Управление мощностью для системы мобильной радиосвязи
Изобретение относится к системам связи. Система связи содержит множество общих каналов (Р-ССРСН, ССН), включающее в себя основной общий физический канал управления (Р-ССРСН), множество выделенных каналов (DCH), канал синхронизации (SCH), причем основной общий физический канал управления (Р-ССРСН) и канал синхронизации (SCH) передаются с мультиплексированием по времени, и суммарная мощность передачи выделенных каналов (DCH) снижается во время передачи канала синхронизации (SCH) для поддержания полной выходной мощности в усилителе мощности базовой станции ниже предела максимальной мощности, что является техническим результатом. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение относится к системам связи, в частности к Универсальной мобильной телекоммуникационной системе (UMTS), способу передачи данных в системе связи и системе базовой станции.
Передаваемые данные в базовой станции системы сотовой связи стандарта 3GPP W-CDMA (FDD) могут быть подразделены на непрерывный во времени трафик (DCH, CCH) и данные управления импульсного характера, которые, в частности, представляют собой канал синхронизации (SCH) [2].
Канал SCH мультиплексирован по времени с основным общим физическим каналом управления (P-CCPCH). Традиционная сетевая конфигурация предусматривает одинаковую мощность передачи для канала SCH и для канала P-CCPCH, так что суммарный уровень мощности (также определяемый как полная передаваемая мощность используемых каналов) является постоянной во времени. Эта ситуация иллюстрируется на фиг.1. БС-мощность означает передаваемую мощность в базовой станции. Следует отметить, что производительность системы CDMA ограничена ее собственными взаимными помехами, которые, в частности, обусловлены нежелательными пользователями и каналами управления. Таким образом, производительность определяется отношением площади блока DCH, деленной на полную площадь на фиг.1. Суммарная передаваемая мощность выделенных каналов обратной линии связи (также определяемая как «мощность передачи выделенных каналов», «суммарная мощность передачи выделенных каналов обратной линии связи») обычно является постоянной в пределах одного временного сегмента.
В настоящее время стандартным требованием является то, что мощность канала DCH каждого канала трафика либо постоянная в течение всего сегмента (временного слота), либо может изменяться на фиксированные дискретные значения мощности в более или менее случайные моменты времени в пределах временного сегмента. Эти моменты являются случайными во времени ввиду множества различных форматов временных сегментов канала DCH и дополнительного смещения синхронизации для каждого канала DCH относительно канала SCH [2]. Это также показано на фиг.1.
В контексте «идентификации новой ячейки» установлено, что необходим увеличенный уровень мощности для канала SCH по сравнению с каналом P-CCPCH. Это отражено в соответствующем изменении стандартных требований (см. [3], [4]).
На фиг.1 и 2 показана пунктирная линия, которая представляет максимальный уровень усилителя мощности (УМ) в базовой станции (БС) (также обозначаемый как «предел мощности усилителя», «максимальный предел мощности»). Этот уровень является важным параметром проектирования базовой станции, поскольку он оказывает значительное воздействие на стоимость, габариты и потребляемую мощность базовой станции в целом.
В настоящее время стандарт 3GPP позволяет увеличить мощность канала SCH только таким способом, как показано на фиг.2. Вводится прерывный характер передаваемой мощности (также обозначаемой как «полная мощность передачи используемых каналов», «полная выходная мощность в усилителе мощности базовой станции», «суммарная мощность») во времени. Два варианта энергетического потенциала показаны на фиг. 1.
Первый вариант, показанный с левой стороны, поддерживает суммарную мощность всегда ниже «предела мощности усилителя». Спектральным искажением передаваемого сигнала БС ввиду прерывистого характера можно пренебречь. Производительность системы, однако, значительно снижается, поскольку полная мощность канала DCH (площадь блока DCH) по сравнению с суммарной мощностью снижается.
Второй вариант, показанный справа на фиг.2, использует полную среднюю мощность базовой станции (суммарная площадь всех каналов соответствует «максимальной средней мощности»), и потери производительности относительно низки. Пиковая мощность, однако, увеличивается, и ввиду нелинейности усилителя мощности БС возникают спектральные искажения передаваемого сигнала.
