网络辅助的快速开环功率控制调整的制作方法

网络辅助的快速开环功率控制调整相关申请的交叉参考该文件根据35USC§119（a）和巴黎公约要求于2012年4月6日提交的国际专利申请号PCT/CN2012/073607的优先权。前面提到的专利申请的全部内容通过引用并入本文。背景本专利文件涉及无线通信系统中的无线通信，及使用无线网络对诸如移动设备的无线通信设备进行功率控制。无线通信系统可以包括一个或多个基站的网络，所述一个或多个基站与诸如移动设备、蜂窝电话、无线空中卡、移动站（MS）、用户设备（UE）、接入终端（AT）、或用户站（SS）的一个或多个无线设备通信。每个基站可以发射携带数据诸如语音数据和其它数据内容的无线电信号到无线设备。基站可以被称为接入点（AP）、eNodeB或接入网络（AN）或可以被包括作为接入网络的一部分。另外，无线通信系统可以包括一个或多个网络节点以控制一个或多个基站。无线设备可以使用一种或多种不同的无线技术与网络通信。各种无线技术的例子包括如CDMA20001x的码分多址（CDMA）、高速分组数据（HRPD）和长期演进（LTE）、全球微波互通接入（WiMAX）、无线局域网（WLAN）。在一些实现中，无线通信系统可以包括使用不同的无线技术的多个网络。

技术实现要素：
本专利文件公开了用于与无线网络进行通信的无线设备的功率的网络辅助的开环功率控制的技术。在一个示例方面，公开了在无线通信网络的网络侧实现的方法。该方法包括：监测反向链路信道，基于监测结果，计算用于控制与网络通信的无线设备的功率的初始功率调整值，并在前向链路控制信道至少与在前向链路控制信道的寻呼信道传输周期一样频繁地广播初始功率调整值。在另一个示例方面，公开了用于实现接收无线信号的无线通信方法。适用于第一传输速率的初始功率调整值被接收。根据该初始功率调整值，计算用于与第一传输速率不同的第二传输速率的初始功率设置。所述第二传输速率可以是例如第一传输速率的整数倍，或反之亦然。在所述第二传输速率的信号将按初始功率设置来传输。这些和其它方面在下面进一步描述。附图描述图1是示出了无线通信网络的方框图。图2是无线通信设备的方框图表示。图3是用于开环功率控制算法的网络辅助的快速调整的网络过程的一个示例。图4是在供电不足的传输情况下的用于开环功率控制的网络辅助的快速调整算法的一个示例。图5是在过供电的传输情况下的用于开环功率控制的网络辅助的快速调整算法的一个示例。图6是基于反向链路信道条件的用于开环功率控制的网络辅助的快速调整算法的一个示例。图7是示出用于开环功率控制算法的网络辅助的快速调整的无线设备过程的流程图。图8是示出了无线设备使用适当的初始发射功率设置选择不同的传输数据速率的流程图。图9是使用无连接传输的无线网络和无线设备通信的一个示例，该无连接传输使用开环功率控制算法的网络辅助的快速调整。图10是修改一般寻呼消息以包括INIT_PWR_ADJ的一个示例。图11是在新的消息中包括INIT_PWR_ADJ的另一个示例。在各个附图中相同的参考符号表示相同的元件。具体实施方式在无线通信中，功率控制机制起着重要的作用，因为功率控制机制的性能直接影响诸如空中链路容量、干扰、链路鲁棒性，链路质量等无线系统的性能。在无线通信技术的某些实现中，在空闲状态的无线设备可依赖于开环功率控制算法来估算初始发射功率电平设置，其中该开环功率控制算法基于所述无线设备的前向链路上的导频测量。由于前向链路导频测量可能与反向链路接入信道上所需的准确的发射功率电平相当不同，该功率控制对于反向链路接入信道可能不准确。此外，这个开环功率控制的各种实现缺乏供无线设备在多速率接入信道选择适当的接入传输数据速率的方式，且这方面可对通信性能产生不利影响。各种无线通信系统可以使用面向连接的模式用于无线传输。在这样的面向连接的模式，在无线设备发送任何用户数据之前，使用无线网络设置业务信道。一旦建立了连接，专用的无线电资源被分配给特定的业务信道。