РАДИОСТАНЦИЯ И СПОСОБ РАБОТЫ РАДИОСТАНЦИИ
RADIO STATION AND METHOD OF RADIO STATION OPERATION

Описание
Область техники
Изобретение относится к способу работы радиостанции и к радиостанции. Изобретение имеет конкретное, но не исключительное применение в системах мобильной связи, таких как UMTS (Универсальная мобильная телекоммуникационная система), особенно в отношении режима HSDPA (Высокоскоростной пакетный доступ нисходящей линии связи) системы UMTS.
Предшествующий уровень техники
В современном режиме HSDPA системы UMTS, мобильные станции (MS) выполняют периодические измерения качества приема канала нисходящей линии связи. Результаты этих измерений сообщаются обслуживающей базовой станции (BS) в форме индикаций схемы модуляции и кодирования (MCS), которую, по оценке MS, она может декодировать с определенной вероятностью при измеренных условиях канала. Эти отчеты об измерении известны в UMTS как Индикаторы Качества Канала (CQI). В каждом подкадре обслуживающая BS использует отчеты CQI, принятые от различных MS, чтобы выбрать подмножество MS (обычно тех, у которых лучшие условия канала), для приема пакета данных. Каждая MS принимает и декодирует один или более каналов управления (Высокоскоростной совместно используемый канал управления, HS-SCCH) в каждом подкадре, чтобы установить, запланировала ли BS ее для приема пакета данных.
Чтобы упростить обработку в MS, в UMTS определено, что о пакетах, переданных к одной MS в последовательных подкадрах, должно сигнализироваться с использованием того же самого HS-SCCH. Однако, в случаях, когда никакой пакет не был передан к той же самой MS в непосредственно предыдущем подкадре, MS может потребоваться контролировать до четырех HS-SCCH, чтобы предоставить достаточную гибкость для планировщика BS.
Прием и декодирование каналов управления HS-SCCH потребляет энергию в приемнике и процессоре MS. Для увеличения срока службы батареи питания MS, желательно выключать приемник MS на максимально возможное время, когда пакеты данных не принимаются.
Одним известным способом достижения этого является перевод MS в состояние, в котором ей не требуется контролировать каналы HS-SCCH. MS может быть переведена в это состояние посредством команды, передаваемой BS. Однако в этом случае требуется относительно длительный процесс сигнализации, чтобы перевести MS назад в состояние, в котором она может принимать пакеты данных, что увеличивает задержку для передачи пакетов и может иметь негативное влияние на пользовательский опыт работы.
Другой известной процедурой является реконфигурирование работы MS, чтобы сократить количество подкадров, в которых MS требуется контролировать каналы HS-SCCH. Например, посредством команды, передаваемой BS, MS могла бы получать инструкции контролировать только каждый n-й подкадр, так что она может выключать частично или полностью свой приемник и процессор в течение других подкадров. Однако это ограничение снижает эффективность алгоритма планирования, используемого BS, так как BS имеет меньше свободы в передаче пакетов данных в ситуациях, когда условия канала к данной MS являются наиболее подходящими.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является обеспечить возможность усовершенствований в контроле канала радиостанцией.
Согласно первому аспекту изобретения, предложен способ работы радиостанции, содержащий:
контроль либо непрерывно, либо прерывисто, первого канала на наличие индикации передаваемого сигнала данных;
измерение качества второго канала;
передачу индикаций измеренного качества;
сравнение измеренного качества с первым порогом качества; и
в ответ на измеренное качество, спадающее ниже первого порога качества, уменьшение доли времени, затрачиваемого на контроль первого канала, путем введения или увеличения периодов времени, когда никакой контроль не осуществляется.
Такой способ является подходящим для радиостанции, принимающей сигналы данных. Уменьшая время, затрачиваемое на контроль канала, радиостанция может уменьшить свою потребляемую мощность, когда качество канала ухудшается, путем выключения частей ее приемника, используемого для контроля наличия индикаций переданных сигналов данных.
Факультативно, контроль, проводимый за уменьшенную долю времени, может действовать в течение предопределенного периода времени. Этот признак имеет преимущество, заключающееся в простоте, позволяя как данной радиостанции, так и станции, передающей контролируемые сигналы, планировать задачи вперед для известного периода времени.