Изменение требований, которые заключаются в необходимости увеличения уровня канала SCH, является довольно новым. Известные решения, основанные на современном стандарте W-CDMA, показаны на фиг.2. Это означает либо существенную потерю производительности системы, либо необходимость в более дорогостоящем, более габаритном и менее эффективном усилителе мощности.
На основе вышеизложенного целью изобретения является создание системы связи, способа передачи данных и системы базовой станции, которые обеспечивают надежную синхронизацию в системе связи.
Указанная цель достигается системой связи, способом передачи данных и системой базовой станции, которые определены признаками, раскрытыми в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения. Дальнейшие развития пункта, относящегося к способу, и пункта, относящегося к системе базовой станции, соответствующие зависимым пунктам, подчиненным пункту, относящемуся к системе связи, также входят в объем изобретения.
Снижение мощности передачи выделенных каналов может быть различным для разных выделенных каналов, в частности, в зависимости от различных требований к качеству обслуживания, соответствующих выделенным каналам.
Каждый выделенный канал может относиться к одной мобильной станции. Некоторые выделенные каналы могут относиться к той же самой мобильной станции.
Каждый общий канал может относиться, по меньшей мере, к двум мобильным станциям.
Разумеется, в объем настоящего изобретения входят воплощения изобретения только в пределах некоторых частей или систем базовых станций системы связи или в пределах некоторых предварительно определенных временных интервалов.
Предпочтительным образом множество общих каналов (P-CCPCH, CCH), включая основной общий физический канал управления (P-CCPCH), и/или множество выделенных каналов (DCH), и/или канал синхронизации (SCH) реализованы некоторой базовой станцией или системой базовой станции, и мощность передачи выделенных каналов (DCH), снижаемая при передаче канала синхронизации (SCH), является полной мощностью передачи выделенных каналов прямой линии связи, реализуемых этой базовой станцией или системой базовой станции. Разумеется, в объем настоящего изобретения входит то, что другие общие каналы или выделенные каналы в системе связи реализуются другими базовыми станциями или системами базовых станций. Одна, несколько или все из этих базовых станций или систем базовых станций могут быть выполнены так, что мощность передачи выделенных каналов (DCH), снижаемая в течение передачи канала синхронизации (SCH) одной из этих базовых станций или систем базовых станций, является полной мощностью передачи выделенных каналов прямой линии связи, реализуемых этой базовой станцией или системой базовой станции.
Одна особая идея, лежащая в основе варианта осуществления изобретения, состоит в том, чтобы поддерживать суммарную мощность по всем физическим каналам на постоянном уровне и снижать мощность канала DCH при передаче канала SCH для этой цели.
Преимущества, обеспечиваемые понижением канала трафика (снижением мощности канала DCH при передаче канала SCH), заключаются в следующем.
Понижение канала трафика (снижение мощности канала DCH при передаче канала SCH) в течение передачи канала SCH выравнивает суммарную мощность в пределах временного сегмента. Это улучшает спектральные характеристики (ограниченного по мощности) усилителя и делает усилитель мощности более экономичным, снижает его габариты и повышает эффективность. Ухудшение производительности системы относительно невелико, поскольку полная мощность, выделенная каналу DCH трафика, высока.
Ниже изобретение описано на примерах предпочтительных вариантов осуществления со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:
Фиг.1 - традиционный энергетический потенциал физических каналов стандарта W-CDMA в базовой станции (согласно предшествующему уровню техники);
Фиг.2 - распределение мощности физических каналов стандарта W-CDMA в базовой станции, направленное на удовлетворение новых требований для ячейки (согласно предшествующему уровню техники);
Фиг.3 - схематичное представление снижения мощности передачи канала DCH («понижение канала трафика»).
График на фиг.3 показывает мощность передачи (мощность БС) усилителя передачи в базовой станции в зависимости от времени.
