专利名称：用于发送消息的通信设备、通信节点和方法
技术领域：
本发明一般涉及通信网络，尤其涉及在功率控制通信网络中发送 消息。
背景技术：
通信网络包括多个电子设备，并允许电子设备通过发送包括一个 或多个帧的消息来在其中间通信。这种通信网络的示例是码分多址
(CDMA)网络。该通信网络由例如IS-95、 CDMA2000等标准进行管 理。所述标准严格管理电子设备所发送的消息中的单独帧的功率。由 于消息中每个帧的发送功率在增长，所以消息成功传递到目的地的概 率也在增长。如果存在恒定的帧误码率(FER)，然而随着消息长度(或 帧数量)的增长，消息成功传递的概率在减小。假设有恒定的目标FER， 那么具有多个帧的消息，例如信令消息，与仅具有一个或两个帧的消 息相比具有较低的成功到达其目的地的概率。
传递消息(或特定类型的消息)的持续的低概率会导致大比例的 消息(或特定类型的消息)不能传递到其各自的目的地。如果从基站 收发信机(BTS)发送到移动电话的包含信道信息的消息没有被成功传 递，那么移动电话不能连接到通信网络。这会至少临时地阻止移动电 话的用户拨打电话。如果在激活的通信会话期间有大比例的消息丢失， 未成功的消息传递还会造成不良的通信质量。进一步，在更坏的情况 中，未成功地接收一个或多个消息会导致激活的通信会话的终止。
在用于增加消息传递概率的已有方法中，每个消息的发送功率增 加固定的量。然而，该方法有下述缺点。首先，该方法导致过度的功 率消耗。即使当消息能够以较小的发送功率成功发送时，消息也以较高的发送功率进行发送。其次，在电子设备是移动电话或其它电池供 电的设备的情况中，该方法导致较短的电池寿命。移动电话的用户将 不得不频繁地给电池充电或更换电池。第三，由于对不同长度的消息 (或不同类型的消息)的成功传递概率发生变化，该方法不能提供始终 如一的业务质量。
附图描述
本发明通过附图以示例而不是限制的方式示出，其中相同的附图 标记表示相同的元件，其中
图1代表实践各种实施方式的环境；
图2是根据第一实施方式的通信实体的框图3是根据第二实施方式的通信实体的框图4是示出了根据实施方式用于发送消息的方法的流程图；和 图5示出了根据实施方式发送功率增益随消息中帧数量变化的査 找表。
图6示出了根据实施方式发送功率随消息中帧数量变化的可选査 找表。
图7示出了根据实施方式代表发送功率随消息中帧数量变化的链
路仿真曲线。
本领域的技术人员将理解为了简洁和清楚而示出图中的元件，并 且不需要按比例绘制。例如，图中某些元件的大小可以相对于其它元 件进行放大，以帮助提高对本发明实施方式的理解。
具体实施例方式
在详细描述根据本发明的实施方式之前，要注意到本发明主要存 在于与发送消息的通信设备、通信节点和方法关联的方法步骤和装置 元件的结合。因此，装置元件和方法步骤在附图中通过适当的常规的 符号表示，仅显示那些与理解本发明相关的具体细节，从而不会使得 对本领域普通技术人员显而易见的细节来模糊本发明，在此有利于描述。
在本文件中，相关术语，例如第一和第二等，可单独地用于从另 一个实体或行为中区别一个实体或行为，而不需要在这些实体或行为 之间要求或暗示任何真实的这种关系或顺序。术语"包含"、"包含着" 或其中的任何其它变化，意在覆盖非排它的包括，从而包括一系列元 件的过程、方法、物品或装置不仅仅包括那些元件，而可以包括在这 些过程、方法、物品或装置中没有明确列出或固有的其它元件。以"包 含......一种"开始的元件不排除该元件的所述过程、方法、物品或装置
中其它相同元件的存在，没有更多的限制。
本发明的各种实施方式提供了用于发送消息的方法。该方法包括 计算消息中帧的数量。发送功率基于消息中帧的数量而确定。进而， 使用确定的发送功率来发送消息的每一帧。
本发明的各种实施方式还提供了一种通信设备。该通信设备包括 处理器和发射机。所述处理器基于消息的长度计算来自通信设备的消 息中帧的数量。此后，处理器基于帧的数量确定发送功率。然后，发 射机以确定的发送功率发送消息的每一帧。
本发明的各种实施方式提供了一种通信节点。所述通信节点包括 处理器，放大器和发射机。所述处理器计算来自通信节点的消息中帧 的数量。当发送消息时，放大器调整通信节点的发送功率。
图1代表一种环境，在这里可实践本发明的各种实施方式。所述
