СПОСОБ ДЛЯ УСТАНОВКИ МОЩНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ РАДИОСВЯЗИ, КОТОРОЕ ИСПОЛЬЗУЕТ ДВА РАЗЛИЧНЫХ КАНАЛА, И СООТВЕТСТВУЮЩАЯ СТАНЦИЯ РАДИОСВЯЗИ
METHOD TO CONTROL TRANSMISSION POWER IN RADIO COMMUNICATION LINK USING TWO DIFFERENT CHANNELS AND RADIO COMMUNICATION STATION TO THIS END

Изобретение относится к способу установки мощности передачи для соединения радиосвязи, которое использует два различных канала, и к соответствующей станции радиосвязи.
В системах радиосвязи осуществляется передача данных посредством электромагнитных волн по радиоканалу. Примером систем радиосвязи являются системы мобильной связи. Наиболее распространенным стандартом для систем мобильной связи является стандарт GSM (Глобальная система мобильной связи), который относится ко второму поколению систем мобильной связи. В настоящее время реализуется третье поколение систем мобильной связи, к которым относится, например, система стандарта UMTS (Универсальная мобильная телекоммуникационная система) с ее двумя вариантами TDD (дуплексный режим с временным разделением) и FDD (дуплексный режим с частотным разделением).
Стандарт UMTS предусматривает метод множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), при котором разные соединения отличаются применением различных кодов расширения и/или различных кодов скремблирования. К одному соединению относится один или более каналов. Каждому каналу соответствует код расширения и код скремблирования. В распоряжение предоставляется так называемый первичный код скремблирования и несколько вторичных кодов скремблирования. Все каналы с одинаковым кодом скремблирования ортогональны друг другу. Так, например, все каналы, которые применяют первичный код скремблирования, ортогональны друг другу. В противоположность этому, все каналы с первичным кодом скремблирования не ортогональны каналам с одним из вторичных кодов скремблирования. Одновременное применение каналов с ортогональными кодами обуславливает меньшие взаимные помехи, чем применение не ортогональных друг другу кодов. При этом следует учитывать то, что хотя ортогональность может иметь место на стороне передачи, однако из-за неблагоприятных условий передачи (многолучевого распространения сигналов), на стороне приема она может быть ухудшена.
Часто бывает необходимым, чтобы мобильная станция во время использования соединения на первом канале осуществляла измерения в других каналах, например, чтобы обеспечить возможность смены канала или перехода на другую ячейку радиосвязи. Для этого в системе UMTS предусмотрено, что мобильная станция переводится в так называемый режим со сжатием, при котором данные, подлежащие передаче к мобильной станции, передаются только в течение сокращенного интервала времени, так что в течение остального времени мобильная станция может проводить измерения. Для того, чтобы иметь возможность передавать предусмотренные для передачи данные в течение сокращенного интервала времени, в режиме со сжатием кратковременно применяется код расширения с меньшим коэффициентом расширения, чем перед переходом в режим со сжатием и после окончания режима со сжатием. При этом целесообразно повысить мощность передачи обратно пропорционально снижению коэффициента расширения, чтобы гарантировать приблизительно то же самое качество приема.
В основе изобретения лежит задача создания предпочтительного способа установки мощности передачи для соединения радиосвязи, которое использует два канала.
Эта задача решается способом и станцией, соответствующими независимым пунктам формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Соответствующий изобретению способ установки мощности передачи для передачи данных соединения в системе радиосвязи предусматривает, что
сначала данные соединения передаются по первому каналу, во время чего регулируется качество передачи данных путем соответствующего изменения мощности передачи,
затем данные соединения передаются по второму каналу, при этом мощность передачи первоначально устанавливается на значение, которое зависит от значения мощности передачи в конце передачи по первому каналу, а также от изменения условий приема для соединения при смене с первого канала на второй канал.
Это предпочтительным образом обеспечивает то, что мощность передачи к началу передачи по второму каналу может целенаправленным образом устанавливаться на измеренное значение. За счет учета значения мощности передачи при окончании передачи по первому каналу результаты регулирования качества передачи по первому каналу применяются для того, чтобы установить мощность передачи по второму каналу. За счет дополнительного учета изменения условий приема при смене каналов (первоначальная) мощность передачи для передачи по второму каналу может определяться индивидуально в соответствии с существующими условиями приема и, тем самым, с более высокой степенью точности. Таким образом, не осуществляется подстройка мощности передачи на предварительно установленный коэффициент, который, например, зависит от отношения коэффициентов расширения в случае CDMA-каналов, как в вышеописанном стандарте UMTS. Напротив, применяемый коэффициент зависит от существующих условий приема в обоих каналах.