Факультативно, контроль, проводимый за уменьшенную долю времени, может действовать до тех пор, пока измеренное качество не повысится выше второго порога качества. Этому признаку свойственно преимущество, заключающееся в том, что доля времени, затрачиваемого на контроль, может быть увеличена, как только качество восстанавливается, что позволяет избежать нежелательных задержек. Устанавливая первый и второй пороги качества различными, можно обеспечить гистерезис, чтобы предотвратить кратковременное колебание относительно единственного порога.
Факультативно, контроль, проводимый за уменьшенную долю времени, может действовать до тех пор, пока не будет принят сигнал, имеющий предопределенную характеристику. Предопределенная характеристика может быть адресом радиостанции или может быть предопределенной командой. Этот признак имеет преимущество, заключающееся в том, что станция, передающая контролируемые сигналы, может управлять до некоторой степени долей времени, затрачиваемого на контроль радиостанцией, переопределяя независимое управление радиостанцией.
Факультативно, первый или второй порог качества может быть выбран в зависимости от соответствующих принятых значений параметра. Этот признак имеет преимущество, заключающееся в том, что станция, передающая контролируемые сигналы, может управлять порогами качества. Например, пороги качества могут быть выбраны в зависимости от объема трафика данных или от разброса качеств различных радиостанций в системе или части системы, чтобы улучшить системную пропускную способность.
Факультативно, в ответ на измеренное качество, спадающее ниже первого порога качества, доля времени, затрачиваемого на контроль, может быть уменьшена для множества каналов. Этот признак имеет преимущество, заключающееся в том, что обеспечивается возможность увеличения экономии мощности питания, когда индикации относительно переданных сигналов данных принимаются по множеству каналов.
Факультативно, второй канал является тем же самым каналом, что и первый канал. Этот признак имеет преимущество, заключающееся в обеспечении возможности увеличения экономии мощности питания вследствие одновременного контроля и измерения или обработки меньшего количества каналов. Иначе, контроль и измерение могут выполняться в различных каналах, например, контролируя канал передачи данных и измеряя канал управления или канал пилот-сигнала.
Согласно второму аспекту изобретения, предложен способ работы радиостанции, содержащий:
передачу пакетов данных к принимающей станции;
прием от принимающей станции индикаций измеренного качества канала;
в ответ на измеренное качество, спадающее ниже первого порога качества, уменьшение доли времени, затрачиваемого на передачу пакетов данных к принимающей станции, путем введения или увеличения периодов времени между передачей пакетов данных.
Такой способ является подходящим для радиостанции, передающей сигналы данных к принимающей станции. За счет уменьшения доли времени, затрачиваемого на передачу пакетов данных к принимающей станции, принимающая станция может уменьшить время, которое она затрачивает на контроль канала, и, таким образом, может уменьшить свою потребляемую мощность, когда качество канала ухудшается, как описано выше, и радиостанция может увеличить системную способность, отводя больше времени на осуществление связи со станциями, которые имеют хорошее качество канала.
Принятые индикации относительно измеренного качества канала могут включать в себя индикации того, находится ли измеренное качество канала выше или ниже первого порога качества, если принимающая станция выполнила такую оценку.
Альтернативно, радиостанция может выполнить такое определение самостоятельно, основываясь на принятых индикациях относительно измеренного качества канала.
Факультативно, передача данных, проводимая за уменьшенную долю времени, может действовать в течение предопределенного периода времени. Этот признак имеет преимущество, заключающееся в простоте, позволяя как данной радиостанции, так и принимающей станции, планировать задачи вперед для известного периода времени.
Факультативно, передача данных, проводимая за уменьшенную долю времени, может действовать до тех пор, пока принятые индикации измеренного качества канала не покажут, что измеренное качество канала повысилось выше второго порога качества. Этому признаку свойственно преимущество, заключающееся в том, что доля времени, затрачиваемого на передачу пакетов данных к принимающей станции, может быть увеличена, как только качество восстанавливается, что позволяет избежать нежелательных задержек. Устанавливая первый и второй пороги качества различными, можно обеспечить гистерезис, чтобы предотвратить кратковременное колебание относительно единственного порога.
