CN1236235A - 基站装置及发送功率控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种基站装置及发送功率控制方法,其特征在于,根据为发送功率控制所需处理延迟及传输延迟独立地在时隙中配置导频数据及发送功率控制用数据,使上行线路和下行线路的时隙位置关系具有偏移进行时隙配置。

Description

基站装置及发送功率控制方法
本发明涉及在CDMA通信中进行发送功率控制的基站装置及发送功率控制方法。
CDMA(码分多址：Code Division Multiple Access)方式是在使用汽车电话、移动电话等的无线通信系统中多个站用同一频带同时通信时的一种多址连接方式的技术。
在CDMA方式中，利用扩频通信进行多址连接，该扩频通信将信息信号的频谱扩展为比原来信息带宽宽得多的频带进行传输。CDMA方式中的上述扩频方式有若干种，其中的直接扩展方式是一种在扩展中将扩展码原封不动与信息信号相乘的方式，该扩展码的传送速率比信息信号的传送速率快。此时，多个移动站的信号在同一频带、并在同一时间带复用。
采用直接扩展的CDMA方式存在所谓的“远近问题”，当所要发送站在远方，而不要的发送站(干扰站)在近处时，这种“远近问题”使干扰站来的信号的接收功率大于所要发送站来的接收信号的功率，仅仅通过处理增益(扩展增益)是不能够抑制扩展码间的相关性，而不能进行通信。为此，在采用直接扩展CDMA方式的蜂窝系统中，从移动站至基站的上行线路中，必须根据各传输路径的状态控制发送功率。
在陆地移动通信中，作为对付使线路品质下降原因的衰落的对策，采用的方法有通过对发送功率进行控制来对接收功率的瞬时值变化进行补偿。
用已有的时隙(slot)结构说明闭环发送功率控制处理的动作。图1用时间表示已有技术进行发送功率控制时的时隙结构。
导频(pilot)数据1、发送功率控制用数据(TPC)2、及发送数据3作为以时隙为单位在时间上复用的信号，从基站发送。导频数据1是信息模式固定的信号，用于在移动站中解调用的推定传送线路和测定SIR(希望波信号对干扰波信号的功率比)，发送功率控制用数据2用作发送功率控制的命令。
从移动站向基站方向的上行线路信号与从基站向移动站方向的下行线路的一样，也作为时隙周期信号发送，为了使发送功率控制延迟最小，对下行线路附加1/2时隙的时间偏移(T偏移)。
首先，说明在下行线路进行的发送功率控制。从基站发送的信号，在移动站延迟了传输延时TDelay(对应于从基站至移动站的距离)后接收到。在移动站利用时隙起始部分中导频数据4测定接收SIR。然后，该SIR测定结果与预先提供的基准SIR进行比较，当接收SIR低时，生成发送功率控制比特，指示基站发送功率增加；当接收SIR高时，生成发送功率控制比特作为指示基站发送功率减少的命令。这种发送功率控制比特作为上行线路的发送功率控制用数据5被插入发送。
移动站发送的信号在基站延迟TDelay被接收。在基站检测发送功率控制用数据6，并根据该检测结果确定下行线路的发送功率值，反映到下一个下行线路时隙起始的发送功率中。
下面，说明上行线路中进行的发送功率控制的运作。从移动站发送的信号，延迟TDelay在基站接收。基站中利用时隙起始部分中导频数据7测定SIR，与移动站时一样，接收SIR与基准SIR比较，生成发送功率控制比特作为指示发送功率增加减少的命令，隐含在下行线路的发送功率控制用数据8发送。
从基站发送的信号，延迟TDelay在移动站接收。在移动站检测发送功率控制用数据9，从该结果确定上行线路的发送功率值，并反映到下一个下行线路时隙起始的发送功率中。
上行时隙相对于下行时隙时间偏移仅为1/2时隙，故不管下行，上行，都可用一个时隙控制延迟(反映1时隙前的结果)进行发送功率控制。
下面，对于传送速率低的情况，用图2加以说明。若传送速率下降，1比特(或码元)的绝对时间变长，故导频数据的长度和发送功率控制用比特的长度相对于时隙长度的比例变大。
