Патент на изобретение №2310987

(54) СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ, СПОСОБ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ СВЯЗИ И МОБИЛЬНАЯ СТАНЦИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области мобильной радиосвязи. Мобильная система связи содержит базовую станцию и множество мобильных станций и работает по замкнутой схеме регулирования мощности передатчика. Команды регулирования мощности для передачи по восходящей линии связи получают в результате измерений принятых сигналов по нисходящей линии связи, содержащих незаданные значения данных. По выбору, незаданные значения данных могут содержать команды регулировки мощности для регулировки мощности передачи по восходящей линии связи. Техническим результатом является обеспечение снижения требований, предъявляемых к системным ресурсам. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к системе радиосвязи, способу функционирования системы связи и мобильной станции для использования в системе связи.

В системе радиосвязи, содержащей стационарные базовые и мобильные станции, передачи с базовой станции на мобильную осуществляются по каналу нисходящей линии связи, а передачи с мобильной станции на базовую станцию осуществляются по каналу восходящей линии связи. Известно использование регулировки мощности передачи по замкнутой петле регулирования (контур с обратной связью) в нисходящей линии связи, когда мобильная станция измеряет качество регулируемого по мощности принятого пилот-сигнала нисходящей линии связи и передает команды регулировки мощности передачи (ТРС) на базовую станцию с тем, чтобы, несмотря на неустойчивость условий (режима работы) канала нисходящей линии связи, на мобильной станции поддерживался адекватный, но неизбыточный уровень принятого сигнала. Также известно использование регулировки мощности передачи по замкнутой петле регулирования в восходящей линии связи, когда базовая станция измеряет качество принятого пилота-сигнала восходящей линии связи и передает команды регулировки мощности передачи (ТРС) на мобильную станцию с тем, чтобы, несмотря на неустойчивость условий канала восходящей линии связи, на базовой станции поддерживался адекватный, но неизбыточный уровень принятого сигнала.

Когда множество мобильных станций имеют коллективный доступ к каналу, для каждой активной мобильной станции предусмотрены отдельные команды регулировки мощности передачи, поскольку каждая мобильная станция будет испытывать специфическую неустойчивость канала. Также для каждой активной мобильной станции предусмотрен отдельный пилот-сигнал восходящей линии связи; каждая мобильная станция демодулирует свой соответствующий пилот-сигнал для оценки преобладающих характеристик канала для данной мобильной станции и, по выбору, для генерирования опорной фазы. Расчетные характеристики канала и опорная фаза затем используются для содействия несущим сигналам демодулирующей информации. Пилот-сигналы содержат заданные значения данных, чтобы дать возможность мобильной станции легко определять искажение, введенное каналом.

Пилот-сигналы и сигналы, передающие команды регулировки мощности передачи, подчинены регулировке мощности передачи.

При передаче пилот-сигналов и команд регулировки мощности передачи используются системные ресурсы. Например, при множественном доступе с кодовым разделением каналов (МДКР, CDMA) для пилот-сигналов и команд регулировки мощности передачи требуются системные коды канала, а при множественном доступе с временным разделении каналов (МДВР, TDMA) для пилот-сигналов и команд регулировки мощности передачи требуются системные временные интервалы.

Задачей изобретения является снижение требований, предъявляемых к системным ресурсам.

Согласно первому аспекту изобретения предложена мобильная станция для использования в системе связи, имеющей базовую станцию, содержащая

приемное устройство для приема первого сигнала нисходящей линии связи с базовой станции,

измерительное устройство для измерения параметра принятого первого сигнала нисходящей линии связи;

устройство регулировки мощности для генерирования первых команд регулировки мощности в ответ на измеренный параметр;

и передающее устройство для передачи первых команд регулировки мощности на базовую станцию;

причем измерительное устройство выполнено с возможностью измерения параметра первого сигнала нисходящей линии связи, при этом первый сигнал нисходящей линии связи модулируется незаданными значениями данных и подчинен регулировке мощности передачи в соответствии с первыми командами регулировки мощности.