Изобретение может быть применено в любых системах радиосвязи с мобильными или стационарными станциями радиосвязи, но особенно в системах мобильной связи. Каналам могут быть выделены любые ресурсы радиосвязи, например коды расширения, коды скремблирования, временные сегменты или частотные диапазоны, в зависимости от применяемого метода мультиплексирования (CDMA, TDMA, FDMA или их комбинаций).
Под условиями приема здесь следует понимать все условия, которые относятся к приему соответствующей принимающей станцией, но которые обусловлены не только передающей станцией, осуществляющей передачу данных по рассматриваемому соединению. Поэтому, например, условия взаимных помех в принимающей станции подпадают под это определение, но не применение (на передающей стороне) различных коэффициентов расширения для обоих каналов. Также под это определение подпадает замирание, так как оно не обусловлено передающей станцией.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, при установке начального значения мощности передачи во втором канале принимается во внимание изменение условий приема за счет учета взаимных помех в обоих каналах. Если для второго канала имеют место, например, более сильные взаимные помехи, чем для первого, то начальную мощность передачи для второго канала следует выбрать более высокой, чем в случае, когда взаимные помехи для второго канала меньше, чем для первого канала, или если взаимные помехи в обоих случаях имеют одинаковый уровень.
Пример наличия различных по величине взаимных помех для обоих каналов соответствует случаю, когда один из каналов применяет первичный код скремблирования, а другой канал применяет вторичный код скремблирования в соответствии со стандартом UMTS. На практике предпочтительным образом на ячейку радиосвязи системы мобильной радиосвязи стандарта UMTS поддерживается большее количество соединений, которые применяют первичный код скремблирования, чем тех, которые применяют вторичный код скремблирования. Так как каналы, которые применяют первичный код, ортогональны друг другу, они не создают никаких взаимных помех. Но, с другой стороны, так как они не ортогональны каналам со вторичным кодом, то их применение создает помехи тем соединениям, которые применяют вторичные коды. И наоборот, хотя каналы со вторичными кодами создают помехи первичным кодам, однако они не столь многочисленны, и поэтому помехи менее значительны. Поэтому взаимные помехи для соединений со вторичным кодом скремблирования, как правило, сильнее, чем для соединений с первичным кодом скремблирования. Изобретение обеспечивает возможность учитывать в таких случаях различные взаимные помехи для каналов с первичными или вторичными кодами за счет того, что начальная мощность передачи для второго канала соответственно повышается на коэффициент коррекции (в случае, если первый канал применяет первичный, а второй канал - вторичный код скремблирования) или понижается (в противоположном случае).
Дальнейшее развитие изобретения предусматривает, что соответствующий изобретению способ применяется в CDMA-системе радиосвязи, в которой различные соединения по выбору могут различаться разными кодами расширения и/или разными кодами скремблирования и в которой для обоих каналов соединения применяются разные коды скремблирования.
Первый код скремблирования может предпочтительным образом представлять собой первичный код скремблирования, а второй код скремблирования - вторичный код скремблирования, причем при назначениях каналов в системе радиосвязи первичные коды скремблирования по сравнению со вторичными кодами скремблирования применяются предпочтительным образом, и каналы с первичными кодами скремблирования ортогональны друг другу, в то время как они по отношению к каналам со вторичными кодами скремблирования не ортогональны. В системе стандарта UMTS соседние ячейки радиосвязи применяют различные первичные и различные вторичные коды скремблирования.
Согласно другой форме выполнения изобретения, которая может предусматриваться в качестве альтернативы или в дополнение к названной форме выполнения, изменение условий приема при смене каналов соединения принимается во внимание путем учета условий распространения радиосигналов в области покрытия радиосвязью, в которой осуществляется передача данных, при установлении начального значения мощности передачи во втором канале. Также условия распространения радиосигналов для соединения (например, замирание, условия канала, скорость принимающих участие в соединении станций) оказывают влияние на условия приема соединения. В случае варианта осуществления, рассмотренного выше, обусловленные ортогональностью каналов с первичными кодами скремблирования лучшие условия приема канала, который применяет первичный код скремблирования, могут частично или полностью аннулироваться, за счет того, что как раз этот канал подвержен сильному замиранию. Замирание оказывает влияние именно на свойства ортогональности соединения на стороне приема. Поэтому при сильном замирании преимущества применения (на стороне передачи) ортогональных каналов могут, по меньшей мере частично, быть упразднены.
