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DE69900975T2 - Verbesserte kanaladaptive, schnelle Leistungsregelung in CDMA - Google Patents

Verbesserte kanaladaptive, schnelle Leistungsregelung in CDMA

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DE69900975T2
DE69900975T2 DE69900975T DE69900975T DE69900975T2 DE 69900975 T2 DE69900975 T2 DE 69900975T2 DE 69900975 T DE69900975 T DE 69900975T DE 69900975 T DE69900975 T DE 69900975T DE 69900975 T2 DE69900975 T2 DE 69900975T2
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DE
Germany
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algorithm
transmission power
channel
algorithms
power control
Prior art date
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DE69900975T
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Paul Bune
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Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel SA
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. Transmission Power Control [TPC] or power classes
    • H04W52/04Transmission power control [TPC]
    • H04W52/06TPC algorithms
    • H04W52/08Closed loop power control
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. Transmission Power Control [TPC] or power classes
    • H04W52/04Transmission power control [TPC]
    • H04W52/18TPC being performed according to specific parameters
    • H04W52/24TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Description

  • Das Feld dieser Erfindung ist die digitale Funkkommunikation. Präziser bezieht sich diese Erfindung auf ein Verfahren der kanaladaptiven Leistungsregelung, wie in den Ansprüchen angegeben, auf eine CDMA-Transceiver-Einrichtung und ein digitales CDMA- Funkkommunikationssystem, wie in den unabhängigen Ansprüchen beansprucht.
  • Ein Verfahren zur Leistungsregelung dient zur Anpassung der Sendeleistung eines Senders in einer Basisstation, bzw. in einer Mobilstation, entsprechend der von der Gegenseite der Mobilstation, bzw. der Basisstation über den Funkkanal empfangenen Information.
  • In CDMA-Systemen werden alle Kanal-Betriebsmittel allen Benutzern gleichzeitig zugeordnet. Einerseits muss der "Nah-Fern-"Effekt richtig kompensiert werden, so dass alle mit einer Basisstation kommunizierenden Mobilstationen unabhängig von ihrer Entfernung von der Basisstation ungefähr den gleichen Beitrag zum Gesamt-Empfangssignal an der Basisstation liefern. Andererseits hat der Mobilfünkkanal eine große dynamische Bandbreite. Die Charakteristiken sind direkt abhängig vom Verhalten des mobilen Benutzers und werden typischerweise durch Doppler- und Rayleigh-Fading-Effekte auf der Funkverbindung beeinflusst. Es müssen geeignete Mechanismen benutzt werden, um eine Verschlechterung oder eine Unterbrechung der Verbindung durch eine zu hohe Dämpfung des Signals bezogen auf die Störungen zu vermeiden.
  • Unter diesen Bedingungen ist eine schnelle und genaue Leistungsregelung erforderlich, um eine geeignete Übertragungsqualität für die Benutzer sicherzustellen. Gleichzeitig wird durch die Leistungsregelung die Kommunikationsdichte im System maximiert. Für die Richtung zur Basisstation wird dies erreicht, wenn das Signal-Störverhältnis (SIR), das von einer Basisstation für jede angeschlossene Mobilstation gemessen wird, so nahe wie möglich an einem Ziel-Signal-Störverhältnis (SIRtarget) gehalten wird.
  • Nach dem bisherigen Stand der Technik, z. B. "CDMA - Principles of Spread Spectrum Communication", Andrew J. Viterbi, 1998, Addison-Wesley, Seite 182-183, wurde die Leistungsregelung in Richtung zur Basisstation mit einem Leistungsregelungs-Verfahren mit offener Regelschleife oder mit einem Regelungsverfahren mit geschlossener Regelschleife realisiert.
  • Bei dem Verfahren mit offener Regelschleife verfolgt eine Mobilstation ein von der Basisstation gesendetes Pilotsignal, während sie Verkehr empfängt und sendet. Der Leistungspegel des Pilotsignals steht in Zusammenhang zum Wert von SIRtarget und ist der Mobilstation bekannt. Die Dämpfung des Pfades zum Teilnehmer kann dann jederzeit bestimmt werden. Unter der Annahme, dass der physikalische Kanal komplett symmetrisch ist, ist die Dämpfung des Pfades zum Teilnehmer gleich der Dämpfung des Pfades zur Basisstation, und die Mobilstation kann jederzeit die geeignete Sendeleistung ableiten, die sie verwenden muss.
