利用功率控制算法改进移动无线电通信系统性能的方法 本发明一般涉及移动无线电通信系统。本发明尤其涉及在这种系统中利用功率控制技术来改进性能(在业务质量、容量…等方面)。
本发明尤其适用于CDMA(码分多址)类型的移动无线电通信系统。尤其是，本发明适用于UMTS(通用移动通信系统)。
业已知道，CDMA系统利用两种功率控制技术，一种是所谓的开环功率控制技术，另一种是所谓的闭环功率控制系统(下文也称作CLPC)。例如，这些功率控制技术可以用于上行链路传输方向，即从MS(移动台)到BTS(基地收发信台)。在开环功率控制中，根据由该MS从BTS接收到的功率，将MS传送功率集中起来。在CLPC中，根据该MS与BTS之间链路的传输质量，将MS传送功率集中起来，如在BTS中所估算的。
MS与BTS之间链路的传输质量取决于接收信号的功率与干扰功率的比值，它也被称为SIR(信号-干扰比)。当MS的SIR低的时候，或者等效地当其他MS的功率比它的功率高很多时，它的性能急剧地降低。CLPC算法能够使每个用户SIR与目标SIR保持尽可能地接近。
CLPC算法的原理是BTS周期性地估算来自每个MS的接收信号地SIR，并且将这个估算的SIR与目标SIR(SIRtarget)相比较。如果估算的SIR低于目标SIR，那么BTS向MS发送一个功率控制命令，用于该MS增加它的传送功率。否则，BTS送出一个功率控制命令到MS，用于该MS减少它的传送功率。BTS选择目标SIR作为所需要的服务质量的函数。
为了充分并且尽可能接近地跟踪SIR的变化，尤其是在快速变化的环境中，CLPC需要很快。作为一个实例，在例如UMTS的第三代系统中，功率控制算法一般每隔一帧中的一个时隙被传送给MS(一个时隙是在这种系统中传送的一个数据单元或一帧中的基本时间单元，帧的持续时间一般等于10ms，而时隙持续时间等于帧持续时间的1/15)。
现在在移动无线电通信系统中有一些情况，其中功率控制命令的传输必须被瞬时地中断。这种情况在下文中被称作传输中断。例如，这种情况在UMTS系统中也被称作“传输间隙”。
作为一个实例，在CDMA系统中，从BTS到MS的下行链路传输可以被瞬时地中断，以允许该MS对不同于该下行链路传输所用频率的频率做出测量(尤其是用于越区切换准备的目的，特别是频率间越区切换)。例如，这种包括传输中断的传输模式在UMTS系统中也被称作“时隙模式”或“压缩模式”。传输中断可能持续多个时隙(在下行链路压缩模式中，一般可到15个时隙，即一帧)。在这些传输中断期间，CLPC被中断。因此，BTS不再向MS发送功率控制命令，并且来自MS的上行链路信号不再被功率所控制。上行链路传输可能被同时中断，但是在任何一种情况下，结果是CLPC效率被明显地降低，系统的性能可能严重地衰减。
在1999年4月12日由申请人提交的欧洲专利申请地99400894.4中，提出了一种技术方案来避免由于这种传输中断造成的性能衰减。
实质上，根据该在先专利申请，当在传输中断后恢复传输时，利用至少一个修改的参数，来实现给定持续时间长的所述功率控制算法，确定所述至少一个修改的参数以及所述给定的持续时间，以便补偿所述传输中断对于功率控制的影响。
根据在该在先专利申请中公开的第一实施例，所述持续时间具有一个预定值。
根据在该在先专利申请中公开的第二实施例，当给定条件被满足时，确定经过所述给定持续时间，例如根据利用所述至少一个修改参数的逐次功率控制结果，例如当利用所述至少一个修改参数得到的两个连续功率控制命令相反时。
因而，第二实施例具有这样的优点，即该给定时间，或者“恢复周期”不固定，并且可以被用于各种情况，例如取决于移动速度，环境…等。然而，自适应算法通常对于错误(在本文中包括SIR估计错误，功率控制命令错误…)非常灵敏。因此，由于这种错误，利用一个自适应补偿长度，会产生恢复周期太短的风险。
另一方面，固定恢复周期提供了抗错误的优点，但是这还不是最佳，因为它还不能适应每一种情况。
本发明能够得益于这两种算法，即提供了具有对错误的较低灵敏性的自适应算法的优点，或者具有更大灵活性的固定算法的优点。