Согласно второму аспекту изобретения предложена система радиосвязи, содержащая базовую станцию и, по меньшей мере, одну мобильную станцию по первому аспекту изобретения.

Согласно третьему аспекту изобретения предложен способ функционирования системы связи, содержащей базовую станцию и, по меньшей мере, одну мобильную станцию, заключающийся в том, что

на базовой станции принимают первые команды регулировки мощности, переданные мобильной станцией, и передают первый сигнал нисходящей линии связи, модулированный незаданными значениями данных и подчиненный регулировке мощности передачи в соответствии с первыми командами регулировки мощности; и

на мобильной станции принимают первый сигнал нисходящей линии связи, измеряют параметр первого сигнала нисходящей линии связи, модулированного незаданными значениями данных, генерируют первые команды регулировки мощности в ответ на измеренный параметр и передают первые команды регулировки мощности.

Изобретение основано на реализации того, что регулировка мощности передачи по замкнутой петле в нисходящей линии связи может выполняться путем измерения качества принятых незаданных символов данных нисходящей линии связи вместо заданных пилот-символов, и что при некоторых обстоятельствах для оценки канала отдельные пилот-сигналы нисходящей линии связи для каждой активной мобильной станции не являются необходимыми. В некоторых случаях оценка канала нисходящей линии связи совсем не нужна, при других обстоятельствах вместо отдельных пилот-сигналов может использоваться общий пилот-сигнал нисходящей линии связи, передаваемый на постоянном уровне мощности. Следовательно, возможна работа с использованием нескольких системных ресурсов нисходящей линии связи.

По выбору, незаданные значения данных, используемые для измерения качества принятого сигнала для регулировки мощности передачи по замкнутой петле в нисходящей линии связи могут передавать команды регулировки мощности передачи нисходящей линии связи, используемые для регулирования мощности в канале восходящей линии связи.

Сейчас изобретение будет описано только на примерах со ссылкой на сопутствующие чертежи, на которых

фиг.1 представляет блок-схему системы связи и

фиг.2 представляет блок-схему способа функционирования системы связи.

Изобретение может найти применение в универсальной системе мобильной связи (UMTS). выделенный канал нисходящей линии связи не нуждался в данных (пользователя или сигнальных), поскольку данные могут быть переданы по высокоскоростному общему каналу нисходящей линии связи (HS-DSCH). Выделенный канал использует один код канала только для одного пользователя, тогда как общий канал обеспечивает множеству пользователей коллективный доступ к единственному коду канала либо одновременно, либо со скоростным временным уплотнением. Даже если данные могут быть переданы по общему каналу для передачи команд регулировки мощности передачи, для каждой активной мобильной станции все еще требуется выделенный канал нисходящей линии связи (DCH) для регулирования мощности передачи по восходящей линии связи.

Существование выделенного канала нисходящей линии связи требует предоставления кода канала на время соединения. Одним из способов применения выделенного канала нисходящей линии связи является его конфигурирование как дробного выделенного канала нисходящей линии связи, который содержит только пилот-символы и команды регулировки мощности передачи с множеством пользователей, объединенных одним кодом канала таким способом, чтобы каждый пользователь использовал код канала только для одной части каждого временного интервала. Сигнализация применяется для назначения мобильных станций для использования определенного кода канала и части временного интервала для согласования синхронизации регулировки мощности по восходящей и нисходящей линии связи. Такая схема освобождает коды канала, которые могут использоваться для увеличения пропускной способности системы. Однако настоящее изобретение требует гораздо меньше ресурсов.

Требованием, предъявляемым к мобильной станции, является способность генерирования команд регулировки мощности для передачи по восходящей линии связи. Затем это будет использовано базовой станцией для регулировки мощности части дробного выделенного канала, соответствующего этой мобильной станции.

