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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Übertragungsleistungssteuerung
in einem mobilen Kommunikationssystem. Insbesondere bezieht sich
die Erfindung auf eine Leistungssteuerung in einem CDMA-System.
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Die Übertragungsleistungssteuerung
wird verwendet, um eine optimale Übertragungsleistung zu erreichen,
bei der Daten in der gewünschten
Weise an den Empfänger
befördert
werden können.
Das Ziel besteht darin, eine fehlerfreie Datenübertragung mit einer ausreichenden Übertragungsleistung,
aber ohne Verwendung von übermäßiger Übertragungsleistung,
die elektrische Energie an der sendenden Vorrichtung verbraucht
und Interferenz mit anderen Funkverbindungen verursacht, zu verwirklichen.
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Wie
bekannt ist, wird die Angemessenheit der Übertragungsleistung als ein
Verhältnis
der Signale zu den Interferenzen am empfangenden Ende gemessen.
Ein gebräuchliches
Verhältnis
ist das sogenannte SIR (Signal-zu-Interferenz-Verhältnis), ein Wert, der das Verhältnis der
Signalleistung zur Interferenzleistung anzeigt. Ein anderes Verhältnis, das verwendet
wird, ist das CIR (Träger
zu Interferenz Verhältnis),
ein Wert, der das Verhältnis
der Trägerwellenleistung
zur Interferenzleistung beschreibt. In Funksystemen wird das Zielniveau
typischerweise für
die Übertragungsleistung
am empfangenden Ende spezifiziert. Vorteilhafterweise wird bei jeder Funkverbindung
die Übertragungsleistung
so eingestellt, dass das Zielniveau gerade erreicht wird. Durch
die oben erwähnten
Gründe
ist es unvorteilhaft, die Übertragungsleistung
höher als
das Zielniveau festzulegen. Das Zielniveau kann vorteilhafterweise
als ein Bereich spezifiziert werden, in welchem die Übertragungsleistung
ausreichend ist, um die Information ohne Fehler an den Empfänger zu übertragen.
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Bei
Lösungen
des Stands der Technik wird dieses Zielniveau oder dieser Bereich
für den SIR-Wert
spezifiziert. Dieses Zielniveau ist ein Parameter, der zusammen
mit Nachrichten übertragen wird,
wenn eine Aushandlung über
einen Träger stattfindet.
Ein Träger
bezieht sich hier auf die Einheit, die alle die Faktoren umfasst,
die an der Datenübertragung
zwischen einer Basisstation und einem gegebenen Endgerät beteiligt
sind. Das Trägerkonzept
umfasst unter anderem die Datenübertragungsrate,
die Verzögerung,
das Bitfehlerverhältnis
und die Variationen in diesen innerhalb gewisser minimaler und maximaler
Werte. Man kann sich den Träger
als ein Datenübertragungspfad
denken, der ein Produkt aller dieser Faktoren ist und der eine Basisstation
mit einem gegebenen Endgerät
verbindet, um einen Weg zu liefern, um zwischen ihnen Nutzdaten
zu übertragen.
Ein Träger
verbindet, insbesondere in Modem-Systemen, ein Endgerät mit einer
Basisstation. Multimodus-Endgeräte
können
mehrere gleichzeitige Träger,
die sie mit einer Basisstation verbinden, aufweisen. Wenn das System
eine Makrodiversitätskombination
haben kann, so kann der Träger oder
können
die Träger
ein Endgerät
und ein Netz durch mehr als eine Basisstation gleichzeitig verbinden.
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1 zeigt
eine Leistungssteueranordnung des Stands der Technik, um beispielsweise
die Übertragungsleistung
in einem mobilen Kommunikationssystem zu steuern. Die Anordnung
umfasst einen SIR-Abschätzer 11,
um die Qualität
des ankommenden Signals zu untersuchen, und um die Information über die
Qualität
des ankommenden Signals beispielsweise unter Verwendung des SIR-Werts
weiterzugeben. Der SIR-Abschätzer 11 gibt
diesen SIR-Wert an ein Leistungssteuerelement PC_1 12 und
empfängt
auch eine andere Steuerung durch eine Qualitätsschleife 15. Die
Qualitätsschleife
umfasst die Prüfung
nach Fehlern im Signal, FER 13, wobei die Fehler von der
Qualität
der Verbindung abhängen,
wodurch die Schleife als eine Qualitätsschleife 15 bezeichnet
wird. Auf der Basis der Fehler im Signal wird die Übertragungsleistung
mittels des Leistungssteuerelements PC_2 14 in der Qualitätsschleife 15 eingestellt.
Gemäß dem Stand
der Technik arbeitet die Qualitätsschleife 15 so,
dass wenn es Fehler im Signal gibt, das SIR-Zielniveau, das durch die
Qualitätsschleife 15 gegeben
ist, angehoben wird. Wenn keine Fehler im Signal erkannt werden, wird
das SIR-Zielniveau sofort um eine Stufe gesenkt, wobei diese gewöhnlicherweise
kleiner als die Stufe aufwärts
ist. Das Leistungssteuerelement PC_1 verwirklicht einen Vergleich
auf dessen Basis die Übertragungsleistung
eingestellt wird. Die Übertragungsleistung
wird erhöht,
wenn das Zielniveau, das durch die Qualitätsschleife 15 angegeben
ist, höher
ist als das der Steuerung, die durch den SIR-Abschätzer 11 gegeben
ist. Ansonsten wird die Übertragungsleistung
erniedrigt.
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Die
Patentveröffentlichung
US 5,946,346 offenbart ein
Beispiel einer Leistungssteuerung in einem drahtlosen Kommunikationssystem.