因此，本发明的一个目的是提供一种利用功率控制算法，来改进经受传输中断的移动无线电通信系统的性能，其中在传输中断之后提供恢复周期，以补偿所述传输中断对所述功率控制算法的影响，并且所述恢复周期包括多个不同的部分，其中补偿的不同类型被逐次地执行，所述类型被确定，以便保证最小的补偿可以被首先得到，并且该补偿不高于此后需要的。
根据本发明的另一个目的，所述恢复周期包括具有长度TMIN的第一部分，其中固定长度的补偿被执行，紧接着的是具有最大长度TMAX-TMIN的第二部分，其中自适应长度的补偿被执行，TMIN为所述恢复周期内的最小补偿长度，而TMAX为所述恢复周期内的最大补偿长度。
根据本发明的另一个目的，所述第一以及第二部分每个具有等于传输中断周期一半的长度。
根据本发明的另一个目的，所述恢复周期包括N段，每段“n”包括具有长度Tminn的第一部分，其中固定长度的补偿被执行，紧接着的是具有最大长度Tmaxn-Tminn的第二部分，其中自适应长度的补偿被执行，Tminn为段“n”内的最小补偿长度，Tmaxn为段“n”内的最大补偿长度。
根据本发明的另一个目的，定义所述恢复周期的部分和/或所述补偿类型的参数可以根据每个恢复周期而变化。
根据本发明的另一个目的，定义所述段的部分和/或所述补偿类型的参数可以根据与段而变化。
根据本发明的另一个目的，在从该恢复周期的开始到结束的较低补偿的意义上，所述补偿通过在所述恢复周期期间修改所述功率控制算法的至少一个参数而得到，所述至少一个修改参数具有根据所述恢复周期内的每段而变化的值。
根据本发明的另一个目的，具有根据每段而变化的值的所述至少一个修改参数是一个增加功率控制步长，该增加功率控制步长具有从所述恢复周期内的一段到下一段而减少的值。
根据本发明的另一个目的，所述最小长度Tminn被设置成等于所述最大长度Tmaxn。
根据本发明的另一个目的，所述功率控制是在所述移动无线电通信系统的上行链路传输方向上执行。
根据本发明的另一个目的，所述功率控制是在所述移动无线电通信系统的下行链路传输方向上执行。
根据本发明的另一个目的，所述移动无线电通信系统是CDMA类型。
本发明的另一个目的是提供一种移动无线电通信系统，该系统包括与功率控制算法有关的两个实体，其中设置在其中一个所述实体中的装置用于向另一个实体信令参数，该参数定义恢复周期的所述部分和/或所述补偿类型被在所述部分中执行，用于执行这样一种方法。
根据本发明的另一个目的，所述两个实体中的一个是移动无线电通信网络实体。
根据本发明的另一个目的，所述两个实体中的一个是移动站。
本发明的另一个目的是提供一种用于执行该方法的移动无线电通信网络实体(诸如BTS)。
本发明的另一个目的是提供一种用于执行该方法的移动站(MS)。
根据本发明的另一个目的，用于在所述上行链路传输方向上执行所述方法的移动无线电网络实体包括：
根据所述方法，用于执行上行链路功率控制算法，并且用于补偿传输中断对所述功率控制算法的影响的装置；
用于向移动站发送对应功率控制命令的装置。
根据本发明的另一个目的，用于在所述上行链路传输方向上执行所述方法的移动站包括：
用于接收来自移动无线电通信网络实体的所述功率控制算法的装置。
根据本发明的另一个目的，用于在所述上行链路传输方向上执行所述方法的移动无线电通信网络实体包括：
用于实现上行链路功率控制算法的装置；
用于向移动站发送对应功率控制命令的装置。
根据本发明的另一个目的，用于在所述上行链路传输方向上执行所述方法的移动站包括：
根据所述方法，用于接收来自移动无线电通信网络实体的所述功率控制命令，并且用于修改所述功率控制命令，以便补偿传输中断对所述功率控制算法的装置。
根据本发明的另一个目的，用于在所述下行链路传输方向上执行所述方法的移动站包括：
根据所述方法，用于执行下行链路功率控制命令，并且用于补偿传输中断对所述功率控制算法的影响的装置；
用于向移动无线电通信网络实体发送对应功率控制命令的装置。
根据本发明的另一个目的，用于在所述下行链路传输方向上执行所述方法的移动无线电通信网络实体包括：
用于接收来自移动站的所述功率控制算法的装置。
根据本发明的另一个目的，用于在所述下行链路传输方向上执行所述方法的移动站包括：
