RU2172067C2 - Method and device to control power in mobile communication system - Google Patents
Method and device to control power in mobile communication systemInfo
- Publication number
- RU2172067C2 RU2172067C2 RU97117953A RU97117953A RU2172067C2 RU 2172067 C2 RU2172067 C2 RU 2172067C2 RU 97117953 A RU97117953 A RU 97117953A RU 97117953 A RU97117953 A RU 97117953A RU 2172067 C2 RU2172067 C2 RU 2172067C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base station
- power
- signal
- mobile station
- transmit power
- Prior art date
Links
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 claims description 17
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000001303 quality assessment method Methods 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 60
- 238000005562 fading Methods 0.000 abstract description 8
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 12
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000001413 cellular Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000001427 coherent Effects 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к системам связи. Более конкретно, настоящее изобретение относится к новому и усовершенствованному способу и устройству для управления передаваемой мощностью в мобильной системе связи.Technical field
The present invention relates to communication systems. More specifically, the present invention relates to a new and improved method and apparatus for controlling transmitted power in a mobile communication system.
Описание связанного уровня техники
Использование способа модуляции множественного доступа с кодовым разделением (МДКР) является одним из методов, облегчающих установление связи с участием большого числа пользователей системы. Известны и другие способы множественного доступа к системе связи, как, например, множественный доступ с временным разделением и множественный доступ с частотным разделением. Однако способ модуляции с расширением спектра при осуществлении множественного доступа с кодовым разделением имеет значительные преимущества перед этими способами модуляции для систем связи с множественным доступом. Использование способов МДКР в системе связи с множественным доступом описано в патенте США N 4.901.307 на "Систему связи с множественным доступом с расширенным спектром, использующую спутниковые или наземные ретрансляторы", права на который переданы владельцу настоящего изобретения, раскрытие которого включено в настоящее описание в качестве ссылки. Использование способов МДКР в системе связи с множественным доступом, кроме того, раскрыто в патенте США N 5.103.459 на "Систему и способ формирования сигнала в сотовой телефонной системе с МДКР", права на который переданы владельцу настоящего изобретения, раскрытие которого включено в настоящее описание в качестве ссылки.Description of Related Art
Using a code division multiple access (CDMA) modulation method is one of the methods that facilitate communication with a large number of system users. Other methods of multiple access to a communication system are known, such as, for example, time division multiple access and frequency division multiple access. However, the spread spectrum modulation method for code division multiple access has significant advantages over these modulation methods for multiple access communication systems. The use of CDMA methods in a multi-access communication system is described in US Pat. No. 4,901.307 on "A spread spectrum multiple-access communication system using satellite or ground-based relays," the rights of which are transferred to the owner of the present invention, the disclosure of which is incorporated into this description as a link. The use of CDMA methods in a multiple access communication system is further disclosed in US Pat. No. 5,103,459 on “System and Method for Signal Generation in a CDMA Cellular Telephone System”, the rights of which are transferred to the owner of the present invention, the disclosure of which is incorporated into this description as a reference.
Метод МДКР, предусматривающий использование широкополосного сигнала, обеспечивает частотное разнесение за счет распределения энергии сигнала в широком диапазоне рабочих частот. Поэтому частотно-селективное замирание воздействует только на малую часть диапазона частот сигнала МДКР. Пространственное разнесение или разнесение по трассе распространения обеспечивается за счет обеспечения множества трасс распространения сигналов по одновременным каналам передачи от мобильного пользователя через две или более сотовых базовых станций. Кроме того, разнесение по трассе распространения может быть реализовано за счет использования среды многолучевого распространения путем широкополосной обработки, обеспечивающей раздельный прием и обработку сигнала, приходящего с различными задержками распространения. Примеры разнесения по трассе распространения иллюстрируются в патенте США N 5.101.501 на "Способ и систему для обеспечения программируемого переключения связи в сотовой телефонной системе МДКР" и патенте США N 5.109.390 на "Приемник с разнесением для сотовой телефонной системы МДКР", права на которые переданы владельцу настоящего изобретения и включены в настоящее описание в качестве ссылки. The CDMA method, involving the use of a broadband signal, provides frequency diversity due to the distribution of signal energy in a wide range of operating frequencies. Therefore, frequency-selective fading affects only a small part of the CDMA signal frequency range. Spatial diversity or diversity along a propagation path is provided by providing multiple signal propagation paths over simultaneous transmission channels from a mobile user through two or more cellular base stations. In addition, diversity along the propagation path can be realized through the use of a multipath propagation medium by means of broadband processing, which provides separate reception and processing of a signal arriving with different propagation delays. Examples of diversity along a propagation path are illustrated in US Pat. No. 5,101,501 to “Method and System for Providing Programmable Switching Communication in a CDMA Cellular Phone System” and US Patent No. 5,109,390 to “Diversity Receiver for CDMA Cellular Phone System”, rights to which are transferred to the owner of the present invention and are incorporated into this description by reference.
Способ для передачи речи в цифровых системах связи, который обеспечивает конкретные преимущества в повышении пропускной способности, в то же время поддерживая высокое качество восприятия речи, основан на использовании кодирования речи с переменной скоростью. Способ и устройство, соответствующие эффективному устройству кодирования с переменной скоростью, описаны в совместно поданной заявке на патент N 08/004.484, которая является продолжением заявки на патент США N 07/713.661 от 11 июня 1991 г. на "Вокодер переменной скорости", права на которую переданы владельцу настоящего изобретения, раскрытие которой включено в настоящее описание в качестве ссылки. A method for transmitting speech in digital communication systems, which provides specific advantages in increasing throughput while maintaining a high quality of speech perception, is based on the use of variable-rate speech coding. The method and apparatus corresponding to an efficient variable speed coding device are described in co-filed patent application N 08 / 004.484, which is a continuation of US patent application N 07 / 713.661 dated June 11, 1991 on "Variable speed vocoder", rights to which are transferred to the owner of the present invention, the disclosure of which is incorporated into this description by reference.