In Erwiderung auf die gemessene Kanalqualität, die einen Kanalqualitätsschwellwert übersteigt,
wird ein Leistungssenkungsbefehl gesandt und der Kanalqualitätsschwellwert
wird erhöht.
In Erwiderung auf den Kanalqualitätsschwellwert, der die gemessene
Kanalqualität übersteigt,
wird ein Leistungserhöhungsbefehl
gesandt, und der Kanalqualitätsschwellwert wird
erniedrigt. Eine Verkehrssignalqualität wird gemessen und mit einem
Verkehrssignalqualitätsschwellwert
verglichen, und das Ergebnis des Vergleichs wird verwendet, um den
Kanalqualitätsschwellwert
einzustellen. Die Verkehrssignalqualität wird gemäß den erfassten Rahmenfehlern
eingestellt.
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Das
Problem, das mit der Anordnung gemäß dem Stand der Technik verbunden
ist, kann durch das folgende Beispiel dargestellt werden. Man nehme
in der Anordnung gemäß dem Beispiel
an, dass ein Endgerät
im Mittel einen SIR-Wert von 15 dB benötigt, um eine Verbindungsqualität zu erzielen,
die gut genug ist, und dass das Endgerät diesen SIR-Wert erzielen
kann. Man nehme ferner an, dass der Betriebsbereich des SIR-Abschätzer 11 beispielsweise
von 0 bis 14 dB reicht. Zu Beginn wird der SIR-Wert, der vom SIR-Abschätzer 11 und
dem Leistungssteuerelement PC_1 12 gegeben ist, auf 13 dB
festgelegt. Dann ist jedoch die Qualität der Verbindung nicht gut
genug für
die Datenübertragung.
Die Qualitätsschleife 15 erkennt
Fehler im Signal und befiehlt, den SIR-Wert zu erhöhen. In
der beispielhaften Lösung
des Stands der Technik wird der SIR-Wert in Schritten von 0,5 dB
erhöht.
Da der maximale Wert des SIR-Abschätzers 14 dB beträgt, und
das SIR-Zielniveau,
das durch die Qualitätsschleife 15 gegeben
wird höher
als diese 14 dB ist, so wird die Übertragungsleistung erhöht. Zur
selben Zeit wird das SIR-Zielniveau angehoben, wodurch die Übertragungsleistung
weiter zunimmt. Ein gewisser Übertragungsleistungswert,
der hoch genug ist, erzeugt eine ausreichend gute Verbindungsqualität, worauf die
Qualitätsschleife 15 beginnt,
das SIR-Zielniveau zu senken. Das SIR-Zielniveau wird in Schritten
gesenkt, die beträchtlich
kleiner sind als solche, die verwendet wurden, um es anzuheben,
so dass die Übertragungsleistung
zunimmt, so lange das SIR-Zielniveau kleiner als der SIR-Wert ist,
der vom SIR-Abschätzer
gegeben wird. Wenn die Übertragungsleistung
zu stark angestiegen ist, so wird die in Frage stehende Verbindung
mit anderen möglichen
Verbindungen interferieren.
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2 zeigt
das oben beschriebene Problem bei der Anordnung gemäß dem Stand
der Technik. Im Koordinatensystem der 2 sind Kurven
für die Übertragungsleistung,
den wirklichen SIR-Wert, den Wert, der vom SIR-Abschätzer 11 gegeben
wird, und die Zunahme des Werts des SIR-Zielniveaus, die durch die
Qualitätsschleife 15 gegeben
wird, dargestellt. Das Koordinatensystem zeigt das Niveau, das für den SIR-Wert
erforderlich ist, damit die Qualität der Verbindung gut genug
ist, das heißt
dass die Übertragungsleistung
ausreicht, um fehlerfreie Daten im in Frage stehenden Fall zu übertragen.
Darüber hinaus
zeigt das Koordinatensystem den maximalen Wert, der durch den SIR-Abschätzer 11 gegeben wird.
Das Zielniveau, das durch die Qualitätsschleife 15 gegeben
wird, nimmt so lange zu, so lange zu viele Fehler vorhanden sind, das
heißt
der reale SIR-Wert liegt unter dem geforderten SIR-Wert. Wie man aus
der Figur sehen kann, nimmt der SIR-Wert, der vom SIR-Abschätzer 11 gegeben
wird, zu, wenn der reale SIR-Wert zunimmt und erreicht seinen maximalen
Wert oder die obere Grenze der Ausgabewerte des SIR-Abschätzers. Das
SIR-Zielniveau,
das durch die Qualitätsschleife 15 gegeben
wird, nimmt zu, bis die Übertragungsleistung
hoch genug ist, um Daten fehlerfrei zu übertragen. In diesem Fall kann es
passieren, gerade wie es in diesem Beispiel dargestellt ist, dass
das SIR-Zielniveau, das durch die Qualitätsschleife 15 gegeben
ist, in diesem Moment höher
ist als der größte mögliche Ausgabewert
des SIR-Abschätzers 11.
Da der SIR-Wert, der durch den SIR-Abschätzer 11 gegeben ist,
kleiner als das SIR-Zielniveau, das durch die Qualitätsschleife 15 gegeben
wird, ist, steigt die Übertragungsleistung weiter
an. Die Qualitätsschleife 15 wiederum
beginnt, das SIR-Zielniveau zu senken, da das empfangene Signal
in ausreichendem Maße
fehlerfrei ist. Die Übertragungsleistung
wird nicht reduziert, bevor das SIR-Zielniveau unter den maximalen
Wert des SIR-Abschätzers
fällt.
Dies kann eine Weile dauern, da die Qualitätsschleife das SIR-Zielniveau
in Schritten senkt, die kleiner als die sind, die verwendet werden,
um es zu erhöhen.
