專利名稱：調整使用兩個不同信道的、無線電通信的發射功率的方法和相應的無線電站的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于調整使用兩個不同信道的、無線電通信的發射功率的方法和一種相應的無線電站。
在無線電通信系統中，借助電磁波通過空氣來實現數據的傳輸。無線電通信系統的實例是移動無線電系統。針對移動無線電系統的當今最廣泛流行的標準是被列入第二代移動無線電系統的GSM(全球移動通信系統)標準。目前實施了第三代移動無線電系統，例如具有其兩種變型方案TDD(時分雙工(Time Division Duplex))和FDD(頻分雙工(Frequency Division Duplex))的UMTS(通用移動電信標準)屬于第三代移動無線電系統。
UMTS標準規定了一種CDMA(碼分多址)訪問方法，在該CDMA訪問法中，不同的連接(Verbindung)通過不同的擴頻碼(SpreadingCode)和/或不同的擾碼(Scrambling Code)來區分。將一個或多個信道分配給一個連接。給每個信道分配了擴頻碼和擾碼。有一個所謂的主擾碼(primary scrambling code)和多個次擾碼(secondaryscrambling code)可供使用。具有相同擾碼的所有信道是相互正交的。因此例如應用主擾碼的所有信道相互正交。與此相反地，具有主碼的信道與具有次擾碼之一的信道不是正交的。同時應用具有正交代碼的信道比應用互相不正交的代碼引起了較少的相互干擾。在此應注意，雖然在發送機側存在正交性，可是在接收機側由于不利的傳輸條件(多徑傳播)而受到損害。
常常必需的是，在運行第一信道上的連接期間，移動站測量了其它的信道，例如以便實現信道變換或實現向另一無線電小區的變換。為此在UMTS中規定了，將移動站置于所謂的壓縮模式中，在該壓縮模式中，只在縮短的持續時間期間向移動站傳輸要傳輸的數據，以致在剩余的時間期間可以由移動站執行測量。為了在縮短的持續時間期間傳輸針對該傳輸所設置的數據，以壓縮模式短時地應用了具有較小的擴頻系數的擴頻碼，該擴頻系數比變換到壓縮模式之前的擴頻系數和在壓縮模式結束之后的擴頻系數小。在此有意義的是，與擴頻系數的下降成反比地來提高發射功率，以便近似地確保同樣的接收質量。
本發明所基于的任務是，說明一種用于調整使用兩個不同信道的無線電通信的發射功率的有利的方法。
利用根據獨立權利要求所述的一種方法以及一種站來解決該任務。本發明的有利的改進方案和擴展方案是從屬權利要求的主題。
根據本發明的、用于在無線電通信系統中調整用于傳輸連接的數據的發射功率的方法規定了，-首先，在通過相應改變發射功率來調節數據傳輸的質量期間，通過第一信道來傳輸連接的數據，-然后通過第二信道傳輸該連接的數據，其中，最初將該發射功率調整到一值，該值取決于通過第一信道的傳輸結束時的發射功率的值以及取決于從第一信道向第二信道變換時的連接的接收條件的變化。
這有利地實現了，在通過第二信道的數據傳輸開始時，可以有針對性地將發射功率調整到適當的值。通過考慮在經過第一信道的數據傳輸結束時的發射功率的值，應用了調節經過第一信道的傳輸質量的結果，以便確定第二信道的發射功率。通過附加地考慮在信道變換時的接收條件的變化，可以單獨地在分別占優勢的接收條件上和因此以在更高程度上符合的方式來確定針對經過第二信道的傳輸的(最初的)發射功率。即如在上面所述的UMTS標準中那樣，不實現用事先確定的系數來匹配發射功率，該系數例如取決于CDMA信道的情況下的擴頻系數的關系。更確切地說，要應用的系數取決于兩個信道上的占優勢的接收條件。
本發明適于用在具有移動的或靜止的無線電站的任意的無線電系統中，可是尤其是用在移動無線電系統中。按照所應用的多路復用方法(CDMA、TDMA、FDMA或其組合)，可以給信道分配任意的無線電資源，例如分配擴頻碼、擾碼、時隙或頻帶。
