專利名稱：基站中繼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及操作蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)基站中繼器的方法。本發(fā)明還 涉及中繼器。
背景技術(shù)：
由于來自基站的信號的小范圍，使用宏網(wǎng)絡(luò)(macro network) 在移動或蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)中提供高質(zhì)量的無線覆蓋非常昂貴。
由于局部地形和建筑，許多被無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理區(qū)域遭受 差的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
另外，由于無線信號穿過墻壁時的穿透損失，室內(nèi)用戶可能 尤其遭受到差的覆蓋。分析表明最多70%的移動終端用戶位于室 內(nèi)。很大一部分這樣的用戶遭受差的覆蓋的困擾，這將會影響移 動終端的電池壽命、用戶吞吐量(user throughput)和網(wǎng)絡(luò)性能 和效率。由于UMTS信號的高頻率以及因此導(dǎo)致的高穿透損失， 提供UMTS的室內(nèi)覆蓋尤其困難。
期望改進(jìn)整個覆蓋區(qū)域的覆蓋質(zhì)量，尤其是增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)信號的 功率使得信號可以穿透進(jìn)入建筑物。
一種改進(jìn)覆蓋和局部信號功率的方案是增加部署的(宏)基 站的密度。但是，這使一種非常昂貴的方案。
改進(jìn)覆蓋的另 一種方案是使用專門的中繼器局部地增強(qiáng)信 號。通常，中繼器作為簡單的放大器來放大和發(fā)射它們接收的所 有的信號。中繼器發(fā)射所有信號并且既放大上行鏈路信號也放大 下行鏈路信號。
盡管中繼器可以有助于在未被宏網(wǎng)絡(luò)(macro network)覆蓋 的區(qū)域內(nèi)提供網(wǎng)絡(luò)覆蓋并且增強(qiáng)信號功率，但是中繼器的使用在 上行鏈路方向會導(dǎo)致特殊的問題。由于中繼器接收的大部分的信號是噪聲(例如來自遠(yuǎn)處小區(qū)或設(shè)備的下行鏈路信號或者普通的 背景無線信號)，因此上行鏈路中的大部分網(wǎng)絡(luò)容量被浪費(fèi)了 (因 為這部分網(wǎng)絡(luò)容量被經(jīng)中繼器放大并且對于上行鏈路中的網(wǎng)絡(luò)無 用的信號占據(jù)了)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種操作蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)基站 中繼器的方法，用于蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)中的移動終端，其中網(wǎng)絡(luò)具有 功率控制功能，該功率控制功能在活動通信期間易于使得移動終 端上行鏈路發(fā)射功率改變以響應(yīng)于在該網(wǎng)絡(luò)接收的與該移動終端 關(guān)聯(lián)的上行鏈路信號的信號功率的改變，該方法包括改變該中繼 器的增益使得功率控制功能因此改變該移動終端上行鏈路發(fā)射功
時去激活該中繼器。
活動通信可以是電路交換語音呼叫或者分組交換數(shù)據(jù)會話。 與現(xiàn)有技術(shù)(其中，中繼器在上行鏈路中以恒定的、固定的 增益工作)相比，在本發(fā)明的實(shí)施例中，中繼器僅僅周期性地被 激活。在移動終端的活動通信期間，有意地改變中繼器的增益， 這使得在網(wǎng)絡(luò)接收的與該移動終端關(guān)聯(lián)的上行鏈路的信號功率改 變(在網(wǎng)絡(luò)(基站)接收的信號通常將是中繼器的關(guān)聯(lián)的放大信 號而不是移動終端自身的信號)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的功率控制功能，然 后指示移動終端改變它的上行鏈路發(fā)射功率。中繼器監(jiān)視它接收 的信號(其將包括移動終端上行鏈路發(fā)射信號)來檢測根據(jù)由功
率控制功能發(fā)布的指令的這些改變的發(fā)生。如果中繼器沒有檢測 到改變，這就表示通信不再活動(功率控制功能僅工作在活動通 信期間)。因此，中繼器被去激活。另一方面，如果檢測到改變， 中繼器就不被去激活并且中繼器放大來自移動終端的上行鏈路信 號，因此提高了通信質(zhì)量。
因此，有利地，該實(shí)施例提供的中繼器在通信非活動時去激 活。該去激活自動發(fā)生，并且不要求對移動終端或電信網(wǎng)絡(luò)發(fā)射的信令結(jié)構(gòu)作任何調(diào)整。代之以充分利用網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的功率控制功 能來確定通信活動和非活動的時間。當(dāng)不需要時，通過去激活中 繼器降低了總體干擾，改進(jìn)了由電信網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)質(zhì)量并且還 降低了中繼器的功率消耗。
有利地，該中繼器被激活以響應(yīng)于表示移動終端的通信活動 的信號的檢測，并且在激活后以預(yù)定的增益放大信號。該預(yù)定的 增益可以是優(yōu)化增益，例如，最大增益。例如，當(dāng)檢測到的信號 對第一閾值的超過延續(xù)了第一時間間隔時，可以激活該中繼器。 在該實(shí)施例中，中繼器的增益被維持在預(yù)定的增益上，直到檢測 到的信號降到低于第二閾值。當(dāng)檢測到的信號降到低于第二閾值 時，逐漸減少中繼器增益(例如以一系列臺階式降低的方式)。 在該實(shí)施例中，當(dāng)檢測到的信號超過閣值(其可能與該中繼器激 活時的閾值相同)時，停止中繼器增益的逐漸降低。當(dāng)檢測到的 信號超過閾值時，中繼器恢復(fù)到最佳或者最大增益并且該中繼器 的增益隨后被逐漸降低。