Dieses Zeitintervall ist in 2 mit T
markiert. Während
dieser Zeit ist die Übertragungsleistung
unnötig
hoch.
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Es
werde ein anderes Problem bei einer Anordnung gemäß dem Stand
der Technik betrachtet. Eine problematische Situation kann beispielsweise auftreten,
wenn das Endgerät
schon mit einer maximalen Leistung überträgt, obwohl der SIR-Wert, der durch den
SIR-Abschätzer
gegeben wird, und der reale SIR-Wert kleiner sind, als dies für eine ausreichende
Qualität
notwendig ist. Deswegen versucht die Qualitätsschleife weiter das SIR-Zielniveau
zu erhöhen,
obwohl tatsächlich
eine ausreichende Qualität
niemals erreicht werden kann, da sich die Übertragungsleistung schon an
ihrem Maximum befindet. Wenn das Endgerät sich beispielsweise in ein
geographisches Gebiet bewegt, wo es eine ausreichende Verbindungsqualität bei einer
niedrigeren Übertragungsleistung
erzielt, nimmt die Übertragungsleistung
langsam ab, da das SIR-Zielniveau, das von der Qualitätsschleife 15 gegeben
wurde, sich sehr erhöht hat
und nur sehr langsam absinkt. Somit überträgt das Endgerät unnötigerweise
mit einer übermäßigen Leistung.
Eine solche Situation kann sich beispielsweise als Ergebnis eines
sogenannten Eckeneffekts ergeben. Ein Eckeneffekt bedeutet eine
rapide Verbesserung der Verbindungsqualität, insbesondere in urbanen
Räumen.
Beispielsweise kann die Verbindungsqualität auf verschiedenen Seiten
ein und desselben Blocks bis zu mehreren zehn Dezibel variieren.
Dann wird in einer Situation, wo die Übertragungsleistung auf einer
ersten Seite des Blocks auf den maximalen Wert angehoben wurde,
das SIR-Zielniveau der Qualitätsschleife
ziemlich hoch angehoben sein. Wenn man sich zur Ecke desselben Blocks
und weiter auf eine zweite Seite bewegt, wo die Verbindungsqualität beträchtlich
besser ist, bleibt die Übertragungsleistung
für lange
Zeit dennoch hoch, da die Qualitätsschleife 15 das
SIR-Zielniveau sehr langsam senkt. Ein ähnliches Problem kann in anderen ähnlichen
Situationen auftreten, bei denen die Qualität der Verbindung beträchtlich
variieren kann.
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3 zeigt
die oben beschriebene Situation, indem sie in einem Koordinatensystem
Kurven für
die Übertragungsleistung,
den realen SIR-Wert, den Wert, der durch den SIR-Abschätzer 11 gegeben
ist, und das SIR-Zielniveau,
das durch die Qualitätsschleife 15 gegeben
ist, zeigt. Zusätzlich
zeigt die Figur den maximalen Wert des SIR-Abschätzers und den SIR-Wert, der
für eine
ausreichende Verbindungsqualität
erforderlich ist. Man kann aus der Figur sehen, dass obwohl der
reale SIR-Wert schnell zunimmt (Punkt A), da die Verbindungsqualität besser wird,
wenn sich das Endgerät
beispielsweise weg von einer Rückseite
eines Hindernisses bewegt, die Übertragungsleistung
nicht gleichzeitig fällt,
nicht einmal annähernd.
Die Übertragungsleistung
beginnt erst abzunehmen, wenn das SIR- Zielniveau, das durch die Qualitätsschleife 15 gegeben
ist, unter den maximalen Wert des SIR-Abschätzers fällt, um eine ausreichende Verbindungsqualität zu erzielen
(Punkt B). Eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, die oben
beschriebenen Nachteile des Stands der Technik zu eliminieren.
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Die
Aufgaben der Erfindung werden durch das Festlegen eines Betriebsbereichs
für diese
Qualitätsschleife
erzielt, was eine übermäßige Erhöhung der Übertragungsleistung
verhindert.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung
ist ein Verfahren für
das Steuern der Übertragungsleistung in
einem Telekommunikationssystem, das mindestens ein Endgerät und mindestens
ein Netzelement umfasst, und das so ausgelegt ist, dass es mindestens
ein Leistungssteuerelement enthält,
das auf ein Zielniveau einer Qualitätssteuerschleife für die Qualität eines
Signals anspricht, und Mittel für
das Bestimmen eines Werts, der die Qualität des Signals darstellt, wobei
in diesem Verfahren
- – ein erstes Zielniveau der
Qualitätssteuerschleife für den Wert,
der die Qualität
des Signals darstellt, definiert wird, und das Verfahren dadurch
gekennzeichnet ist, dass
- – ein
Referenzbereich definiert wird, für das Begrenzen des Werts,
der die Qualität
eines Signals darstellt, und
- – das
erste Zielniveau der Qualitätssteuerschleife für den Wert,
der die Qualität
des Signals darstellt, auf diesen Referenzbereich beschränkt wird,
um ein endgültiges
Zielniveau für
die Qualitätssteuerschleife
für dieses
Leistungssteuerelement zu erhalten.