這里，接收條件應被理解為涉及在進行接收的站上的接收的所有條件，可是這些條件不是單獨由進行發送的站通過發送所觀察的連接的數據所引起的。因此，例如進行接收的站上的干涉條件屬于該限定，可是對于這兩個信道，(在發送側)應用不同的擴頻系數不屬于該限定。衰減同樣屬于所述的限定，因為不是通過進行發送的站引起該衰減。
按照本發明的一種實施形式，在調整第二信道上的發射功率的最初值時，通過考慮兩個信道上的干涉來考慮接收條件的變化。如果對于第二信道例如存在比對于第一信道的干涉更強的干涉，則應該比當第二信道的干涉低于第一信道的干涉時或當兩種情況下的干涉同等強時，更高地選擇第二信道的最初的發射功率。
如果按照UMTS標準，這些信道中的一個應用了主擾碼，而另一個信道應用了次擾碼，則這是對于兩個信道存在著不同強的干涉的實例。在實踐中，優選地給UMTS移動無線電系統的每個無線電小區維持比應用次擾碼的這種連接更大數量的應用主擾碼的連接。由于應用主碼的信道是相互正交的，所以這些信道不產生相互的干涉并且互相不干擾。但是，由于這些信道在另一方面與具有次碼的信道不正交，所以其應用干擾了應用次碼的連接。相反地，具有次碼的信道雖然也干擾主碼，可是這些信道不是如此數量眾多的，因而干擾較小。因此，具有次擾碼的連接的干涉通常比具有主擾碼的連接的干涉更強烈。本發明現在實現了，在這種情況下考慮具有主碼或次碼的信道的不同的干涉，其方式是相應地將第二信道的最初的發射功率(如果第一信道應用主碼，而第二信道應用次碼)提高一校正系數或(在相反的情況下)降低一校正系數。
本發明的擴展方案因此規定了，將本發明方法用于CDMA無線電通信系統上，在該CDMA無線電通信系統中，選擇性地通過不同的擴頻碼和/或不同的擾碼可以區分不同的連接，并且其中，將不同的擾碼用于連接的兩個信道。
于是，第一擾碼優選的是主擾碼，而第二擾碼是次擾碼，其中，在無線電通信系統之內進行信道分配時，與次擾碼相比，首先應用主擾碼，并且具有主擾碼的信道是互相正交的，而這些信道與具有次擾碼的信道不正交。在UMTS中，相鄰的無線電小區應用了不同的主擾碼和不同的次擾碼。
按照本發明的可以替代上述實施形式或除了上述實施形式以外所規定的其它的實施形式，通過考慮在其中實現數據傳輸的無線電供電范圍之內的無線電傳播條件，在調整第二信道上的發射功率的最初值時考慮了在變換連接的信道時的接收條件的變化。連接的傳播條件(例如參與連接的站的衰減、信道條件、速度)也因此影響了連接的接收條件。在上述實施形式中所探討的情況下，應用了主擾碼的信道的、由于具有主擾碼的信道的正交性而更好的接收條件例如可能由于該信道正在經受強烈的衰減而部分地或完全地被破滅。衰減因此影響了連接的接收側的正交特性。在強烈的衰減時，因此可能至少部分地抵消了(在發送側)應用正交信道的優點。
衰減取決于無線電信號的多徑傳播。多徑傳播決定性地取決于在其中執行無線電傳輸的地區的拓撲。因此借助進行接收的站逗留在其中的拓撲可以作出關于要期待的衰減的陳述。這樣的陳述于是取決于接收機的逗留地點。例如可以對每個無線電小區作出關于不同衰減的假設，可是也可能的是，對于無線電小區的子區域假設不同的衰減條件。
如果所考慮的衰減條件是專用于所觀察的連接的，則這是有利的。例如可以將關于進行接收的站的逗留地點或者關于在進行發送的和進行接收的站之間的相對速度的信息考慮用于此。因為衰減可以與地點有關和與速度有關。
此外，在雙向連接的情況下，對于在一個方向上的傳播條件的確定(和因此也對于其接收條件的確定)，可以考慮關于相反傳輸方向上的傳播條件的信息。即連接的數據的發送機借助從數據的接收機向其傳送的信號來確定其接收的衰減條件，并且假定在相反傳輸方向上的衰減條件是類似的。
按照本發明的一種實施形式，在調整第二信道上的發射功率的最初值時，通過考慮兩個信道中的至少一個信道的接收機側的正交特性來考慮接收條件的變化。例如可以考慮，兩個信道中的應用擾碼的一個信道的接收機側的正交性是否是相對好的或相對壞的。如上所述，在強烈地衰減時，可能減小了應用主擾碼的信道相對于同樣應用該主擾碼的信道的接收機側的正交性。