Показана мощность множества общих каналов (P-CCPCH, CCH), включая основной общий физический канал управления (P-CCPCH), а также суммарная мощность передачи выделенных каналов прямой линии связи (также определяемая как «мощность передачи выделенных каналов») (DCH). В частности, эти каналы реализованы одной базовой станцией.
Мощность передачи канала синхронизации (SCH) превышает мощность передачи основного общего физического канала управления (P-CCPCH), который передается мультиплексированным по времени с каналом синхронизации (SCH).
Суммарная мощность передачи выделенных каналов прямой линии связи (также определяемая как «мощность передачи выделенных каналов») (DCH) снижается во время передачи канала синхронизации (SCH).
Система связи представляет собой широкополосную систему множественного доступа с кодовым разделением каналов (W-CDMA), в частности Универсальную мобильную телекоммуникационную систему (UMTS), причем общие каналы и выделенные каналы передаются с мультиплексированием по времени.
Снижение мощности передачи выделенных каналов (DCH) таково, что полная мощность передачи используемых каналов (полная выходная мощность в усилителе мощности базовой станции) не превышает предел мощности усилителя и предпочтительно является, по существу, постоянной.
Мощность передачи выделенных каналов снижается во время передачи канала синхронизации (SCH) на разность между мощностью передачи канала синхронизации (SCH) и мощностью передачи основного общего физического канала управления (P-CCPCH).
Мощность передачи выделенных каналов (DCH) снижается в начале передачи канала синхронизации (SCH), и мощность передачи выделенных каналов (DCH) увеличивается в конце передачи канала синхронизации (SCH).
Снижение мощности передачи выделенных каналов (DCH) при передаче канала синхронизации (SCH) запускается в зависимости от информации о временных характеристиках канала синхронизации. Эта информация предпочтительно сохранена в блоке памяти системы базовой станции или в относящемся к ней блоке памяти.
Снижение мощности передачи выделенных каналов таково, что полная мощность передачи используемых каналов, по существу, постоянна и не превышает предел мощности усилителя непосредственно перед передачей канала синхронизации, непосредственно после передачи канала синхронизации и в течение передачи канала синхронизации.
Также в объем настоящего изобретения входит изменение общей мощности передачи используемых каналов позже, например, вследствие более низких потребностей в трафике.
Суммарная мощность передачи выделенных каналов (DCH) прямой линии связи снижается во время передачи канала синхронизации (SCH), в частности, чтобы поддерживать полную выходную мощность в усилителе мощности базовой станции ниже предела максимальной мощности.
Со ссылкой на фиг.3 следует отметить, что снижение уровня сигнала происходит асинхронно относительно сегмента канала DCH и границ полей.
Имеются следующие различные альтернативы и модификации основной идеи, которые также входят в объем настоящего изобретения:
- Переключение между состояниями полностью нагруженной и частично нагруженной системы: снижение мощности канала DCH (снижение мощности канала DCH во время передач канала SCH) отключается в случае лишь частично нагруженной системы: спектральные искажения, обусловленные импульсами суммарной мощности (SCH), не критичны, и качество индивидуальных линий связи может поддерживаться оптимальным.
- Селективное снижение уровня канала DCH во время передачи канала SCH на основе конкретных требований качества или определенных полей канала DCH.
Система связи для реализации изобретения предусматривает одну или более систем базовых станций, которые соединены друг с другом и/или с другими системами связи через один или более центров коммутации мобильной связи. Данные передаются по каналам прямой линии связи от системы базовой станции к мобильным станциям и по каналам обратной линии связи от мобильных станций к системе базовой станции. Таким образом обеспечивается возможность связи между мобильными станциями. Система базовой станции содержит блок обработки, который выполнен таким образом, что основной общий физический канал управления (P-CCPCH) и канал синхронизации (SCH) передаются с мультиплексированием по времени, и мощность передачи выделенных каналов (DCH) снижается во время передачи канала синхронизации (SCH).
Источники информации
1. 3GPP TS25.101 V3.13.0 (2003-03): UE Radio Transmission and Reception (FDD).
2. 3GPP TS25.211 V3.12.0 (2002-09): Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD).