环境代表通信网络的一部分。通信网络的示例包括码分多址(CDMA) 网络，和通用移动电信业务(UMTS)网络。所述环境包括作为通信设 备的第一通信实体102，实现作为通信节点的第二通信实体104和无线 链路106。所述通信实体102和104通过无线链路106在其中间进行通 信。无线链路106提供了一条通路，在该通路上与通信关联的数据在通信实体102和104之间发送。
实现作为通信设备的通信实体102可以是，例如，移动电话，具 有无线网卡的膝上型计算机，消息设备等。实现作为通信节点的通信 实体104的示例包括BTS，基站控制器(BSC)等。通信实体102和 104使用至少一个帧长度的消息在其中间进行通信。消息的示例包括， 但不限于，信令消息、状态请求消息、状态响应消息、业务协商消息 和重定向消息。这些消息可包括系统信息，信道可用性，信道分配， 通用寻呼，接入参数等。所述消息以发送功率的预定值在帧中发送。
图2是根据第一实施方式通信实体102的框图。通信实体102可 以是便携或固定的通信设备，例如移动站或用户设备，或便携或固定 通信节点，例如基站控制器。通信节点负责允许通信网络中通信设备 之间的通信。任何时候，通信节点可以向多个通信设备发送消息。通 信实体102包括处理器202，至少一个功率控制器208，放大器225和 发射机204。处理器202计算需要从通信实体102发送的消息的帧数量。 所述帧数量在其它事情之间基于消息的长度进行计算。第一功率控制 器208基于由处理器202计算的帧数量来确定发送消息的每一帧的发 送功率。第一功率控制器208可操作地耦合到放大器225，发射机204 可操作地耦合到放大器225。在各种实施方式中，第一功率控制器208 使用存储在存储器206中的信息来确定发送功率，并且基于结合图5 和图6描述的査找表或结合图7描述的链路仿真曲线中的发送功率增 益值(或发送功率)，确定所述发送功率。
在另一个实施方式中，选定发送功率，从而达到成功传递消息的 预定概率。所述预定概率表示以给定的发送功率值成功传递给定长度 消息的概率。用发送功率发送的每一帧将有助于整个消息传递的预定 概率。该概率可在实验的帮助下确定，通过仿真或使用实际经验。随 着消息的长度增长，需要发送的消息的帧数量通常也增长。这导致了 降低的消息传递有效概率，除非消息中帧的发送功率改变。在一个实施方式中，通信实体102还包括第二功率控制器210。第 一功率控制器208确定通信实体102的发送功率，以基于来自处理器 202和存储器206的信息发送消息。在一个实施方式中，第一功率控制 器208基于消息中帧的数量和存储器206中存储的值来确定发送功率。 第二功率控制器210基于现有的功率控制方案来确定发送功率。要理 解的是， 一个功率控制器能够执行功率控制器208和210两者的任务。 该结合的功率控制器将具有逻辑来确定是否使用现有的功率控制方
案，或是否基于消息的长度调整发送功率。
功率控制方案定义用于发送消息的通信实体102和104的发送功 率。与通信网络关联的现有功率控制方案的示例包括，但不限制于， CDMA-2000功率控制方案和IS-95功率控制方案。在IS-95中，在反 向链路应用快速闭环功率控制。反向链路是从通信设备到通信节点的 通路。在CDMA-2000中，除用于反向链路的快速闭环功率控制之外， 还有开环功率控制机制。
根据实施方式，转换器220在第一功率控制器208可工作时，禁 用第二功率控制器210，从而用基于消息中帧的数量确定的发送功率来 发送消息，而不是基于现有的功率控制方案。转换器220由处理器202 控制。第二功率控制器210可在使用第一功率控制器208发送消息之 后重新启用。第一功率控制器208可以仅对于特定消息类型、消息长 度或其它因素可选择的使用，以允许特定情况下标准的功率控制和其 它情况中基于消息的功率控制。
图3是根据第二实施方式的通信实体104的框图。通信实体104 包括处理器302，放大器304，组合功率控制器308和发射机306。处 理器302计算需要从通信实体104发送的消息的帧数量。所述帧数量 是在其它事情之间基于消息的长度进行计算。功率控制器308基于消 息中的帧数量来确定发送消息的发送功率。放大器304可操作地耦合到处理器302和功率控制器308上。放大器304基于由功率控制器308 确定的发送功率来调整通信实体104的发送功率。进而，发射机306 可操作地耦合到放大器304上。发射机306以放大器304提供的发送 功率来发送来自通信实体104的消息的每一帧。
