个移动站，和一个移动无线通信网络又包括至少一个基站和至少一个基站控制器，所述基站控制器又包括用于执行所述上行链路调整程序的装置，并且所述系统包括用于根据所控制的移动站发射机功率达到最大值来限制所述上行链路调整程序的装置。

16.一种用于根据权利要求15的系统的移动站，包括：

-装置(15)，用于向基站控制器发送移动站发射机达到最大功率值的相关信息。

17.一种用于根据权利要求15的系统的基站控制器，包括：

-装置(16)，用于接收移动站发射机达到最大功率值的相关信息；

-装置(17)，用于根据所述信息限制所述上行链路调整程序。

18.一种用于根据权利要求15的系统的基站控制器，包括：

-用于接收功率测量报告的装置；

-根据从这些功率测量报告中推断出的移动站发射机达到最大功率值的相关信息限制所述上行链路调整程序的装置。