CN1309846A - 特别是在室内运行无绳电信装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及特别是在室内运行无绳电信装置的方法,无绳电信装置包括至少一个基站和至少一个移动站,其中在移动部分的接收机上测量瞬时接收功率,和将接收功率值传输给基站,用于调节发送功率。按照本发明,在移动部分的接收机上,以预先规定的时间间隔求出接收功率与噪声功率之比。将各个被求出的比值与额定值进行比较和与结果有关地将每个数据帧的信令比特从移动部分传输给基站。于是在基站上以适配步距调节计算现实的或者现实化的发送功率。此处在前面的发送功率基础上加上确定步距的修正值与由信令比特确定的规定值的乘积对现实的发送功率进行计算。

Description

特别是在室内运行无绳电信装置的方法

本发明涉及特别是在室内运行无绳电信装置的方法，该电信装置包括至少一个基站和至少一个移动站，其中在移动部分的接收机上测量瞬时接收功率和将接收功率值传输给基站用于调节发送功率。

无绳电信装置，也就是说将其用作终端机的移动无线发送-/接收装置已经足够熟习了。例如这里是指无绳电话，移动电话，卫星无线电话，光束无线电话等。

在欧洲由欧洲通信标准化研究所完成了对DECT标准的确定(欧洲数字无绳通信标准)。DECT系统是建立在基站与移动站或者移动部分之间无绳信息交换基础上的，其中在无线电小区内的有效距离达到数百米。DECT频域在1880和1900MHz之间。DECT标准不仅可以使用在单个小区装置上，例如在室内范围的无绳家庭电话机上，而且还可以使用在多个无线电小区装置上，例如在共同的网络上。

标准化的无线协议是这样构造的，多个基站和移动站也可以在同一个物理环境中运行，在其中将频谱分成预先规定数目的物理信道。例如DECT标准安排了在物理DECT信道和逻辑信道号码之间的固定分配。如果不同用户在DECT系统的局域网上工作时，于是在标准中确定的用于信息交换和消息交换的协议使执行传输过程和通信过程也成为可能。

在各种传输方法基础上进行消息传输，例如FDMA(频分多址)，TDMA(时分多址)和/或CDMA(码分多址)在上述无线标准DECT,GSM或其他标准之内是可能的。

无绳电信装置的功率消耗或能量消耗是由通信方式决定的，通信方式在传输无线消息时是由不同的有效距离规定的。

由于传输有效距离很小和发送功率相对很小，按照DECT标准的无绳电话能量消耗比按照GSM标准运行的蜂窝式移动无线电话小，其中后者的发送功率达到2000mW。

在EP 0 330 166 B1中已知，无线系统中的功率过剩可以通过与传输质量以及接收场强有关的发送功率调节来避免。

如同在那里叙述的，将移动无线系统基站上接收电平和质量评估的组合，经过从来到基站上的信号中求出的相位晃动(Phasenjitter)用作移动无线系统移动手机的发送功率调节的调节判据。

在移动无线发送/无线接收装置上，特别是在无绳电信系统中按照DE 44 26 255 A1与接收电平评估无关借助于基站使移动站应该能够独立调节发送功率，以降低功率消耗以及能量消耗，这样，在备用运行或者主动运行时，得到最大可能的运行持续时间。因此建议，将移动部分这样构造，使其能够分析被测得的专门信息，例如场强值和/或传输故障值，以便在其基础上借助于伺服调节回路相应地匹配发送功率。为了能够进行上述发送功率调节，将在那里推荐的无绳移动部分这样改进，将调节回路附加在微控制器上，调节回路是由在微控制器中实施的单个的程序模块构成的。