Использование устройства кодирования речи с переменной скоростью обеспечивает для кадров данных максимальную пропускную способность данных речевого сигнала, когда кодирование речи формирует данные речевого сигнала с максимальной скоростью. Когда устройство кодирования речи с переменной скоростью обеспечивает данные речевого сигнала со скоростью меньшей, чем максимальная, имеет место избыточная информационная емкость в передаваемых кадрах. Способ для передачи дополнительных данных в передаваемых кадрах фиксированного заранее определенного размера, в котором источник данных для кадров данных обеспечивает данные с переменной скоростью, описан в совместно поданной заявке на патент США N 08/171.146, которая является продолжением заявки на патент США, серийный N 07/822.164 от 16 января 1992 г. на "Способ и устройство для форматирования данных для передачи", права на которую переданы владельцу настоящего изобретения, раскрытие которой включено в настоящее описание в качестве ссылки. В вышеупомянутой заявке на патент раскрываются способ и устройство для объединения данных различного типа из различных источников в кадр данных для передачи. Using a variable speed speech encoding device provides maximum data throughput of speech signal data frames when speech encoding generates speech signal data at maximum speed. When a variable speed speech coding device provides speech signal data at a rate lower than the maximum, there is excessive information capacity in the transmitted frames. A method for transmitting additional data in transmitted frames of a fixed predetermined size, in which a data source for data frames provides variable speed data, is described in co-filed US Patent Application N 08 / 171.146, which is a continuation of US Patent Application Serial N 07 /822.164 dated January 16, 1992 to "Method and apparatus for formatting data for transmission", the rights of which are transferred to the owner of the present invention, the disclosure of which is incorporated into this description by reference. The aforementioned patent application discloses a method and apparatus for combining various types of data from various sources into a data frame for transmission.
В кадрах, содержащих меньше данных, чем заранее определенный объем, потребление мощности может быть снижено путем стробирования усилителя передачи так, чтобы передавались только части кадра, содержащего данные. Кроме того, конфликты сообщений в системе связи могут быть сокращены, если данные размещаются в кадре в соответствии с заранее определенным псевдослучайным процессом. Способ и устройство для стробирования передачи и для размещения данных в кадрах раскрываются в заявке на патент США N 08/194.823, которая является продолжением заявки на патент США N 07/846.312 от 5 марта 1992 г. на "Рандомизатор пакета данных", права на которую переданы владельцу настоящего изобретения, раскрытие которой включено в настоящее описание в качестве ссылки. In frames containing less data than a predetermined amount, power consumption can be reduced by gating the transmission amplifier so that only parts of the frame containing the data are transmitted. In addition, message conflicts in a communication system can be reduced if data is placed in a frame in accordance with a predetermined pseudo-random process. A method and apparatus for strobing transmission and for storing data in frames are disclosed in US Patent Application No. 08 / 194.823, which is a continuation of US Patent Application No. 07 / 846.312 of March 5, 1992 for the "Data Pack Randomizer," the rights to which transferred to the owner of the present invention, the disclosure of which is incorporated into this description by reference.
Полезным способом управления мощностью мобильной станции в системе связи является контроль мощности принятого сигнала от мобильной станции на базовой станции. Базовая станция в ответ на контролируемый уровень мощности передает биты управления мощностью в мобильную станцию с регулярными интервалами. Способ и устройство для управления передачей мощности в этом режиме раскрываются в патенте США N 5.056.109 на "Способ и устройство для управления мощностью передачи в сотовой телефонной системе МДКР", права на который переданы владельцу настоящего изобретения, раскрытие которого включено в настоящее описание в качестве ссылки. A useful way to control the power of a mobile station in a communication system is to control the power of the received signal from the mobile station at the base station. The base station, in response to a controlled power level, transmits the power control bits to the mobile station at regular intervals. A method and apparatus for controlling transmission of power in this mode are disclosed in US Pat. No. 5,056.109 on "A Method and Device for Controlling Transmission Power in a CDMA Cellular Telephone System", the rights to which are transferred to the owner of the present invention, the disclosure of which is incorporated into this description by links.
В системе связи, которая обеспечивает данные с использованием квадратурной фазовой манипуляции (КФМн), полезная информация может быть получена из перекрестного произведения I- и Q-компонентов КФМн-сигнала. Зная относительные фазы двух компонентов, можно приблизительно определить скорость мобильной станции относительно базовой станции. Описание схемы для определения перекрестного произведения I и Q компонентов системы связи с модуляцией путем КФМн раскрывается в заявке на патент США N 07/981.034 от 24 ноября 1992 г. на "Схему определения произведения элементов канала пилот-сигнала", права на которую переданы владельцу настоящего изобретения, раскрытие которой включено в настоящее описание в качестве ссылки. In a communication system that provides data using quadrature phase shift keying (QPSK), useful information can be obtained from the cross product of the I- and Q-components of the QPSK signal. Knowing the relative phases of the two components, you can approximately determine the speed of the mobile station relative to the base station. A description of the scheme for determining the cross product of the I and Q components of a communication system with modulation by QPSK is disclosed in US Patent Application No. 07 / 981.034 of November 24, 1992 on the "Scheme for Determining the Product of Elements of a Pilot Channel Signal", the rights to which are transferred to the owner of this inventions, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
В альтернативной стратегии непрерывной передачи, если скорость передачи данных меньше, чем заранее определенный максимум, данные повторяются в кадре так, что занимают полный объем кадра данных. Если используется такая стратегия, потребление мощности и помехи другим пользователям могут быть уменьшены в течение периодов передачи данных при меньшей, чем заранее определенный максимум мощности передачи кадра. Эта уменьшенная мощность передачи компенсируется избыточностью в потоке данных и может обеспечить преимущества в диапазоне для фиксированной максимальной мощности передачи. In an alternative continuous transmission strategy, if the data rate is less than a predetermined maximum, the data is repeated in the frame so that it occupies the full amount of the data frame. If such a strategy is used, power consumption and interference to other users can be reduced during data transmission periods at a lower than a predetermined maximum transmission power of the frame. This reduced transmission power is offset by redundancy in the data stream and can provide range benefits for a fixed maximum transmission power.