此时，与上述一样，从基站发送的信号11～13经传输延迟TDelay(对应于从基站至移动站的距离)，在移动站被接收，在移动站，利用时隙起始部分中导频数据14测定接收SIR。该SIR测定结果与基准SIR进行比较。将该结果作为上述线路的发送功率控制用数据15插入，并发送。
从移动站发送的信号经TDelay延迟在基站被接收，在基站检测发送功率控制用数据16，根据该结果确定下行线路的发送功率，反映到下一个下行线路时隙起始的发送功率中。
在上行线路中，从移动站发送的信号经延迟TDelay在基站接收。基站中利用时隙起始部分中导频数据17测定SIR，与移动站时一样，接收SIR与基准SIR进行比较，生成发送功率控制比特作为指示发送功率增加减少的命令。复用在下行线路的发送功率控制用数据18中进行发送。
从基站发送的信号，延迟TDelay在移动站接收，在移动站检测发送功率控制用数据19，根据该结果确定上行线路的发送功率值，反映到下一个下行线路时隙起始的发送功率中。
但是，在已往的装置中，若变为低传送速率，则导频数据长度、发送功率控制比特长度相对于时隙长度的比例变大，闭环产生的发送功率控制延迟增大。发送功率控制延迟一旦变大，则发送功率控制就不会反映到下一时隙中，从而就不能跟踪通信环境的变化进行适当的发送功率控制。
另外，为了使控制延迟达到最小，出现的问题是发送功率控制用的SIR测定时间相应变短而不能获得足够的测定精度。
本发明的目的在于，提供一种能将闭环发送功率控制的控制延迟抑制到最小并能抑制因SIR测定时间短而引起测定精度下降的基站装置及发送功率控制方法。
本发明的发明人发现，通过着眼于数据的时隙结构，适当改变时隙结构的配置，在导频数据长度及发送功率控制数据长度比较长的情况下，能够防止发送功率控制来不及反映在下一时隙，从而完成本发明。
此时，时隙结构的配置将包含从基站至移动站的传输延迟、测定接收品质的导频数据长度、从移动站接收导频最后数据结束之后测定接收品质至插入发送功率控制用数据的处理时间、从移动站至基站的传输延迟、发送功率控制用数据长度、从基站接收发送功率控制用数据结束之后检测发送功率控制数据直至改变功率的处理时间等，将上述作为控制延迟加以考虑的时间进行安排。
下面，结合附图描述本发明，从描述中能更充分理解本发明上述和其它目的及特点等，附图通过举例图示了一个例子，其中，
图1表示已往无线通信系统中高传送率收发的信号的时隙结构图；
图2表示已往无线通信系统中低传送率收发的信号的时隙结构图；
图3表示本发明实施形态无线通信系统的结构框图；
图4表示本发明实施形态1的基站装置及移动站装置中收发信号的时隙结构图；
图5表示本发明实施形态2的基站装置及移动站装置中收发信号的时隙结构图；
图6表示本发明实施形态3的基站装置及移动站装置中收发信号的时隙结构图；
图7表示本发明实施形态4的基站装置及移动站装置中收发信号的时隙结构图；
图8表示本发明实施形态5的基站装置及移动站装置中收发信号的时隙结构图；
图9是表示本发明实施形态中为处理下行线路的发送功率控制所需时间的图；和
图10是表示本发明实施形态中为处理上行线路的发送功率控制所需时间的图。
下面，参照附图详细说明本发明实施形态。
(实施形态1)
图3为表示本发明实施形态1无线通信系统的结构的方框图。该无线通信系统由基站侧装置及移动站侧装置构成。
在基站侧装置，给移动站的发送数据输入编码器102，进行传送线路编码等，其结果输出到帧构成部104。导频信号发生器101产生数据模式固定的导频信号，输出给帧构成部104。
在帧构成部104确定编码器102输出、导频信号发生器101来的导频信号、及发送功率控制比特生成部103输出的发送功率控制比特的配置，这样来构成帧，输出给扩展器105。这种配置是在考虑到为发送功率控制所必需的处理延迟和传输延后确定的。在帧构成部104设有时隙偏移，也即将时隙错开规定时间间隔。
