专利名称：用于组播信号的传输功率控制的方法
技术领域：
本发明涉及用于控制传输功率的方法，所说的传输功率由传输单元使用，所说的传输单元用于使用单个物理信道经过一个无线电接口向组播组的至少两个通信设备传输组播信号。本发明还同样地涉及这样一种传输单元、这样一种通信设备、以及一种通信系统。
背景技术：
在现有技术中已经公开了对下行链路信号的传输功率的控制，所说的下行链路信号是由通信网络的网络单元经过无线电接口向接收通信设备发送的。这样一种功率控制尤其是允许补偿网络单元和接收通信设备之间的变化的信道条件。在一般情况下，使用传输功率才是目的，该传输功率对于在通信设备上可靠地接收传送的信号来说应该是足够地大，但与此同时又要不大于必要的数值。在闭合回路功率控制当中，网络单元向通信设备发送信号，通信设备向网络单元提供反馈。然后，网络单元能够根据这个反馈调节传输功率。
尤其是对于CDMA(码分多址)无线电系统来说，快速闭合回路功率控制主要是处理衰落信道。在下行链路中，这样一种快速闭合回路功率控制可以通过保证在下行链路上接收信号的通信设备在每个时隙向发送的网络单元发出功率控制命令来实现。例如，在UMTS(通用移动电信服务)系统中，这对应于每2/3毫秒发送一个功率控制命令。
在技术规范3GPP TS 25.214 V5.1.0(2002-06)“3rd GenerationPartnership Project；Technical Specification Group Radio AccessNetwork；Physical Layer procedures(FDD)(Release 5)”中，描述了用于下行链路传输的闭合回路功率控制。
按照这个技术规范，下行链路信道的传输功率是由网络确定的。下行链路传输功率的控制程序同时还控制DPCCH(专用的物理控制信道)以及它对应的DPDCH(专用的物理数据信道)的功率。每个通信设备产生TPC(传输功率控制)命令，以控制网络传输功率并且将这些命令在上行链路DPCCH的专用的TPC字段中传送到网络。在接收到TPC命令时，UTRAN(UMTS地面无线电接入网络)为对应的连接适当地调节它的下行链路DPCCH/DPDCH功率。
例如可以通过通信设备这样确定TPC命令，以致接收的下行链路的SIR(信号干扰比)保持在给定的信号干扰比的目标值。为此，通信设备可以估算要进行功率控制的连接的所接收的下行链路DPCCH/DPDCH功率，估算所接收的干扰，并且从这些估算值中计算出信号干扰比。然后，通信设备可以使用所获得的信号干扰比的估算值来产生TPC命令。如果信号干扰比估算值大于预定的信号干扰比的值，则可以发送一个TPC命令“0”，用于请求减小传输功率。如果信号干扰比估算值小于预定的信号干扰比的值，则可以发送一个TPC命令“1”，用于请求增加传输功率。
组播传输同样可从现有技术中已知。组播传输是相同的信息从一个传输单元向一组属于一个组播组的所选的接收单元的传输。在基于经过一个无线电接口进行传输的通信系统中，这样一种组播传输可以在形成通信网络的网络单元的基站和经过这个基站访问通信网络的多个通信设备之间实施。
在一个无线电环境内，如果使用用于所有通信设备的同一个物理信道向一个组播组的各个通信设备同时发送信息，则组播传输是最有效的。在CDMA的情况下，使用用于一个组播组的所有通信设备的单个下行链路的物理信道，按照扩展码，需要用于向所有通信设备传递数据的资源的绝对最小值。
通常，一个组播组的各个通信设备在组播传输期间将不能感受到相同的信道条件。在闭合回路功率控制的情况下，各个通信设备因此将会产生并且传送不同的功率控制命令。更加具体地说，一个具有好的信道条件的通信设备将不会要求改变传输功率，它甚至可能表示可以减小功率。与此同时，同一个组播组的另外的通信设备由于坏的信道条件可以要求增加传输功率。然而，如果使用单个物理信道来进行组播传输，则显然只能针对所有的通信设备一起调节这个信道上的传输功率。这样，公知的用于专用的下行链路传输的功率控制就可能在应用于组播传输时导致由组播组的不同通信设备产生的功率控制命令之间的冲突。