Проблема, имеющая место при управлении мощностью передачи в случае непрерывной передачи, заключается в том, что в приемнике априорно неизвестна скорость передачи, и поэтому неизвестен уровень мощности, при котором следует осуществлять прием. Настоящее изобретение предоставляет способ и устройство для управления мощностью передачи в системе связи с непрерывной передачей. The problem that occurs when controlling the transmission power in the case of continuous transmission is that the transmission speed is a priori unknown, and therefore, the power level at which reception should be performed is unknown. The present invention provides a method and apparatus for controlling transmission power in a continuous transmission communication system.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к новому и усовершенствованному способу и устройству для циклического управления мощностью передачи в системе связи. Задачей настоящего изобретения является обеспечение своевременного управления мощностью, которое необходимо для обеспечения линии связи высокого качества при условиях замирания.SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention relates to a new and improved method and apparatus for cyclic control of transmit power in a communication system. An object of the present invention is to provide timely power control, which is necessary to provide a high quality communication line under fading conditions.
Кроме того, следует отметить, что способы управления мощностью, представлены на примере осуществления в системе связи с расширенным спектром, однако представленные способы одинаково применимы для других систем связи. Кроме того, представленный вариант осуществления, использованный для управления мощностью передачи при передачах из базовой станции в удаленную или мобильную станцию, может быть использован для управления мощностью передачи при передачах из удаленной или мобильной станции в базовую станцию. In addition, it should be noted that the power control methods are presented on an example implementation in a spread spectrum communication system, however, the presented methods are equally applicable to other communication systems. In addition, the presented embodiment used to control transmission power in transmissions from a base station to a remote or mobile station can be used to control transmission power in transmissions from a remote or mobile station to a base station.
В представленном примере осуществления базовая станция передает пакеты данных в мобильную станцию. Мобильная станция принимает, демодулирует и декодирует принятый пакет. Если мобильная станция определяет, что принятый пакет не может быть надежно декодирован, она устанавливает обычно нулевой ("0") бит качества ответа управления мощностью на "1", указывающей эту ситуацию для базовой станции. В ответ базовая станция увеличивает мощность передачи сигнала, передаваемого к мобильной станции. In the illustrated embodiment, the base station transmits data packets to the mobile station. The mobile station receives, demodulates and decodes the received packet. If the mobile station determines that the received packet cannot be reliably decoded, it usually sets the zero (“0”) bit of the power control response quality to “1”, indicating this situation for the base station. In response, the base station increases the transmit power of the signal transmitted to the mobile station.
В представленном примере осуществления настоящего изобретения, когда базовая станция увеличивает свою мощность передачи, она делает так с относительно большим шагом в изменении мощности передачи, который предполагается более, чем достаточным при большинстве условий замирания. Затем базовая станция уменьшает мощность передачи с экспоненциально уменьшающейся скоростью, пока биты качества ответа управления мощностью остаются на "0". В альтернативном варианте осуществления базовая станция реагирует на запрос из мобильной станции для дополнительной мощности сигнала увеличением мощности сигнала приращением. In the present embodiment, when the base station increases its transmit power, it does so with a relatively large step in changing the transmit power, which is assumed to be more than sufficient under most fading conditions. The base station then decreases the transmit power at an exponentially decreasing rate, while the power control response quality bits remain at "0". In an alternative embodiment, the base station responds to a request from the mobile station for additional signal power by increasing the signal power in increments.
В усовершенствованном варианте осуществления этой системы управления мощностью базовая станция будет определять, была ли ошибка, переданная мобильной станцией, случайного характера, в этом случае она начнет немедленно линейно уменьшать мощность передачи, или ошибка была результатом условия замирания. Базовая станция отличает ошибки случайного характера от ошибок продолжительного характера путем анализа комбинаций битов управления мощностью, переданных мобильной станцией. Если комбинация запроса управления мощностью сигнализирует и посылает 1-битовый ответ относительно качества для управления мощностью в пакетах, который она передает назад в базовую станцию, и указывает, что на трассе распространения имеют место условия замирания, после чего базовая станция будет воздерживаться от уменьшения мощности передачи. In an improved embodiment of this power control system, the base station will determine if the error transmitted by the mobile station was random, in which case it would immediately begin to linearly decrease the transmit power, or the error was the result of a fading condition. The base station distinguishes between random errors and continuous errors by analyzing combinations of power control bits transmitted by the mobile station. If the power control request combination signals and sends a 1-bit quality response for power control in packets, which it transmits back to the base station, and indicates that there are fading conditions on the propagation path, after which the base station will refrain from reducing the transmit power .