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Das
Endgerät
gemäß der Erfindung
für das Steuern
der Übertragungsleistung
umfasst:
- – ein
Leistungssteuerelement, das auf ein Zielniveau einer Qualitätssteuerschleife
für einen
Wert, der die Qualität
eines Signals darstellt, anspricht, und
- – Mittel
für das
Bestimmen eines ersten Zielniveaus der Qualitätssteuerschleife für den Wert, der
die Qualität
eines Signals angibt, und es ist weiter dadurch gekennzeichnet,
dass es umfasst:
- – weitere
Mittel für
das Definieren eines Referenzbereichs für den Wert, der die Qualität eines
Signals darstellt, und
- – ein
Vergleichselement für
das Beschränken
des ersten Zielniveaus der Qualitätssteuerschleife für den Wert,
der die Qualität
eines Signals darstellt, auf diesen Referenzbereich, um für das Leistungssteuerelement
ein endgültiges
Zielniveau für die
Qualitätssteuerschleife
für den
Wert, der die Qualität
eines Signals darstellt, zu bestimmen.
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Das
Netzelement gemäß der Erfindung
umfasst
- – eine Übertragungsleistungssteuerung,
die auf ein Zielniveau einer Qualitätssteuerschleife für einen
Wert, der die Qualität
eines Signals angibt, reagiert, und
- – Mittel
für das
Bestimmen eines Zielniveaus einer ersten Qualitätssteuerschleife für den Wert,
der die Qualität
eines Signals darstellt,
und ist dadurch gekennzeichnet, dass
das Netzelement weiter umfasst:
- – weitere
Mittel für
das Definieren eines Referenzbereichs für den Wert, der die Qualität eines
Signals darstellt, und
- – ein
Vergleichselement für
das Beschränken
des ersten Zielniveaus der Qualitätssteuerschleife für den Wert,
der die Qualität
eines Signals darstellt, auf den Referenzbereich, um für die Übertragungsleistungssteuerung
ein endgültiges
Zielniveau für
die Qualitätssteuerschleife
für den
Wert, der die Qualität
des Signals darstellt, zu bestimmen.
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Andere
vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
spezifiziert.
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Gemäß der Erfindung
werden Grenzen für die
Zielwerte, wie beispielsweise die SIR-Werte, gesetzt, die die Qualität eines
Signals darstellen, wobei diese Grenzen einen Referenzbereich definieren, mittels
dem die übermäßige Zunahme
der Übertragungsleistung
verhindert werden kann. Vorteilhafterweise ist die Grenze eines
ersten Zielwerts der Qualitätsschleife
so ausgebildet, dass sie dieselbe ist wie die erste Grenze, die
vom Messelement ausgegeben wird, das die Qualität des Signals misst. Ein zweiter Zielwert
kann auch für
Qualitätsschleife
festgelegt werden, wobei er ausgelegt ist, gleich oder ein wenig kleiner
als eine zweite Grenze zu sein, die vom Messelement ausgegeben wird,
das die Qualität
des Signals misst.
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Die
Erfindung wird unten unter Bezug auf die angefügten Zeichnungen genauer beschrieben.
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1 zeigt
eine Anordnung gemäß dem Stand
der Technik für
das Steuern von Leistung;
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2 zeigt
Signale der Anordnung gemäß dem Stand
der Technik in einer ersten problematischen Situation;
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3 zeigt
Signale einer Anordnung gemäß dem Stand
der Technik in einer zweiten problematischen Situation;
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4 zeigt
eine Anordnung gemäß der Erfindung
für das
Steuern von Leistung;
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5 zeigt
Signale einer Ausführungsform gemäß der Erfindung
in einer ersten Situation;
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6 zeigt
Signale einer Ausführungsform gemäß der Erfindung
in einer zweiten Situation; und
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7 zeigt,
wie eine Ausführungsform
gemäß der Erfindung
auf eine Mobilstation angewandt wird.
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Gleiche
Elemente in den Figuren sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.
Die 1, 2 und 3 wurden
oben in Verbindung mit der Beschreibung des Stands der Technik diskutiert.
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Es
werde zunächst
eine Anordnung betrachtet, die eine Anordnung für das Verhindern einer übermäßigen Zunahme
der Übertragungsleistung verwirklicht.
Dies wird erreicht, indem der Wert, der die Qualität des Signals
darstellt, so ausgebildet wird, dass er entweder eine obere Grenze
oder eine untere Grenze oder beide aufweist, um so die Übertragungsleistung
zu begrenzen.
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In
einer Anordnung gemäß der Erfindung wird
die Qualität
des empfangenen Signals durch ein Messelement gemessen, das an ein
erstes Leistungssteuerelement einen Wert gibt, der die Qualität des Signals
darstellt. Die Anordnung gemäß der Erfindung
umfasst weiter eine Qualitätsschleife
für das Messen
von Fehlern, die im empfangenen Signal auftauchen, mittels eines
Fehlerprüfmittels,
das ein zweites Leistungssteuerelement steuert. Dieses zweite Leistungssteuerelement
gibt einen Zielwert für den
Wert vor, der die Qualität
des Signals darstellt, wobei dieser Zielwert in einem Vergleichselement verglichen
wird. Im Vergleichselement wird gewährleistet, dass der Zielwert
in einem Referenzbereich bleibt, der durch vorbestimmte Grenzwerte
definiert ist. Vom Vergleichselement wird der Zielwert an ein erstes
Leistungssteuerelement gegeben, wo der Wert, der die Qualität des Signals
darstellt, der von dem Messelement gegeben wird, auch mit dem Zielwert
verglichen wird, und basierend auf dem Vergleich wird die Übertragungsleistung
eingestellt. Der Wert, der die Qualität des Signals darstellt, kann
beispielsweise ein SIR-Wert, ein CIR-Wert oder irgend ein anderer ähnlicher
Wert sein. Nachfolgend werden wir Situationen betrachtet, in welchen
der Wert, der Qualität
des Signals darstellt, ein SIR-Wert ist. Weiterhin ist in den folgenden
Beispielen das Messelement ein SIR-Abschätzer, der so ausgebildet ist,
dass er mindestens die Qualität
eines empfangenen Signals misst und eine entsprechende Kennzeichnung ausgibt.