Замирание зависит от многолучевого распространения радиосигнала. Многолучевое распространение радиосигнала зависит в значительной степени от топографии местности, в которой осуществляется передача радиосигнала. Поэтому, ввиду топографии, в условиях которой находится принимающая станция, можно сделать выводы об ожидаемом замирании. Подобные выводы зависят, таким образом, от местоположения приемника. Например, могут приниматься предположения о различном замирании на ячейку радиосвязи, но также возможно принять разные условия замирания для частичных областей ячейки радиосвязи.
Может быть предпочтительным, если учитываемые условия замирания являются специфическими для рассматриваемого соединения. Для этого может привлекаться, например, информация о местонахождении принимающей станции или об относительной скорости между передающей и принимающей станциями. Замирание может быть зависимым от местонахождения и от скорости.
Кроме того, в случае двунаправленного соединения, для определения условий распространения радиосигнала в одном направлении (и, тем самым, также для определения условий приема) может учитываться информация об условиях распространения радиосигналов в противоположном направлении передачи. То есть передатчик данных соединения определяет с помощью сигналов, переданных ему от приемника данных, условия замирания для его приема и предполагает, что условия замирания в противоположном направлении являются сходными.
Согласно варианту осуществления изобретения, изменение условий приема принимается во внимание путем учета свойств ортогональности на стороне приема, по меньшей мере, одного из обоих каналов при установке начального значения мощности передачи во втором канале. Может, например, приниматься во внимание, является ли ортогональность на стороне приема одного из обоих каналов, который применяет код скремблирования, относительно хорошей или относительно плохой. Как отмечено выше, ортогональность на стороне приема одного канала, который применяет первичный код скремблирования, может, например, снижаться при сильном замирании.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, изменение условий приема принимается во внимание за счет учета загрузки области покрытия радиосвязью, в которой осуществляется передача данных, при установке начального значения мощности передачи во втором канале. Это обеспечивает возможность оценивания отношения взаимных помех для обоих каналов соединения. Для рассмотренного выше случая, при котором применяются первичный и вторичный коды скремблирования, разница между взаимными помехами обоих каналов тем больше, чем больше загрузка соответствующей ячейки радиосвязи. Поскольку соединения в случае системы UMTS преимущественным образом применяют первичный код скремблирования, то взаимные помехи усиливаются для каналов со вторичными кодами скремблирования, в то время как для каналов с первичными кодами скремблирования, ввиду ортогональности между этими каналами, она остается примерно той же самой.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, для обоих каналов применяются различные коэффициенты расширения, и для начального значения мощности передачи во втором канале дополнительно учитывается отношение коэффициентов расширения обоих каналов. То есть, наряду с учетом различных условий приема в обоих каналах, дополнительно принимается во внимание, что применение другого коэффициента расширения должно привести к подстройке мгновенной применяемой мощности передачи. При этом подстройка мощности передачи на основе изменяющихся условий приема может компенсировать (по меньшей мере, частично) подстройку или, наоборот, привести к еще большей степени подстройки мощности передачи.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, во время применения второго канала для соединения происходит прерывание передачи данных, чтобы во время паузы в передаче позволить пользовательской станции, принимающей данные соединения, выполнить измерения для других каналов, и после передачи данных по второму каналу снова происходит смена канала на первый канал. Это обеспечивает возможность применения изобретения, например, для вышеупомянутого режима со сжатием.
Соответствующая изобретению станция для передачи данных соединения содержит средства или компоненты, которые необходимы для осуществления соответствующего изобретению способа, а также его вариантов осуществления. В случае соответствующей изобретению станции речь может идти о любой передающей станции любой системы радиосвязи, в частности о базовой станции системы мобильной связи стандарта UMTS.
Изобретение поясняется далее более подробно со ссылками на представленные на чертежах примеры выполнения, где показано следующее:
Фиг.1 - пример выполнения изобретения,
Фиг.2 - обработка данных на стороне передачи для примера выполнения по фиг.1,
Фиг.3 - две временные диаграммы для примера выполнения по фиг.1.
