DE69729413T2

DE69729413T2 - Verfahren und vorrichtung zur leistungssteuerung in einem kommunikationssystem

Info

Publication number: DE69729413T2
Application number: DE69729413T
Authority: DE
Inventors: J. Eugene BRUCKERT
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1997-01-03
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2017-01-04
Also published as: CA2220003C; BR9702103A; DE69729413D1; CN1533075A; CN100499431C; CA2220003A1; JP3957321B2; CN1221086C; WO1997034387A1; KR19990014787A; EP0827653B1; US5751763A; EP0827653A4; EP0827653A1; KR100295995B1; CN1182513A; JPH11505693A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kommunikationssysteme und insbesondere Leistungssteuerung bzw. – regelung in einem Kommunikationssystem.
Hintergrund der Erfindung
Es sind Kommunikationssysteme bekannt, welche Leistungssteuerungsverfahren verwenden, die eine Übertragungsenergie von entfernten Einheiten bzw. Ferneinheiten steuern. Ein Beispiel für ein solches Kommunikationssystem, das eine Leistungssteuerung verwendet, ist ein Spreiz-Spektrum-Kommunikationssystem. Eine Leistungssteuerung in einem Spreiz-Spektrum-System wird aus zweierlei Gründen durchgeführt: Zum einen, weil jedes Ferneinheitensignal in einem Spreiz-Spektrum-System typischerweise in der gleichen Frequenz übertragen wird, kann ein Hauptanteil des Rauschens (ist umgekehrt proportional zur Bitenergie pro Rauschdichte, d.h. E_b/N₀, welche als das Verhältnis der Energie pro Informationsbit zu Rausch-Spektraldichte definiert ist), welches zu einem empfangenen Signal zugehörig ist, anderen Ferneinheitenübertragungen zugeordnet werden. Die Rauschstärke ist direkt auf die empfangene Signalleistung jeder anderen Ferneinheitenübertragung bezogen. Daher ist es für eine Ferneinheit vorteilhaft, bei dem am niedrigst möglichen Leistungspegel zu senden. Zum anderen ist es wünschenswert, die Leistung aller Ferneinheiten dynamisch einzustellen, und zwar in der Art und Weise, dass ihre Übertragungen von der Basisstation mit ungefähr dem gleichen Leistungspegel empfangen werden. Um dies zu erreichen, ist es für die nahegelegensten Sender notwendig, ihre Leistung im Vergleich zur Leistung der am weitesten entfernten Sender um bis zu 80 dB zu reduzieren.
Ein Verfahren nach dem Stand der Technik zum Steuern einer Rückkanal-Leistungssteuerung in einem CDMA – Spreiz-Spektrum-System (CDMA = Code Division Multiple Access/Mehrfachzugriff im Codemultiplex) ist im Cellular System Remote unit Base Station Compatibility Standard der Electronic Industry Association/Telecommunications Industry Association Interim Standard 95 (TIA/EIA/IS-95A) beschrieben. (EIA/TIA ist erreichbar über 2001 Pennsylvania Ave, NW Washington DC 20006). Wie im Abschnitt 7.1.3.1.7 des TIA/EIA/IS-95A beschrieben ist, wird ein Leistungssteuerungs-Subkanal fortwährend auf einem Vorwärts-Verkehrskanal gesendet. Beim Zeitschlitz "k" empfängt die Basisstation eine Leistungssteuerungsgruppe, welche von der Ferneinheit gesendet wird. Beim Zeitschlitz "k+1" berechnet die Basisstation einen Leistungseinstellbefehl, um diesen zur Ferneinheit zu sen den. Beim Zeitschlitz "k+2" sendet die Basisstation den Leistungseinstellbefehl zur Ferneinheit. Schließlich empfängt beim Zeitschlitz "k+3" die Basisstation das von der Ferneinheit gesendete Signal mit dem korrigierten Leistungspegel. Dieses Verfahren, bei dem eine Leistungseinstellung einer Ferneinheit bis zum dritten Zeitschlitz verzögert ist, nachdem die Basisstation eine Leistungssteuerungsgruppe empfangen hat, kann die Rückkanal-Qualität negativ beeinflussen.
Daher besteht ein Bedarf, eine Leistungseinstellung für eine Ferneinheit zu schaffen, welche vor dem dritten Zeitschlitz, nachdem eine Basisstation die Leistungssteuerungsgruppe der Ferneinheit empfangen hat, stattfindet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Basisstationsempfängers, welcher die vorliegende Erfindung verwenden kann.
2 zeigt ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Basisstationssenders, welcher die vorliegende Erfindung verwenden kann.