Одним из идентифицируемых источников внезапных изменений в трассе распространения сигнала мобильной станции является изменение скорости относительно положения базовой станции, то есть если скорость изменяется в направлении к мобильной станции или в направлении от мобильной станции. В настоящем изобретении мобильная станция определяет, что скорость относительно базовой станции изменяется и, если необходимо, устанавливает биты управления мощностью для запроса дополнительной мощности из базовой станции для согласования изменения скорости. One of the identifiable sources of sudden changes in the signal path of the mobile station is a change in speed relative to the position of the base station, that is, if the speed changes in the direction of the mobile station or in the direction from the mobile station. In the present invention, the mobile station determines that the speed relative to the base station changes and, if necessary, sets the power control bits to request additional power from the base station to coordinate the change in speed.
В первом варианте осуществления мобильная станция содержит датчик движения, который может воспринимать информацию со спидометра или тахометра в случае мобильной станции, установленной на автомобиле. Затем мобильная станция генерирует сигнал управления мощностью в соответствии с сигналом с датчика движения. In a first embodiment, the mobile station comprises a motion sensor that can sense information from a speedometer or tachometer in the case of a mobile station mounted on a vehicle. Then, the mobile station generates a power control signal in accordance with the signal from the motion sensor.
Во втором варианте осуществления мобильная станция может обнаруживать смещение в принятом сигнале от базовой станции для обнаружения движения. В рассматриваемом варианте осуществления мобильная станция определяет изменения в относительной скорости путем измерения доплеровского сдвига в принятом пилот-сигнале. In a second embodiment, the mobile station may detect an offset in the received signal from the base station for motion detection. In this embodiment, the mobile station determines changes in relative speed by measuring the Doppler shift in the received pilot signal.
В третьем варианте осуществления базовая станция определяет наличие движения путем обнаружения изменений в приходящем сигнале и регулирует передаваемую мощность в соответствии с этими изменениями. In the third embodiment, the base station determines the presence of movement by detecting changes in the incoming signal and adjusts the transmitted power in accordance with these changes.
Краткое описание чертежей
Признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения поясняются в изложенном ниже детальном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых показано следующее:
фиг. 1 - схематичное представление типовой мобильной телефонной системы;
фиг. 2A и 2B - блок схемы устройства, соответствующего настоящему изобретению;
Фиг. 3 - кривая, иллюстрирующая временную задержку, вызванную в циклической системе управления мощностью.Brief Description of the Drawings
The features, objectives and advantages of the present invention are explained in the detailed description below, illustrated by the drawings, which show the following:
FIG. 1 is a schematic representation of a typical mobile telephone system;
FIG. 2A and 2B are block diagrams of a device of the present invention;
FIG. 3 is a curve illustrating a time delay caused in a cyclic power control system.
Детальное описание предпочтительных вариантов осуществления
Настоящее изобретение иллюстрируется в типичном применении в мобильной системе связи по фиг. 1 для управления мощностью передачи между базовой станцией 4 и мобильной станцией 6. Информация может передаваться между коммутируемой телефонной сетью общего пользования (КТСОП) и блоком 2 системного контроллера и коммутатора или может передаваться между блоком 2 системного контроллера и коммутатора и другой базовой станцией, если одна мобильная станция осуществляет вызов другой мобильной станции. Блок 2 системного контроллера и коммутатора, в свою очередь, передает данные в базовую станцию 4 и принимает данные из базовой станции 4. Базовая станция 4 передает данные в мобильную станцию 6 и принимает данные из мобильной станции 6.Detailed Description of Preferred Embodiments
The present invention is illustrated in a typical application in the mobile communication system of FIG. 1 to control the transmission power between base station 4 and mobile station 6. Information can be transmitted between the public switched telephone network (PSTN) and unit 2 of the system controller and switch, or can be transmitted between unit 2 of the system controller and switch and another base station, if one the mobile station makes a call to another mobile station. Unit 2 of the system controller and switch, in turn, transmits data to base station 4 and receives data from base station 4. Base station 4 transmits data to mobile station 6 and receives data from mobile station 6.
В типовом варианте осуществления сигналы, передаваемые между базовой станцией 4 и мобильной станцией 6, являются сигналами связи с расширенным спектром, формирование которых детально описано в вышеупомянутом патенте США N 4.901.307 и патенте США N 5.103.459. Линия передачи для передачи сообщений от мобильной станции 6 к базовой станции 4 определяется как обратная линия связи, а линия передачи для передачи сообщений от базовой станции 4 к мобильной станции 6 определяется как прямая линия связи. В рассматриваемом варианте осуществления настоящее изобретение используется для управления мощностью передачи базовой станции 4. Однако способы управления мощностью согласно настоящему изобретению одинаково применимы к управлению мощностью передачи мобильной станции 4. In a typical embodiment, the signals transmitted between the base station 4 and the mobile station 6 are spread spectrum communication signals, the formation of which is described in detail in the aforementioned US Pat. No. 4,901.307 and US Pat. No. 5,103,459. A transmission line for transmitting messages from the mobile station 6 to the base station 4 is defined as a reverse link, and a transmission line for transmitting messages from the base station 4 to the mobile station 6 is defined as a forward link. In the present embodiment, the present invention is used to control the transmit power of the base station 4. However, the power control methods according to the present invention are equally applicable to the transmit power control of the mobile station 4.
