SE511167C2 - Downlink power control method during macrodiversity e.g. for spread spectrum multiple access systems - Google Patents
Downlink power control method during macrodiversity e.g. for spread spectrum multiple access systemsInfo
- Publication number
- SE511167C2 SE511167C2 SE9704676A SE9704676A SE511167C2 SE 511167 C2 SE511167 C2 SE 511167C2 SE 9704676 A SE9704676 A SE 9704676A SE 9704676 A SE9704676 A SE 9704676A SE 511167 C2 SE511167 C2 SE 511167C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- base station
- base stations
- signal
- power level
- power control
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W52/00—Power management, e.g. Transmission Power Control [TPC] or power classes
- H04W52/04—Transmission power control [TPC]
- H04W52/38—TPC being performed in particular situations
- H04W52/40—TPC being performed in particular situations during macro-diversity or soft handoff
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
511 167 2 Prentice Hall (1997). Vanligtvis sänds sanuna basbandssignal med lämplig sprid- ning från åtskilliga basstationer med överlappande täckning. Mobiltelefonen kan således motta och utnyttja signaler från åtskilliga basstationer samtidigt. 511 167 2 Prentice Hall (1997). Usually, the same baseband signal is transmitted with appropriate spread from several base stations with overlapping coverage. Thus, the mobile phone can receive and utilize signals from several base stations simultaneously.
CDMA tillåter signaler att överlappa både i tid och frekvens. Således delar CDMA- signaler på samma frekvensspektrum. I frekvens- eller tidsdomänen, verkar multi- access-signalerna att ligga på varandra.CDMA allows signals to overlap in both time and frequency. Thus, CDMA signals share the same frequency spectrum. In the frequency or time domain, the multiple access signals appear to overlap.
Det finns ett antal fördelar med CDMA-kommunikationstekniker.There are a number of advantages to CDMA communication techniques.
Kapacitetsbegränsningama för ett CDMA-baserat cellulärt system är höga. Detta är en följd av egenskaperna hos ett bredbands CDMA-system, såsom förbättrad inter- ferensdiversitet, röststyrning, och återanvändning av samma spektrum i interferensdiversitet.The capacity constraints of a CDMA-based cellular system are high. This is a consequence of the characteristics of a wideband CDMA system, such as improved interference diversity, voice control, and reuse of the same spectrum in interference diversity.
I princip överlagras informationsdataflödet som skall sändas i ett CDMA-system på ett dataflöde med mycket högre takt som en signatursekvens. Vanligtvis är signatur- sekvensdatat binärt, och utgör ett bitflöde. Ett sätt att generera denna signatursek- vens är med ett PN-tillvägagångssätt (pseudo-brus) vilket verkar slumpmässigt, men kan replikeras av en auktoriserad mottagare. Informationsdataflödet och signatur- sekvensflödet med den höga bittakten kombineras genom att multiplicera de två bit- flödena, under antagandet att de binära värdena av de två bitflödena representeras av +l eller -1. Denna kombination av bitsignalen med högre takt med dataflödet med lägre bittakt kallat spridning av informationsdataflödessignalen. Varje informations- dataflöde eller -kanal tilldelas en unik spridningskod. Kvoten mellan signatursek- vensens bittakt och informationsbittakten kallas spridningskvot.In principle, the information data stream to be transmitted in a CDMA system is superimposed on a much higher rate data stream as a signature sequence. Typically, the signature sequence data is binary, and constitutes a bit stream. One way to generate this signature sequence is with a PN (pseudo-noise) approach which appears random, but can be replicated by an authorized receiver. The information data stream and the signature sequence stream with the high bit rate are combined by multiplying the two bit streams, assuming that the binary values of the two bit streams are represented by +1 or -1. This combination of the higher rate bit signal with the lower bit rate data stream is called spreading the information data stream signal. Each information data stream or channel is assigned a unique spreading code. The ratio of the signature sequence bit rate to the information bit rate is called the spreading ratio.
Allmänt i upplänken, försöker en CDMA-basstation att bibehålla samma mottagna effektnivå i kommunikationer med varje mobiltelefon som den för tillfället hanterar.Generally in the uplink, a CDMA base station attempts to maintain the same received power level in communications with each mobile phone it is currently handling.
Till denna slutpunkt uppmäter en basstation den mottagna signalen från varje av mobiltelefonerna för att kunna fastställa en parameter som är känd som signal-inter- s 511 157 ferens och brus-kvot (Signal to Interference and Noise Ratio) SINR. För varje mobiltelefon jämförs SINR med ett målvärde för SINR. Om SINR som uppmätts för en särskild mobiltelefon är mindre än målvärdet för SINR, befaller basstationen mobiltelefonen att höja sin effekt för att en starkare signal skall kunna mottas vid basstationen. Å andra sidan, om SINR som fastställts för en särskild terminal är större än målvärdet för SINR, begär basstationen att mobiltelefonen skall sänka sin effekt. I nedlänken å andra sidan, avlyssnar mobiltelefonen basstationen och jämför sin upplevda SINR med ett målvärde och befaller basstationen att höja eller sänka sin uteffekt beroende på den upplevda kvaliteten.To this end, a base station measures the received signal from each of the mobile phones to determine a parameter known as the Signal to Interference and Noise Ratio (SINR). For each mobile phone, the SINR is compared to a target SINR value. If the SINR measured for a particular mobile phone is less than the target SINR value, the base station commands the mobile phone to increase its power so that a stronger signal can be received at the base station. On the other hand, if the SINR determined for a particular terminal is greater than the target SINR value, the base station requests that the mobile phone reduce its power. In the downlink, on the other hand, the mobile phone listens to the base station and compares its perceived SINR to a target value and commands the base station to increase or decrease its output power depending on the perceived quality.
När det visar sig att målvärdet för SINR också kontinuerligt måste uppdateras av olika skäl, t ex ökning och minskning av antalet mobiltelefoner som hanteras av basstationen. Uppdateringen av målvärdet för SINR är vanligtvis en del av en annan styrslinga.When it turns out that the target value for SINR also needs to be continuously updated for various reasons, such as increasing and decreasing the number of mobile phones handled by the base station. The update of the target value for SINR is usually part of another control loop.
Ett exempel på en Styrteknik såsom ovan beskrivits fi-amläggs i U.S. patentet ,623,484 till Muszynski. För att sända information (inkluderande en signal-inter- ferens och brus-kvot SINR-justeringspunkt) mellan basstationen och RNC-noden, anlitar Muszynski en vanlig kanalsignaleringsteknik känd som Signaling System No. 7.An example of a control technique as described above is disclosed in U.S. Patent 623,484 to Muszynski. To transmit information (including a signal-to-interference and noise ratio SINR adjustment point) between the base station and the RNC node, Muszynski employs a common channel signaling technique known as Signaling System No. 7.
I vanlig kanalsignalering, bärs signaleringen för ett antal användarkanaler/förbin- delser i något antal signaleringskanaler/törbindelser. Vidare finns det ingen statisk relation mellan signaleringskanaler/törbindelser och användardata.In conventional channel signaling, the signaling for a number of user channels/connections is carried in some number of signaling channels/connections. Furthermore, there is no static relationship between signaling channels/connections and user data.
I CDMA-system, måste SINR-målvärdena uppdateras ofta. När vanlig kanalsigna- lering används som i Muszynski för uppdatering av ett SINR-målvärde, ökar belast- ningen på länken eller linjen mycket som förbinder RNC-noden med basstationen på grund av uppdateringarna. Till exempel genererar sändning av ett vanligt kanalsignaleringsmeddelande på tio till femton oktetter med en hastighet av 10 till 511 167 4 gånger per sekund en ytterligare signaleringsbelastning på mellan tusen och femtonhundra bitar per sekund och mobilstation.In CDMA systems, the SINR target values must be updated frequently. When common channel signaling is used as in Muszynski to update a SINR target value, the load on the link or line connecting the RNC node to the base station increases greatly due to the updates. For example, sending a common channel signaling message of ten to fifteen octets at a rate of 10 to 511,167 4 times per second generates an additional signaling load of between one thousand and fifteen hundred bits per second per mobile station.
När mobiltelefonkommunikationer upprättas med en ny basstation eller en ny sektor av en gällande basstation har mobiltelefonen goda kommunikationer med den nya cellen eller sektom, innan den gamla basstationen upphör att hantera samtalet.When mobile phone communications are established with a new base station or a new sector of an existing base station, the mobile phone has good communications with the new cell or sector before the old base station ceases to handle the call.
Sådan mjuk hand-off är i själva verket en gör-innan-avbrott-orrikopplingsfilrilaion_ Mobiltelefonen fastställer den bästa nya basstationen, eller sektorn, till vilken kom- munikationer skall överföras från en gammal basstation, eller sektor. Fastän det föredras att mobiltelefonen inleder begäran om hand-off och fastställer den nya basstationen, kan beslut om hand-off tas som i konventionella cellulära telefonsystem i vilka basstationen fastställer, när hand-off kan vara lämpligt och via en RNC begär att grannceller, eller sektorer, skall söka efter mobiltelefonsignalen.Such soft hand-off is in effect a do-before-break-unconnection procedure. The mobile telephone determines the best new base station, or sector, to which communications should be transferred from an old base station, or sector. Although it is preferred that the mobile telephone initiates the hand-off request and determines the new base station, hand-off decisions may be made as in conventional cellular telephone systems in which the base station determines when hand-off may be appropriate and, via an RNC, requests neighboring cells, or sectors, to search for the mobile telephone signal.
Basstationen som mottar den starkaste signalen som fastställts av RNC accepterar sedan hand-off.The base station receiving the strongest signal as determined by the RNC then accepts the hand-off.
I det cellulära CDMA-komrnunikationssystemet, sänder varje basstation vanligtvis en kontrollbärsignal i vardera av sina sektorer. Denna kontrollsignal utnyttjas av mobiltelefonema för att uppnå inledande systemsynkronisering och för att tillhanda- hålla stadig tid, frekvens och fasspårning av basstationens sända signaler under en s k luftgränssnittschipsynkroniseringsfas. RNC-nöden bibehåller sin synkronisering med det allmänna omkopplade telefonnätet (the Public Switched Telephone Network), PSTN.In the CDMA cellular communication system, each base station typically transmits a control carrier signal in each of its sectors. This control signal is used by the mobile phones to achieve initial system synchronization and to provide stable time, frequency, and phase tracking of the base station's transmitted signals during a so-called air interface chip synchronization phase. The RNC maintains its synchronization with the Public Switched Telephone Network (PSTN).
Under s k makrodiversitet hanteras en mobiltelefon av mer än en basstation. Makro- diversitet måste utnyttjas under en mjuk hand-off från en första basstation till en andra basstation eller till en ny sektor vid den första basstationen.In so-called macrodiversity, a mobile phone is handled by more than one base station. Macrodiversity must be utilized during a soft hand-off from a first base station to a second base station or to a new sector at the first base station.
Framtida CDMA-system kommer troligen att ha en snabb effektstyrning i nedlän- ken. Vidare stöder de flesta av dessa system, liksom nuvarande system, mjuk hand- Is 511 167 off. Den slutna slingans effektstyrning under mjuk hand-off kan hanteras på åtmin- stone två olika sätt. Antingen skickar mobiltelefonen identiska effektmätrapporter till alla basstationer som är involverade i makrodiversitetsförbindelsen, eller sänder mobiltelefonen olika effektrnätrapporter beroende på vilket specifika effektnivå- värde som har uppmätts fiån varje enskild basstation. Det första alternativet kan leda till att basstationema sänder med icke-optimala effektnivåer.Future CDMA systems will likely have fast power control in the downlink. Furthermore, most of these systems, like current systems, support soft hand-off. The closed-loop power control during soft hand-off can be handled in at least two different ways. Either the mobile phone sends identical power measurement reports to all base stations involved in the macrodiversity connection, or the mobile phone sends different power network reports depending on the specific power level value that has been measured from each individual base station. The first option can lead to the base stations transmitting at non-optimal power levels.
