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Dokumentenidentifikation DE69832727T2 17.08.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001048115
Titel VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR AUSWAHL DER ART DER SENDELEISTUNGSREGELUNG
Anmelder Qualcomm Inc., San Diego, Calif., US
Erfinder VEMBU, Sridhar, Mountain View, US
Vertreter WAGNER & GEYER Partnerschaft Patent- und Rechtsanwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69832727
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 05.10.1998
EP-Aktenzeichen 989533237
WO-Anmeldetag 05.10.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/US98/21252
WO-Veröffentlichungsnummer 1999020005
WO-Veröffentlichungsdatum 22.04.1999
EP-Offenlegungsdatum 02.11.2000
EP date of grant 07.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.08.2006
IPC-Hauptklasse H04B 1/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung I. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf drahtlose Kommunikationssysteme. Im speziellen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine neue und verbesserte Vorrichtung und Verfahren zur Leistungssteuerung für ein drahtloses Kommunikationsgerät.

II. Gebiet der Erfindung

Drahtlose Kommunikationsnetzwerke gewinnen merkbare Popularität in allen Aspekten des Geschäftswesens, der Industrie und dem persönlichen Leben. Deswegen haben tragbare, Hand-Gehaltene drahtlose Kommunikationsgeräte in den letzten Jahren weit verbreitetes Wachstum erfahren. Tragbare Geräte, wie zum Beispiel zellulare und Personal Communication Services (PCS) Telefone sind heutzutage alltäglich für Geschäfts- und Privatanwender zugleich. Zusätzlich sind verbesserte Systeme, wie zum Beispiel Satellitenkommunikationssysteme, die tragbare, Hand-Gehaltene Telefone und Mobiltelefone verwenden, absehbar.

Ein Entwicklungsziel von Hand-Gehaltenen Kommunikationsgeräten ist der niedrige Leistungsverbrauch. Niedriger Leistungsverbrauch sieht niedrigere Hitzegenerierung und erweiterte Batterielebenszeit vor, das die Nützlichkeit des Geräts erhöht. Oft erlaubt oder führt der niedrigere Leistungsverbrauch auch zu kleineren Gerätegrößen.

In CDMA-Kommunikationssystemen wird die gesendete Leistung der Signale im System so gesteuert, den Betrag der Leistung, der für jede gegebene Kommunikationsverbindung benötigt wird, auf einen minimalen Pegel bzw. Level zu halten. Dies dient dazu, die gesamte Kommunikationssystemkapazität zu maximieren und die akzeptablen Levels der gegenseitigen Interferenz und der Signalqualität Aufrecht zu erhalten.

Durch das Steuern der gesendeten Signalleistung beim oder in der Nähe von dem minimalen Level wird die Interferenz mit anderen Kommunikationsgeräten oder -einheiten reduziert. Beispiele für die Techniken der Leistungssteuerung in solchen Kommunikationssystemen werden in folgenden U.S. Patenten gefunden: U.S. Patent Nr. 5,383,219, mit dem Titel "Fast Forward Link Power Control In A Code Division Multiple Access System", erteilt am 17. Januar 1995; U.S. Patent Nr. 5,396,516, mit dem Titel "Method And System For The Dynamic Modification Of Control Parameters In A Transmitter Power Control System", erteilt am 7. März 1995; und U.S. Patent Nr. 5,267,262, mit dem Titel "Transmitter Power Control System", erteilt am 30. November 1993.

Eine Technik zur Verminderung des Betrags der von dem Gerät verbrauchten Leistung ist es, den Betrag der Leistung im gesendeten Signal zu minimieren. Oft wird dies erreicht durch Vermindern des Betrags der Leistung in dem gesendeten Signal, und zwar soweit wie möglich, ohne, dass der Signal-zu-Rausch-Abstand bzw. -Verhältnis (SNR = signal-to-noise ratio) unter einen akzeptablen Level fällt. Wenn der SNR unter den akzeptablen Level fällt, wird die Leistung erhöht, um den SNR zurück auf einen akzeptablen Level zu bringen.

Dieser Ansatz ist vorteilhaft, weil es erlaubt eine minimale Menge an Leistung für Kommunikationen unter optimalen Bedingungen zu verwenden. Wenn in weniger als den optimalen oder idealen Bedingungen operiert wird, d. h., in einem Gebäude, bei schlechtem Wetter, oder Ähnliches, wird die Sendeleistung erhöht, um den akzeptablen SNR und die Kommunikationsqualität Aufrecht zu erhalten.

Bei einigen Systemen, wie zellulare oder andere drahtlose Kommunikationssysteme zum Beispiel, wird das drahtlose Kommunikationsgerät, d.h., ein Mobiltelefon, aus der Ferne gesteuert. Das heißt, ein Teil der Kommunikationsbandbreite zwischen dem Gerät und einem Basisstationstransceiver wird dem Transfer von Befehls- und Statusinformation zugeordnet. Dieser Befehls- und Statusteil der Bandbreite wird dazu benutzt, um die Leistung der Signale, die von dem Gerät gesendet wird, anzupassen. Wenn der SNR der Kommunikationssignale, die von einer Basisstation empfangen werden, unter einen akzeptablen Level fällt, sendet die Basisstation einen Befehl zum drahtlosen Gerät, um seine gesendete Leistung zu erhöhen. Auf ähnliche Weise befiehlt, wenn der SNR der empfangenen Kommunikationssignale gut innerhalb der akzeptablen Grenzen ist, die Basisstation dem Gerät die Senderleistung zu vermindern.

