专利名称：无线通信系统中的动态导频功率的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一种通信系统，具体涉及控制用户和通信基站之间的数据流动。
背景技术：
在诸如蜂窝电话的无线通信领域中，一个系统通常包括在由该系统提供服务的区域中分布的多个基站。于是该区域中的各个用户(固定的和移动的)可以接入该系统，从而经由一个和多个基站接入其他互联的通信系统。通常，当移动用户移动时，他/她通过与一个基站随后与另一个基站通信，而在经过一个区域时保持与系统的通信。每一个由基站覆盖的区域通常被称为一个小区。
基站通常以网格型式布置，具有覆盖的重叠区域，以确保移动站总是能够与至少一个基站进行通信。每个基站被设定为以预先选择的、足以覆盖其小区的导频功率级别来进行发送，从而结合的效果是覆盖整个范围。导频信道在下行链路中进行广播，从而允许小区识别和接收级别测量。
然而，导频功率设定是覆盖和干扰之间复杂的平衡行为。例如，如果导频功率设定得太低，则当小区的负载由于更多的移动站进入小区而增大时，会损害在小区边缘的覆盖。从而，随着小区中的负载增大，小区边缘的移动站很可能将不能够建立和保持与基站的通信。
因此，普遍的设计原则是将导频功率设定增大为一个恒定的较大值，以确保当小区负载增大时良好的覆盖。这一较大的导频功率适合于高负载的小区，但是当小区经历低负载时就太大了。这一太大的导频功率导致干扰增大，造成吞吐量减小。也就是说，干扰减小了可以在移动站和基站之间传送数据/信息的速率。减小的吞吐量导致小区资源的不能充分利用并且会导致无法接受的低数据传输率，这对于现代的高速数据网络接入来说是一个显著的问题。
本发明致力于克服或者至少是减少前述的一个或多个问题的影响。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于控制通信系统中的导频功率的方法。该方法包括步骤确定与通信系统中的一个小区相关的负载，以及设定导频功率处于与确定的负载相关的级别。
通过结合附图参考随后的描述能够理解本发明，在附图中相同的参考数字表示相同的元件，并且在附图中图1是根据本发明的一个实施方式的通信系统的方框图；图2描述了在图1的通信系统中使用的基站和接入终端的一个实施方式的方框图；图3是图解说明用于控制图1和2的通信系统中的导频功率的方法的一个实施方式的流程图；和图4是图解说明用于控制图1和2的通信系统中的导频功率的方法的可选实施方式的流程图。
尽管本发明允许各种修改和可选形式，且已经通过示例在附图中示出了本发明的特定实施方式并对其进行了详细描述。但是，应当理解，此处对特定实施方式的描述不是试图将本发明限制为所公开的特定形式，相反，是试图覆盖落在如附加权利要求所定义的本发明的精神和范围内的所有修改、等价物和可选方案。
具体实施例方式
下面描述本发明的示例性实施方式。为了清楚起见，在本说明书中没有描述实际实现的所有特征。当然，应当理解，在任意这样的实际实施方式的开发中，必须做出许多特定实现决定，以达到开发者的特定目的，例如符合涉及系统和涉及商业的约束，这些约束对于各个实现是不同的。此外，还应当理解，这样的开发努力是复杂和耗时的，然而将是从本公开获利的本领域普通技术人员承担的例行事务。
现在转到附图，具体参见图1，根据本发明的一个实施方式，图示了通信系统100。为了图示的目的，图1的通信系统100是全球移动电话系统(UMTS)，尽管应当理解本发明可以适用于支持数据和/或语音通信的其他系统，例如CDMA 2000/3G1X。通信系统100允许一个或多个移动站120通过一个或多个基站130与例如因特网的数据网络125进行通信。移动站120可以采取多种设备中任何一种的形式，所述多种设备包括蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、数字寻呼机、无线卡、和任何其他能够通过基站130接入数据网络125的设备。
在一个实施方式中，多个基站130可以通过一个和多个连接线139耦合到无线电网络控制器(RNC)138，所述连接线139例如T1/EI线或电路、ATM电路、电缆、光学数字用户线(DSL)等。尽管只示出了一个RNC 138，本领域的技术人员将会明白，可以利用多个RNC 138与多个基站130进行连接。一般地，RNC 138进行操作，以便控制和调整与其相连的基站130。图1的RNC 138一般提供复制、通信、运行时间、和系统管理服务。在图示的实施方式中，RNC 138处理呼叫处理功能(例如设定和终止呼叫路径)，并且能够为每个移动站120以及为由每个基站130支持的每个分区确定前向和/或反向链路上的数据传输率。