在扩展器105进行扩展处理，扩展后的信号输出给发送信号振幅控制部106。在发送信号振幅控制部106对输入信号进行振幅控制并输出给加法器107。在加法器107将发送信号振幅控制部106的输出与另一移动站用发送部来的信号相加，输出给发送RF部108。发送RF部108对输入进行调制、频率变换，从天线109发送。
从天线109接收到的来自移动站的接收信号，在接收RF部110进行频率变换、解调，输出给相关器111和另一移动站用接受处理部。在相关器111用移动站发送用的扩展码进行解扩，分离出有用波信号，并输出给解码器112及接收SIR测定器113。在解码器112对输入进行解码，获得接收数据。接收SIR测定器113从接收信号测定接收SIR，输出给发送功率控制比特生成部103。
在发送功率控制比特生成部103，将输入的接收SIR与基准SIR进行比较，生成发送功率控制数据。解码器112检测到的发送功率控制数据输出给发送功率控制部114，在这里确定发送功率值。该发送功率值送给发送信号振幅控制部106及发送RF部108，按照该发送功率值控制发送电力。
移动站侧装置除了对其它移动站信号进行多路复用、分配的部分和利用复用控制发送信号振幅的发送信号振幅控制部106外，与基站侧装置结构相同。也即，导频信号发生器101～扩展器105及加法器107～天线109，与天线115～发送功率控制部126为各自对应的部分，进行同样的运作。
下面，用图4说明在具有上述结构的无线通信系统中进行低速率传送的时隙构成的一例。下行线路的时隙结构与一般的一样。关于上行线路的时隙结构，在时隙内将导频数据与发送功率控制用数据分离配置，这一点与一般的上行相对下行的时隙偏移不同。
首先，说明下行线路进行的发送功率控制。在移动站中，基站发送的信号(导频数据201、发送功率控制用数据202及数据203构成的信号)经传输延迟(对应于从基站至移动站的距离)被接收。
在移动站，利用时隙起始部分中导频数据204测定接收SIR。该SIR测定结果与基准SIR进行比较，生成发送功率控制比特作为指示命令，当接收SIR较低时使基站发送功率增加；当接收SIR较高时使基站发送功率减少。将这种发送功率控制比特作为上行线路中发送功率控制用数据205插入发送。
此时，考虑延迟来确定时隙内数据的配置。具体而言，将导频数据204与发送功率控制用数据205分离，也即将数据夹在导频数据与发送功率控制数据之间进行配置。另外，仅使时隙编移Tshift。这样，由SIR测定获得的发送功率控制用比特没有延迟，可包含在上行线路的发送功率控制用数据205中。因此，能将上行线路的发送功率控制数据不加延迟地反映到时隙中。
在基站，移动站发送的信号经延迟TDelay被接收。基站检测发送功率控制用数据206，由该结果确定下行线路的发送功率值，反映到下一个下行线路时隙起始的发送功率中。
下面，说明上行线路中进行的发送功率控制的运作。
在基站，从移动站发送的信号经延迟TDelay被接收。基站利用时隙起始部分中的导频数据测定SIR，与移动站中一样，将接收SIR与基准SIR进行比较，生成作为指示发送功率增加减少的命令的发送功率控制比特，插入下行线路的发送功率控制用数据208中发送。
此时，移动站发送的时隙在结构上使导频数据与发送功率控制数据分离，故能根据导频数据207的SIR测定结果将发送功率控制比特插入下一时隙的发送功率控制数据208。因此，不会对下行线路的发送功率控制数据产生延迟，能够反映到时隙中。
基站发送的信号，在移动站延迟TDelay接收。在移动站，检测发送功率控制用数据209，根据该结果确定上行线路的发送功率值，反映到下一个上行线路时隙起始中的发送功率。
这样，按照本实施形态无线通信系统，上行线路的导频数据和发送功率控制用数据分开配置，并设有适当的上下线路的时隙偏移，所以能恰当确定导频数据及发送功率控制用数据的配置。再有，因能对上行线路和下行线路的时隙位置关系进行恰当配置，所以对各种传送速率都能将闭环发送功率控制的控制延迟抑制到最小，并能抑制因缩短接收品质测定时间引起的测定精度下降。