На фиг. 2A и 2B базовая станция 50 и мобильная станция 30 показаны в виде блок-схемы устройства для управления мощностью передачи базовой станции 50 согласно настоящему изобретению. Если линия связи ухудшается, тогда качество связи может быть улучшено за счет увеличения мощности передачи передающего устройства. В рассматриваемом варианте осуществления управления мощностью передачи базовой станции 50 некоторые из способов для определения необходимости увеличения мощности передачи базовой станции 50 включают:
(a) обнаружение мобильной станцией ошибок кадра в прямой линии связи;
(b) мобильная станция обнаруживает, что принимаемая мощность является низкой в прямой линии связи;
(c) большая дальность от мобильной станции до базовой станции;
(d) неблагоприятное расположение мобильной станции;
(e) изменение скорости мобильной станции; и
(f) мобильная станция обнаруживает, что принимаемая мощность в канале пилот-сигнала является низкой в прямой линии связи.In FIG. 2A and 2B, a
(a) detection by a mobile station of frame errors in a forward link;
(b) the mobile station detects that the received power is low in the forward link;
(c) a long range from the mobile station to the base station;
(d) unfavorable location of the mobile station;
(e) change in speed of the mobile station; and
(f) the mobile station detects that the received power in the pilot channel is low in the forward link.
Наоборот, некоторые из способов для определения необходимости уменьшения мощности передачи базовой станции 50 включают:
(a) качественные ответы мобильной станции в базовую станцию показывают низкую частоту ошибок кадра для прямой линии связи;
(b) мобильная станция обнаруживает, что принимаемая мощность высока в прямой линии связи;
(c) дальность базовой станции относительно мобильной станции мала;
(d) благоприятное расположение мобильной станции; и
(e) мобильная станция обнаруживает, что принимаемая мощность в канале пилот-сигнала прямой линии связи является высокой.On the contrary, some of the methods for determining the need to reduce the transmit power of the
(a) the quality responses of the mobile station to the base station show a low frame error rate for the forward link;
(b) the mobile station detects that the received power is high in the forward link;
(c) the range of the base station relative to the mobile station is small;
(d) favorable location of the mobile station; and
(e) the mobile station detects that the received power in the forward link pilot channel is high.
Когда базовая станция 50 обнаруживает необходимость изменения мощности передачи прямой линии связи, управляющий процессор 58 посылает сигнал, устанавливающий измененную мощность передачи в передатчик 64. Сигнал изменения мощности может просто указывать на необходимость увеличения или уменьшения мощности передачи или он может указывать величину изменения мощности сигнала, или он может представлять абсолютный уровень мощности сигнала. В ответ на сигнал изменения уровня мощности передатчик 64 обеспечивает все передачи с измененным уровнем мощности передачи. When the
Следует отметить, что источник данных 60 может представлять собой источник модемных, факсимильных или речевых данных. Источник данных 60 может быть источником с переменной скоростью передачи, который изменяет свою скорость передачи от блока к блоку в процессе передачи или может обеспечивать изменение скорости передачи только по команде. В типовом примере источник данных 60 является вокодером переменной скорости. Выполнение и функционирование речевого вокодера переменной скорости описывается детально в вышеупомянутой заявке N 08/004.484. Выходной сигнал из источника данных 60 кодируется кодером 62 и подается на вход модулятора рабочей нагрузки (трафика) 63 для модуляции и подается на вход передатчика 64. Также на вход передатчика 64 подается синхронный пилот-сигнал для передачи. It should be noted that the
Необходимость изменения мощности передачи может быть указана любым из условий, перечисленных выше, или любой комбинацией этих условий. Если способ управления мощностью основывается на эффекте относительного расположения, как, например, дальность расположения мобильной станции, то на управляющий процессор 58 базовой станции 50 подается внешний сигнал (РАСПОЛОЖЕНИЕ), указывающий на условие, связанное с расположением. Условие дальности может быть определено базовой станцией 50. В альтернативном варианте осуществления условие дальности может быть обнаружено мобильной станцией 30 и передано на базовую станцию 50. В ответ на определение условия дальности управляющий процессор 58 в базовой станции 50 генерирует управляющий сигнал для изменения мощности передачи передатчика 64. The need to change the transmit power can be indicated by any of the conditions listed above, or any combination of these conditions. If the power control method is based on the effect of relative positioning, such as, for example, the range of the mobile station, then an external signal (LOCATION) is supplied to the
В циклическом управлении мощностью сигналы управления мощностью передаются из мобильной станции 30 в базовую станцию 50. Мобильная станция 30 может определить сигнал управления мощностью в соответствии с принимаемой мощностью или, альтернативно, в соответствии с обнаружением ошибок кадра. Настоящее изобретение одинаково применимо к любым факторам качества связи. In a cyclic power control, power control signals are transmitted from the
Если используемым фактором качества связи является принимаемая мощность, то сигнал от базовой станции 50 принимается в мобильной станции 30 антенной 38 и подается в приемник 42, который обеспечивает указание принятой мощности для управляющего процессора 46. Если используемым фактором качества связи является обнаружение ошибок кадра, то приемник 42 преобразует с понижением частоты, усиливает принятый сигнал и подает сигнал в демодулятор трафика 43. Если сигнал трафика сопровождается пилот-сигналом для того, чтобы обеспечить когерентную демодуляцию, то принятый сигнал также подается в демодулятор пилот-сигнала 45, который демодулирует сигнал в соответствии с форматом демодуляции пилот-сигнала и обеспечивает сигнал синхронизации для демодулятора трафика 43. Демодулятор трафика 43 демодулирует принятый сигнал в соответствии с форматом демодулятора трафика. В типовом варианте осуществления демодулятор трафика 43 и демодулятор пилот-сигнала 45 являются демодуляторами расширенного спектра системы МДКР, описанными в вышеупомянутых патентах США N 4.901.307 и 5.103.459. Демодулятор трафика 43 подает демодулированный сигнал в декодер 44. В первом варианте осуществления декодер 44 выполняет декодирование с обнаружением ошибок для определения, встречаются ли ошибки. Декодеры обнаружения и исправления ошибок, как, например, декодер Витерби решетчатого кода, хорошо известны в данной области техники. В альтернативном варианте осуществления декодер 44 декодирует демодулированный сигнал, а затем повторно кодирует декодированный сигнал. Декодер 44 сравнивает повторно кодированный сигнал с демодулированным сигналом для получения оценки скорости ошибки символа канала. Декодер 44 вырабатывает сигнал, указывающий оценку частоты ошибки символа канала в управляющий процессор 46. If the received quality factor is the received power, then the signal from the