Ett sätt att förhindra detta är att endast sända från en enskild basstation om de upp- mätta effektnivåema från de andra basstationema alla ligger under ett särskilt trös- kelvärde. En annan lösning är att använda effektstyming från öppen slinga i stället för från sluten slinga under makrodiversitetsförbindelsen. Båda de senare valmöj- lighetema leder till en någorlunda låg mängd styrsignalering mellan RNC-nöden och basstationema. SINR-målvärdena måste emellertid uppdateras tillräckligt ofta.One way to prevent this is to only transmit from a single base station if the measured power levels from the other base stations are all below a specific threshold. Another solution is to use open-loop power control instead of closed-loop power control during the macrodiversity connection. Both of the latter options lead to a fairly low amount of control signaling between the RNC and the base stations. However, the SINR target values must be updated sufficiently frequently.
Vad som behövs och ett syfte med föreliggande uppfinning är därför ett effektivt sätt för att i ett CDMA mobilt telekommunikationssystem sända styrdata från en RNC till dess associerade basstationer under makrodiversitetsförbindelser.What is needed and an object of the present invention is therefore an efficient way to transmit control data from an RNC to its associated base stations during macrodiversity connections in a CDMA mobile telecommunications system.
SAMMANFATTNING AV UPPFINN INGEN Föreliggande uppfinning erbjuder en effektiv effektstyming i sluten krets av bassta- tionerna som involveras i en makrodiversitetsöverfóring till en särskilt mobiltelefon.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides efficient closed-loop power control of the base stations involved in a macrodiversity handover to a particular mobile phone.
Den föreslagna lösningen frigör nätsresurser under utförandet av en mjuk hand-off, d v s under makrodiversitet, genom en minskning av mängden styrsignalering mellan en RNC-nod och basstationer-na som är involverade. Den gynnsamma fiekvensdiversiteten under mjuk hand-off minskar den skadliga verkan på signalkvaliteten på grund av snabb fädning. Därför är den föreslagna minskningen av styrsignaleringen möjlig.The proposed solution frees up network resources during the execution of a soft hand-off, i.e. during macrodiversity, by reducing the amount of control signaling between an RNC node and the base stations involved. The beneficial frequency diversity during soft hand-off reduces the detrimental effect on signal quality due to fast fading. Therefore, the proposed reduction of control signaling is possible.
Lösningen att ha RNC-nodema eller några andra organ i nätet som justerar basstationemas uteffektriivåer är ett effektivt förfarande för att behålla trafik- 511 167 6 kanalemas uteffektnivåer på en riktig nivå under makrodiversitet, även när fel i mottagningen av nedlänkens effektstyrningskommandon uppstår. Emellertid är problemet att detta kräver en massa extra signalering mellan basstationer och RNC- noden. Enligt tidigare lösningar trodde man att basstationema behöver skicka ett effektstymingsmeddelande var 10 ms för att hålla driften runt l-2 dB, i ett system med en hög andel okodade eller lätt kodade effektstyrningskommandon, och en stegstorlek av ldB.The solution of having the RNC nodes or some other network entity adjusting the output power levels of the base stations is an effective method to maintain the output power levels of the traffic channels at a proper level under macrodiversity, even when errors in the reception of the downlink power control commands occur. However, the problem is that this requires a lot of extra signaling between the base stations and the RNC node. According to previous solutions, it was believed that the base stations need to send a power control message every 10 ms to keep the operation around 1-2 dB, in a system with a high proportion of uncoded or lightly coded power control commands, and a step size of 1 dB.
I enlighet med föreliggande uppfinning antas en forsta radiokanalförbindelse, t ex av typen koduppdelad multi-access att vara verksam mellan en första basstation och en mobiltelefon. En första styrkanalförbindelse upprättas också mellan ett radionäts styrenhets nod och den första basstationen. Vidare, sänds effektuppdate- ringskommandon från mobiltelefonen till den första basstationen i en första takt, via den första radiokanalförbindelsen. Medan den första radiokanalförbindelsen fortfarande är aktiverad, upprättas en andra radiokanalförbindelse mellan en andra basstation och mobiltelefonen. En andra styrkanalförbindelse upprättas också mellan radionätets styrenhets nod och den andra basstationen. Mobiltelefonen skickar sedan samma andra effektstymingskommandon till den första och den andra basstationen, eller skickar en tredje uppsättning av effektstyrningskommandon till den första basstationen och en fjärde uppsättning effektstyrningskommandon till den andra basstationen. Bittakten hos de olika effektstyrningsuppsättningarna kan vara olika.In accordance with the present invention, a first radio channel connection, e.g. of the code division multiple access type, is assumed to be active between a first base station and a mobile phone. A first control channel connection is also established between a radio network controller node and the first base station. Furthermore, power update commands are transmitted from the mobile phone to the first base station at a first rate, via the first radio channel connection. While the first radio channel connection is still active, a second radio channel connection is established between a second base station and the mobile phone. A second control channel connection is also established between the radio network controller node and the second base station. The mobile phone then sends the same second power control commands to the first and second base stations, or sends a third set of power control commands to the first base station and a fourth set of power control commands to the second base station. The bit rates of the different power control sets may be different.
Förfarandet enligt uppfinningen kännetecknas av särdragen i den kännetecknande delen av krav 1.The method according to the invention is characterized by the features of the characterizing part of claim 1.
Enligt en föredragen utföringsforrn av uppfinningen åstadkoms den andra takten genom att skicka åtminstone en effektstymingsrapport, vilken är identiskt med ett effektstymingskommando som tidigare sänts. Den därmed introducerade redundan- sen ökar sannolikheten att effektnivårapportema mottas korrekt. Till följd av detta 7 511 167 kommer effektnivårapporter inte att återsändas lika ofta och den resulterande takten av effektnivårapporter sänks.According to a preferred embodiment of the invention, the second rate is achieved by sending at least one power control report, which is identical to a power control command previously sent. The redundancy thus introduced increases the probability that the power level reports are received correctly. As a result, power level reports will not be retransmitted as frequently and the resulting rate of power level reports is reduced.
Enligt en fördelaktig utföringsform av det uppfinningsenliga förfarandet åstadkoms den andra takten av effektnivårapporter genom att utsätta rapporterna för en högre kodningstakt än när mobiltelefonen kommunicerar via icke- makrodiversitetsförbindelser, d v s via en enskild basstation.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, the second rate of power level reports is achieved by subjecting the reports to a higher coding rate than when the mobile telephone communicates via non-macrodiversity connections, i.e. via a single base station.
Enligt en arman fördelaktig utföringsform av det uppfinningsenliga förfarandet åstadkoms den andra takten av effelctnivårapporter genom överföring av optimerade effektstyrningskommandon till vardera av den första och den andra basstationen.According to another advantageous embodiment of the method according to the invention, the second rate of power level reports is achieved by transmitting optimized power control commands to each of the first and the second base stations.
RNC-noden beräknar vilken uteffektnivå som är optimal för varje basstation med hänsyn till mobiltelefonen och skickar de motsvarande effektstymingskommandona till basstationema som är involverade i makrodiversitetsöverföringen.The RNC node calculates which output power level is optimal for each base station with respect to the mobile telephone and sends the corresponding power control commands to the base stations involved in the macrodiversity transmission.
Ytterligare användningsområden för den föreliggande uppfinningen kommer att framgå ur den detaljerade beskrivningen som följer. Det bör dock uppfattas, att den detaljerade beskrivningen och särskilda exempel, som samtidigt indikerar föredragna utföringsformer av uppfinningen, endast görs i illustrativt syfte, eftersom olika förändringar och modifikationer i samma andemening och syfte av uppfinningen ur denna detaljerade beskrivning kommer att vara uppenbara för fackmannen.Further uses of the present invention will become apparent from the detailed description which follows. It should be understood, however, that the detailed description and specific examples, which at the same time indicate preferred embodiments of the invention, are given for illustrative purposes only, since various changes and modifications within the same spirit and scope of the invention will be apparent to those skilled in the art from this detailed description.
Den föreslagna lösningen minskar tydligt den erforderliga mängden signalering mellan en RNC-nod och basstationema som är involverade under mjuk hand-off.The proposed solution clearly reduces the required amount of signaling between an RNC node and the base stations involved during soft hand-off.
Uppfinningen möjliggör också slutna slingors effektstyrning i det mobila telekom- munikationssystemet under ett helt uppkopplingstillfälle, utan att kräva orimlig signalering mellan RNC-noder och basstationer. 511 167 8 Slutligen tillhandahåller uppfinningen ett flexibelt telekommunikationssystem, efter- som det tillhandahåller en möjlighet för en RNC-nod att skicka olika kommandon till olika basstationer.The invention also enables closed loop power control in the mobile telecommunications system during an entire connection session, without requiring excessive signaling between RNC nodes and base stations. 511 167 8 Finally, the invention provides a flexible telecommunications system, as it provides a possibility for an RNC node to send different commands to different base stations.
Slutligen är ett annat möjligt förfarande för att minska signaleringen, att minska stegstorleken vid ändringar i uteffektnivån.Finally, another possible method for reducing signaling is to reduce the step size of changes in the output power level.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig.1 visar ett i och för sig känt arrangemang av noder i ett mobilt telekommunikationssystem i vilket det föreslagna förfarandet utförs; Fig. 2 visar ett flödesschema för den första utföringsformen av förfarandet enligt uppfinningen; Fig. 3 visar ett flödesschema för den andra utföringsformen av förfarandet enligt uppfinningen; Fig. 4 illustrerar ett förfarande för styrning av nedlänkssändningseffekten; Fig. 5 illustrerar en mjuk hand-off som involverar en fjärrstation och två basstationer; Fig. 6 illustrerar ett förfarande för att få bukt med ett problem att en fjärr- stations effektstymingskomrnandon mottas med en signalnivå som är alltför låg under mjukt hand-off-läge; Fig. 7 illustrerar ett annat förfarande för att få bukt med problemet att en fjärrstations effektstymingskommandon mottas med en signalnivå som är allt för låg under mjukt hand-off-läge; 9 511 167 Fig. 8A-8C illustrerar funktionen hos ett kommunikationssystem enligt sökandens uppfinning.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows a per se known arrangement of nodes in a mobile telecommunications system in which the proposed method is carried out; Fig. 2 shows a flow chart of the first embodiment of the method according to the invention; Fig. 3 shows a flow chart of the second embodiment of the method according to the invention; Fig. 4 illustrates a method for controlling the downlink transmission power; Fig. 5 illustrates a soft hand-off involving a remote station and two base stations; Fig. 6 illustrates a method for overcoming a problem that a remote station's power control command is received with a signal level that is too low during soft hand-off mode; Fig. 7 illustrates another method for overcoming the problem that a remote station's power control commands are received with a signal level that is too low during soft hand-off mode; 9 511 167 Fig. 8A-8C illustrate the operation of a communication system according to the applicant's invention.
Uppfinningen kommer nu att beskrivas mer i detalj med hänvisning till föredragna exemplifierande utföringsformer av denna och även med hänvisning till de till- hörande ritningarna.The invention will now be described in more detail with reference to preferred exemplary embodiments thereof and also with reference to the accompanying drawings.