用于实现下行链路功率控制算法的装置；
用于向移动无线电通信网络实体发送对应功率控制命令的装置。
根据本发明的另一个目的，用于在所述下行链路传输方向上执行所述方法的移动无线电通信网络实体包括：
根据所述方法，用于接收来自移动站的所述功率控制命令，并且用于修改所述功率控制命令，以便补偿传输中断对所述功率控制算法的装置。
本发明的这些以及其他目的通过下文的描述并结合附图将变得显而易见。
图1是用于描述当前CLPC算法的示意图；
图2是用于描述为了包括根据上述在先专利申请的方法而修改的CLPC算法的示意图；
图3是用于描述为了包括根据本发明的方法而修改的CLPC算法的示意图；
图4是用于描述恢复周期中设置的不同部分的第一个实例的示意图；
图5是用于描述恢复周期中设置的不同部分的第二个实例的示意图；
图6是用于描述恢复周期中设置的不同部分的第三个实例的示意图；
图7用于描述了根据第一实施例，在移动无线电通信系统的上行链路传输方向上，移动网络实体中以及在移动站中执行根据本发明方法所需要的装置的类型；
图8用于描述了根据第二实施例，在移动无线电通信系统的上行链路传输方向上，移动网络实体中以及在移动站中执行根据本发明方法所需要的装置的类型；
图9用于描述了根据第一实施例，在移动无线电通信系统的下行链路传输方向上，移动网络实体中以及在移动站中执行根据本发明方法所需要的装置的类型；
图10用于描述了根据第二实施例，在移动无线电通信系统的下行链路传输方向上，移动网络实体中以及在移动站中执行根据本发明方法所需要的装置的类型。
作为一个实例，对图1，2和3的描述是针对上行链路功率控制，但是应该理解的是，本发明也适用于下行链路，或者上行链路以及下行链路的功率控制。
参照图1，在BTS中，对于每个时间ti，当前的CLPC算法包括下面的步骤：
在步骤10，BTS估算在周期T期间平均的所接收的SIR；
在步骤11，BTS将该SIR与目标SIR(SIRtarget)相比较；
如果SIR＞SIRtarget，在步骤12，BTS送出一个“下降”功率控制命令到MS，用于MS降低δdB的功率，其中δ是该算法的功率控制步长；
如果SIR＜SIRtarget，在步骤13，BTS送出一个“上升”功率控制命令到MS，用于MS增加δdB的功率。
该算法被用重复周期T周期性地重复，如环14所示。
修改该CLPC算法以便包括根据上述在先专利申请的实例被在图2中描述。
图1和图2共有的步骤被用相同的标号所标注。
在图2的实例中：
在步骤10，BTS估算在周期T期间平均的所接收的SIR；
在步骤11，BTS将该SIR与目标SIR(SIRtarget)相比较；
如果SIR＞SIRtarget，在步骤12，BTS送出一个“下降”功率控制命令到MS，用于MS降低δdB的功率；
如果SIR＜SIRtarget，在步骤13，BTS送出一个“上升”功率控制命令到MS，用于MS增加δdB的功率；
此外，在步骤15检验在传输中断周期Tint以后传输是否被恢复，并且在传输被恢复的情况下，在步骤16检验紧随该中断周期Tint的给定持续时间T’是否继续运行；
如果在传输中断之后，该传输没有恢复，或者如果被恢复并且如果经过了持续时间T’，则在步骤17，用于MS的功率控制步长被设置成δ=δ1，其中δ1对应于未被修改的功率控制步长；
如果在传输中断之后，该传输被恢复，并且如果持续时间T’仍然运行，则在步骤18，用于MS的功率控制步长被设置成δ=δ2，其中δ2对应于被修改的功率控制步长，尤其是增加的功率控制步长；
在步骤19，确定的功率控制步长δ1或δ2与在步骤12或13提供的“增加”或“减少”功率控制命令相组合，以得到对于MS的总的功率控制命令。
该算法被用重复周期T周期性地重复，如环14’所示。
根据该在先专利申请，参数T’以及δ2可以根据各种可能性来确定：
在最简单方式中，参数T’以及δ2可以具有预定值，例如已经发现值T’=Tint，并且δ=δ2在实际中很有用处；
在较精密的方式中，例如可以确定当某种条件被满足时，经过了T’的时间，诸如当利用功率控制步长δ2而得到的两个连续功率控制命令相反时(即一个是“增加”功率控制命令，而另一个是“减少”功率控制命令)；