在一个实施方式中，从存储器310存储的査找表中选择通信实体 104的发送功率。所述查找表结合图5和图6进行进一步说明。在另一 个实施方式中，从存储器310存储的链路仿真曲线中选择通信实体104 的发送功率。结合图7进一步说明所述链路仿真曲线。
在一个实施方式中，通信实体104包括组合功率控制器308，其在 之前已经讨论过。组合功率控制器308能够基于现有的功率控制方案 或基于消息长度功率控制方案来调整通信实体104的发送功率。该组 合功率控制器308能够有选择地修改，从而标准功率控制用于大多数 情况，而基于消息的功率控制，在其它因素之间，可用于特定消息类 型。
图4是根据实施方式示出了可由通信实体102或104使用的用于 发送消息的方法的流程图。在步骤402，计算发送消息所需的帧数量。 所述帧数量，在其它因素之间，是基于消息长度进行计算的。处理器 202或处理器302计算消息中帧的数量。在步骤404，确定用于发送消 息的通信实体102或104的发送功率。发送功率是基于消息中帧的数 量确定的。处理器202或处理器302基于帧的数量确定发送消息的发 送功率。在步骤406，使用确定的发送功率发送消息的每一帧。发射机 204使用确定的发送功率发送消息的每一帧，从而达到成功传递消息的 预定概率。
例如，能够确定发送功率，从而保证成功传递消息的概率是98%。 应该理解的是，该成功的概率会导致不同消息的不同目标FER。在另 一个示例中，当消息有8个帧，并且基于标准功率控制方案每帧有1%的FER，那么消息误码率将是8%。对于某些消息，8%的误码率是不 可接受的。能够确定发送功率，从而消息误码率变为2%。这意味着需 要改变发送功率，从而消息中8个帧的每一个的FER将为0.25%。
在一个实施方式中，从查找表中选择发送功率的值。将结合图5 和图6来进一步详细说明査找表。在可选的实施方式中，基于链路仿 真曲线来改变发射机204或发射机306的发送功率，所述链路仿真曲 线将结合图7进行详细的说明。当第一次发送该消息，在发送期间丢 失或者损坏时，能够以更高的功率等级重新发送消息。
图5根据实施方式示出了发送功率增益随消息中帧数量变化的查 找表500。查找表500包括从消息502中帧数量到发送功率增益504值 的第一列表的映射。在一个实施方式中，査找表500还包括从消息502 中帧数量到发送功率增益506值的第二列表的映射。要注意第二列表 506中发送功率增益的值要大于第一列表504中发送功率增益的相应 值。
当发送消息的第一次实例时，基于发送功率增益504值的第一列 表来确定发送功率的值。例如，对于要发送的具有两个帧的消息，然 后在现有发送功率之上的发送功率增益的值是6.0dB，正如在发送功率 增益504的第一列表中确定的一样。如果消息中帧数量是3，则发功率 增益值是8.0dB。如果该消息的第一实例未成功接收，则重新发送期间 发送功率的值基于査找表中发送功率增益506的值的第二列表而确定。 如査找表500所示，随着帧数量的增长，第一列表504和第二列表506 中的发送功率增益的值也增长。这增加了消息成功传递的概率。
在一个可选的实施方式中，如图6中所示，査找表600包括发送 功率620值的第一列表(而不是发送功率增益的值)，和相应于消息 610中帧数量的发送功率630的值的第二列表。发送功率的值以瓦特表 示。例如，当以2.00瓦特每第一列表520发送具有5个帧的消息的第一实例未传递到其目的地时，则从査找表600的列630中选择发送功 率的第二值，并以3.17瓦特重新发送该具有5个帧的消息。
图7根据实施方式示出了发送功率随消息中帧数量变化的链路仿 真曲线700。在链路仿真曲线700中，X轴代表消息中的帧数量，而Y 轴代表用于发送消息每一帧的发送功率。在可选的实施方式中，Y轴 能代表发送功率增益，而不是发送功率。发送功率随着消息中帧数量 的变化而变化。发送功率的值增加，直到其达到最高值。
当由査找表500和600以及链路仿真曲线700实现时，增加消息 中每一帧的发送功率，以保证完整消息传递的预定概率。发射机204 或306增加发送功率，以保证消息传递的预定概率。预定概率基于各 种因素，例如通信网络处理消息的能力，特定时间上在通信中发送的 消息数量，与通信网络中其它业务相比较时对关键消息传递的增长的 概率的期望，等。