Согласно третьему аспекту изобретения, предложена радиостанция, содержащая
средство контроля, адаптированное для контроля, либо непрерывно, либо прерывисто, первого канала на наличие индикации передаваемого сигнала данных;
средство измерения, адаптированное для измерения качества второго канала;
средство передатчика, адаптированное для передачи индикаций измеренного качества;
средство сравнения, адаптированное для сравнения измеренного качества с первым порогом качества; и
средство управления, адаптированное для того, чтобы в ответ на измеренное качество, спадающее ниже первого порога качества, уменьшать долю времени, затрачиваемого на контроль первого канала, путем введения или увеличения периодов времени, когда никакой контроль не осуществляется.
Согласно четвертому аспекту изобретения, предложена радиостанция, содержащая
средство передатчика, адаптированное для передачи пакетов данных к принимающей станции;
средство приемника, адаптированное для приема от принимающей станции индикаций измеренного качества канала;
средство управления, адаптированное для того, чтобы, в ответ на измеренное качество, спадающее ниже первого порога качества, снижать доли времени, затрачиваемого на передачу пакетов данных к принимающей станции, путем введения или увеличения периодов времени между передачей пакетов данных.
Краткое описание чертежей
Изобретение описано ниже, только посредством примера, со ссылками на иллюстрирующие чертежи, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - блок-схема радиостанции для приема пакетов данных;
фиг. 2 - блок-схема радиостанции для передачи пакетов данных;
фиг. 3 - временная диаграмма, иллюстрирующая контроль канала, качество канала и передачу пакетов данных.
Детальное описание варианта осуществления
На фиг. 1 проиллюстрирована блок-схема принимающей радиостанции 100 для приема пакетов данных. Она содержит антенну 110, соединенную с входом приемника (Rx) 120 для приема радиосигналов. Выход приемника 120 соединен с входом каскада (Q) 130 измерения качества для измерения качества принятых сигналов. Выход приемника 120 соединен с входом декодера (Dec) 160 для декодирования принятых сигналов, включая индикацию, что пакет данных передан, собственно пакеты данных и другие сигналы. Декодирование может включать определение, включает ли принятый сигнал адрес радиостанции 100. Декодер 160 имеет выход 165 для предоставления принятых и декодированных данных приложению (не показано). Декодер 160 может также генерировать квитирования для передачи, чтобы указать успешный прием пакета данных или запросить повторную передачу пакета данных.
Вывод каскада 130 измерения качества соединен с входом кодера (Enc) 170, который генерирует индикацию качества канала. Выход кодера 170 соединен с входом передатчика (Tx) 180 для передачи индикаций качества канала через антенну 110.
Каскад 140 сравнения соединен к выходом каскада 130 измерения качества и адаптирован для сравнения измеренного качества с первым, и факультативно вторым, порогом, чтобы определить, находится ли измеренное качество выше или ниже порога(ов).
Каскад управления временными характеристиками (ТС) 150 соединен с приемником 120, с декодером 160 и с каскадом 130 измерения качества для включения и отключения этих блоков так, чтобы мощность могла быть сохранена в течение периодов времени, когда никакие сигналы данных не будут приниматься, которые адресованы к принимающей радиостанции 100. Каскад управления временными характеристиками (ТС) 150 также соединен с выходом каскада 140 сравнения и реагирует на результат сравнения.
Когда измеренное качество канала хорошее, относительно первого порога качества, приемник 120 и декодер 160 могут быть включены постоянно каскадом 140 управления временными характеристиками, чтобы контролировать сигналы, или могут включаться прерывисто, с периодами контроля, чередующимися с периодами, когда приемник 120 и декодер 160 отключены для экономии мощности питания. Прерывистый режим работы может быть периодическим. В варианте осуществления, подходящем для использования в системе UMTS, контроль может осуществляться, например, в определенных подкадрах.
Когда измеренное качество канала спадает ниже первого порога качества, каскад 150 управления временными характеристиками управляет приемником 110 и декодером 160, чтобы уменьшить долю времени, затрачиваемого на контроль, таким образом, способствуя увеличению экономии мощности питания. Каскад 150 управления временными характеристиками выполняет это, вводя или увеличивая периоды времени отсутствия контроля, в течение которых приемник 120 и декодер 160 отключены.