Фиг.1 иллюстрирует фрагмент системы мобильной связи стандарта UMTS-FDD, хотя изобретение также может быть применено для любой другой системы радиосвязи со стационарными или мобильными станциями радиосвязи. На чертеже показаны находящиеся в ячейке радиосвязи базовая станция BS (в случае UMTS обозначаемая также как “node B” (узел В)), обеспечивающая обслуживание в ячейке радиосвязи, а также мобильная станция MS, к которой от базовой станции BS должны передаваться данные D соединения. При этом в процессе функционирования соединения происходит смена первого канала СН1 на второй канал СН2.
На фиг.2 схематично представлено, каким образом данные D соединения скремблируются с помощью кода SC скремблирования, и затем скремблированные данные расширяются с использованием кода SP расширения. При расширении каждый бит скремблированных данных D расширяется с использованием соответствующего коду расширения числа кодовых элементов. Затем расширенные данные передаются по радиоканалу к приемнику. На стороне приема (в мобильной станции MS) осуществляется снятие расширения (сжатие) принимаемых сигналов и снятие скремблирования (дескремблирование).
На фиг.3А показано, что для соединения между базовой станцией BS и мобильной станцией MS перед первым моментом времени t1 и после второго момента времени t2 применяется первый код SC1 скремблирования. Между обоими моментами времени t1 и t2, напротив, применяется второй код SC2 скремблирования. При этом первый код скремблирования представляет собой первичный код скремблирования рассматриваемой системы мобильной связи стандарта UMTS-FDD, а второй код скремблирования представляет собой вторичный код скремблирования. Эти коды скремблирования назначены ячейке радиосвязи С, которая обслуживается базовой станцией BS. Кроме того, принимается, что для первого канала СН1 применяется первый код SP1 расширения, а для второго канала СН2 применяется второй код SP2 расширения. Они в данном первом примере выполнения имеют одинаковый коэффициент расширения (то есть одинаковое число кодовых элементов).
На фиг.3В показана характеристика изменения мощности Р передачи базовой станции BS для передачи данных D по фиг. 1 по обоим каналам СН1 и СН2. Перед первым моментом времени t1 осуществляется регулирование качества приема в мобильной станции MS (посредством принятого для стандарта UMTS-FDD известного способа) посредством соответствующего регулирования мощности Р передачи базовой станции BS. Для упрощения принимается, что мощность Р передачи для известного промежутка времени перед первым моментом t1 времени постоянно поддерживается на первом значении Р1. После момента t1 времени, к которому происходит смена первого канала СН1 на второй канал СН2, мощность Р передачи повышается до второго значения Р2. При этом степень повышения мощности Р передачи в данном примере выполнения зависит от разницы между взаимными помехами для первого канала СН1 и второго канала СН2. Взаимные помехи обоих каналов СН1 и СН2 различаются, как изложено выше, вследствие разных свойств ортогональности этих каналов по отношению к каналам других соединений в ячейке С радиосвязи, которые также применяют первичные и вторичные коды скремблирования. Как, кроме того, отмечено выше, каналы с первичным кодом скремблирования, которые предпочтительно применяются в ячейке С радиосвязи, ортогональны друг другу, в то время как они не ортогональны каналам со вторичным кодом расширения.
Однако хорошая ортогональность каналов с первичным кодом может подвергаться влиянию условий распространения радиосигналов, в частности замиранию. Так, хотя эти каналы со стороны передачи (в базовой станции BS) ортогональны, ввиду многолучевого распространения радиосигналов, на стороне приема (в мобильной станции MS) может иметь место то, что сигналы различных соединений, которые применяют первичный код скремблирования, больше не являются ортогональными друг другу. Это может привести к помехам между каналами с первичным кодом. Как следствие, условия взаимных помех для первого и второго каналов выравниваются, так что к обоим моментам времени t1 и t2 имеется лишь менее заметная разница между первым значением Р1 и вторым значением Р2 мощности передачи. Чтобы определить величину замирания или ухудшения условий распространения радиосигналов для соединения базовая станция BS и/или мобильная станция MS содержат средства, с помощью которых можно определить факторы, которые позволяют сделать выводы относительно условий распространения, в частности замирания. В рассматриваемом случае - это средства для определения скорости мобильной станции MS, так как замирание является зависимым от скорости. Например, условия распространения сигналов могут определяться посредством оценки каналов. В числе прочего, отсюда можно определить число путей распространения и скорость станций, принимающих участие в соединении.