  • Ein Regelungsverfahren mit geschlossener Regelschleife berücksichtigt, dass der dynamische Teil des Ausbreitungsverlustes nicht symmetrisch ist, da das Rayleigh-Fading stark von den Trägerfrequenzen abhängt, die sich in den beiden Richtungen beträchtlich unterscheiden können. In diesem Fall basiert die Sendeleistung auf periodischen Messungen, die an der empfangenden Station (Basis- oder Mobilstation) durchgeführt werden. Diese Messungen führen zu einer Schätzung des SIR des empfangenen Signals. Die SIR-Abtastung wird einmal pro 0,625ms-Zeitschlitz durchgeführt, wie in UMTS W-CDMA, ETSI XX.03 Version 1.0.0 (Dez. 1998), Abschnitt 5.2.1 (Seite 6) für die Richtung zur Basisstation und in Abschnitt 5.3.1 (Seite 9) für die Richtung zum Teilnehmer spezifiziert. Die empfangende Station vergleicht den geschätzten SIR-Wert mit SIRtarget und erzeugt nach einem Algorithmus einen Befehl Transmit Power Control (TPC), der anzeigt, in welchem Ausmaß die Gegenstation ihre aktuelle Sendeleistung erhöhen oder verringern muss. Dieser TPC-Befehl wird über einen Signalisierungskanal zurück zur Gegenstation gesendet. Die Gegenstation ändert ihre Sendeleistung auf die Weise, wie vom TPC-Befehl angezeigt wird. Die Erzeugung von TPC- Befehlen erfolgt ebenfalls einmal pro 0,625ms-Zeitschlitz, wie in UMTS W-CDMA spezifiziert.
  • Nach dem bisherigen Stand der Technik wird ein "bang-bang" genannter Algorithmus ("Zweipunkt"-Algorithmus) verwendet, um TPCs zu erzeugen. Dies wird in UMTS W- CDMA, ETSI XX.07, Version 1.0.0 (Dez. 1998), Abschnitt 4.1.1 (Seite 5) für die Richtung zur Basisstation und in Abschnitt 4.2.1 (Seite 6) für die Richtung zum Teilnehmer spezifiziert. Er vergleicht einfach für jeden Abtastzeitpunkt den geschätzten SIR-Wert mit SIRtarget und erzeugt einen binären TPC-Wert, der den Wert "up (aufwärts)" hat, wenn das Vorzeichen von SIRtarget - SIRestimated positiv, ist und der den Wert "down (abwärts)" hat, wenn das Vorzeichen der Differenz negativ ist. Die Art der Veränderung der Sendeleistung ist quantitativ bestimmt: Es wird ein Wert für die Schritte der Sendeleistung (Transmission Power Step, TPS) festgelegt. Bei Empfang der TPC-Nachricht wandelt die Mobilstation den Wert "down" in die Anzeige "Verringern der Sendeleistung um TPS dB" und den Wert "up" in die Anzeige "Erhöhen der Sendeleistung um TPS dB" um.
  • Die Nachteile der Regelung mit geschlossener Regelschleife in Kombination mit dem "bang- bang"-Algorithmus werden speziell in städtischen Umgebungen festgestellt, wo der Mobilkanal so schnelle Dämpfungsänderungen zeigt, dass die Schleifenverzögerung - hervorgerufen durch die Messung in der Basisstation, die Erzeugung des TPC-Befehls, seine Übertragung zur Mobilstation und durch die Leistungseinstellung des Senders - eine beachtliche Wahrscheinlichkeit verursacht, dass der TPC-Befehl am Punkt seines Eintreffens beim Sender in der Mobilstation veraltet ist. Nehmen wir zum Beispiel an, dass die Basisstation den empfangenen Leistungspegel als zu hoch betrachtet und darauf einen TPC- Befehl "down" erzeugt, damit die Mobilstation ihre Sendeleistung verringert. Wenn dieser TPC-Befehl beim Sender in der Mobilstation eintrifft, kann es sein, dass sich die Dämpfung des Funkkanals zwischen der Basisstation und der Mobilstation so weit erhöht hat, dass der SIR-Wert unter SIRtarget gefallen ist, bevor der TPC-Befehl wirksam wird. In diesem Fall bewirkt der TPC-Befehl, wenn er wirksam wird, dass der SIR-Wert weiter von seinem Zielwert abweicht, anstatt die Leistungsabweichung zu verringern.