在活動通信期間，當(dāng)功率控制功能運(yùn)行時，這些步驟將在循 環(huán)內(nèi)被重復(fù)。中繼器的增益的降低使得在網(wǎng)絡(luò)接收的上行鏈路信 號的功率降低并且使得網(wǎng)絡(luò)的功率控制功能指示移動終端增加它 的上行鏈路發(fā)射功率。上行鏈路發(fā)射功率的增加由中繼器檢測(超 過閾值)，并且中繼器隨后恢復(fù)到優(yōu)化的最大增益。
但是，當(dāng)活動通信終止并且因此功率控制功能不再運(yùn)行時， 那么該循環(huán)被打破。然后，中繼器的增益的逐漸降低不會使得網(wǎng) 絡(luò)中的功率控制功能向移動終端發(fā)布指令來增加它的上行鏈路發(fā) 射功率。在中繼器未檢測到移動終端的上行鏈路發(fā)射功率的增加
后，中繼器的增益被逐漸降低到0,并且然后中繼器被去激活。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種操作蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)基站 中繼器的方法，用于蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)中的移動終端，其中網(wǎng)絡(luò)具有 功率控制功能，該功率控制功能易于使得移動終端上行鏈路發(fā)射 功率降低以響應(yīng)于從該網(wǎng)絡(luò)接收的與該移動終端關(guān)聯(lián)的上行鏈路
信號的信號功率的增加，并且易于使得移動終端上行鏈路發(fā)射功率增加以響應(yīng)于在該網(wǎng)絡(luò)接收的與該移動終端關(guān)聯(lián)的上行鏈路信
號的信號強(qiáng)度的降低，該方法包括增加中繼器的增益以響應(yīng)于 在該中繼器接收的在閣值之上的信號的功率的增加；以及隨后降 低中繼器的增益直到在該中繼器接收的信號的功率超過闞值。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種操作蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)基站 中繼器的方法，用于蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)中的移動終端，其中網(wǎng)絡(luò)具有 功率控制功能，該功率控制功能在活動會話期間易于使得移動終 端上行鏈路發(fā)射功率降低以響應(yīng)于從該網(wǎng)絡(luò)接收的與該移動終端 關(guān)聯(lián)的上行鏈路信號的信號功率的增加，并且易于使得移動終端 上行鏈路發(fā)射功率增加以響應(yīng)于在該網(wǎng)絡(luò)接收的與該移動終端關(guān) 聯(lián)的上行鏈路信號的信號強(qiáng)度的降低，該方法包括激活該中繼 器以響應(yīng)于指示移動終端的活動通信的信號的檢測，從而使用預(yù) 定的增益來放大信號；降低該中繼器的增益，從而功率控制功能 使得移動終端在活動通信期間增加它的上行鏈路發(fā)射功率；以及
不再活動的指示并且響應(yīng)于去激活該中繼器的檢測。
本發(fā)明還提供了一種用于如權(quán)利要求定義的蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)中
的移動終端的基站中繼器。
該蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)可以例如是GSM、 GPRS或UMTS網(wǎng)絡(luò)，并
且優(yōu)選的是CDMA網(wǎng)絡(luò)。


為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)將以例舉方式，參照附圖來描述 實(shí)施例，其中
圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的與移動電信網(wǎng)絡(luò)一起 使用的中繼器；
圖2示出UMTS網(wǎng)絡(luò)的上行鏈路功率控制內(nèi)環(huán)和外環(huán)功能；
圖3示出UMTS網(wǎng)絡(luò)的下行鏈路功率控制功能；
圖4是示出中繼器接收的信號功率相對于時間的圖表；
圖5是示出中繼器增益相對于時間的圖表，圖4和圖5的時間刻度相同；以及
圖6示出了解釋根據(jù)實(shí)施例的中繼器的操作的流程圖。 圖7是示出中繼器接收的信號功率相對于時間的圖表； 圖8是示出中繼器增益相對于時間的圖表，圖7和圖8的時
間刻度相同。
圖中相同的單元以相同的參考標(biāo)記表示。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將參照圖1對常規(guī)移動或蜂窩網(wǎng)絡(luò)的一些單元進(jìn)行簡要地 描述。
圖1示意性地示出了移動或蜂窩網(wǎng)絡(luò)。
移動終端1被登記到GSM/GPRS或UMTS ( 3G )移動電信 網(wǎng)絡(luò)3。移動終端1可以是手持移動電話、個人數(shù)字助理(PDA) 或裝有數(shù)據(jù)卡的膝上計(jì)算機(jī)。移動終端1通過移動電信網(wǎng)絡(luò)3的 無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)與移動電信網(wǎng)絡(luò)3進(jìn)行無線通信，在UMTS 網(wǎng)絡(luò)的情況下，RAN包括基站(節(jié)點(diǎn)B )5和無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC ) 7。移動終端1和移動電信網(wǎng)絡(luò)3之間的通信經(jīng)過GPRS支持節(jié)點(diǎn) (SGSN) 9從無線接入網(wǎng)絡(luò)路由，其中GPRS支持節(jié)點(diǎn)(SGSN) 9可以通過固定的鏈路(電纜)連接到移動電信網(wǎng)絡(luò)3。