Управляющий процессор 46 сравнивает принятую мощность или оценку частоты ошибки символа канала, определяемую как фактор качества связи, с пороговой величиной или набором пороговых величин, которые могут быть постоянными или переменными. Затем управляющий процессор 46 выдает информацию управления мощностью либо в кодер 34, либо в кодер управления мощностью 47. Если информация управления мощностью должна быть закодирована в кадр данных, то данные управления мощностью передаются в кодер 34. Этот способ требует, чтобы полный кадр данных был обработан перед передачей данных управления мощностью, затем закодированные данные трафика, содержащие данные управления мощностью, передаются в передатчик 36 через модулятор 35. В альтернативном варианте осуществления данные управления мощностью могут просто перезаписывать части кадра данных или могут быть помещены в заранее определенные свободные позиции в передаваемом кадре. Если данные управления мощностью перезаписывают данные трафика, тогда они могут быть скорректированы способами прямого исправления ошибок в базовой станции 50. The
В вариантах, которые предусматривают обработку полного кадра данных перед выдачей данных управления мощностью, задержка ожидания обработки полного кадра является нежелательной в условиях замирания. Альтернативой является выдача данных управления мощностью непосредственно в модулятор 35, где они могут быть введены в исходящий поток данных. Если данные управления мощностью передаются без кодирования с исправлением ошибок, тогда управляющий процессор 46 выводит данные управления мощностью непосредственно в модулятор 35. Если кодирование с исправлением ошибок требуется для данных управления мощностью, управляющий процессор 46 выдает данные управления мощностью в кодер управления мощностью 47, который кодирует данные управления мощностью безотносительно к данным исходящего потока. Кодер управления мощностью 47 выдает закодированный сигнал управления мощностью в модулятор 35, который объединяет закодированный сигнал управления мощностью с данными исходящего потока, полученными из источника данных 32 через кодер 34 в модулятор 35. Передатчик 36 преобразует с повышением частоты, усиливает сигнал и выдает его в антенну 38 для передачи в базовую станцию 50. In embodiments that provide for processing a full frame of data before issuing power control data, a delay in waiting for processing of a full frame is undesirable under fading conditions. An alternative is to output the power control data directly to the
Переданный сигнал принимается в антенне 52 базовой станции 50 и поступает в приемник данных 54, где он преобразуется с понижением частоты и усиливается. Приемник 54 выдает принятый сигнал в демодулятор 55, который демодулирует принятый сигнал. В рассматриваемом варианте осуществления демодулятор 55 представляет собой демодулятор расширенного спектра системы МДКР, который детально описан в вышеупомянутых патентах США N 4.901.307 и 5.103.459. Если данные управления мощностью закодированы в кадре данных трафика, то трафик и данные управления мощностью выдаются в декодер 56. Декодер 56 декодирует сигнал и выделяет сигнал управления мощностью из данных трафика. The transmitted signal is received at the
Если, с другой стороны, данные управления мощностью не кодируются с полным кадром данных, а вводятся в поток передаваемых данных, то демодулятор 55 демодулирует сигнал и выделяет данные управления мощностью из потока поступающих данных. Если сигнал управления мощностью не закодирован, то демодулятор 55 выдает данные управления мощностью в управляющий процессор 58. Если сигнал управления мощностью кодируется, то демодулятор 55 выдает закодированные данные управления мощностью в декодер управления мощностью 55. Декодер управления мощностью 55 декодирует данные управления мощностью и выдает декодированные данные управления мощностью в управляющий процессор 58. Сигнал управления мощностью выдается в управляющий процессор 58, который в соответствии с сигналом управления мощностью подает сигнал управления в передатчик 64, указывающий на модифицированный уровень мощности передачи. If, on the other hand, the power control data is not encoded with a full data frame, but is input into the transmitted data stream, then the
Одной из проблем, свойственных системам циклического управления мощностью, является медленное время реакции по отношению к системе управления мощностью разомкнутого контура. Например, в системе циклического управления мощностью, когда базовая станция 50 передает блок с недостаточной энергией передачи в мобильную станцию 30, мобильная станция 30 принимает и декодирует кадр, определяет, содержит ли кадр ошибку, подготавливает сообщение управления мощностью, указывающее ошибку кадра, затем передает сообщение управления мощностью в базовую станцию 50, которая декодирует кадр, выделяет сообщение управления мощностью и регулирует мощность передачи передатчика 64. Это приводит в результате к записи четырех кадров, прежде чем коррекция станет очевидной для мобильной станции 30. Таким образом, если качество трассы распространения снижено, то четыре последовательных кадра будут передаваться с той же недостаточной энергией кадра, прежде чем кадр будет передан с соответственно измененной энергией кадра. На этом интервале задержки условия замирания могут существенно улучшиться или ухудшиться. One of the problems inherent in cyclic power control systems is the slow reaction time with respect to an open loop power control system. For example, in a cyclic power control system, when the