3. 3GPP TS25.133 V3.13.0 (2003-03): Requirements for Support of Radio Resource Management (FDD).
4. TSG-RAN WG4#25, R4-021580: On Cell Identification in Multi-Path Fading Conditions.
1. Система связи, содержащая множество общих каналов (Р-ССРСН, ССН), включающее в себя основной общий физический канал управления (Р-ССРСН), множество выделенных каналов (DCH), канал синхронизации (SCH), причем основной общий физический канал управления (Р-ССРСН) и канал синхронизации (SCH) передаются с мультиплексированием по времени и мощность передачи выделенных каналов (DCH) снижается во время передачи канала синхронизации (SCH).
2. Система связи по п.1, в которой общие каналы и выделенные каналы передаются с кодовым мультиплексированием.
3. Система связи по п.1, в которой система связи представляет собой широкополосную систему множественного доступа с кодовым разделением каналов (W-CDMA).
4. Системасвязи по п.1, в которой снижение мощности передачи выделенных каналов (DCH) таково, что полная мощность передачи используемых каналов по существу постоянна.
5. Система связи по любому из пп.1-4, в которой система связи является Универсальной мобильной телекоммуникационной системой (UMTS).
6. Система связи по п.1, в которой снижение мощности передачи выделенных каналов таково, что полная мощность передачи используемых каналов по существу постоянна и не превышает предел мощности усилителя.
7. Система связи по п.1, в которой мощность передачи выделенных каналов снижается при передаче канала синхронизации (SCH) на разность между мощностью передачи канала синхронизации (SCH) и мощностью передачи основного общего физического канала управления (Р-ССРСН).
8. Система связи по п.1, в которой мощность передачи выделенных каналов (DCH) снижается в начале передачи канала синхронизации (SCH) и мощность передачи выделенных каналов (DCH) увеличивается в конце передачи канала синхронизации (SCH).
9. Система связи по п.8, в которой мощность передачи выделенных каналов (DCH) снижается в начале передачи канала синхронизации (SCH) на разность между мощностью передачи канала синхронизации (SCH) и мощностью передачи основного общего физического канала управления (Р-ССРСН) и мощность передачи выделенных каналов (DCH) увеличивается в конце передачи канала синхронизации (SCH) на разность между мощностью передачи канала синхронизации (SCH) и мощностью передачи основного общего физического канала управления (Р-ССРСН).
10. Система связи по п.8, в которой снижение мощности передачи выделенных каналов (DCH) при передаче канала синхронизации (SCH) запускается в зависимости от информации о временных характеристиках канала синхронизации.
11. Система связи по п.8, в которой снижение мощности передачи выделенных каналов таково, что полная мощность передачи используемых каналов по существу постоянна и не превышает предел мощности усилителя непосредственно перед передачей канала синхронизации, непосредственно после передачи и во время передачи канала синхронизации.
12. Система связи по любому из пп.1-4, 6-11, в которой суммарная мощность передачи выделенных каналов (DCH) снижается во время передачи канала синхронизации (SCH), чтобы поддерживать полную выходную мощность в усилителе мощности базовой станции ниже предела максимальной мощности.
13. Способ передачи данных в системе связи, причем система связи содержит множество общих каналов (Р-ССРСН, ССН), включающее в себя основной общий физический канал управления (Р-ССРСН), множество выделенных каналов (DCH), канал синхронизации (SCH), причем основной общий физический канал управления (Р-ССРСН) и канал синхронизации (SCH) передаются с мультиплексированием по времени и мощность передачи выделенных каналов (DCH) снижается во время передачи канала синхронизации (SCH).
14. Система базовой станции для передачи данных в системе связи, причем система связи содержит множество общих каналов (Р-ССРСН, ССН), включающее в себя основной общий физический канал управления (Р-ССРСН), множество выделенных каналов (DCH) и канал синхронизации (SCH), при этом система базовой станции выполнена таким образом, что основной общий физический канал управления (Р-ССРСН) и канал синхронизации (SCH) передаются с мультиплексированием по времени и мощность передачи выделенных каналов (DCH) снижается во время передачи канала синхронизации (SCH).
