DE60222029T2

DE60222029T2 - Sendeleistungsregelung während der sendewiederholung

Info

Publication number: DE60222029T2
Application number: DE60222029T
Authority: DE
Inventors: Frank Frederiksen; Preben Mogensen
Original assignee: Nokia Inc
Current assignee: Nokia Inc
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2022-08-31
Also published as: EP1537684B1; US20050283663A1; AU2002329544A8; DE60222029D1; ATE371303T1; EP1537684A1; WO2004021603A1; AU2002329544A1; US7369521B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern der Sende- bzw. Übertragungsleistung in einem Netzwerk von einer ersten Station, wie z. B. einer Mobilstation, zu einer zweiten Station, wie z. B. einer Basisstation.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Leistungssteuerung ist eines der wichtigsten Erfordernisse für zellulare Netzwerksysteme, wie z. B. das universelle Mobiltelekommunikationssystem (Universal Mobile Telecommunications System, UMTS), die WCDMA (breitbandigen codegeteilten Mehrfachzugriff bzw. Wideband Code Division Multiple Access) einsetzen, insbesondere auf der Aufwärtsverbindung bzw. dem Uplink, d. h. von einer Mobilstation zu einer Basisstation.
Ohne eine geeigneten Leistungssteuermechanismus könnte eine einzelne Mobilstation eine ganze Zelle blockieren, wenn die Mobilstation mit einer zu großen Leistung arbeitet.
Angenommen, zwei Mobilstationen arbeiten bzw. werden betrieben auf derselben Frequenz, dann kann die Basisstation beide Mobilstationen nur anhand ihrer jeweiligen Spreizcodes unterscheiden. Wenn die erste der beiden Mobilstationen nahe an dem Rand der Zelle arbeitet bzw. betrieben wird, können Wegverluste auftreten, z. B. 60 dB über dem der zweiten Mobilstation, von der angenommen wird, dass sie sich nahe der entsprechenden Basisstation befindet.
Wenn es keinen Leistungssteuermechanismus für die Mobilstationen geben würde, der die jeweiligen Leistungspegel beider Mobilstationen steuert, sodass die Basisstadion Signale von beiden Mobilstationen auf ungefähr demselben Pegel empfängt, könnte die Mobilstation nahe bei der Basisstation leicht die Mobilstati station am Rand der Zelle „überschreien" bzw. überlagern. So könnte die Mobilstation nahe bei der Basisstation wenigstens einen großen Teil der Zelle blockieren.
Daher ist es wünschenswert die Empfangsleistung pro Bit aller Mobilstationen (die durch die Basisstation empfangen werden) zu jeder Zeit anzugleichen, um die Kapazität des Netzwerks zu maximieren.
Eine bekannte Lösung für diese Art von Problem ist die sogenannte schnelle Leistungssteuerung mit geschlossener Schleife, wobei in der Aufwärtsverbindung bzw. dem Uplink die Basisstation Schätzungen des empfangenen Signal-zu-Störung-Verhältnisses (SIR) durchführt und das geschätzte SIR mit einem Ziel-SIR vergleicht. Wenn das SIR, das für eine bestimmte Mobilstation gemessen wurde, größer als das Ziel-SIR ist, sendet die Basisstation einen Leistungssteuerbefehl an die jeweilige Mobilstation, welcher der Mobilstation anzeigt, die Leistung zu verringern. Wenn jedoch das gemessene SIR zu niedrig ist, sendet. die Basisstation einen Leistungssteuerbefehl an diese Mobilstation, welcher der Mobilstation anzeigt, die Leistung zu erhöhen.
Dieser Mechanismus der SIR-Messung, des Sendens von Leistungssteuerbefehlen und des Einstellens der Sendeleistung durch die Mobilstation wird mit einer Rate von 1500-mal pro Sekunde durchgeführt, d. h. mit einer Frequenz von 1,5 kHz für jede Mobilstation. Damit arbeitet dieser Mechanismus schneller als jede signifikante Änderung des Wegverlustes möglicherweise auftreten könnte. Jedoch eignet sich dieser Mechanismus nur für Geschwindigkeiten der Mobilstation niedriger als ungefähr 50 km/h. Für Geschwindigkeiten die größer sind, sollten andere Funktionen ähnlich wie Leistungssteuerung mit äußerer Schleife übernehmen und das Eb/N0-Ziel anpassen, um einen ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen. Daher wird dieser Leistungssteuermechanismus schnelle Sendeleistungssteuerung (transmit power control, TPC) genannt.
Im Ergebnis informiert die Basisstation die Mobilstation durch entsprechende Leistungssteuerbefehle, welcher Leistungspegel für die Sendung bzw. Übertragung im nächsten Schlitz (660 μs entsprechend 2560 chips) zu verwenden ist.
Diese Leistungssteuerbefehle zeigen der Mobilstation an, die Sendeleistung um eine feste Stufengröße, z. B. 1 dB, zu erhöhen oder zu verringern.