发明内容
本发明的一个目的是允许对在单个物理信道上经过一个无线电接口向一个组播组的至少两个通信设备的组播传输进行有效的功率控制。
另一方面，提出一种方法，所说的方法用于控制由用于传送这样的组播信号的传输单元使用的传输功率。传输单元具体来说可以是通信网络的一个网络单元，但同样可以是适合于传输组播信号的任何其它的单元。所说的方法包括至少两个通信设备中至少那个以最低质量接收组播信号的通信设备向传输单元传送功率控制命令。这些功率控制命令表明由用于传输组播信号的传输单元使用的传输功率是应该增加还是应该减小。
为了产生功率控制命令，通信设备有利地首先确定接收的组播信号的质量是否足够高。如果所说的这个质量比所需要的质量高，则产生功率控制命令，以表明可以减小传输功率。如果所说的这个质量比所需要的质量低，则产生功率控制命令，以表明应该增加传输功率。
在所建议的方法中，传输单元还要根据从至少两个通信设备中的至少一个接收的功率控制命令来调节传输功率，调节的方式是以最低质量接收组播信号的通信设备的功率控制命令至少对于所说的调节有最显著的影响。
另一方面，建议一种传输单元和一种通信设备，其分别包括用于实现与传输单元和通信设备相关的所建议的方法的各个步骤的装置。
进而，建议一种通信系统，其包括一个这样的传输单元和至少两个这样的通信设备。
本发明来源于如下的考虑公知的功率控制机制不能直接应用到组播传输。本发明还进一步来源于如下的考虑只有在接收最弱的组播信号的通信设备接收到质量令人满意的信号的情况下，为组播信号所使用的传输功率才能是足够的。因此，按照本发明，由这个通信设备产生的反馈对于传输功率的任何调节就具有至少最大的影响(如果不是唯一的影响的话)。
本发明的一个优点是，可以将一个特定的组播组的组播信号的传输功率总是设定为一个水平，该水平允许这个组播组的各个通信设备即使在移动时也能感受到最差的信道条件，以便以足够大的功率接收组播信号。
本发明的优选实施例在从属权利要求中变得显而易见。
在本发明的第一优选实施例中，一个组播组的所有的通信设备都要操作功率控制回路并且向传输单元发送功率控制命令。传输单元无论何时接收到至少一个表明应该增加传输功率的功率控制命令时都增加传输功率。而且，传输单元无论何时从组播组的所有的通信设备接收到表明可以减小传输功率的功率控制命令时都减小传输功率。
按照这种处理方法，以最低质量接收组播信号的通信设备显然比任何其它通信设备更久地要求增加传输功率。由于在只有单个通信设备要求增加功率的情况下已经将增加功率，所以以最低质量接收组播信号的通信设备对于传输功率的增加有最大的影响。进而，这个通信设备显然是最后一个提出减小传输功率的设备。因为只有当所有的通信设备都要求减小时才减小功率，所以以最低质量接收组播信号的通信设备对于传输功率的减小也具有最大的影响。
在本发明的第二优选实施例中，传输单元要求组播组中经过选择的一个通信设备来提供功率控制命令。所有其它的通信设备不发送与组播信道有关的任何功率控制命令。这样，选择这个组播组中的一个通信设备，使之成为组播功率控制主设备。为了使传输单元能选择一个通信设备作为主设备，每个通信设备都向这个传输单元提供某种类型的质量指示，这个质量指示反映了由相应的通信设备接收的组播信号的质量。然后，传输单元选择当前所提供的质量指示反映组播信号的最低质量的那个通信设备。最好用信号以专用消息的形式向相应的通信设备发出这种选择。要说明的是，质量指示也可以通过最初由所有的通信设备发送的功率控制命令给出。一个通信设备只在相应的选择以后才发送功率控制命令。
该第二种处理方法的优点是，只有感受到最差的信道条件的通信设备才向传输单元发送功率控制命令，而另外的通信设备只接收组播数据，因为它们的信道条件比发送功率控制命令的通信设备的信道条件要好些。因此可以避免可能由不同通信设备产生的不同命令引起的模糊性。
由于单个通信设备起组播功率控制主设备的作用，所以应该允许这种功能的移交。借此，可以保证随着信道条件的改变，也总是当前接收到最低质量的组播信号的这个通信设备控制下行链路的传输功率。
