调节一个连接的两条信道的发射功率的方法、站和通信系统

摘要

用于调节第一连接(V1)的两条信道(CH1、CH2)的发射功率的方法规定，同时通过两条信道(CH1、CH2)传输第一连接(V1)的数据。两条信道(CH1、CH2)的发射功率被调节到共同的值(P)，该共同的值(P)取决于第一信道(CH1)的数据传输的质量参数(SIR1)的值并且取决于第二信道(CH2)的数据传输的质量参数(SIR2)的值。

说明书

本发明涉及一种用于调节一个连接的两条信道的发射功率的方法、针对通信系统的相应的站以及具有这样的站的通信系统。

在发射机和接收机之间以最不相同的方式传输连接的数据。数据传输譬如可线路连接地进行或但是也可通过无线电进行。在无线电传输时，借助高频载波振荡通过空中接口进行数据传输。无线电传输系统的例子是其间广泛流传的移动无线电系统，诸如其中在欧洲占主导地位的GSM(全球移动通信系统(Global System of MobileCommunication))或特别在美国流行的IS-95系统。

为了提高连接的数据率，期望给该连接分配多于只一条数据传输的信道。按照所应用的多路复用方法，所述信道或者可涉及时间帧的时隙、扩频编码或一定的频率，或者也可涉及时间帧的时隙、扩频编码和一定的频率的组合。按照首先针对欧洲规定的未来的第三代移动无线电系统的UMTS-FDD(通用移动电信标准-频分复用(UniversalMobile Telecommunication Standard-Frequency DivisionDuplex))标准，譬如规定给一个连接分配多条信道。这里提出的问题是应以哪种方式调节针对同一个连接的譬如两条信道的发射功率。

本发明基于的任务是给出一种方法，用于在通信系统中调节第一连接的两条信道的发射功率。

这个任务利用一种按照权利要求1所述的方法来解决。此外，这个任务通过一个按照并列的权利要求所述的针对通信系统的站和具有这种站的通信系统来解决。本发明的有利的方案和扩展方案是从属权利要求的主题。

本发明方法规定，第一连接的数据同时通过至少两条信道来传输。这两条信道的发射功率被调节到共同值，该共同值取决于第一信道的数据传输的质量参数的值并取决于第二信道的数据传输的质量参数的值。

本发明使得针对两条信道选择共同的用于调节发射功率的机制成为可能，因为两条信道的共同的发射功率被调节。尽管如此，还要以这种方式考虑两条信道的独特的特性，即在确定共同的发射功率时拉近两条信道的质量参数的值。

当针对两条信道适用不同的传输条件、也即该两条信道的数据传输的质量参数的值不同时，本发明特别有利。如果在这种情况下将使得共同的发射功率仅仅取决于两条信道中的一条信道的数据传输的质量参数，则这个共同的发射功率很可能虽然针对这条信道合适，但是针对另一条信道或者太高或者太低。通过本发明实现，调节处于这两条信道的需求之间的共同的发射功率，以致该共同的发射功率针对具有较好的传输条件的信道太高而针对具有较差的传输条件的信道太低。由此，发射功率虽然可能比考虑仅仅一条信道的质量参数的前述情况下的发射功率高。可是为此，在本发明中，低于在最佳情况下中针对另一条信道必需的发射功率的量相比之下却比前述情况下的小。

两条信道的不同的传输条件将受到针对两条信道出现不同的强的干扰的制约。“干扰”可理解为干扰方的信号对处于接收机地点的传输方的信号的影响。

针对使用通过应用扰码和正交扩频编码的组合构成的信道的系统存在下列情况：在由同一个无线电单元内通过其它信道进行传输所引起的单元内干扰的情况下，根据所应用的扩频编码的正交性具有同一扰码的信道在理论上完全不受干扰。可是在实践中确是如此，以致通过多路传播来损害正交性。因而得到所谓的在0.06和0.4之间的正交系数。该正交系数给出了，外部信道是如何以干扰的方式损害所观察的信道。使用不同扰码的信道具有值为1的正交系数，也就是说由其引起的接收机上的接收功率净数可看作干扰。