然后，无线设备和无线网络可以使用业务信道来传输分组数据。即使在无线设备或网络没有数据要发送时，无线电资源仍然被占用，直到连接被释放。面向连接的模式的传输对于诸如语音、视频、数据下载或上传的流式传输具有优势。对于短突发数据传输，诸如在各种网页浏览应用、短信、即时消息、电子邮件、游戏、机器对机器（M2M）通信（例如，自动售货机、监控系统、抄表、环境感测）中，数据包的大小通常较小，且传输不是恒定的和周期性的。因此，通过面向连接的模式来传输这样的突发数据不是高效的。无连接模式的数据传输机制可以提供即时的数据传输，而无需建立连接和预留用于连接的无线电资源。这种无连接模式的数据传输机制可以提供用于突发数据传输的高效方式，而没有在面向连接的模式中所需的传输延迟。无线设备可在反向链路无连接信道传输短突发数据，如cdma2000技术中的反向链路接入信道（R-ACH），或反向链路增强型接入信道（R-EACH）。对于面向连接的传输，网络可以使用两个功率控制机制来控制无线设备的功率，例如，闭环功率控制机制和外环功率控制机制，与此不同的是，无连接传输依赖于无线设备来估计在无线设备的初始发射功率电平设置。如果来自无线设备的初始发射功率电平被设置得太高，所述无线设备被过度供电，并可导致对例如，其他用户的其他活跃的无线设备产生显著的干扰。如果无线设备的初始发射功率电平设置得太低，无线网络可能无法接收到从该无线设备发送的接入探测，从而可导致无线设备在接入探测被告知已收到之前，以递增的发射功率，重新传送更多接入探测。这种情况不希望地消耗无线设备更多的电池功率，不利地影响无线设备的电池操作时间（这对于功率敏感的无线设备可能是关键的），并建立更多的干扰。在cdma2000无线技术中，无线设备使用开环功率控制机制来确定初始发射功率设置。开环功率控制算法包括如下的一些参数和由无线设备测量的前向链路导频信号强度（SINR）：平均输出功率（dBm）=–平均输入功率（dBm）+偏置功率+干扰校正+NOM_PWRs-16×NOM_PWR_EXTs+INIT_PWRs+PWR_LVL×PWR_STEPs，其中，“平均输入功率”是在给定的带宽测量的接收功率，及“干扰校正”是前向导频信号。两者都由无线设备测量。其他变量有其传统的含义，例如，如用于cdma2000标准中的含义。使用现有的开环功率控制算法存在下列操作问题，特别是用于功率敏感的无线设备的无连接传输时：A）在例如接入信道或增强型接入信道的无连接信道上的初始发射功率设置可能很不准确，因为该算法使用前向链路信道条件来估计反向链路信道条件。在大多数情况下，前向链路和反向链路的信道条件（诸如加载、来自相邻小区的干扰、路径损耗等）是不相同的。因此，来自开环功率控制的估计是非常不准确的。B）使用这种不准确的初始发射功率的估计值，无线设备可在功率不足或过功率的情况下发射接入探测。因此，它减小了接入信道的容量。在某些情况下，接入信道可只允许几个无线设备同时发射。C）当由开环功率控制算法估计的初始发射功率不足时，它需要在基站能够获得接入探测之前以增大的发射功率重新发射多次接入探测。该重新发射延迟了接入，增加了在反向链路上的干扰，并消耗无线设备更多的电池功率，特别是对于功率敏感的M2M设备。如果由开环功率控制算法估计的初始发射功率电平过大时，它会降低接入信道的容量并增加对当前活跃用户的干扰。D）开环功率控制算法中的某些参数，如cdma20001x的接入参数消息（APM）中的NOM_PWR、或INIT_PWR由网络预先配置并例如每1.28秒发射一次。预期不非常频繁地改变这些参数。难以依靠这些参数来快速反映移动设备的无线电环境条件以调整初始发射功率设置。E）即使网络可以每1.28秒改变该参数，它会导致无线设备的接入延迟，因为无线设备在发送每一个接入探测前都会收到该参数。此外，APM的频繁改变将影响普通移动站的电池寿命，因为每个APM变化需要所有无线设备更新接入参数，即使它们不试图发射接入探测。