在常規(guī)的方法中，多個其他移動終端(未示出)被登記到移 動電信網(wǎng)絡(luò)3。
移動電信網(wǎng)絡(luò)3包括網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)，其使 得可以經(jīng)過合適的鏈路與其他網(wǎng)絡(luò)(例如因特網(wǎng)或其他IP網(wǎng)絡(luò)) 進(jìn)行基于IP的通信。
每個移動終端1都被提供各自的用戶識別模塊(SIM) 15。 在每個SIM的制造過程中，在移動電信網(wǎng)絡(luò)3的控制下在其上存 儲了認(rèn)證信息。移動電信網(wǎng)絡(luò)3自身存儲了在它控制下發(fā)布的每 個SIM的細(xì)節(jié)。在移動電信網(wǎng)絡(luò)3的運(yùn)行中，對終端l的認(rèn)證方 式為(例如當(dāng)用戶激活網(wǎng)絡(luò)中的終端以試圖進(jìn)行呼叫或接收呼叫 時)，由網(wǎng)絡(luò)向包含SIM15的終端1發(fā)送口令，SIM計(jì)算出回復(fù)(依賴于保存在SIM上的預(yù)定信息-通常為認(rèn)證算法和唯一密鑰 Ki)并將其發(fā)送回移動電信網(wǎng)絡(luò)3作為響應(yīng)。移動電信網(wǎng)絡(luò)3包 括認(rèn)證處理器，其生成口令和接收來自終端1的回復(fù)。
使用關(guān)于相關(guān)SIM15的內(nèi)容的預(yù)存信息，認(rèn)證處理器計(jì)算來 自移動終端1的回復(fù)的預(yù)期值。如果接收的回復(fù)與預(yù)期的計(jì)算的 回復(fù)匹配，那么SIM15及其關(guān)聯(lián)的移動終端凈皮認(rèn)為是可信的。
終端l使用的SIM15可以是GSM或UMTS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中定義 的SIM類型，或者可以是SIM的才莫擬-即執(zhí)4亍對應(yīng)于SIM的功能 的軟件或者硬件。SIM可以是按照WO-A-2004 036513描述的裝 置。
如上所述，在一些位置，與移動終端1所登記的網(wǎng)絡(luò)3的基 站5的通信不能令人滿意地進(jìn)行。圖l中示出了這樣的情況，其 中移動終端1位置建筑物22的地下室20中。圍繞地下室的地面 24削弱了基站5和移動終端1之間發(fā)射的信號，從而使得基站5 和移動終端1接收的任何信號如此之弱以至于在基站5和移動終 端1之間不能進(jìn)行令人滿意的通信。
提供了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的中繼器25,包括中繼器天線26， 中繼器天線26被提供在位于建筑物22上的位置，使得中繼器26 和基站5之間的通信可以令人滿意地被傳輸。中繼器天線26通過 電纜30電耦合到位于地下室20中的輔助天線28,其中電纜30 將由中繼器天線26從基站5接收的下行鏈路信號提供給輔助天線 28。輔助天線28使用GSM或者UMTS傳輸協(xié)議與位于地下室20 中的移動終端1進(jìn)行無線通信。呈現(xiàn)給移動終端1的由移動終端1 從輔助天線28接收的下行鏈路信號就好像它們是從基站5直接接 收的那樣。
來自移動終端1的從輔助天線28接收的上行鏈路通過電纜32 與中繼器26進(jìn)行電信。然后這些由天線28接收的信號通過中繼 器天線26被發(fā)射到基站5。
提供的中繼器25包括下行鏈路放大器36和上行鏈路放大器 38。下行鏈路放大器36放大中繼器天線26接收的信號(當(dāng)這些信號通過電纜30被發(fā)射到輔助天線28時)。上行鏈路放大器38 放大中輔助天線28接收的信號(當(dāng)這些信號通過電纜30被送至 中繼器天線26時)。
中繼器25的放大器36、 38的每一個都對頻帶(范圍)進(jìn)行 放大。在GSM和/或UMTS移動電信網(wǎng)絡(luò)中，來自基站5和相鄰 基站的下行鏈路發(fā)射的頻率被選擇得不同使得每個基站都可以有 效地工作。來自基站5的下行鏈路信令向中繼器25提供基站5所 使用的下行鏈路頻帶的指示。這使得中繼器25可以將下行鏈路放 大器36配置成(僅)放大該下行鏈路頻帶。在UMTS中，下行 鏈路和上行鏈路的頻帶是配對的。因此，如果已知下行鏈路頻帶， 那么就可以確定關(guān)聯(lián)的上行鏈路頻帶。通過使用下行鏈路頻帶的 信息，中繼器25將上行鏈路放大器38配置成放大相關(guān)的上行鏈 路頻帶。
下行鏈路放大器36以恒定的固定增益工作。
在UMTS移動電信系統(tǒng)(和其他CDMA系統(tǒng))中，功率控 制在系統(tǒng)性能方面起著重要的作用。在上行鏈路和下行鏈路兩個 方向都需要功率控制。在上行鏈路，目標(biāo)是在基站中以相同信號 功率接收所有信號。沒有功率控制的話，接近基站的移動終端與 遠(yuǎn)離基站的移動終端相比，在信號強(qiáng)度中將占優(yōu)。在UMTS系統(tǒng) 中，由一個基站發(fā)送的信號與另一個相互正交，但是信號的反射 和由其他基站發(fā)送的信號會造成干擾，所以在下行鏈路方向也需 要功率控制。
在UMTS系統(tǒng)中，上行鏈路功率控制包括內(nèi)環(huán)(inner loop) 和外環(huán)(outer loop)功率控制。內(nèi)環(huán)功率控制的功能是將上行鏈 路信號的質(zhì)量(例如信號干擾比(SIR))維持在定義的目標(biāo)值。 外環(huán)功率控制試圖通過根據(jù)承載服務(wù)質(zhì)量要求來調(diào)整內(nèi)環(huán)SIR目 標(biāo)，將接收的傳輸信道的期望質(zhì)量性能維持在定義的質(zhì)量目標(biāo)上。
