DE60036546T2

DE60036546T2 - Verfahren und vorrichtung zur sendeleistungsregelung in einem übertragungssystem unter verwendung von orthogonaler sender-diversität

Info

Publication number: DE60036546T2
Application number: DE60036546T
Authority: DE
Inventors: Stein A. Solana Beach LUNDBY; Leonid San Diego RAZOUMOV
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: UA64030C2; EP1192735B1; ATE374464T1; NO20016408L; BR0011910A; IL146855A; CN1377534A; HK1048208B; IL146855A0; AU5899600A; JP4499328B2; WO2001001604A1; DE60036546D1; ES2292448T3; US6421327B1; NO20016408D0; KR100633935B1; CA2376194C; KR20020016853A; CN1157863C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kommunikationen bzw. Nachrichtenübermittlungen. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein neuartiges und verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern von Übertragungsenergie in ein Kommunikationssystem das orthogonale Sendediversität einsetzt.
II. Beschreibung der verwandten Technik
Die Nutzung von Modulationstechniken mit Code-Multiplex-Vielfach-Zugriff (code division. multiple access, CDMA) ist eine von mehreren Techniken zum Ermöglichen von Kommunikationen, bei denen eine große Anzahl von Systemnutzern vorhanden sind. Andere Vielfachzugriffskommunikationssystemtechniken wie z. B. Zeit-Multiplex-Vielfach-Zugriff (time division multiple access, TDMA) und Frequenz-Multiplex-Vielfach-Zugriff (frequency divsion multiple access, FDMA), sind in der Technik bekannt. Die Spreizspektrummodulationstechnik von CDMA besitzt jedoch signifikante Vorteile gegenüber diesen Modulationstechniken für Vielfachzugriffskommunikationssysteme. Die Nutzung von CDMA Techniken in einem Vielfachzugriffskommunikationssystem ist offenbart in dem U.S. Patent Nr. 4,901,307 mit dem Titel „SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNCATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist. Die Nutzung von CDMA Techniken in einem Vielfachzugriffskommunikationssystem ist ferner offenbart in dem U.S. Patent Nr. 5,103,459 mit dem Titel „SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
CDMA bietet durch seine inhärente Art, dass es ein Breitbandsignal ist, eine Form von Frequenzdiversität durch Spreizen der Signalenergie über eine große Bandbreite. Deshalb beeinflusst frequenzselektives Fading bzw. frequenzselektiver Schwund nur einen kleinen Teil von der CDMA Signalbandbreite. Raum- oder Pfaddiversität wird erlangt durch Vorsehen mehrerer Signalpfade durch gleichzeitige Verbindungen von einem fernen Nutzer durch zwei oder mehrere Zellenstandorte. Ferner kann Pfaddiversität erlangt werden durch Ausnutzen der Mehrpfadumgebung durch Spreizspektrumsverarbeitung in dem es zugelassen wird, dass ein Signal das mit unterschiedlichen Ausbreitungsverzögerungen ankommt separat empfangen und verarbeitet wird. Beispiele von Pfaddiversität sind dargestellt in dem U.S. Patent Nr. 5,101,501 mit dem Titel „METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" und dem U.S. Patent Nr. 5,109,390 mit dem Titel "DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", die beide an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind.
Bei anderen Modulationsschemata wie z. B. TDMA agiert Signaldiversität als Rauschen für den Empfänger und ist als solches höchst unerwünscht. Der Wert von Diversitätsempfang in CDMA Systemen ist andererseits so ausgeprägt, dass Systeme entwickelt worden sind, um beabsichtigterweise Signaldiversität in die Übertragungen einzuführen. Ein Verfahren des absichtlichen Einführens von Signaldiversität in einem CDMA Kommunikationssystem ist es identische Signale durch separate Antennen zu senden, wie es beschrieben ist in dem U.S. Patent Nr. 5,280,472 mit dem Titel „CDMA Microcellular Telephone System and Distributed Antenna System", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
Die International Telecommunications Union hat kürzlich zur Einreichung von vorgeschlagenen Verfahren zum Vorsehen von hochratigen Daten- und hochqualitativen Sprachdiensten über drahtlose Kommunikationskanäle aufgefordert. Ein erster von diesen Vorschlägen wurde herausgegeben durch die Telecommunications Industry Association mit dem Titel „The cdma2000 ITU-R RTT Candidate Submission". Ein zweiter dieser Vorschläge wurde herausgegeben durch das European Telecommunication Standards Institute (ETSI) mit dem Titel „The ETSI UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA) ITU-R RTT Candidate Submission".