Ниже описаны способы, обеспечивающие улучшение реакции системы циклического управления мощностью. В первом варианте осуществления настоящего изобретения базовая станция предполагает наихудший случай. То есть, что качество трассы распространения ухудшено в течение интервала времени четырех кадров. В ответ базовая станция повышает энергию передачи к пользователю на относительно значительную величину ΔE, так что такая регулировка будет более, чем достаточной для того, чтобы гарантировать, что кадр с измененной мощностью будет принят надлежащим образом, даже если качество трассы распространения за этот промежуток времени будет снижено. В рассматриваемом варианте осуществления системы связи с расширенным спектром это увеличение мощности для мобильной станции 30 ведет к тому, что меньшая мощность будет отведена для других пользователей, совместно использующих прямую линию связи. Поэтому передатчик базовой станции быстро уменьшает энергию передачи для этого пользователя вслед за первоначальным повышением. В данном варианте базовая станция увеличивает энергию на фиксированную величину ΔE, удерживает это значение в течение периода задержки для подтверждения того, что повышение энергии передачи было эффективным, а затем снижает энергию передачи в соответствии с предварительно определенной кусочно-линейной функцией, как проиллюстрировано на фиг. 3. Methods for improving the response of a cyclic power control system are described below. In the first embodiment of the present invention, the base station assumes the worst case. That is, the quality of the propagation path is degraded during a time interval of four frames. In response, the base station increases the transmission energy to the user by a relatively significant ΔE, so that such an adjustment will be more than sufficient to ensure that the frame with the changed power is properly received, even if the quality of the propagation path for this period of time is reduced. In the present embodiment of a spread spectrum communication system, this increase in power for the
На фиг. 3 показан график изменения энергии передачи (E) в зависимости от времени. В точке A базовая станция 50 увеличивает энергию передачи в ответ на запрос регулировки мощности от мобильной станции 30. Базовая станция 50 увеличивает энергию передачи на величину ΔE до точки B. Базовая станция 50 поддерживает передачу с этой энергией передачи в течение заранее определенного периода задержки, затем снижает энергию передачи с быстрой скоростью уменьшения в течение заранее определенного числа кадров до точки C. В точке C сообщение управления мощностью из мобильной станции 30 еще указывает избыток энергии передачи, и базовая станция 50 продолжает уменьшать энергию передачи, однако скорость уменьшения снижается. Вновь базовая станция 50 осуществляет снижение с этой средней скоростью в течение заранее определенного числа кадров до точки D. В точке D скорость уменьшения вновь снижается до конечной скорости уменьшения, при которой энергия передачи будет продолжать уменьшаться до тех пор, пока базовая станция 50 не достигнет некоторого минимального значения или она не будет опять оповещена другим запросом регулировки мощности из мобильной станции 30, который происходит в точке E. Эта регулировка мощности продолжается от начала до конца интервала времени предоставляемого обслуживания. In FIG. 3 shows a graph of the change in transmission energy (E) versus time. At point A,
Базовая станция 50 выполняет регулирование энергии передачи, имея в виду, что после того, как энергия передачи была увеличена, будет иметь место задержка, прежде чем принятая информация управления мощностью будет отражать изменение в мощности передачи прямой линии связи. Если канал передачи внезапно ухудшится, базовая станция 50 будет принимать ряд последовательных запросов управления мощностью и будет иметь место задержка, прежде чем запросы регулировки мощности среагируют на изменение энергии передачи прямой линии связи. В течение этого периода задержки базовая станция 50 не должна продолжать увеличение энергии передачи для каждого приема запроса регулирования мощности. Это является причиной того, что уровень мощности удерживается постоянным в течение заранее определенного периода задержки, как показано для интервала, следующего за точкой B на фиг. 3. The
Следует также отметить, что ошибки в мобильной системе связи разделяются на два типа: случайные ошибки и ошибки, обусловленные изменением трассы передачи. В рассматриваемом варианте осуществления, когда базовая станция 50 принимает запрос регулирования мощности, она увеличивает энергию передачи ΔE, как описано ранее. Затем она игнорирует запросы регулирования мощности и сохраняет тот же увеличенный уровень мощности в течение периода задержки. В альтернативном варианте осуществления базовая станция 50 регулирует мощность в соответствии с каждым сообщением управления мощностью. Однако небольшие изменения в типовом случае могут использоваться. Это минимизирует влияние случайных ошибок. It should also be noted that errors in a mobile communication system are divided into two types: random errors and errors due to a change in the transmission path. In the present embodiment, when the
Одной из основных причин, которые приводят к изменениям характеристик трассы передачи между мобильной станцией 30 и базовой станцией 50, является движение мобильной станции 30 по направлению к базовой станции 50 или от базовой станции 50. Мобильная станция 30 может обеспечить базовую станцию информацией, указывающей, что скорость мобильной станции изменяется, или она может предоставить информацию о своей скорости относительно базовой станции 50. Если мобильная станция просто обеспечивает указание того, что ее скорость изменяется, она может предоставить эту информацию как сигнал запроса регулирования мощности в ожидании изменения качества трассы передачи. One of the main reasons that lead to changes in the characteristics of the transmission path between the