  • Um diese Effekte zu reduzieren, welche dazu tendieren, die mögliche Benutzerkapazität in CDMA-Netzen beträchtlich zu verringern, können prädiktive Algorithmen vorteilhaft, aber nicht ausreichend sein. In der Tat müssen solche prädiktiven Algorithmen gut an einen Typ von Kanalcharakteristiken angepasst sein, bei einem anderen Typ von Kanalcharakteristiken kann es jedoch sein, dass ihre Vorhersagen beträchtlich von den wirklich auftretenden Werten abweichen.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verbesserung der Leistungsregelung bereitzustellen, indem es möglich gemacht wird, die Sendeleistung in einer kanaladaptiven Form zu regeln.
  • Diese Ziele werden durch die Eigenschaften der unabhängigen Ansprüche erreicht, bzw. dadurch, dass ein beliebig großer Satz von TPC-Algorithmen (TPCAs) zur Verwendung angeboten wird. Jeder TPCA muss gut an eine spezielle Art von Kanalcharakteristiken angepasst sein. Der Satz von TPCAs arbeitet um so besser, wenn er den größtmöglichen Umfang der Kanalcharakteristiken abdeckt. Die Sendeleistung wird zu jeder Zeit von dem aus dem Satz von Algorithmen ausgewählten Algorithmus geregelt, der für die aktuelle Kanalcharakteristiken optimal erscheint. Das Verfahren nutzt den richtigen Algorithmus zur richtigen Zeit.
  • Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Insbesondere ist ein Algorithmus, der eine erste und eine zweite Schwelle verwendet, gut an einen Kanal angepasst, der durch Rayleigh-Fading beeinflusst wird.
  • Die Erfindung wird durch die folgende Beschreibung mehrerer Ausführungen in Zusammenhang mit den begleitenden Figuren offensichtlicher, in denen:
  • Fig. 1 zwei Transceiver eines digitalen CDMA-Funkkommunikationsnetzes zeigt, die in einer Richtung über einen Verkehrskanal miteinander kommunizieren und die Leistungsregelung realisieren,
  • Fig. 2 die Simulations- und Bewertungseinheit zeigt und
  • Fig. 3 ein Flussdiagramm enthält, das Schritte des Verfahrens zur Realisierung der Leistungsregelung gemäß der Erfindung zeigt.
  • Das in Fig. 1 gezeigte digitale CDMA-Funksystem besteht aus einem Gerät A 1 und einem Gerät B 2. Für die Beschreibung dieses Beispiels ist Gerät A eine Mobilstation 1, und Gerät B ist eine Basisstation 2. Beide Geräte bestehen aus einem Sender 12, 22 und einem Empfänger 11,21. Die Mobilstation 1 mit dem Sender 12 sendet eine Verkehrsinformation mit einer Sendeleistung STXi zum Abtastzeitpunkt i. Die Information gelangt über einen Funkkommunikations-Verkehrskanal 31 in die Basisstation 2 und den Empfänger 21. Der Sender 22 der Basisstation sendet auf einem Signalisierungskanal (32) eine Signalisierungsinformation zum Empfänger 11 der Mobilstation 2. In der Basisstation 2 ist der Empfänger 21 an einen Regel-Schaltkreis 4 zur Realisierung der verbesserten Leistungsregelung angeschlossen. Die Aufgabe des Regel-Schaltkreises 4 ist es, das empfangene Signal aus dem Verkehrskanal 31 zu entnehmen und zum Abtastzeitpunkt i am Ausgang einen Sendeleistungs-Steuerbefehl TPCi zu erzeugen. Der Regel-Schaltkreis 4 ist mit dem Sender 22 der Basisstation verbunden. Der TPCi wird vom Sender 22 der Basisstation über den Signalisierungskanal 31 zum Empfänger 11 der Mobilstation 1 gesendet.
  • Im nächsten Zeitschlitz der CDMA-Übertragung wird ein neuer TPCi berechnet und ausgesendet.
  • Die neue Sendeleistung zum Abtastzeitpunkt i+1 (STXi+1) am Sender 12 der Basisstation wird wie folgt berechnet:
  • STXi+1 = STXi·TPCi.