Die Telecommunications Industry Association hat den anfänglichen cdma2000 Vorschlag in eine Entwurfsspezifikation entwickelt mit dem Titel „Proposed Ballot Text for cdma2000 Physical Layer", der hier im Folgenden als das cdma2000 bezeichnet wird. Diese Entwurfsspezifikation beschreibt ein Verfahren zum Vorsehen von Pfad- und Code-Raumdiversität, die bezeichnet wird als orthogonale Sendediversität (Orthogonal Transmit Diversity, OTD). Bei OTD wird die zu einer fernen Station zu sendende bzw. zu übertragende Information in zwei Signale aufgeteilt bzw. demultiplext. Jedes von den zwei Signalen wird unter Verwendung eindeutiger orthogonaler Spreizsequenzen gespreizt und von verschiedenen Antennen gesendet.
Ein nützliches Verfahren zur Leistungssteuerung von einer fernen Station in einem Kommunikationssystem ist es die Leistung von dem, von der fernen Station an einer Basisstation empfangenen Signal, zu überwachen. Die Basisstation sendet ansprechend auf den überwachten Leistungspegel Leistungssteuer-Bits an die ferne Station und zwar in regelmäßigen Intervallen. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern von Sendeleistung auf diese Art und Weise ist offenbart in dem U.S. Patent Nr. 5,056,109 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM" das an den Rechtsnachfolger von der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
Orthogonale Spreizsequenzen sind bei CDMA Kommunikationssystemen höchst wünschenswert, weil die Kreuzkorrelation zwischen jedwelchen zwei orthogonalen Sequenzen Null ist. Orthogonale Sequenzen besitzen jedoch sehr schlechte Autokorrelationseigenschaften und bei mobilen Umgebungen, bei denen Mehrwegeeffekte anzutreffen sind, würden die schlechten Autokorrelationseigenschaften ein CDMA System unbetreibbar machen. Wegen die ses Effekts, ist eine Pseudorauschabdeckung, die die orthogonalen gespreizten Daten abdeckt höchst wünschenswert. Die Pseudorauschabdeckungen werden derart ausgewählt, dass die Korrelation zwischen der Pseudorauschsequenz und einer zeitverschobenen Version von der Sequenz niedrig ist. Bei neuen Systemen mit hoher Kapazität ist ein Verfahren zum Spreizen von Daten um die Last auf den in-phasigen und quadratur-phasigen Kanälen gleichmäßig zu verteilen, bezeichnet als komplexes PN-Spreizen, im Detail beschrieben in der parallel anhängigen U.S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/886,604 mit dem Titel „HIGH DATA RATE CDMA WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM" das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
WO 99/12274 erörtert ein Kommunikationssystem in dem orthogonale Sendediversität implementiert wird durch Einsetzen eines Datensplitters (803) zum Unterteilen von Kanalinformation (801) in wenigstens einen ersten Teil von Bits (802) und einen zweiten Teil von Bits (804). Jeder Teil wird mit seinem eigenen Walsh-Code gespreizt für eine letztendliche Übertragung an eine Mobilstation über eine vorherbestimmte Trägerfrequenz. Ein Controller (809) steuert die Unterteilung von der Kanalinformation und auch einen Interleaver bzw. Verschachtler (308) um ferner die Effekte von der Diversitätsübertragung zu verstärken. Steuerinformation die im Bezug steht zu der Unterteilung wird an die Mobilstation gesendet, so dass die Kanalinformation vor einer Decodierung genau rekonstruiert werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist ein neuartiges und verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern von Sendeenergie. Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Leistungsregelsystem das zusammen mit einem Sender der orthognale Sendediversität nutzt, betrieben wird. In einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung evaluiert der Empfänger das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (signal to noise ratio, SNR) von den zwei OTD Komponenten von dem Signal. Eine gewichtete Summe von diesen zwei Komponen ten, die das schwächere von den zwei Signalen betont bzw. darauf den Schwerpunkt legt, wird erzeugt und bei der Erzeugung von den Leistungssteuerbefehlen bzw. Leistungssteuerungsbefehlen genutzt. In einem zweiten Ausführungsbeispiel von der vorliegenden Erfindung wird das SNR von den zwei Komponentensignalen berechnet und zwei separate Leistungssteuerbefehle werden basierend auf den entsprechenden berechneten SNR Werten erzeugt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung klarer werden, wenn man diese zusammen mit den Zeichnungen betrachtet in den gleiche Bezugszeichen durchgehend entsprechendes bezeichnen und wobei die Figuren Folgendes zeigen:
1 ist ein Diagramm von einem Kommunikationssystem das orthogonale Sendediversität nutzt;
2 ist ein Sende- bzw. Übertragungssystem das orthogonale Sendediversität nutzt;
3 ist ein Teil von der empfangenden Station von der vorliegenden Erfindung zum Berechnen der Leistungsregelbefehle bzw. Leistungssteuerbefehle mit geschlossener Schleife;
4 ist ein Empfängersystem zum Empfangen der Leistungsregelbefehle und zum Steuern der Sendeenergie von den Verstärkern von 2.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein erstes Verfahren zum Bestimmen des Werts von dem Leistungssteuerbefehl bzw. Leistungsregelbefehl von der vorliegenden Erfindung darstellt; und
6 ist ein Flussdiagramm das ein zweites Verfahren zum Bestimmen des Werts von dem Leistungsregelbefehl bzw. Leistungssteuerbefehl der vorliegenden Erfindung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1 illustriert die primären Elemente in einem drahtlosen Kommunikationssystem das OTD auf der Vorwärtsverbindung einsetzt. Ein zu sendendes Signal 0 ist durch einen Basisstations-Controller (nicht gezeigt) für eine Basisstation 2 vorgesehen. Die Basisstation 2 demultiplext das Signal um es auf zwei Pfaden vorzusehen, spreizt jeden der demultiplexten Teile unter Verwendung eines unterschiedlichen Spreiz-Codes und nach zusätzlichem Verarbeiten ist ein erster Demultiplexer-Teil von dem Signal 0 für eine Antenne 4 und ein zweiter Demultiplexer-Teil von dem Signal 0 für eine Antenne 6 vorgesehen.