現(xiàn)將參照圖2描述上行鏈路功率控制。服務(wù)節(jié)點(diǎn)B5估計(jì)來自 移動終端1的接收的上行鏈路DPCH (專用物理信道)52的SIR (在50處)。如果在服務(wù)節(jié)點(diǎn)B5接收的移動終端1的DPCH52的SIR在目標(biāo)SIR之上(在54)，那么節(jié)點(diǎn)B5在下行鏈路58 中向移動終端l發(fā)布發(fā)射功率控制(TPC)命令57來降低它的輸 出功率(在56)。同樣地，如果在基站處接收的DPCH的SIR計(jì) 算為低于該目標(biāo)(在54)，那么節(jié)點(diǎn)B5就向移動終端1發(fā)布TPC57 命令來增加它的輸出功率。移動終端1分析在下行鏈路58中接收 的TPC命令57 (在60)并且相應(yīng)地調(diào)節(jié)它的發(fā)射功率(在62)。節(jié)點(diǎn) B5生成TPC命令并且在每一時隙發(fā)射一次該命令。
上行鏈路外環(huán)功率控制被用于將通信質(zhì)量維持在承載服務(wù)質(zhì)量要求 的水平，同時使用盡可能低的功率。上行鏈路外環(huán)功率控制負(fù)責(zé)為每個 單獨(dú)的上行鏈路內(nèi)環(huán)功率控制設(shè)置節(jié)點(diǎn)B5中的目標(biāo)SIR。根據(jù)每個無線 資源控制連接的估計(jì)的上行鏈路質(zhì)量(比特誤碼率，BER)，為每個移動 終端更新該目標(biāo)SIR。 RNC7估計(jì)該BER (在64 )并且使用該估計(jì)來i殳 置目標(biāo)SIR(在66 )。該目標(biāo)SIR凈皮發(fā)送到節(jié)點(diǎn)B5用于比較步驟(在54 )。 現(xiàn)將參考圖3描述下行鏈路功率控制。移動終端l估計(jì)下行 鏈路58的SIR (在70)。然后移動終端1比較估計(jì)的SIR與目 標(biāo)SIR (在72 )。該目標(biāo)SIR通過已知才幾制的一種(這可以凈皮看 做是下行鏈路外環(huán)功率控制)被提供給移動終端1。如果估計(jì)的 SIR在目標(biāo)SIR之上(在72 )，那么移動終端1就向節(jié)點(diǎn)B5發(fā) 布TPC命令76來降低它的發(fā)射功率(在74)。同樣，如果SIR 低于該目標(biāo)SIR,那么移動終端1就向節(jié)點(diǎn)B5發(fā)布TPC命令76 來增加它的發(fā)射功率(在74)。節(jié)點(diǎn)B5分析在上行鏈路52中接 收的TPC命令76 (在78 )并且相應(yīng)地調(diào)整它的發(fā)射功率(在80 )。 TPC 命令76在DPCCH (專用物理控制信道)中的上行鏈路52中被發(fā)送。 然后，節(jié)點(diǎn)B5相應(yīng)地調(diào)整下行鏈路58 DPDCH (專用物理數(shù)據(jù)信道)。
上述對功率控制的解釋目的在于對在UMTS蜂窩網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行的常規(guī) 功率控制作一個筒要的解釋。功率控制只工作在活動的通信會話期間。 這種功率控制的工作對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說使已知的，并且在 3GPP TS25.214中i皮描述，3GPP TS25.214通過引用4皮全部合并到本文 中。
如上所述，下4亍鏈路放大器36以恒定的固定的增益工作。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的重要特征，上行鏈路放大器38受控從而以可變的增益工作 或者不提供任何增益。
圖4示出隨時間的天線28接收的信號的隨機(jī)接入信道(RACH)功 率。以分貝為單位的功率以垂直刻度表示，時間以水平刻度表示。表示 的功率是為基站5選擇的上行鏈路頻帶中的功率。上行鏈路處理器40包 括過濾出其他頻帶中的信號的濾波器。在天線28處存在由各種電磁輻射 源生成的環(huán)境噪聲水平N。上行鏈路處理器40檢測在相關(guān)頻帶中接收的 信號(包括環(huán)境噪聲)。
圖5示出上行鏈路放大器38相對于時間的增益。以分貝為單位的增 益以垂直刻度表示，時間以水平刻度表示。圖4和5的時間刻度相同。 圖中同時發(fā)生的事件以虛線箭頭表示。
圖6示出了流程圖，現(xiàn)將用它來描述如何控制或調(diào)整上行鏈路放大 器38的增益。
在步驟A，上行鏈路40監(jiān)視在天線28接收的RACH功率。在該點(diǎn)， 上行鏈路放大器38被關(guān)閉(它的增益被設(shè)置成0 )。這點(diǎn)由圖表5的區(qū)域 100表示。
在步驟B，分析在天線28接收的信號的功率來確定該功率大于第一 閾值Thl 107是否延續(xù)了時間間隔T1 102內(nèi)，其中Tl 102例如可以是 時間間隔(TTI)的倍數(shù)。
在圖4的圖表中，在時間100處，在天線28的區(qū)域內(nèi)沒有發(fā)生活動 的通信。因此接收到的功率對應(yīng)于環(huán)境噪聲水平N。在104表示的點(diǎn)上， 啟動了活動呼叫(通信會話)。由于移動終端l發(fā)射的信號，因此增加了 在天線28處接收的信號的功率。根據(jù)已知的功率控制過程，移動終端初 始以相對低的功率在上行鏈路中廣播。在呼叫期間激活了根據(jù)圖2描述 的上行鏈路內(nèi)功率控制環(huán)并且使得在下行鏈路58中向移動終端1發(fā)送 TPC命令57 (在56 )，在分析(在60 )之后，該命令使得移動終端1在 上行鏈路(52 )增加它的發(fā)射功率(在62 )。在每一次功率控制環(huán)的迭代 中增加發(fā)射功率直到估計(jì)的SIR達(dá)到了目標(biāo)SIR (在54)。當(dāng)功率從較 低閾值Th2 105增加到較高閾值Thl 107并且繼續(xù)增加時，這可以在圖4 中看出。較高閾值Thl 107在點(diǎn)106凈it^過。當(dāng)在步驟B確定噪聲功率超過閾值Thl 105已經(jīng)延續(xù)時間間隔T1時，在步驟C上行鏈路處理器 40將上4亍鏈路放大38切換到如圖5中在202所示的優(yōu)化增益(例如，最 大增益水平)。