仍然在另一个实施方式中，通信实体102或104的发送功率受最 高值的限制。最高值指定了发送功率的最大值。对于通信设备，最高 值促进了通信设备的功率消耗，其未达到高的不合理。对于通信节点， 最高值允许通信设备和多通信节点之间的通信。用于通信设备的最高 值依赖于以下因素，例如通信设备的电池寿命，和发射机204或306 的物理特性。用于通信节点的最高值也依赖于例如发射机204或306 的物理特性的因素。
本发明的各种实施方式提供了下述优点。当允许其它消息和其它 承载帧的现有功率控制时，通信设备、通信节点和方法允许特定消息 传递的预定概率。
可理解的是，这里描述的模块可以包括一个或多个传统处理器， 和独立存储的程序指令，所述程序指令控制一个或多个处理器结合特定的非处理器电路来实现这里描述的模块的某些、大部分或所有功能。
非处理器电路包括，但是不限于，无线接收机、无线发射机、信号驱
动器、时钟电路、功率源电路和用户输出设备。这样，这些功能可随 着用于共享通信网络中广播业务信息的方法的步骤而进行说明。可选
地，某些或所有功能能够由状态机实现，所述状态机没有存储的程序 指令，或在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实现，在其中每个功 能或特定功能的某些组合可以作为常规逻辑实现。当然，可使用两种 方法的组合。因而，用于这些功能的方法和装置在这里已经进行了描 述。
期望的是，尽管可能有重大的努力和由例如可用时间、当前技术 和经济考虑所推动的很多设计选择，当由这里公开的概念和原理引导 时，普通技术人员将能够利用最少的试验而容易地生成这样的软件指 令、程序和IC。
在上述说明书中，已经参考特定的实施方式对本发明及其益处和 优势进行了描述。但是，本领域普通技术人员理解，在不背离下面权 利要求中所列出的本发明的范围的情况下可以作出各种修改和变化，。 因而说明书和附图为示例性的而不是用于限制性的意义，并且所有这 些修改意欲包括在本发明的范围之内。所述益处、优势、问题的解决 办法，和可导致任何益处、优势或要发生或有更多宣告的解决办法的 任何元件，不解释为任何或所有权利要求的关键的、必需的或基本的 特征或元件。本发明由附加的权利要求独立的定义，所述附加的权利 要求包括在提出的所有权利要求的应用和所有等价物的未决期间作出 的任何修改。
权利要求
1. 一种用于发送消息的方法，所述方法包括计算要发送的消息中的帧数量，其中部分地基于所述消息的长度来计算所述帧数量；基于所述帧数量确定所述消息的发送功率；和使用所述发送功率发送所述消息的每一帧。
2. 根据权利要求1的方法，其中，确定所述发送功率的步骤包括从査找表中选择发送功率增益的值。
3. 根据权利要求2的方法，其中，确定所述发送功率的步骤包括当发送所述消息的第一实例时，从所述査找表中选择发送功率增益的第一值。
4. 根据权利要求3的方法，其中，确定所述发送功率的步骤包括当发送所述消息的随后的实例时，从所述查找表中选择发送功率增益 的第二值。
5. 根据权利要求1的方法，其中，确定所述发送功率的步骤包括基于将发送功率映射到所述消息中帧数量的链路仿真曲线，选择所述 发送功率。
6. 根据权利要求1的方法，进一步包括在发送所述消息的每一 帧之前，禁用其他功率控制方案。
7. 根据权利要求6的方法，其中，确定发送功率的步骤包括对 来自由所述其他功率控制方案建立的先前发送功率的所述发送功率进 行修改。
8. 根据权利要求6的方法，其中，确定所述发送功率的步骤包括 基于所述消息中的所述帧数量来管理所述发送功率。
9. 根据权利要求6的方法，进一步包括在发送所述消息的每一 帧之后，启用所述其他功率控制方案。
10. 根据权利要求1的方法，其中，确定所述发送功率的步骤包 括选择发送功率，以保证所述消息传递的预定概率。
全文摘要
公开了一种用于发送消息的通信设备(102)、通信节点(104)和方法。该方法包括计算要从通信设备发送的消息中的帧数量(402)。该方法进一步包括基于帧数量确定消息的发送功率(404)。该方法进一步包括使用确定的发送功率发送消息的每一帧(406)。
文档编号H04W52/26GK101416432SQ200680046835
公开日2009年4月22日 申请日期2006年12月14日 优先权日2005年12月15日
发明者丹尼尔·J·德克莱尔, 乔纳森·H·格鲁斯, 肖恩·W·霍格贝格, 迪安·E·索尔森 申请人:摩托罗拉公司