公开了一种用于通过根据由网络辅助的反向线路测量的快速调整提供更准确的开环功率控制估计并解决上述问题的新的机制。图1示出无线通信系统的一个例子。无线通信系统可以包括一个或多个基站（BS）105a、105b，一个或多个无线设备110a、110b、110c、110d，和接入网络125。基站105a、105b可以为一个或多个无线扇区的无线设备110a、110b、110c和110d提供无线服务。在一些实现中，基站105a、105b包括定向天线以产生两个或多个定向波束来提供在不同扇区的无线覆盖。接入网络125可以与一个或多个基站105a、105b通信。在一些实现中，接入网络125包括一个或多个基站105a、105b。在一些实现中，接入网络125与核心网络通信（图1中未示出），它提供与其它无线通信系统和有线通信系统的连接。所述核心网络可包括一个或多个服务订阅数据库以存储与订阅的无线设备110a、110b、110c和110d有关的信息。第一基站105a可以基于第一无线电接入技术提供无线服务，而第二基站105b可以基于第一无线电接入技术和/或第二无线电接入技术提供无线服务。基站105a和105b根据部署方案可位于同一地点或者可以分开安装在现场。接入网络125可支持单一的无线电接入技术或多个不同的无线电接入技术。可以实现本技术和系统的无线通信系统和接入网络的各种例子包括但不限于，基于如cdma20001x的码分多址（CDMA）、高速分组数据（HRPD）、演进的HRPD（eHRPD）的无线通信系统，通用移动电信系统（UMTS），通用陆地无线接入网络（UTRAN），演进的UTRAN（E-UTRAN），全球微波互通接入（WiMAX）和无线局域网。图2示出了诸如基站或无线设备（例如，用户设备UE）的无线电站205，其可以包括实现本文件中提出的一种或多种无线技术的诸如微处理器的处理器电子器件210。无线电站205可以包括收发器电子器件215，其通过一个或多个如天线220的通信接口发送和/或接收无线信号。无线电站205可以包括用于发射和接收数据的其它通信接口。无线电站205可以包括被配置为存储诸如数据和/或指令的信息的一个或多个存储器。在一些实现中，处理器电子器件210可以包括收发器电子器件215的至少一部分。将被理解的是，所公开的技术可以被实现以在无线电站205上执行。开环功率控制的网络辅助的快速调整机制由关于网络和设备的算法组成：A）无线网络周期性地测量反向链路信道条件并计算用于开环功率控制的调整。B）无线网络以更频繁的方式，如每80ms寻呼信道周期一次，来周期性地广播用于开环功率控制的调整，使无线设备在试图启动接入探测传输时能够立即接收它。这减少了接入传输延迟，并有助于提高无线设备的电池寿命。C）仅当无线设备将要发射接入探测时，无线设备才检查从无线网络发射的开环功率控制的调整，然后在开环功率控制计算中使用接收到的调整补偿初始发射功率，并使用校正的功率电平设置将接入探测发射到无线网络。以这种方式，不存在对通过频繁更新广播开销消息中的调整参数引起的无线设备的电池寿命的影响。D）无线设备可以从接收到的基础开环功率控制的调整值得到针对不同的接入传输数据速率的不同调整值，并确定每种传输数据速率的初始发射功率。根据传输速率确定算法，无线设备可以选择具有正确的初始发射功率的适当的数据速率用于初始接入探测传输。图3示出了用于开环功率控制算法的网络辅助的快速调整的网络过程的示例。无线网络连续监测反向链路信道条件。它可以根据反向链路信道条件、以给定的调制方案解码信号所需的能量及发射的接入探测的数量等计算开环功率控制的初始发射功率设置的调整（INIT_PWR_ADJ），然后，无线网络以频繁的方式如每80ms在前向链路寻呼信道或公共控制信道广播INIT_PWR_ADJ。无线网络持续重复此开环功率控制的快速调整的过程以提供用于无线设备的初始发射功率设置的即时的正确水平。图4示出在供电不足的传输情况下用于开环功率控制的网络辅助的快速调整的算法的一个例子。