Das Signal von der Antenne 4 wird als Vorwärtsverbindungssignal 8 gesendet und das Signal von der Antenne 6 wird als Vorwärtsverbindungssginal 10 gesendet. Somit besitzen die von der Basisstation 2 ausgehenden Signale sowohl Code- als auch Raum-Diversität mit Bezug aufeinander. Es sollte bemerkt werden, das OTD nicht wahre Signaldiversität in dem Sinn ist, dass die auf den zwei Vorwärtsverbindungssignalen 8 und 10 beförderte Information unterschiedlich ist. Dieser Mangel an wahrer Signaldiversität ist eine primäre Motivation für die vorliegende Erfindung weil es die Bedingung vorsieht, dass sowohl das Vorwärtsverbindungssignal 8 als auch das Vorwärtsverbindungssignal 10 geeignet sein müssen für einen gleichzeitigen zuverlässigen Empfang. Bei wahren Signaldiversitätssituationen, bei denen die auf den Vorwärtsverbindungssignalen 8 und 10 gesendete Information redundant ist, wäre die einzige Anforderung das entweder das Vorwärtsverbindungssignal 8 oder das Vorwärtsverbindungssignal 10 dafür geeignet wären zu irgendeiner Zeit zuverlässig empfangen zu werden.
Die Vorwärtsverbindungssignale 8 und 10 werden durch eine ferne bzw. entfernte Station 12 empfangen. Die ferne Station 12 empfängt und demoduliert Vorwärtsverbindungssignale 8 und 10 und kombiniert die demodulierten Signale zum Vorsehen einer Schätzung von dem Signal 0. Zusätzlich bestimmt die ferne Station 12 die Eignung von der Sendeenergie der durch die Basis station 2 gesendeten Signale und erzeugt eine Folge von Leistungssteuerbefehlen bzw. Leistungsregelbefehlen gemäß dieser Bestimmung. Dieses Verfahren des Steuerns bzw. Regelns der Energie von Übertragungen von der Basisstation 2 wird als Leistungsregelung bzw. Leistungssteuerung mit geschlossener Schleife bezeichnet und eine Implementierung von einem Leistungsregelsystem ist im Detail in dem vorgenannten U.S. Patent Nr. 5,056,109 beschrieben.
Die ferne Station 12 berechnet eine Schätzung von den SNRs von den Vorwärtsverbindungssignalen 8 und 10, die genutzt werden zur Bestimmung von einem Feedback-Leistungssteuerbefehl oder -befehlen. Der Leistungssteuerbefehl wird nachfolgend durch die ferne Station 12 verarbeitet und an die Basisstation 2 auf einem Rückwärtsverbindungssignal 16 gesendet. Das Rückwärtsverbindungssignal 16 wird durch eine Antenne 14 empfangen und ist für die Basisstation 2 vorgesehen. Die Basisstation 2 empfängt und demoduliert den Leistungssteuerbefehl und stellt die Übertragungsenergie von den Vorwärtsverbindungssignalen 8 und 10 gemäß den empfangenen Leistungssteuerbefehlen ein.