Hier ist die Kennzeichnung das SIR. Es ist für Fachleute offensichtlich,
dass die Elemente andere sein können,
als sie oben erwähnt wurden,
solange sie die entsprechenden Funktionen verwirklichen können.
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4 zeigt
eine Anordnung gemäß der Erfindung.
Die Anordnung umfasst ein erstes Mittel, wie eine SIR-Abschätzer 11,
so ausgebildet, dass es einen Betriebsbereich für das Steuern eines Wertes aufweist,
wie eines SIR-Wertes, der die Qualität eines Signals darstellt und
der verwendet werden kann, um einen Referenzbereich für den Wert,
der die Qualität
des Signals darstellt, zu definieren. Die Anordnung gemäß der Erfindung
umfasst ein zweites Mittels, wie eine Qualitätsschleife 15, die
dem Stand der Technik entspricht, die ein Signalfehlerprüfelement
FER 13 und ein Leistungssteuerelement PC_2 14 einschließt, um ein
Zielniveau für
den Wert, der die Qualität
des Signals darstellt, zu bestimmen. Vorteilhafterweise arbeitet
die Schleifenanordnung in einer Art, dass wenn es Fehler im Signal
gibt, das Leistungssteuerelement PC_2 14 eine Steuerung
ausgibt, um den Wert einzustellen, der die Qualität des Signals
darstellt, mittels eines ersten Zielniveaus, wie des SIR-Zielniveaus,
für den
Wert, der die Qualität des
Signals darstellt. In dieser beispielhaften Ausführungsform wird das Zielniveau
erhöht,
wenn Fehler im Signal auftauchen. Wenn das Signal in vorbestimmten
Grenzen fehlerfrei ist, wird das Zielniveau erniedrigt. In dieser
Anordnung gemäß der Erfindung gibt
es ein Vergleichselement 21 zwischen dem Leistungssteuerelement
PC_2 14 der Qualitätsschleife 15 und
dem ersten Leistungssteuerelement PC_1 12, wobei das erste
SIR-Zielniveau an
dieses Vergleichselement geleitet wird. Vom ersten Mittel 11 empfängt das
Vergleichselement einen Referenzbereich, wie Grenzwerte für den SIR-Wert,
so dass es im Vergleichselement 21 möglich ist, gemäß dem Referenzbereich
das Zielniveau für
den Wert, der die Qualität
des Signals darstellt, der vom Leistungssteuerelement PC_2 14 gegeben
wird, zu prüfen
und einzustellen. Das Vergleichselement 21 gibt das endgültige Zielniveau
für den
Wert aus, der die Qualität
des Signals darstellt, gemäß dem das
Leistungssteuerelement PC_1 12 das Leistungssteuersignal, das
die Übertragungsleistung
steuert, passend einstellt, basierend auf einem Vergleich zwischen
dem Wert, der die Qualität
des Signals darstellt, der vom ersten Mittel 11 kommt,
und dem endgültigen
Zielniveau. Vorteilhafterweise wird das endgültige Zielniveau, das vom Vergleichselement
ausgegeben wird, vom ersten Zielniveau in einer solchen Weise erhalten,
dass wenn das erste Zielniveau niedriger oder höher als die Grenzwerte ist,
die vom ersten Mittel 11 empfangen werden, das endgültige Zielniveau
entweder auf den minimalen oder maximalen Wert des Referenzbereichs
eingestellt wird. Es ist für
einen Fachmann klar, dass gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Referenzbereich zwischen den Grenzwerten, der vom ersten Mittel 11 an
das Vergleichselement 21 gegeben wird, derselbe ist wie
der Betriebsbereich des ersten Mittels 11, wie eines SIR-Abschätzers. Gemäß einer
anderen vorteilhaften Ausführungsform
ist der Referenzbereich zwischen den Grenzwerten der Qualitätsschleife 15 ein
Bereich, leicht breiter als der Betriebsbereich des ersten Mittels 11,
aber jedoch eingeschränkt,
so dass die Übertragungsleistung
nicht zu stark ansteigen kann. Vorteilhafterweise wird in einer
Lösung
gemäß einer
anderen Ausführungsform
die Übertragungsleistung
erhöht,
wenn das Zielniveau den maximalen Wert übersteigt, der vom ersten Mittel 11 gegeben
wird. Ansonsten wird die Übertragungsleistung
erniedrigt. Ein Fachmann wird erkennen, dass es gemäß der Erfindung
möglich
ist, gerade den oberen Grenzwert oder gerade den unteren Grenzwert
oder beide zu liefern, um die Übertragungsleistung
zu steuern. Weiterhin ist es für
einen Fachmann offensichtlich, dass der obere Grenzwert allgemein
ausgedrückt
werden kann als gleich mit dem maximalen Wert des Betriebsbereichs
des ersten Mittels, addiert zu einer ersten vorbestimmten Konstante,
und in ähnlicher Weise,
dass der untere Grenzwert gleich dem minimalen Wert des Betriebsbereichs
des ersten Mittels 11, hinzugefügt zu einer zweiten vorbestimmten
Konstante ist. Die Konstante kann einen positiven oder negativen
Wert haben, oder sie kann null sein.
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Es
ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass das oben beschriebene Vergleichselement
gemäß der Erfindung
ein erstes Mittel 41 umfasst, das gewährleistet, dass das Zielniveau
für den
Wert, der die Qualität
eines Signals darstellt, sich in Übereinstimmung mit den Grenzen
des vorbestimmten Referenzbereichs befindet, wie das oben beschrieben
ist, und ein zweites Mittel 42, um das endgültige Zielniveau
für den
Wert, der die Qualität
des Signals darstellt, an das Leistungssteuerelement 12 zu
geben.