因此，由天線28接收的來自移動終端1的放大的上行鏈路信號被上 行鏈路放大器38以高增益放大并且從天線26被發(fā)射。因此，在節(jié)點(diǎn)B5 接收的信號將是來自天線26的放大的信號，其與天線28接收的信號等 價但是被顯著地放大了 。信號的放大通常會造成由節(jié)點(diǎn)B5在上行鏈, 收的SIR比在激活上行鏈路放大器38之前從移動終端1直接接收的信號 的要高得多。在50 (圖2 )估計(jì)上行鏈路信號的SIR。比較步驟54將確 定估計(jì)的SIR大于目標(biāo)SIR并且因此在步驟56在下行鏈路58中發(fā)布 TPC命令57來降低發(fā)射功率。該信號由天線26在下行鏈路中接收并且 以固定的增益被下行鏈路放大器36放大，并且然后從天線28被發(fā)射到 移動終端1。移動終端1在步驟60分析接收的TPC命令57并且根據(jù)該 接收的TPC命令57在步驟62降低它的發(fā)射功率。圖2的內(nèi)功率控制環(huán) #皮重復(fù)地執(zhí)4于，重復(fù)地降低移動終端1的發(fā)射功率直到在步驟50估計(jì)的 SIR值等于目標(biāo)SIR值。
可以從圖4中的圖表中看出因此從天線28測量的功率的峰值的減 少。在流程圖的步驟D確定天線28接收的功率何時降到低于較低閾值 Th2， 105(在點(diǎn)108處)。當(dāng)噪聲水平降到低于閾值Th2， 102時，在步 驟E啟動計(jì)時間隔T2的計(jì)時器。
然后計(jì)時器計(jì)時間隔T2，并且同時在步驟F確i人還沒到T2，執(zhí)4亍 步驟B再次確定噪聲功率超過較高閾值Thl 107是否延續(xù)了第一時間間 隔Tl。在圖4所示的例子中，噪聲功率在當(dāng)前時間沒有超過較高閾值 Thl107。因此，在該例中，在步驟G確定計(jì)時器是否在對間隔T2進(jìn)行 計(jì)時。在步驟F，再次確定計(jì)時器T2是否到期。步驟F、 B和G的循環(huán) 一直重復(fù)直到計(jì)時器T2到期，然后執(zhí)行步驟H并且將上行鏈路放大器 38的增益降低一個預(yù)定值(臺階式降低)，如204處所示。
上行鏈路放大器38的增益的降低使在節(jié)點(diǎn)B5接收的信號的強(qiáng)度降 低并且通常將減少SIR。這在循環(huán)(圖2)中上行鏈路功率控制的步驟 50被檢測。當(dāng)在步驟54將接收的上行鏈路52的估計(jì)的SIR與目標(biāo)SIR相比時，然后確定上行鏈路52的估計(jì)的SIR低于目標(biāo)值。因此，在步驟 56，生成TPC命令57并且在下行鏈路52中發(fā)送，使得移動終端1增加 它的發(fā)射功率。TPC命令由天線26接收，由固定增益下行鏈路放大器 36放大并且然后由發(fā)射機(jī)28發(fā)送到移動終端1。然后移動終端1在步驟 60分析該TPC命令并且在步驟62增加它的發(fā)射功率。
在步驟I確定上行鏈路放大器的增益是否被設(shè)置為0。如果在步驟I 確定增益不為0，那么執(zhí)行步驟E并且重新啟動計(jì)時器計(jì)時間隔T2。步 驟F、 B和G的循環(huán)一直重復(fù)直到計(jì)時器T2到期。然后重復(fù)步驟H并 且在206通過預(yù)定的步驟再次降低上行鏈路中繼器放大器38的增益。在 步驟I確定上行鏈路放大器38的增益是否被設(shè)置為0。如果增益沒有被 設(shè)置為0，那么執(zhí)行步驟F,同時重新啟動計(jì)時器T2。然后重復(fù)步驟F、 B和G的循環(huán)。但是，由于已經(jīng)降低了上行鏈路放大器38的增益，所以 在步驟50由節(jié)點(diǎn)B5估計(jì)的上行鏈路52的SIR與目標(biāo)SIR相比將會減 少。這使得節(jié)點(diǎn)B5生成TPC命令57，該TPC命令57使得移動終端增 加它的發(fā)射功率。移動終端發(fā)射功率的增加使得在天線28處接收的功率 增加，這在圖4中表示出來，其中信號功率開始增加到較低閾值Th2, 105之上，并且然后在點(diǎn)llO超過較高閾值Thl， 107。這在步驟B啟動 了間隔T1的計(jì)時器。當(dāng)在步驟B確定較高閾值Thl， 107的超出延續(xù)了 時間間隔Tl時，然后執(zhí)行步驟C并且上行鏈路放大器38再一次增加到 它的優(yōu)化增益水平(通常是最大增益)，這在點(diǎn)208處示出。
上行鏈路放大器38的增益的增加會造成由節(jié)點(diǎn)B5接收的較高的功 率信號，節(jié)點(diǎn)B5在上行鏈路中通常將具有較高的SIR, SIR通常在步驟 50(圖2)祐L估計(jì)。當(dāng)在步驟54確定估計(jì)的SIR超過目標(biāo)SIR時，那么 在步驟56生成TPC命令57并且在下行鏈路58中被發(fā)送。該TPC命令 由天線26接收，由固定增益下行鏈路放大器36放大并且通過天線28被 發(fā)射到移動終端1。在步驟60，移動裝置1對TPC命令57進(jìn)行分析并 且使得移動終端在步驟62降低它的發(fā)射功率。移動裝置的發(fā)射功率的降 低使得在天線28處接收的信號的功率降低并且這在圖4的圖表中以功率 的降低表示。
繼續(xù)執(zhí)行圖6的流程圖的步驟。在步驟D確定何時噪聲水平降到低于閾值Th2 105 (在點(diǎn)111)。當(dāng)閾值Th2 105被越過時，在步驟F計(jì)時 器開始計(jì)時間隔T2。重復(fù)步驟F、 B和G的循環(huán)。由于活動通信會話在 點(diǎn)112終止，所以在天線28處接收的功率沒有超出閾值Thl 107 (接收 的功率將會最小，僅作為環(huán)境噪聲的結(jié)果)。
