基站设备、移动站设备、和发送功率控制方法 【技术领域】
本发明涉及一种基站设备、移动站设备、以及发送功率控制方法。
背景技术
在使用CDMA方法的移动通信系统中，为了解决所谓的远近问题(near-far problem)而执行发送功率控制。广义上，发送功率控制分为两种：开环和闭环。当将闭环发送功率控制采用到下行链路(从基站到移动站的信道)时，移动站以及基站的操作如下。
移动站测量表示接收信号质量的SIR(信扰比)，并比较所测量的SIR和目标SIR。如果所测SIR大于目标SIR，移动站向基站发送降低发送功率的指令，并且如果所测SIR小于或等于目标SIR，移动站向基站发送提高发送功率的指令。基站根据该命令增加或降低发送功率。
因而，通过对下行链路执行闭环发送功率控制，移动站根据由移动站接收的干扰量，指示基站提高或降低发送功率。
利用CDMA方法，在相同频带上，基站同时执行与多个移动站的通信，从而某一特定移动站功率的提高导致对其它站干扰量的增加。同时，为了保持接收质量，干扰量增大的移动站向基站发送提高发送功率的指令。当基站为发送指令的移动站提高发送功率时，也增加了对其它移动站的干扰量。
当重复这一系列的操作时，所有移动站的发送功率逐渐提高，对其它移动站的干扰量也逐渐增加。当由移动站相互施加的干扰量以这种方式逐渐增加时，相互施加的干扰量可能会增加到不能允许的程度。结果，基站可在其小区中容纳地移动站数将大大减少。也就是说，系统容量将大大减小。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种能够执行适当的发送功率控制以便不减小系统容量的基站设备、移动站设备以及发送功率控制方法。
本发明人通过对下述的认知得到本发明，为了获得需要的接收质量，当移动站接收到干扰时，提供一种除了增加所需信号的发送功率的方法之外的降低干扰信号发送功率的方法，并且发现降低到导致干扰的移动站的信号的发送功率使得可以在每一移动站获得想要的接收质量，并同时减小在移动站之间的相互干扰量，使得可以防止系统容量的减小。
因而，本发明并不通过增加到接收干扰的移动站的信号的发送功率来使干扰量相对较小，而是通过降低到导致干扰的移动站的信号的发送功率来直接减小干扰量。
【附图说明】
图1是其中根据本发明实施例1的基站设备和根据本发明实施例1的移动站设备执行通信的无线通信系统原理图；
图2是示出根据本发明实施例1的基站设备结构的主方框图；
图3是示出根据本发明实施例1的移动站设备结构的主方框图；
图4A是示出通过根据本发明实施例1的移动站设备解扩的结果示例的图；
图4B是示出通过根据本发明实施例1的移动站设备解扩的结果示例的图；
图5是示出根据本发明实施例1的基站设备的另一示意结构的主方框图；
图6是示出根据本发明实施例1的另一基站设备的示意结构的主方框图；
图7是其中根据本发明实施例2的基站设备执行与移动站设备通信的无线通信系统的原理图；
图8是示出根据本发明实施例2的基站设备结构的主方框图；
图9A是示出由根据本发明实施例2的移动站设备解扩的结果的例子的图；
图9B是示出由根据本发明实施例2的移动站设备解扩的结果的例子的图；
图9C是示出由根据本发明实施例2的移动站设备解扩的结果的例子的图；
图10是示出根据本发明实施例3的基站设备结构的主方框图。
【具体实施方式】
(实施例1)
图1是其中根据本发明实施例1的基站设备和根据本发明实施例1的移动站设备执行通信的无线通信系统原理图。在图1中，基站设备101正在与移动站设备A 102和移动站设备B 103通信。
将扩频码A分配给移动站设备A 102，以及将扩频码B分配给移动站设备B 103。也就是说，在基站设备101和移动站设备A 102之间发送和接收的数据采用扩频码A扩频，而基站设备101和移动站设备B 103之间发送和接收的数据采用扩频码B扩频。