Каскад 130 измерения качества также может, факультативно, включаться и отключаться вместе с приемником 110 и декодером 160.
Каскад 150 управления временными характеристиками может затем управлять приемником 110 и декодером 160, чтобы увеличить долю времени, затрачиваемого на контроль:
a) после того как прошел предопределенный промежуток времени после снижения, например, установленный промежуток времени или промежуток времени, сообщенный принимающей радиостанции 100; или
b) как только измеренное качество увеличится выше второго порога качества, который может быть тем же самым или выше, чем первый порог качества; или
c) как только будет принят сигнал, имеющий предопределенную характеристику, такой как сигнал, содержащий команду, или сигнал, содержащий адрес принимающей радиостанции 100.
Альтернативно, другие критерии могут применяться для того, чтобы определить продолжительность действия уменьшенной доли времени, затрачиваемого на контроль.
Радиостанция 100 может выбирать первый или второй пороги в зависимости от принятого значения параметра.
Факультативно, выход каскада 140 сравнения соединен с входом кодера 170, и переданная индикация качества канала содержит индикацию относительно того, находится ли измеренное качество канала выше или ниже первого или второго порогов качества.
В вариантах осуществления, где сигнал, на котором выполняются измерения качества канала, не подчинен управлению мощности в замкнутом контуре, может быть принят дополнительный сигнал, который подчинен управлению мощности в замкнутом контуре. В таких вариантах осуществления каскад 130 измерения качества может дополнительно генерировать команды управления мощности передачи (TPC) для сигнала, который подчинен управлению мощности в замкнутом контуре, основываясь на качестве принятого сигнала, который подчинен управлению мощности в замкнутом контуре, для передачи к станции 200, которая передает пакеты данных к радиостанции. В этом случае, каскад 130 измерения качества может изменять измерения качества канала, чтобы включать разрешение на изменения в качестве канала, для которого соответствующие компенсационные команды управления мощности были переданы радиостанцией 100, начиная с предыдущего измерения качества и передачи индикации относительно измеренного качества. Например, если были переданы команды увеличить мощность передачи сигнала, который подчинен управлению мощности в замкнутом контуре, то каскад 130 измерения качества может изменить измерение качества канала, чтобы указывать уровень качества, который ниже, чем последнее измеренное и сообщенное качество, на величину, соответствующую переданным командам управления мощностью, а не последний измеренный уровень качества. Этот признак имеет преимущество, заключающееся в обеспечении возможности более точного сравнения превалирующего качества канала с пороговыми значениями, если измерения качества канала выполняются лишь прерывисто. Эквивалентно, первый или второй пороги качества могут зависеть от любых команд управления мощностью, переданных радиостанцией 100, начиная с момента передачи предыдущей индикации измеренного качества.
Сниженная доля времени, затрачиваемого на контроль, осуществленная каскадом 150 управления временными характеристиками, может применяться к одному или более логических или физических каналов.
Измерение и контроль могут выполняться на том же самом логическом или физическом канале или на разных каналах.
На фиг. 2 показана блок-схема передающей радиостанции 200 для передачи пакетов данных. Имеется кодер (Enc) 230, имеющий вход 240 для данных, подлежащих передаче. Кодер 230 кодирует пакеты данных и любые другие сигналы для передачи, что включает в себя, если необходимо, адрес предусматриваемой принимающей радиостанции 100. Выход кодера 230 связан с входом передатчика (Тх) 220 для передачи пакетов данных и других сигналов, а выход передатчика 220 связан с антенной 210.
Имеется каскад 250 управления временными характеристиками, который связан с кодером 230 и с передатчиком 220, для управления временем, в которое передаются пакеты данных. Приемник (Rx) 270 связан с антенной 210 для приема индикаций качества канала от принимающей радиостанции 100 и, возможно, также квитирований, переданных принимающей радиостанцией 100 в ответ на прием пакетов данных. Выход приемника 270 может быть связан с входом декодера (Dec) 260 для декодирования принятых квитирований. Выход декодера 260 может быть связан с входом кодера 230 для разрешения передачи нового пакета данных, если принято позитивное квитирование, указывающее, что предыдущий пакет данных был успешно принят, или для разрешения повторной передачи предыдущего пакета данных, если принято негативное квитирование, указывающее, что предыдущий пакет данных не был успешно принят. Выход декодера 260 соединен с контроллером 250 временных характеристик для управления временем, в которое передаются или повторно передаются пакеты данных, как описано более подробно ниже.