按照上述结构，由于能根据处理延迟和传输延迟恰当地确定导频数据及发送功率控制用数据的配置以及上、下行线路的时隙位置关系的配置，故能确保将控制延迟作到最小。
因此，即使传送速率低，也不会缩短SIR的测定时间，能用一个时隙实现上下行线路的闭环发送功率控制的控制延迟。
(实施形态2)
图5为表示本发明实施形态2的无线通信系统中收发信号的时隙结构图。在本实施形态中，上行线路的时隙结构与一般的相同，而下行线路的时隙结构，在将导频数据与发送功率控制用数据分开设置在时隙内这一点及上行相对下行的时隙偏移与上述实施形态1的不同。该实施例利用与实施形态1相同的方法进行发送功率控制。
也即，在基站，考虑延迟来对时隙内数据的配置加以确定。具体而言，使导频数据301与发送功率控制用数据302分开，也即将数据303夹在导频数据301与发送功率控制数据302之间进行配置。
此时，在移动站，用接收的导频数据304测定SIR，并将该结果插入发送功率控制数据305。进而使时隙仅偏移TShift。由此，根据发送功率控制数据308的发送功率控制值对下一时隙的发送功率进行控制而没有延迟。其结果，上行线路的发送功率控制数据不延迟并反映到时隙中。
另一方面，在基站，利用时隙起始部分中导频数据307测定SIR，根据该结果生成发送功率控制比特，插入下行线路的发送功率控制用数据302进行发送。此时，发送给控制站的时隙具有导频数据与发送功率控制数据分开的结构，故能将根据导频数据307的SIR测定结果的发送功率控制比特插入下一时隙的发送功率控制数据302。因此，上行线路的发送功率控制数据不会延迟，并能反映到下一时隙中。
在基站，检测发送功率控制用数据306，根据该结果确定下行线路的发送功率值，并反映到下行线路时隙起始中的发送功率。
由此，按照本实施形态的无线通信系统，即使在低速率传送中，由于使下行线路的导频数据与发送功率控制用数据分开配置，并设置适当的上下线路的时隙偏移，故不会缩短SIR测定时间，能用1个时隙实现上下行线路的闭环发送功率控制的控制延迟。
(实施形态3)
图6为表示本发明实施形态3的无线通信系统中收发信号的时隙结构图。在本实施形态中，上行线路、下行线路。都在时隙内使导频数据与发送功率控制用数据分开配置，并设置适当的上下行线路的时隙偏移。该实施形态也利用与实施形态1相同的方法进行发送功率控制。
也即，在基站和移动站中，考虑延迟来确定时隙内数据的配置。具体而言，使导频数据401与发送功率控制用数据402分开，即将数据403夹在导频数据401与发送功率控制数据402之间进行配置。
此时，在移动站，用接收到的导频数据404测定SIR，并将该结果插入发送功率控制数据405。进而使时隙偏移Tshift。由此，使下一时隙的发送功率控制不随能根据发送功率控制数据406的发送功率控制值对下一时隙的发送功率进行控制而没有延迟。结果，上行线路的发送功率控制数据不延迟地反映到时隙中。
在基站，利用时隙起始部分中导频数据407测定SIR，根据该结果生成发送功率控制比特，插入下行线路的发送功率控制用数据408进行发送。此时，向移动站发送的时隙，因具有使导频数据和发送功率控制数据分开的结构，故能将根据导频数据407的SIR测定结果的发送功率控制数据409的发送功率控制比特反映到下一上行时隙的起始部分中。
这样一来，按照本实施形态的无线通信系统，由于将上下行线路的导频数据与发送功率控制用数据分开配置，并设置适当的上下行线路的时隙偏移，所以不会缩短SIR的测定时间，并能以1个时隙实现上下行线路两者的闭环发送功率控制的控制延迟。
(实施形态4)