2 stellt detaillierter die Verarbeitung von einem durch die Basisstation 2 zu sendenden Signal dar. Das Signal 0 ist für einen Demultiplexer 50 vorgesehen, welcher vier demultiplexte Komponenten ausgibt. Jede von den demultiplexten Komponenten vom Signal 0 ist dann für einen entsprechenden Spreizer von Spreizern 52, 53, 54 und 55 vorgesehen. Es ist für einen Fachmann klar, dass die Verarbeitung von dem Signal 0 einschließlich von Vorwärtsfehlerkorrektur-Codierung, Interleaving bzw. Verschachtelung und Ratenanpassung durchgeführt wird, bevor das Signal an den Demultiplexer 50 gegeben wird. Die Implementierung einer derartigen Verarbeitung ist in der Technik wohl bekannt und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Um es der fernen Station 12 zu erlauben die Vorwärtsverbindungssignale 8 und 10 kohärent zu demodulieren, müssen auch Pilotsignale von jeder von den Antennen 4 und 6 gesendet werden. In dem bevorzugten Ausführungs beispiel wird ein gemeinsamer Pilot von Antenne 4 unter Verwendung des Walsh-Codes 0 (W₀) oder die Sequenz mit nur Einsen gesendet und ein zweiter Pilot wird unter Verwendung einer zusätzlichen bzw. hilfsweisen Pilotstruktur von Antenne 6 gesendet. Die Nutzung eines gemeinsamen Piloten der erzeugt wird unter Verwendung der Sequenzen mit nur Einsen ist im Detail beschrieben in dem vorgenannten U.S. Patent Nr. 5,103,459 und die Erzeugung und Nutzung von zusätzlichen Piloten ist im Detail beschrieben in einer parallel anhängigen U.S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/925,521 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING ORTHOGONAL SPOT BEAMS; SECTORS AND PICOCELLS", die an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
Spreizer 52 und 54 spreizen die ersten zwei Komponenten vom Signal 0 unter Verwendung. der Spreizsequenz W_i. Spreizer 56 und 58 spreizen die zweiten zwei Komponenten vom Signal 0 unter Verwendung eines zweiten Codes W_j. Man beachte, dass die Nutzung von zwei unterschiedlichen Codes W_i und W_j Code-Diversität vorsieht. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel nehmen W_i und W_j entweder die Form von orthogonalen Funktionen oder von quasi orthogonalen Funktionen an. Die Erzeugung von orthogonalen Funktionen ist in der Technik wohl bekannt und ist beschrieben in dem vorgenannten U.S. Patent Nr. 5,103,459 . Quasi-orthogonale Funktionen sind Sequenzen die eine minimale Korrelation zu einem Satz von orthogonalen Sequenzen besitzen. Die Erzeugung von quasi-orthogonalen Funktionen ist im Detail beschrieben in der parallel anhängigen U.S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/136,107 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR CONSTRUCTION OF QUASI-ORTHOGONAL VECTOR" die an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
Gespreizte Signale von den Spreizern 52 und 54 werden an einen komplexen Pseudo-Rausch-(pseudonoise, PN)-Spreizer 60 geliefert. Der komplexe PN-Spreizer 60 spreizt die Signale in Übereinstimmung mit PN-Sequenzen PN_I und PN_Q. Komplexes PN-Spreizen ist in der Technik wohl bekannt und beschrieben in dem cdma2000 Kandiatenvorschlag und in der vorgenannten pa rallel anhängigen U.S. Patentanmeldung mit der Seriennr. 08/886,604 . Die komplexen PN-gespreizten Signale sind für einen Sender (transmitter, TMTR) 64 vorgesehen. Der TMTR 64 konvertiert hoch, verstärkt und filtert die Signale in Übereinstimmung mit einem QPSK Modulationsformat und sieht die verarbeiteten Signale für eine Antenne 4 zur Übertragung als Vorwärtsverbindungssignal 8 vor. Die Größe der Verstärkung wird gemäß Verstärkungssteuerbefehlen (gain control commands) GC₁ bestimmt.
In ähnlicher Weise sind gespreizte Signale von den Spreizern 56 und 58 für den komplexen PN-Spreizer 62 vorgesehen. Der komplexe PN-Spreizer 62 spreizt die Signale gemäß PN-Sequenzen PN_I und PN_Q. Die komplexen PN-gespreizten Signale sind für einen TMTR 66 vorgesehen. Der Sender 66 konvertiert hoch, verstärkt und filtert die Signale in Übereinstimmung mit einem QPSK Modulationsformat und sieht die verarbeiteten Signale für die Antenne 6 zur Übertragung als Vorwärtsverbindungssignal 10 vor. Die Größe der Verstärkung wird gemäß Leistungssteuerbefehlen GC₂ bestimmt.
3 stellt detaillierter die Verarbeitung von Signalen durch die ferne Station 12 dar. Die Vorwärtsverbindungssignale 8 und 10 werden an der fernen Station 12 durch eine Antenne 18 empfangen und durch einen Duplexer 20 an einen Empfänger (receiver, RCVR) 22 geliefert. Der Empfänger 22 konvertiert herab, verstärkt und filtert die empfangenen Signale in Übereinstimmung mit einem QPSK Demodulationsschema und sieht die empfangenen Signale für den komplexen PN-Entspreizer 24 vor. Die Implementierung vom komplexen PN-Entspreizer 24 ist in der Technik wohl bekannt und ist im Detail beschrieben in der parallel anhängigen U.S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/886,604 .