Каскад 250 управления временными характеристиками реагирует на принятые индикации качества канала. Если индикации качества канала указывают, что измеренное качество снизилось ниже первого порога качества, то каскад 250 управления временными характеристиками действует, чтобы уменьшить долю времени, затрачиваемого на передачу пакетов данных к принимающей радиостанции 100. Например, в варианте осуществления, подходящем для использования в системе UMTS, меньше подкадров может использоваться для передачи пакетов данных к принимающей радиостанции 100.
Индикации качества канала могут указывать в явном виде, находится ли измеренное качество выше или ниже первого порога качества, или каскад 250 управления временными характеристиками может быть адаптирован для определения, находится ли измеренное качество выше или ниже первого порога качества, путем сравнения указанного качества канала с первым порогом.
Каскад 250 управления временными характеристиками может затем управлять передатчиком 220 и кодером 230, чтобы увеличить долю времени, затрачиваемого на передачу пакетов данных к принимающей радиостанции 100:
a) после прохождения предопределенного промежутка времени, начиная с момента сокращения, такого как установленный промежуток времени или промежуток времени, сообщенный передающей радиостанцией 200 принимающей радиостанции 100; или
b) как только принятые индикации качества канала укажут, что измеренное качество увеличилось выше второго порога качества, который может быть тем же самым или выше, чем первый порог качества; или
c) как только сигнал, имеющий предопределенную характеристику, будет передан передающей радиостанцией 200 к принимающей радиостанции 100, такой как сигнал, содержащий команду, или сигнал, содержащий адрес принимающей радиостанции 100.
Альтернативно, другие критерии могут применяться для определения продолжительности действия уменьшенной доли времени, затрачиваемой на передачу пакетов данных к принимающей радиостанции 100.
Каскад 250 управления временными характеристиками может дополнительно реагировать на команды управления мощностью, передаваемые принимающей радиостанцией 100. В этом случае, каскад 250 управления временными характеристиками может изменить декодированную полученную индикацию качества канала на величину, соответствующую любым командам управления мощностью, принятым, начиная с момента приема индикации качества канала. Например, если команды управления мощностью были приняты после приема последней индикации качества канала, чтобы увеличить мощность передачи сигнала, передаваемого передатчиком 220, на некоторую величину, то каскад 250 управления временными характеристиками может изменить последнюю принятую индикацию качества канала, чтобы указать уровень качества, который ниже, чем сообщенное качество, на величину, соответствующую принятым командам управления мощностью. Эквивалентно, первый или второй пороги качества могут зависеть от любых команд управления мощностью, принятых от радиостанции 100, начиная с последней принятой индикации измеренного качества канала.
Передающая радиостанция 200 может передать индикацию первого или второго порогов качества к принимающей радиостанции 100, или наоборот. Пороги могут быть определенными для конкретной принимающей радиостанции 100 или общими для множества таких станций. Сигнализация порогов качества канала дает возможность, например, передающей радиостанции 200 адаптировать контроль принимающей радиостанцией 100 к изменениям в условиях канала других радиостанций в ячейке и/или к изменениям в уровне трафика в ячейке. Например, если число радиостанций в ячейке с хорошими условиями канала и данные, подлежащие передаче, увеличиваются, то передающая радиостанция 200 может повысить порог, ниже которого принимающие радиостанции не должны контролировать каналы управления. Наоборот, если условия канала ухудшились для принимающей радиостанции 100 в ячейке, или если нагрузка трафика в ячейке уменьшилась, то передающая радиостанция 200 может понизить порог качества, возможно, до нуля, чтобы гарантировать максимальный контроль.