本发明特别适合用于在UMTS-FDD型的第三代移动无线电系统内应用连接。但是，其应用不限于这种情况，并且也更多地适合用于在任何其它移动无线电系统和甚至在移动无线电通信以外的以及针对通信系统的其它无线电系统中应用，在该通信系统中该连接的数据不是通过无线电而是利用其它方式、譬如线路连接实现。应用本发明的前提仅仅是将用于同时进行数据传输的两条信道分配给第一连接。借助其它无线传输方法进行传输来代替通过无线电进行传输也是可能的。

本发明可用于一个连接的任意传输方向。特别是在移动无线电系统中不仅可用于下行链路方向而且也可用于上行链路方向。

按照本发明的扩展方案，针对两条信道的每条信道确定数据传输的质量参数的值，从所确定的第一信道的质量参数的值和所确定的第二信道的质量参数的值中计算合成值，该合成值与额定值比较，并且两条信道的发射功率都可根据额定值/实际值比较来调节。

由此，使得针对两个发射功率的调节仅仅装设一个调整回路(与针对两条信道的每一条信道规定分开的调整回路比较)成为可能。因而，该方法以相对小的花费来实现。在此，特别是可减少在这样一个调整回路中必需的从接收机到发射机反传输测量值或控制指令，因为在仅仅一个调整回路的情况下这必须只针对相应的信道实现而不针对两条信道实现。

第一信道和第二信道的数据传输的质量参数以有利的方式可以是在接收机上的相应信道的信噪比。但是，譬如也可考虑误码率或帧出错率。

按照本发明的扩展方案，第一连接的数据在传输前以这种方式在两条信道之间交错(interleave)，以致将交错前第一连接的连续的数据在交错之后分配给不同的信道。这意味着，使数据在两条信道上复用，其中但是也可附加地改变数据传输的顺序。交错导致上述针对两条信道选择共同的发射功率只次要地对传输的总质量有影响，该共同的发射功率针对“较好”的信道太高而针对“较差”的信道太低。连续的数据按照这个扩展方案也即可交替地以相对高的和以相对低的质量传输，以致通过两条信道的平均传输质量足够好。

为了提高在针对数据传输的无线电单元中可用的信道可规定，数据在其通过第一信道进行传输前利用第一扰码进行加扰而数据在其通过第二信道进行传输前利用第二扰码进行加扰。扰码(ScramblingCode)优选的是相对长的比特序列，被规定进行传输的数据比特逐比特地与该比特序列相乘(加扰)。在此，作为扰码优选地采用随机序列(PN，伪噪声序列)。这样的扰码譬如在UMTS-FDD中的下行链路中(该下行链路是从基站到用户站的传输方向)被采用。

除第一连接以外，同时可驱动其它连接，这些其它连接分别具有至少一条信道，并且其相应的数据在其传输前每一个均利用扰码来加扰，第一连接和其它连接的待传输的数据在其加扰前利用扩频编码(Spreading Code)进行扩展，其中信道应用使用自身扰码的不同的扩频编码，并且在使用第一扰码的情况下比在使用第二扰码的情况下驱动更多的其它连接的信道。在这种状况下，针对第一信道的传输条件比针对第二信道的传输条件好。

通过选择正交扩频编码，也即在仅仅只应用一个扰码时最广泛地获得扩频编码的正交性并且由此实现最佳的信道分离是可能的。可是如果与不同的扰码一起采用扩频编码，则尽管扩频编码有正交性信道之间也会出现过强的干扰，该信道虽然应用不同的扩频编码可是也应用不同的扰码。具用第一扰码的信道因此尽管应用了正交的扩频编码也干扰了具有其它扰码的信道，而且比具有同一扰码的信道相互干扰强得多。由于这个原因，针对那些分配给由数量相对少的信道使用的扰码的信道比针对具有那些由数量相对多的信道使用的扰码的信道出现更强的干扰。

本发明的这个扩展方案可用于所有的CDMA传输系统，其中借助扩频编码随同紧接着的加扰实现针对传输所应用的频带的扩展。

当使用信噪比作为质量参数时，在本发明的扩展方案的其它改进方案中，针对连接的数据在接收机上的第二信道的信噪比有利地被近似计算为第一信道上的接收功率与总接收功率的比例。也就是说第二信道上的接收功率根据该共同的发射功率可最广泛地与第一信道上的接收功率一致。此外，该总接收功率近似地表示针对第二信道的干扰，因为只驱动相对少的具有第二扰码的信道，可是却驱动更多的具有第一扰码的信道，针对该更多的具有第一扰码的信道关于第二信道为1的正交系数适用。