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Wir
können
die Operation der Anordnung gemäß der Erfindung
durch das in 5 gezeigte Signaldiagramm studieren,
wobei es dem entspricht, was in 2 für die Anordnung
des Stands der Technik gezeigt wurde. Die dargestellte Anordnung
zeigt eine Situation, wo Fehler im Signal, das in der Qualitätsschleife 15 gemessen
wird, auftreten, wodurch der Wert, der die Qualität des Signals
darstellt, der vom ersten Mittel 11 gegeben wird, allmählich erhöht wird,
wenn die Qualitätsschleife 15 das
Zielniveau anhebt. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist das erste Mittel
ein SIR-Abschätzer,
und der Wert, der die Qualität
des Signals darstellt, ist der SIR-Wert. Wenn das Zielniveau steigt,
so tut dies auch die Übertragungsleistung,
um die Zahl der Fehler im Signal zu reduzieren. In diesem Fall wurde
gemäß der Erfindung
ein maximaler Wert für
das SIR-Zielniveau, das von der Qualitätsschleife erzeugt wird, festgelegt,
wobei dieser maximale Wert in dieser beispielhaften Ausführungsform
leicht höher
als der maximale Wert des Betriebsbereichs des SIR-Abschätzers 11 ist.
In dieser beispielhaften Ausführungsform
beträgt
der maximale Wert des Betriebsbereichs des SIR-Abschätzers 11 14
dB, und vorteilhafterweise beträgt
der maximale Wert des SIR-Werts, der von der Qualitätsschleife 15 erzeugt wird,
14,05 dB, wenn die Stufengröße der Erniedrigung
in der Qualitätsschleife 15 0,05
dB beträgt.
Die Figur zeigt, dass der SIR-Wert, der vom SIR-Abschätzer 11 angegeben
wird, ziemlich stetig bis zum maximalen Wert des SIR-Abschätzers 11 ansteigt. Die
Qualitätsschleife 15 hat
die ganze Zeit das SIR-Zielniveau schrittweise angehoben, da die
Werte, die vom SIR-Abschätzer
gegeben werden, keine ausreichende Verbindungsqualität erzeugen.
Da es Fehler im Signal gibt, wodurch das SIR-Zielniveau, das durch die Qualitätsschleife 15 gegeben
wird, höher
als der SIR-Wert ist, der vom Abschätzer gegeben wird, wird die Übertragungsleistung
erhöht. Wenn
der reale SIR-Wert den SIR-Wert erreicht, der erforderlich ist,
dass die Verbindungsqualität
ausreichend ist, kann das SIR-Zielniveau der Qualitätsschleife
erniedrigt werden. Wenn das SIR-Zielniveau, das
von der Qualitätsschleife 15 gegeben
wird, unter den maximalen Wert des SIR-Abschätzers gefallen ist, kann die Übertragungsleistung
erniedrigt werden. Wenn das SIR-Zielniveau nicht ausreichend ist
und wieder Fehler im Signal auftreten, so ist es gemäß der 5 möglich, zum
SIR-Maximalwert, der von der Qualitätsschleife gegeben wird, zurückzukehren und
die Übertragungsleistung
zu erhöhen.
In dieser beispielhaften Ausführungsform
betrage der maximale Grenzwert, der vom SIR-Abschätzer 11 gegeben
wird, beispielsweise 14,05 dB. Wenn das neue SIR-Zielniveau nicht
ausreichend ist, bewirkt der nächste
Einstellschritt eine Rückkehr
zum begrenzten maximalen Wert der Qualitätsschleife 15. Wie man
aus der 5 sehen kann, bleibt der SIR-Wert auf
dem erforderlichen Niveau, und die Übertragungsleistung kann beträchtlich
niedriger gehalten werden, als in den Lösungen gemäß dem Stand der Technik. Für einen
Fachmann ist es offensichtlich, dass die numerischen Werte für die SIR-Werte nur beispielhaft
sind und in keiner Weise die Anwendung der Lösung gemäß der Erfindung auf andere SIR-Werte
begrenzen.
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Man
betrachte nun als nächstes
mit der Hilfe der 6, wie eine Lösung gemäß der Erfindung
auf eine Situation ähnlich
der, die in 3 gezeigt ist, angewandt wird.
Im in 6 dargestellten Fall ist die Übertragungsleistung eines Endgeräts auf ihr
Maximum angestiegen, obwohl der tatsächliche SIR-Wert und der Wert,
der vom SIR-Abschätzer 11 gegeben wird,
kleiner sind als das, was für
eine ausreichende Verbindungsqualität erforderlich wäre. Eine
solche Situation kann beispielsweise in einem Schattenbereich auftreten,
wo die Qualität
einer Verbindung nicht auf ein ausreichendes Niveau gebracht werden kann,
sogar dann wenn man mit voller Leistung überträgt. Da das SIR-Zielniveau,
das von der Qualitätsschleife 15 gegeben
wird, gemäß der Erfindung
begrenzt ist, bleibt das SIR-Zielniveau in diesem beispielhaften
Fall an seinem maximalen Wert, bis zu dem Zeitpunkt zu dem der reale
SIR-Wert auf den SIR-Wert ansteigt, der für eine ausreichende Verbindungsqualität erforderlich
ist. Beispielhaft zeigt die 6 den Eckeneffekt
zum Zeitpunkt A, wie das oben beschrieben ist, wo die Qualität der Verbindung plötzlich beträchtlich
verbessert wird. Der reale SIR-Wert steigt dann plötzlich auf
einen Wert, der eine ausreichende Verbindungsqualität gewährleistet.