例如，参数T’以及δ2可以根据对于所述传输中断之前的传输周期的功率控制结果的统计而确定；例如中断之前接收的信号功率的变化越大，T’以及δ2就越大，反之亦然。
修改该CLPC算法以便包括根据本发明方法的实例在图3中被公开。然而，应该注意的是，该实例不是限制性的，并且本发明也可以适用于算法的其他实例。
图1，2和3共有的步骤或参数被用相同的标号或标号所标注。
示于图3的算法实例可以被写成如下形式：
在步骤10，BTS估算在周期T期间平均的所接收的SIR；
在步骤11，BTS将该SIR与目标SIR(SIRtarget)相比较；
如果SIR＞SIRtarget，在步骤12，BTS送出一个“下降”功率控制命令到MS，用于MS降低δdB的功率；
如果SIR＜SIRtarget，在步骤13，BTS送出一个“上升”功率控制命令到MS，用于MS增加δdB的功率；
此外，如果紧随传输间隙的周期TMIN仍然在运行，如在步骤20所检验出的，该MS的功率控制步长被设置成δ=δ2，如步骤21所示；
如果经过了紧随传输间隙的周期TMIN，但紧随该传输间隙的周期TMAX仍然在运行，如步骤22所检验出的，并且如果条件C被验证，如步骤23所检验出的，该MS的功率控制步长被设置成δ=δ2，也如步骤21所示；
否则，该MS的功率控制步长被设置成δ=δ1，也如步骤24所示；
在步骤25，确定的功率控制步长δ1或δ2与在步骤12或13提供的“增加”或“减少”功率控制命令相组合，以得到对于MS的总的功率控制命令。
该算法被用重复周期T周期性地重复，如环14”所示。
在本实例中，如在图2中，δ1对应于未被修改的功率控制步长，δ2对应于修改后的功率控制补偿，尤其是增加的功率控制补偿。
TMIN，TMAX(且TMAX≥TMIN)以及δ1，δ2都是该算法的参数。TMIN是恢复周期内的最小补偿长度，而TMAX是恢复周期内的最大补偿长度。如果TMIN=TMAX，则恢复周期为固定的。如果TMIN=0，则恢复周期为完全自适应的。一般来说，对于每个恢复周期，这些参数可以不同，即可以取决于压缩模式参数(传输空隙长度…)以及任何其他的准则(环境…)。它们也可以根据对传输空隙之前信号的统计。TMIN=TGL/2(.表示整数部分)，TMAX=TGL且δ2=2δ1(其中TGL为传输空隙长度)的特定情况尤其有用。
条件C也是算法的一部分。该条件为布尔型(真或假)，并且能够将恢复周期用作环境，速度…或者任何其他因素的函数。例如，条件C可以为当前与以前功率控制命令为相反的。它也可以是当前与以前功率控制命令为相反的，且这些命令是可靠的(即很可能这些命令是真的。这种可靠性可以利用任何经典方法来估算)。
因此，根据示于图3的实例，一个恢复周期包括具有长度TMIN的第一部分，其中固定长度的补偿被执行，紧随其后的是具有最大长度TMAX-TMIN的第二部分，其中自适应长度的补偿被执行。这也被示于图4中。
本实例的扩展是将恢复周期分成N段，每段“n”(1≤n≤N)包括具有长度Tminn的第一部分，其中固定长度的补偿被执行，以及具有最大长度Tmaxn-Tminn第二部分，其中自适应长度的补偿被执行，Tminn是该段内的最小(固定)补偿长度，Tmaxn是该段内的最大补偿长度。这也被示于图5中，作为一个N=2的实例。
例如，类似于示于图3的算法的算法将适用于每段，如果段“n-1”内的补偿长度等于最大补偿长度Tmaxn-1，则使用段“n”。
此外，通过在每段中使用不同的功率控制步长(类似于图3实例中提到的δ2，并且对于段“n”提到的δ2n)，能够在该恢复周期的起点增加功率控制步长之后，缓慢地减少恢复周期内的功率控制步长。
例如我们可以假定N=2，δ21=2δ1且δ22=1.5δ1。功率控制步长δ1将在所述恢复周期之前或之后使用，功率控制步长δ21将用于恢复周期的第一段，功率控制步长δ22将用于恢复周期的第二段。
一般来说，参数Tminn，Tmaxn，δ2n可以对于每段“n”而不同。功率控制算法也可以对于每段“n”而不同。