无线设备使用可基于当前的开环功率控制算法的初始功率设置启动接入探测。由于当前的开环功率控制估计是不准确的，并导致在无线网络能够检测到接入探测并对其进行解码之前，无线设备重发四次接入探测。在无线网络获取接入探测后，根据Nt（反向链路上的总干扰和噪声）计算用于解码接入探测所需的能量Ec，并且从接入探测的数目获得初始功率调整（INIT_PWR_ADJ）。然后，网络在下一寻呼周期在前向链路信道例如寻呼信道或公共控制信道上广播平均初始发射功率调整INIT_PWR_ADJ，并定期更新指示初始接入探测传输的功率提升的调整。当无线设备试图在k+1发送接入探测时，它检查最新的INIT_PWR_ADJ值，使用它来补偿其在开环功率控制机制的初始发射功率设置并使用校正的初始功率水平发射接入探测，使得无线网络可以在几个（例如，4个或更少）接入探测传输内检测和解码。图5示出了在过供电的传输情况下用于开环功率控制的网络辅助的快速调整算法的一个例子，当接入网络负载不足或被其他小区干扰较少时可发生这种情况。无线网络继续监测反向链路并检测来自无线设备的第一传输中的接入探测被过度供电。然后，它计算过功率电平，并在例如寻呼或公共控制信道的前向链路信道广播INIT_PWR_ADJ以更正开环功率控制中的该设置。当无线设备试图在k+1发射接入探测时，它检查最新的INIT_PWR_ADJ值，使用它来补偿它在开环功率控制机制的初始发射功率设置，并使用校正的初始功率水平发射接入探测，即在负载不足的空中链路条件下退避（backoff）传输功率。图6示出了基于反向链路上的热量上升（ROT）测量的用于开环功率控制算法的网络辅助的快速调整的一个例子。无线网络可在没有反向链路业务负载期间测量反向链路的ROT并使用结果作为基础ROT（ROTbase）。它在正常操作期间周期性地监视反向链路信道条件（ROT）并如下计算初始发射功率调整。INIT_PWR_ADJ=（ROT-ROTbase）×K（r）。式中K（r）是针对给定的数据速率和调制方案（r）的因数。在如CDMA的无线通信中，Eb/No用于表示一个位所需的SINR，及Ec/Nt用于表示对于芯片的接收到的SINR。Eb/No=GP×Ec/NtGP是处理增益。为了使基站能够解码在基带的接入探测，所接收的Eb/No应达到一定的水平。不同的数据速率和调制方案可能需要不同的Eb/No。但是，一旦调制方案和数据速率给定，所需的Eb/No通常是一个常数，这由接收器的实现来确定。因此由基站计算出的INIT_PWR_ADJ被指定用于特定的调制方案和数据速率。例如，针对R-ACH具有4.8kbps数据速率的调制方案的INIT_PWR_ADJ被指定作为基础开环功率控制调整。在R-EACH中使用的其他的调制方案和数据速率的初始发射功率调整的值，诸如9.6kbps、19.2kbps、38.4kbps或76.8kpbs可以从基础调整INIT_PWR_ADJ得到。在一些实施方式中，无线网络周期性地和频繁地在前向链路寻呼或共同控制信道广播INIT_PWR_ADJ，以基于反向链路的ROT测量提供用于开环功率控制算法的即时的正确的初始发射功率设置。当无线设备试图启动接入探测过程时，它检查最新的INIT_PWR_ADJ值，使用它来补偿它在开环功率控制中的初始发射功率设置，并使用校正的初始功率电平发射接入探测。网络连续校正所需的发送功率并频繁地广播到无线设备。因此，无线设备可以在它们需要启动接入探测过程时立即获取用于开环功率控制的最新的调整值。图7示出了用于开环功率控制算法的网络辅助的快速调整的无线设备过程的一个例子。如果在空闲状态的无线设备不需要发射接入探测，它并不需要检查在前向链路开销信道，诸如F-PCH或F-CCCH的用于开环功率控制的快速调整值INIT_PWR_ADJ。它避免了由于频繁更新INIT_PWR_ADJ而对无线设备的电池寿命的影响。