本发明的通信系统的站以及本发明的通信系统具有为执行本发明方法必需的装置或设备。

下面根据图中所示的实施例详细说明本发明。其中：

图1示出了在移动无线电系统内的多个连接，

图2示出了不同连接的数据在发射侧的处理，

图3示出了图1所示的移动站的结构，

图4示出了图1所示的基站的结构，

图5示出了在两条信道之间图1所示的第一连接的数据的交错，以及

图6示出了图3所示的用于计算共同的信噪比的单元。

下面按照根据UMTS-FDD标准的第三代移动无线电系统来说明本发明。

但是，本发明同样可用于其它通信系统，其中可给一个连接分配超过只一条信道。因而，本发明特别是可用于任何移动无线电系统以及具有任何多路复用方法的系统。因而，所述信道在本发明的意义上选择式地具有时间帧的不同的时隙(TDMA)、不同的频率(FDMA)或不同的扩频编码(CDMA)，或也可以是这三种信道特性的组合。在下面的实施例中，通过扩频编码和扰码的组合来构成所述信道。

图1示出根据UMTS-FDD标准的移动无线电系统的单个无线电单元的部分。描述了一个供给无线电单元的基站BS以及三个移动站MS1、MS2、MS3。该站的移动性对本发明是次要的。因而，在本发明的其它实施方案中，这些移动站也可是固定的用户站。基站BS与移动站MS1、MS2、MS3的每个站都分别维持一个连接V1、V2、V3。下面只观察下行链路中(从基站到用户站)的数据的传输，尽管本发明在其它实施例中也可用于相反的传输方向(上行链路)。给第一连接V1分配了两条信道CH1、CH2进行同时传输数据。相反，给第二连接V2和第三连接V3只分别分配一条信道CH3、CH4。

图2针对图1所示的不同的连接V1、V2、V3示出了发射侧的处理。应通过第一连接V1的第一信道CH1传输的数据DAT1首先利用扩频编码SP1来扩展，然后利用第一扰码SC1来加扰。第一连接V1的第二信道CH2的数据DAT2同样利用第一扩频编码SP1来扩展，可是紧接着利用第二扰码SC2来加扰。第二连接V2的信道CH3的数据DAT3利用第二扩频编码SP2来扩展，并且利用第一扰码SC1来加扰。第三连接V3的信道CH4的数据DAT4利用第三扩频编码SP3来扩展，并且利用第一扰码SC1来加扰。此后，具有相同扰码SC1的信道CH1、CH3、CH4应用不同的扩频编码SP1、SP2、SP3。相反，应用不同的扰码SC1、SC2的信道CH1、CH2可具有同一扩频编码SP1。

在本实施例中，应用第一扰码SC1的信道比应用第二扰码SC2的信道多，也即信道CH1、CH3和CH4应用第一扰码SC1，只有第一连接V1的第二信道CH2应用第二扰码SC2。因而，信道CH1、CH3和CH4通过总和的干扰来干扰第二信道CH2，该干扰比第二信道CH2干扰信道CH1、CH3和CH4还强。所应用的扩频编码SP1、SP2、SP3也即在这个实施例中彼此正交。可是这种正交性只要应用同一扰码就只在信道分离的意义上最佳地起作用。在应用不同的扰码时，相反在具有第一扰码的信道和具有第二扰码的信道之间会出现更强的干扰。

越多的信道CH1、CH3、CH4使用第一扰码并且越少的信道CH2使用第二扰码SC2，在这里所观察的实施例中的干扰针对第一连接V1的第一信道CH1和第二信道CH2的区别就特别强烈。

通过有意识地选择总共在无线电单元中用于连接的信道可有影响地达到，尽可能多的信道使用第一扰码SC1，并且尽可能少的信道使用第二扰码SC2。考虑特别是在UMTS-FDD中称为主扰码的编码作为第一扰码SC1而考虑次扰码作为第二扰码SC2。