RNC 138随后经由连接线145耦合到核心网络(CN)165，连接线145可以采用多种形式中的任意一种，诸如T1/EI线和电路、ATM电路、电缆、光学数字用户线(DSL)等。通常CN 165用作至数据网络125和/或至公共电话系统(PSTN)160的接口。CN 165执行各种功能和操作，例如用户验证，但是对CN 165的结构和操作的详细描述不是理解和评价本发明所需要的。因此，为了避免不必要地混淆本发明，在此没有示出CN 165的进一步的细节。
数据网络125可以是分组交换数据网络，例如根据网际协议(IP)的数据网络。在征求评论文件(RFC)791中描述了日期为1981年9月、名为“网际协议”的IP的一个版本。在更多的实施方式中也可以应用其他版本的IP，例如IPv6，或其他无连接分组交换标准。在征求评论文件RFC2460中描述了日期为1998年12月、名为“网际协议，版本6(IPv6)规范”的IPv6版本。数据网络125也可以包括在其他实施方式中的其他类型的基于分组的数据网络。所述其他基于分组的数据网络的示例包括异步传输模式(ATM)、帧中继网络等等。
如此处所使用的，“数据网络”可以指一个或多个通信网络、信道、链路或路径，以及用于经由这样的网络、信道、链路或路径来路由数据的系统或设备(例如路由器)。
因此，本领域的技术人员将能理解，通信系统100有利于移动站120和数据网络125之间的通信。但是，应当明白，图1的通信系统100的结构实质上是示例性的，在通信系统100的其他实施方式中可以采用较少或另外的部件，而不会违背本发明的精神和范围。
除非另外明确地声明或从讨论中所显见，诸如“处理”或“计算”或“确定”或“显示”等术语是指计算机系统或类似的电子计算设备的动作和处理，其操纵并将在计算机系统的寄存器和存储器中表示为物理、电子量的数据转换为同样的在计算机系统的存储器或寄存器或其他这样的信息存储器、传输或显示设备中表示为物理量的其他数据。
现在参考图2，示出了与示例性基站130和移动站120相关的功能结构的一个实施方式的方框图。基站130包括接口单元200、控制器210、天线215和多个信道业务信道230、控制信道240。在图示的实施方式中，接口单元200控制基站130和RNC 138之间的信息流动(参见图1)。控制器210一般操作用来控制天线215和多个信道230、240之间的数据和控制信号的传送和接收，并经由接口单元200向RNC 138传送至少部分的接收信息。如下面结合图3更加详细地描述的，控制器210和/或RNC 138还可以用来确定导频功率的适当设定。
移动站120与基站130共享某些功能属性。例如，移动站120包括控制器250、天线255和多个信道业务信道270、控制信道280。控制器250一般操作用来控制天线255和多个信道270、280之间数据和控制信号的传送和接收。
通常，移动站120中的信道270、280与基站130中的对应信道230、240进行通信。在控制器210、250的操作之下，信道230、270和240、280被用来建立专用或共享的传输信道，用于从移动站120到基站130的通信。例如，控制信道一般由移动站120用来请求允许向基站130发送数据和/或控制信息。控制信道280还可以用来向小区中的所有移动站广播信息。
现在转到图3，图示了图解说明控制器210(或RNC 138的一部分)关于确定和设定导频功率的操作的流程图。在图3所示的实施方式中，处理开始于确定负载的方框300。在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以以各种方式确定当前小区中的负载。例如，负载可以计算为当前连接到小区的移动站数目的函数。可选的，负载可以确定为各个移动站和基站之间的合计传输率的函数。也就是说，一个重用户可以设置与三个相对轻的用户相类似的命令。此外，小区负载可以由实际测量的小区发送功率与总的最大发送功率之比来确定。
无论如何，随后将计算的负载与预先选择的设定点进行比较(在305)，以影响2-级导频功率控制器。即，如果确定的负载低于预先选择的设定点，则控制转到方框310，在方框310中将导频功率设定为预先确定的低值。另一方面，如果确定的负载高于预先选择的设定点，则控制转到方框315，在方框315中将导频功率设定为预先确定的高值。这样，当小区正在经历相对较低的负载时，则可以将导频功率设定为相对低的值，以确保适当的覆盖和较低的干扰。而当小区正在经历相对较高的负载时，导频功率可以上升为相对较高的值以保持覆盖。
一旦导频功率设定为其相对较低或较高值，控制转到方框320，在方框320中滤波(例如通过低通滤波器)导频功率以防止快速改变。也就是说，滤波允许导频功率从其当前值逐渐变化为目标值(例如，从相对较低的值到相对较高的值，反之亦然)。允许功率变化的速率是设计决定的问题，取决于各个实现的特定因子。
本领域的技术人员将会理解，尽管图3图解说明的实施方式示出了2-级的导频功率控制器，但是在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以变化级的数目。例如，可选的实施方式可以使用两个设定点，以建立3-级导频功率控制器。预想可以使用任意数目的级而不背离本发明的精神和范围。