当在空闲状态的无线设备试图发射接入探测时，它首先监视前向链路开销信道，诸如F-PCH，或F-CCCH，以查看INIT_PWR_ADJ是否被包括在诸如通用寻呼消息（GPM）、快速开环调整消息（FOLAM）、或其它消息中。如果INIT_PWR_ADJ没有被包括，无线设备使用当前的开环功率控制算法来计算用于接入探测传输的初始发射功率设置。否则，它在开环功率控制方法的初始发射功率设置中包括INIT_PWR_ADJ，如下所示。平均输出功率（dBm）=-平均输入功率（dBm）+偏置功率+干扰校正+NOM_PWRs-16×NOM_PWR_EXTs+INIT_PWRs+PWR_LVL×PWR_STEPs+INIT_PWR_ADJs×K（r）式中K（r）是针对给定的数据速率和调制方案（r）的因数。INIT_PWR_ADJ不仅用于调整开环功率控制的初始发射功率，而且还用于确定在R-EACH上的发射数据速率。基础调整INIT_PWR_ADJ反映在给定的数据速率和调制方案的反向链路信道条件。如果INIT_PWR_ADJ较高，这意味着反向链路信道条件较差，且需要接入探测的更多的初始发射功率。图8示出无线设备使用适当的初始发射功率调整选择R-EACH上的不同的传输数据速率的图。无线设备可以选择不同的数据传输速率诸如9.6kbps、19.2Kbps或38.4Kbps用于在R-EACH传输接入探测。从可基于4.8kbps的数据速率的基础INIT_PWR_ADJ，所述无线设备可以得到9.6kbps的数据速率的INIT_PWR_ADJ9.6、19.2kbps的数据速率的INIT_PWR_ADJ19.2、和38.4kbps的数据速率的INIT_PWR_ADJ38.4;并使用上述算法针对每种数据速率计算出平均输入功率。如果无线设备的发射数据速率确定算法倾向于尽可能使用更高的数据速率，例如，38.4kbps的数据速率的平均输出功率没有达到或超过无线设备的最大发射功率时，无线设备可以选择38.4kbps的数据速率用于初始接入探测传输。否则，所述无线设备可考虑降低发射数据速率，直到该数据速率的所需要的平均输入功率不超过所述无线设备的最大发射功率。图9示出了使用开环功率控制算法的网络辅助的快速调整的无线网络和无线设备通信的一个例子。无线网络（基站）根据反向链路信道条件、在接入探测序列中使用的步骤的数量和其他条件周期性地更新INIT_PWR_ADJ，并广播到无线设备。当无线设备要在R-ACH或R-EACH上启动无连接传输时，它可以监控诸如F-PCH或F-CCCH的前向链路开销信道，以查看INIT_PWR_ADJ是否被包括。如果INIT_PWR_ADJ被接收到，所述无线设备在开环功率控制算法中使用INIT_PWR_ADJ来调整初始发射功率，并选择用于接入探测的适当的数据速率。图10示出修改现有的一般寻呼消息以包括INIT_PWR_ADJ值的一个例子。基站将此字段设置为要被移动站在用于在接入信道或增强型接入信道上的初始传输的开环功率估计中使用的校正因子，作为一个例子，其被表示为以0.5分贝为单位的非负整数值（0到7.5分贝），或以0.5分贝为单位的二进制补码值在（-8至7.5分贝）。图11示出包括从所述基站传输的INIT_PWR_ADJ值的新消息快速开环调整消息（FOLAM）的另一个例子。在本文件中描述的公开的以及其他的实施方式、模块和功能操作（例如，链路监视器、初始功率调整计算器、广播器、接入探测接收机、估计器、序列号计算器、发射机等）可以被实现在数字电子电路、或计算机软件、固件、或硬件中，包括本文件中公开的结构和它们的结构等同物，或它们中的一个或多个的组合。所公开的和其他实施方式可以被实现为一个或多个计算机程序产品，即，一个或多个计算机程序指令的模块，所述计算机程序指令被编码在计算机可读介质上，用于由数据处理装置执行，或执行以控制数据处理装置的操作。计算机可读介质可以是机器可读的存储设备，机器可读的存储物质，存储设备，实现机器可读的传播信号的物质组成，或它们中的一个或多个的组合。