Eine erste Komponente von dem komplexen PN-entspreizten Signal ist vorgesehen für einen Entspreizer 26 und einen Entspreizer 28. Die Entspreizer 26 und 28 entspreizen das Signal in Übereinstimmung mit einem ersten Walsh-Code W_i. Eine zweite Komponente von dem komplexen PN-entspreizten Signal ist vorgesehen für einen Entspreizer 30 und einen Entspreizer 32. Die Entspreizer 30 und 32 entspreizen das Signal in Übereinstimmung mit einem zweiten Code W_j. Die Implementierung der Entspreizer 26, 28, 30 und 32 ist in der Technik wohl bekannt und ist im Detail beschrieben in dem vorgenannten U.S. Patent Nr. 5,103,459 . Zusätzlich wird eine ähnliche Entspreizungsoperation durchgeführt auf den Pilotkanälen unter Verwendung der Walsh-Sequenzen, die zum Spreizen der Pilotkanäle genutzt worden sind.
Die von den Spreizern 26 und 28 ausgegebenen Signale sind vorgesehen für einen SNR Berechner 34, der eine Schätzung von dem Signal-zu-Rausch-Verhältnis von dem Vorwärtsverbindungssignal 8 (SNR₁) berechnet. Die von den Spreizern 30 und 32 ausgegebenen Signale sind für einen SNR Berechner 36 vorgesehen, welcher eine Schätzung von dem Signal-zu-Rausch-Verhältnis vom Vorwärtsverbindungssignal 10 (SNR₂) berechnet. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird die Rauschenergie gemessen durch Berechnen der Signalvarianz von dem Pilotkanal, der mit fester Energie gesendet wird. Die Messungen von der Rauschenergie unter Verwendung der Varianz von dem Pilotsignal ist im Detail beschrieben in der parallel anhängigen U.S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/722,763 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING LINK QUALITY IN A SPREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM" die an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist. Die Bit-Energie wird berechnet durch Messen der Energie von den punktierten Leistungssteuer-Bits, die mit der Energie von einer Vollratenübertragung bzw. Übertragung mit voller Geschwindigkeit gesendet werden und zwar unabhängig von der Rate bzw. Geschwindigkeit des darunterliegenden Verkehrs. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel von dem Verfahren zum Bestimmen von Bit-Energie von den punktierten Leistungssteuersymbolen ist beschrieben in der parallel anhängigen U.S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/239,451 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA COMMUNICATION SYSTEM", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist. Die vorliegende Erfindung ist auf andere Verfahren zum Bestimmen eines Signal-zu-Rausch-Verhältnisses in einem CDMA Kommunikationssystem anwendbar.
Die geschätzten SNR₁ und SNR₂ sind dann vorgesehen für den Leistungssteuerprozessor 38, der den Leistungssteuerbefehl ausgibt.
Ein Ausführungsbeispiel des Prozesses, der durch den Leistungssteuerprozessor 38 beim Bestimmen der Leistungssteuerbefehle genutzt wird, ist in 5 dargestellt. Der Algorithmus beginnt im Block 100. Im Block 102 wird das Signal-zu-Rausch-Verhältnis von dem Vorwärtsverbindungssignal 8 (SNR₁) gemessen. Im Block 103 wird das Signal-zu-Rausch-Verhältnis von dem Vorwärtsverbindungssignal 10 (SNR₂) gemessen. Im Block 104 werden die zwei Signal-zu-Rausch-Verhältnisse SNR₁ und SNR₂ verglichen. Falls SNR₁ größer als SNR₂ ist wird ein zusammengesetztes SNR im Block 106 unter Verwendung der folgenden Formel berechnet: SNR = α SNR1 + β SNR2, (1)wobei in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel β größer als α ist. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist β gleich 0,7 und α ist gleich 0,3. Dieses Verfahren betont das SNR von dem schwächeren Signal, welches konsistent ist mit dem Ziel es sicherzustellen, dass beide Signale eine ausreichende Stärke besitzen, um zuverlässig empfangen zu werden. Falls SNR₁ kleiner als SNR₂ ist, wird ein zusammengesetztes SNR im Block 107 berechnet, und zwar unter Verwendung des in Gleichung (2) angegebenen Ausdrucks: SNR = α SNR2 + β SNR1, (2)wobei wiederum β größer als α ist.
Im Block 108 wird das zusammengesetzte SNR mit einer vorherbestimmten Schwelle T verglichen. Falls das zusammengesetzte SNR größer als T ist, wird der Leistungssteuerbefehl (power control command, PCC) auf 1 gesetzt. Falls SNR weniger als T ist, wird PCC auf 0 gesetzt. Im Block 110 wird der PCC gesendet und der Algorithmus endet im Block 112.
6 bildet ein Flussdiagramm ab, das ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. Der Algorithmus beginnt im Block 200. Im Block 202 wird das Signal-zu-Rausch-Verhältnis von dem Vorwärtsverbindungssignal 8 (SNR₁) gemessen. Im Block 203 wird das Signal-zu-Rausch-Verhältnis von dem Vorwärtsverbindungssignal 10 (SNR₂) gemessen.
