CN1192113A - 发射功率控制方法 - Google Patents

Abstract

发射功率控制方法细分一个或多个如在系统规范中定义的发射功率步为多个子步。基站指令移动站用定义的功率步,且移动站初始地选择在初始RACH发射期间要求的功率步内的最大功率子步。在呼叫期间,基于测量的信号接收质量和信道条件,移动站动态地调整功率子步。结果,仅很小地减少电池寿命,改进呼叫完成率。

Description

发射功率控制方法

本发明通常涉及射频(RF)发射机，更具体地，涉及无线电话功率控制方法。

在特定蜂窝通信系统中，固定基站控制移动站的发射功率电平。在如先进的移动电话服务(AMPS)，时分多址(TDMA)和全球移动通信系统(GSM)的通信系统中，基站指令便携站为在时间的每一刻采用几个定义的功率步之一。例如，GSM规范定义15个上行链路功率控制步，每个分开2dB且每个有3dB的容限。

GSM基站在广播控制信道(BCCH)信号上广播功率步指令，BCCH信号由在它的覆盖区中的匹配的移动站在移动站作出任何接入尝试之前接收。因此，当便携电话或其它移动站试图用随机接入信道(RACH)信号与基站联系时，它有其上有用于初始化和保持联系的功率步的指令。最大发射功率步低于在BCCH信号中指示的功率步的移动站简单地用对应于它的最大功率步的发射功率电平。

基站和移动站之间的专用通信信道被建立之后，基站在慢速随路控制信道(SACCH)信号上发送进一步功率步命令，用于那个特定的移动站。这些进一步功率控制步命令基于基站收发信机执行的接收电平测量值和由移动站取得和报告的接收质量测量值判定。

基站功率控制允许蜂窝系统改进整个谱效率，也增加移动站的电池寿命。为进一步增加移动站的电池寿命，便携电话或其它移动站可以不在通信系统规范中指明的标称功率上发射。例如，被指令用功率步5的GSM电话可以32dB代替GSM规范中的定义的标称33dB发射。虽然这个较低的功率输出增加电话的谈话时间，当在标称33dB的功率输出的电话将成功连续通讯时，它也可引起蜂窝电话呼叫断线。如果移动站在弱RF覆盖区，标称功率输出和增加的谈话时间功率输出之间的不同能引起上行链路信号不能到达基站。

本发明的目的是提供一种功率控制方法，它能延长移动站的电池寿命，也连续服从基站功率步命令且能解决在弱RF信号覆盖区中增加的可靠性的问题。

本发明提供一种发射功率控制的方法，用在有移动站向基站发射的通信系统中，所述通信系统定义移动站的功率步为包括功率电平的特定范围，包括步骤：

选择所述移动站的特定功率步；

分所述特定功率步为关联于所述特定功率步的功率子步组；和

在由所述特定功率步包括的功率电平的特定范围内，指定单独的标称发射功率电平到所述功率子步组的每一个。

发射功率控制方法细分定义的发射功率步为多个子步。基站指令移动站如蜂窝系统规范中定义的那样使用功率步，然而，移动站选择在定义的功率步内用哪个功率子步。在优选的实施方案中，最大的功率步被细分为二子步。如果在呼叫设立期间基站指令移动站用最大功率步，定义的功率步的最大功率子步由移动站选择，这改进了呼叫完成率。在呼叫保持期间，设基站连续指令移动站用最大功率步，移动站在最大和较低功率子步之间根据发射信道和移动站的实时运行条件按需要选择，以节约电池功率并仍保持呼叫。如果任何时刻基站指令移动站用不含子步的功率步，移动站用对应命令的定义的功率步的功率电平。

本发明的优点是既改进呼叫完成率而又节省电池。

附图简要描绘

图1示出根据优选实施方案，用于类别4的GSM移动站的功率控制步图；

图2示出根据优选实施方案，移动站收信的呼叫设立过程图；

图3示出根据优选实施方案的方法的流程图。

图1示出根据优选实施方案，用于类别4的GSM移动站的功率控制步图。类别4的GSM移动站在GSM900MHz系统下有2W的最大发射功率。典型地，类别4的GSM移动站是手持蜂窝电话。对类别4的装置，可用11个功率步。最大功率步5有标称发射功率电平33±3dB。因此，在GSM中，定义的功率步拥有重叠功率电平的范围。移动站可在低至30dB和高至36dB的功率电平发射，且仍保持符合用于功率步5的GSM规范。

在优选的实施方案中，功率步5被分成二功率子步，每个功率子步有单独的标称发射功率电平。最大的功率子步5A160有对应的标称发射功率电平33dB，而较低的功率子步5B150有对应的标称发射功率电平32dB。保持功率步有对应的等于GSM规范中指出的标称功率电平的功率电平。