當(dāng)在步驟F確定計(jì)時器T2已經(jīng)到期時，上行鏈路放大器38的增益 在點(diǎn)210被降低。然后在步驟I確定上行鏈路放大器38的增益是否為0。 當(dāng)上行鏈路放大器38的增益不為0時，在步驟E重啟間隔T2的計(jì)時器 并且重復(fù)步驟F、 B和G的循環(huán)直到計(jì)時器T2到期。每次計(jì)時器T2到 期，上行鏈路中繼器放大器38的增益在步驟212、 214、 216和218被降 低。
當(dāng)在步驟I確定上行鏈路放大器38的增益為0時，在步驟J啟動用 于間隔T3的計(jì)時器。在間隔T3中，執(zhí)行步驟B。因?yàn)樵诓襟EB確定了 由天線38接收的信號不超過閾值Thl， 107，所以執(zhí)行步驟G。在步驟 G,確定了用于間隔T2的計(jì)時器沒有在運(yùn)行，并因此執(zhí)行步驟K。在步 驟K，確定用于間隔T3的計(jì)時器在運(yùn)行。然后執(zhí)行步驟L,其確定計(jì)時 器是否達(dá)到間隔T3。重復(fù)步驟L、 B、 G和K的循環(huán)直到計(jì)時器T3到 期，在這時，在步驟M,上行鏈路放大器38被關(guān)閉，其增益為零，并且 返回到步驟A的監(jiān)視狀態(tài)。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于調(diào)整中繼器放大器38的增益的機(jī) 制，使得中繼器38不以提供持續(xù)放大的方式工作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該 機(jī)制減少了干擾并且增加了網(wǎng)絡(luò)的容量。不需要到上行鏈路放大器38的 特殊信令來控制放大器38的增益。實(shí)際上，這對于必需手動設(shè)置放大器 38的增益的用戶來說是十分不方便的，并且修改蜂窩電信標(biāo)準(zhǔn)以包含向 上行鏈路放大器38傳送的控制其增益的信令是不切實(shí)際的。
非常有利的是，實(shí)施例克分利用了已知的上行鏈路內(nèi)環(huán)功率控制的 運(yùn)行來控制中繼器的增益。上行鏈路處理器40監(jiān)視何時對表示活動通信 會話的閾值Thl的超過延續(xù)了時間間隔Tl，以將放大器設(shè)置到優(yōu)化增益 (例如，最大增益)。網(wǎng)絡(luò)和移動終端1的用戶得益于對活動通信會話的 質(zhì)量的改進(jìn)(由上行鏈路放大器38提供的增益而獲得)。為了檢測活動 通信會活終止的時間，上行鏈路放大器38逐步降低它的增益。在活動通信會話間隔，由于已知的上行鏈路功率控制內(nèi)環(huán)機(jī)制，這使得移動終端
增加它的發(fā)射功率。當(dāng)移動終端的發(fā)射功率增加從而使得在天線28處測 量的功率超過閾值T1延續(xù)了時間間隔T1時，增益再一次返回到優(yōu)化水 平(例如，最大值)。放大器38增益的逐級下降的循環(huán)再一次被重復(fù)。 當(dāng)通信會話是活動的時候，增益的逐級下降將重復(fù)地使對閾值TM的超 出延續(xù)Tl間隔，使得放大器38的增益返回到它的優(yōu)化(最大)值。僅 當(dāng)活動通信會話終止后，上行鏈路放大器38的增益的逐級下降才不會使 天線28的測量的功率超出閾值Thl (由于上行鏈路功率控制內(nèi)環(huán)將不再 運(yùn)行)。在上行鏈路放大器38的增益已經(jīng)逐級降低到0并且在時間間隔 Tl內(nèi)閾值Thl沒有^皮越過之后，在更長的時間期間T3內(nèi)，中繼器處理 器40可以假定活動通信會話已經(jīng)終止并且上行鏈路放大器可以;波關(guān)閉 (返回到它的處于0增益的監(jiān)視狀態(tài))。
在活動通信會話期間，由于逐步降低操作，由上行鏈路放大器38提 供的增益不總是在它的優(yōu)化(最大)值上。但是，在活動通信會話期間 通?？偸鞘┘酉喈?dāng)大的增益，因此改善了通信會話的質(zhì)量。
該實(shí)施例的另一個優(yōu)點(diǎn)是，與一直工作在優(yōu)化(最大)上行鏈路增 益下的中繼器相比，降低了中繼器的功率消耗。
中繼器的常規(guī)定義是一種放大器，其接收弱信號并且以不改變波形 的方式傳送相應(yīng)的較強(qiáng)信號。在本說明書中使用的術(shù)語"中繼器"旨在 包括這種類型的中繼器。
Th2100可以具有相對于Thl定義的值，例如，Th2-Thl-厶(其中， △=以IO分之一分貝為單位的常數(shù)(constant in 10th of dB))
每次在步驟F中達(dá)到時間T2時，逐步降低的增益的量可以是固定 的值?；蛘?，逐步降低=現(xiàn)有增益值/常數(shù)(該常數(shù)在1和最大增益值之 間)?；蛘撸欣^器的增益可以使用任何其他適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)降低。
T2和T3之間的關(guān)系可以是
I>T2 + T3+ fi = constant (以秒為單位) 這里》和15 =常數(shù)
在某些實(shí)施例中，增益降低之間的時間T2可以改變。
在所描述的實(shí)施例中，如果噪聲水平超過Thl閾值的延續(xù)時間與Tl相等，那么增益立刻增加到優(yōu)化或最大值。或者，增益可以在一個時間
段內(nèi)逐步增加。例如，在第一個10ms中，增益增加10dB，然后在下一 個10ms中，增益增加2dB，并且在隨后的10ms中，增益增加ldB。步 長可以按指數(shù)降低。
如果噪聲水平超出Thl閾值的延續(xù)時間等于Tl,那么可以以 N*gain_step_size增力口重復(fù)的增益，其中N是變量，gain—step—size時常 數(shù)，
圖7和圖8示出了在本發(fā)明另一個實(shí)施例中的在中繼器處接收的信 號的功率水平和該中繼器的增益，其中當(dāng)被激活時，中繼器放大器被設(shè) 置成固定增益。在這樣的實(shí)施例中，當(dāng)中繼器被激活時，它被設(shè)定為在 預(yù)定時間間隔T4內(nèi)取固定增益G。該時間間隔到期后，該中繼器就被去 激活。