在本发明的第三优选实施例中，像在第一种处理方法中的情况一样，每个通信设备都向传输单元发送功率控制命令。此外，像在第二种处理方法中的情况一样，每个通信设备还向传输单元发送质量指示。质量指示反映的是由相应的通信设备接收的组播信号的质量。然后，利用基于这些质量指示的因子对所有的通信设备的功率控制命令进行加权。将经过加权的功率控制命令相加并且与一个预先确定的值进行比较。根据这个比较，增加或减小传输功率。再有，质量指示还可以由功率控制命令本身给出。在这种情况下，通信设备只发送功率控制命令，而传输单元此外还将这些功率控制命令看作是质量指示。
按照本发明，感受到最差信道条件的通信设备必须对功率调节有至少最重要的影响。这就意味着，在第三种处理方法中，必须将最大的权重赋予以最低的质量接收组播信号的通信设备的功率控制命令。可以根据所提供的质量指示确定这个通信设备，它再一次构成了组播功率控制主设备。功率控制命令的加权可以是这样的，使得排他地考虑组播功率控制主设备的功率控制命令，也就是说，这个相应的功率控制命令的加权因子例如设定为“1”，而其它的通信设备的功率控制命令的加权因子设定为“0”。按照另一种方式，其它的通信设备的功率控制命令不是完全被忽略，即，组播功率控制主设备的功率控制命令的加权因子设定为最大值，但至少一个其它的加权因子同样地设定为一个大于0的值。
对于所提出的第三种处理方法，传输单元没有必要向通信设备表明它是组播功率控制主设备。传输单元只需要由每个通信设备提供的质量指示，并且在没有发出信号的条件下确定哪个功率控制命令应对组播信道的功率控制作出多少贡献。由于组播功率控制主设备的作用能够在各个通信设备之间动态地传递，即使通信设备对此不了解，也实现组播功率控制主设备的功能的某种类型的隐含的移交。
与第二种处理方法相比，在第三种处理方法中，不需要向相应的组播功率控制主设备发出附加的信号。由于在功率调节中额外的信令需要一些额外的时间，因此这个第三种处理方法的优点是它能特别快地进行功率调节。
在第二和第三优选实施例中的质量指示可以是基于单个质量参数的单个值、基于不同质量参数的组合的单个值、或者包括多个基于多个质量参数的值。如果每个质量指示包括不同值，则在第三种处理方法中，传输单元可以根据加权的不同的质量值确定功率控制命令的加权因子。
要说明的是，在本发明的任何实施例中，只要通信设备发送上行链路数据，就不必操作附加的DCH(专用信道)，该DCH专用于向传输单元发送功率控制命令和/或质量指示。于是，可以在所建立的上行链路信道上以简单的方式发送所需的反馈信息。这种所建立的上行链路信道在许多情况下、例如在利用由同一个小区供应的多于两个通信设备的电话会议呼叫中是存在的。
用于功率控制的常规的命令被限定为用于请求增加传输功率的第一命令和用于请求减小传输功率的第二命令。如果优选地保持功率为原样，通信设备就可以交替地发送第一和第二命令。对于某些系统，附加地引入一个新的命令可能是有用的，这个新的命令明确地要求功率保持原样。
所用的功率控制命令可以类似于或者等同于在上述的规范3GPP TS25.214中规定的公知的TPC命令。如在这个技术规范中所述的，可以在上行链路信道中提供一个专用的字段，用于功率控制命令和/或用于质量指示。
本发明尤其可以用于CDMA系统，但不是专用于CDMA系统。本发明进一步还尤其可以用于、但不是专用于UMTS。在UMTS的情况下，在一个UTRAN的节点B中，就可以完全实现所建议的传输单元的功能，因为这个节点B负责功率控制命令的解释。
按照本发明的传输单元例如可以是一个基站，像UTRAN的节点B一样，或者可以是一个基站的一部分，或者是一个完整的无线电接入网络，如同UTRAN。通信设备例如可以是一个移动电话，但同样可以是能够经过一个无线电接口与通信网络进行通信的任何其它的设备。在UMTS的情况下，通信设备称为用户设备。
应该理解，可以按照许多方式改变和补充本发明的这些实施例。
现在借助于例子并参照附图更加详细地描述本发明。唯一的附图是一个流程图，其部分地说明了本发明的方法的一个优选实施例。
具体实施例方式