功率子步可以各种方法实现。例如，对前面描绘的功率步5子步，可选择不同的标称发射功率电平，多个功率步能被分为两个或多个子步，另一通信系统如AMPS或TDMA系统能把它的定义的功率步分为功率子步，或另一类移动站能有已分的功率步。为功率子步选定的标称发射功率电平被选择，以改进如谱效率、呼叫完成率或电池寿命的因素。

图2示出根据优选实施方案，移动站收信的呼叫设立过程图。移动站280由GSM手持蜂窝电话代表，然而，其它类移动站仅用极小的修正可用功率控制方法。固定基站290由GSM基站代表。功率控制方法不仅能用于GSM系统，也可用于AMPS、TDMA和其它用基站功率控制的系统。初始发射功率控制步由基站290基于如小区配置、小区尺寸和干扰电平等因素选择。基站290在BCCH210信号上广播选择的功率控制步，BCCH210信号由在覆盖区中的所有匹配的移动站接收，包括移动站280。

在移动站收信的情况中，基站也发射寻呼信道(PCH)220信号，以联系那个特定移动站280。移动站响应基站PCH220信号之前，移动站280从BCCH210信号判定基站290所需的功率步，然后，移动站280在对应于那个功率步的功率电平发射RACH225信号。如果在BCCH210信号中的功率步命令没有功率子步，移动站280简单地用在移动站中定义的功率电平的指示的功率步，然而，如果在BCCH210信号中的功率步命令有功率子步，移动站280判定哪个子步被选择用于发射RACH225信号。

在优选的实施方案中，仅最大的功率步5被分为子步5A和5B。因此，如果在BCCH210信号中指示的功率步小于最大的功率步，例如，对类型4装置，功率步6～15之一，移动站280将用对应于在BCCH210信号中的功率步命令在移动站280中设置的发射功率电平。然而，如果在BCCH210信号中指示的功率步需要适用于移动站的最大功率步，如：对类型4装置，功率步1～5之一，移动站280必须判定用哪个子步，5A或5B。在优选的实施方案中，当在BCCH信号中要求功率步5时，移动站以对应最大的功率子步5A的功率电平发射RACH225信号。为给RACH信号甚至在弱RF覆盖区中达到基站的最好机会，用最大的功率子步5A。

如果基站290接收RACH225信号，基站返回准与接入信道(AGCH)230信号，它包括指定信道的描绘，初始定时先行信息和发射功率命令。从基站290接收AGCH230信号后，移动站280开始用对应于在AGCH230信号中功率步命令的发射功率电平发送信号到基站。再一次，如果在AGCH230信号中功率步命令没有移动站280中的功率子步，移动站280用对应于AGCH功率步命令的功率电平。然而，如果AGCH功率步命令对应于移动站的有两个子步的最大功率步5，用对应于最大功率子步5A的发射功率电平。

在这时，基站290和移动站280用独立专用控制信道(SDCCH)243信号通信，它领先于业务信道(TCH)240信号。在SDCCH243和TCH240信令期间，基站的功率控制命令在SACCH246信号上被发射，SACCH246信号是主要用于非紧急信令消息的双向信道。SACCH上行链路包括移动站的接收质量测量报告，且SACCH下行链路包括功率控制和定时先行命令。SDCCH243信号主要是呼叫设立控制信号，然而，并非对所有情况都需要。在特定环境下，呼叫设立控制在TCH240信号上实施而没有在先SDCCH243信号。

在TCH240信令期间，移动站280监视存在的信道条件并适当调整发射功率子步而保持在由基站290指定的功率步之内。例如，接收的信号的误码率(BER)能由移动站测量。如果BER高于预定门限，获得的使用实验数据或模拟数据，移动站将用最大功率子步，如功率子步5A，以增加可靠性。然而，如果BER落在预定门限之下，移动站将用较低的功率子步，如功率子步5B，以节约电池能量。其它信号质量或信道条件标准，如信号强度或移动站到基站的距离，能被另外使用或代替BER，以判定何时移动站应在功率子步之间切换。在SACCH246信号中，如果基站290要求不对应于任何子步的功率步，移动站280用设置在移动站280中的功率电平的要求的功率步。

移动站产生的呼叫建立过程几乎与移动站收信的呼叫建立过程一样。主要不同在于，基站不发射初始化呼叫的PCH220信号，代以移动站发射RACH225信号以初始化呼叫，而从不接收PCH220信号。然而，保持信令一样。功率控制方法可应用于移动站收信的和移动站产生的呼叫。