當(dāng)中繼器按照上述實(shí)施例所述的方式檢測到強(qiáng)度超過閾值TM的持 續(xù)時間為時間Tl的信號時，其被激活。中繼器按照上述實(shí)施例所述的方 式激活。在701,它檢測到在功率水平Thl之上的信號并且該中繼器啟 動它的計(jì)時器。如果接收到的信號處于高于Thl的功率的延續(xù)時間為Tl， 則它在702激活并且將它的增益在時間間隔T4內(nèi)i殳置為它的工作增益 G,如圖8中所示。在7025，時間間隔T4到期時，該中繼器被去激活并 且返回到它的監(jiān)視模式。
中繼器的去激活將造成在網(wǎng)絡(luò)上接收的信號的強(qiáng)度降低(由于其不 再被中繼器放大)。通常，這將降低SIR。這由上行鏈路功率控制環(huán)(根 據(jù)圖2的上述討論)檢測，并且如上所述，采取步驟來指示該移動來增 加功率。具體地，當(dāng)接收的上行鏈路的估計(jì)的SIR與目標(biāo)SIP相比時， 將確定上行鏈路的估計(jì)的SIP低于目標(biāo)值。因此，生成TPC命令并且在 下行鏈路中^皮發(fā)送，使得移動終端增加它的發(fā)射功率。因此，在703,該 移動增加它的發(fā)射功率。
在7025中繼器被去激活之后，它將分析接收的信號的功率來確定它 接收的信號是否在時間Tl內(nèi)在功率閾值Thl之上。在704，中繼器檢測 具有功率在Thl之上的來自移動設(shè)備的信號，并且再次啟動它的計(jì)時器 來確定接收的功率水平在Thl之上的延續(xù)時間是否為時間Tl。在705，中繼器檢測到功率在時間間隔Tl內(nèi)都保持在Thl之上并且它因此重激 活，并且將它的功率i殳置為在時間間隔T4內(nèi)取為G。T4到期時，在706， 中繼器再一次去激活。
如圖7所示，呼叫在707終止并且中繼器只接收到背景噪聲。由于 呼叫不再活動，在中繼器去激活之后，中繼器不接收具有功率水平高于 Thl的信號并且保持在去激活狀態(tài)直到檢測到新的呼叫。
在圖7和8的實(shí)施例中，如果當(dāng)中繼器是活動的時候通信終止，那 么在去激活之后，中繼器將不會被重激活直到開始另一次通信。但是， 如果在中繼器去激活之后通信仍然是活動的，那么當(dāng)檢測到的信號的功 率在預(yù)定時間間隔T4內(nèi)上升到Thl之上時，中繼器在去激活之后短時 間內(nèi)就被重激活。通過保持關(guān)閉直到檢測到活動呼叫，這些實(shí)施例降低 了功率消耗。
權(quán)利要求
1.一種操作蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)基站中繼器的方法，用于蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)中的移動終端，其中網(wǎng)絡(luò)具有功率控制功能，該功率控制功在活動通信期間易于使得移動終端上行鏈路發(fā)射功率改變以響應(yīng)于在該網(wǎng)絡(luò)處接收的與該移動終端關(guān)聯(lián)的上行鏈路信號的信號功率的改變，該方法的特征在于包括改變該中繼器的增益使得功率控制功能因此改變該移動終端上行鏈路發(fā)射功率，并且當(dāng)在移動終端上行鏈路功率中作為結(jié)果的改變沒有發(fā)生時去激活該中繼器。
2. 如權(quán)利要求l的方法，包括激活該中繼器以響應(yīng)于指示移 動終端的活動通信的信號的檢測，從而使用預(yù)定的增益來放大信 號。
3. 如權(quán)利要求2的方法，其中當(dāng)檢測到的信號對第一闞值的 超過延續(xù)了第一時間間隔時，激活該中繼器。
4. 如權(quán)利要求1、 2或3的方法，其中改變步驟包括逐漸降 低中繼器的增益。
5. 如權(quán)利要求4的方法，其中以一系列臺階式減低來進(jìn)行中 繼器增益的逐漸降低。
6. 如權(quán)利要求3到5中任意一項(xiàng)的方法，其中所述改變步驟 包括將中繼器的增益維持在所述預(yù)定的增益上直到檢測到的信號 降到低于第二閾值，并且隨后逐漸降低中繼器增益直到檢測到的 信號對第三閾值的超過延續(xù)了第二時間間隔。
7. 如權(quán)利要求6的方法，其中所述第一閾值和所述第三閾值 具有相同的值。
8. 如權(quán)利要求6或7的方法，其中所述第一時間間隔和所述 第二時間間隔具有相同的值。
9. 如權(quán)利要求1到8中任意一項(xiàng)的方法，其中電信網(wǎng)絡(luò)為 CDMA電信網(wǎng)絡(luò)，并且其中功率控制功能是內(nèi)環(huán)上4亍鏈路功率控 制功能。
10. —種操作蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)基站中繼器的方法，用于蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)中的移動終端，其中網(wǎng)絡(luò)具有功率控制功能，該功率控制 功易于使得移動終端上行鏈路發(fā)射功率降低以響應(yīng)于從該網(wǎng)絡(luò)接 收的與該移動終端關(guān)聯(lián)的上行鏈路信號的信號功率的增加，并且 易于使得移動終端上行鏈路發(fā)射功率增加以響應(yīng)于在該網(wǎng)絡(luò)接收 的與該移動終端關(guān)聯(lián)的上行鏈路信號的信號強(qiáng)度的降低，該方法包括增加中繼器的增益以響應(yīng)于在該中繼器接收的在閾值之上的 信號的功率的增加；以及隨后降低中繼器的增益直到在該中繼器接收的信號的功率超 過閾值。