现在将说明基站设备101的结构。图2是示出根据本发明实施例1的基站设备结构的主要方框图。基站设备101包括多个发送系统和多个接收系统，每一发送系统由复用部分202到发送功率调整部分205组成，每一接收系统由解扩部分210到分离部分212组成，这些系统的个数等于在基站的小区中能够容纳的移动站的个数。为了方便起见，此处只示出了每一系统中的一个。
在图2中，扩频码通知部分201向每一移动站设备发送指示扩频码的信息，所述扩频码是分配给当前正在通信的移动站设备的。复用部分202将指示扩频码的信息与发送数据复用。调制部分203对发送数据执行预定调制处理。扩频部分204使用分配给该移动站设备的扩频码对发送数据扩频。发送功率调整部分205调整发送数据的发送功率。发送RF部分206对发送数据执行诸如频率转换等的预定无线处理。双工器207将通过天线208发送和接收的数据分离成发送和接收信号。
接收RF部分209对接收信号执行诸如频率转换等预定的无线处理。解扩部分210使用分配给该移动站设备的扩频码对接收信号解扩。解调部分211对接收信号执行预定的解调处理。分离部分212将解调信号分离成接收数据和指示对其它移动站施加干扰的移动站设备的信息(下文中称为“干扰站信息”)。控制部分213控制到干扰站的发送数据的发送功率和发送速率。
现在描述移动站设备A 102和移动站设备B 103的结构。图3是示出根据本发明实施例1的移动站设备的结构的主方框图。移动站设备A 102和移动站设备B 103具有相同结构。
在图3中，双工器302将通过天线301发送和接收的信号分离成发送和接收信号。接收RF部分303对接收信号执行诸如频率转换等的预定无线处理。解扩部分304使用分配给移动站(A 102、B 103)的扩频码和分配给当前正与基站通信的另一移动站设备的解扩码(下文中，称为“其它站的扩频码”)对接收信号进行解扩(despread)。解调部分305对接收信号执行预定的解调处理。分离部分306将解调信号分离成接收数据和指示其它站的扩频码的信息。扩频码指定部分307指定到解扩部分304的其它站的扩频码。
干扰站检测部分308从解扩结果检测是施加干扰到移动站(A 102、B 103)的原因的另一移动站，(即，它检测干扰站)。复用部分309将干扰站信息与发送数据复用。调制部分310对发送数据执行预定的调制处理。扩频部分311使用分配给移动站(A 102、B 103)的扩频码对发送数据扩频。发送RF部分312对发送数据执行诸如频率转换等的预定无线处理。
接着，将说明具有上述结构的基站设备和移动站设备的操作。首先，在图2所示的基站设备101中，扩频码通知部分201向复用部分202输出指示扩频码A的信息和指示扩频码B的信息。也就是说，扩频码通知部分201发送指示每一移动站设备应当作为干扰站检测的移动站设备的信息。换句话说，扩频码通知部分201向每一移动站设备发送指示对移动站设备具有干扰可能的潜在干扰站的信息。当基站设备101向每一移动站设备发送指示移动站设备的信息(即扩频码)，每一移动站设备可以将接受检测的其它站的范围缩小，从而使得用于干扰站检测的时间缩短。
在复用部分202，将指示扩频码A的信息和指示扩频码B的信息与发送数据复用，并将经过复用的数据输出到调制部分203。
其中复用了指示扩频码A的信息和指示扩频码B的信息的数据受到调制部分203的预定调制处理，并被扩频部分204扩频。此时，使用扩频码A对移动站设备A 102的发送数据扩频，且使用扩频码B对移动站设备B 103的发送数据扩频。在扩频之后，发送数据的发送功率被发送功率调整部分205调整。将在下面描述发送功率调整方法。
其发送功率已被调整的发送数据受到发送RF部分206的预定无线处理，然后经由双工器207和天线208发送到每一移动站设备。
接着，在如图3所示的移动站设备A 102和移动站设备B 103中，经由天线301和双工器302接收的信号受到接收RF部分303的预定无线处理，然后被输出到解扩部分304。