BESKRIVNING Av FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFQRMER Det övergripande problemet som orsakar en effektdrift är att en mobiltelefon endast skickar ett effektstymingskommando som kommer att mottas av olika basstationer.DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS The overall problem that causes a power drift is that a mobile phone only sends one power control command which will be received by different base stations.
För att minska den erforderliga signaleringen mellan basstationerna och RNC-noden skulle den erforderliga effektstymingskommandotakten kunna sänkas under mjuk hand-off, kommandotakten skulle normalt kunna sänkas med en faktor 4.To reduce the required signaling between the base stations and the RNC node, the required power control command rate could be reduced during soft hand-off, the command rate could typically be reduced by a factor of 4.
Idén bakom denna inställning är att driften kommer att vara mindre om färre med- delanden sänds, eftersom färre meddelanden kommer att tolkas olika. Detta är en mycket genomförbar lösning, eftersom syfiet med den snabbt slutna slingans effekt- styming är att följa den snabba fádningen. Vid mjuk hand-off kommer den snabba fádningen inte att vara lika allvarlig som den är under normala förhållanden på grund av god rymddiversitet. Ett armat möjligt sätt att utnyttja den goda rymddiver- siteten är att minska stegstorleken. Stegstorleken är det relativa mått som uteffekten justeras varje gång uteffekten justeras av den slutna slingans effektstyming. Om t ex den ordinära stegstorleken är 1 dB, kan den minskas till det typiska värdet 0,25 dB.The idea behind this setting is that the drift will be less if fewer messages are sent, because fewer messages will be interpreted differently. This is a very feasible solution, since the purpose of the fast closed loop power control is to follow the fast fading. In soft hand-off, the fast fading will not be as severe as it is under normal conditions due to good spatial diversity. Another possible way to exploit the good spatial diversity is to reduce the step size. The step size is the relative measure by which the output power is adjusted each time the output power is adjusted by the closed loop power control. For example, if the ordinary step size is 1 dB, it can be reduced to the typical value of 0.25 dB.
Idén att minska stegstorleken är att göra driften långsammare, eftersom varje gång ett effektstyrningsmeddelande mottas olika kommer det endast att resultera i en liten drift. Detta betyder att RNC-noden inte behöver justera basstationemas ut- effektnivåer lika ofta som det skulle ha behövt för större stegstorlekar, om en lika stor driñ tillåts innan justeringen erfordras. Vinsten med detta synsätt är att det 511 167 10 kräver lite eller ingen signalering via lufigränssnittet. (Den erforderliga effektstyr- ningskommandotakten är takten av effektstymingskommandon som behövs för att uppnå SINR-målvärdet.) För att ytterligare sänka den erforderliga signaleringen mellan basstationer och RNC-noden skulle man kunna välja att sända samma effektstymingskommando åt- skilliga gånger. Således stiger sannolikheten att effektkommandona mottas riktigt, eftersom sannolikheten att huvuddelen av de mottagna bitarna mottas riktigt, ökar då antalet beaktade bitar ökar. T ex om ett effektstyrningskommando består av 8 bitar är det mindre troligt att 4 eller fler än 4 bitar mottas felaktigt järnfört med ett 2- bitars meddelande som har en eller två felaktigt mottagna bitar. Ett annat alternativ är att utnyttja mer kodning av de erforderliga effektstyrningskommandona. Dessa två tillvägagångssätt kan ses som om vi skulle utnyttja bitarna som inte behövs för att förändra de sända effektnivåerna för att öka sarmolikheten att de erforderliga effektstyrningskommandona mottas riktigt under makrodiversitet.The idea of reducing the step size is to make the drift slower, since each time a power control message is received differently it will only result in a small drift. This means that the RNC node does not need to adjust the base stations' output power levels as often as it would have for larger step sizes, if an equal drift was allowed before the adjustment was required. The benefit of this approach is that it requires little or no signaling over the air interface. (The required power control command rate is the rate of power control commands needed to achieve the target SINR.) To further reduce the required signaling between base stations and the RNC node, one could choose to send the same power control command several times. Thus, the probability of receiving the power commands correctly increases, since the probability of receiving the majority of the received bits correctly increases as the number of bits considered increases. For example, if a power control command consists of 8 bits, it is less likely that 4 or more bits will be received incorrectly compared to a 2-bit message that has one or two incorrectly received bits. Another alternative is to use more coding of the required power control commands. These two approaches can be seen as using the bits that are not needed to change the transmitted power levels to increase the probability that the required power control commands will be received correctly under macrodiversity.
Den lägre behövda effektstyrningstakten gör det också möjligt att skicka olika effektstyrningsmeddelanden till olika basstationer. Vinster med detta tillvägagångs- sätt är att vi kan minska den oönskade effektdriften. Minskningen i effektdrift är möjlig, eftersom mobiltelefonen kan motverka effektdrifien genom att välja effekt- styrningskommandon till olika basstationer på så sätt att effektdriften minskas.The lower power control rate required also makes it possible to send different power control messages to different base stations. The benefits of this approach are that we can reduce the unwanted power drift. The reduction in power drift is possible because the mobile phone can counteract the power drift by selecting power control commands to different base stations in such a way that the power drift is reduced.
För att kunna göra det, behöver emellertid mobiltelefonen information om uteffekt- nivåema vid olika basstationer. Detta uppnås genom att låta basstationerna skicka data beträffande sina uteffektnivåer. Mobiltelefonen kommer troligtvis inte att mot- verka effektdrifien, om den sänder samma effektkommando till alla basstationer med vilka den för tillfället är förbunden, och kan göra att uteffektnivåerna från olika basstationer förstärks beroende på tillägg av ingen eller lite ytterligare signalering.To do this, however, the mobile phone needs information about the output power levels at different base stations. This is achieved by having the base stations send data regarding their output power levels. The mobile phone is unlikely to counteract power drift if it sends the same power command to all base stations to which it is currently connected, and may cause the output power levels from different base stations to be amplified due to the addition of no or little additional signaling.
Genom att införa extra signalering, kan också andra uteffektscheman stödjas.By introducing additional signaling, other output schemes can also be supported.
Idéema att öka noggrannheten hos effektstymingskommandona och idén att få 11 511 167 mobiltelefonen att skicka olika kommandon till olika basstationer kan naturligtvis kombineras. Förfarandet att ha modifierad effektstyming av ett eller annat skäl är möjligt i alla system. Att få det modifierat på grund av makrodiversitet är möjligt i alla system som använder makrodiversitet. Vidare är det särskilt viktigt att ha detta särdrag i system som utnyttjar en nedlänkseffektstyming och där basstationemas uteffektnivåer uppdateras ofiare.The ideas of increasing the accuracy of the power control commands and the idea of having the mobile phone send different commands to different base stations can of course be combined. The process of having modified power control for one reason or another is possible in all systems. Having it modified due to macrodiversity is possible in all systems that use macrodiversity. Furthermore, it is particularly important to have this feature in systems that utilize downlink power control and where the base station output power levels are updated frequently.
I Fig. l är avbildat ett i och för sig känt arrangemang av noder i ett mobilt tele- kommunikationssystem. En RNC-nod 100 är förbunden med en eller flera andra RNC-noder eller mellarmätlinjer till andra nät. RNC-noden 100 är också förbunden med två basstationer 110; 120. Den första basstationen är i förbindelse med en mobiltelefon 130, via en första radiokanalförbindelse som utnyttjar t ex koduppdelad multi-access. Under makrodiversitet står mobiltelefonen vidare i förbindelse med den andra basstationen 120, via en andra radiokanalförbindelse, vilken också utnyttjar koduppdelad multi-access. Vid sidan om nyttolastsinforma- tion kommunicerar mobiltelefonen 130 styrdata med basstationema 110; 120. Upp- mätta effektnivårapporter PBSI; PBS2 om den mottagna radioenergin från bassta- tionema 110; 120 är exempel på sådan styrdata som sänds från mobiltelefonen 130 till basstationema 110; 120. Nedlänkens effektuppdateringskommandon från mobiltelefonen kan vara samma för både basstation 110 och 120 eller så kan mobiltelefonen skickar olika nedlänkseffektstyrningskommandon till basstation 110 jämfört med basstation 120. Om effektstyrningskommandona tillägnas båda basstationema, erfordras signalering mellan RNC och basstationema för att undvika nedlänkens uteffektdrifi.In Fig. 1 a per se known arrangement of nodes in a mobile telecommunications system is depicted. An RNC node 100 is connected to one or more other RNC nodes or intermediate measurement lines to other networks. The RNC node 100 is also connected to two base stations 110; 120. The first base station is in connection with a mobile telephone 130, via a first radio channel connection which utilizes, for example, code division multiple access. During macrodiversity, the mobile telephone is further in connection with the second base station 120, via a second radio channel connection, which also utilizes code division multiple access. In addition to payload information, the mobile telephone 130 communicates control data with the base stations 110; 120. Measured power level reports PBSI; PBS2 about the received radio energy from the base stations 110; 120 is an example of such control data sent from the mobile phone 130 to the base stations 110; 120. The downlink power update commands from the mobile phone may be the same for both base stations 110 and 120 or the mobile phone may send different downlink power control commands to base station 110 compared to base station 120. If the power control commands are dedicated to both base stations, signaling is required between the RNC and the base stations to avoid downlink output power drift.
Fig. 2 visar ett flödesschema för den första utföringsfonnen av förfarandet enligt uppfinningen. Ett första steg 200 undersöker huruvida makrodiversitetsöverföring bör användas. Om så är fallet, fortsätter tillvägagångssättet med ett steg 220. I armat fall skickas effektstymingskommandon från mobiltelefonen till den aktiva bassta- tionen i normal takt, efter vilket förloppet återvänder till steg 200. Effektstymings- 511 167 12 kommandona i steg 220 skickas från mobiltelefonen till basstationema som är involverade i makrodiversitetsöverföringen i en sänkt takt. Denna taktsänkning exemplifieras i en utföringsform av uppfinningen med vidare hänvisning till Fig. 3. I ett steg 230 undersöks huruvida en tidräkningsparameter t är lika med ett taktbe- stänmingsvärde T. (Om inte, återvänder förloppet till steget 200. I armat fall indi- kerar tidräkningsparametern t att det är dags att uppdatera nedlänkens uteffekt vid basstationema som är involverade i makrodiversitet med en viss mobiltelefon. I ett följande steg 240, vidarebefordras därtill uppmätta effektnivårapporter från basstationema till RNC-noden och SINR-målvärden skickas från RNC-noden till basstationema. I ett efterföljande steg 250 sätts tidräkningsparametem t till noll, efter vilket förloppet återvänder till steg 200.Fig. 2 shows a flow chart of the first embodiment of the method according to the invention. A first step 200 examines whether macrodiversity transmission should be used. If so, the procedure continues with a step 220. Otherwise, power control commands are sent from the mobile telephone to the active base station at a normal rate, after which the process returns to step 200. The power control commands in step 220 are sent from the mobile telephone to the base stations involved in the macrodiversity transmission at a reduced rate. This rate reduction is exemplified in an embodiment of the invention with further reference to Fig. 3. In a step 230, it is checked whether a time counting parameter t is equal to a rate determination value T. (If not, the procedure returns to step 200. Otherwise, the time counting parameter t indicates that it is time to update the downlink output power at the base stations involved in macrodiversity with a particular mobile phone. In a subsequent step 240, measured power level reports from the base stations are forwarded to the RNC node and SINR target values are sent from the RNC node to the base stations. In a subsequent step 250, the time counting parameter t is set to zero, after which the procedure returns to step 200.