此外，Tminn可以被设置成等于Tmaxn。这也被示于图6中，其中N=6。例如，对于N=2，我们可以假定Tmin1=Tmax1=TGL/2以及Tmin2=Tmax2=TGL/2。没有设置类似于条件C的条件，即没有设置自适应补偿。相反，例如可以使用减少的功率控制步长。
此外，定义恢复周期的所述部分和/或将在所述部分中执行的所述补偿类型的参数，可能需要被从两个实体(移动站或移动无线电通信网络实体)中的一个到所述实体中另一个来信令，用于执行这样一种方法，所述实体与功率控制算法有关。
如可以从该说明书看出的，本发明可以用多种方式来实现。应该理解的是，在此不可能穷举地列出所有实例或变形表。根据上文的总的构思在于，所述恢复周期包括不同的部分，其中不同类型的补偿被逐次地执行，所述类型被确定以便保证最小补偿可以被首先得到，并且该补偿不高于随后所需要的。此外，最小补偿，或者太高的补偿当然取决于每个特定的上下文、条件或要求，如本领域技术人员可以认识到的。
本发明的另一个目的还在于，提供执行这样一种方法的移动无线电通信网络实体(尤其诸如BTS)以及移动站(MS)。
本发明可以用于上行链路传输方向(从MS到BTS)以及下行链路传输方向(从BTS到MS)上的功率控制。
在上行链路传输方向上：
根据示于图7的第一实施例，并且将图3中的实例对应于步骤20到25被在BTS中执行的情形。
诸如示为40的移动无线电通信网络实体基本上包括，还包括其他经典装置(在此没有提及的以及可以是经典的装置)：
按照所述方法，根据从移动站接收的标记为S1的信号，用于执行上行链路功率控制算法，并且用于补偿所述传输中断对所述功率控制算法的影响的装置41；
用于向移动站发送标记为C1的对应功率控制命令的装置42。
诸如示为43的移动站基本上包括，还包括其他经典装置(在此没有提及的以及可以是经典的装置)：
根据该方法设置的，用于从移动无线电通信网络实体接收功率控制命令C1的装置44。
根据示于图8的第二实施例，并且将图3中的实例对应于步骤20到25被在MS中执行的情形。
诸如示为40’的移动无线电通信网络实体基本上包括，还包括其他经典装置(在此没有提及的以及可以是经典的装置)：
根据从移动站接收的标记为S1的信号，用于实现上行链路功率控制算法的装置41’；
用于向移动站发送标记为C’1的对应功率控制命令的装置42’。
诸如示为43’的移动站基本上包括，还包括其他经典装置(在此没有提及的以及可以是经典的装置)：
根据该方法，用于从移动无线电通信网络实体接收功率控制命令C’1，并且用于修改所述功率控制命令以便补偿传输中断对所述功率控制算法的影响的装置44’。
根据示于图9的第一实施例：
诸如示为45的移动站基本上包括，还包括其他经典装置(在此没有提及的以及可以是经典的装置)：
按照所述方法，根据从移动网络实体接收的标记为S2的信号，用于执行下行链路功率控制算法，并且用于补偿所述传输中断对所述功率控制算法的影响的装置46；
用于向移动网络实体发送标记为C2的对应功率控制命令的装置47。
诸如示为48的移动无线电通信网络实体基本上包括，还包括其他经典装置(在此没有提及的以及可以是经典的装置)：
根据该方法设置的，用于从移动站接收功率控制命令C2的装置49。
根据示于图10的第二实施例：
诸如示为45’的移动站基本上包括，还包括其他经典装置(在此没有提及的以及可以是经典的装置)：
根据从移动无线网络实体接收的标记为S2的信号，用于实现下行链路功率控制算法的装置46’；
用于向移动网络实体发送标记为C’2的对应功率控制命令的装置47’。
诸如示为48’的移动无线电通信网络实体基本上包括，还包括其他经典装置(在此没有提及的以及可以是经典的装置)：
根据该方法，用于从移动站接收功率控制命令C’2，并且用于修改所述功率控制命令以便补偿传输中断对所述功率控制算法的影响的装置49’。
对于本领域技术人员来说，诸如41，41’，44’，46，46’，49的装置不必公开的比上面通过这些功能做出的更加充分。此外，在这种类型的系统中，诸如42，44，47，49或42’，44’，47’，49’的装置可以根据任何已知类型的信令发送程序或协议来操作，并且不必公开的比上面通过这些功能做出的更加充分。