在解扩部分304，首先使用分配给移动站(A 102，B 103)的扩频码对接收信号解扩。也就是说，在移动站设备A 102中，使用扩频码A对接收信号解扩，而在移动站设备B 103中，使用扩频码B对接收信号解扩。
解扩信号受到解调部分305的预定解调处理，然后被输出到分离部分306。在分离部分306中，将解调的数据分离成接收数据、指示扩频码A的信息和指示扩频码B的信息。然后将指示扩频码A的信息和指示扩频码B的信息输出到扩频码指定部分307。
在扩频码指定部分307中，根据指示上述扩频码的信息，指定另一站的扩频码给解扩部分304。也就是说，在移动站设备A 102中，由于分配给移动站设备A 102的扩频码是扩频码A，确定其它站的扩频码是除扩频码A之外的扩频码，即扩频码B，并且，从扩频码确定部分307将扩频码B指定给解扩部分304，类似地，而在移动站B103中从扩频码指定部分307将扩频码A指定给解扩部分304。
接着，在解扩部分304中，使用其它站的扩频码对接收信号解扩。也就是说，在移动站设备A 102中，使用扩频码B对接收信号解扩，而在移动站设备B 103中，使用扩频码A对接收信号解扩。此时的解扩结果(即相关值)分别由图4A和4B示出。图4A和4B是示出根据本发明实施例1的移动站设备解扩结果的例子的图。
此时，如图4A所示，在移动站设备A 102中，接收信号和扩频码B之间的相关值大于预定门限值，而如图4B所示，在移动站设备B 103中，接收信号和扩频码A之间的相关值小于预定门限值。将这些相关值输出到干扰站检测部分308。
在干扰站检测部分308中，对预定门限值和由解扩部分304输出的相关值的大小进行比较，并将已分配大于或等于预定门限值的扩频码的移动站设备检测为相对于移动站(A 102、B 103)的干扰站。
也就是说，如图4A所示，在移动站设备A 102中，由于接收信号和扩频码B之间的相关值的大小超过预定门限值，干扰站检测部分308将移动站设备B 103检测为相对于移动站设备A 102的干扰站。然后指示移动站设备B 103的信息被输出到复用部分309作为干扰站信息，并与发送数据复用。
如图4B所示，在移动站设备B 103中，由于接收信号和扩频码A之间的相关值的大小小于预定门限值，移动站设备A 102不被检测为相对于移动站设备B 103的干扰站。因此，下面的描述将着重于其中复用了干扰站信息并从移动站设备A 102发送的数据。
可以根据信道质量等适应性地改变为与干扰站检测部分308中的相关值进行比较而设置的门限值。
在移动站设备A 102中，已复用干扰站信息的数据受到调制部分310的预定调制处理，并被扩频部分311使用扩频码A扩频，然后受到发送RF部分312的预定无线处理，随后经由双工器302和天线301发送到基站设备101。
接着，在如图2所示的基站设备101中，经由天线208和双工器207接收的信号受到接收RF部分209的预定无线处理，并被解扩部分210使用扩频码A解扩，然后受到解调部分211的预定解调处理。解调信号被输出到分离部分212。
在分离部分212中，解调信号被分离成接收数据和干扰站信息，即指示移动站设备B 103的信息。然后将指示移动站设备B 103的信息输出到控制部分213。
在控制部分213中，根据干扰站信息控制发送数据的发送功率和发送速率。也就是说，由于可以从干扰站信息确定干扰站是移动站设备B 103，控制部分213通过控制扩频部分204和发送功率调整部分205降低给移动站设备213的发送数据的发送功率和减小发送数据的发送速率。换句话说，在根据本实施例的基站设备中，由干扰站信息指示的干扰站直接成为发送功率降低的移动站设备。
下面将给出如何实际实现降低发送功率和减小发送速率的例子。即，控制部分213向扩频部分204发送指示以使到移动站设备B 103的发送数据的扩频率是先前发送中使用的扩频率的两倍。同时，控制部分213向发送功率调整部分205发送指示以使到移动站设备B 103的发送数据的放大因子是先前发送中使用的放大因子的一半，并使得发送功率是先前发送的发送功率的一半。根据这些指示，扩频部分204使用扩频码B以两倍于先前发送扩频率的扩频率对数据扩频，并且发送功率调整部分205将使用扩频码B扩频的发送数据的发送功率设置为先前发送的一半。