Fig. 3 visar ett flödesschema av den andra utföringsforinen av förfarandet enligt uppfinningen. Ett första steg 300 undersöker huruvida makrodiversitetsöverföring bör användas. Om så är fallet fortsätter förloppet med åtminstone ett av stegen 321, 322 eller 323, vilka kan utföras parallellt. I annat fall skickas effektstymingskom- mandon till den aktiva basstationen från mobiltelefonen i normal takt, efter vilket förloppet återvänder till steg 300.Fig. 3 shows a flow chart of the second embodiment of the method according to the invention. A first step 300 examines whether macrodiversity transmission should be used. If so, the procedure continues with at least one of steps 321, 322 or 323, which can be performed in parallel. Otherwise, power control commands are sent to the active base station from the mobile telephone at a normal rate, after which the procedure returns to step 300.
I steget 321 skickas effektstymingskommandon från mobiltelefonen till basstatio- nerna som är involverade i makrodiversitetsöverföringen i minskad takt genom upprepning av åtminstone några av effektstymingskommandona. Ett flertal på varandra följande och identiska effektstyrningskommandon ökar sannolikheten att kommandona mottas riktigt Detta kommer att minska den erforderliga signaleringen mellan basstationema och RNC-nodema.In step 321, power control commands are sent from the mobile phone to the base stations involved in the macrodiversity transmission at a reduced rate by repeating at least some of the power control commands. A plurality of consecutive and identical power control commands increases the probability that the commands are received correctly. This will reduce the required signaling between the base stations and the RNC nodes.
I steget 322 skickas effektstyrningskommandon från mobiltelefonen till basstatio- nerna som är involverade i makrodiversitetsöverföringen i en minskad takt genom att koda in mer redundans i kommandona. Den högre graden av kodning ökar sannolikheten att effektstyrningskommandona mottas riktigt. Detta kommer att minska den erforderliga signaleringen mellan basstationema och RNC-noderna. 13 511 167 I steget 323 skickas effektstymingskommandon från mobiltelefonen till basstatio- nema som är involverade i makrodiversitetsöverföringen i en minskad takt genom överföring av särskilda effektstyrningskommandon till varje basstation som är involverad i makrodiversitetsöverföringen. Således minskar signaleringen mellan basstationema och RNC-nodema, likväl som flexibilitet läggs till systemet.In step 322, power control commands are sent from the mobile phone to the base stations involved in the macrodiversity transmission at a reduced rate by encoding more redundancy into the commands. The higher degree of encoding increases the probability that the power control commands are received correctly. This will reduce the required signaling between the base stations and the RNC nodes. 13,511,167 In step 323, power control commands are sent from the mobile phone to the base stations involved in the macrodiversity transmission at a reduced rate by transmitting separate power control commands to each base station involved in the macrodiversity transmission. Thus, the signaling between the base stations and the RNC nodes is reduced, as well as adding flexibility to the system.
Ett fjärde alternativ, icke visat i Fig. 3, för minskning av effektstymingssigrlalerin- gen mellan RNC-noden och basstationema är att minska stegstorleken för ändringar i uteffektnivån.A fourth alternative, not shown in Fig. 3, for reducing the power control signaling between the RNC node and the base stations is to reduce the step size for changes in the output power level.
I ett steg 330 undersöks huruvida en tidräkningsparameter t är lika med ett takt- bestärrmingsvärde T. (Om inte, återvänder förloppet till steget 300. I armat fall indikerar tidräkningsparametem t att det är dags att justera nedlänkens uteffektnivå vid basstationema som är involverade i makrodiversitet med en viss mobiltelefon. I ett följande steg 340, vidarebefordras därtill uppmätta effektnivárapporter från basstationema till RNC-noden, och SINR-målvärden sänds från RNC-noden till basstationema. I ett efterföljande steg 350 sätts tidrälmirigspararnetern t till noll, efier vilket förloppet återvänder till steg 300.In a step 330, it is checked whether a time counting parameter t is equal to a rate determining value T. (If not, the procedure returns to step 300. Otherwise, the time counting parameter t indicates that it is time to adjust the downlink output power level at the base stations involved in macrodiversity with a particular mobile phone. In a subsequent step 340, measured power level reports from the base stations are forwarded to the RNC node, and SINR target values are sent from the RNC node to the base stations. In a subsequent step 350, the time counting parameter t is set to zero, after which the procedure returns to step 300.
Följande avsnitt kommer att beskriva möjliga sätt för hur signaleringen bör imple- menteras i nâgra fall. Självklart är dessa inte de enda utförandena. Dessa exempel avser endast fallen när mobiltelefonen går in i makrodiversitet med en ny basstation och när mobiltelefonen inledningsvis inte är involverad i en makrodiversitets- överföring. Andra scenarion kan enkelt föreställas, t ex fall när mobiltelefonen är förbunden med fler än två basstationer. Vidare avses fall när mobiltelefonen går ur makrodiversitet med en eller åtskilliga basstationer och samtidigt går in i makro- diversitet med en eller åtskilliga basstationer. 511 167 14 Ytterligare ett annat scenario är när basstationema ifråga törbinds med olika RNC- noder.The following section will describe possible ways in which the signaling should be implemented in some cases. Of course, these are not the only embodiments. These examples only refer to the cases when the mobile phone enters macrodiversity with a new base station and when the mobile phone is initially not involved in a macrodiversity handover. Other scenarios can easily be imagined, e.g. cases when the mobile phone is connected to more than two base stations. Furthermore, cases are referred to when the mobile phone leaves macrodiversity with one or more base stations and simultaneously enters macrodiversity with one or more base stations. 511 167 14 Yet another scenario is when the base stations in question are connected to different RNC nodes.
Det forsta scenariot beaktar hur signaleringen kunde se ut om beslutet om vilket slags effektstymingsschema som skall utnyttjas tas i mobiltelefonen. Till att börja med när den nya makrodiversitetsbasstationen törbinds och den slutna slingans effektstyming är uppkopplad och i drift, kommer mobiltelefonen att indikera att den kräver en modifiering av takten for effektstymingskommandon. Detta utförs genom att skicka ett meddelande till basstationema. Meddelandet innehåller information om mobilstationen liksom data om hur takten for effektstymingskommandona bör ändras. Om någon av basstationema, vilka är de avsedda mottagarna av meddelan- det, mottar meddelandet kommer denna basstation att svara med positiv bekräf- telsesignal (ACK).The first scenario considers how the signaling would look if the decision on which power control scheme to use was made in the mobile phone. Initially, when the new macrodiversity base station is connected and the closed loop power control is up and running, the mobile phone will indicate that it requires a modification of the rate of power control commands. This is done by sending a message to the base stations. The message contains information about the mobile station as well as data on how the rate of power control commands should be changed. If any of the base stations, which are the intended recipients of the message, receives the message, that base station will respond with a positive acknowledgment signal (ACK).
För att undvika att endast en basstation mottar meddelandet, krävs viss signalering i det fasta nätet, d v s för att verifiera att alla involverade basstationer är medvetna om och förberedda for den föreslagna modifieringen liksom for att göra RNC-noden medveten och for att låta den förbereda sig. Så snart mobiltelefonen mottar åtrnin- stone ett ACK-meddelande från basstationerna, kommer den att skicka ett meddelande som indikerar, att den påbörjar att utnyttja det nya effektstymings- schemat. Sedan forbereder den sig för det nya överföringsschemat och påbörjar foljning av det nya schemat. När en basstation mottar meddelandet som indikerar att mobiltelefonen påbörjar utnyttjandet av det nya schemat, talar den om detta for de andra involverade basstationema liksom for RNC-noden, samt skickar ett ACK- meddelande till mobiltelefonen. Samtidigt påbörjar basstationema foljningen av det nya effektstymingsschemat. För att utnyttja kodade effektstymingskommandon, innefattande upprepning, måste basstationema lagra de mottagna effektstyr- ningskommandona, innan de justerar sina uteffekter. Om mobiltelefonen skickar olika meddelanden till olika basstationer, kan det uppnås antingen genom att lägga en adress i varje effektstyrningskommandomeddelande, eller ännu hellre genom att 511 167 låta basstationema veta vilka effektstymingskommandon de bör avlyssna. Detta skulle normalt kunna uppnås genom att utnyttja ett mönster för effektstymingskom- mandona, d v s en basstation vet att effektstymingskommandon i varje annan lucka är tillägnade denna. Detta är emellertid under antagande att basstationema inte märker att mobiltelefonen ändrar effektstymingskommandotakt eller att ACK- meddelandet har försvunnit. Då måste mobiltelefonen återutsända det förlorade meddelandet. Det är naturligtvis möjligt att ändra effektstymingsschemat också under makrodiversitet. Mobilstationen bör återgå till det vanliga effektstyrnings- schemat just innan makrodiversiteten avslutas. Eftersom både nätet och mobiltelefonen vet när detta händer, krävs lite eller ingen ytterligare signalering.To avoid that only one base station receives the message, some signaling is required in the fixed network, i.e. to verify that all involved base stations are aware of and prepared for the proposed modification as well as to make the RNC node aware and to allow it to prepare. As soon as the mobile phone receives at least an ACK message from the base stations, it will send a message indicating that it is starting to use the new power control scheme. It then prepares for the new transmission scheme and starts following the new scheme. When a base station receives the message indicating that the mobile phone is starting to use the new scheme, it tells the other involved base stations as well as the RNC node about this, and sends an ACK message to the mobile phone. At the same time, the base stations start following the new power control scheme. To utilize coded power control commands, including repetition, the base stations must store the received power control commands before adjusting their output powers. If the mobile phone sends different messages to different base stations, this can be achieved either by putting an address in each power control command message, or better yet by letting the base stations know which power control commands they should listen for. This could normally be achieved by utilizing a pattern for the power control commands, i.e. a base station knows that the power control commands in every other slot are dedicated to it. However, this is assuming that the base stations do not notice that the mobile phone changes the power control command rate or that the ACK message has disappeared. Then the mobile phone must retransmit the lost message. It is of course possible to change the power control scheme also during macrodiversity. The mobile station should return to the usual power control scheme just before the macrodiversity ends. Since both the network and the mobile phone know when this happens, little or no additional signaling is required.
Om det fastställs hur effektstymingen skall förändras i nätet, skulle signaleringen kunna se ut som följer. T ex skulle beslutet kunna tas i RNC-noden. Så snart en mobiltelefon går in i makrodiversitet med en ny basstation och den slutna slingan är uppkopplad och i drifi, kommer RNC-noden att informera de berörda basstationema om det behövda effektstyrningsschemat, och detta meddelande skickas också till mobiltelefonen. Både basstationema och mobiltelefonen förbereder sig for de nya schemat, och mobiltelefonen skickar ett meddelande som indikerar, att den påbörjar utnyttjandet av det nya effektstyrningsschemat. Basstationema kommer att svara med ett ACK-meddelande. Eftersom basstationema kommunicerar med varandra genom att utnyttja det fasta nätet, behöver mobiltelefonen endast motta ett ACK- meddelande. Om inget ACK-meddelande mottas inom en viss tid, skickar mobiltelefonen ett nytt startrneddelande. Vidare, om ingen basstation har mottagit ett meddelande från mobiltelefonen, som indikerar att mobiltelefonen påbörjar utnyttjandet av det nya schemat inom en viss tid, kontaktar systemet mobiltelefonen igen.If it is determined how the power control is to be changed in the network, the signaling could look like this. For example, the decision could be made in the RNC node. As soon as a mobile phone enters macrodiversity with a new base station and the closed loop is connected and in operation, the RNC node will inform the affected base stations about the needed power control scheme, and this message is also sent to the mobile phone. Both the base stations and the mobile phone prepare for the new schemes, and the mobile phone sends a message indicating that it is starting to use the new power control scheme. The base stations will respond with an ACK message. Since the base stations communicate with each other by using the fixed network, the mobile phone only needs to receive an ACK message. If no ACK message is received within a certain time, the mobile phone sends a new start message. Furthermore, if no base station has received a message from the mobile phone indicating that the mobile phone is starting to use the new schedule within a certain time, the system contacts the mobile phone again.