3 zeigt eine Vorrichtung zum Empfangen einer Leistungssteuerungsgruppe und zum Senden eines Leistungseinstellbefehls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Rückkanalleistung in einem CDMA-System gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt ein Zeitbereichsdiagramm bezüglich des Steuerns einer Rückkanalleistung in einem CDMA-System gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Rückkanalleistung in einem CDMA-System gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine Vorrichtung zum Steuern einer Rückkanalleistung während einer Subraten-Übertragung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Eine Rückkanalleistungssteuerung in einem CDMA-System wird erzielt, indem die Messzeit einer Leistungssteuerungsübertragung (Leistungssteuerungsgruppe), welche von einer Ferneinheit gesendet wird, eingestellt wird, um in der von der Basisstation zu Ferneinheit gesendeten nächsten Leistungssteuerungsgruppe einen Leistungseinstellbefehl (Leistungssteuerungsbit) zu berechnen und zu senden. Das Senden eines Leistungseinstellbefehls (Leistungssteuerungsbit) in der nächsten Leistungssteuerungsgruppe, welcher zur Ferneinheit gesendet wird, ermöglicht es der Basisstation, Leistungssteuerungseinstellungen im zweiten Zeitschlitz (k+2) nach der Messung der Leistungssteuerungsgruppe zu empfangen, welches die Rückkanalqualität auf 1 dB E_b/N₀ verbessert.
Allgemein umfasst die vorliegende Erfindung das Messen einer Leistungssteuerungsübertragung und das Abbrechen der Leistungssteuerungsübertragungsmessung, bevor sie vollstän dig durchgeführt worden ist, basierend auf einer Übertragungszeit eines Leistungseinstellbefehls.
Eine alternative Ausführungsform umfasst ein Verfahren einer Leistungssteuerung in einem CDMA-Kommunikationssystem, welches die Schritte aufweist: Beginnen der Messung einer Leistungssteuerungsgruppe und Bestimmen der Übertragungszeit des nächsten Leistungssteuerungsbits. Die Messung der Leistungssteuerungsgruppe wird dann, basierend auf der Übertragungszeit, abgebrochen. Schließlich wird ein berechnetes Leistungssteuerungsbit zu einer Ferneinheit gesendet.
Noch eine andere alternative Ausführungsform umfasst eine Vorrichtung zur Leistungssteuerung in einem Kommunikationssystem. Die Vorrichtung weist einen Integrator zum Messen einer Leistungssteuerungsübertragung und eine Logikeinheit zum Abbrechen der Messung der Leistungssteuerungsübertragung auf, basierend auf einer Übertragungszeit eines Leistungseinstellbefehls.
Eine andere Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Leistungssteuerung in einem Kommunikationssystem. Das Verfahren weist die Schritte auf: Bestimmen einer Übertragungszeit eines Leistungseinstellbefehls und Schätzen des Leistungseinstellbefehls basierend auf einem vorherigen Leistungseinstellbefehl, wenn die Übertragungszeit des Leistungseinstellbefehls unterhalb eines Schwellenwertes ist. Wenn die Übertragungszeit des Leistungseinstellbefehls oberhalb des Schwellenwertes ist, wird der Leistungseinstellbefehl basierend auf einer verkürzten Messung einer Leistungssteuerungsgruppe geschätzt.
Noch eine andere Ausführungsform umfasst ein Verfahren der Leistungssteuerung in einem Kommunikationssystem. Das Verfahren weist die Schritte auf: Bestimmen einer Übertragungsrate einer Ferneinheit und Schalten zwischen einer Verzögerung um zwei Zeitschlitze und einer Verzögerung um drei Zeitschlitze, wenn ein Leistungssteuerungsbefehl zum Einsatz kommt, wobei das Schalten auf der Übertragungsrate basiert.
1 zeigt ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Basisstationsempfängers 100 zum Empfangen einer Leistungssteuerungsgruppe, welche von einer Ferneinheit gesendet wird. Ein orthogonal codiertes Spreiz-Spektrum-Digitalsignal 130 wird von der Empfangsantenne 131 empfangen und vom Empfänger 132 verstärkt, bevor es in phasengleiche Komponenten 140 und phasenverschobene Komponenten 138 entspreizt und demoduliert 136 wird. Die Komponenten 138, 140 entspreizter Digital-Abtastwerte werden dann in vorbestimmte Längengruppen (zum Beispiel 64 Abtastwert-Längengruppen) von abgetasteten Signalen gruppiert, welche unabhängig voneinander zu Orthogonal-Decodern in der Form von schnellen Hadamard-Wandlern 142, 144 eingegeben werden, welche die orthogonal codierten Signalkomponenten entspreizen, wobei eine Mehrzahl entspreizter Signalkomponenten 146 bzw. 160 geschaffen werden (wenn zum Beispiel 64 Abtastwert-Längengruppen eingegeben werden, werden 64 entspeizte Signale erzeugt). Zusätzlich hat jedes Wandlerausgangssignal 146, 160 ein zugehöriges Walsh-Indexsymbol, das jeden spezifischen Orthogonalcode innerhalb eines Satzes gegenseitiger Orthogonalcodes identifiziert (wenn zum Beispiel 64 Abtastwert-Längengruppen eingegeben werden, dann kann ein 6 Bit Längenindexdatensymbol mit dem Wandlerausgangssignal verknüpft werden, um den besonderen 64 Bit Längenorthogonalcode anzuzeigen, zu dem das Wandlerausgangssig nal korrespondiert). Die Energiewerte mit dem gleichen Walsh-Index in jeder Gruppe des resultierenden Signals 156 von jedem Zweig des Empfängers 100 werden dann bei dem Addierer 164 addiert, um eine Gruppe addierter Energiewerte 166 zu schaffen. Der Energiewert mit dem Index i in der Gruppe der addierten Energiewerte 166 korrespondiert zu einem Vertrauensmaß, so dass die Gruppe von abgetasteten Signalen, die diese Gruppe addierter Energiewerte 166 erzeugen, zum i-ten Walsh Symbol korrespondiert. Die Gruppe addierter Energiewerte mit zugehörigen Indizes wird dann zu einem Soft-Entscheidungs-Metrikgenerator (wie zum Beispiel einem Dual-Maximal-Metrikgenerator) 168 gesendet, wo eine einzelne Metrik für jedes codierte Datenbit bestimmt wird, wodurch ein Einzelsatz aggregierter Soft-Entscheidungsdaten 170 produziert wird. Die aggregierten Soft-Entscheidungsdaten 170 werden dann vom Deinterleaver 172 entschachtelt, bevor schließlich eine Maximal-Likelihood-Decodierung vom Decodierer 176 stattfindet.