Im Block 204 wird SNR₁ mit einer vorherbestimmten Schwelle T verglichen. Falls SNR₁ größer als T ist, wird ein erster Leistungssteuerbefehl (PCC₁) auf 1 gesetzt. Falls SNR₁ weniger als T ist, wird PCC₁ auf 0 gesetzt. Im Block 205 wird SNR₂ mit einer vorherbestimmen Schwelle T verglichen. Falls SNR₂ größer als T ist, wird ein zweiter Leistungssteuerbefehl (PCC₂) auf 1 gesetzt. Falls SNR weniger als T ist, wird PCC₂ auf 0 gesetzt.
Im Block 206 wird eine PCC Übertragungsentscheidung durchgeführt. In einem Ausführungsbeispiel von der Erfindung wird nur ein Leistungssteuer-Bit pro Leistungssteuergruppe gesendet. In diesem Ausführungsbeispiel wird PCC alternativ auf PCC₁ und dann auf PCC₂ gesetzt. In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden zwei Leistungssteuer-Bits pro Leistungssteuergruppe gesendet. In diesem Ausführungsbeispiel enthält der PCC ein geordnetes Paar wie z. B. PCC₁, PCC₂. Im Block 208 wird der PCC gesendet. Der Algorithmus endet im Block 210.
Der Leistungssteuerbefehl oder die Leistungssteuerbefehle werden dann an ein Sende-Sub-System 39 geliefert. Das Sende-Sub-System 39 moduliert, hochkonvertiert, verstärkt und filtert den Leistungssteuerbefehl und liefert die verarbeiteten Signale über den Duplexer 20 zu der Antenne 18 zur Aussendung bzw. Übertragung als Rückwärtsverbindungssignal 16.
Sich 4 zuwendend, wird das Rückwärtsverbindungssignal 16 an der Antenne 14 empfangen und ist für einen Empfänger (RCVR) 22 vorgesehen. Der RCVR 22 konvertiert herab, verstärkt und filtert das Signal in Übereinstimmung mit einem QPSK Demodulationsformat und sieht das empfangene Sig nal für einen Demodulator 42 vor. Der Demodulator 42 demoduliert das Signal in Übereinstimmung mit einem CDMA Demodulationsformat. Leistungssteuerbefehle bzw. Leistungsregelbefehle werden dann von dem demodulierten Signal extrahiert und als Signale GC₁ und GC₂ an Sender 64 und 66 geliefert. Ansprechend auf die empfangenen Leistungssteuerbefehle stellen die Sender 64 und 66 ihre Sendeenergien auf eine vorherbestimmte Art und Weise nach oben oder unten ein.
Die vorhergehende Beschreibung von den bevorzugten Ausführungsbeispielen ist vorgesehen um es jedem Fachmann zu ermöglichen die Erfindung nachzuvollziehen oder zu nutzen. Die verschiedenen Modifikationen an diesen Ausführungsbeispielen werden Fachleuten unmittelbar klar sein und die hierin definierten generischen Prinzipien können auf andere Ausführungsbeispiele angewendet werden ohne die Nutzung erfinderischer Fähigkeiten. Somit ist es nicht beabsichtigt dass die vorliegende Erfindung auf die hierin gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll, sondern sie soll im weitesten Umfang gewürdigt werden, der mit den hierin offenbarten Prinzipien und neuartigen Merkmalen konsistent ist.