11. 一種操作蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)基站中繼器的方法，用于蜂窩電 信網(wǎng)絡(luò)中的移動終端，其中網(wǎng)絡(luò)具有功率控制功能，該功率控制 功能在活動通信期間易于使得移動終端上行鏈路發(fā)射功率降低以 響應(yīng)于在該網(wǎng)絡(luò)接收的與該移動終端關(guān)聯(lián)的上行鏈路信號的信號 功率的增加，并且易于使得移動終端上行鏈路發(fā)射功率增加以響 應(yīng)于在該網(wǎng)絡(luò)接收的與該移動終端關(guān)聯(lián)的上行鏈路信號的信號強(qiáng) 度的降低，該方法的特征在于包括激活該中繼器以響應(yīng)于指示移動終端的活動通信的信號的檢 測，從而使用預(yù)定的增益來放大信號；降低該中繼器的增益，從而功率控制功能使得移動終端在活 動通信期間增加它的上行鏈路發(fā)射功率；以及檢測移動終端的上行鏈路發(fā)射功率的增加的缺失作為該通信 已經(jīng)不再活動的指示并且響應(yīng)于去激活該中繼器的檢測。
12. —種用于蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)中的移動終端的基站中繼器，其 中網(wǎng)絡(luò)具有功率控制功能，該功率控制功能在活動通信期間易于 使得移動終端上行鏈路發(fā)射功率改變以響應(yīng)于在該網(wǎng)絡(luò)接收的與 該移動終端關(guān)聯(lián)的上行鏈路信號的信號功率的改變，該中繼器的 特征在于，包括用于改變該中繼器的增益使得功率控制功能因此 改變該移動終端上行鏈路發(fā)射功率的裝置，和用于當(dāng)在移動終端上行鏈路功率中作為結(jié)果的改變沒有發(fā)生時去激活該中繼器的裝 置。
13. 如權(quán)利要求12的中繼器，包括用于響應(yīng)于指示移動終端 的活動通信的信號的檢測而使用預(yù)定的增益來放大信號的裝置。
14. 如權(quán)利要求13的中繼器，其中當(dāng)檢測到的信號對第一閾 值的超過延續(xù)了第一時間間隔時，激活該放大裝置。
15. 如權(quán)利要求12、 13或14的中繼器，其中改變裝置可操 作用于逐漸降低中繼器的增益。
16. 如權(quán)利要求15的中繼器，其中以一系列臺階式減低來進(jìn) 行中繼器增益的逐漸降低。
17. 如權(quán)利要求14到16中任意一項(xiàng)的中繼器，其中所述改 變裝置可操作用于將中繼器的增益維持在所述預(yù)定的增益上直到 檢測到的信號降到低于第二閾值，并且隨后可操作用于逐漸降低 中繼器增益直到檢測到的信號對第三閾值的超過延續(xù)了第二時間 間隔。
18. 如權(quán)利要求17的中繼器，其中所述第一閾值和所述第三 閾值具有相同的值。
19. 如權(quán)利要求17或18的中繼器，其中所述第一時間間隔 和所述第二時間間隔具有相同的值。
20. 如權(quán)利要求12到19中任意一項(xiàng)的中繼器，其中電信網(wǎng) 絡(luò)為CDMA電信網(wǎng)絡(luò)，并且其中功率控制功能是內(nèi)環(huán)上行鏈路功 率控制功能。
21. —種用于蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)中的移動終端的基站中繼器，其 中網(wǎng)絡(luò)具有功率控制功能，該功率控制功能易于使得移動終端上 行鏈路發(fā)射功率降低以響應(yīng)于從該網(wǎng)絡(luò)接收的與該移動終端關(guān)聯(lián) 的上行鏈路信號的信號功率的增加，并且易于使得移動終端上行 鏈路發(fā)射功率增加以響應(yīng)于在該網(wǎng)絡(luò)接收的與該移動終端關(guān)聯(lián)的 上行鏈路信號的信號強(qiáng)度的降低，該中繼器的特征在于包括裝置，用于增加中繼器的增益以響應(yīng)于在該中繼器接收的在 閾值之上的信號的功率的增加；以及裝置，用于隨后降低中繼器的增益直到在該中繼器接收的信 號的功率超過閾值。
22. —種用于蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)中的移動終端的基站中繼器，其 中網(wǎng)絡(luò)具有功率控制功能，該功率控制功能在活動會話期間易于該:動終:關(guān)聯(lián)的上行鏈路信;的信號:i的增加，并且易于i 得移動終端上行鏈路發(fā)射功率增加以響應(yīng)于在該網(wǎng)絡(luò)接收的與該 移動終端關(guān)聯(lián)的上行鏈路信號的信號強(qiáng)度的降低，該中繼器的特 征在于包括裝置，用于激活該中繼器以響應(yīng)于指示移動終端的活動通信 的信號的檢測，從而使用預(yù)定的增益來放大信號；裝置，用于降低該中繼器的增益，從而功率控制功能使得移 動終端在活動通信期間增加它的上行鏈路發(fā)射功率；以及裝置，用于檢測移動終端的上行鏈路發(fā)射功率的增加的缺失 作為該通信已經(jīng)不再活動的指示并且響應(yīng)于去激活該中繼器的檢 測。 全文摘要
一種操作蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)基站中繼器的方法，用于蜂窩電信網(wǎng)絡(luò)中的移動終端，其中該網(wǎng)絡(luò)具有功率控制功能，該功率控制功能在活動通信期間易于使得移動終端上行鏈路發(fā)射功率降低以響應(yīng)于在該網(wǎng)絡(luò)接收的與該移動終端關(guān)聯(lián)的上行鏈路信號的信號強(qiáng)度的增加，該方法包括(A)增加中繼器的增益(圖5，202處)以響應(yīng)于在該中繼器接收的時間間隔(T1)內(nèi)在閾值(ThI)之上的上行鏈路信號的增加，和(B)隨后降低中繼器的增益(圖5，204、206處)直到在該中繼器接收的上行鏈路信號的測量的功率的超出閾值(ThI)延續(xù)了時間間隔(T1)。由于功率控制功能，在步驟(A)中的中繼器的增益的增加使得移動終端的發(fā)射功率降低，并且因此使得在該中繼器處接收的上行鏈路信號降低。
文檔編號H04B7/005GK101652934SQ200780050801
公開日2010年2月17日 申請日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月4日
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