用这种方法，作为移动站设备A 102的干扰站的移动站设备B 103的发送数据的发送功率降低，从而，对移动站设备A 102的干扰量直接减少。
还可设想仅降低发送功率而不减小发送速率的方法的情况。然而，根据本实施例的基站设备被配置成以便为了保持通信质量，与发送功率的降低成比例地减小发送速率。
并且，在根据本实施例的基站设备中，可以使用不同的降低发送功率的方法，借此通过减小调制M阶(M-ary)值来降低发送速率，并且与发送速率的减小成比例地降低发送功率。在这种情况下，基站设备的结构如图5所示。图5是表示根据本发明实施例1的基站设备的另一示意结构的主方框图。
在图5中，控制部分214根据干扰站信息，控制发送数据的发送功率和调制M阶(M-ary)值。也就是说，与依靠干扰站信息确定的干扰站一致，控制部分214通过控制调制部分203和功率调整部分205减小调制M阶(M-ary)值，同时降低向干扰站发送数据的发送功率。
具体地，例如，控制部分214可以向扩频部分204发送指示以使到干扰站的发送数据的调制M阶(M-ary)值为先前发送中的调制M阶值的一半，并使得发送速率是先前发送的发送速率的一半。同时，根据发送速率的减小量，控制部分214向发送功率调整部分205发送指示与先前发送相比，将发送给干扰站的发送数据的放大因子减小到预定的量，并与先前发送相比，将发送功率降低一个预定的量。根据这些指示，调制部分203用具有减半的调制M阶(M-ary)值对给干扰站的发送数据调制，以便例如与在先前发送中使用QPSK进行调制相比，在当前发送中使用BPSK执行调制，并且发送功率调整部分205以与先前发送相比的预定量降低对干扰站发送数据的发送功率。
同时，在根据本实施例的基站设备中，可以使用不同的降低发送功率的方法，从而使发送功率本身不变化，而降低发送速率并通过间歇发送数据来降低平均发送功率。在这种情况下，基站设备结构如图6所示。图6是示出根据本发明实施例1的另一基站设备的示意性结构的主方框图。
在图6中，控制部分215根据干扰站信息控制发送数据的发送间隔。也就是说，与靠干扰站信息确定的干扰站一致，控制部分215通过控制由复用部分202执行的帧产生处理来控制干扰站发送数据的发送间隔。具体地，根据控制部分215的控制，例如复用部分202可以仅存储和输出给干扰站的发送数据的前半帧，或仅存储和输出帧中的预定时隙。
通过以这种方式间隔发送干扰站的发送数据，虽然不降低瞬时发送功率，但由于间隔部分的出现，平均发送功率降低了。而且，由于在间隔部分不发送导致干扰的信号，在间隔部分没有干扰。因此，干扰量平均起来也减小了。
到此为止，已经公开了多种方法，从而在移动站设备中安装干扰消除器以消除干扰信号，但同时干扰消除器设备的体积较大，实际上，很难在移动站设备中安装干扰消除器。然而，根据本实施例，如图3所示，移动站设备的结构简单，并因此在实际情况中，可以实现本实施例的移动站设备。因此，根据本实施例的移动站设备可以说是比装备干扰消除器的移动站设备更适合作为消除干扰信号的配置。
同时，在本实施例中，可以使用这样的结构，借此不是降低干扰站的发送数据的发送功率，而是放弃干扰站的数据的发送本身。
而且，在本实施例中，也可以通过采用下面方法消除干扰。即位于上述基站设备之上的控制站设备可以通过执行使干扰站从干扰站当前所处的小区或扇区切换到临近小区或扇区的处理来消除干扰。
而且，如果处于在小区之间或扇区之间的切换处理中的移动站设备被检测为在一个小区或扇区中的干扰站。位于上述基站设备之上的控制站设备可以通过将在该小区或扇区中的干扰站的信道断开来消除干扰。当执行这样的处理时，可以在其它小区或扇区中维护在其它小区或扇区中没有被检测为干扰站的移动站设备的通信信道。