Claims

Ein Verfahren zum Steuern einer Sendeleistung einer Basisstation (2) durch eine entfernte Station (12) in einem Kommunikationssystem, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: (a) Senden von der Basisstation (2) eines Signals über eine Vielzahl von Verbindungen (8, 10); und (b) Empfangen bei der entfernten Station (12) des Signals über die Vielzahl von Verbindungen (8, 10), gekennzeichnet durch das Aufweisen der folgenden Schritte: (c) Schätzen eines Signal-zu-Rausch-Verhältnisses (SNR = Signal-to-Noise Ratio) des Signals für eine jede der Vielzahl von Verbindungen (8, 10); (d) Bestimmen eines Leistungssteuerungsbefehls in Abhängigkeit von den geschätzten SNRs; (e) Senden des Leistungssteuerungsbefehls an die Basisstation (2); und (f) Anpassen bei der Basisstation (2) der Übertragungsleistung basierend auf dem empfangenen Leistungssteuerungsbefehl.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Bestimmungsschritt (d) ein Leistungssteuerungsbefehl als eine gewichtete Summe eines jeden der SNRs bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Bestimmungsschritt (d) folgende Unterschritte aufweist: (a) Anordnung der SNRs in einen ersten geordneten Satz basierend auf den SNR-Beträgen; (b) Bilden eines zweiten geordneten Satzes, der Konstanten enthält, wobei der zweite geordnete Satz geordnet wird in entgegengesetzte Sequenz von Beträgen wie der erste geordnete Satz, und eine gleiche Anzahl von Mitgliedern als der erste geordnete Satz besitzt; (c) Berechnen eines zusammengesetzten SNRs durch multiplizieren eines jeden Mitglieds des ersten geordneten Satzes durch ein Mitglied einer entsprechenden Position des zweiten geordneten Satzes, und Summieren der Produkte der Multiplikation; (d) Vergleichen des zusammengesetzten SNRs mit einer Schwelle; und (e) Setzen des Leistungssteuerungsbefehls auf einen ersten Wert, wenn das zusammengesetzte SNR geringer ist als die Schwelle, oder Setzen des Leistungssteuerungsbefehls auf einen zweiten Wert, wenn das zusammengesetzte SNR größer ist als die Schwelle.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Vielzahl der Verbindungen gleich Zwei ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine der Konstanten des zweiten geordneten Satzes gleich 0,3 ist und wobei eine weitere der Konstanten des zweiten geordneten Satzes gleich 0,7 ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Bestimmungsschritt (d) einen Leistungssteuerungsbefehl aus einer Kombination von Signalen, die Funktionen der SNRs sind, bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Bestimmungsschritt (d) folgende Unterschritte aufweist: (a) Vergleichen des SNR von einer der Vielzahl von Verbindungen mit einer Schwelle; (b) Einstellen eines entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls auf einen ersten Wert, wenn das SNR geringer ist als die Schwelle, oder Setzen des entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls auf einen zweiten Wert, wenn das SNR größer ist als die Schwelle; (c) Wiederholen der Schritte (a) und (b) für alle der Vielzahl von Verbindungen; und (d) Zuweisen der Leistungssteuerungsbefehle sequenziell zu einer Leistungssteuerungsgruppe, die zu senden ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Bestimmungsschritt (d) folgende Unterschritte aufweist: (a) Vergleichen des SNR von einer der Vielzahl von Verbindungen mit einer Schwelle; (b) Einstellen eines entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls auf einen ersten Wert, wenn das SNR geringer ist als die Schwelle, oder Setzen des entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls auf einen zweiten Wert, wenn das SNR größer ist als die Schwelle; (c) Wiederholen der Schritte (a) und (b) für alle der Vielzahl von Verbindungen; und (d) Zuweisen eines Satzes, der alle Leistungssteuerungsbefehle aufweist, zu einer Leistungssteuerungsgruppe, die zu senden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Basisstation eine Vielzahl von Sendern aufweist, von denen jeder eine zugeordnete Sendeleistung besitzt, wobei das Verfahren weiterhin folgende Schritte aufweist: Bestimmen einer oder mehrerer der Vielzahl von Sendern, für die der empfangene Leistungssteuerungsbefehl bestimmt ist; und Anpassen der Sendeleistung bzw. der Übertragungsleistung des erwähnten oder der erwähnten bestimmten Sender.
Eine Vorrichtung zum Steuern einer Sendeleistung einer Basisstation (2) durch eine entfernte Station (12) in einem Kommunikationssystem, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: in der Basisstation (2): erste Sendemittel (4, 6, 50–66) zum Senden eines Signals, über eine Vielzahl von Verbindungen (8, 10); und in der entfernten Station (12): Empfangsmittel (18–32) zum Empfangen des Signals über die Vielzahl von Verbindungen (8, 10); dadurch gekennzeichnet, dass Folgendes vorgesehen ist: in der entfernten Station (12): Schätzmittel (34, 36) zum Schätzen eines Signal-zu-Rausch-Verhältnisses (SNR) des Signals für jede der Vielzahl von Verbindungen (8, 10); Bestimmungsmittel (38) zum Bestimmen eines Leistungssteuerungsbefehls in Abhängigkeit von den geschätzten SNRs; und zweite Sendemittel (39) zum Senden des Leistungssteuerungsbefehls zu der Basisstation (2); und in der Basisstation (2): Anpassmittel (44) zum Anpassen der Sendeleistung basierend auf den empfangenen Leistungssteuerungsbefehl.