图1中所示的方法是在移动通信网络的UTRAN的节点B中实施的。具有UMTS能力的用户设备UE可通过这个节点B接入移动通信网络。登记到一个组播组的每个用户设备因此能够接收由相应的组播组的节点B发送的组播信号。在图1中所示的方法是一个功率控制回路的一部分，它保证一个组播组的每个用户设备都能够接收在整个传输时间期间由这个组播组的节点B发送的组播信号，而同时传输功率要尽可能地低以减小干扰。
节点B在单个物理信道上经过空中接口向属于这个组播组的几个用户设备发送特定组播组的组播信号。首先，将节点B上的传输功率设定为一个高的数值，以便保证在所采用的组播信道上当前具有弱接收的那些用户设备也能接收到组播信号。弱接收可能是由于相应的用户设备到节点B的相对较大的距离。
每个用户设备接收发送的组播信号、估算下行链路组播连接的功率和接收的干扰、并且根据估算值计算信号干扰比。然后，将这个计算得到的信号干扰比与一个预定的信号干扰比的值进行比较。如果计算得到的信号干扰比的值大于预定的信号干扰比的值，则假定为发送组播信号所用的功率足够地高。如果估算的信号干扰比的值低于预定的信号干扰比的值，则假定为发送组播信号所用的功率不够高。因此，信号干扰比的确定和随后的比较可符合上述的规范TS 25.214中的建议。基于这种比较，每个用户设备随后确定功率控制命令。选择功率控制命令“1”来表示需要增加传输功率，而选择功率控制命令“-1”来表示可以减小传输功率。
此外，每个用户设备确定一个质量指示，质量指示表示在对应的用户设备上感受到的组播信道上的当前的无线电条件。在本例中，质量指示简单地由计算得到的信号干扰比组成。可替换地或附加地，质量指示可以基于表征组播信道上的当前接收质量的任何其它的值，例如在相应的用户设备上确定的组播信道的当前码组差错概率。
用户设备将确定的功率控制命令插入已建立的到节点B的专用上行链路连接的专用的功率控制命令字段，并且将确定的质量指示插入已建立的到节点B的专用上行链路连接的专用的质量指示字段。如果一个或多个用户设备当前没有建立上行链路连接，则创建一个相应的DCH(数据信道)，专用于向节点B发送对应的功率控制命令和对应的质量指示。
如图1所示，节点B在第二个步骤中从这个组播组的所有的用户设备处接收所提供的功率控制(PC)命令和质量指示。
通过估算质量指示，节点B确定报告最低信号干扰比的一个或多个用户设备。将加权因子“1”赋予这个或这些用户设备的功率控制命令。将加权因子“0”赋予所有其它的用户设备的功率控制命令。
节点B然后利用所赋予的加权因子加权所接收的功率控制命令，并且对加权的功率控制命令求和，这些步骤同样表示在图1中。通常，只有一个用户设备将会报告最低的信号干扰比，因此，最终的和通常对应于由这个用户设备提供的功率控制命令“1”或“-1”。
在一个可替换的处理方法中，尤其如果在质量指示中包括不同的数值，则可以向所有的用户设备或者几个用户设备赋予大于0的加权因子。然而，同样在这种情况下，报告在组播信道上接收的信号的最低总体质量的用户设备的功率控制命令必须通过接收最大的加权因子而对求和的功率控制命令有最大的影响。因此，在任何情况下，这个用户设备构成组播功率控制主设备。
在下一个步骤，节点B确定加权的并且求和的功率控制命令是否小于0。
如果加权的并且求和的功率控制命令小于0，则可以假定为发送组播信号所用的当前的传输功率对于这个组播组的所有的用户设备来说至少是足够大的。因此，在图1的下一个步骤中，减小传输功率。
如果加权的并且求和的功率控制命令等于或大于0，则可以假定为发送组播信号所用的当前的传输功率至少对于这个组播组的一个用户设备来说不是足够大的。
节点B以调节过的传输功率继续传输组播信号，并且所述的闭合回路的功率控制继续进行，一直到完成这个组播传输时为止。
还要说明的是，本发明的所述的实施例只是各种各样的可能的实施例之一。
权利要求