Im Gegensatz dazu kann das SIR-Zielniveau, das von der Qualitätsschleife
gegeben wird, von seinem maximalen Wert um mindestens eine Stufe
erniedrigt werden. Somit ist der SIR-Wert, der vom SIR-Abschätzer gegeben
wird, größer als
oder zumindest gleich dem SIR-Zielniveau, so dass die Übertragungsleistung
erniedrigt werden kann.
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Es
ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass die Grenzwerte für den SIR-Wert
in gewünschter
Weise festgelegt werden können.
Die Aufgabe besteht jedoch darin, dass gewisse Werte für die SIR-Wert-Schätzung und
für die
maximalen und minimalen Werte der Qualitätsschleife beispielsweise mittels
einer Standardisierung definiert werden. Somit kann gewährleistet
werden, dass die Qualität überall für Verbindungen
verschiedener Betreiber auf ausreichendem Niveau gehalten werden
kann. Die Standardisierung ist insbesondere in einer Anordnung vorteilhaft,
in der der Vergleich zwischen dem SIR-Wert, der von der Qualitätsschleife
gegeben wird, und dem SIR-Schätzbereich
so ausgebildet ist, dass er in einer Funknetzsteuerung (RNC) eines
mobilen Kommunikationsnetzes der dritten Generation verwirklicht
werden kann. Gemäß der Erfindung
ist es auch möglich,
den SIR-Wert so anzulegen, dass er nur einen für ihn spezifizierten Grenzwert
aufweist.
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Die
Leistungssteueranordnung gemäß der Erfindung
kann in einem Endgerät,
wie beispielsweise einer Mobilstation, die ein Funknetz bei ihren
Verbindungen verwendet, angewandt werden. Die Leistungssteueranordnung
gemäß der Erfindung
kann beispielsweise in den Sender- und Empfängereinheiten einer Mobilstation
oder dergleichen verwirklicht werden. 7 zeigt
eine Anordnung für
das Anwenden der Lösung
gemäß der Erfindung
in einer Mobilstation. Die Mobilstation umfasst typische Teile,
wie ein Mikrofon 701, ein Tastenfeld 707, eine
Anzeige 706, ein Ohrhörer 714,
einen Sende/Empfangs-Schalter 708,
eine Antenne 709 und eine Steuereinheit 705. Zusätzlich zeigt
die Figur Sender- und Empfängerblöcke 704, 711,
die für
eine Mobilstation typisch sind. Der Senderblock 704 umfasst
Funktionen, die bei der Sprachkodierung, der Kanalkodierung, der
Verschlüsselung
und der Modulation benötigt
werden, als auch RF-Funktionen. Der Empfängerblock 711 umfasst
die entsprechenden RF-Funktionen als auch die Funktionen, die bei
der Demodulation, der Entschlüsselung,
der Kanaldekodierung und der Sprachdekodierung benötigt werden.
Ein Signal, das vom Mikrofon 701 kommt, das in einer Verstärkerstufe 702 verstärkt wird,
und das in einem AD-Wandler
in eine digitale Form ungewandelt wird, wird zum Senderblock 704,
typischerweise zu einem Sprachkodierelement im Senderblock gebracht. Nachdem
das Signal im Senderblock verarbeitet, moduliert und verstärkt wurde,
wird es über
den Sende/Empfangs-Schalter 708 zur Antenne 709 geführt. Ein
zu empfangendes Signal wird von der Antenne über den Sende/Empfangs-Schalter 708 zum
Empfängerblock 711 gebracht,
der das empfangene Signal demoduliert, entschlüsselt und kanaldekodiert. Das
sich ergebende Sprachsignal wird über einen D/A-Wandler 712 zu
einem Verstärker 713 und
weiter zu einem Ohrhörer 714 geführt. Die
Steuereinheit 705 steuert den Betrieb der Mobilstation,
liest die Steuerbefehle, die vom Benutzer auf dem Tastenfeld 707 gegeben
werden, und sendet mittels der Anzeige 706 Nachrichten
an den Benutzer. Die Leistungssteueranordnung 715 gemäß der Erfindung
kann beispielsweise in der Steuereinheit der Mobilstation verwirklicht
werden, wie das in 7 gezeigt ist. Die Leistungssteueranordnung
umfasst vorteilhafterweise dieselben oder entsprechende Elemente
wie die Anordnung der 4, das sind Mittel für das Bestimmen
eines Werts, der die Qualität
des Signals darstellt, wie einen SIR-Abschätzer 11, ein erstes
Leistungssteuerelement PC_1 12, ein zweites Leistungssteuerelement
PC_2 14, ein Fehlerprüfelement
FER 13 und ein Vergleichselement 21. In dieser
beispielhaften Anordnung werden Rahmenfehler oder dergleichen im
empfangenen Signal detektiert, so dass die Übertragungsleistung entsprechend
gesteuert werden kann. Es ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass die Anordnung gemäß der Erfindung
auch in anderen Funktionseinheiten der Mobilstation verwirklicht
werden kann.