Изобретение основано на признании того, что отдельные пилот-символы для каждой активной мобильной станции не являются необходимыми, по меньшей мере, в двух случаях:

1) когда фаза передачи выделенного канала является опорной для фазы передачи общего пилот-сигнала, например, посредством одной и той же антенны (антенн) и весовых коэффициентов антенны как для выделенного канала, так и для общего пилот-сигнала, для которого фаза выделенного канала является опорной. В этом случае характеристики радиоканала могут оцениваться по общему пилот-сигналу, а эта оценка может быть использована для демодуляции битов регулировки мощности передачи.

Первый случай с большой вероятностью может использоваться в HSDPA, поскольку каналу HS-DSCH будет назначен общий пилот-сигнал в качестве опорного и такой же общий пилот-сигнал может быть использован для дробного выделенного канала. Поскольку общая мощность, используемая дробным выделенным каналом, вероятно, невелика, преимущества в формировании диаграммы направленности отдельной антенны для дробного выделенного канала будут невелики.

2) когда различные антенны или весовые коэффициенты антенн используются для общего пилот-сигнала и выделенного канала, однако корреляция между ними значительно лучше, так что общий пилот-сигнал может использоваться для выполнения приемлемой оценки выделенного канала, так что данные на выделенном канале могут надежно приниматься.

Итак, в соответствии с изобретением, дробный выделенный канал нисходящей линии связи может состоять только из незаданных информационных битов, разделенных между пользователями. Особый интерес представляет случай, когда эти информационные биты, несут команды регулировки мощности передачи. Амплитуда индивидуальных битов регулировки мощности передачи может регулироваться базовой станцией согласно командам регулировки мощности, принимаемым с релевантной мобильной станции. Мобильная станция определяет фазовые характеристики радиоканала по соответствующему общему пилот-сигналу, демодулирует команды регулировки мощности передачи и при необходимости увеличивает или уменьшает мощность выделенного физического канала управления DPCCH восходящей линии связи мобильной станции. Кроме того, мобильная станция использует амплитуду принимаемых битов регулировки мощности передачи для определения любых команд регулировки мощности передачи, передаваемых по восходящей линии связи.

Фиг.1 представляет блок-схему системы связи, содержащей базовую станцию 100 и мобильную станцию 200. На практике мобильных станций 200 должно быть больше, однако для ясности проиллюстрирована только одна мобильная станция 200.

Мобильная станция 200 содержит приемник 220, подключенный к антенне 210, для приема радиосигналов, передаваемых базовой станцией 100, измерительное устройство 250 для измерения параметра сигнала, принятого с базовой станции 100, подсоединенное к выходу приемника 220. Измерительное устройство 250 выполнено с возможностью измерения параметра сигнала, который модулируется незаданными значениями данных и подчинен регулировке мощности передачи, выполняемой базовой станцией 100. Выход измерительного устройства 250 соединен с первым входом устройства 230 регулировки мощности. Устройство 230 регулировки мощности содержит генерирующее устройство (ТРС 1) 232 для генерирования первых команд регулировки мощности в ответ на параметр, измеренный измерительным устройством 250. Первый выход устройства 230 регулировки мощности соединяется с первым входом 244 передатчика 240 для передачи первых команд мощности передачи посредством антенны 210 на базовую станцию 100.

Базовая станция 100 содержит передатчик 140 и приемник 120, соединенный с антенной 110. Приемник 120 принимает радиосигналы, переданные мобильной станцией 200, в частности, первые команды регулировки мощности передачи. Вход контроллера 130 мощности соединен с выходом приемника 120 для декодирования первых команд регулировки мощности передачи, принимаемых с мобильной станции 200, а первый выход контроллера 130 мощности соединен с первым входом 142 передатчика 140 для регулировки мощности передачи передатчика 140 в соответствии с первыми командами регулировки мощности передачи.