Darüber hinaus wurde zum Verbessern der Aufwärtsverbindungs- bzw. Uplink-Leistungsfähigkeit im 3GPP (Partnerschaftsprojekte dritten Generation bzw. 3rd Generation Partnership Project) vorgeschlagen, eine hybride automatische Wiederholungssteuerung (hybrid automatic repeat control, H-ARQ) zu verwenden, wobei die Basisstation im Falle eines fehlerhaften Empfangs eines Datenblocks eine Neuübertragung bzw. Übertragungswiederholung des spezifischen Datenblocks anfordern kann.
Wenn die Neuübertragung eines Datenblocks angefordert wird, ist es möglich, die erneut übertragene Version des fehlerhaften Datenblocks mit der ersten Version des fehlerhaften Datenblocks zu kombinieren. Damit wird die Wahrscheinlichkeit den Datenblock richtig zu erfassen erhöht. Um eine höhere Wahrscheinlichkeit für eine richtige Erfassung dieses Datenblocks zu erreichen, wird die erneut übertragene Version des Datenblocks mit demselben Leistungspegel gesendet bzw. übertragen wie die erste Version des jeweiligen fehlerhaften Datenblocks. Damit besteht eine Chance, dass ein derart erneut übertragener Datenblock schließlich mit einer Qualität empfangen wird, die höher als die erforderliche Qualität ist. Jedoch stellt dies eine Verschwendung von Zellenkapazität dar.
In US 2002/0042283 wird ein Verfahren offenbart, dass vorschlägt, ein temporäres Leistungsziel für den erneut übertragenen Datenblock zu berechnen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Zelleffizienz zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung der Leistung in einem Netzwerk, bei der Übertragung von einer ersten Station zu einer zweiten Station, wobei die zweite Station für ein von der ersten Station empfangenes Signal einen Leistungszielwert festlegt und Leistungssteuerbefehle an die erste Station sendet, abhängig von einer Abweichung zwischen dem Leistungszielwert und einem Empfangsleistungspegel, wobei die zweite Station die Schritte durchführt: Erfassen fehlerhafter Datenblocks, die von der ersten Station empfangen wurden, Anfordern einer Neuübertragung von fehlerhaften Datenblocks von der ersten Station, und Anpassen des Leistungszielwertes auf einen temporären Leistungszielwert, während der Neuübertragung bzw. Übertragungswiederholung, wobei der temporäre Leistungszielwert abhängig von der Qualität bzw. Güte des fehlerhaften Datenblocks berechnet wird.
Darüber hinaus wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Gerät zum Steuern der Übertragungsleistung in einem Netzwerk von einer ersten Station zu einer zweiten Station, das umfasst: Mittel zum Bestimmen eines Leistungszielwertes für ein Signal, dass von der ersten Station empfangen wurde, Mittel zum Erzeugen von Leistungssteuerbefehlen für die erste Station, abhängig von einer Abweichung zwischen dem Leistungszielwert und einem Empfangsleistungspegel, Mittel zum Erfassen fehlerhaften Datenblocks, die von der ersten Station empfangen wurden, Mittel zum Anfordern einer Neuübertragung bzw. Übertragungswiederholung von fehlerhaften Datenblocks von der ersten Station, und Mittel zum Anpassen des Leistungszielwertes auf einen temporären Leistungszielwert während der Neuübertragung bzw. Übertragungswiederholung, wobei der temporäre Leistungszielwert abhängig von der Qualität des fehlerhaften Datenblocks berechnet wird.
Entsprechend nutzt die Erfindung Qualitätsinformation des fehlerhaften Datenblocks, um einen neuen temporären Leistungszielwert zur Verwendung während der Neuübertragungsdauer des bestimmten erneut übertragenen Datenblocks zu erzeugen. Damit wird der erneut übertragene Datenblock mit einem Übertragungsleistungspegel bzw. Sendeleistungspegel gesendet, um einen temporären Zielwert zu erfüllen, der für die zweite Station festgelegt wurde. So kann der Neuübertragungsleistungswert auf einen Wert angepasst werden, der weder zu hoch noch zu niedrig ist, sondern mit solch einem Wert übereinstimmt, der gerade benötigt wird, um eine richtige Erfassung des Datenblocks bereitzustellen, der fehlerhaft während seiner ersten Übertragung empfangen wurde. Im Ergebnis verbessert die Erfindung den Übertragungsleistungspegel bzw. Sende leistungspegel des ersten Terminalgeräts für erneut übertragene Datenblöcke. So kann die Zelleffizienz optimiert werden.
Die Erfindung hat besonders die folgenden Auswirkungen. Störungen von der ersten Station (das sendende Ende) werden vermindert, da die erforderliche Neuübertragungsleistung (Signalenergie) durch die zweite Station (das empfangende Ende) vorhergesagt wird und durch Verwenden der Leistungssteuerbefehle an die erste Station kommuniziert wird. Darüber hinaus wird der Batterieverbrauch der ersten Station verringert, da nur ein Minimum an zusätzlicher Leistung benötigt wird. Schließlich ist es möglich, eine aggressivere Datenrate während der ersten Übertragung von einem Datenblock zu verwenden, da während der Neuübertragung Fehler, die aufgrund der zu aggressiven Datenrate aufgetreten sind, korrigiert werden können.
Die Qualität des fehlerhaft empfangenen Datenblocks wird als eine Leistungsmetrik geschätzt, die anzeigt wie viel zusätzliche Signalenergie bei der Neuübertragung benötigt wird, um einen fehlerhaften Datenblock nach Empfang einer erneut übertragenen Version des fehlerhaften Datenblocks korrekt zu erfassen. Solch eine Schätzung ist besonders vorteilhaft, wenn der fehlerhafte Datenblock mit der erneut übertragenen Version kombiniert wird. Dann zeigt die Qualität an, wie viel zusätzliche Signalenergie benötigt wird und im erneut übertragenen Datenblock ist im Wesentlichen nur diese benötigte Energie enthalten. Somit, wenn der fehlerhaft empfangene Datenblock mit der erneut übertragenen Version dieses Datenblocks kombiniert wird, ist die Gesamtsignalenergie derart, dass das kombinierte Signal (erste Version zusätzlich zu der erneut übertragenen Version) genau die Signalenergie trifft, die für ein richtiges Erfassen des Datenblocks benötigt wird.
Der temporäre Leistungszielwert für die Neuübertragung wird als der Leistungszielwert für eine erste Übertragung eines Datenblocks minus einem Term, der von der Qualität abgeleitet wurde, berechnet, z. B. durch Multiplizieren eines Wertes der Qualität mit einer vorbestimmten, insbesondere festen, Leistungssteuerschrittgröße.
Bevorzugt wird die Anpassung des Leistungszielwertes zu Beginn der Neuübertragung eines fehlerhaften Datenblocks durchgeführt. Um sicherzustellen, dass der Empfangsleistungswert bei dem Zielwert ist, wenn der nächste Datenblock beginnt, wechselt der Leistungszielwert von dem temporären Leistungszielwert in den Leistungszielwert für die Übertragung eines Datenblocks, bevor der nächste Datenblock beginnt. So wird der nächste Datenblock auf dem gewünschten regulären Leistungszielwert für eine erste Übertragung eines Datenblocks empfangen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung im größeren Detail basierend auf bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein grundlegendes Flussdiagramm einer Leistungssteueroperation gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein detaillierteres Flussdiagramm der Leistungssteueroperation gemäß der 1 zeigt;
3 ein grundlegendes Flussdiagramm eines Blocks des Diagramms gemäß der 2 zeigt, das die Bestimmung des Leistungszielwertes darstellt;
4 ein schematisches Blockdiagramm eines Blocks zeigt, der in dem Flussdiagramm gemäß 2 gezeigt ist, zum Berechnen des temporären Leistungszielwertes;
5 ein Zeitablaufdiagramm zeigt, dass den Leistungszielwert, den temporären Leistungszielwert, die Empfangsleistungswerte sowie Leistungssteuerbefehle veranschaulicht; und
6 ein schematisches Blockdiagramm eines Geräts gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele werden nun basierend auf einem UMTS-WCDMA-Funknetzwerk beschrieben. Jedoch kann die Erfindung in anderen Netzwerkenarten ebenso gut verwendet werden.
1 zeigt ein grundlegendes Flussdiagramm der grundlegenden Operationen, die in einem Leistungssteuersystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden. Diese Operationen werden durchgeführt am Empfangsende einer Verbindung bzw. eines Links, z. B. einer Basisstation, insbesondere einem Knoten B, wenn ein WCDMA UMTS-System verwendet wird. Der Knoten B empfängt ein Signal von einer Mobilstation, z. B. einer Anwender- bzw. Teilnehmerausstattung (user equipment, UE). Dieser Link von der UE zum Knoten B wird Aufwärtsverbindung bzw. Uplink genannt.
Jedoch ist die Erfindung nicht auf die Uplink-Übertragung beschränkt und kann grundsätzlich genauso gut in der Abwärtsverbindungs- bzw. Downlink-Übertragung ausgeführt werden. In diesem Fall ist das Empfangsende des Links die UE und die Operationen, die in 1 dargestellt sind, werden in der UE durchgeführt.
Im Allgemeinen informiert der Knoten B die UE, welcher Leistungspegel in dem nächsten Zeitschlitz, möglicherweise mit einer gewissen Verzögerung bzw. Latenz, zu übertragen ist. Dabei verwendet der Knoten B Leistungssteuerbefehle, um die UE über den Leistungspegel, der in dem nächsten Schlitz bzw. Slot zu überfragen ist, zu informieren. Diese Leistungssteuerbefehle besitzen typischerweise feste Schrittgrößen von z. B. 1 dB. Jedoch sind andere Schrittgrößen genauso gut geeignet, wie z. B. 2,0 dB, 0,5 dB oder 0,25 dB.
Jedoch kommt es vor, dass der Knoten B fehlerhafte Datenblöcke empfängt. In diesem Fall fordert der Knoten B eine Neuübertragung bzw. Übertragungswiederholung des ursprünglichen Datenblocks an. Der erneut übertragene Datenblock kann entweder gleich zu dem ersten fehlerhaft empfangenen Datenblock sein oder kann mehr Redundanzinformationen enthalten.
Bevorzugt, wenn ein erneut übertragener Datenblock empfangen wird, kombiniert der Knoten B die erneut empfangene Information mit der vorherigen empfangenen Information. So wird die Wahrscheinlichkeit den jeweiligen Datenblock richtig zu erfassen erhöht. Diese sogenannte hybride automatische Wiederholungssteuerung (H-ARQ) kann sehr effizient werden im Falle der Verwendung von aggressiver Übertragungsleistung der UE, wenn die UE gewöhnlich aufgrund des Stoßens an den maximalen Leistungspegel nicht in der Lage ist, dem „Aufwärts (UP)"-Befehlen der Leistungssteuerung zu folgen.
In einem ersten Schritt S101 erfasst der Knoten B, ob ein empfangener Datenblock fehlerhaft ist, z. B. mittels einer zyklischen Redundanzüberprüfung (Cyclic Redundancy Checks, CRC). Wenn ein fehlerhafter Datenblock in Schritt S101 empfangen wurde, sendet der Knoten B in Schritt S102 eine Anforderung zur Neuübertragung bzw. erneuten Übertragung des fehlerhaften Datenblocks an die UE.
Darüber hinaus führt der Knoten B in Schritt S103 eine Schätzung der Qualität des fehlerhaften Datenblocks durch. Diese Qualitätsschätzung kann auf verschiedenen Mechanismen basieren, z. B. auf einer Bitfehlerrate des empfangenen Datenstroms, einer weichen Information, die von einem Viterby-Decoder erhalten wurde, der zum Decodieren von Faltungscodes verwendet wird, und/oder dem Signal-zu-Störungs-Verhältnis (SIR) des Empfangssignals. So wird eine Leistungsmetrik abgeleitet, die anzeigt, wie viel zusätzliche Signalenergie für die Neuübertragung bzw. Übertragungswiederholung eines fehlerhaften Datenblocks erforderlich ist, um einen derartigen fehlerhaften Datenblock richtig zu erfassen, nachdem seine erneut übertragene Version empfangen wird.
Dann in Schritt S104 wird diese Qualitätsinformation verwendet, um einen neuen temporären Leistungszielwert zu erzeugen, d. h. den Zielwert für die Leistung, die am Knoten B von der UE während der Neuübertragungsdauer des spezifischen Datenblocks empfangen wird. Dieser temporäre Leistungszielwert wird als Eb/N0-Ziel für Übertragungsleistungssteuerung mit (transmit power control, TPC) mit geschlossener Schleife angegeben, wobei Eb/N0 der Empfangsenergie pro Bit zu Störungsdichte anzeigt. Dieser Zielwert zeigt den Wert an, der als an dem Knoten B für ordnungsgemäße Decodierung des Signals benötigt geschätzt wird.
Schließlich in Schritt S105 wird der Leistungszielwert auf den temporären Leistungszielwert angepasst, der während der Neuübertragung des Datenblocks verwendet wird, der vorhergehend fehlerhaft empfangen wurde.
2 veranschaulicht die Leistungssteuerschritte, die im Knoten B durchgeführt werden, in größerem Detail. In Schritt S201 empfängt Knoten B ein Signal oder einen Datenblock von der UE. Als nächstes in Schritt S202 bestimmt der Knoten B den Leistungszielwert.
3 zeigt in größerem Detail, wie der Leistungszielwert bestimmt wird. In Schritt 301 bestimmt der Knoten B, ob die empfangene Qualität besser als die erforderliche Qualität ist. Im Falle dass die empfangene Qualität besser als die erforderliche Qualität ist, wird mit Schritt S302 fortgefahren, in dem der Leistungszielwert verringert wird. Für den Fall, dass die empfangene Qualität schlechter als die benötigte Qualität ist, wird mit Schritt S303 fortgefahren, indem der Leistungszielwert erhöht wird.
Zurückkehrend zu 2 wird in Schritt S203 geprüft, ob ein fehlerhafter Datenblock empfangen wurde. Im Falle dass ein fehlerhafter Datenblock erfasst wird, wird mit Schritt S204 fortgefahren, in dem eine Nachricht an die UE gesendet wird, um eine Neuübertragung des fehlerhaften Datenblocks anzufordern.
Darüber hinaus wird in Schritt S205 die Qualität des fehlerhaften Datenblocks wie oben beschrieben geschätzt.
Dann in Schritt S206 wird ein temporärer Leistungszielwert für die Neuübertragung des fehlerhaften Datenblocks berechnet. Allgemein wird der temporäre Leistungszielwert als eine Funktion des aktuellen Leistungszielwerts und der Qualitätsschätzung berechnet. So ist eine mögliche Abbildung auf den temporären Zielwert Eb/N0 gegeben als: Eb/N0_target_retrans = f(Eb/N0_target,quality) wobei Eb/N0_target_retrans der temporäre Leistungszielwert für die Neuübertragung ist und Eb/N0_target der Leistungszielwert für die erste Übertragung eines Datenblocks ist.
4 zeigt eine etwas spezifischere Implementierung der Berechnung des temporären Leistungszielwerts.
Einerseits wird ein Wert der Qualität mittels einer vorbestimmten Leistungssteuerschrittgröße 401 gewichtet, die als auch der Qualitätswert in eine Multiplikationseinheit 402 eingegeben werden.
Andererseits wird der Leistungszielwert, der in Schritt S202 bestimmt wurde, in Schritt S206 wie folgt verwendet: sowohl der Leistungszielwert als auch das Ergebnis der Multiplikationseinheit 402 werden in eine Subtraktionseinheit 403 eingespeist, die das Ergebnis der Multiplikationseinheit 402 vom Leistungszielwert abzieht bzw. subtrahiert, um den temporären Leistungszielwert für die Neuübertragung zu erzeugen.
Als ein Beispiel sei angenommen, dass der Knoten B eine Qualitätsskala besitzt, auf der „0" die schlechteste Qualitätsschätzung ist und „4" eine hohe Empfangsqualität anzeigt. Dann ist eine mögliche Abbildung auf den temporären Zielwert Eb/N0 gegeben als: Eb/N0_target_retrans = Eb/N0_target-quality·x dBwobei Eb/N0_target_retrans der temporäre Leistungszielwert für die Neuübertragung ist, Eb/N0_target der Leistungszielwert für die erste Übertragung eines Datenblocks ist und x eine feste Leistungssteuerschrittgröße in dB ist.
Dies bedeutet, dass Datenblocks, die mit geringer Qualität bei der ersten Übertragung empfangen wurden, mit demselben Eb/N0-Ziel für die erneut übertragene Version empfangen werden, was damit ungefähr 3 dB Kombinierungsgewinn aus H-ARQ gibt, während die nahezu korrigiert empfangenen Datenblocks mit einem Eb/N0-Ziel von –4 dB gegenüber der ersten Übertragung des jeweiligen Datenblocks empfangen werden. Es sei angemerkt, dass der Knoten B die anfänglich fehlerhaft empfangenen Datenblocks mit der erneut übertragenen Version des Datenblocks kombiniert.
Weiters ist anzumerken, dass die im obigen Beispiel angegebene Skala von 0 bis 4 in irgendeiner anderen beliebigen Weise definiert werden könnte. Jedoch stellt dieser Mechanismus sicher, dass der Empfangsleistungspegel am Knoten B implizit durch den Knoten B mittels dem Eb/N0-Ziel gesteuert wird und dass die Leistungssteuerbefehle, die an die UE gesendet werden, derart sind, dass die Empfangssignalenergie gerade so hoch wie nötig ist, d. h. die Empfangssignalenergie ist im Wesentlichen nicht größer oder geringer als die erforderliche Signalenergie.
Zurückkehrend zur 2 wird in Schritt S203 eine Verzweigung durchgeführt, um zu Schritt S201 zurückzukehren, wenn ein Datenblock richtig empfangen wird.
Im Wesentlichen zur selben Zeit, zu der Schritt S203 durchgeführt wird, wird eine Verzweigung von Schritt S202 zu Schritt S207 durchgeführt. So wird der Weg, der an S202 beginnt, aufgespalten und zwei getrennte Flüsse begonnen. Der Knoten B bestimmt in Schritt S207, ob ein aktuell empfangener Datenblock ein erneut übertragener Datenblock oder ein zum ersten Mal gesendeter Datenblock ist.
Wenn ein aktuell empfangener Datenblock eine erneut übertragene Version eines vorhergehend gesendeten Datenblocks ist, der fehlerhaft empfangen wurde, wird eine Verzweigung zu Schritt S208 durchgeführt, in dem der temporäre Leistungszielwert, der in Schritt S206 abgeleitet wurde, für die folgenden Leistungssteuerbefehle während der Neuübertragung des fehlerhaft empfangenen Datenblocks verwendet wird. Obwohl die Schritte S203 und Schritt S207 im Wesentlichen zum selben Zeitpunkt durchgeführt werden können, wird Schritt S208 nach Schritt S206 durchgeführt, um in der Lage zu sein, den aktuellen temporären Leistungszielwert, der in Schritt S206 erzeugt wurde, zu verarbeiten. Jedoch sei angemerkt, dass andere Abfolgen der hier beschriebenen Schritte genauso gut möglich sind. Daher ist die Erfindung nicht auf dieses bestimmte Ausführungsbeispiel beschränkt.
In Schritt S209 werden Leistungssteuerbefehle, die basierend auf dem temporären Leistungszielwert erzeugt wurden, an die UE gesendet.
Zurückkehrend zu Schritt S207 wird, wenn der aktuell empfangene Datenblock ein Datenblock ist, der zum ersten Mal gesendet wurde, der Leistungssteuerwert, wie er in Schritt S202 bestimmt wurde, in Schritt S210 verwendet, um einen entsprechenden Leistungssteuerbefehl für die UE zu erzeugen, der in Schritt S211 an die UE gesendet wird.
5 ist ein Zeitablaufdiagramm, dass das aktuelle Eb/N0 und das Eb/N0-Ziel für H-ARQ veranschaulicht. Während eines ersten Rahmens 501, der eine Anzahl von (z. B. 15) Schlitzen bzw. Slots 502 umfasst, wobei die Dauer eines Rahmens z. B. 10 ms beträgt und wobei die Dauer eines Schlitzes 660 μs entsprechend 2560 Chips beträgt, wird ein fehlerhafter Datenblock 503 durch Knoten B von der UE empfangen.
Obwohl der Datenblock fehlerhaft ist, ist die Qualität ziemlich gut. So ist der tatsächliche Empfangsleistungspegel 502 nahe dem Leistungszielwert 505. Daher wechseln Leistungssteuerbefehle 506 zwischen „Erhöhe" oder „Aufwärts (UP)"-Befehlen und „Verringere" oder „Abwärts (DOWN)"-Befehlen. So ist der Empfangsleistungspegel 504 nahe dem Leistungszielwert 505.
Da jedoch der empfangene Datenblock ein fehlerhafter Datenblock 503 ist, fordert der Knoten B eine Neuübertragung dieses Datenblocks an. Jedoch muss die Neuübertragung bzw. Übertrtagungswiederholung des spezifischen Datenblocks nicht notwendigerweise der nachfolgende Datenblock sein, sondern kann einen oder mehrere Datenblocks nach dem fehlerhaften Datenblock 503 empfangen werden. Die erneut übertragene Version des spezifischen Datenblocks ist als 507 angedeutet.
Da in dem Beispiel der 5, der erste Datenblock 503 fehlerhaft empfangen wird, aber die empfangene Qualität, die an dem Knoten B gemessen wurde, anzeigt, dass der Datenblock nicht viel mehr Signalenergie benötigen wird, um richtig erfasst zu werden, kann eine relativ geringe Leistung (temporärer Leistungszielwert 512) für die Neuübertragung verwendet werden, d. h. für den erneut übertragenen Datenblock 507.
Es wird angemerkt, dass die Anpassung des Eb/N0-Ziels, d. h. des Leistungszielwerts 505 auf den temporären Leistungszielwert 512, am Beginn 508 des erneut übertragenen Datenblocks 507 stattfindet, um einen vorhergehenden Datenblock 509 nicht zu beeinflussen.
Darüber hinaus ist anzumerken, dass der Übergang 510 vom temporären Leistungszielwert 512 zurück zum ursprünglichen Eb/N0-Zielzustand, d. h. der ursprüngliche Leistungszielwert 505, derart ist, dass sichergestellt wird, dass das Empfangs-Eb/N0, d. h. der Empfangsleistungspegel 504, bei dem jeweiligen Zielwert liegt, wenn der nachfolgende Datenblock 511 beginnt.
So hängt die Anzahl der Schlitze bzw. Slots 502, die das temporäre Eb/N0, d. h. den temporären Leistungszielwert 512, verwenden, von den folgenden Parametern ab: der Leistungssteuerschrittgröße, der Paketgröße oder Datenblockgröße in den Slots bzw. Schlitzen und dem „Abstand" zwischen dem normalen Eb/N0-Ziel, d. h. dem Leistungszielwert 505 für die erste Übertragung eines Datenblocks, und dem temporären Eb/N0-Pegel, d. h. dem temporären Leistungszielwert 512 für Neuübertragung eines fehlerhaften Datenblocks.
Wie in 5 gezeigt, gibt es eine kleine Verzögerung bevor der temporäre Leistungszielwert 512 erfüllt ist. Während dieser Periode bzw. Dauer überträgt die UE mehr Leistung als benötigt. Bevorzugt wird dies berücksichtigt, wenn der temporäre Leistungszielwert 512 für die Neuübertragung eingestellt wird.
Wie in 5 angezeigt wird, kann ein Leistungssteuerbefehl 506 aus einem einzelnen Bit bestehen, dass anzeigt, ob ein Übertragungsleistungspegel der UE um eine feste Leistungssteuerstufengröße (z. B. 1 dB) zu erhöhen oder zu verringern ist.
Jedoch ist die Erfindung nicht auf derartige Leistungssteuerbefehle beschränkt. Darüber hinaus kann ein Leistungssteuerbefehl eine Anzahl von Bits umfassen, die anzeigen, ob der Übertragungsleistungspegel um eine bestimmte variable Leistungssteuerschrittgröße zu erhöhen oder zu verringern ist.
Darüber hinaus kann ein Leistungssteuerbefehl eine Anzahl von Bits umfassen, die explizit einen (absoluten) Wert für den Übertragungsleistungspegel der UE anzeigen.
So kann die erforderliche Übertragungs- oder Neuübertragungsleistung entweder implizit oder explizit an die UE durch entsprechende Leistungssteuerbefehle kommuniziert werden. Bei expliziten Kommunizieren der Leistungssteuerbefehle an die UE wird eine zusätzliche neue Schicht (Layer) 1 (L1)-Steuersignalisierung in der Abwärtsverbindung bzw. dem Downlink vom Knoten B an die UE (oben auf der ACK/NACK-Information) verwendet. Solche zusätzliche Informationen werden bevorzugt auf sehr wenige Bits „kondensiert" bzw. konzentriert.
Beim implizierten Kommunizieren der Leistungssteuerbefehle an die UE wird jegliche zusätzliche Signalisierung zwischen dem Knoten B und der UE vermieden.
6 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Geräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Knoten B 601 umfasst einen Empfänger 602, der ein Signal 603 von einer UE (nicht gezeigt) empfängt. Der Empfänger 602 ist verbunden mit einer Einheit 604 zum Erfassen fehlerhafter Datenblocks, die wiederum verbunden ist mit einer Einheit 605 zum Anfordern einer Neuübertragung von fehlerhaften Datenblocks, insbesondere zum Erzeugen einer Anforderungsnachricht für eine Neuübertragung, wobei eine derartige Nachricht an die UE gesendet wird.
Darüber hinaus ist Einheit 605 zum Anfordern einer Neuübertragung mit einer Einheit 606 zum Anpassen des Leistungszielwertes auf den temporären Leistungszielwert verbunden, der an Einheit 606 von einer Leistungszielbestimmungseinheit 607 kommuniziert wurde, die mit Einheit 606 verbunden ist.
Darüber hinaus ist die Einheit 606 zum Anpassen des Leistungszielwertes an den temporären Leistungszielwert mit einem Generator 608 für Leistungssteuer befehle verbunden, der wiederum mit einem Sender 609 zum Senden solcher Leistungssteuerbefehle an die UE verbunden ist. Darüber hinaus ist Sender 609 mit der Einheit 605 zur Anforderung einer Neuübertragung verbunden, um die entsprechende Anforderungsnachricht für Neuübertragung eines fehlerhaften Datenblocks an die UE zu übertragen.
Generator 608 für Leistungssteuerbefehle ist weiter verbunden mit einer Erfassungseinheit 610, die ebenso verbunden ist mit Empfänger 602, um den Generator darüber zu informieren, ob ein aktuell empfangener Datenblock ein erneut übertragener Datenblock oder ein zum ersten Mal gesendeter Datenblock ist. Abhängig von dieser Information wählt Generator 608 den temporären Leistungszielwert der von der Einheit 606 empfangen wurde, oder den normalen Leistungszielwert, der über eine entsprechende Verbindung von der Leistungszielbestimmungseinheit 607 empfangen wurde, aus. So ist Knoten B entsprechend der 6 ausgestattet, um ein Verfahren, wie es in den 1 bis 4 veranschaulicht ist, durchzuführen, um Signale gemäß der 5 zu erzeugen.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Insbesondere können die Funktionalitäten des Knoten B und der UE vertauscht werden, sodass Uplink und Downlink ebenso vertauscht werden. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Kombination einer Mobilstation und einer Basisstation beschränkt, sondern kann zwischen jeglicher Kombination von solchen Stationen verwendet werden. Die bevorzugten Ausführungsbeispiele können daher innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche variieren.

Claims

Verfahren zum Steuern der Übertragungsleistung von einer ersten Station zu einer zweiten Station in einem Netzwerk, wobei die zweite Station (S202) einen Leistungszielwert (505) für ein von der ersten Station empfangenes Signal bestimmt und Sendeleistungssteuerbefehle (506) an die erste Station sendet, die von einer Abweichung zwischen dem Leistungszielwert (505) und einem empfangenen Leistungspegel (504) abhängig sind, wobei die zweite Station die folgenden Schritte durchführt: – Erfassen (S101) fehlerhafter, von der ersten Station empfangene Datenblöcke (503), – Anfordern (S102) einer Neuübertragung fehlerhafter Datenblöcke (503) von der ersten Station, und – Einstellen (S105) des Leistungszielwerts (505) auf einen vorläufigen Leistungszielwert (512) während der Neuübertragung, wobei der vorläufige Leistungszielwert (512) für eine Neuübertragung (S206) abhängig von der Qualität des fehlerhaften Datenblocks berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der vorläufige Leistungszielwert (503) als der Leistungszielwert (505) für eine erste Übertragung (503) eines Datenblocks minus (403) der mit einer vorbestimmten Sendeleistungssteuerschrittgröße (401) gewichteten (402) Qualität berechnet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Qualität als Performanzmetrik geschätzt wird (S103, S205), die anzeigt wie viel zusätzliche Signalenergie während der Neuübertragung erforderlich ist, um einen fehlerhaften Datenblock (503) korrekt zu erfassen, nachdem eine neu übertragene Version (507) des fehlerhaften Datenblocks (503) empfangen wurde.
Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, wobei der fehlerhafte Datenblock (503) mit seiner neu übertragenen Version (507) kombiniert wird.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die neu übertragene Version (507) der ersten Version des fehlerhaften Datenblocks (503) ähnlich ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die neu übertragene Version (507) zusätzliche Redundanz beinhaltet.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der vorläufige Leistungszielwert (512) für Neuübertragung als eine Funktion des aktuellen Leistungszielwerts (505) für eine erste Übertragung (503) eines Datenblocks und der Qualität berechnet wird (S206).
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei der vorläufige Leistungszielwert (512) basierend auf folgender Gleichung berechnet wird: Eb/N0_target_retrans = Eb/N0_target – quality·x dBwobei Eb/N0_target_retrans der vorläufige Leistungszielwert (512) für Neuübertragung (507) ist, Eb/N0_target der Leistungszielwert (505) für die erste Übertragung eines Datenblocks (503) ist und x eine feste Sendeleistungssteuerschrittgröße (401) in dB ist.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Einstellen (S105) des Leistungszielwerts (505) zu Beginn (508) der Neuübertragung eines fehlerhaften Datenblocks (507) durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Übergang (510) zurück zum Leistungszielwert (505) für eine erste Übertragung eines Datenblocks (503) vor dem Beginn des nächsten Datenblocks (511) so durchgeführt wird, dass der empfangene Leistungspegel (504) auf dem Leistungszielwert (505) für eine erste Übertragung ist, wenn der nächste Datenblock beginnt.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Datenblock (503, 507, 509, 511) in eine Anzahl von Schlitzen (502) unterteilt wird und wobei die in Verwendung befindliche Anzahl der Schlitze (502) des vorläufigen Leistungszielwerts (512) von der Sendeleistungssteuerschrittgröße, der Gesamtanzahl von Schlitzen (502) innerhalb eines Datenblocks (503, 507, 509, 511) und dem Abstand zwischen dem Leistungszielwert (505) für eine erste Übertragung und dem vorläufigen Leistungszielwert (512) abhängig ist.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der vorläufige Leistungszielwert (512) abhängig von einer Verzögerung berechnet wird, bevor der vorläufige Leistungszielwert (512) erfüllt wird.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sendeleistungssteuerbefehle (506) jeweils ein Bit umfassen, das anzeigt, ob der Übertragungsleistungspegel der ersten Station mit der festen Sendeleistungssteuerschrittgröße zu erhöhen oder zu verringern ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Sendeleistungssteuerbefehle jeweils eine Anzahl von Bits umfassen, die anzeigen, ob der Übertragungsleistungspegel sowie eine variable Sendeleistungssteuerschrittgröße zu erhöhen oder zu verringern sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Sendeleistungssteuerbefehle jeweils eine Anzahl von Bits umfassen, die einen expliziten Wert für den Sendeleistungspegel anzeigen.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Schritt des Erfassens (S101) fehlerhafter Datenblöcke eine zyklische Redundanzprüfung (cyclic redundancy check, CRC) umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Qualität geschätzt wird basierend auf a) einer Bit- oder einer Paketfehlerrate des empfangenen Datenstroms, b) weicher Information, die von einem Viterbi-Decoder erhalten wurde und für Decodierfaltungscodes genutzt wird, und/oder c) dem Empfangssignal-zu-Störungs-Verhältnis.
Einrichtung zum Steuern der Leistung, die von einer ersten Station zur zweiten Station in einem Netzwerk übertragen wird, mit: – Einrichtung (607) zum Bestimmen (S202) eines Leistungszielwerts (505) für ein von der ersten Station empfangenes Signal, – Einrichtung (608) zum Erzeugen von Sendeleistungssteuerbefehlen (506) für die erste Station, die von einer Abweichung zwischen dem Leistungszielwert (505) und einem empfangenen Leistungspegel (504) abhängig sind, – Einrichtung (604) zum Erfassen (S101) fehlerhafter von der ersten Station empfangener Datenblöcke (503), – Einrichtung (605) zum Anfordern (S102) der Neuübertragung fehlerhafter Datenblöcke (503) von der ersten Station, – Einrichtung (606) zum Einstellen (S105) des Leistungszielwerts (505) auf einen vorläufigen Leistungszielwert (512) während der Neuübertragung, wobei der vorläufige Leistungszielwert (512) abhängig von der Qualität des fehlerhaften Datenblocks (503) berechnet wird (S206), und dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung weiteres umfasst: – Einrichtung (606) zum Berechnen (S206) des vorläufigen Leistungszielwerts (512) zur Neuübertragung als Leistungszielwert (505) für eine erste Übertragung (503) eines Datenblocks minus (403) der mit einer vorbestimmten Sendeleistungssteuerschrittgröße (401) gewichteten (402) Qualität.
Einrichtung gemäß Anspruch 17, wobei die zweite Station eine Basisstation und die erste Station eine Mobilstation ist, die in einem mobilen Netzwerk, insbesondere in einem UMTS/WCDMA Netzwerk, verwendet wird.
Einrichtung gemäß Anspruch 17 oder 18 mit Ausführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16.