2 zeigt ein Blockdiagramm einer bevorzugen Ausführungsform eines CDMA-Senders 200 zur Übertragung eines Leistungseinstellbefehls an eine Ferneinheit. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Leistungseinstellbefehl ein Leistungssteuerungsbit, so dass ein "0"-Bit der Ferneinheit signalisiert, den mittleren Ausgangsleistungspegel zu erhöhen, und ein "1"-Bit der Ferneinheit signalisiert, den mittleren Ausgangsleistungspegel abzusenken. Der Sender 200 ist vorzugsweise ein Sender, wie er von TIA/EIA/IS-95A definiert ist. Der Sender 200 weist einen Konvolutions-Codierer (Faltungscodierer) 212, einen Interleaver 216, Orthogonalcodierer 220, Modulator 224, einen Aufwärtswandler 228 und eine Antenne 229 auf.
Während des Betriebes wird das Signal 210 (Verkehrskanaldatenbits) vom Konvolutions-Codierer 212 mit einer besonderen Bitrate (zum Beispiel 9,6 kbit/Sekunde) empfangen. Die eingegangenen Bits der Verkehrskanaldaten 210 weisen typischerweise von einem Vocoder sprachkodierte Daten auf, reine Daten, oder eine Kombination aus beiden Datentypen. Der Konvolutions-Codierer 212 codiert Eingangsdatenbits 210 in Datensymbole bei einer festen Codierrate mit einem Codieralgorithmus, welcher ein nachfolgendes Maximal-Likelihood-Decodieren der Datensymbole in Datenbits erleichtert (zum Beispiel Konvolutions- oder Blockkcodier-Algorithmen). Zum Beispiel codiert ein Konvolutions-Codierer 212 Eingangsdatenbits 210 (bei einer Rate von 9,6 kbit/Sekunde empfangen) bei einer festen Codierrate von einem Datenbit auf zwei Datensymbole (das heißt Rate 2/2) in der Weise, dass der Konvolutions-Codierer 212 Datensymbole 214 bei einer Rate von 19,2 kSymbolen/Sekunde ausgibt.
Datensymbole 214 werden dann in den Interleaver 216 eingegeben. Der Interleaver entschachtelt die Eingangsdatensymbole 214 bei dem Symbolpegel. Bei dem Interleaver 216 werden Datensymbole 214 individuell in eine Matrix eingegeben, welche einen vorbestimmten Größenblock von Datensymbolen 214 definiert. Die Datensymbole 214 werden an Stellen innerhalb der Matrix eingegeben, so dass die Matrix Spalte für Spalte belegt wird. Die Datensymbole 214 werden individuell von Stellen innerhalb der Matrix ausgegeben, so dass die Matrix Zeile für Zeile geleert wird. Typischerweise ist die Matrix eine quadratische Matrix mit einer Anzahl von Reihen gleich der Anzahl von Spalten, jedoch können andere Matrixformen gewählt werden, um den Ausgangs-Interleaving-Abstand zwischen den nachfolgenden, nicht verschachtelten Eingangsdatensymbolen zu erhöhen. Die verschachtelten Datensymbole 218 werden vom Interleaver 216 mit der gleichen Datensymbolrate ausgegeben, wie sie eingegeben wurden (zum Beispiel 19,2 kSymbole/Sekunde). Die vorbestimmte Größe des von der Matrix definierten Datensymbolblockes ist von der maximalen Anzahl der Datensymbole abgeleitet, welche bei einer vorbestimmten Symbolrate innerhalb eines vorbestimmten Längenübertragungsblockes gesendet werden kann. Wenn zum Beispiel die vorbestimmte Länge des Übertragungsblockes 20 Millisekunden beträgt, dann ist die vorbestimmte Größe des Datensymbolblockes 19,2 kSymbol/Sekunde multipliziert mit 20 Millisekunden, welches 384 Datensymbole ergibt, womit eine 16 mal 24 Matrix definiert wird.