图7为表示本发明实施形态4的无线通信系统中收发信号的时隙结构图。这里的时隙结构是，将数据501分配给上行线路的Ich，将导频数据502、发送功率控制用数据503及速率信息504等控制信息分配给Qch。此时，仅在Qch包含控制信息，故与传送速率无关，导频数据的比率高大。此时，也与实施形态2一样，将下行线路的导频数据与发送功率控制用数据分开配置，并设置适当的上下行线路的时隙偏移，通过与实施形态1相同的运作进行发送功率控制。
这样，按照本实施形态的收发装置，即使在时隙中导频数据、发送功率控制用数据的比率增大的信道结构的情况下，也即在I/Q多路数据的收发中，也将导频数据和发送功率控制用数据分开配置，并设置适当的上下行线路的时隙偏移，因此，不会缩短SIR的测定时间，上下行线路都能使闭环发送功率控制的控制延迟最小。
(实施形态5)
图8为表示本发明实施形态5的无线通信系统中收发信号的时隙结构图。
在多速率传送中，考虑不同速率的时隙结构情况下，导频数据601及发送功率控制用数据602的绝对时间不同。因此，导频数据及发送功率控制用数据相对于时隙的比率随各传送速率而不同。
此时，按照使其它传送速率的时隙结构中导频数据和发送功率控制数据的位置与假定的传送速率中最低传送速率的一致来构成时隙。也即如图8所示，按照使导频数据601与发送功率控制数据之间的长度(数据长)在不同的传送速率中全部相同来构成时隙。此时，通过对假定的全部传送速率进行与上述实施形态同样的处理，就能进行与上述实施形态同样的发送功率控制。
这样，按照本实施形态的收发装置，即使在不同的传送速率间仍使上、下线路的时隙偏移不变，故不会缩短SIR的测定时间，上下行线路都能使闭环发送功率控制的控制延迟最小。而且，在不同传送速率间的通信中，无需改变上行与下行线路的时隙间的偏移，也无需进行因传送速率变化引起的复杂处理。
在本实施形态中，虽说明了按照在不同传送速率中使导频数据601与发送功率控制数据间的长度(数据长度)全部相等来构成时隙的情况，但若按照使其它传送速率的导频数据及发送功率控制数据位于最小传送速率的导频数据的长度及发送功率控制数据的长度内来确定数据配置，也能发挥本实施形态的效果。
这里，说明上述实施形态1～5的时隙结构中的导频数据、发送功率控制用数据的数据配置。图9为表示下行线路发送功率控制处理所需时间的图。
图9中，若取基站至移动站的传输延迟为TDelay702，取测定SIR的导频长度为TpLMS703，取移动站接收最后导频数据结束后测定SIR至插入发送功率控制用数据的处理时间为TMS1704，取移动站至基站的传送时间为TDelay705，取发送功率控制用数据长度为TTPCBS706，取基站接收发送功率控制用数据结束后检测发送功率控制数据直至改变功率的处理时间为TBS1707，则作为控制延迟加以考虑的时间可用下式表示。
发送功率控制延迟时间(下行线路)
    =TDelay+TPLMS+TMS1+TDelay+TTPCBS+TBS1
图10表示为上行线路发送功率控制处理所需处理时间。在图10中，若取移动站至基站的传输延迟为TDelay802，测定SIR的导频数据长度为TPLBS803，基站接收最后导频数据结束后测定SIR至插入发送功率控制用数据的处理时间为TBS2804，基站至移动站的传输延迟为TDelay805，发送功率控制用数据长度为TTPCMS806，移动站接收发送功率控制用数据结束后检测发送功率控制数据至改变功率为止的处理时间TMS2807，则作为控制延迟考虑的时间可用下式表达。
发送功率控制延迟时间(上行线路)
    =TDelay+TPLBS+TBS2+TDelay+TTPCMS+TMS2
其中，导频数据长度是测定SIR的数据长度，在也使用导频数据以外数据测定SIR情况下，为包含其长度的值。
因此，上述实施形态1～5中的时隙结构是在考虑了这些处理时间后进行配置的。因此，由上述公式确定导频数据和发送功率控制用数据的可配置位置以及上下行线路的时隙偏移值。
这样，按照本实施形态的时隙构成方法，能够分配最佳的时隙结构使闭环发送功率控制的控制延迟最小。