По выбору, на базовой станции 100 контроллер 130 мощности измеряет качество сигнала, принятого с мобильной станции 200, и в ответ на измеренное качество генерирует вторые команды регулировки мощности передачи. Второй выход контроллера 130 мощности соединен со вторым входом 144 передатчика 140 для передачи вторых команд регулировки мощности передачи на мобильную станцию 200 с целью регулировки мощности передачи мобильной станции 200.

По выбору, на мобильной станции 200 устройство 230 регулировки мощности соединяется с выходом приемника 220 и содержит декодирующее устройство (ТРС 2) 234 для декодирования вторых команд регулировки мощности передачи. Второй выход устройства 230 регулировки мощности соединяется со вторым входом 242 передатчика 240 для регулировки мощности передачи передатчика 240 в соответствии со вторыми командами регулировки мощности передачи. В этом случае незаданные данные, измеряемые измерительным устройством 250, могут быть вторыми командами регулировки мощности передачи.

На фиг.2 этапы на левой стороне блок-схемы связаны с этапами, выполняемыми на базовой станции 100, а этапы на правой стороне блок-схемы связаны с этапами, выполняемыми на мобильной станции 200.

На этапе 310 базовая станция 100 принимает первые команды регулировки мощности передачи с мобильной станции 200.

На этапе 320 базовая станция 100 передает на мобильную станцию 200 сигнал, модулированный незаданными значениями данных и подчиненный регулировке мощности передачи в соответствии с первыми командами регулировки мощности передачи.

На этапе 330 мобильная станция 200 принимает сигнал, модулированный незаданными значениями данных.

На этапе 340 мобильная станция 200 измеряет параметр сигнала, модулированного незаданными значениями данных.

На этапе 350 мобильная станция 200 генерирует первые команды регулировки мощности передачи в ответ на измеренный параметр.

По выбору, на этапе 360 незаданные значения данных могут содержать вторые команды регулировки мощности передачи, а на этапе 370 мобильная станция может регулировать мощность передачи в соответствии со вторыми командами регулировки мощности передачи.

На этапе 380 мобильная станция 200 передает первые команды регулировки мощности передачи, генерированные на этапе 350.

Затем осуществляется возврат на этап 310, и процесс возобновляется. Параметр сигнала, измеряемый измерительным устройством 250 на фиг.1 и на этапе 340 на фиг.2, может, например, быть отношением сигнал-шум, отношением сигнал-помеха; E_b/N₀ (где E_b – энергия на бит, а N₀ – плотность шума).

Порог принятия решения для команд регулировки мощности передачи, посылаемых по восходящей линии связи, может определяться путем установки требования, предъявляемого к уровню ошибки для команд регулировки мощности передачи, принимаемых в нисходящей линии связи. В противоположность существующей практике, где порог принятия решения устанавливается с точки зрения отношения сигнал-шум, необходимого для удовлетворения заданной поставленной задачи, например, частоты появления ошибок в кадрах канала передачи данных. Еще одним применением для данного изобретения является дробный канал управления в системе UMTS в режиме дуплексной связи с частотным разделением каналов (FDD). При коэффициенте расширения 256 имеют место 10 символов на интервал времени. Поэтому один интервал времени может без труда обеспечивать от 2, 5 до 10 пользователей с 5, 2 или 1 символом на команду регулировки мощности передачи, соответственно.

В другом применении изобретения в системе UMTS коэффициент расширения может быть 128, который обеспечивает использование разнесения передачи в пространстве и во времени (STTD), применяемое к группам из двух символов. В этом случае существует 20 символов на интервал времени, таким образом, 10 пользователей могут обслуживаться при обеспечении двух символов на команду регулировки мощности передачи, которые необходимы для процесса кодирования STTD.