För fallet när stegstorleken ändras behöver inte mobiltelefonen involveras i någon signalering, om inte mobiltelefonen beslutar vilken stegstorlek som skall utnyttjas, eftersom nätet vet när makrodiversitet påbörjas och RNC-noden enkelt kan beordra 511 167 16 de involverade basstationema att ändra sina stegstorlekar. Den normala effektstymingen bör bibehållas när mobiltelefonen lämnar makrodiversitet. Detta skulle också kunna uppnås utan att lägga till mycket signalering via luftgränssnittet.For the case where the step size is changed, the mobile phone does not need to be involved in any signaling, unless the mobile phone decides which step size to use, since the network knows when macrodiversity starts and the RNC node can simply order the involved base stations to change their step sizes. The normal power control should be maintained when the mobile phone leaves macrodiversity. This could also be achieved without adding much signaling over the air interface.
Det kommer också att förekomma signalering mellan basstationema och RNC-noder vid justeringen av basstationemas uteffekt.There will also be signaling between the base stations and RNC nodes when adjusting the output power of the base stations.
Medan denna beskrivning är inom ramen för cellulära kommunikationssystem som involverar portabla eller mobila radiotelefoner, kommer det att uppfattas av fackmarmen att sökandens uppfinning kan användas inom andra kommunikationsapplikationer. Vidare, samtidigt som uppfinningen kan utnyttjas i CDMA-kommunikationssystem, kan den också användas i andra typer av kommuni- kationssystem.While this description is within the scope of cellular communication systems involving portable or mobile radiotelephones, it will be appreciated by those skilled in the art that the applicant's invention can be used in other communication applications. Furthermore, while the invention can be utilized in CDMA communication systems, it can also be used in other types of communication systems.
Ett snabbt förfarande för upplänkseffektstyrning som involverar överföring av effektstyrningskommandon som består av enkla okodade bitar, som sänds var 1,25 ms specificeras av IS-95-A-standarden. Detta förfarande kan förstås genom hänvis- ning till Fig. 7, vilken beskrivs mer detaljerat i det följande. En fjärrstation RT skulle mäta signal-interferens-kvoten för nedlänkssignalen för en basstation BSl med vilken stationen RT kommunicerar, och tjärrstationen RT skulle sända en rapport om den uppmätta signalinterferenskvoten eller ett okodat effektstymings- kommando till basstationen. Baserat på en sådan rapport eller kommando, skulle effektnivån (och därigenom signalinterferenskvoten) hos nedlänkssignalen styras ändamålsenligt av basstationen eller av en annan del i nätet, som ett radionäts styrenhet RNC.A fast uplink power control method involving the transmission of power control commands consisting of single uncoded bits, transmitted every 1.25 ms, is specified by the IS-95-A standard. This method can be understood by referring to Fig. 7, which is described in more detail below. A remote station RT would measure the signal-to-interference ratio of the downlink signal of a base station BS1 with which the station RT is communicating, and the remote station RT would send a report of the measured signal-to-interference ratio or an uncoded power control command to the base station. Based on such a report or command, the power level (and thereby the signal-to-interference ratio) of the downlink signal would be appropriately controlled by the base station or by another part of the network, such as a radio network controller RNC.
Detta förfarande kan användas för nedlänkssändeffektstyming och den europeiska publikationen EP 0 680 160 som citeras ovan beskriver nyttan av detta förfarande för nedlänkningsstyming under mjuk hand-off. Fastän ett sådant enkelt nedlänk- ningseffektstyrningsförfarande som utnyttjar okodade kommandon kan utnyttjas när kommunikationssystemet inte är i ett mjukt hand-off-läge, fimgerar detta enkla 17 511 167 snabba förfarande inte väl under mjuk hand-off, på grund av möjligheten för mot- tagningsfel och effektnivådrifi i de olika basstationema som deltar i det mjuka hand- off-förfarandet.This method can be used for downlink transmit power control and the European publication EP 0 680 160 cited above describes the utility of this method for downlink control during soft hand-off. Although such a simple downlink power control method utilizing uncoded commands can be utilized when the communication system is not in a soft hand-off mode, this simple fast method does not perform well during soft hand-off, due to the possibility of reception errors and power level drift in the various base stations participating in the soft hand-off procedure.
Oberoende fel i nedlänkseffektstymingskommandon som sänds av en tjärrstation och mottas av olika nedlänkssändare kan förväntas orsaka drift i de beordrade ned- länkssändarnas sändningseffekmivåer i förhållande till varandra. När styrkoma hos nedlänkssignaler från två eller fler sändare som mottas vid en fjäntenninal i mjukt hand-off-läge grovt sett är lika, kan driftsgraden förväntas att vara måttlig. När de mottagna nedlänkssignalstyrkorna är olika, kan nedlänkssändamas sändningseffekt- nivåer dock snabbt driva isär, vilket orsakar stora förluster i systemkapacitet. Nack- delarna med att använda det snabba effektstymingsförfarandet för nedlänken över- bryggs genom sökandens uppfmning.Independent errors in downlink power control commands sent by a base station and received by different downlink transmitters can be expected to cause drift in the transmission power levels of the commanded downlink transmitters relative to each other. When the control power of downlink signals from two or more transmitters received at a remote terminal in soft hand-off mode is roughly equal, the degree of drift can be expected to be moderate. However, when the received downlink signal strengths are different, the transmission power levels of the downlink transmitters can rapidly drift apart, causing large losses in system capacity. The disadvantages of using the fast downlink power control method are overcome by the applicant's invention.
Ett sätt att lösa problemet med nedlänkens sändningseffektstyrning i enlighet med sökandens uppfmning är ett förfarande som gör frekventa justeringar av nedlänks- effektnivåerna som sänds från basstationerna, vilka basstationer är involverade i mjuk-hand-off. Dessa basstationer skickar de senaste värdena av sina nedlänkssänd- ningseffektnivåer till ett radionäts styrenhet, vilken jämför dessa värden och skickar respektive justeringskommandon PlDL(tn) och P2DL(tr1) tillbaka till bas- stationerna.One way to solve the problem of downlink transmission power control according to the applicant's invention is a method that makes frequent adjustments to the downlink power levels transmitted from the base stations, which base stations are involved in soft hand-off. These base stations send the latest values of their downlink transmission power levels to a radio network controller, which compares these values and sends the respective adjustment commands PlDL(tn) and P2DL(tr1) back to the base stations.
Detta scenario illustreras i Fig. 7, i vilken en basstation BSl skickar ett meddelande PlDL(tn) som indikerar dess nedlänkssändningseffektnivá Pl(tn) vid tiden tn till ett radionäts styrenhet RNC. I ett cellulär kommunikationssystem, skulle styrenheten RNC kunna vara en basstationsstyrenhet eller en mobiltelefonväxel. Dessutom skickar en basstation BS2 ett meddelande P2DL(tn) som indikerar dess nedlänks- sändningseffektriivå P2(tn) vid tiden tn till styrenheten RNC. I det mjuka hand-off- läget som visas i Fig. 7, mottar en fjärrstation RT signaler från basstationen BS1 och 511 167 1* mottar signaler med väsentligen samma meddelandeinformation från basstationen BS2.This scenario is illustrated in Fig. 7, in which a base station BS1 sends a message PlDL(tn) indicating its downlink transmission power level Pl(tn) at time tn to a radio network controller RNC. In a cellular communication system, the controller RNC could be a base station controller or a mobile switching center. In addition, a base station BS2 sends a message P2DL(tn) indicating its downlink transmission power level P2(tn) at time tn to the controller RNC. In the soft hand-off mode shown in Fig. 7, a remote station RT receives signals from the base station BS1 and 511 167 1* receives signals with substantially the same message information from the base station BS2.
Styrenheten RNC skickar respektive justeringskommandon PlDL(tn) och P2DL(m) till basstationema som är baserade på meddelandena PlDL(tn), P2DL(tn). I andra utfóringsformer som nedan beskrivs mer detaljerat, kan styrenheten också fastställa justeringskommandona som baseras på en rapport från fiärrterminalen RT, vilken identifierar basstationen fiån vilken ijärrterminalen mottar den högsta effektnivån eller den bästa signalinterferenskvoten. Justeringskommandona orsakar bas- stationema att justera sina nedlänkssändningseffektnivåer så att ett önskat förhål- lande mellan P1(tn+l) och P2(tn+1) bibehålls (t ex kan båda nivåerna hållas väsentligen lika eller som nedan beskrivs mer i detalj, kan en av effektnivåerna styras att vara väsentligen noll). Det kommer att inses att sändníngseffekmivåerna Pl(tn), P2(tn) härrör från tidigare kommandon PlDL(tn l) och P2DL(tn 1), som visas i Fig. 7.The controller RNC sends the respective adjustment commands PlDL(tn) and P2DL(m) to the base stations based on the messages PlDL(tn), P2DL(tn). In other embodiments, as described in more detail below, the controller may also determine the adjustment commands based on a report from the remote terminal RT, which identifies the base station from which the remote terminal receives the highest power level or the best signal interference ratio. The adjustment commands cause the base stations to adjust their downlink transmission power levels so that a desired relationship between P1(tn+1) and P2(tn+1) is maintained (e.g., both levels may be kept substantially equal or, as described in more detail below, one of the power levels may be controlled to be substantially zero). It will be appreciated that the transmission efficiency levels P1(tn), P2(tn) are derived from previous commands P1DL(tn 1) and P2DL(tn 1), as shown in Fig. 7.
Styrenheten RNC kan fastställa justeringskommandona på flera olika sätt. T ex kan effektnivåema Pl(tn) och P2(tn) justeras till sina aritmetiska medelvärden (Pl(tn) + P2(tr1))/2. Som ett alternativ kan effektnivåerna justeras till sina geometriska medel- värden. Som ett armat alternativ, vilket har fördelen av snabb respons, kan effekt- nivåema justeras så att den högre effektnivån sänks, t ex till en nivå väsentligen lika med den lägre effektnivån. Som ytterligare ett alternativ, kan effektnivåerna justeras så att den lägre effektnivån höjs, t ex till en nivå väsentligen lika med den högre effektnivån. Som ännu ett ytterligare alternativ, kan effektnivåerna justeras så att den lägre effektnivån styrs att vara väsentligen noll. Effektnivåjusteringarna skulle normalt göras en gång per ram, för att hålla driften mellan nedlänkens sändnings- effektnivåer hos de nedlänkssändare som är involverade i en mjuk hand-off vid en låg nivå, t ex mindre än 1 dB i medeltal. 19 511 167 För att minimera fórdröjningarna mellan effektnivåmätning och justering, skulle inombandssignalering kunna utnyttjas både for att sända meddelandena P1DL(tn), P2DL(tn) från basstationema BSl, BS2 till styrenheten RNC och för att skicka justeringskommandona PlDL(tn), P2DL(tn) från styrenheten RNC till basstatio- nema. Med "inombandssignalering" menas att information skickas tillsammans med användardata och inte som separata meddelanden på en separat styrkanal.The controller RNC may determine the adjustment commands in several different ways. For example, the power levels Pl(tn) and P2(tn) may be adjusted to their arithmetic mean values (Pl(tn) + P2(tr1))/2. Alternatively, the power levels may be adjusted to their geometric mean values. Alternatively, which has the advantage of fast response, the power levels may be adjusted so that the higher power level is lowered, e.g. to a level substantially equal to the lower power level. Alternatively, the power levels may be adjusted so that the lower power level is raised, e.g. to a level substantially equal to the higher power level. Alternatively, the power levels may be adjusted so that the lower power level is controlled to be substantially zero. The power level adjustments would normally be made once per frame, to keep the drift between the downlink transmit power levels of the downlink transmitters involved in a soft hand-off at a low level, e.g. less than 1 dB on average. 19 511 167 To minimize the delays between power level measurement and adjustment, in-band signaling could be utilized both for sending the messages P1DL(tn), P2DL(tn) from the base stations BS1, BS2 to the control unit RNC and for sending the adjustment commands PlDL(tn), P2DL(tn) from the control unit RNC to the base stations. By "in-band signaling" is meant that information is sent together with user data and not as separate messages on a separate control channel.