1.一种用于控制传输功率的方法，所说的传输功率由传输单元使用，所说的传输单元用于使用单个物理信道经过一个无线电接口向组播组的至少两个通信设备传输组播信号，其中所说的至少两个通信设备中至少那个以最低质量接收所说的组播信号的通信设备向所说的传输单元传送功率控制命令，这些功率控制命令表明由所说的用于传送所说的组播信号的传输单元使用的传输功率是应该增加还是应该减小，并且其中，所说的传输单元根据从所说的至少两个通信设备中的至少一个通信设备接收的功率控制命令通过调节所说的传输功率，调节的方式是即以最低质量接收所说组播信号的所说通信设备的所说功率控制命令至少对所说的调节具有最重要的影响。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所说至少两个通信设备中的每个通信设备向所说的传输单元发送功率控制命令，其中如果任何一个所说的通信设备发送表明需要增加所说的传输功率的功率控制命令，所说的传输单元增加为发送所说组播信号使用的所说传输功率，并且其中只在所有的所说的通信设备发送表明可以减小所说的传输功率的功率控制命令的情况下，所说的传输单元才减小所说的传输功率。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所说至少两个通信设备中的每个通信设备向所说的传输单元发送质量指示，所说的质量指示反映在相应的通信设备上接收的组播信号的质量，其中所说的传输单元请求提供反映接收的组播信号的最低质量的质量指示的通信设备附加地发送功率控制命令，其中所说提供反映接收的组播信号的最低质量的质量指示的通信设备根据所说的请求向所说传输单元发送功率控制命令，并且其中所说的传输单元按照由提供反映接收的组播信号的最低质量的质量指示的通信设备接收的功率控制命令调节为发送所说组播信号所使用的所说传输功率。
4.根据权利要求3所述的方法，其中当所说的传输单元检测到所说的另外的通信设备发送了表示所接收的组播信号的最差质量的质量指示时候，所说的传输单元请求另外的通信设备替代地发送功率控制命令。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所说至少两个通信设备中的每个通信设备向所说的传输单元发送功率控制命令和质量指示，所说的质量指示反映在相应的通信设备接收的组播信号的质量；其中所说的传输单元根据所说的接收的质量指示通过以下方式加权所说的接收的功率控制命令来自提供反映接收的组播信号的最低质量的质量指示的通信设备的功率控制命令获得最大的冲击；其中所说的传输单元对所得到的加权的功率控制命令求和；并且其中所说传输单元按照所说加权的并且求和的功率控制命令来调节为发送所说组播信号使用的所说传输功率。
6.根据前述权利要求中任何一个所述的方法，其中功率控制命令表明当前的传输功率应该增加、减小、还是应该保持不变。
7.一种传输单元，包括用于实现与前述的权利要求之一的步骤有关的传输单元的装置。
8.一种通信设备，包括用于实现与前述的权利要求1-6之一的步骤有关的通信设备的装置。
9.一种通信系统，包括一个传输单元和至少两个通信设备，所说的传输单元具有用于实现与前述的权利要求1-6之一的步骤有关的传输单元的装置，所说的至少两个通信设备具有用于实现与前述的权利要求1-6之一的步骤有关的通信设备的装置。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制传输功率的方法，该传输功率由传输单元使用，用于使用单个物理信道经过一个无线电接口向组播组的通信设备传输组播信号。为了能够有效地进行功率控制，建议至少那个接收最弱组播信号的通信设备向传输单元传送功率控制命令。此外，还建议传输单元根据从至少一个通信设备接收的功率控制命令通过以下方式调节传输功率，即以最低质量接收组播信号的通信设备的功率控制命令对所说的调节具有最重要的影响。本发明同样还涉及相应的传输单元、相应的通信设备、和相应的通信系统。
文档编号H04W52/08GK1679256SQ03820672
公开日2005年10月5日 申请日期2003年8月18日 优先权日2002年8月30日
发明者C·赫曼恩 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司