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Bestimmungsmittel (38) angeordnet sind zum Bestimmen eines Leistungssteuerungsbefehls als eine gewichtete Summe eines jeden der SNRs.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Bestimmungsmittel (38) Folgendes aufweisen: Mittel zum Anordnen der SNRs in einem ersten geordneten Satz basierend auf den SNR-Beträgen; Mittel zum Bilden eines zweiten geordneten Satzes der Konstanten enthält, wobei der zweite geordnete Satz in entgegengesetzte Sequenz bzw. Richtung von den Beträgen geordnet wird als der erste geordnete Satz, und eine gleiche Anzahl von Mitgliedern als der erste geordnete Satz besitzt; Mittel zum Berechnen eines zusammengesetzten SNRs durch Multiplizieren eines jeden Mitglieds des ersten geordneten Satzes mit einem Mitglied einer entsprechenden Position des zweiten geordneten Satzes und Summieren der Produkte der Multiplikation; Mittel zum Vergleichen des zusammengesetzten SNRs mit einer Schwelle; und Mittel zum Setzen des Leistungssteuerungsbefehls auf einen ersten Wert, wenn der zusammengesetzte SNR geringer ist als die Schwelle, oder Setzen des Leistungssteuerungsbefehls auf einen zweiten Wert, wenn das zusammengesetzte SNR größer ist als die Schwelle.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Vielzahl von Verbindungen gleich Zwei ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei eine der Konstanten des zweiten geordneten Satzes gleich 0,3 ist und eine weitere der Konstanten des zweiten geordneten Satzes gleich 0,7 ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Bestimmungsmittel (38) angeordnet sind zum Bestimmen eines Leistungssteuerungsbefehls aus einer Kombination der Signale, die Funktionen der SNRs sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Bestimmungsmittel (38) betriebsmäßig folgende Schritte ausführen: (a) Vergleichen des SNRs einer der Vielzahl von Verbindungen mit einer Schwelle; (b) Setzen eines entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls auf einen ersten Wert, wenn das SNR geringer ist als die Schwelle oder Setzen des entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls auf einen zweiten Wert, wenn das SNR größer ist als die Schwelle; (c) Wiederholen der Schritte (a) und (b) für alle der Vielzahl von Verbindungen; und (d) Zuweisen der Leistungssteuerungsbefehle sequenziell zu einer Leistungssteuerungsgruppe, die zu senden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Bestimmungsmittel (38) betriebsmäßig folgende Schritte ausführen: (a) Vergleichen des SNRs einer der Vielzahl von Verbindungen mit einer Schwelle; (b) Setzen eines entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls auf einen ersten Wert, wenn das SNR kleiner ist als die Schwelle, oder Setzen des entsprechenden Leistungssteuerungsbefehls auf einen zweiten Wert, wenn das SNR größer ist als die Schwelle; (c) Wiederholen der Schritte (a) und (b) für alle der Vielzahl von Verbindungen; und (d) Zuweisen eines Satzes, der alle Leistungssteuerungsbefehle aufweist, zu einer Leistungssteuerungsgruppe, die zusenden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei die Basisstation (2) eine Vielzahl von Sendern (4, 6) aufweist, die jeweils eine zugeordnete Sendeleistung besitzen, wobei die Basisstation (2) weiterhin Folgendes aufweist: Mittel (44) zum Bestimmen einer oder mehrerer der Vielzahl von Sendern, an den bzw. die der empfangene Leistungssteuerungsbefehl gerichtet ist; und Mittel (44) zum Anpassen der Sendeleistung der einen oder mehreren bestimmten Sender.
Ein Verfahren in einer entfernten Station (12) eines Kommunikationssystems zum Steuern einer Sendeleistung einer Basisstation (2), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Empfangen eines Signals gesendet durch die Basisstation (2) über eine Vielzahl von Verbindungen (8, 10); Schätzen eines Signal-zu-Rausch-Verhältnisses bzw. SNR des Signals für eine jede der Vielzahl von Verbindungen (8, 10); Bestimmen eines Leistungssteuerungsbefehls in Abhängigkeit von den geschätzten SNRs; und Senden des Leistungssteuerungsbefehls an die Basisstation (2).
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Bestimmens ein erster Leistungssteuerungsbefehl als eine gewichtete Summe eines jeden des SNRs bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Bestimmungsschritt ein Leistungssteuerungsbefehl für eine Kombination aus Signalen, die Funktionen der SNRs sind, bestimmt.
Eine entfernte Station in einem Kommunikationssystem, wobei das System Folgendes aufweist: Empfängermittel (18–32) zum Empfang eines Signals gesendet von der Basisstation über eine Vielzahl von Verbindungen (8, 10); Schätzungsmittel (34, 36) zum Schätzen eines Signal-zu-Rausch-Verhältnisses (SNR = Signal-to-Noise Ratio) des Signals für eine jede der Vielzahl von Verbindungen (8, 10); Bestimmungsmittel (38) zum Bestimmen eines Leistungssteuerungsbefehls in Abhängigkeit von den geschätzten SNRs; und Sendemittel (39) zum Senden des Leistungssteuerungsbefehls an die Basisstation (2).
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Bestimmungsmittel (38) weiterhin angeordnet sind, um einen Leistungssteuerungsbefehl als eine gewichtete Summe eines jeden der SNRs zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Bestimmungsmittel (38) angeordnet sind zum Bestimmen eines Leistungssteuerungsbefehls aus einer Kombination von Signalen, die eine Funktion der SNRs sind.