用调节回路评估和利用在微控制器中提供的场强值和传输故障值用于调节移动部分的发送功率。将调节回路在那里这样构造成，调节量的数值，也就是准备调节的发送功率跟踪变化中的指令参数的数值，即场强值和传输故障值。从被测得的场强值中可以推导出与基站的距离，而从传输故障值中产生被接收的无线消息质量的一个尺度。在微控制器中相应处理之后，经过相应的端口或寄存器，例如脉冲串模式控制器，促使提高或降低在无线部分的发送功率。已知的调节不仅可以连续地也可以以数个不太大的步距，也就是说不连续地工作。

在移动部分方面，为了延长运行时间或者更确切地说降低能量消耗，已知的发送功率调节只有在下面的情况下才激活，如果有关的移动部分经过预先规定的记录帧与基站同步时。然而缺点是，为了进行调节本身必须将很多数值在移动部分和基站之间或相反地进行交换，这增加了信道负荷和此外降低了准备传输的数据速率。

在移动无线系统和室内传输中发送功率的调节，信道的时间差很小，因为这是从各个移动站只很慢地移动出发，也就是说运动速度为≤3公里/小时。同时各个信道的时间分散也很小。换句话说被分析的信道几乎不可能频率选择而是时间选择。在考虑到上述情况下得出适合的信道模型是平坦衰落(瑞利衰落信道)。在这样的信道模型中得出相对短时间的接收信号功率波动，其动态范围可以达到几个10dB。

由于接收信号功率的强烈波动，需要验证的接收信号功率与噪声功率的比值很高，以便达到令人满意的原本的数据传输比特故障率。通过上述发送功率调节，可以在所分析的结构布局中降低接收信号功率的变化，其中因此有必要，在接收机上测量接收信号功率和将此测量值通过适当的信令传输给发送机，这样，如当前技术水平所叙述的，可以调节基站部分的发送功率。然而，将测量值从移动部分传输到基站，由于有时很快和常常变化的测量值因此造成麻烦。

因此本发明的任务是，提出一种特别是在室内运行无绳电信装置的方法，该无绳电信装置包括至少一个基站和至少一个移动站，和其中使基站能够用最小信令费用实现有效调节发送功率以改善传输条件。

此外，本发明的任务是除了低信令费用之外，同时考虑一种可能性，借助于这种可能性，用简单方法可以进行发送功率调节的动态限制。

解决本发明的任务是按照权利要求1定义的方法进行的，其中从属权利要求至少包括适当的结构和扩展结构。

本发明的基本构思在于，每个被传输的数据帧在标准化的记录内只传输代表移动部分的接收比例到基站部分或基站的一个唯一比特。其中借助于专门的计算方法使基站能够，单独从这个信息中进行发送功率调节。

按照本发明对于计算动用了适配的步距调节用于发送功率的匹配和附加引入了动态限制。

按照本发明方法，首先在移动部分的接收机上，优先通过安排在那里的微控制器的软件模块，实现在预先规定的时间间隔内求出接收功率与噪声功率之比。确定这个比例可以近似连续或者不连续地进行。

于是将每次得到的比值与预先规定的额定值相比较，和依赖于比较结果，将每个数据帧的信令比特从移动部分传输到基站。这个信令比特可以是标准记录没有被占据的比特，于是在基站上用于计算当前的或当前化的发送功率，其中可以适配地确定步距。

在前面的发送功率值基础上求出当前的发送功率值，其方法是将确定步距的修正值与从信令比特确定的预先规定值的乘积与前面的发送功率值相加。

如果在移动部分接收机上确定的接收功率与噪声功率之比在额定值之下，则将信令比特确定为0。在这种情况下，如果已经确定接收功率与噪声功率之比超过额定值，则信令比特得到数值1。

按照本发明附加存在一种可能性，为了发送功率调节的动态限制，依赖于达到上或下发送功率阈值，而改变确定步距的修正值，从而可以避免功率跳变和调节困难，这样总的可以将调节性能和振荡性能最佳化。