Hur de oberoende felen i en fjärrstations effektstymingskommandon uppstår, illustreras mer i detalj i Fig. 5, vilken visar en fjärrterminal RT som kommunicerar med två basstationer BS1, BS2, vilka styrs av ett radionäts styrenhet RNC. I det mjuka hand-off-läge som visas i Fig. 5, liksom i F ig. 7, mottar fjärrstationen RT signaler från basstationen BSl med en effektnivå Pl och mottar signaler med väsentligen samma meddelandeinfonnation från basstationen BS2 med en effektnivå P2". Effektstyrningskommandon PC' som sänds av fjärrstationen RT mottas av basstationen BSl som kommandon PC och mottas av basstationen BS2 som kommandon PC. På grund av fel som kan uppstå från många källor, behöver ett kommando PC inte vara samma som något av eller båda kommandona PC°, PC", och kommandot PC" behöver inte vara samma som kommandot PC" i Storleksordningen av skillnaden mellan en nedlänkseffektnivå och en annan ned- länkseffektnivå påverkar systemets kapacitet, eftersom en basstationsöverfóring ser ut som interferens för den andra basstationen. Dessutom är takten viktig, med vilken varje nedlänkseffektnivå driver, eftersom snabbare takt vanligtvis kräver att styrkommandona sänds ut oftare. Detta ökar belastningen av meddelanden som måste bäras av länkarna mellan basstationema BSl, BS2 och styrenheten RNC.How the independent errors in a remote station's power control commands arise is illustrated in more detail in Fig. 5, which shows a remote terminal RT communicating with two base stations BS1, BS2, which are controlled by a radio network controller RNC. In the soft hand-off mode shown in Fig. 5, as well as in Fig. 7, the remote station RT receives signals from the base station BS1 at a power level P1 and receives signals with substantially the same message information from the base station BS2 at a power level P2". Power control commands PC' transmitted by the remote station RT are received by the base station BS1 as commands PC and are received by the base station BS2 as commands PC. Due to errors that can arise from many sources, a command PC need not be the same as either or both of commands PC°, PC", and the command PC" need not be the same as the command PC" in The order of magnitude of the difference between one downlink power level and another downlink power level affects the capacity of the system, since a base station transmission appears as interference to the other base station. In addition, the rate at which each downlink power level operates is important, since faster rates usually require that the control commands be transmitted more frequently. This increases the load of messages that must be carried by the links between the base stations BS1, BS2 and the controller RNC.
I ett kommunikationssystem som fungerar på ett sätt som beskrivs i avsnitt 6.6.6.2.7.2 av IS-95-A-standarden, kommer fjänterminalens sändningseffekt på upplänken till basstationema BS1, BS2 att regleras huvudsakligen såsom beordras av den "närmare" basstationen BSl. Till följd av detta, kommer fjärrstationens upp- 511 167 20 länkssändningseffektnivå att vara alltför låg ur den "avlägsnare" basstationens BS2 synvinkel. Det kommer att inses att en "närmare" sändare inte nödvändigtvis är geografiskt närmare än mottagaren men är närmare med avseende på den mottagna nedlänkseffektriivån, d v s dess nedlånkssignal mottas vid en högre effektnivå för en känd sändningseffektnivå. På liknande sätt är en "avlägsnare" sändare längre ifrån med avseende på den mottagna nedlänkseffektnivån, d v s dess nedlänkssignal mot- tas vid en lägre effektnivå för den kända sändningseffektnivån.In a communication system operating in a manner as described in section 6.6.6.2.7.2 of the IS-95-A standard, the remote terminal's transmit power on the uplink to the base stations BS1, BS2 will be controlled substantially as commanded by the "nearer" base station BS1. As a result, the remote station's uplink transmit power level will be too low from the point of view of the "more distant" base station BS2. It will be appreciated that a "nearer" transmitter is not necessarily geographically closer than the receiver but is closer with respect to the received downlink power level, i.e. its downlink signal is received at a higher power level for a known transmit power level. Similarly, a "more distant" transmitter is further away with respect to the received downlink power level, i.e. its downlink signal is received at a lower power level for the known transmit power level.
På liknande sätt kommer fjärrstationens effektstymingskommandon PC" att mottas med en alltför låg signalnivå vid basstationen BS2, vilket orsakar fler effektstyr- ningskommandofel vid basstationen BS2. Dessa ytterligare fel är skillnader från effektstymingskommandona som mottas vid basstationen BSl, d v s PC i PC.Similarly, the remote station's power control commands PC" will be received with too low a signal level at the base station BS2, causing more power control command errors at the base station BS2. These additional errors are differences from the power control commands received at the base station BS1, i.e. PC i PC.
Skillnaden mellan Pl och P2 kan vara stor, t ex så stor som 8 dB i vissa kommu- nikationssystem, och en sådan stor skillnad leder till en sarmolikhet att PC :ß PC runt %.The difference between P1 and P2 can be large, for example as large as 8 dB in some communication systems, and such a large difference leads to a similarity that PC :ß PC around %.
Nedlänkssändningseffektstyming i enlighet med en annan aspekt av sökandens upp- finning undviker dessa problem genom att utnyttja något av de kvalitetsbaserade och ovan beskrivna nedlänkseffektstyrningsforfarandena, såsom FER-baserade förfaran- den som specificeras i IS-95-A- eller J-STD-ÛOS-standarder eller i det BER-base- rade förfarande som utnyttjas i CODIT-systemet, när fiärrterrninalen är i mjukt hand-off-läge. Som nedan beskrivs mer i detalj, mäter fjärrterminalen kvaliteten hos den mottagna nedlänkssignalen, antingen genom att fastställa FER eller BER, och sedan rapporterar fjärrterminalen RT sin kvalitetsmätning till nätet genom att skicka ett lämpligt kvalitetsmeddelande till basstationema som är involverade i hand-off.Downlink transmit power control in accordance with another aspect of the applicant's invention avoids these problems by utilizing one of the quality-based downlink power control methods described above, such as the FER-based methods specified in the IS-95-A or J-STD-ÛOS standards or the BER-based method utilized in the CODIT system, when the remote terminal is in soft hand-off mode. As described in more detail below, the remote terminal measures the quality of the received downlink signal, either by determining the FER or BER, and then the remote terminal RT reports its quality measurement to the network by sending an appropriate quality message to the base stations involved in the hand-off.
Varje basstation vidarebefordrar íjärrterrninalens kvalitetsmeddelande (ett Lager-3- meddelande) till styrenheten RNC, vilken orsakar basstationerna att justera sina nedlänksuteffekter på passande sätt. 21 511 167 Det är viktigt att förstå, att fjärrtenninalens kvalitetsmeddelanden är mer än enbart information om framlänkssigrialstyrkan, som beskrivs i WO 95/ 12297, vilken citeras ovan. Sökandens kvalitetsmeddelanden fi-arnställs baserade på nedlänkssignaler som har blivit avkodade, eller demodulerade, snarare än på enkla fastställanden av signalnivåer eller signalinterferenskvoter. Den extra ansträngningen som erfordras för att generera kvalitetsmeddelandena belönas med fördelarna med sökandens uppfinning.Each base station forwards the remote terminal quality message (a Layer 3 message) to the controller RNC, which causes the base stations to adjust their downlink outputs appropriately. 21 511 167 It is important to understand that the remote terminal quality messages are more than just information about the forward link signal strength, as described in WO 95/12297, cited above. The applicant's quality messages are generated based on downlink signals that have been decoded, or demodulated, rather than on simple determinations of signal levels or signal interference ratios. The extra effort required to generate the quality messages is rewarded by the advantages of the applicant's invention.
Sökandens förfarande ger närapå optimal CDMA-kommunikationssystems-kapacitet till en mycket låg kostnad i signalering mellan nätets styrenhet RNC och basstatio- nema som är involverade i mjuk hand-off-förfarandet (t ex stationema BSl, BS2 i Fig. 5). Det kommer att noteras, att Lager-3-kvalitetsmeddelanden som mottas av nätets styrenhet från en fjärrtenninal genom två eller fler basstationer allmänt kommer att vara identiska, och styrenheten kommer därigenom inte att behöva förhandla mellan olika kvalitetsmeddelanden fiån samma mobiltelefon.The Applicant's method provides near-optimal CDMA communication system capacity at a very low cost in signaling between the network controller RNC and the base stations involved in the soft hand-off procedure (e.g., stations BS1, BS2 in Fig. 5). It will be noted that Layer 3 quality messages received by the network controller from a remote terminal through two or more base stations will generally be identical, and the controller will thereby not need to negotiate between different quality messages from the same mobile phone.
Vinsten som uppnås genom att utnyttja förfarandet för nedlänkseffektstymingen som illustreras av Fig. 7 jämfört med att utnyttja ett av de kvalitetsbaserade effekt- stymingsförfarandena (Fig. 5) kan vara liten under mjuk hand-off. Eftersom fjärr- terminalen i mjukt hand-off-läge sarmolikt är långt ifrån basstationema, är det troligt att fjärrtenninalen har god frekvensdiversitet från varje basstation på grund av fler- vägsförhâllandet, och effektfluktationer kommer troligen att vara långsamma jämfört med icke-mjukt hand-off-läge. Därför kan fjärrtenninalen utnyttja signalenergi från alla basstationer med vilka den är förbundet under mjuk hand-off, vilket minskar följderna av fádning och fjärrtemiinalen kan utnyttja "långsamma" signalkvalitetsbaserade effektstyrningsförfaranden, eftersom "snabba" förfaranden inte behövs. Det kommer också att uppskattas att de önskvärda kvalitetsrapportema kan uppnås till en låg kostnad i luftgränssnitts- och i transportkapacitet. 511 167 22 I en annan aspekt av sökandens uppfinning, övervinns problemet med en fjärr- stations effektstymingskommandon PC, som mottas med en alltför låg signalnivå vid en "avlägsnare" basstation BS2 under mjukt hand-off-läge, på åtskilliga sätt. En basstation som är i "mjukt hand-off-läge" är skild från en basstation som inte är i "mjukt hand-off-läge" på grund av den förras tilldelning av logiska och fysiska resurser, t ex kodare/avkodare, till olika kommunikationsförbindelser.The gain achieved by utilizing the downlink power control method illustrated by Fig. 7 compared to utilizing one of the quality-based power control methods (Fig. 5) may be small during soft hand-off. Since the remote terminal in soft hand-off mode is similarly far from the base stations, it is likely that the remote terminal has good frequency diversity from each base station due to the multipath condition, and power fluctuations are likely to be slow compared to the non-soft hand-off mode. Therefore, the remote terminal can utilize signal energy from all base stations to which it is associated during soft hand-off, reducing the effects of fading, and the remote terminal can utilize "slow" signal quality-based power control methods, since "fast" methods are not needed. It will also be appreciated that the desirable quality reports can be achieved at a low cost in air interface and in transport capacity. 511 167 22 In another aspect of the applicant's invention, the problem of a remote station's power control commands PC being received at too low a signal level at a "more distant" base station BS2 during soft hand-off mode is overcome in several ways. A base station that is in "soft hand-off mode" is distinguished from a base station that is not in "soft hand-off mode" by the former's allocation of logical and physical resources, e.g., encoders/decoders, to different communication links.