按照一種有利的擴展方案，在調整第二信道上的發射功率的最初值時，通過考慮在其中實現數據傳輸的無線電供應范圍的負荷來考慮接收條件的變化。這實現了，估計連接的兩個信道的干涉的關系。對于以上所觀察的、在其中應用主擾碼和次擾碼的情況，相應無線電小區的負荷越大，則兩個信道的干涉之間的差別越大。在那里，因為UMTS中的連接主要應用了主擾碼，所以具有次擾碼的信道的干涉增強，而由于這些信道之間的正交性，該信道對于具有主擾碼的信道近似地保持相等。
按照本發明的一種擴展方案，將具有不同的擴頻系數的擴頻碼用于兩個信道，并且對于第二信道上的發射功率的最初值，附加地考慮兩個信道的擴頻系數的關系。即除了考慮兩個信道上的不同的接收條件之外，附加地考慮，另一個擴頻系數的應用必須導致匹配目前所應用的發射功率。在此，由于所改變的接收條件進行的發射功率的的匹配(至少部分地)補償了由于所改變的擴頻系數進行的匹配，或者但是導致了發射功率的還要更強烈的匹配。
按照本發明的一種擴展方案，在應用針對連接的第二信道期間，實現數據傳輸的中斷，以便在傳輸間歇期間使得接收連接的數據的用戶站能夠在其它的信道上進行測量，并且在進行通過第二信道的數據傳輸之后重新變換到第一信道上。這例如實現了將本發明用于上面所提及的UMTS中的壓縮模式。
根據本發明的、用于傳輸連接的數據的站具有用于執行本發明方法及其改進方案和擴展方案所必需的裝置或部件。在根據本發明的站中，可以涉及任意無線電通信系統的任意的進行發送的站。在此，尤其是可以涉及UMTS移動無線電系統的基站。
以下借助附圖中示出的實施例來詳細闡述本發明。其中
圖1示出了本發明的一個實施例，圖2示出了圖1的實施例的發送機側的數據處理，以及圖3示出了圖1的實施例的兩個時間曲線圖。
圖1示出了UMTS-FDD移動無線電系統的部分，盡管本發明也可被用于任意的其它的移動無線電系統并且甚至被用于具有靜止的或移動的無線電站的任意的其它的無線電通信系統。在無線電小區C之內，示出了給無線電小區供電的基站BS(在UMTS中稱為“節點B”)以及應從基站BS向其傳輸連接的數據D的移動站MS。在此，在連接運行期間，實現了從第一信道CH1到第二信道CH2的變換。
圖2示意性示出了，如何在UMTS中在發送側(也就是在基站BS側)首先用擾碼SC來擾頻連接的數據D，并且然后用擴頻碼SP來擴頻被擾頻的數據。在進行擴頻時，利用對于擴頻碼特定的數量的碼片來擴頻被擾頻的數據D的每個比特。然后通過空氣向接收機傳輸被擴頻的數據。于是在接收機側(在移動站MS中)實現了解擴(despreading)所接收的數據D以及解擾(descrambling)。
圖3A示出了，在第一時刻t1之前和在第二時刻t2之后，將第一擾碼SC1用于基站BS和移動站MS之間的連接。相反地，在兩個時刻t1和t2之間應用第二擾碼SC2。在此，第一擾碼SC1是所觀察的UMTS-FDD移動無線電系統的主擾碼，而第二擾碼是次擾碼。將這些擾碼分配給由基站BS所供給的無線電小區C。此外還假設，將第一擴頻碼SP1用于第一信道CH1，而將第二擴頻碼SP2用于第二信道CH2。這些擴頻碼在該第一實施例中具有相同的擴頻系數(也就是相同數量的碼片)。
圖3B示出了，針對通過兩個信道CH1、CH2傳輸圖1的數據D的基站BS的發射功率P的變化曲線。在第一時刻t1之前，通過相應地控制基站BS的發射功率P來實現移動站MS上的接收質量的(借助本身對于UMTS-FDD公知的方法進行的)調節。簡化地假設，對于在第一時刻t1之前的某個時間間隔，將發射功率P恒定地保持在第一值P1。在實現了從第一信道CH1變換到第二信道CH2的時刻t1之后，將發射功率P提高到第二值P2。在此，在該實施例中，發射功率P的提高的程度取決于第一信道CH1和第二信道CH2的干涉之間的差別。由于這些信道相對于無線電小區C中的其它連接的信道有不同的正交特性，兩個信道CH1、CH2的干涉相互區別，如上面所論述的那樣，無線電小區C中的其它連接同樣應用了主或次擾碼。如遠在上面已說明的那樣，具有主擾碼的、優選地用于無線電小區C中的信道是相互正交的，而這些信道與具有次擾碼的信道不正交。