在上述实施形态1～5中，说明了用SIR作为接收品质的情形，但本发明同样适用于采用其它参数作为接收品质的情形。
按照以上说明，本发明的基站装置及发送功率控制方法，在闭环型发送功率控制的收发装置中，分别独立配置导频数据及发送功率控制用数据，并使上行与下行线路的时隙位置关系具有偏移来配置时隙，所以能在各种传输速率中将闭环发送功率控制的控制延迟抑制到最小，并能抑制因缩短SIR的测定时间引起测定精度的下降。
本发明不限定于上述实施形态，在不脱离本发明范围可作种种实施形态的变化和修改。
本申请是建立在日本专利申请NO.HEI10-126225(1998年，5月8日递交)基础上的，其全部内容作为参考结合到本申请中。

Claims (10)

1．一种基站装置，其特征在于，备有：
根据接收品质的测定结果、考虑为发送功率控制所需的处理延迟及传输延迟、确定包含发送功率控制信息的发送功率控制用数据及导频数据在时隙内的配置的数据配置决定手段；
为上行线路与下行线路的时隙位置关系设置偏移的时隙偏移设定手段。
2．如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，所述数据配置决定手段确定的配置使导频数据及发送功率控制用数据的位置靠近。
3．如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，所述数据配置决定手段确定的数据配置使多个速率传输中其它传送速率的导频数据及发送功率控制用数据位于最低传送速率的导频数据长度及发送功率控制用数据长度内。
4．如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，其中，上行线路使用的数据为仅将数据分配给第一信道的第一信道数据和至少分配导频数据及发送功率控制数据的第二信道数据多路复用而构成。
5．一种移动站装置，与基站装置进行无线通信，其特征在于，所述基站装置包含：
根据接收品质的测定结果、考虑为发送功率控制所需的处理延迟及传输延迟、确定包含发送功率控制信息的发送功率控制用数据及导频数据在时隙内的配置的数据配置决定手段；
为上行线路与下行线路的时隙位置关系设置偏移的时隙偏移设定手段。
6．一种无线通信系统，在移动站装置及其站装置间进行无线通信，其特征在于，所述基站包含：
根据接收品质的测定结果、考虑为发送功率控制所需的处理延迟及传输延迟、确定包含发送功率控制信息的发送功率控制用数据及导频数据在时隙内的配置的数据配置决定手段；
为上行线路与下行线路的时隙位置关系设置偏移的时隙偏移设定手段。
7．一种数据构成方法，其特征在于，包含：根据接收品质的测定结果、考虑为发送功率控制所需的处理延迟及传输延迟、确定包含发送功率控制信息的发送功率控制用数据及导频数据在时隙内的配置的步骤；
为上行线路与下行线路的时隙位置关系设置偏移的步骤。
8．一种发送功率控制方法，其特征在于，包含：
测定接收信号的导频数据的品质的步骤；
根据所述接收信号的发送功率控制用数据控制发送功率的步骤；
根据所述品质测定结果、考虑为发送功率控制所需的处理延迟及传输延迟、确定包含所求得对通信对方的发送功率控制信息的发送功率控制用数据及导频数据在时隙内配置的确定数据配置的步骤；
为上行线路与下行线路的时隙位置关系设置偏移的步骤。
9．如权利要求8所述的发送功率控制方法，其特征在于，所述确定数据配置的步骤使得在多传送速率中将其它传送速率的导频数据及发送功率控制用数据配置在最低传送速率的导频数据长度及发送功率控制用数据长度内。
10．如权利要求8所述的发送功率控制方法，其特征在于，其中，上行线路使用的数据为仅将数据分配给第一信道的第一信道数据和至少分配导频数据及发送功率控制数据的第二信道数据多路复用而构成。
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