  • Der Regel-Schaltkreis 4 zur Realisierung der verbesserten Leistungsregelung besteht aus einer Bewertungseinheit 41, die an den Empfänger 21 angeschlossen ist, und einer Operationseinheit 43. Der Ausgang der Operationseinheit 43 ist an den Eingang des Senders 22 der Basisstation 2 angeschlossen. Die Bewertungseinheit 41 und der Ausgang der Operationseinheit 43 sind über eine zweite Leitung mit dem Eingang einer Rekonstruktionseinheit 42 verbunden, die über parallele Simulationseinheiten 441 ... 44n mit einer Auswahleinheit 45 verbunden ist. Die Auswahleinheit hat eine Triggerleitung zum Umschalten der Schalter 3, 3".
  • - eine Bewertungseinheit 41, die für die SIR-Schätzung verantwortlich ist, die zu jedem Abtastzeitpunkt wie folgt erhalten wird:
  • Signalleistung SRXi, die vom Empfänger der Basisstation über den Verkehrskanal empfangen wird, geteilt durch die Störleistung am Empfängerteil des Gerätes B IRXi:
  • SIRi = SRXi/IRXi.
  • - eine Operationseinheit 43, die aus n Algorithmen A1, A2, ..., An zusammengesetzt ist. In Fig. 1 ist zum Abtastzeitpunkt i A1 der arbeitende Algorithmus und steuert die TPC- Erzeugung. TPCi wird dazu benutzt, die Sendeleistung des Sendeteils des Gerätes A zu regeln. Die anderen Algorithmen sind zum Abtastzeitpunkt i inaktiv bezüglich der Erzeugung eines TPC zur Regelung der Sendeleistung der Basisstation.
  • - eine Rekonstruktionseinheit 42, die dafür verantwortlich ist, das Kanalverhalten in Echtzeit zu rekonstruieren. Das Kanalverhalten wird durch die Entwicklung der absoluten Kanaldämpfung ACLi über der Zeit charakterisiert, die in jedem Schritt wie folgt definiert ist: Signal-Sendeleistung an der Mobilstation 1 STXi dividiert durch die Leistung des selben Signals an der Basisstation nach der Dämpfung durch den Funkkanal SRXi ACLi = STXi/SRXi.
  • Die Rekonstruktionseinheit 42 nimmt als Eingangswerte den gemessenen SIR-Wert, der von der Bewertungseinheit 41 übergeben wird und den Wert des TPC-Befehls, der von der Operationseinheit 43 erzeugt wird.
  • Das Ergebnis der von der Rekonstruktionseinheit 42 durchgeführten Echtzeit- Kanalrekonstruktion wird zu jedem Abtastzeitpunkt i zur weiteren Verwendung in n Speichern gespeichert.
  • - n Simulationseinheiten 441, 442 ... 44n, von denen jede für die Simulation und die Validierung eines Algorithmus verantwortlich ist. Die n Simulationseinheiten 441, 442, ..., 44n laufen gleichzeitig und unabhängig voneinander. Sie erzeugen parallel virtuelle TPCs (VTPCs). Diese VTPCs werden nur zu Simulationszwecken verwendet. Sie haben keinen direkten Einfluss auf die Leistungsregelung, da sie nicht zur Mobilstation 1 gesendet werden. Man beachte, dass der arbeitende Algorithmus ebenfalls auf diese Weise simuliert und validiert werden kann.
  • - eine Auswahleinheit 45, die für die Auswahl des besten Algorithmus gemäß des gemeinsamen Qualitätskriteriums verantwortlich ist. Wenn der beste Algorithmus sich vorn arbeitenden Algorithmus unterscheidet, löst die Auswahleinheit auch die Umschaltung der Sehalter 3 zwischen dem arbeitenden Algorithmus an Schritt i und dem besten Algorithmus aus, der an Schritt i+1 zum arbeitenden Algorithmus wird.
  • An jedem Schritt i besteht die Simulationseinheit 44k für den Algorithmus Ak, wie in Fig. 2 gezeigt, aus:
  • - einem ersten Speicher 42k, in dem die Kanalinformation zu jedem Abtastzeitpunkt i von der Rekonstruktionseinheit 42 gespeichert wird.