По выбору, избегая необходимость передавать отдельный пилот-сигнал для каждого пользователя, энергия, которая использовалась бы для передачи отдельных пилот-сигналов, могла бы быть перенаправлена за счет увеличения числа символов, используемых для передачи команд регулировки мощности передачи, тем самым повышая надежность команд регулировки мощности передачи.

В настоящем описании и в формуле изобретения неопределенный артикль «а» или «an», предшествующий элементу, не исключает наличие множества таких элементов. Далее, слово «содержащий» не исключает наличия других элементов или пунктов.

При прочтении настоящего раскрытия, специалистам будет очевидно наличие других модификаций. Такие модификации могут включать другие признаки, которые уже известны в области мобильной связи и которые могут быть использованы вместо или в дополнение к признакам, описанным здесь.

Формула изобретения

1. Мобильная станция (200) для использования в системе связи, имеющей базовую станцию (100), содержащая

приемное устройство (220) для приема с базовой станции (100) первого сигнала данных нисходящей линии связи,

измерительное устройство (250) для измерения параметра принятого первого сигнала данных нисходящей линии связи,

устройство (230) регулировки мощности для генерирования первых команд регулировки мощности в ответ на измеренный параметр и

передающее устройство (240) для передачи первых команд регулировки мощности на базовую станцию (100);

причем измерительное устройство (250) выполнено с возможностью измерения параметра первого сигнала данных нисходящей линии связи, при этом первый сигнал данных нисходящей линии связи модулируется незаданными данными и подвергается регулировке мощности передачи в соответствии с первыми командами регулировки мощности.

2. Мобильная станция (200) по п.1, в которой приемное устройство (220) выполнено с возможностью приема с базовой станции второго сигнала нисходящей линии связи нерегулируемой мощности и получения оценки канала из упомянутого второго сигнала нисходящей линии связи и использования оценки канала для декодирования первого сигнала данных нисходящей линии связи.

3. Мобильная станция по п.1 или 2, в которой устройство (230) регулировки мощности выполнено с возможностью декодирования незаданных данных, содержащих вторые команды регулировки мощности, и регулирования мощности передачи передающего устройства в соответствии с декодированными вторыми командами регулировки мощности.

4. Система радиосвязи, содержащая базовую станцию (100) и, по меньшей мере, одну мобильную станцию (200) по пп.1, 2 или 3, причем базовая станция (100) содержит приемное устройство (120) для приема первых команд регулировки мощности, и передающее устройство (140) для передачи первого сигнала данных нисходящей линии связи, модулированного незаданными данными и подверженного регулировке мощности передачи в соответствии с первыми командами регулировки мощности передачи.

5. Способ функционирования системы связи, содержащей базовую станцию (100) и, по меньшей мере, одну мобильную станцию (200), заключающийся в том, что на базовой станции (100) принимают первые команды регулировки мощности, переданные мобильной станцией (200), и передают первый сигнал данных нисходящей линии связи, модулированный незаданными данными и подверженный регулировке мощности передачи в соответствии с первыми командами регулировки мощности, и

на мобильной станции (200) принимают первый сигнал данных нисходящей линии связи, измеряют параметр первого сигнала данных нисходящей линии связи, модулированный незаданными данными, генерируют новые первые команды регулировки мощности в ответ на измеренный параметр, и передают новые первые команды регулировки мощности.

6. Способ по п.5, в котором на базовой станции (100) передают второй сигнал нисходящей линии связи на постоянном уровне мощности, и на мобильной станции (200) принимают этот второй сигнал, получают оценку канала из второго сигнала нисходящей линии связи и используют оценку канала для декодирования первого сигнала данных нисходящей линии связи.

7. Способ по п.5 или 6, в котором на базовой станции (100) компонуют незаданные данные для составления вторых команд регулировки мощности, и на мобильной станции (200) декодируют вторые команды регулировки мощности и корректируют мощность передачи мобильной станции (200) в соответствии со вторыми командами регулировки мощности.

РИСУНКИ