Die verschachtelten Datensymbole 218 werden zum Orthogonalcodierer 220 eingegeben. Der Orthogonalcodierer 220 addiert mit Modulo-2 einen Orthogonalcode (zum Beispiel einen 64-wertigen Walsh-Code) zu jedem verschachtelten und zerhackten Datensymbol 218. Zum Beispiel werden beim 64-wertigen Orthogonal-Codieren verschachtelte und zerhackte Datensymbole 218 jeweils von einem 64-Symbol-Orthogonalcode oder seinem inversen Code ersetzt. Diese 64 Orthogonalcodes korrespondieren vorzugsweise mit Walsh-Codes von einer 64 mal 64 Hadamard-Matrix, wobei ein Walsh-Code eine einzige Reihe oder Spalte der Matrix ist. Der Orthogonalcodierer 220 gibt ständig wiederholend einen Walsh-Code oder seinen Inverscode 222 aus, welcher zu Eingangsdatensymbolen 218 bei einer festen Symbolrate (zum Beispiel 19,2 kSymbole/Sekunde) korrespondiert.
Die Folge der Walsh-Codes 222 ist für eine Übertragung über einen Kommunikationskanal durch einen Modulator 224 vorbereitet. Der Spreiz-Code ist eine benutzerspezifische Folge von Symbolen oder ein eindeutiger Benutzercode, welcher bei einer festen Chiprate (zum Beispiel 1,228 Mchips/Sekunde) ausgegeben wird. Zusätzlich werden die Benutzer-Code-spreiz-codierten Chips mittels eines Paars kurzer Pseudozufalls-Codes zerhackt (das heißt, kurz im Vergleich zum langen Code), um eine I-Kanal- und eine Q-Kanal-Code-Spreizfolge zu erzeugen. Die I-Kanal- und Q-Kanal-Code-Spreizfolgen werden verwendet, um ein phasenverschobenes Paar von Sinuswellen zweiphasig zu modulieren, indem die Leistungspegelsteuerungen des Sinuswellenpaars eingesetzt werden. Die Sinuswellen-Ausgangssignale werden addiert, Bandpass-gefiltert, auf eine HF-Frequenz übersetzt, verstärkt, mittels dem Aufwärtswandler 228 gefiltert und von einer Antenne 229 ausgestrahlt, um eine Übertragung der Kanaldatenbits 210 zu vervollständigen.
3 zeigt eine Vorrichtung 300 zum Empfangen einer Leistungssteuerungsgruppe (mittels eines Empfängers, wie er in 1 gezeigt ist) und Übertragen eines Leistungseinstellbefehls (mittels eines Senders, wie er in 2 gezeigt ist) gemäß einer bevorzugen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 300 weist auf: einen kombinierten Energie Schreib-/Lesespeicher (kombinierte Energie RAM) 301, einen Integrator 305, einen Schalter 303, eine Energieeinstelleinheit 307, eine Leistungssteuerungszustandsvorrichtung 309, einen Zustandsschalter 310, einen Langcode-Generator 311, einen Langcode-Vorschieber 314 und eine Logikeinheit 315. Der Betrieb der Vorrichtung 300 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird folgendermaßen ausgeführt. Eine Leistungssteuerunggruppe wird in der kombinierten Energie RAM 301 eingegeben, wo eine Energie von N Modulationssysmbolen, welche in der Leistungssteuerungsgruppe (N=6 für IS-95A) gesendet werden, gemessen und gespeichert wird. In vielen Situationen wird es erforderlich sein, die Messung aller N Modulationssymbole in der Leistungssteuerungsgruppe zu verkürzen, um ein Leistungssteuerungsbit in der nächsten Leistungssteuerungsgruppe, welche von der Basisstation gesendet wird, zu senden. Die erforderliche Zeit für das Verkürzen der Messung der Leistungssteuerungsgruppe wird durch die Logikeinheit 315 bestimmt.
Der Langcode-Generator 311 gibt einen Langcode zum Langcode-Vorschieber (Advancer) 314 aus. Der Langcode-Vorschieber 314 schiebt den Langcode um mindestens die Leistungssteuerungsbitberechnungszeit (T_calc) addiert um die Umlaufverzögerungszeit (T_rtd) (d.h. T_calc + T_rtd). Dies wird durchgeführt, um den Wert des Langcodes zum Berechnen der Leistungssteuerungsbitstelle innerhalb der nächsten Leistungssteuerungsgruppe zu bestimmen. Die Logikeinheit 315 empfängt den vorgeschobenen Langcode 316 von dem Langcode-Vorschieber 314 und bestimmt von dem vorgeschobenen Langcode 316, an welcher der 16 möglichen Startpositionen das Leistungssteuerungsbit gesendet wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform (welche der TIA/EIA/IS-95A-Norm folgt), wird das Leistungssteuerungsbit T(b)=1,25 *b/24 ms in die nächste Leistungssteuerungsgruppe übertragen, wobei "b" die Zahl des Modulationssymbols (0 bis 15) ist, auf welche das Leistungssteuerungsbit übertragen wird. Damit die Basisstation das Leistungssteuerungsbit zeitgerecht überträgt, muss T_rtd zwischen der Basisstation und der Ferneinheit berücksichtigt werden. Wenn T_calc berücksichtigt wird, muss die Messung der Leistungssteuerungsgruppe um mindestens T_adv verkürzt werden, wobei

T_adv = T_calc – T(b) + T_rtd, wenn T_calc – T(b) + T_rtd ≥ 0

T_adv = 0 wenn T_calc – T(b) + T_rtd < 0.