可是通過傳播條件，特別是通過衰減，可以影響具有主碼的信道的良好的正交性。因此，這些信道雖然在發送機側(在基站BS中)是正交的，可是由于多徑傳播而在接收機側(在移動站MS上)導致了，應用主擾碼的不同連接的信號不再相互正交。因此也可能導致在具有主碼的信道之間的干擾。作為其后果，第一信道和第二信道的干涉條件可以相適應，以致在這兩個時刻t1和t2僅還應規定發射功率P的第一值P1和第二值P2之間的較微小的差別。為了確定連接的傳播條件的衰減或惡化的強度，基站BS和/或移動站MS具有裝置，利用這些裝置可以確定能夠推斷出傳播條件、特別是推斷出衰減的因素。在本情況下，這是用于確定移動站MS的速度的裝置，因為衰減是與速度有關的。例如可以通過信道估計來確定傳播條件。此外，從中能夠確定參與連接的站的傳播路徑的數量和速度。
在其它的實施例中，也可以設置用于確定移動站MS在無線電小區C內的位置的裝置，因為衰減也與位置有關。在與關于無線電小區C的(影響衰減的)拓撲的信息的其它的關系中，于是可以(例如在基站BS或無線電通信系統的中央單元(諸如基站控制器)中)來決定，衰減是如何強烈，并且在何等程度上因此瞬時惡化了具有第一擾碼SC1的第一信道CH1關于具有主擾碼的其它信道的正交性。
在圖3B中的第二時刻t2之后，在該第二時刻t2實現了重新變換到第一信道CH1上，將發射功率P重新降低相應的數額而降低到第一值P1。在此簡化地假設，接收條件在其間(在兩個時刻t1和t2之間)沒有變化，以致不必實現發射功率P的改變。否則在該時間間隔期間，通過控制基站BS的發射功率P，同樣實現了在移動站MS上的接收條件的調節。
在本發明的第二實施例中，兩個信道CH1、CH2的兩個擴頻碼SP1、SP2具有不同的擴頻系數。于是將通過第二信道CH2的傳輸開始時的發射功率P用對應于擴頻系數的關系的附加的系數來匹配。這可能導致，在從第一信道變換到第二信道上時，比在圖3B中所示出的情況下更強地或但是也更弱地提高了發射功率P。這甚至可能實現過補償，以致代替發射功率的提高而實現了降低。在從第二信道CH2變換到第一信道CH1時，也在該實施例中實現了發射功率的相應的匹配。
在第二實施例中可能的是，在應用第二信道CH2期間變換到UMTS-FDD標準的壓縮模式。在該壓縮模式中，相對于應用第一信道CH1降低了擴頻系數，即現在用較少數量的碼片來實現擴頻。這有以下的后果，單獨出于此原因已經必須提高發射功率P。因此導致了，在第一時刻t1比在第一實施例中需要更強地提高發射功率。在該第二實施例中，在壓縮模式期間，在應用第二信道CH2時，暫時在第三時刻t3和第四時刻t4之間，中斷從基站BS到移動站MS的數據傳輸，以致移動站MS在該時間間隔期間可以執行其它信道的測量。
在這里所觀察的實施例中，基站BS(在其它的實施例中這也可以由無線電通信系統的另一個單元來實現)具有裝置，以便確定其無線電小區C的關于信道的負荷。這以有利的方式通過分開確定一方面有關主擾碼的負荷和另一方面有關次擾碼的負荷來實現。這尤其是可以通過確定基站的總發射功率在具有主和次擾碼的信道上的分布來實現(該信息通常存在于基站中)。由于通常主要應用具有主擾碼的信道，所以借助確定無線電小區中的總發射功率可以推斷出具有主碼或次碼的信道的干涉。于是利用該知識能決定，與具有次擾碼(第二擾碼SC2)的信道的、尤其是即第二信道CH2的干涉相比，具有主擾碼(第一擾碼SC1)的信道的、尤其是即第一信道CH1的干涉是如何強烈。應用該關系，以便確定在時刻t1、t2(即在兩個信道CH1、CH2之間變換)時的發射功率P的改變的量度。
在其它的實施例中也可能的是，通過相應的測量，例如通過確定信噪比或者信號干涉比，直接在移動站MS上確定兩個信道CH1、CH2的干涉。