图3示出了图1所示的第一移动站MS1的结构。根据图3说明了针对第一连接V1的第一信道CH1和第二信道CH2的数据传输的质量的共同的调整回路的功能。该调整回路用于将两条信道CH1、CH2的基站BS的发射功率调整到共同的值。第一移动站MS1的接收单元RX接收信道CH1、CH2的数据DAT1、DAT2。设备BER针对第一信道CH1确定误码率BER1，并且将这个误码率BER1与额定值BER_T比较。作为这个额定值/实际值比较的结果确定出针对在第一移动站MS1上的信噪比的额定值SIR_T。

设备SIR从接收信号中确定出不仅针对第一信道CH1而且针对第二信道CH2的信噪比SIR1、SIR2。

图6示出，设备SIR具有单元C，该单元C为了近似计算第二信道CH2的信噪比SIR2将第一信道CH1上的接收功率P1除以第一移动站MS1上的总接收功率PT。由于在两条信道CH1、CH2上由基站BS以同一个发射功率P发射，所以移动站MS1上的两条信道上的接收功率(有用功率)大致相同。此外，移动站MS1上的总接收功率PT与针对第二信道的干扰近似相等，因为只有少量信道使用第二扰码SC2，可是大多数信道使用第一扰码SC1。关于第二信道CH2，为1的正交系数适用于后者，与针对相邻的无线电单元中的信道一样。

在本发明的其它实施方案中，第二信道CH2的信噪比SIR2与第一信道CH1的那个信噪比SIR1一样以本领域技术人员熟悉的方式来确定。

表示数据传输的质量的程度的信噪比SIR1、SIR2的两个所确定的值被输送给设备R，该设备R从这两个值中计算出合成值SIR_R，譬如通过构成算术平均来计算。紧接着，该合成值SIR_R通过相应的比较单元与信噪比的额定值SIR_T进行比较。

设备TPC产生与该比较结果相对应的控制指令TPC1来调节第一信道CH1的发射功率和第二信道CH2的发射功率。这个控制指令TPC1从第一移动站MS1的发射设备TX传输到基站BS。

作为图3的替换方案，也可附加地或可替换地为了确定合成的信噪比SIR_R来从数据传输的其它质量参数中构成相应的合成值。譬如也可构成两条信道CH1、CH2的误码率BER1、BER2的合成值，并且与额定值BER_T比较。

在可替换的实施方案中，也可首先针对两条信道CH1、CH2中的每一条信道执行各自的质量参数(譬如信噪比或误码率)的比较，并且紧接着针对每条信道将质量参数的实际值与相应的额定值进行比较。然后，在另一个步骤中，两条信道的比较结果(譬如通过确定算术平均值)彼此综合成合成值，该合成值紧接着被用来将两条信道的发射功率调节成共同的值。在这种情况下，两条信道的共同的发射功率也取决于两条信道的质量参数的值。

图4示出了图1所示的基站BS的结构。也如图3中的移动站MS1中那样，在图4中针对基站BS只描述对于本发明重要的部件。其中关于图2已经解释并且下面根据图5还进一步执行待阐述的发射侧的预处理的设备DAT将第一连接V1的两条信道CH1、CH2的被规定进行传输的数据DAT1、DAT2输送给通过空中接口传输这些数据到移动站MS1的发射设备TX`。在此，以共同的发射功率P来实现数据DAT1、DAT2的发射，该共同的发射功率P由用于调节两条信道CH1、CH2的发射功率的单元PC通知给发射单元TX`。接收单元RX`接收移动站MS1的控制指令TPC1，并且将该控制指令转交给功率调节单元PC。功率调节单元PC根据控制指令TPC1改变第一信道CH1和第二信道CH2的发射功率P。控制指令TPC1给基站BS发信号，或者提高或者降低发射功率P。

图5示出了由图4中的单元DAT执行的其它处理步骤。描述了在两条信道CH1、CH2之间的第一连接V1的待传输的数据a至h交错的原则。数据在两条信道上被复用，以致要通过第一信道CH1传输的数据DAT1是数据a、c、e、g而要通过第二信道CH2传输的数据DAT2是数据b、d、f、h。在其它实施例中，该交错也可以其它方式实现，特别是方式是也改变两条信道上的数据的顺序。重要的只是，连接的连续的数据通过在两条信道上交错不再一个接一个地传输，而是分布到信道上。