现在转到图4，图示了图解说明控制器210(或RNC 138的一部分)关于以相对连续的可变方式确定和设定导频功率的操作的流程图的可选实施方式。在图4所示的实施方式中，处理开始于方框400，以上面结合图3描述的相似方式确定了负载。之后，在方框405，在一个算法中使用负载以计算所希望的导频功率。在本发明的一个实施方式中，所述算法可以采取下面的形式Ppilot＝c+α·ηDL，forηDL，min≤ηDL≤ηDL，max其中ηDL是平均小区负载，c和α是常数(设计参数)。
此后，在方框410中，如上面结合图3所讨论的，滤波导频功率以允许更多逐渐的变化。在不背离本发明的精神和范围的情况下，滤波可以采用多种形式中的任何一种。在一个实施方式中，滤波器可以采用下面的等式的形式PCPICH，n＝(1- f)·PCPICH，n-1+f·Ppilot其中f是遗忘(forgetting)滤波器的滤波因子。
本领域的技术人员将会理解，尽管已经就控制器210(或RNC138的一部分)描述了导频功率的控制，但是在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以在通信系统100的其他部分中执行在图3和4中描述的部分或全部功能。
本领域的技术人员将会理解，在此处的各个实施方式中图解说明的各个系统层、例程、或模块可以是可执行的控制单元(例如控制器210、250(参见图2))。控制器210、250可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、处理器卡(包括一个或多个微处理器或控制器)、或其他控制或计算器件。在这一讨论中提到的存储设备可以包括一个或多个机器可读存储介质，用于存储数据和指令。存储介质可以包括不同形式的存储器，包括诸如动态和静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)的半导体存储器件、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和闪速存储器；磁盘，例如硬盘、软盘、可移除盘；其他磁介质，包括磁带；以及光介质，例如致密盘(CD)和数字多用途盘(DVD)。组成各个系统中的各种软件层、例程或模块的指令可以存储在各个存储器件中。所述指令在由控制器210、250执行时使得对应的系统执行编程的动作。
上面公开的特定实施方式仅仅是示例性的，因为可以以不同但是等价的方式修改和实践本发明，所述不同但是等价的方式对于从此处的示教受益的本领域的技术人员是显而易见的。此外，除了如在下面的权利要求中描述的之外，对于此处示出的构造和设计的细节没有限制。因此，显然可以改变和修改上面公开的特定实施方式，并且认为所有这样的改变都在本发明的范围和精神之内。因此，此处要求的保护如在下面的权利要求中所阐述。
权利要求
1.一种用于控制通信系统中的导频功率的方法，包括步骤确定与通信系统中的小区相关的负载；和设定导频功率处于与确定的负载相关的级别。
2.如权利要求1中所述的方法，其中设定导频功率处于与确定的负载相关的级别的步骤还包括响应于确定的负载小于第一预先选择的值而设定导频功率处于第一级别，以及响应于确定的负载大于第一预先选择的值而设定导频功率处于第二级别。
3.如权利要求2所述的方法，还包括滤波导频功率，以控制在第一和第二级别之间的导频功率转变的速率。
4.如权利要求1所述的方法，其中设定导频功率处于与确定的负载相关的级别的步骤还包括将导频功率设定为确定的负载的线性函数。
5.如权利要求4所述的方法，还包括滤波导频功率。
6.如权利要求1所述的方法，其中确定与通信系统中的小区相关的负载的步骤还包括基于与小区相关的移动站的数目确定负载。
7.如权利要求1所述的方法，其中确定与通信系统中的小区相关的负载的步骤还包括基于在小区中交换的信息量确定负载。
8.如权利要求1所述的方法，其中确定与通信系统中的小区相关的负载的步骤还包括基于小区的实际发送功率确定负载。
9.如权利要求1所述的方法，其中确定与通信系统中的小区相关的负载的步骤还包括基于小区的实际发送功率与总的最大发送功率之间的比率确定负载。
全文摘要
本发明公开一种用于控制通信系统中的导频功率的方法，该方法包括步骤确定与通信系统中的小区相关联的负载；和设定导频功率处于与确定的负载相关联的级别。在一个示例性实施方式中，响应于确定的负载小于预先选择的设定点而设定导频功率处于第一较低级别，和响应于确定的负载大于预先选择的设定点而设定导频功率处于第二较高级别。
文档编号H04W16/06GK1697343SQ200510070420
公开日2005年11月16日 申请日期2005年5月9日 优先权日2004年5月10日
发明者法里伯兹·德瑞克杉, 恩里科·尤戈, 米尔科·沙赫特 申请人:朗迅科技公司