术语“数据处理装置”包括用于处理数据的所有装置、设备和机器，包括例如可编程的处理器、计算机、或者多个处理器或计算机。除了硬件以外，该装置可包括，创建讨论中的计算机程序的执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、或它们的一个或多个的组合的代码。传播信号是人工生成的信号，例如，机器产生的电、光、或电磁信号，其被生成以编码用于传输到合适的接收装置的信息。计算机程序（也被称为程序、软件、软件应用、脚本、或代码）可以以任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，并且可以以任何形式部署，包括作为独立的程序或作为模块、组件、子例程或其他适于在计算环境中使用的单元。计算机程序并不一定对应文件系统中的文件。程序可以被储存在保存其他程序或数据（例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本）的文件的一部分中，专用于讨论中的程序的单个文件中，或在多个协同文件（例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件）。计算机程序可以被部署为在一台计算机上执行或在位于一个地点、或分布在多个站点并通过通信网络互连的多台计算机上执行。本文件中描述的过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器执行，所述一个或多个可编程处理器通过操作输入数据并生成输出来执行一个或多个计算机程序以执行功能。过程和逻辑流程也可以被专用逻辑电路例如，FPGA（现场可编程门阵列）或ASIC（专用集成电路）执行，和装置也可以被实现为专用逻辑电路。适合执行计算机程序的处理器包括，通过举例的方式，通用和专用的微处理器，以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。一般来说，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的本质是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储设备。一般地，计算机还将包括例如，磁盘、磁光盘、或光盘的一个或多个用于存储数据的海量存储设备或者可操作地耦合到这些海量存储设备以从其接收数据或将数据传送到海量存储设备，或两者。然而，计算机不需要有这样的设备。适用于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储设备，包括例如半导体存储设备，例如，EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如，内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；以及CDROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充，或包含到专用逻辑电路。虽然本文件包含许多细节，这些细节不应该被解释为限制所要求的或可要求的本发明的范围，而应被解释为专用于特定实施方式的特征的描述。本文件中在分开的实施方式的上下文中描述的某些特征也可以实现在单一的实施方式中。相反，在单一的实施方式的上下文中描述的各种特征也可以分开或以任何合适的子组合实现在多个实施方式中。此外，尽管特征可如上所述以某些组合发生作用，甚至最初要求这样，来自要求的组合的一个或多个特征可以在某些情况下被从组合中移除，并且，要求的组合可以向子组合或子组合的变型转换。同样地，尽管操作在附图中以特定的顺序示出，这不应该被理解为这些操作需要按所示的特定次序或按顺序执行，或者，所有示出的操作都要被执行以实现期望的结果。仅公开了少数几个实例和实现。可以基于所公开的内容，对所描述的实例和实现和其他实现进行变型、修改和改进。