此外，基站设备可以通过发送具有为每一移动站设备形成的方向性的信号来消除干扰。例如，基站设备可以变化发送天线的方向，并在移动站设备接收主要干扰的方向上形成零点(null point)，以便干扰信号不在该方向上发送(零操纵(null steering))。或者，基站设备可以向移动站设备发送具有形成的强烈方向性的信号(定向操纵(beam steering))。
同时，在该实施例中，使用一种结构，基站设备借此向每一移动站设备发送指示移动站设备的信息。然而，在该实施例中，也可以使用不发送指示移动站设备的信息的结构，而每一移动站设备利用所有可被认为是分配给其它站的扩频码来得出相关值。然而，当使用这样的结构时，将需要比采用发送指示移动站设备信息的结构较长的时间来进行干扰站检测。
因此，根据本实施例的基站设备、移动站设备和发送功率控制方法，不是通过增加到接收干扰的移动站的信号的发送功率来使得干扰量相对更小，而是通过降低到导致干扰的移动站的发送信号的发送功率来直接减小干扰量，从而可以防止相互施加于移动站设备的干扰量的增加。
因此，根据本实施例的基站设备、移动站设备和发送功率控制方法，可以防止基站设备在其小区中能够容纳的移动站设备数量的减少，并防止系统容量的减小。
[实施例2]
根据本发明实施例2的基站设备有几乎和根据实施例1的基站设备一样的结构，而不同之处在于，通过比较多个干扰站信息，将对多个移动站设备施加干扰的干扰站识别为对系统容量的减小具有重要影响的移动站设备，并且降低给这个被识别出的移动站设备的发送功率。
图7是根据本发明实施例2的基站设备执行与移动站设备的通信的无线通信系统的原理图。在图7中，基站设备401正在与移动站设备A 402、移动站设备B 403和移动站设备C 404通信。
将扩频码A分配给移动站设备A 402，将扩频码B分配给移动站设备B403，以及将扩频码C分配给移动站设备C 404。也就是说，在基站设备401和移动站设备A 402之间发送和接收的数据是采用扩频码A来扩频的，在基站设备401和移动站设备B 403之间发送和接收的数据是采用扩频码B来扩频的，以及在基站设备401和移动站设备C 404之间发送和接收的数据是采用扩频码C来扩频的。
现在将说明基站设备401的结构。图8是示出根据本发明实施例2的基站设备的结构的主方框图。为图8中与实施例1相同的部件分配与实施例1相同的编码并且省略对它们的详细说明。并且，移动站设备A 402、移动站设备B 403和移动站设备C 404的结构与实施例1的图3中所示的结构相同，因此将在此省略对它们的说明。
在图8中，识别部分501比较多个干扰站信息，并从而识别出对系统容量的减小具有主要影响的移动站设备。
在每一移动站设备中使用其它站的扩频码所得的解扩结果分别如图9A至9C所示。图9A至9C是示出根据本发明实施例2的移动站设备解扩结果的示例。
此时，如图9A所示，在移动站设备A 402中，接收信号和扩频码B之间的相关值大于预定门限值，且接收信号和扩频码C之间的相关值小于预定门限值。并且，如图9B所示，在移动站设备B 403中，接收信号和扩频码A之间的相关值大于预定门限值，且接收信号和扩频码C之间的相关值小于预定门限值。而且，如图9C所示，在移动站设备C 404中，接收信号和扩频码A之间的相关值小于预定门限值，且接收信号和扩频码B之间的相关值大于预定门限值。
因此，将来自移动站设备A 402的指示移动站设备B 403的信息、来自移动站设备B 403的指示移动站设备A 402的信息和来自移动站设备C 404的指示移动站设备B 403的信息发送至基站设备401作为各个干扰站信息。
在图8所示的基站设备401中，由分离部分212分离的干扰站信息被输出至识别部分501。在识别部分501中，通过比较从每一移动站设备发送的干扰站信息来识别出对系统容量的减小具有主要影响的移动站。也就是说，在本实施例的基站设备中，由干扰站信息指示的干扰站并不直接成为将降低发送功率的移动站设备。