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In
einer nochmals anderen Ausführungsform der
Erfindung ist ein Verfahren für
das Steuern der Übertragungsleistung
in einem Telekommunikationssystem offenbart. Es weist mindestens
ein Endgerät und
mindestens ein Netzelement auf und ist so ausgelegt, dass es mindestens
ein Leistungssteuerelement (12) einschießt, das
auf ein Zielniveau einer Qualitätssteuerschleife
für die
Qualität
eines Signals reagiert, und Mittel (11) für das Bestimmen
eines Werts, der die Qualität
eines Signals darstellt. In der Ausführungsform wird ein erstes
Zielniveau der Qualitätssteuerschleife
definiert (13, 14, 15) für den Wert, der
die Qualität
eines Signals darstellt. Es wird ein Referenzbereich für die Begrenzung
des Werts, der die Qualität
eines Signals darstellt, definiert, und das erste Zielniveau der
Qualitätssteuerschleife
wird auf den Referenzbereich beschränkt (21), um ein endgültiges Zielniveau
der Qualitätssteuerschleife
für das
Leistungssteuerelement zu erhalten. Weiterhin ist im ausgebildeten
Verfahren das endgültige
Zielniveau der Qualitätssteuerschleife
für den
Wert, der die Qualität
eines Signals darstellt, begrenzt, so dass er größer als oder gleich einem dritten
vorbestimmten Grenzwert ist. Weiterhin umfasst das Mittel für das Bestimmen
eines Werts, der die Qualität
eines Signals darstellt, einen SIR-Abschätzer (11). Der SIR-Abschätzer (11)
gibt eine Steuerung an das Leistungssteuerelement (12).
Die Qualität
des empfangenen Signals wird geprüft, und auf der Basis dieser Prüfung wird
ein erstes SIR-Zielniveau an das Vergleichselement (21)
gegeben. Mittels des Vergleichselements (21) ist gewährleistet,
dass das erste SIR-Zielniveau größer als
oder gleich dem dritten vorbestimmten Grenzwert des SIR-Abschätzers ist. Das
Vergleichselement (21) gibt ein endgültiges SIR-Zielniveau an das
Leistungssteuerelement (12), das ein Leistungssteuersignal
erzeugt, um die Übertragungsleistung
einzustellen.
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Gemäß einer
anderen Anordnung kann die Leistungssteuerfunktion in einer Basisstation
BS verwirklicht werden. Die Anordnung gemäß der Erfindung kann dann beispielsweise
so verwirklicht werden, dass Messungen im Gebiet einer gegebenen Basisstation
ausgeführt
werden, um zu gewährleisten,
dass der SIR-Wert in einem gewissen Gebiet gut genug ist. Die Basisstation
kann ausgelegt werden, um eine Anordnung gemäß der Erfindung einzuschließen, die
dieselben oder entsprechende Mittel umfasst, wie die, die oben beschrieben
wurden. Es ist insbesondere vorteilhaft, die Anordnung der Sender-
und Empfängereinheiten
der Basisstation ähnlich
wie im oben beschriebenen Fall der Mobilstation zu verwirklichen.
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Gemäß einer
dritten vorteilhaften Anordnung kann der Vergleich in einer Funknetzsteuerung
RNC verwirklicht werden, so dass für die Basisstation spezifische
Parameter, die von der Funknetzsteuerung verwendet werden, den oben
erwähnten
Referenzbereich für
das Begrenzen des Werts, der die Qualität des Signals darstellt, spezifizieren.
Eine solche Anordnung kann auch so verwirklicht werden, dass die
Funknetzsteuerung RNC an die Basisstationen die Betriebsbereiche
für die
Mittel gibt, die den Wert bestimmen, der die Qualität des Signals
darstellt, und sie, wenn notwendig, einstellt, in einer Situation,
bei der der Referenzwert sich von dem Betriebsbereich unterscheidet.
Vorteilhafterweise werden die Daten des Betriebsbereiches und des
Referenzbereiches in der Funknetzsteuerung gespeichert.
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Es
ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass ein Netzelement gemäß der Erfindung,
das eine Übertragungsleistungssteuerung
umfasst, so ausgebildet wird, dass es gemäß der Erfindung ein erstes Mittel
für das
Bestimmen eines Referenzbereichs für einen Wert, der die Qualität eines
Signals bestimmt, ein zweites Mittel für das Bestimmen eines ersten Zielniveaus
für den
Wert, der die Qualität
eines Signals darstellt, und ein Vergleichselement für das Begrenzen
des ersten Zielniveaus für
den Wert, der die Qualität
eines Signals darstellt, auf den Referenzbereich, um ein endgültiges Zielniveau
für den
Wert, der die Qualität
eines Signals darstellt, zu bestimmen, einschließt. Ein Netzelement gemäß der Erfindung kann
abhängig
von der Operation des in Frage stehenden Netzelements auch andere
Mittel umfassen.
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Es
ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass die entsprechende Anordnung
auch in jedem Netzelement verwirklicht werden kann, in dem Funktionen
in Bezug auf die Leistungssteuerung ausgeführt werden können. Es
ist weiter offensichtlich, dass die Implementierung des Verfahrens
gemäß der Erfindung
zwischen einer Vielzahl von Netzelementen aufgeteilt werden kann.
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Die
Anordnung gemäß der Erfindung
kann beispielsweise in mobilen Kommunikationsnetzen verwendet werden,
um die Übertragungsleistung
zu steuern, um die Interferenz im Netz zu reduzieren. Vorteilhafterweise
findet die Anordnung gemäß der Erfindung
Verwendung beispielsweise in mobilen Kommunikationsnetzen der dritten
Generation, wie UMTS, in welchen eine Breitband-CDMA-(WCSMA)-Technik
bei der Datenübertragung
verwendet wird. Neben mobilen Systemen kann die Anordnung gemäß der Erfindung
auch in anderen Telekommunikationssystemen verwendet werden, wo
eine ähnliche
Leistungssteuerung ausgeführt
wird.
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Es
ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass die Anordnung gemäß der Erfindung
auf andere Funknetze angewandt werden kann, in welchen die Übertragungsleistung
eingestellt werden kann. Die Anordnung gemäß der Erfindung, die oben präsentiert
wurde, kann auch in einer anderen Weise, als sie oben beschrieben
ist, verwirklicht werden.