Wird TIA/EIA/IS-95A verwendet (1,25 ms Leistungssteuerungsgruppe), beträgt die Gesamtzeit, in der die Leistungssteuerungsgruppe gemessen wird: Tmeasure ≤ 1, 25 ms – Tadv.
Wenn die Logikeinheit 315 die Zeit berechnet hat, welche erforderlich ist, um die Leistungssteuerungsgruppe zu messen, überträgt sie diese Zeit zum Schalter 303, welcher zur angemessenen Zeit schließt, wobei die Information bezüglich Energie der erfassten Modulationssymbole zum Integrator 305 passiert. Der Integrator 305 addiert die erfassten Modulationssymbole und gibt einen addierten Wert zur Energieeinstelleinheit 307. Die Energieeinstelleinheit 307 schätzt den Wert der addierten Modulationssymbole, wenn alle N Modulationssymbole in der Leistungssteuerungsgruppe erfasst worden wären. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird dies einfach durch Multiplizieren des addierten Wertes mit
erzielt, wobei 0,00125 die Gesamtzeit einer Übertragung einer Leistungssteuerungsgruppe ist.
Der eingestellte Wert der addierten Modulationssymbole wird an die Leistungssteuerungszustandsvorrichtung 309 aus gegeben. Die Leistungssteuerungszustandsvorrichtung 309 verwendet den eingestellten Wert der addierten Modulationssymbole, um den Wert ("0" oder "1") eines Leistungssteuerungsbits zu bestimmen, und gibt diesen Wert an den Zustandsschalter 310 aus. Der Zustandsschalter 310 bestimmt von dem Langcode (erzeugt vom Langcode-Generator 311), an welche der 16 möglichen Startpositionen das Leistungssteuerungsbit zu senden ist, und sendet das Leistungssteuerungsbit entsprechend.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern von Rückkanalleistung in einem CDMA-System gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Logikfluss beginnt bei Schritt 401, wo eine Zeit bestimmt wird, welche erforderlich ist, um die Leistungssteuerungsgruppe zu messen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Leistungssteuerungsgruppe für eine Zeit von Tmeasure ≤ 1,25 ms – Tadv gemessen, wobei

T_adv = T_calc – T(b) + T_rtd, wenn T_calc – T(b) + T_rtd ≥ 0

T_adv = 0 wenn T_calc – T(b) + T_rtd < 0
Anschließend wird bei Schritt 403 zu Beginn der Leistungssteuerungsgruppe die Messung begonnen. Bei Schritt 405 wird bestimmt, ob T_measure für eine fortgesetzte Messung der Leistungssteuerungsgruppe überschritten wird, und wenn dies nicht zutrifft, so wird bei Schritt 407 die Messung der Leistungssteuerungsgruppe fortgesetzt. Wenn die fortgesetz te Messung der Leistungssteuerungsgruppe T_measure überschreitet, wird der Logikfluss zu Schritt 409 weitergeleitet, wo die gemessene Leistungssteuerungsgruppe integriert wird. Anschließend wird bei Schritt 411 eine Schätzung der Leistungssteuerungsgruppe für den Umstand vorgenommen, wenn alle N Modulationssymbole in der Leistungssteuerungsgruppe erfasst worden wären. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird dies einfach erzielt durch Multiplizieren des addierten Wertes mit
Bei Schritt 413 wird das Leistungssteuerungsbit bestimmt, und bei Schritt 415 wird die Position des Leistungssteuerungsbits innerhalb der Leistungssteuerungsgruppe bestimmt. Anschließend wird in Schritt 417 bestimmt, ob der Zeitpunkt gekommen ist, das Leistungssteuerungsbit zu senden, und wenn dies zutrifft, wird bei Schritt 419 das Leistungssteuerungsbit zur Ferneinheit gesendet. Wenn dies nicht zutrifft, kehrt der Logikfluss einfach zu Schritt 417 zurück.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist es wünschenswert, dass die Ferneinheit die Leistung zu Beginn eines gespreizten Symbols ändert, somit ein neues Feld gewisser Steuerungsnachrichten definiert wird, um es der Ferneinheit zu ermöglichen, von einer Verzögerung um drei Leistungssteuerungsgruppen zu einer Verzögerung um zwei Leistungssteuerungsgruppen zu verlagern und umgekehrt. Insbesondere wird die Ferneinheit die Basisstation informieren, dass sie zu einer Verzögerung um zwei Leistungssteuerungs gruppen imstande ist, wenn sie einen Anruf aufbaut, und die Basisstation schaltet von einer Verzögerung um drei Leistungssteuerungsgruppen zu einer Verzögerung um zwei Leistungssteuerungsgruppen um, wenn genug Statistiken vorliegen, um sicherzustellen, dass T_rtd nicht größer als ein vorbestimmter Betrag ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform kann eine momentane Verzögerungsentscheidung auf eine Direktzugriffsnachricht vorgenommen werden, und der Befehl kann in der Kanalzuweisungsnachricht übertragen werden. Wenn ein Anruf seit einiger Zeit bereit ist, kann T_rtd zu groß werden, und die Basisstation kann die Ferneinheit anweisen, zum Verzögerungsmodus um drei Leistungssteuerungsgruppen zurückzuschalten.