按照本发明，在重新使用微控制器和适当的程序模块时，基站按照以下关系式确定发送功率s(k)：

S(k)=S(k-1)+△(k)· e(k)    k=1,2,3,…

其中

e(k)=2·e(k)-1和 $\mathrm{\Δ}\left(k\right)=\mathrm{\Δ}(k-1)K^{\[\stackrel{-}{e}\left(k\right)\·\stackrel{-}{e}(k-1)\]}$

在这里符号表示

s(k)      帧号k的发送功率(单位dB)

△(k)     帧号k的发送功率的修正值(步距)

K        用于适配步距修正的修正常数

e(k)     帧号k的接收机的信令比特，e(k)ε{0,1}

e(k) 帧号k的接收机的换算的信令比特，e(k)ε{-1,1}。

上述计算公式的开始值和初始参数如下：

S(0)=S₀=1    (标准化)

△(0)=△₀

e(0)=1

K=K₀>1

对只有唯一比特的信令费用的发送功率调节上，附加地存在进行动态限制的可能性。为此，在发送功率的上和/或下限附近将确定步距的修正值Δ(k)用后面的方法进行改变：

如果S(k)＞S_th,high，则设置

Δ(k)=Δ₀·(S(k)-S_max)/(S_th,high-S_max)

如果S(k)＜S_th,low，则设置

Δ(k)=Δ₀·(S(k)-S_min)/(S_th,low-S_min)。

从阈值S_th,high和S_th,low开始进行步距Δ(k)的数值的改变的阈值S_th,high和S_th,low，和步距的开始值Δ₀被预先规定或者在学习数值的意义上被从以前通信模式中接受或者现实化。

下面借助于实施例以及借助于附图详细叙述本发明。

附图表示：

图1用原理图表示本方法用于基站的发送功率调节包括计算公式的程序流程图和

图2改变确定步距的修正值Δ(k)用于发送功率调节动态限制的程序流程图。

特别是在室内运行无绳电信装置的方法，无绳电信装置包括至少一个基站和至少一个移动部分，参考附图1在步骤S1中首先由移动部分确定接收功率E_b与噪声功率N₀之比。按照步骤S2将比例与预先规定的额定值进行比较。如果比例在额定值之上，则将信令比特设置等于1。被确定的比例在额定值之下的情况下，将信令比特设置为0。在步骤S3中将相应的比特设置之后，将每个应传输帧的这个唯一的比特经过标准化的空气接口按照步骤S4传输到基站。

于是基站按照步骤S5从前面的数值加上修正值或步距与换算过的信令比特的乘积对于帧号k单位为dB确定新的发送功率。

步骤S5重新用以下关系式进行新的发送功率的计算：

S(k)=S(k-1)+△(k)· e(k)    k=1,2,3,…

其中

e(k)=2·e(k)-1

以及其中 $\mathrm{\Δ}\left(k\right)=\mathrm{\Δ}(k-1)K^{\[\stackrel{-}{e}\left(k\right)\·\stackrel{-}{e}(k-1)\]}$

其中为

s(k)    帧号k的发送功率(单位dB)

△(k)   帧号k的发送功率的修正值(步距)

K       用于适配步距修正的修正常数

e(k)    帧号k的接收机的信令比特，e(k)ε{0,1}

e(k)帧号k的接收机的换算的信令比特，e(k)ε{-1,1}。

上述计算公式的开始值和参数如下：

S(0)=S₀=1    (标准化的)

△(0)=△₀

e(0)=1

K=K₀>1

参考附图2应说明在发送功率s(k)的上限S_max或下限S_min附近发送功率调节的动态限制的方法，也就是说应说明△(k)数值的修正或变化。

在步骤S_A中，首先预先规定阈值S_th,low和S_th,high，从阈值S_th,high和S_th,low开始应进行对步距△(k)数值的修正。这些数值是在由发送功率s(k)上限S_max以及下限S_min包括的范围之内。

阈值S_th,low和S_th,high也可以作为学习值或者经验值从前面的测量中得到和准备完毕。当在步骤S_B确定当前的或者瞬时的发送功率s(k)之后于是在步骤S_C中检查，是否瞬时发送功率超过上阈值S_th,high或者小于下阈值S_th,low。

如果当前的发送功率s(k)大于阈值S_th,high，则对步距△(k)按照下面的关系式进行修正(步骤S_D)：

Δ(k)=Δ₀·(S(k)-S_max)/(S_th,high-S_max).