В других примерах выполнения также могут быть предусмотрены средства для определения местоположения мобильной станции MS в ячейке С радиосвязи, так как замирание также может зависеть от местоположения. С учетом дополнительной зависимости от информации о топологии ячейки С радиосвязи (которая влияет на замирание) может затем (например, в базовой станции BS или центральном блоке системы радиосвязи, например, в контроллере базовых станций) приниматься решение о том, насколько сильным является замирание и в какой степени вследствие этого ухудшается текущая ортогональность первого канала СН1 с первым кодом SC1 скремблирования относительно других каналов с первичным кодом скремблирования.
После второго момента t2 времени на фиг.3В, в который осуществляется повторная смена канала на первый канал СН1, мощность Р передачи снова снижается на соответствующую величину до первого значения Р1. При этом для простоты принимается, что условия приема за этот промежуток времени (между обоими моментами t1 и t2 времени) не изменились, так что не должно производиться никакое изменение мощности Р передачи. В противном случае в этом промежутке времени также производится регулирование качества приема на мобильной станции MS посредством регулирования мощности Р передачи базовой станции BS.
Во втором примере выполнения изобретения оба кода SP1, SP2 расширения обоих каналов СН1 и СН2 имеют разные коэффициенты расширения. Мощность Р передачи в начале передачи по второму каналу СН2 подстраивается тогда на дополнительный коэффициент, который соответствует отношению коэффициентов расширения. Это может привести к тому, что при смене с первого канала на второй канал мощность Р передачи повышается сильнее или слабее, чем в случае, представленном на фиг. 3В. Возможно даже, что происходит перекомпенсация, так что вместо повышения мощности передачи производится понижение. При смене второго канала СН2 на первый канал СН1 производится соответствующая подстройка мощности передачи и в этом примере выполнения.
Во втором примере выполнения возможно, что во время применения второго канала СН2 осуществляется переход на режим со сжатием согласно стандарту UMTS-FDD. При этом коэффициент расширения снижается относительно применения первого канала СН1, то есть расширение выполняется лишь с использованием малого числа кодовых элементов. Это приводит к тому, что мощность Р передачи должна повыситься только по этой причине. Таким образом, в этом случае необходимо более сильное повышение мощности передачи к моменту t1 времени по сравнению с первым примером выполнения. В этом втором примере выполнения, во время режима со сжатием, при применении второго канала СН2, передача данных от базовой станции BS к мобильной станции MS предпочтительно прерывается между третьим моментом t3 времени и четвертым моментом t4 времени, так что мобильная станция MS в течение этого промежутка времени может провести измерения для других каналов.
В рассмотренных здесь примерах выполнения базовая станция BS (в других примерах выполнения это может выполняться и другим блоком системы радиосвязи) содержит средства для определения загрузки своей ячейки С радиосвязи в отношении каналов. Это выполняется предпочтительным образом путем раздельного определения загрузки в отношении первичного кода скремблирования, с одной стороны, и вторичного кода скремблирования, с другой стороны. Это может осуществляться, в частности, путем определения распределения полной мощности передачи базовой станции по каналам с первичным и вторичным кодами скремблирования (эта информация имеется в i.d.R. базовой станции). Так как преимущественно применяются каналы с первичным кодом скремблирования, то на основе определения полной мощности передачи в ячейке радиосвязи можно сделать вывод о взаимных помехах для каналов с первичным или вторичным кодом. С использованием этой информации затем возможно принять решение о том, насколько сильными являются взаимные помехи для каналов с первичным кодом скремблирования (первым кодом SC1 скремблирования), в частности, таким образом, для первого канала СН1, по отношению к взаимным помехам для каналов со вторичным кодом скремблирования (вторым кодом SC2 скремблирования), в частности, таким образом, для второго канала СН2. Это отношение применяется, чтобы определить меру изменения мощности Р передачи к моментам t1 и t2 времени, то есть к моменту смены между обоими каналами СН1 и СН2.
В других вариантах осуществления также возможно непосредственно определить взаимные помехи для обоих каналов СН1, СН2 непосредственно в мобильной станции MS посредством соответствующих измерений, например, путем определения отношения сигнал/шум или отношения сигнал/помеха.