5 zeigt ein Zeitbereichsdiagramm der Steuerung einer Rückkanalleistung in einem CDMA-System gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie aus 5 ersichtlich ist, wird die Leistungssteuerungsgruppe im Zeitschlitz "k" über einen Zeitraum von höchstens (1,25–T_adv) ms gemessen. Im Zeitschlitz "k+1" schätzt die Basisstation den Wert der empfangenen Leistung, bestimmt den Wert des Leistungssteuerungsbits ("0" oder "1") und sendet das Leistungssteuerungsbit zur Ferneinheit. Vor dem Zeitschlitz "k+2" empfängt die Basisstation schließlich das gesendete Signal der Ferneinheit beim richtigen Leistungspegel. Da das Verfahren nach dem Stand der Technik, bei dem eine Leistungseinstellung der Ferneinheit bis zum dritten Zeitschlitz verzögert wird, nachdem die Basisstation eine Leistungssteuerungsgruppe empfangen hat, die Rückkanalqualität negativ beeinflussen kann, wird, indem die Leistungseinstellung im zweiten Zeitschlitz nach Messung der Leis tungssteuerungsgruppe stattfindet, die Rückkanalqualität um 1 dB Eb/N0 verbessert.
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer Rückkanalleistung in einem CDMA-System gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Statt in das Messintervall der Leistungssteuerungsgruppe einzudringen, wird bei dieser Ausführungsform ein Algorithmus verwendet, um den Wert des Leistungssteuerungsbits zu schätzen, sobald der Leistungssteuerungsbit-Schlitz zu früh für die 1,25 ms Energiemessung erscheint, welche mit dem Leistungssteuerungsbit durchzuführen ist, das im nächsten Zeitschlitz gesendet wird. Wird angenommen, dass die Leistungssteuerung und T_rtd innerhalb 50 ms stattfindet, so würde der Algorithmus nur für durchschnittlich 1 von 16 Leistungssteuerungsgruppenmessungen benötigt.
Der Logikfluss beginnt bei Schritt 601, wo eine Zeit gemessen wird, welche erforderlich ist, die Leistungssteuerungsgruppe zu messen, und noch ausreicht, das Leistungssteuerungsbit im nächsten Zeitschlitz zu senden. Im Schritt 603 wird bestimmt, ob die verfügbare Zeit, die Leistungssteuerungsgruppe zu messen, zu klein ist (zum Beispiel < 1,25 ms). Wenn in Schritt 603 bestimmt wird, dass die verfügbare Zeit, die Leistungssteuerungsgruppe zu messen, nicht kleiner als 1,25 ms ist, dann finden Standard-Leistungssteuerungsmessungen und eine Speicherung statt (bei Schritt 607), und die Standardberechnung des Leistungssteuerungsbits findet statt (bei Schritt 613). Schließlich wird das Leistungssteuerungsbit bei Schritt 621 übertragen.
Wenn in Schritt 603 bestimmt wird, dass die verfügbare Zeit, die Leistungssteuerungsgruppe zu messen, weniger als 1,25 ms ist, dann wird in Schritt 609 bestimmt, ob die vorherige Messung der Leistungssteuerungsgruppe kleiner oder größer als ein vorbestimmter Betrag war. Wenn die vorherige Messung kleiner oder größer als ein vorbestimmter Betrag war, dann wird in Schritt 611 der Wert des vorherigen Leistungssteuerungsbits für den momentanen Wert des Leistungssteuerungsbits verwendet, und er wird in Schritt 621 übertragen. Wenn in Schritt 609 bestimmt wird, dass die vorherige Messung der Leistungssteuerungsgruppe nicht kleiner oder nicht größer als der vorbestimmte Betrag war, dann wird in Schritt 615 bestimmt, ob das zweite vorherige Leistungssteuerungsbit (Leistungssteuerungsbit vor dem letzen Leistungssteuerungsbit) den gleichen Betrag, wie das vorherige Leistungssteuerungsbit hatte. Wenn das zutrifft, wird der Betrag des vorherigen Leistungssteuerungsbits für den Betrag des momentanen Leistungssteuerungsbits verwendet und bei Schritt 621 übertragen. Andererseits wird der entgegengesetzte Betrag des vorherigen Leistungssteuerungsbits für den Betrag des momentanen Leistungssteuerungsbits verwendet und bei Schritt 621 übertragen.