  • - einer Recheneinheit Ak', die an Schritt i den VTPC gemäß des Algorithmus Ak berechnet (VTPCk,i)
  • - einem zweiten Speicher 46k, in dem zu jedem Abtastzeitpunkt i die virtuelle SIR- Information, die durch die Simulation des Algorithmus Ak (VSIRk,i) rekonstruiert wird, gespeichert wird
  • - einer Validierungseinheit 45k, welche die durch die Simulation des Algorithmus Ak gelieferten Ergebnisse mit einer quantitativen Qualitätsbewertung auf der Basis eines gemeinsamen Qualitätskriteriums für alle Algorithmen validiert. Diese quantitative Qualitätsbewertung zeigt an, wie gut die Sequenz von VTPCk,i, die durch den Algorithmus Ak erzeugt wurden, es ermöglicht, unter den aktuellen Kanalbedingungen die Sequenz von VSIRk,i nahe an SIRtarget zu halten. Die Validierung wird durch die n Einheiten parallel durchgeführt, wodurch die n quantitativen Qualitätsbewertungen sofort bereitgestellt werden.
  • In der beschriebenen Ausführung der Erfindung ist ein TPCA, der durch die Instanzen A1 und A1' repräsentiert wird, der "bang-bang"-Algorithmus.
  • - TPCi = +TPS dB wenn SIRi < SIRtarget
  • - TPCi = -TPS dB wenn SIRi > SIRtarget
  • Ein anderer TPCA, der durch die Instanzen A2 und A2' repräsentiert wird, arbeitet speziell für einen Kanal, der durch das Phänomen des Rayleigh-Fading beeinflusst wird. Er wird vom Standard "bang-bang"-Algorithmus abgeleitet, indem ein TPC-Befehl "down" gesendet wird, wenn die folgende Situation auftritt: das gemessene SIRi liegt unter SIRtarget, aber über einem anderen konstanten Schwellwert SIR, der "pre-braking SIR" (SIRpb) genannt wird, und es wird erkannt, dass SIRi mit mindestens einer Minimal-Rate ansteigt (z. B. mit dpb dB pro Regelzyklus, wobei dpb positiv, Null oder negativ sein kann)
  • - TPCi = -TPS dB wenn SIR > SIRtarget oder (SIRi > SIRpb und SIRi-1+dpb < SIRi)
  • - TPCi = +TPS dB sonst
  • Da man es so betrachten kann, dass das "Bremsen (braking)" der Aufwärtsbewegung des SIR durch Umkehrung der TPC-Befehle durchgeführt wird, bevor der gewünschte SIR-Pegel erreicht wurde, kann man den Algorithmus als Pre-Braking-Algorithmus mit positiver Flanke (PSPB) bezeichnen.
  • Eine Variation des PSPB-Algorithmus ist die Erkennung einer Abnahme des ACL-Wertes statt des Anstieges des SIR-Wertes.
  • - TPCi = -TPS dB wenn SIRi > SIRtarget oder (SIRi > SIRpb und ACLi-1 -dpb > ACLi)
  • - TPCi = +TPS dB sonst
  • Die Änderungen von ACL werden von der Einheit geliefert, die für die Echtzeit- Rekonstruktion des Kanalverhaltens verantwortlich ist. Sie können auch direkt erhalten werden, wenn die Sendeleistung von der Mobil- oder der Basisstation über den Signalisierungskanal gesendet wird.
  • Die anderen TPCAs, die durch ihre Instanzen A3, A3' ... An, An' repräsentiert sind, können prädiktive oder nicht-prädiktive Algorithmen sein. Der Grad, in dem sich die TPCAs voneinander unterscheiden, kann variabel sein, z. B. ist es möglich, dass ein Teil des Satzes oder der gesamte Satz von Algorithmen identisch ist, mit der Ausnahme, dass ein oder mehrere Parameter unterschiedliche numerische Werte haben, es können aber auch vollständig unterschiedliche Algorithmen parallel betrieben werden. Man ist nicht auf eine Klasse von Algorithmen eingeschränkt.
  • Eine Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung zur Realisierung der verbesserten Leistungsregelung ist im Flussdiagramm in Fig. 3 gezeigt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
  • - Schritt S1: Initialisierung der Parameter. Es wird gemäß eines externen Kriteriums ein arbeitender Algorithmus als Start-Algorithmus aus dem Satz verfügbarer Algorithmen ausgewählt.
  • - Schritt S2: Das auf dem Verkehrskanal empfangene Signal wird gemessen. Es wird eine Berechnung von SIRi zum Abtastzeitpunkt i durchgeführt.
  • - Schritt S3: Gemäß des arbeitenden Algorithmus wird TPCi zum Abtastzeitpunkt i erzeugt.
  • Im folgenden werden einerseits Schritt 4 und andererseits die Schritte S5 bis einschließlich S11 parallel durchgeführt.