具体地，当从移动站设备A 402发送指示移动站设备B 403的信息，从移动站设备B 403发送指示移动站设备A 402的信息以及从移动站设备C 404发送指示移动站设备B 403的信息时，识别部分501将移动站设备B 403识别为对系统容量的减小具有最大影响的移动站设备，该移动站设备是对最大个数的移动站设备施加干扰的移动站设备。
然后，识别部分501向控制部分213输出指示移动站设备B 403的信息，并根据该信息，控制部分213降低到移动站设备B 403的发送数据的发送功率和发送速率。
因此，根据本实施例的基站设备和发送功率控制方法，通过比较多个干扰站信息，将对多个移动站设备施加干扰的干扰站识别为对系统容量的减小具有主要影响的移动站设备，并降低对该识别的移动站设备的发送功率，从而使根据其对系统容量的减小的影响的程度，优先消除干扰，并使得降低干扰量的效率提高。
而且，根据本实施例的基站设备和发送功率控制方法，根据多个干扰站信息识别出应当降低发送功率的移动站设备，从而能以更大的确定性识别出应当降低发送功率的移动站设备，并使得可以以更大可靠性减小干扰量。
[实施例3]
根据本发明实施例3的基站设备具有几乎与根据实施例1或实施例2的基站设备相同的结构，而不同之处在于，在对每一移动站设备重新确认是否接受根据从特定移动站设备发送的干扰站信息来确定发送功率应当降低的移动站设备之后识别出应当降低发送功率的移动站设备。
图10是示出根据本发明实施例3的基站设备结构的主方框图。图10中与实施例2相同的部件采用与实施例2相同的编码，并省略对它们的详细说明。
在图10中，扩频码通知部分601，除了执行在实施例1和实施例2中描述的操作之外，还通知每一移动站设备分配给由分离部分212输出的干扰站信息所指示的移动站设备的扩频码。识别部分602将多次被报告为干扰站的移动站设备识别为应当降低发送功率的移动站设备。
也就是说，在根据本实施例的基站设备中，依靠扩频码通知部分601重新确认是否接受根据从特定移动站设备发送的干扰站信息识别应当降低发送功率的移动站设备。
在每一移动站设备中，再次执行相对于该移动站的干扰站的检测，并再次生成干扰站信息且发送至基站设备。
在基站设备中，由识别部分602引用重发的干扰站信息，并且将从每一移动站设备多次被报告为干扰站的移动站设备识别为应当降低发送功率的移动站设备。
因此，根据本实施例的基站设备和发送功率控制方法，在对每一移动站设备重新确认是否接受根据从特定移动站设备发送的干扰站信息确定发送功率应当降低的移动站设备之后识别出应当降低发送功率的移动站设备，借此可以降低根据不正确的干扰站信息识别应当降低发送功率的移动站设备的可能性。也就是说，根据本实施例的基站设备和发送功率控制方法，将在每一移动站设备中多次被检测为干扰站的移动站识别为应当降低发送功率的移动站设备，从而使得可以根据更可靠的信息来识别应当降低发送功率的移动站设备。
并且，根据本实施例的基站设备和发送功率控制方法，由于只有在重新确认之后才最终识别出应当降低发送功率的移动站设备，即使是在例如移动站设备使用其它站的扩频码所得到的扩频结果在门限值附近波动的情况时，仍可以根据更加可靠的信息来识别应当降低发送功率的移动站设备。
本申请的发明也可被采用到与由本发明人发明的发送速率控制方法相关的早先发明。与发送速率控制方法相关的发明比较无线资源层中设置的允许发送功率和在无线资源层之下的物理层中得到的平均发送功率，并且当平均发送功率大于允许发送功率时，降低在介质访问层的发送速率，所述介质访问层在物理层之上且在无线资源层之下。在待审日本专利申请第12-049663号中描述了该发明，其整个内容被包含在此作为参考。当本申请的发明被采用到该发明中时，执行控制以便降低干扰站的允许发送功率值。因此，可选发送速率有必要降低，并因此可以降低干扰站的发送功率。
如上所述，根据本发明可以执行适当的发送功率控制以便不减小系统容量。
本申请基于2000年5月26日提交的日本专利申请地2000-157166号，其全部内容清楚地包含在此以作为参考。