Bei noch einer anderen Ausführungsform wird eine Schätzung des Leistungssteuerungsbits durchgeführt, indem vorherige Leistungssteuerungsbits verwendet werden (wie oben erwähnt), jedoch nur dann, wenn T_measure kürzer als ein Mindestbetrag ist (zum Beispiel 400 μs). Wenn zum Beispiel T_measure kleiner 400 μs ist, so wird das Leistungssteuerungsbit geschätzt, indem vorherige Beträge von Leistungssteuerungsbits verwendet werden. Wenn andererseits T_measure größer 400 μs ist, wird das Leistungssteuerungsbit geschätzt, indem die Leistungssteuerungsgruppe für einen verkürzten Zeitraum gemessen wird, wie oben erwähnt.
Wenn eine Ferneinheit bei weniger als einer vollen Rate betrieben wird (das heißt, nicht auf gewissen Frames überträgt), so verlangen derzeitige TIA/EIA/IS-95A Normen, dass die Ferneinheit kein Leistungssteuerungsbit anwendet, welches entsprechend der Zeit erzeugt worden ist, wenn die Ferneinheit keine Leistungssteuerungsgruppe übertragen hat. Weil die Ferneinheit erwartet, ein Leistungssteuerungsbit in dem dritten Zeitschlitz zu empfangen, nachdem eine Leistungssteuerungsgruppe gesendet worden ist, wird die Ferneinheit gemäß TIA/EIA/IS-95A Norm veranlasst, Leistungssteuerungsbits zu ignorieren, welche drei Zeitschlitze nach einem Zeitschlitz empfangen worden sind, in dem die Ferneinheit keine Leistungssteuerungsgruppe übertragen hat. Weil gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Leistungssteuerungsbit von der Ferneinheit einen Zeitschlitz nach dem Senden einer Leistungssteuerungsgruppe empfangen wird, wird durch die derzeitigen TIA/EIA/IS-95A Normen die Ferneinheit veranlasst, Leistungssteuerungsbits zu ignorieren, welche es nicht haben sollte, und umgekehrt. Eine Lösung für dieses Problem ist mit Bezug auf 7 ersichtlich.
7 zeigt eine Vorrichtung 700 zum Steuern einer Rückkanalleistung während einer Subratenübertragung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 700 weist auf: einen Leistungssteuerungsbitberechner 707, einen Raten-Entscheidungsschaltkreis 701, eine Regelliste 703, einen Leistungssteuerungsbit-Auswahlschaltkreis 705 und eine Leistungssteuerungsbit-Einsetzer 709. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Leistungssteuerungsbitberechner 707 zwei Ausgangswerte. Der erste Ausgangswert ist der Betrag des Leistungssteue rungsbits für die letzte Leistungssteuerungsgruppe, welche von der Ferneinheit übertragen worden ist (wie oben mit Bezug auf 5 besprochen worden ist), während der zweite Ausgangswert der Wert des Leistungssteuerungsbits für eine Leistungssteuerungsgruppe ist, welche von der Ferneinheit zwei Leistungssteuerungsgruppen zuvor übertragen worden ist (nach EIA/TIA/IS-95A Spezifikation). Der Betrieb der Vorrichtung 700 geschieht wie folgt: Der Raten-Entscheidungsschaltkreis 701 bestimmt die momentane Betriebrate (zum Beispiel voll, 1/2-Rate, 1/4-Rate oder 1/8-Rate). Die Rateninformation wird von dem Ratenentscheidungsschaltkreis 701 ausgegeben und in den Leistungssteuerungsbit-Auswahlschaltkreis 705 eingegeben. Der Leistungssteuerungsbit-Auswahlschaltkreis 705 verwendet die Rateninformation und Regelliste 703, um zu bestimmen, welche Leistungssteuerungsgruppe verwendet werden soll (entweder eine Leistungssteuerungsgruppe zuvor oder zwei Leistungssteuerungsgruppen zuvor), um das Leistungssteuerungsbit zu bestimmen, das eingefügt werden soll. Der Leistungssteuerungsbit-Auswahlschaltkreis 705 wählt dann das geeignete Leistungssteuerungsbit aus (welches vom Leistungssteuerungsbitberechner 707 übertragen worden ist) und gibt es zur Leistungssteuerungsbit-Einsetzeinheit 709 aus.
Es gibt viele verfügbare Frameratenschätzer, welche für den Ratenentscheidungsschaltkreis 701 verwendet werden können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform verwendet der Ratenentscheidungsschaltkreis 701 eine Energie- und Phasenmessung, welche auf den letzten vier Leistungssteuerungsgruppen basieren, welche von der Ferneinheit übertragen worden sind. Es werden Schwellenwerte gesetzt, um die falsch entschiedene Vollrate unter ein akzeptables Maximum zu halten. Es werden Amplitudenmessung (A) und Phasenmessung (⌀) der vorherigen vier Leistungssteuerungsgruppen empfangen und in einen Entscheidungsmechanismus eingegeben. Die Schritte, welche der Rate-Entscheidungsschaltkreis vornimmt, sind in Tabelle 1 aufgeführt.