在当前的发送功率S(k)小于阈值S_th,low情况下，Δ(k)如下确定(步骤S_E)：

Δ(k)=Δ₀·(S(k)-S_min)/(S_th,low-S_min)。

上面叙述的实施例用简单的方法可以成功地规定在电信系统的基站上对于发送功率匹配的适配步距调节，其中从移动部分出发，传输代表接收比例的信息只要求一个比特的信令费用。同时可以实现调节的步距变化或者在基站上实现动态限制。

Claims (6)

1．特别是在室内运行无绳电信装置的方法，该无绳电信装置包括至少一个基站和至少一个移动部分，其中在移动部分的接收机上测量瞬时接收功率和将接收功率值传输给基站用于调节发送功率，

其特征为，

在移动部分的接收机上，在预先规定的时间间隔上，求出接收功率与噪声功率之比(E_b／N₀)，

将每次求出的比例值与额定值进行比较，和将与结果有关的每个数据帧(k)的信令比特(e(k))从移动部分传输给基站，

其中在基站上，将具有适配步距调节的当前发送功率(s(k))，在前面的发送功率值(S(k-1))基础上，加上确定步距的修正值(△(k))与由信令比特(e(k))确定的规定值( e(k))的乘积进行计算。

2．按照权利要求1的方法，

其特征为，

如果接收功率与噪声功率之比(E_b／N₀)低于额定值，则信令比特(e(k))为0，和如果接收功率与噪声功率之比(E_b／N₀)高于额定值则对应的数值为1。

3．按照权利要求1或2的方法，

其特征为，

为了发送功率的动态限制，将确定步距的修正值(△(k))与达到上或下发送功率阈值(S_th,low;S_th,high)有关地进行改变。

4．按照权利要求1或2的方法，

其特征为，

在基站上按照以下关系式求出发送功率s(k)：

s(k)=S(k-1)+△(k)· e(k)    k=1,2,3,…

其中

e(k)=2·e(k)-1和 $\mathrm{\Δ}\left(k\right)=\mathrm{\Δ}(k-1)K^{\[\stackrel{-}{e}\left(k\right)\·\stackrel{-}{e}(k-1)\]},$

其中

S(k)    帧号k的发送功率(单位dB)

Δ(k)   帧号k的发送功率的修正值(步距)

K       用于适配步距修正的修正常数

e(k)    帧号k的接收机的信令比特，e(k)ε{0,1}

e(k)帧号k的接收机的换算的信令比特，e(k)ε{-1,1}。

5．按照权利要求4的方法，

其特征为，

以下初始或者开始参数为：

S(0)=S₀=1    (标准化的)

Δ(0)=Δ₀

e(0)=1

K=K₀＞1

6．按照权利要求3至5之一的方法，

其特征为，

为了发送功率调节的动态限制，在发送功率(S(k))的上限和/或下限(S_max；S_min)附近将确定步距的修正值(Δ(k))如下进行改变：

当S(k)＞S_th,high时

Δ(k)=Δ₀·(S(k)-S_max)/(S_th,high-S_max)

当S(k)＜S_th,low时

Δ(k)=Δ₀·(S(k)-S_min)/(S_th,low-S_min),

其中上和下发送功率阈值(S_th,high)和(S_th,low)以及步距的开始值Δ₀是可以预先规定的，或者当无绳电信装置运行时从经验值中得到，和在学习值的意义上可以现实化。

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