權利要求
1.用于在無線電通信系統中調整用于傳輸連接的數據(D)的發射功率(P)的方法，其中-首先，在通過相應改變所述發射功率(P)來調節數據傳輸的質量期間，通過第一信道(CH1)來傳輸該連接的數據(D)，-然后通過第二信道(CH2)傳輸該連接的數據(D)，其中，最初將所述發射功率(P)調整到一值(P2)上，該值(P2)取決于在通過所述第一信道(CH1)的傳輸結束時的發射功率的值(P1)以及取決于在從第一信道(CH1)變換到第二信道(CH2)時的連接的接收條件的變化。
2.按權利要求1所述的方法，其中，在調整所述第二信道(CH2)上的發射功率的最初值(P2)時，通過考慮所述兩個信道(CH1，CH2)上的干涉來考慮接收條件的變化。
3.按以上權利要求之一所述的方法，其中，在調整所述第二信道(CH2)上的發射功率的最初值(P2)時，通過考慮在其中實現數據傳輸的無線電供電范圍(C)之內的傳播條件來考慮接收條件的變化。
4.按權利要求3所述的方法，其中，所述傳播條件專用于所述連接。
5.按以上權利要求之一所述的方法，其中，在調整所述第二信道(CH2)上的發射功率的最初值(P2)時，通過考慮在其中實現數據傳輸的無線電供電范圍(C)的負荷來考慮接收條件的變化。
6.按以上權利要求之一所述的方法，其中，在調整所述第二信道(CH2)上的發射功率的最初值(P2)時，通過考慮所述兩個信道(CH1，CH2)中的至少一個的接收機側的正交特性來考慮接收條件的變化。
7.按以上權利要求之一所述的方法，-該方法被用于CDMA無線電通信系統上，在該CDMA無線電通信系統中，選擇性地通過不同的擴頻碼(SP)和/或不同的擾碼(SC)區分不同的連接，-并且其中，將不同的擾碼(SC1，SC2)用于連接的兩個信道(CH1，CH2)。
8.按權利要求7所述的方法，其中-所述第一擾碼(SC1)是主擾碼，而所述第二擾碼(SC2)是次擾碼，-其中，在無線電通信系統之內進行信道分配時，與次擾碼相比較，首先應用所述主擾碼。
9.按權利要求7或8之一所述的方法，其中-將具有不同擴頻系數的擴頻碼(SP1，SP2)用于兩個信道，-而對于所述第二信道(CH2)上的發射功率(P2)的最初值的調整，附加地考慮所述兩個信道(CH1，CH2)的擴頻系數的關系。
10.按權利要求7至9之一所述的方法，其中-在應用所述連接的第二信道(CH2)期間，實現數據傳輸的中斷，以便在接收所述連接的數據(D)的用戶站(MS)的傳輸間歇期間實現其它信道上的測量，-并且在通過所述第二信道(CH2)進行數據傳輸之后，重新變換到所述第一信道(CH1)上。
11.用于在無線電通信系統中傳輸至少一個連接的數據(D)的站(BS)，-具有用于通過第一信道(CH1)傳輸連接的數據(D)的裝置，-具有用于通過相應地改變所述發射功率(P)來調節通過第一信道(CH1)的數據傳輸的質量的裝置，-具有用于隨后通過第二信道(CH2)傳輸所述連接的數據(D)的裝置，-具有用于最初將所述第二信道(CH2)上的發射功率(P)調整到一值(P2)的裝置，該值(P2)取決于在通過第一信道(CH1)的傳輸結束時的發射功率的值(P1)以及取決于在從第一信道(CH1)變換到第二信道(CH2)時的連接的接收條件的變化。
全文摘要
首先，在通過相應改變發射功率(P)來調節數據傳輸的質量期間，通過第一信道(CH1)來傳輸連接的數據(D)。然后通過第二信道(CH2)傳輸該連接的數據(D)，其中，最初將所述發射功率(P)調整到一值(P2)，該值(P2)取決于在通過所述第一信道(CH1)的傳輸結束時的發射功率的值(P1)以及取決于在從第一信道(CH1)變換到第二信道(CH2)時的連接的接收條件的變化。
文檔編號H04B7/005GK1957544SQ200580017083
公開日2007年5月2日 申請日期2005年2月17日 優先權日2004年3月26日
發明者S·奧斯特雷希 申請人:西門子公司