Till exempel kan fjärrstationen RT antingen periodiskt skicka rapporter om sin mot- tagna nedlänkssignalstyrka till nätet eller skicka en rapport närhelst en signal från en ny nedlänkssändare mottas med en styrka som är högre än någon annan för närvarande mottagen nedlänkssignalstyrka. Det kommer att inses, att IS-95-A- standarden inte kräver att fjärrstationen skickar rapporter om sin mottagna ned- länkssignalstyrka. I ett sådant kommunikationssystem, skulle nätets styrenhet RNC svara mot tjärrstationens signalstyrkerapporter genom att orsaka endast den bas- station vars nedlänkssignal mottas med den högsta styrkan vid tjärrtenninalen RT att sända.For example, the remote station RT may either periodically send reports of its received downlink signal strength to the network or send a report whenever a signal from a new downlink transmitter is received with a strength higher than any other currently received downlink signal strength. It will be appreciated that the IS-95-A standard does not require the remote station to send reports of its received downlink signal strength. In such a communication system, the network controller RNC would respond to the base station signal strength reports by causing only the base station whose downlink signal is received with the highest strength at the base terminal RT to transmit.
Detta scenario avbildas i Pig. 6, vilken visar att när fiärrterininalens mottagna ned- länkssignalnivå Pl från basstationen BS1 är större än den mottagna nedlänkseffekt- nivån P2 från basstationen BS2, är nedlänkssignalnivån Pl som sänds av basstatio- nen BSl större än noll och nedlänkseffektriivån P2 som sänds av basstationen BS2 är noll. (I praktiken behöver effektnivån P2 endast vara avsevärt mindre än effekt- nivån P1). Den svagare basstationen BS2 bör fungera på annat sätt, vanligtvis i mjukt hand-off-läge. Nätet informerar fiärrterrninalen RT närhelst systemet väljer att ändra den sändande basstationen till att anpassa basstationsskíllnader, såsom olika pseudo-brussignaler, fastän olika basstationer allmänt ser likadana ut ur tjärrstationens synvinkel i mjukt hand-off-läge.This scenario is depicted in Fig. 6, which shows that when the remote terminal's received downlink signal level Pl from base station BS1 is greater than the received downlink power level P2 from base station BS2, the downlink signal level Pl transmitted by base station BS1 is greater than zero and the downlink power level P2 transmitted by base station BS2 is zero. (In practice, the power level P2 only needs to be significantly less than the power level P1). The weaker base station BS2 should operate differently, typically in soft hand-off mode. The network informs the remote terminal RT whenever the system chooses to change the transmitting base station to accommodate base station differences, such as different pseudo-noise signals, although different base stations generally look the same from the remote station's perspective in soft hand-off mode.
Problemet med drift mellan nedlänkens sändningseffektnivåer, d v s att en fjärr- stations effektstymingskommandon PC mottas med en alltför låg signalnivå vid en 23 511 167 "avlägsnare" basstation BS2 under mjukt hand-off-läge, kan övervinnas på ett annat sätt i ett kommunikationssystem i vilket upplänkens signalinterferenskvot uppmäts för varje ram i basstationema som är involverade i en mjuk hand-off och signal- interferens-kvot-mätningama vidarebefordras till kommunikationsstyrenheten. behandlar basstationema som är involverade i det mjuka hand-off-förfarandet och orsakar Kommunikationsstyrenheten signal-interferens-kvot-värdena från endast den basstationen att sända vars nedlänkseffektnivå som mottas vid íjärrterminalen är högst. Det kommer att inses, att signaler som mottas från olika sändare, t ex olika basstationer, eller mottas från en sändare, t ex en mobiltelefon, vid olika mottagare, t ex olika basstationer, behandlas fördelaktigt genom nedspridning av varje signal, kombinerande av de nedspridda signalema, t ex genom att använda en utjärrmare, flankerande mottagare eller annan likvärdig utrustning, och sedan avkoda kombinationssigrialen.The problem of drift between downlink transmission power levels, i.e., that a remote station's power control commands PC are received with too low a signal level at a "more distant" base station BS2 during soft hand-off mode, can be overcome in another way in a communication system in which the uplink signal interference ratio is measured for each frame in the base stations involved in a soft hand-off and the signal interference ratio measurements are forwarded to the communication controller. The base stations involved in the soft hand-off procedure are processed and the communication controller causes the signal interference ratio values from only the base station whose downlink power level received at the remote terminal is the highest to be transmitted. It will be appreciated that signals received from different transmitters, e.g. different base stations, or received from a transmitter, e.g. a mobile telephone, at different receivers, e.g. different base stations, are advantageously processed by spreading each signal, combining the spread signals, e.g. by using a demultiplexer, flanking receiver or other equivalent equipment, and then decoding the combined signal.
Detta scenario avbildas i Fig. 7, vilken visar att nedlänkseffektnivån Pl(tn+1) som sänds av basstationen BSI vid tiden tn+l är större än noll och nedlänkseffektnivån P2(tn+1) som sänds av basstationen BS2 vid tiden tn+l är noll. Detta förhållande uppstår till följd av respektive länkars sändningseffektstyrningars kommandoupp- sättningar SetPlDL, SetP2DL som sänds av radionätets styrenhet RNC till bas- stationema BS1, BS2. Nätets styrenhet RNC alstrar effektuppsättningskornmandona som baseras på basstationemas respektive fastställanden och rapporter om upplänkssignalinterferenskvot-värdena SIRl(tn), SIR2(tn) vid den föregående tiden In.This scenario is depicted in Fig. 7, which shows that the downlink power level Pl(tn+1) transmitted by the base station BSI at time tn+1 is greater than zero and the downlink power level P2(tn+1) transmitted by the base station BS2 at time tn+1 is zero. This relationship arises as a result of the respective link transmit power control command sets SetP1DL, SetP2DL transmitted by the radio network controller RNC to the base stations BS1, BS2. The network controller RNC generates the power set commands based on the base stations' respective determinations and reports of the uplink signal interference ratio values SIR1(tn), SIR2(tn) at the previous time In.
Således, vid tillfällen när upplänksetfekten som mottas vid en basstation, t ex station BSl, är högre än upplänkseffekten som mottas vid en annan basstation, t ex station BS2, skickar styrenheten RNC meddelanden till basstationen BS1 som orsakar sta- tionen BS1 att påbörja sändning till fiärnerrninalen RT, till basstationen BS2 som orsakar stationen BS2 att avsluta sändning till íjärrterminalen RT, och till ijänter- 511 167 24 minalen RT som orsakar terrninalen RT att endast avlyssna basstationen BSI och inte basstationen BS2, från och med ett särskilt rarnnummer.Thus, at times when the uplink power received at one base station, e.g. station BS1, is higher than the uplink power received at another base station, e.g. station BS2, the controller RNC sends messages to the base station BS1 causing the station BS1 to start transmitting to the remote terminal RT, to the base station BS2 causing the station BS2 to stop transmitting to the remote terminal RT, and to the remote terminal RT causing the terminal RT to only listen to the base station BS1 and not the base station BS2, starting from a particular frame number.
Det tros för närvarande att förfarandet som avbildas i Fig. 7 fimgerar bäst när väg- förlustema i upplänken och nedlänken i hög grad korreleras. Detta är troligt att vara fallet för ett kommunikationssystem som det som beskrivs i den ovan citerade euro- peiska patentpublikationen nr 0 680 160 som har en upplänks/nedlänksbandbredd av MHz. För en sådan bred kanalbandbredd, är flervägsutbredning till och från fjärr- stationen trolig, vilken minskar problemen med avseende på Rayleigh-fadning.It is currently believed that the method depicted in Fig. 7 works best when the path losses in the uplink and downlink are highly correlated. This is likely to be the case for a communication system such as that described in the above-cited European Patent Publication No. 0 680 160 which has an uplink/downlink bandwidth of MHz. For such a wide channel bandwidth, multipath propagation to and from the remote station is likely, which reduces the problems with respect to Rayleigh fading.
Flervägsutbredning är ännu mer trolig i mjukt hand-off-läge, i vilket fjärrterrninalen troligen är belägen på gränsen mellan celler eller mellan cellsektorer. Således kom- mer korrelationen mellan kanalkärmetecknen för upplänken och nedlänken allmänt att vara starka. För de fall där detta inte gäller, kommer det i Fig 7 avbildade för- farandets prestanda att i viss utsträckning bero på rörelsen hos fjänterrninalen och längden av filtret i nätets styrenhet.Multipath propagation is even more likely in soft hand-off mode, in which the remote terminal is likely to be located on the boundary between cells or between cell sectors. Thus, the correlation between the uplink and downlink channel characteristics will generally be strong. For cases where this is not the case, the performance of the method depicted in Fig. 7 will depend to some extent on the movement of the remote terminal and the length of the filter in the network controller.