В первом варианте осуществления мобильная станция 30 может воспринимать изменение скорости посредством датчика, функционирующего в соответствии с сигналом от автомобильного спидометра или тахометра (не показаны). В альтернативном варианте мобильная станция 30 определяет либо изменение скорости мобильной станции относительно базовой станции, либо абсолютную скорость с использованием изменений в принимаемом сигнале из базовой станции 50. Мобильная станция 30 может обнаруживать изменения скорости или измерять абсолютную или относительную скорость за счет измерения эффекта Доплера в приходящем сигнале из базовой станции 50. В альтернативном варианте базовая станция 50 может также обнаруживать изменение скорости мобильной станции относительно базовой станции или измерять абсолютную или относительную скорость с использованием измерения эффекта Доплера для приходящего сигнала из мобильной станции 30. In a first embodiment, the
Сигнал трафика, обеспечиваемый базовой станцией 50, может сопровождаться пилот-сигналом для обеспечения когерентной демодуляции принимаемого сигнала трафика. Использование пилот-сигнала описывается в патентах США N 4.901.307 и N 5.103.459; мобильная станция 30 может, как вариант, воспринимать изменения относительной скорости по доплеровскому сдвигу пилот-сигнала. The traffic signal provided by the
В предпочтительном варианте осуществления, когда в базовой станции 50 известна скорость мобильной станции 30 и когда она будет изменять величину приращения изменения энергии передачи ΔE, эта величина будет изменяться в соответствии с указанной скоростью. Определение величины ΔE может быть выполнено алгоритмически или с помощью таблицы преобразования в процессоре управления 46. In a preferred embodiment, when the speed of the
Если базовая станция 50 передает пилот-сигнал вместе с сигналом трафика, пилот-сигнал можно представить как сигнал трафика, который содержит заранее определенную последовательность битов, известную в мобильной станции 30. Мобильная станция 30 демодулирует пилот-сигнал в демодуляторе 45 пилот-сигнала для получения информации синхронизации для обеспечения мобильной станции 30 возможности когерентной демодуляции канала трафика. Поскольку канал пилот-сигнала и канал трафика передаются через аналогичные, если не одинаковые трассы распространения, существует сильная корреляция между уровнем принимаемого пилот-сигнала и уровнем принимаемого сигнала трафика. За счет использования для формирования сигнала управления мощностью канала пилот-сигнала вместо канала трафика можно уменьшить задержку между приемом сигнала, передаваемого из базовой станции 50, и генерацией сигнала управления мощностью. If the
Как показано на фиг. 2A и 2B, модулятор 65 пилот-сигнала предоставляет пилот-сигнал в передатчик 64, а передатчик 64 базовой станции 50 предоставляет пилот-сигнал вместе с сигналом трафика в антенну 52 для радиопередачи в мобильную станцию 30. Переданный сигнал принимается антенной 40 и поступает в приемник 42. Приемник 42 преобразует с понижением частоты, усиливает пилот-сигнал и передает принятый пилот-сигнал в демодулятор 45 пилот-сигнала, генерирует оценку качества демодулированного пилот-сигнала и выдает ее в процессор обработки 46. Управляющий процессор 46 формирует сигнал управления мощностью в соответствии с оценкой качества демодулированного пилот-сигнала, и работа продолжается, как описано ранее. As shown in FIG. 2A and 2B, the
Описание предпочтительных вариантов осуществления должно дать возможность любому специалисту в данной области осуществить или использовать изобретение. Различные изменения этих вариантов очевидны для специалистов в данной области, и общие принципы, определенные здесь, могут быть использованы в других вариантах без дополнительного изобретательства. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается представленными вариантами, а имеет самый широкий объем, соответствующий раскрытым принципам и новым признакам. The description of the preferred embodiments should enable any person skilled in the art to make or use the invention. Various changes to these options are obvious to those skilled in the art, and the general principles defined here can be used in other ways without further inventions. Thus, the present invention is not limited to the presented options, but has the widest scope corresponding to the disclosed principles and new features.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US414,633 | 1995-03-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97117953A RU97117953A (en) | 1999-09-20 |
RU2172067C2 true RU2172067C2 (en) | 2001-08-10 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8228855B2 (en) | 2008-03-24 | 2012-07-24 | Qualcomm Incorporated | Uplink power headroom definition for E-DCH in CELL—FACH |
RU2622042C2 (en) * | 2012-07-05 | 2017-06-09 | Сони Корпорейшн | Communication control device, communication control method, program and system of communication control |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
WO 91/07037 а1, 16.05.1991. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8228855B2 (en) | 2008-03-24 | 2012-07-24 | Qualcomm Incorporated | Uplink power headroom definition for E-DCH in CELL—FACH |
RU2459389C2 (en) * | 2008-03-24 | 2012-08-20 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Delivery and acceptance of upperlink capacity reserve measurement for e-dch in cell-fach |
USRE47110E1 (en) | 2008-03-24 | 2018-10-30 | Qualcomm Incorporated | Uplink power headroom definition for E-DCH in CELL_FACH |
RU2622042C2 (en) * | 2012-07-05 | 2017-06-09 | Сони Корпорейшн | Communication control device, communication control method, program and system of communication control |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0818084B1 (en) | Method and apparatus for performing power control in a mobile communication system | |
EP0861530B1 (en) | Fast power control in a variable data rate mobile cdma communication system | |
US5822318A (en) | Method and apparatus for controlling power in a variable rate communication system | |
KR100636850B1 (en) | Adaptive radio link | |
US7986749B2 (en) | Method and apparatus for performing fast power control in a mobile communication system | |
JP2001507173A (en) | Method and apparatus for adjusting thresholds and measurements of a received signal by anticipating unexecuted power control commands | |
JP2001525629A (en) | Method and apparatus for providing ternary power control in a communication system | |
KR101123191B1 (en) | A radio communication system, a radio station, and a method of transmitting data | |
RU2172067C2 (en) | Method and device to control power in mobile communication system |