  • - Schritt S4: Der vom arbeitenden Algorithmus erzeugte TPCi wird über den Signalisierungskanal zurück zum Gerät A gesendet.
  • - Schritt S5: Das Bild des Kanals zum Abtastzeitpunkt i wird rekonstruiert. In der in Fig. 1 gezeigten Konfguration kann das Kanalverhalten aus der einzigen an der Basisstation 2 verfügbaren Information abgeleitet werden: -SIRi, geliefert von der Bewertungseinheit 41 -TPCi, erzeugt vom arbeitenden Algorithmus
  • wenn man annimmt, dass IRXi für jedes i konstant ist:
  • ACLi+1/ACLi = STXi+1/STXi·SRXi/SRXi+1 = TPCi·SIRi/SIRi+1.
  • Unter Verwendung des rekonstruierten Kanalwertes wird das Verhalten aller Algorithmen parallel simuliert.
  • - Schritt S6: Der Wert VSIRk,i wird in jedem Schritt i aus VSIRk,i-1, VTPCk,i-1, ACLi-1 und ACLi gemäß der folgenden Formel abgeleitet:
  • VSIRk,i/VSIRk,i-1 = VTPCk,i-1 ACLi-1/ACLi für 1< =k< =n
  • - Schritt S7: Für jeden Algorithmus Ak wird zum Abtastzeitpunkt i der Wert VTPCk,i erzeugt. Der simulierte Algorithmus Ak benutzt VSIRk,i als Eingangswert zur Erzeugung von VTPCk,i.
  • VTPCk,i = Ak(VSIRk,i) für 1< =k< =n
  • - Schritt S8: Für jeden Algorithmus wird eine Qualitätsbewertung gemäß eines gemeinsamen Qualitätskriteriums durchgeführt. Alle Algorithmen werden auf dieselbe Weise bewertet, zum Beispiel wird ihre Qualität als mittlere quadratische Abweichung Qk von VSIRk,i bezüglich SITtarget gemessen. Hier wird die optimale Qualität erreicht, wenn der numerische Wert von Qk minimal ist:
  • Qk = av((SIRtarget - VSIRk,i)²) = n&supmin;¹ (SIRtarget - VSIRk,i)²
  • - Schritt S9: Der Algorithmus, der das Qualitätskriterium am besten erfüllt, wird ausgewählt.
  • - Schritt S11: Wenn der gewählte Algorithmus nicht gleich dem arbeitenden Algorithmus ist, wird der arbeitende Algorithmus durch den gewählten Algorithmus ersetzt, andernfalls wird nichts geändert.
  • - Schritt S12: Die Schritt-Nummer wird inkrementiert, und der Prozess beginnt erneut bei Schritt S2.
  • Die Erfindung ist nicht auf eine Basisstation eingeschränkt, die alternative Algorithmen behandeln kann. Es ist auch möglich, dass eine Mobilstation über alle erforderlichen Mittel verfügt, TPC gemäß der Erfindung anzupassen.
  • Der gesamte Schaltkreis kann in einem einzigen Modul mit einem Prozessor integriert werden, der in der Lage ist, eintreffende Daten zu verarbeiten.
  • Die Erfindung ist nicht auf ein Verfahren eingeschränkt, das TPC in jedem Zeitschlitz sendet. Es ist möglich, den TPC im nächsten Zeitschlitz nach einer Messung zu senden. In manchen Fällen ist es ausreichend, die Leistung mit einer geringeren Häufigkeit anzupassen.
  • Die Entscheidung, den arbeitenden Algorithmus auf einen anderen umzuschalten, kann sofort getroffen werden, nachdem ein Algorithmus mit einer besseren Qualität erkannt wurde. Die Entscheidung kann auch gemäß einer definierten Schwelle getroffen werden. Nur wenn die Qualität eines Algorithmus über dieser Schwelle liegt, wird die Umschaltung ausgelöst. Eine weitere mögliche Lösung ist es, die Entscheidung zu treffen, wenn ein Algorithmus innerhalb einer bestimmten Zeit der beste gewesen ist.