(1) – Start
(2) – setze Anfangsschwellenwert
(3) – Modifizieren der Schwellenwerte, basierend auf vorherigen Frameraten
(4) – untersuche Leistungssteuerungsgruppen 0–3 {A, ⌀} je Leistungssteuerungsgruppe {A, ⌀} zwischen Leistungssteuerungsgruppen
(5) – führe eine Anfangsratenschätzung durch
(6) – stelle Schwellenwerte ein
(7) – untersuche die nächste Gruppe der 4 Leistungssteuerungsgruppen – {A, ⌀} je Leistungssteuerungsgruppe {A, ⌀} zwischen Leistungssteuerungsgruppen füge Daten vorheriger Leistungssteuerungsgruppen ein
(8) – modifiziere Ratenschätzung
(9) – im Fall von Frame-Ende: kehre zu Schritt (2) zurück; sonst kehre zu Schritt (7) zurück
(10) – Ende

Tabelle 1: Bestimmung durch den Raten-Entscheidungsschaltkreis
Die Regelliste 703 zum Auswählen des geeigneten Leistungssteuerungsbits (pcb = "power-control bit") ist unten dargestellt. Die erste Spalte steht für die Nummer einer Leistungssteuerungsgruppe (0 bis 15), welche von der Ferneinheit übertragen wird. Die anderen drei Spalten stehen für die unterschiedlichen Raten, welche jeweils am Spaltenkopf notiert sind. Der Inhalt der Liste besteht darin, welche Nummer der Leistungssteuerungsgruppe (pcg = "power-control group") zu verwenden ist, wenn das geeignete Leistungssteuerungsbit zu berechnen ist. Nach jeder vierten Leistungssteuerungsgruppe wird eine Aktualisierung einer Ratenschätzung durchgeführt. Bei der "Regel" (in der Tabelle mit "Regel" bezeichnet), welche für den Halbraten-Frame aufgeführt ist, soll das vorherige Leistungssteuerungsbit verwendet werden, wenn sowohl der vorherige als auch der alternative Zeitschlitz aktiv waren; anderenfalls ist ein alternatives Leistungssteuerungsbit zu verwenden. Das Leistungssteuerungsbit wird, wie in Tabelle 2 dargestellt, berechnet.
PCG# pcb, welches von der Leistungssteuerungsgruppe mit folgender Nummer ausgewählt ist:
Tabelle 2: Verwendung des Leistungssteuerungsbits
Die Beschreibung der Erfindung, die spezifischen Details, und die oben erwähnten Zeichnungen sind nicht dafür gedacht, den Umfang der vorliegenden Erfindung zu begrenzen. Anstatt des oben erwähnten Verfahrens, das Leistungssteuerungsbit zu schätzen, könnte man zum Beispiel einfach einen vorherigen Wert des Leistungssteuerungsbits verwenden, sobald die Einfügezeit für das Leistungssteuerungsbit zu früh kommt, um die Energieschätzung zu beenden.

Claims

Verfahren zur Leistungssteuerung bzw. -regelung in einem Kommunikationssystem, wobei das Verfahren den Schritt umfasst: Messen einer Leistungssteuerungsübertragung; durch den weiteren Schritt gekennzeichnet: Erzeugen einer unterbrochenen Messung der Leistungssteuerungsübertragung, durch Unterbrechen des Messens der Leistungssteuerungsübertragung vor dem Abschluss, basierend auf einer Übertragungszeit eines Leistungseinstellbefehls.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationssystem ein Spreiz-Spektrum-Kommunikationssystem umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Messens der Leistungssteuerungsübertragung das Messen einer Leistungssteuerungsgruppe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner die Schritte umfasst: Erzeugen eines geschätzten Wertes des Leistungseinstellbefehls; und Übertragen des Leistungseinstellbefehls, um einen übertragenen Leistungseinstellbefehl zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der geschätzte Wert des Leistungseinstellbefehls auf der unterbrochenen Messung der Leistungssteuerungsübertragung basiert.
Vorrichtung zur Leistungssteuerung bzw. -regelung in einem Kommunikationssystem, das umfasst: einen Integrator (305) zum Messen einer Leistungssteuerungsübertragung; dadurch gekennzeichnet: dass eine Logikeinheit (315) mit dem Integrator gekoppelt ist, wobei die Logikeinheit die Messung der Leistungssteuerungsübertragung vor dem Abschluss unterbricht, basierend auf einer Übertragungszeit eines Leistungseinstellbefehls.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Kommunikationssystem ein Spreiz-Spektrum-Kommunikationssystem umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Leistungssteuerungsübertragung eine Leistungssteuerungsgruppe umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6, umfassend: eine mit dem Integrator gekoppelte Leistungssteuerungszustandsmaschine (309), wobei die Leistungssteuerungszustandsmaschine einen Wert des Leistungseinstellbefehls schätzt; und einen Sender, welcher mit der Leistungssteuerungszustandsmaschine gekoppelt ist, wobei der Sender den Leistungssteuerungsbefehl überträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der geschätzte Wert des Leistungseinstellbefehls auf der unterbrochenen Messung der Leistungssteuerungsübertragung basiert.