На фиг. 3 проиллюстрирована временная диаграмма для варианта осуществления изобретения, подходящего для UMTS. На фиг. 3A показан график, иллюстрирующий изменение, в зависимости от номера подкадра, качества канала, измеренного принимающей радиостанцией 100. Можно заметить, что измерение качества канала выполняется однократно на подкадр. Фиг. 3B иллюстрирует интервалы времени, в которые принимающая радиостанция 100 (упоминаемая в этом примере как мобильная станция, MS) контролирует HS-SCCH. Фиг. 3C иллюстрирует интервалы времени, в которые пакеты данных передаются передающей радиостанцией (упоминаемой в этом примере как базовая станция, BS) к MS.
1
1
1
BS обеспечивает радио покрытие для ячейки. В ответ на определение, что текущий долговременно усредненный уровень трафика в ячейке, в принципе, не дает возможность осуществлять передачи к MS, при качестве канала нисходящей линии ниже, чем CQI, BS сигнализирует значение CQI к одной или более MS в ячейке. BS также сигнализирует частоту контроля каналов HS-SCCH к MS, указывая, как часто MS должны контролировать каналы HS-SCCH, когда их качество канала нисходящей линии спадает ниже первого порога качества CQI. В примере, показанном на фиг. 3, эта частота контроля установлена на каждый 4-ый подкадр.
1
Как проиллюстрировано на фиг. 3B, первоначально MS контролирует HS-SCCHs непрерывно. В подкадре 6, сообщенное MS качество канала спадает ниже CQI, и MS изменяет свой контроль каналов HS-SCCH в соответствии с ранее принятыми параметрами.
Предпочтительным образом, действительные подкадры, в которых каждая MS контролирует каналы HS-SCCH с пониженной частотой, могут быть определены предопределенным соотношением с уникальным идентификатором MS, например первый контролируемый подкадр может быть задан соотношением N+(H-RNTI)mod(R), где N - номер подкадра, в котором команда получена от BS, H-RNTI - временный идентификатор радиосети HSDPA мобильной станции MS, и R - частота контроля, измеренная в подкадрах. Таким образом, на фиг. 3B, первый контролируемый подкадр после подкадра 6 определяется соотношением 6+(H-RNTI)mod(4), согласно которому MS контролирует каждый 4-ый подкадр. Использование идентификатора MS таким образом позволяет избежать необходимости в передаче пакетов ко всем MS с плохим качеством канала в тех же самых подкадрах. Альтернативно, могут использоваться другие механизмы распределения подкадров.
В подкадрах 8, 12, 16 и 20, MS контролирует каналы HS-SCCH, и имеющиеся пакеты данных для передачи к MS в течение этого периода передаются в тех же самых подкадрах. В других подкадрах MS выключает частично или полностью свой приемник и/или процессор, чтобы сэкономить мощность питания.
1
В подкадре 22 качество канала нисходящей линии улучшилось достаточно для MS, чтобы иметь возможность сообщить об уровне выше, чем CQI. С этого момента MS возобновляет контроль каждого подкадра HS-SCCH, и BS имеет полную гибкость, чтобы планировать пакет к MS в каждом подкадре.
В этом примере передающая радиостанция 200 является BS, а принимающая радиостанция 100 является MS. Изобретение может также использоваться в ситуации, когда передающая радиостанция 200 является MS, а принимающая радиостанция 100 является BS, или может использоваться для одноранговой связи между двумя мобильными или стационарными станциями.
Факультативно, может использоваться множество порогов качества, причем каждый с соответствующей долей времени, для контроля и передачи пакетов данных.
Хотя изобретение было описано в отношении UMTS, изобретение также применимо к другим системам радиосвязи.
В настоящем описании и формуле изобретения указание элементов в единственном числе не исключает присутствия множества таких элементов. Далее, слово "содержащий" не исключает присутствие элементов или этапов иных, чем перечисленные. Включение ссылочных позиций в скобках в пункты формулы изобретения предусмотрено, чтобы способствовать пониманию, но не предназначено для ограничения.
На основе изучения настоящего раскрытия, специалистам в данной области техники будут очевидны другие модификации. Такие модификации могут быть связаны с использованием других признаков, которые уже известны в технике радиосвязи и которые могут использоваться вместо или в дополнение к описанным признакам.