图3示出根据优选实施方案的方法的流程图。开始步骤310之后，在步骤320中，移动站接收BCCH信号且评估在BCCH信号中命令的功率步是否要求移动站的最大发射功率步，即，有子步的功率步。如果要求最大功率步，在步骤323中，移动站发射功率电平被设置，以对应于在最大功率子步A的要求的功率步。否则，在步骤325，移动站被设置到对应于要求的功率步的功率电平发射。

下一步，在步骤327中，移动站以对应于步骤323或步骤325的发射功率电平发射RACH信号。在步骤330中，移动站从基站接收AGCH响应并评估它是否要求最大发射功率步，即有子步的功率步。如果AGCH信号要求移动站的最大发射功率步，步骤333设置发射电平，以对应于在子步A的要求的功率步。否则，于步骤335中，移动站发射功率电平被设置到对应要求的功率步。

然后，在步骤337，移动站发射SDCCH或TCH信号。在步骤340中，移动站评估从基站返回的SACCH信号中的发射功率步命令。如果基站不要求移动站的最大发射功率步，在步骤345中，移动站功率电平被设置到对应于要求的功率步，且返回步骤340，以等待来自基站的新SACCH功率步命令。

如果要求最大发射功率步，在步骤350中，移动站评估信道条件是否超过预定门限，如果信道条件超过预定门限，在步骤353中，移动站功率电平被设置到对应于最大功率子步A。如果信道条件不超过预定门限，在步骤355中，移动站功率电平被设置到对应于较低功率子步B，以节约电池功率。在越区切换期间和在准备接收进一步的SACCH功率步指示中，移动站在完成步骤353或步骤355之后返回步骤340。

移动站经常地评估来自基站的功率步命令和信道条件，以判定移动站应使用哪个功率子步。因此，甚至在改变信号质量和信道条件时，为优化电池寿命而不牺牲呼叫完成率，移动站在由基站命令的步内的子步之间变换。

因此，发射功率控制方法允许基站保持移动站的通常的功率控制，也允许移动站作出好的功率电平决定，以最大化移动站的电池寿命而不牺牲可靠性。虽然上文描绘了特定部件和发射功率控制方法的功能，在本发明的真实精神和范围内，本领域技术人员能使用更少或更多的功能。本发明应仅由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.发射功率控制的方法，用在有移动站向基站发射的通信系统中，所述通信系统定义移动站的功率步为包括功率电平的特定范围，包括步骤：

选择所述移动站的特定功率步；

分所述特定功率步为关联于所述特定功率步的功率子步组；和

在由所述特定功率步包括的功率电平的特定范围内，指定单独的标称发射功率电平到所述功率子步组的每一个。

2.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：

在所述移动站，从所述基站获得命令，指令所述移动站用一定的功率步；

判定所述一定的功率步是否也是所述特定功率步；

如果所述一定的功率步也是所述特定功率步：

      选择关联于所述特定的功率步的所述功率子步组的一个；

      从所述移动站，以指定给所述功率子步组的所述一个的单独的

标称发射功率电平发射信号；和

如果所述一定的功率步不是所述特定功率步：

      从所述移动站，以由所述一定的功率步包括的功率电平的特定

范围内的功率电平发射信号。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述分所述特定功率步的步骤包括步骤：

分所述特定功率步为最大功率子步和至少一个较低的功率子步。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述选择所述功率子步组的一个的步骤包括步骤：

识别信道条件是否超过预定门限；

如果所述信道条件超过所述预定门限：

      选所述最大功率子步为所述功率子步组的所述一个；和

如果所述信道条件不超过所述预定门限：

      选所述至少一个较低的功率子步为所述功率子步组的所述一个。

5.如权利要求2所述的方法，还包括步骤：

在所述移动站，从所述基站获取进一步命令，指令所述移动站用进一步功率步。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述获取的步骤包括步骤：

从所述基站接收准予接入信道信号。

7.如权利要求5所述的方法，其中，所述获取的步骤包括步骤：

从所述基站接收慢速随路控制信道信号。

8.如权利要求5所述的方法，还包括步骤：

判定所述进一步功率步是否也是所述特定功率步；

如果所述进一步功率步也是所述特定功率步：

      选择关联于所述特定功率步的所述功率子步组的一个；

      从所述移动站，以指定给所述功率子步组的所述一个的单独的

标称发射功率电平发射进一步信号；和

如果所述进一步功率步不是所述特定功率步：

      从所述移动站，以由所述进一步功率步包括的功率电平的所述

特定范围内的功率电平发射进一步信号。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述选择特定功率步的步骤包括步骤：

选择所述移动站的最大功率步为所述特定功率步。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述分所述特定功率步的步骤包括步骤：

分所述特定功率步为最大功率子步和至少一个较低的功率子步。

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