Claims (10)

1. Verfahren zur Regelung der Leistung, die von einer Einheit in einem digitalen CDMA- Funkübertragungssystem gesendet wird, das ein Leistungsregelungsverfahren mit geschlossener Schleife verwendet, welches auf einem arbeitenden Algorithmus basiert, der Befehle zur Anpassung der Sendeleistung gemäß der Kanalcharakteristiken erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass es folgendes umfasst:
- Bearbeitung mindestens eines weiteren konkurrierenden Algorithmus, der sich von dem arbeitenden Algorithmus unterscheidet;
- Bewertung der Leistungsfähigkeit aller Algorithmen gemäß eines gemeinsamen Qualitätskriteriums
- Ersatz des arbeitenden Algorithmus durch einen der konkurrierenden Algorithmen, wenn letzterer eine bessere Leistungsfähigkeit zeigt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konkurrierenden Algorithmen
- mit Informationen über den Funkkanal versorgt werden
- das Verhalten jedes Algorithmus simulieren, indem sie gleichzeitig und unabhängig voneinander einzelne Befehle zur Regelung der Sendeleistung (TPC, Transmission Power Control) berechnen.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Qualitätskriterium festlegt, in welchem Ausmaß die von einem Algorithmus erzeugten TPC- Befehle es ermöglichen, eine Ziel-Übertragungsqualität im CDMA-Funkübertragungssystem zu erreichen und gleichzeitig die Sendeleistung zu minimieren.
4. Verfähren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der am besten passende Algorithmus (Ak) gemäß des gemeinsamen Qualitätskriteriums bestimmt wird und die Umschaltung zwischen den Algorithmen ausgelöst wird, der Algorithmus (Ak) der arbeitende Algorithmus wird, während der zuvor arbeitende Algorithmus als konkurrierender Algorithmus beibehalten wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem ein Algorithmus benutzt wird, der ein gemessenes Signal-Störverhältnis bezüglich einer ersten Schwelle verarbeitet, um einen TPC-Befehl (Transmission Power Control) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absenkung der Sendeleistung erforderlich ist, wenn das gemessene Signal-Störverhältnis mit einem Gradienten oberhalb einer definierten Gradienten-Schwelle ansteigt, und das gemessene Signal-Störverhältnis über einer zweiten Schwelle liegt.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem ein Algorithmus benutzt wird, der ein gemessenes Signal-Störverhältnis und eine geschätzte absolute oder relative Kanaldämpfung bezüglich einer ersten Schwelle verarbeitet, um einen TPC-Befehl (Transmission Power Control) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absenkung der Sendeleistung erforderlich ist, wenn die absolute oder relative Kanaldämpfung mit einem Gradienten unterhalb einer definierten Gradienten-Schwelle absinkt, und das gemessene Signal-Störverhältnis über einer zweiten Schwelle liegt.
7. Digitales Funkkommunikationssystem auf der Basis von CDMA, das mindestens einen Sender, mindestens einen Empfänger und Mittel zur Regelung der Sendeleistung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es folgendes umfasst
- eine Bewertungseinheit (41), die ein Kanalsignal misst und verarbeitet
- eine Rekonstruktionseinheit (42) zur Rekonstruktion des Kanalverhaltens in Echtzeit
- eine Operationseinheit (43), die Befehle zur Regelung der Sendeleistung (Transmission Power Control) erzeugt
- n Simulationseinheiten (441 ... 44n), die einen Satz konkurrierender Algorithmen berechnen
- eine Auswahleinheit (45) zur Aktivierung eines Algorithmus aus dem Satz konkurrierender Algorithmen.
8. Transceiver-Einrichtung für einen digitalen CDMA-Funkkommunikationskanal, das einen Regelschaltkreis (4) zur Regelung der Sendeleistung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass er folgendes enthält:
- eine Bewertungseinheit (41), die ein Kanalsignal misst und verarbeitet
- eine Rekonstruktionseinheit (42) zur Rekonstruktion des Kanalverhaltens in Echtzeit
- eine Operationseinheit (43), die Befehle zur Regelung der Sendeleistung (Transmission Power Control) erzeugt
- n Simulationseinheiten (441 ... 44n), die einen Satz konkurrierender Algorithmen berechnen
- eine Auswahleinheit (45) zur Aktivierung eines Algorithmus aus dem Satz konkurrierender Algorithmen.
9. Mobilstation, die eine Transceiver-Einheit gemäß Anspruch 8 enthält.
10. Basisstation, die ein Transceiver-Einheit gemäß Anspruch 8 enthält.
DE69900975T 1999-04-12 1999-04-12 Verbesserte kanaladaptive, schnelle Leistungsregelung in CDMA Expired - Lifetime DE69900975T2 (de)

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EP (1) EP1045530B1 (de)
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