Genom att använda antingen förfarandet som avbildas i Fig. 6 och Fig. 7, mottar fjärrstationen nedlänkseffekt endast från basstationen som mottas starkast. Således elimineras problemet med kapacitetsförluster på grund av nedlänkssändnings- effektsdrift, utan att tydligt öka meddelandebelastningen via transportgränssnittet mellan basstationen och nätets styrenhet. En annan fördel med dessa förfaranden är att fjärrtenninalen förblir synkroniserad med båda basstationer medan systemet är i mjukt hand-off-läge; således är det onödigt att utöka tiden och ansträngningen som erfordras för att återsynkronisera tjärrterminalen, vilket skulle vara nödvändigt om systemet lärnnade det mjuka hand-off-läget. En särskild fördel med förfarandet som avbildas i Fig. 7 är att det är oberoende av hur meddelanden i luftgränssnittet (upp- länken och nedlänken mellan fjärrterminalen och basstationerna) specificeras; detta är inte fallet med förfarandet som avbildas i Fig. 6, vilket involverar rapporter från fjårrterrninalen om dess mottagna nedlänlçseffektriivå. 511 167 Fig. 8A, 8B och 8C illustrerar vidare funktionen fór ett kommunikationssystem i enlighet med sökandens uppfinning. (Förfarandet som illustreras med dessa figurer illustreras också i Fig. 7). I ruta 501, mottar basstation BSl data och sänder effekt- justeringskommandon från en mobiltelefon RT. Basstationen BSl identifierar och avkodar ett justeringskommando som mottas vid en forsta tidpunkt, vilken lämpligen kan ha värdet antingen +1 eller l, och på samma sätt justerar den sin nedlänkssändningseffektnivå vid nästa tidpunkt. Som t ex indikeras av ruta 503 i Fig. 8A, om mobiltelefonen skickar justeringskommandon PC = l, är basstationens sändningseffektnivå P1(tn+1) = +1 dB med avseende på dess tidigare sändningseffektnivå Pl(tn). På liknande sätt, om mobiltelefonen skickar justeringskommando PC = 1, så är basstationens sändningseffektnivå P1(tn+1) = l dB med avseende på dess tidigare sändningseffektnivå Pl(tn). I ruta 505, skickas meddelandet P1DL(tn) som indikerar nedlänkens sändningseffektnivå Pl(tn) vid tiden tn av basstationen BSl till styrenheten RNC. Basstationen skickar företrädesvis inte sådana meddelanden så ofta som mobiltelefonen skickar effektjusteringskommandon for att minska signaleringsbelastningen på förbindelsen basstationen - styrenheten. Till exempel kan basstationen räkna antalet mottagna justeringskommandon n och skicka ett meddelande varje Nzte justeringskommando, där N är en faktor a gånger siffran n. Faktom a kan vara ett heltal inom intervallet från runt 16 till runt 1600 for några kommunikationssystem. I ruta 507, ställer basstationen BSl in sin nedlänkssändningseffekmivå till den beordrade nivån.By using either of the methods depicted in Fig. 6 and Fig. 7, the remote station receives downlink power only from the base station that is received strongest. Thus, the problem of capacity losses due to downlink transmission power drift is eliminated, without significantly increasing the message load over the transport interface between the base station and the network controller. Another advantage of these methods is that the remote terminal remains synchronized with both base stations while the system is in soft hand-off mode; thus, it is unnecessary to increase the time and effort required to resynchronize the remote terminal, which would be necessary if the system learned the soft hand-off mode. A particular advantage of the method depicted in Fig. 7 is that it is independent of how messages in the air interface (the uplink and downlink between the remote terminal and the base stations) are specified; this is not the case with the method depicted in Fig. 6, which involves reports from the remote terminal of its received downlink power level. 511 167 Figs. 8A, 8B and 8C further illustrate the operation of a communication system in accordance with the applicant's invention. (The method illustrated by these figures is also illustrated in Fig. 7). In block 501, base station BS1 receives data and transmits power adjustment commands from a mobile phone RT. Base station BS1 identifies and decodes an adjustment command received at a first time, which may conveniently have the value either +1 or 1, and similarly adjusts its downlink transmit power level at the next time. For example, as indicated by block 503 in Fig. 8A, if the mobile phone sends adjustment commands PC = 1, the base station transmit power level P1(tn+1) = +1 dB with respect to its previous transmit power level Pl(tn). Similarly, if the mobile phone sends adjustment command PC = 1, then the base station transmit power level P1(tn+1) = 1 dB with respect to its previous transmit power level Pl(tn). In block 505, the message P1DL(tn) indicating the downlink transmit power level Pl(tn) at time tn is sent by the base station BS1 to the controller RNC. The base station preferably does not send such messages as often as the mobile phone sends power adjustment commands to reduce the signaling load on the base station-controller connection. For example, the base station may count the number of received adjustment commands n and send a message every Nth adjustment command, where N is a factor a times the number n. In fact a may be an integer in the range from about 16 to about 1600 for some communication systems. In block 507, the base station BS1 sets its downlink transmit power level to the commanded level.
Som indikeras av ruta 509 i Fig. 8B mottar styrenheten meddelandena P1DL(tn) och möjligen meddelanden från andra basstationer som är involverade i en mjuk hand- off, t ex P2DL(tn). Styrenheten, vilken kan innefatta specialiserade kretsar eller en programrnerbar processor for ändamålet, fastställer sedan nya motsvarande juste- ringskommandon PlDL(tn+1) och P2DL(tn+l), vilka som indikeras av ruta 513 i Fig. 8B kan baseras på skillnader (ruta 511) mellan nedlänkens sändningseffekt- nivåer P1(tn), P2(tn) hos basstationerna BSl och BS2. I exemplet som illustreras är P1DL(tn) > P2DL(tn), och således motsvarar det nya justeringskommandot 511 167 26 P1DL(tn+l) den första basstationens tidigare effektnivå, mindre än hälften av skillnaden mellan effektnivâerna och det nya justeringskommandon P2DL(tn+l) motsvarar den andra basstationens tidigare effektnivå plus hälften av samma skillnader. Om P2DL(tn) > PlDL(tn), skulle väsentligen samma operationer utföras men identiteterna för basstationerna skulle byta plats. Dessa kommandon kommunicerar sedan på något lämpligt sätt med de motsvarande basstationerna som indikeras av ruta 515.As indicated by box 509 in Fig. 8B, the controller receives the messages P1DL(tn) and possibly messages from other base stations involved in a soft hand-off, e.g. P2DL(tn). The controller, which may include specialized circuitry or a programmable processor for the purpose, then determines new corresponding adjustment commands P1DL(tn+1) and P2DL(tn+1), which as indicated by box 513 in Fig. 8B may be based on differences (box 511) between the downlink transmit power levels P1(tn), P2(tn) of base stations BS1 and BS2. In the example illustrated, P1DL(tn) > P2DL(tn), and thus the new adjustment command 511 167 26 P1DL(tn+1) corresponds to the previous power level of the first base station, less than half the difference between the power levels, and the new adjustment command P2DL(tn+1) corresponds to the previous power level of the second base station plus half of the same difference. If P2DL(tn) > P1DL(tn), essentially the same operations would be performed but the identities of the base stations would be swapped. These commands then communicate in some appropriate manner with the corresponding base stations as indicated by box 515.
Funktionen av detta slag i kommunikationssystem illustreras vidare av Fig. SC, i vilken ett justeringskommando PIDL från styrenheten RNC mottas av basstationen BS1 som indikeras av ruta 517. Som svar justerar basstationen sin sändningseffekt- nivå vid en tid tn + tm vilket indikeras i ruta 519, där intervallet tm är ett lämpligt tidsintervall, såsom ett heltal kommunikationsrainar. Det kommer att uppskattas att liknande funktioner skulle utföras i den andra basstationen (station BS2). Dessutom, ifall effektnivån hos den svagare basstationen skulle beordras att vara väsentligen noll av operationema som indikeras av rutoma 511 - 519, så skulle den svagare bas- stationen fördelaktigt kunna bibehållas i mjukt hand-off-läge i alla andra avseenden som beskrivits ovan.The operation of this type in communication systems is further illustrated by Fig. 5C, in which an adjustment command PIDL from the controller RNC is received by the base station BS1 as indicated by box 517. In response, the base station adjusts its transmit power level at a time tn + tm as indicated in box 519, where the interval tm is a suitable time interval, such as an integer number of communication lines. It will be appreciated that similar operations would be performed in the second base station (station BS2). Furthermore, if the power level of the weaker base station were to be commanded to be substantially zero by the operations indicated by boxes 511 - 519, then the weaker base station could advantageously be maintained in soft hand-off mode in all other respects as described above.
Uppfinningen är därmed beskriven, och det kommer att vara uppenbart att densamma kan varieras på olika sätt. Sådana variationer skall inte betraktas som att ha lämnat andemeningen och syftet med uppfinningen, och alla sådana modifikationer som skulle vara uppenbara för fackmarmen avses att innefattas inom ramarna för följande krav.The invention having thus been described, it will be apparent that the same may be varied in various ways. Such variations are not to be regarded as departing from the spirit and scope of the invention, and all such modifications as would be obvious to those skilled in the art are intended to be included within the scope of the following claims.
Claims (1)
Priority Applications (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9704676A SE511167C2 (en) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | Downlink power control method during macrodiversity e.g. for spread spectrum multiple access systems |
| TW87108811A TW396686B (en) | 1997-06-06 | 1998-06-04 | Modified downlink power control during macrodiversity |
| DE69838261T DE69838261T2 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-05 | MODIFIED DOWNLINK PERFORMANCE CONTROL DURING MACRODIVERSITY |
| BR9809956-6A BR9809956A (en) | 1997-06-06 | 1998-06-05 | Process of controlling power levels of signals transmitted by base stations in a communication system having base stations and remote stations |
| JP55078798A JP4060891B2 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-05 | Improved downlink power control during macro diversity |
| KR10-1999-7011469A KR100494279B1 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-05 | Modified downlink power control during macrodiversity |
| EP98924976A EP1048130B1 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-05 | Modified downlink power control during macrodiversity |
| CA002292495A CA2292495C (en) | 1997-06-06 | 1998-06-05 | Modified downlink power control during macrodiversity |
| AU77024/98A AU746183B2 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-05 | Modified downlink power control during macrodiversity |
| ARP980102679 AR012936A1 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-05 | METHOD FOR CONTROLLING THE POWER LEVELS OF THE SIGNALS TRANSMITTED BY THE BASE STATIONS OF A COMMUNICATION SYSTEM THAT HAS BASE STATIONS AND REMOTE STATIONS |
| PCT/US1998/010932 WO1998056200A2 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-05 | Modified downlink power control during macrodiversity |
| MYPI9802527 MY120989A (en) | 1997-06-06 | 1998-06-05 | Modified downlink power control during macrodiversity |
| CN 98807915 CN1119874C (en) | 1997-06-06 | 1998-06-05 | Modified downlink power control during macrodiversity |
| JP2007217217A JP4185152B2 (en) | 1997-06-06 | 2007-08-23 | Improved downlink power control during macro diversity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9704676A SE511167C2 (en) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | Downlink power control method during macrodiversity e.g. for spread spectrum multiple access systems |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9704676D0 SE9704676D0 (en) | 1997-12-15 |
| SE9704676L SE9704676L (en) | 1999-06-16 |
| SE511167C2 true SE511167C2 (en) | 1999-08-16 |
Family
ID=20409397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9704676A SE511167C2 (en) | 1997-06-06 | 1997-12-15 | Downlink power control method during macrodiversity e.g. for spread spectrum multiple access systems |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE511167C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001078248A1 (en) * | 2000-04-07 | 2001-10-18 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and arrangement for minimizing power dissipation in a line driver |
-
1997
- 1997-12-15 SE SE9704676A patent/SE511167C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001078248A1 (en) * | 2000-04-07 | 2001-10-18 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and arrangement for minimizing power dissipation in a line driver |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9704676D0 (en) | 1997-12-15 |
| SE9704676L (en) | 1999-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6463296B1 (en) | Power control in a CDMA mobile communications system | |
| JP3736429B2 (en) | Cellular system, base station, mobile station, and communication control method | |
| US7239847B2 (en) | Method and apparatus for adaptive server selection in a data communication system | |
| JP4008507B2 (en) | Power control of multiple code channels in wireless communication systems | |
| JP4185152B2 (en) | Improved downlink power control during macro diversity | |
| CA2288020C (en) | Enhanced reverse link power control in a wireless communication system | |
| US20070153687A1 (en) | Method and apparatus for adaptive server selection in a data communication system | |
| US7203510B2 (en) | CDMA mobile communication system in which updating of a reference value for controlling closed-loop transmission power is realized in a base transceiver station | |
| KR101236090B1 (en) | Variable transmit power control strategies for high-speed downlink packet access systems | |
| KR100396513B1 (en) | System and method for combining signals at multiple base station receivers | |
| WO2003017525A1 (en) | Reverse link power control in 1xev-dv systems | |
| EP1169785A1 (en) | Adaptive power control in a mobile radio communications system | |
| JP2002330461A (en) | Communication control method in mobile communication system and base station used therefor | |
| JP2006512829A (en) | Power control for mobile station in CDMA-TDD system | |
| EP1346594A2 (en) | Method and apparatus for call recovery in a wireless communication system | |
| AU2002217922A1 (en) | Method and apparatus for call recovery in a wireless communication system | |
| IL156253A (en) | Method and apparatus for power level adjustment in a wireless communication system | |
| JP4410936B2 (en) | Rate-dependent soft handover for CDMA cellular systems with random BTS selection | |
| KR100694594B1 (en) | Controller and Control Method in Mobile Communication System | |
| SE511167C2 (en) | Downlink power control method during macrodiversity e.g. for spread spectrum multiple access systems | |
| KR100407932B1 (en) | The control method of pilot to traffic power ratio and power control bit power level in reverse link | |
| MXPA99011142A (en) | Modified downlink power control during macrodiversity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |