Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Teilnehmerstation, die zur Sendeleistungseinstellung für eine Basisstation ausgebildet sind. Die Erfindung betrifft insbesondere die initiale Sendeleistungseinstellung der Basisstation für eine Verbindung zur Teilnehmerstation innerhalb eines W-CDMA Funk-Kommunikationssystems.The invention relates to a method and a subscriber stationtion used to set the transmission power for a base stationare trained. The invention particularly relates toinitial transmission power setting of the base station for aConnection to the subscriber station within a W-CDMA radioCommunication system.
In Funk-Kommunikationssystemen werden Nachrichten (beispielsweise Sprache, Bildinformation oder ändere Daten) als Signale mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle übertragen. Die Funkschnittstelle bezieht sich auf eine Verbindung zwischen einer Basisstation und Teilnehmerstationen, wobei die Teilnehmerstationen Mobilstationen oder ortsfeste Funkstationen sein können. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequenzen, die in dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Für zukünftige Funk-Kommunikationssysteme, beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.In radio communication systems, messages (for examplewise language, image information or other data) as signalswith the help of electromagnetic waves over a radiointerface transferred. The radio interface relateson a connection between a base station and subscribermerstations, the subscriber stations being mobile stationsor can be fixed radio stations. The blasting of theElectromagnetic waves occur with carrier frequencieszen that in the Fre foreseen for the respective systemquenzband lie. For future radio communication systems,for example UMTS (Universal Mobile TelecommunicationSystem) or other 3rd generation systems are frequenciesprovided in the frequency band of approx. 2000 MHz.
Die Funk-Kommunikationssysteme der 3. Generation sollen ein als CDMA (Code Division Multiple Access) bekanntes Teilnehmerseparierungsverfahren nutzen. Ist das genutzte Frequenzband breitbandig, so ist die Funkschnittstelle als W-CDMA (wideband CDMA) Funkschnittstelle organisiert. Bei allen Funk-Kommunikationssystemen, aber insbesondere bei solchen mit CDMA-Funkschnittstelle, ist eine Sendeleistungseinstellung nötig, um die Interferenz gering zu halten und Fadingeffekte bei der Empfangsleistung auszuregeln. Eine schnelle und genaue Sendeleistungseinstellung ist wünschens wert, setzt aber voraus, daß die Sendeleistungsregelung bereits eingeschwungen ist.The 3rd generation radio communication systems should be oneParticipant known as CDMA (Code Division Multiple Access)Use the separation process. Is that frequency usedband broadband, so is the radio interface as W-CDMA(wideband CDMA) radio interface organized. At allRadio communication systems, but especially in suchwith CDMA radio interface, is a transmission powerposition necessary to keep the interference low andTo compensate for fading effects in the reception performance. Afast and accurate transmission power setting is desirable worth, but presupposes that the transmission power controlhas already settled in.
Aus ARIB Specification: "Specification of Air-Interface for 3G Mobile System", Vol. 3, vom 14.1.99, S. 94, ist es bekannt, daß nachdem die Teilnehmerstation die Empfangsleistung von Aussendungen der Basisstation innerhalb der aufgebauten Verbindung empfangen hat, eine Sendeleistungsregelung in einer geschlossenen Schleife einsetzt. Abhängig von der Güte der Messung der Empfangsleistung regelt die geschlossene Schleife mehr oder minder schnell auf den Sollwert der Sendeleistung der Basisstation.From ARIB Specification: "Specification of Air-Interface for3G Mobile System ", Vol. 3, dated January 14, 1999, p. 94, it is knownthat after the subscriber station has received power fromBase station transmissions within the established verhas received a transmission power control in oneclosed loop. Depending on the quality of theMeasurement of the reception power regulates the closed loopmore or less quickly to the setpoint of the transmission powerthe base station.
Über die initiale Sendeleistung, also bevor die geschlossene Schleife in der Verbindung die Sendeleistung regelt, kann ARIB Specification: "Specification of Air-Interface for 3 G Mobile System", Vol. 3, vom 14.1.99, keine Angaben entnommen werden. Die Probleme, die sich durch eine zu hohe initiale Sendeleistung, unnötige Interferenzen, oder durch eine zu geringe Sendeleistung ergeben, verminderte Übertragungsqualität, wurden vernachlässigt.About the initial transmission power, i.e. before the closed oneLoop in the connection regulates the transmission powerARIB Specification: "Specification of Air-Interface for 3 GMobile System ", Vol. 3, dated January 14, 1999, no information takenbecome. The problems caused by too high an initialTransmit power, unnecessary interference, or by one tooresult in low transmission power, reduced transmission qualitywere neglected.
Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Teilnehmerstation anzugeben, die für die Anfangsphase einer Verbindung einer verbesserte Sendeleistungseinstellung ergeben. Die Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die Teilnehmerstation mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The invention is therefore based on the object, a Verdrive and specify a subscriber station that is responsible for the Aninitial phase of a connection of an improved transmission powerattitude result. The task is performed using the procedurethe features of claim 1 and the subscriber station withsolved the features of claim 10. Advantageous NextFormations of the invention can be found in the dependent claimsmen.
Beim Verfahren zur Sendeleistungseinstellung in einem Funk-Kommunikationssystem sind Basisstationen und Teilnehmerstationen über eine Funkschnittstelle miteinander verbunden. Eine Teilnehmerstation empfängt Aussendungen einer Basisstation und ermittelt daraus einen Meßwert für die Sendeleistungseinstellung. Erfindungsgemäß verknüpft die Teil nehmerstation einen dienstabhängigen Sendeleistungswert mit dem Meßwert zu einem Regelwert und überträgt diesen Regelwert an die Basisstation, die den Regelwert zur Sendeleistungseinstellung benutzt. Dadurch daß sofort ein Bezug zu dem gewünschten Dienst hergestellt wird, kann die Basisstation ohne weitere Anfragen die nötige Sendeleistung für die nächsten Aussendungen zur Teilnehmerstation berechnen und einstellen.In the procedure for setting the transmission power in a radioCommunication systems are base stations and subscriber stationstions connected to each other via a radio interface.A subscriber station receives broadcasts from a basestation and uses this to determine a measured value for the transmissionpower setting. According to the part linked subscriber station with a service-dependent transmission power valuethe measured value to a control value and transmits this control valueto the base station, which is the control value for the transmission powerposition used. Because immediately a reference to the desiredservice is established, the base station can be used withoutfurther requests the necessary transmission power for the nextCalculate and set broadcasts to the subscriber station.
Besonders schnell ist die Sendeleistungseinstellung, wenn die Übertragung des Regelwertes in einem RACH-Kanal erfolgt. Der RACH-Kanal (Random Access Channel) dient dem Verbindungsaufbau und der Übertragung kurzer Paketdaten in Aufwärtsrichtung. Damit kann bereits für die erste, die initiale Aussendung einer Verbindung der korrekte Sendeleistungswert eingestellt werden.The transmission power setting is particularly quick when theThe control value is transmitted in an RACH channel. TheRACH channel (Random Access Channel) is used to establish a connectionconstruction and the transmission of short packet data in upward directiontung. This can be used for the first, the initial offtransmission of a connection the correct transmission power valuebe put.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sehen vor, daß Meß- und Sendeleistungswerte auf Empfangsleistungen oder auf Signal/Rausch-Verhältnisse bezogen sind. Diese Werte sind in der Teilnehmerstation leicht ermittelbar und geben eine Referenz an, die es erlaubt, die Sendeleistung der Verbindung relativ zur Sendeleistung in einem Organisationskanal, der zuvor von der Teilnehmerstation ausgemessen wurde, korrekt einzustellen.Further advantageous developments of the invention providethat measurement and transmission power values on reception power orare related to signal-to-noise ratios. These values areeasily ascertainable in the subscriber station and give oneReference that allows the transmission power of the connectionrelative to the transmission power in an organizational channel, thepreviously measured by the subscriber station, correctadjust.
Ist die Funkschnittstelle nach einem CDMA-Übertragungsverfahren organisiert, wodurch eine flexible Kapazitätsverteilung durch Einstellung eines Spreizfaktors möglich ist, so berücksichtigt der Regelwert vorteilhafterweise zusätzlich ein Verhältnis von Spreizfaktoren zwischen den empfangenen, ausgemessenen Aussendungen und dem gewünschten Dienst. Das Verhältnis kann durch eine getrennte Information oder einen vorher signalisierten bzw. festgelegten Spreizfaktor für den Dienst eingestellt werden.Is the radio interface after a CDMA transmission verdrive organized, creating a flexible capacity distributionis possible by setting a spreading factor, sothe control value advantageously also takes into accounta ratio of spreading factors between the receivedmeasured mailings and the desired service. TheRelationship can be through separate information or apreviously indicated or specified spreading factor for theService.
Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist der Regelwert auf eine Differenz der Sendeleistungen oder Sig nal/Rauschverhältnisse der Basisstation in einem Organisationskanal und einem Kanal für den gewünschten Dienst bezogen. In diesem Fall kann die Basisstation aus dem Regelwert und z. B. der vorher genutzten Sendeleistung im Organisationskanal die benötigte Sendeleistung selbst schnell berechnen. Alternativ kann die Teilnehmerstation die Berechnung vornehmen, wenn die Sendeleistung im Organisationskanal bekannt ist, so daß der Regelwert direkt auf die Sendeleistung der Basisstation für den gewünschten Dienst bezogen ist.According to advantageous embodiments of the inventionControl value on a difference in the transmission powers or Sig nal / noise ratios of the base station in an organizationtion channel and a channel for the desired serviceIn this case, the base station can from the control valueand Z. B. the previously used transmission power in the organizationchannel quickly calculate the required transmission power itself.Alternatively, the subscriber station can perform the calculationmen if the transmission power is known in the organizational channelis, so that the control value directly on the transmission power of theBase station is related to the desired service.
In einer Weiterführung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Regelwert auf einen Wert bezogen ist, der den Meßwert mit einem Minimalwert vergleicht. Der Minimalwert ist beispielsweise die minimal benötigte Empfangsleistung oder das minimal benötigte Signal/Rausch-Verhältnis für einen Dienst. Durch den Bezug auf einen Minimalwert reduziert sich der Wertbereich des Regelwertes, so daß die Kodierung des Regelwertes mit wenigen Bits möglich ist. Dies bindet weniger Übertragungskapazität.In a further development of the invention it is provided that theControl value is related to a value that includes the measured valuecompares to a minimum value. The minimum value is for examplethe minimum required reception power or the minimumrequired signal / noise ratio for a service. Bythe reference to a minimum value reduces the valuerange of the control value, so that the coding of the control valueis possible with just a few bits. This binds less transmissioncapacity.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the invention is based on the encloseding drawings explained in more detail.
Dabei zeigenShow
Fig. 1 ein Funk-Kommunikationssystem,Fig. 1, a radio communication system,
Fig. 2 einen Verfahrensablauf zur Sendeleistungseinstellung einer Basisstation, undFig. 2 shows a process flow for transmitter power setting of a base station, and
Fig. 3 einen schematischen Aufbau einer Teilnehmerstation.Fig. 3 shows a schematic structure of a subscriber station.
Das inFig. 1 dargestellte Mobilfunksystem als Beispiel eines Funk-Kommunikationssystems besteht aus einer Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC, die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSG mit jeweils zumindest einer Einrichtung RNC zur Steuerung der Basisstationen BS und zum Zuteilen von funktechnischen Ressourcen, d. h. einem Funkressourcenmanager, verbunden. Jede dieser Einrichtungen RNC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basisstation BS. Eine solche Basisstation BS kann über eine Funkschnittstelle eine Verbindung zu einer Teilnehmerstation, z. B. Mobilstationen MS oder anderweitigen mobilen und stationären Endgeräten, aufbauen. Durch jede Basisstation BS wird zumindest eine Funkzelle gebildet. Die Funkschnittstelle ist nach DE 198 34 210 als eine breitbandige Funkschnittstelle, B = 5 MHz, mit CDMA-Teilnehmerseparierung (Code Division Multiple Access) ausgebildet.The mobile radio system shown inFig. 1 as an example of a radio communication system consists of a plurality of mobile switching centers MSC, which are networked with each other or provide access to a fixed network PSTN. Furthermore, these mobile switching centers MSG are each connected to at least one device RNC for controlling the base stations BS and for allocating radio resources, ie a radio resource manager. Each of these facilities RNC in turn enables a connection to at least one base station BS. Such a base station BS can interface via a radio link to a subscriber station, e.g. B. mobile stations MS or other mobile and statio nary end devices. At least one radio cell is formed by each base station BS. According to DE 198 34 210, the radio interface is designed as a broadband radio interface, B = 5 MHz, with CDMA subscriber separation (Code Division Multiple Access).
In Figur. 1 sind beispielhaft Verbindungen V1, V2, V3 zur Übertragung von Nutzinformationen ni und Signalisierungsinformationen si als Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen Mobilstationen MS und einer Basisstation BS und ein Organisationskanal BCCH als Punkt-zu-Multipunkt-Verbindung von der Basisstation BS zu den Teilnehmerstationen MS dargestellt.In figure. 1 are examples of connections V1, V2, V3 for transfertransmission of user information ni and signaling informationtion as point-to-point connections between Mobilstation MS and a base station BS and an organizational cardBCCH as a point-to-multipoint connection from the basestation BS to the subscriber stations MS shown.
Ein Operations- und Wartungszentrum OMC realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen für das Mobilfunksystem bzw. für Teile davon. Die Funktionalität dieser Struktur ist auf andere Funk-Kommunikationssysteme übertragbar, in denen die Erfindung zum Einsatz kommen kann, insbesondere für Teilnehmerzugangsnetze mit drahtlosem Teilnehmeranschluß.An operation and maintenance center OMC realizes controland maintenance functions for the mobile radio system or for partsfrom that. The functionality of this structure is differentRadio communication systems transferable, in which the Erfincan be used, especially for participantsaccess networks with wireless subscriber connection.
GemäßFig. 2 senden Basisstation BS in dem Organisationskanal BCCH mit konstanter und bekannter Sendeleistung. Die Teilnehmerstation MS empfängt die Aussendungen der Basisstationen BS und ermittelt jeweils einen Meßwert mw. Für eine Verbindungsaufnahme wird die Basisstation BS ausgewählt, zu der die besten Übertragungsbedingungen vorliegen (z. B. geringste Dämpfung oder bestes Signal/Rausch-Verhältnis).Referring toFIG. 2 send the base station BS in the organization channel BCCH at a constant and known transmit power. The subscriber station MS receives the transmissions from the base stations BS and in each case determines a measured value mw. For establishing a connection, the base station BS is selected for which the best transmission conditions are present (e.g. lowest attenuation or best signal / noise ratio) .
In einer Speichereinrichtung SP, sieheFig. 3, der Teilnehmerstation MS ist desweiteren ein dienstabhängiger Sendeleistungswert sw gespeichert, der durch die Teilnehmerstation MS mit dem Meßwert mw verknüpft wird. Der dienstabhängiger Sendeleistungswert sw ist für einen Sprachdienst oder für be stimmte Paketdatendienste unterschiedlich und berücksichtigt individuelle Dienstgüten (Quality of Service).In a memory device SP, seeFIG. 3, the subscriber station MS also stores a service-dependent transmission power value sw, which is linked by the subscriber station MS to the measured value mw. The service-dependent transmission power value sw is different for a voice service or for certain parcel data services and takes into account individual quality of service.
Es wird aus beiden Werten mw, sw ein Regelwert delta ermittelt, der in einem Kanal mit willkürlichen Zugriff RACH, RACH-Kanal (Random Access Channel), zur Basisstation BS übertragen wird. Diese Übertragung enthält ferner beispielsweise eine Anforderung zur Ressourcenzuteilung oder kurze Datenpakete einer Paketdatenübertragung.A control value delta is determined from both values mw, swtelt in a channel with random access RACH,RACH channel (Random Access Channel), to the base station BS viawill wear. This transmission also includes, for examplea resource allocation request or short data papacket data transmission.
Die Basisstation BS empfängt den Regelwert delta, ermittelt die von der Teilnehmerstation MS gewünschte Sendeleistung P und stellt diese bereits bei den nächsten Aussendungen zur dieser Teilnehmerstation MS in einem Kanal FACH (Forward Access Channel) der Verbindung ein.The base station BS receives the control value delta, determinedthe transmission power P desired by the subscriber station MSand will provide it for the next broadcastthis subscriber station MS in a channel FACH (ForwardAccess Channel) of the connection.
Für die Meß-, Sendeleistungs- und Regelwerte mw, sw, delta sind verschiedene Varianten möglich:For the measurement, transmission power and control values mw, sw, deltadifferent variants are possible:
Meßwert mw:
Measured value mw:
Sendeleistungswert sw:
Transmitting power value sw:
Die Werte sind über folgende Gleichung miteinander verbunden:
The values are connected to each other using the following equation:
PBS,BCCH ist dabei die Sendeleistung der Basisstation BS im Organisationskanal BCCH und PBS,Service die gewünschte Sendeleistung der Basisstation BS für den Dienst (Service).PBS, BCCH is the transmission power of the base station BS in the organizational channel BCCH and PBS, service is the desired transmission power of the base station BS for the service.
Damit ergeben sich für den zu übertragenden Regelwert delta unterschiedliche Darstellungsformen, z. B.:
This results in different forms of representation for the control value delta to be transmitted, z. B .:
Die endgültige Berechnung der Sendeleistung der Basisstation BS erfolgt bei 2) bis 4) durch die Basisstation BS. Bei1) ist die Berechnung bereits durch die Teilnehmerstation MS vorgenommen worden.The final calculation of the transmission power of the base station BS is carried out at 2) to 4) by the base station BS. At1 ) the calculation has already been carried out by the subscriber station MS.
Wird Bezug auf das Signal/Rausch-Verhältnis SIR genommen, so sind die gewählten Spreizfaktoren SF im Organisationskanal BCCH und in dem Kanal FACH der Verbindung zu beachten. Der Spreizfaktor SFBCCH ist fest und bekannt. Der zu wählende Spreizfaktor SFService für die Übertragung von Basisstation BS zur Teilnehmerstation MS des Dienstes kann entweder fest eingestellt, während der Festlegung des Verbindungskontextes festgelegt oder in der Übertragung der Teilnehmerstation MS an die Basisstation BS im RACH-Kanal signalisiert werden. Bei der Benutzung des Signal/Rausch-Verhältnis SIR wird also ein Korrekturterm
If reference is made to the signal-to-noise ratio SIR, the selected spreading factors SF in the organization channel BCCH and in the channel FACH of the connection must be taken into account. The spreading factor SFBCCH is fixed and known. The spreading factor SFservice to be selected for the transmission from the base station BS to the subscriber station MS of the service can either be set permanently, during the establishment of the connection context, or can be signaled in the transmission of the subscriber station MS to the base station BS in the RACH channel. When using the signal-to-noise ratio SIR, a correction term is therefore used
berücksichtigt.considered.
Besondere Vorteile bietet die Variante 4), da hierbei das empfangene Signal/Rauschverhältnis SIRMS,BCCH mit einen Minimalwert mwmin verglichen wird, der sich auf ein für den Dienst minimales Signal/Rauschverhältnis SIRMS,BCCH des Organisationskanals BCCH bezieht. Besonders hochratige Datendienste sind in einer Funkzelle nur in geringem Abstand zur Basisstation BS empfangbar, da sonst die Sendeleistung der Basis station BS zu groß sein müßte. Der Minimalwert gibt somit einen dienstabhängigen Schwellwert für die Empfangbarkeit vor. Mit nur wenigen Bits kann die Differenz nach 4) kodiert werden, da der Wertebereich viel geringer ist als bei einer Signalisierung des empfangenen Signal/Rausch-Verhältnisses SIRMS,BCCH.Variant 4) offers particular advantages, since the received signal / noise ratio SIRMS, BCCH is compared with a minimum value mwmin, which relates to a minimum signal / noise ratio SIRMS, BCCH of the organization channel BCCH for the service. Particularly high-rate data services can only be received in a radio cell at a short distance from the base station BS, since otherwise the transmission power of the base station BS would have to be too high. The minimum value therefore specifies a service-dependent threshold value for reception. The difference according to 4) can be encoded with just a few bits, since the range of values is much smaller than when the received signal / noise ratio SIRMS, BCCH is signaled .
Ein Beispiel für die Berechnung nach obiger Gleichung ergibt bei gemessenen Signal/Rausch-Verhältnis im BCCH SIRMS,BCCH von -3 dB, einem gewünschten Signal/Rausch-Verhältnis des Dienstes SIRMS,Service von 0,7 db (Sprache in Abwärtsrichtung bei Fahrzeuggeschwindigkeiten) und Spreizfaktoren SF = 128 für den Dienst und SF = 256 im BCCH eine Sendeleistung der Basisstation BS, die um 6,7 dB über der Sendeleistung im BCCH liegen soll.An example of the calculation according to the above equation results in a measured signal / noise ratio in the BCCH SIRMS, BCCH of -3 dB, a desired signal / noise ratio of the service SIRMS, service of 0.7 db (speech in the downward direction at vehicle speeds) and spreading factors SF = 128 for the service and SF = 256 in the BCCH a transmission power of the base station BS, which should be 6.7 dB above the transmission power in the BCCH.
Eine Teilnehmerstation MS nachFig. 3 nimmt die Aussendungen der Basisstation BS des Organisationskanals BCCH als Empfangssignale über eine Antenneneinrichtung AE auf. Die Empfangssignale werden in einem HF-Teil HF-T verstärkt, gefiltert und einer Empfangseinrichtung RXE zugeführt, in der eine Digitalisierung und eine weitere Signalauswertung erfolgt.A subscriber station MS according toFIG. 3 receives the transmissions from the base station BS of the organization channel BCCH as received signals via an antenna device AE. The received signals are amplified in an HF part HF-T, filtered and fed to a receiving device RXE, in which digitization and further signal evaluation take place.
Eine Auswerteeinrichtung AU ermittelt einen Meßwert mw zur Sendeleistungseinstellung aus den Aussendungen der Basisstation BS und führt eine Berechnung des Regelwertes delta durch, wobei der dienstabhängige Sendeleistungswert sw berücksichtigt wird. Der dienstabhängige Sendeleistungswert sw ist in einer Speichereinrichtung SP gespeichert und kann von der Auswerteeinrichtung AU abgerufen werden. Weiterhin veranlaßt die Auswerteeinrichtung AU die Übertragung des Regelwertes delta über eine Sendeeinrichtung TXE und die Antenneneinrichtung AE zur Basisstation BS.An evaluation device AU determines a measured value mwTransmission power setting from the base transmissionsstation BS and performs a calculation of the control value deltathrough, whereby the service-dependent transmission power value sw beis taken into account. The service-dependent transmission power value swis stored in a storage device SP and can fromcan be called up by the evaluation device AU. Furthermore verthe evaluation device AU initiates the transmission of the rulevalue delta via a transmitter TXE and the antennasdevice AE to the base station BS.
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