UK Publikation Nr. GB 2,301,737 "DSC Communications Corporation" offenbart eine Vorrichtung zum Auswählen eines einer Vielzahl von leistungsgesteuerten Modi für einen Sender betrieben in einem Kommunikationssystem, wobei das Kommunikationssystem einen ersten Modus zum Vorsehen einer oder mehrerer Leistungserhöhungen um einen ersten Betrag hat, und einen zweiten Modus zum Vorsehen von einer oder mehrerer Leistungserhöhungen um einen zweiten Betrag hat, wobei das Kommunikationssystem Mittel aufweist, und zwar zum Bestimmen, ob die Performance des Kommunikationssystems innerhalb der nominalen Grenzen ist und Mittel zum Auswählen des ersten Modus der Leistungssteuerung zum Steuern der Senderleistung, wenn die Performance des Kommunikationssystems innerhalb der nominalen Grenzen ist. Diese UK-Publikation lehrt die Verwendung von zwei unterschiedlichen Leistungsmodi, wobei ein Modus dazu benutzt wird, ein Leistungssignal vor dem Einschalten des Senders um große Beträge zu erhöhen, während der zweite Leistungsmodus einen Feineinstellungsmodus benutzt, der das Leistungssignal um kleinere Beträge erhöht.

U.S. Patent Nr. US 5,333,175 "Bell Communication Research Inc" offenbart eine Steuerung zum Steuern der Leistungsausgabe einer tragbaren Einheit oder Anschluss in einem frequenzwiederbenutzendem Funkkommunikationssystem, das für tragbare Digitaltelephonie mit niedriger Leistung benutzt wird.

Die europäische Publikation Nr. EP 0,709,973 "MTT Mobile Communications Network Inc" bezieht sich auf ein Sendungsleistungssteuerungsschema für eine Funkkommunikation, die in einem mobilen Kommunikationssystem benutzt wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist eine neue und verbesserte Vorrichtung und Verfahren für das dynamische Auswählen eines Modus zur Leistungssteuerung für ein Kommunikationsgerät oder -system. Gemäß der Erfindung sind zwei Modi zum Steuern der Leistung des Senders vorgesehen, sowie auch eine Technik zum Auswählen des passenden Modus in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen.

Die zwei Modi zum Steuern der Leistung werden als "tracking mode" und "burst mode" bezeichnet. Im Tracking Modus wird die Leistung schrittweise erhöht, wenn der SNR unter einem akzeptablen Level ist. Im Burst Modus wird die Leistung ebenfalls erhöht, wenn der SNR unter einem akzeptablen Level liegt. Im Burst Modus ist die Leistungserhöhung jedoch größer als die Erhöhung, die im Tracking Modus verwendet wird. Somit ist der Tracking Modus am besten für das Handhaben von geringeren Störungen im SNR geeignet, da es über und unter dem Schwellenlevel variiert. Der Burst Modus hingegen ist am besten für das Handhaben von Situationen geeignet, wo der SNR signifikant unter den akzeptablen Level fällt, wie zum Beispiel wenn der Sendepfad zum Beispiel von einem Gebäude versperrt wird.

Die Auswahl zwischen den zwei Modi wird basierend auf der Vorrichtung oder dem System erreicht. Wenn das System nominal betrieben wird, ist der bevorzugte Modus der Leistungssteuerung der Tracking Modus. Wenn sich jedoch die Systemperformance unter einen nominalen Bereich verschlechtert, wechselt der Leistungssteuerungsmodus zum Burst Modus.

In einem Ausführungsbeispiel basiert die Systemperformance auf dem SNR des gesendeten Signals. Speziell in einem Modus dieses Ausführungsbeispiels wird der SNR eines bei einem Empfänger (Transceiver) empfangenen Signals mit einem vorbestimmten Schwellenlevel verglichen. Wenn der SNR auf oder in der Nähe der Schwelle ist, arbeitet das System nominal. Wenn jedoch der SNR unter einen gewissen Level fällt, ist die Performance unter dem Nominalen. In einem anderen Ausführungsbeispiel basiert die Bestimmung der Systemperformance auf eine Anzahl von Fehlern in den Daten, die empfangen wurden. Dies kann basierend auf eine Anzahl von Rahmen, die mit Fehlern empfangen wurden, der Bitfehlerrate (BER = bit error rate) des empfangenen Signals, oder anderen Fehlernachverfolgungstechniken bestimmt werden.

Ein Vorteil der Erfindung ist, dass der Betrag der Zeit zwischen dem Auftreten eines Signaleinbruchs und einer nachfolgenden Erholung vermindert wird. Weil die Systemperformance überwacht wird und der Betrag, um die die Leistung erhöht wird, dementsprechend bestimmt wird, sind die Leistungserhöhungen größer, wo die Bedingungen es zulassen. Als Resultat kann die Systemperformance innerhalb nominaler Schranken oder gewünschte Grenzen zurückgeholt werden, und zwar in einer viel kürzeren Zeitperiode als es andererseits der Fall wäre, wenn der Betrag der Leistungserhöhung konstant bleiben würde.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, wie auch die Struktur und Operation der verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail weiter unten mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ausgehend von der detaillierten Beschreibung, die weiter unten dargelegt ist, deutlicher werden, wenn in Verbindung gebracht mit den Zeichnungen, in denen durchgehend gleiche Bezugszeichen Entsprechendes identifizieren und wobei:

1 ein Diagramm ist, das ein vereinfachtes Beispiel eines Kommunikationssystems zeigt;

2A ein Diagramm ist, welches Leistungssteuerung unter Verwendung eines konventionellen Tracking Modus zeigt;

2B ein Diagramm ist, welches Leistungssteuerung unter Verwendung der zwei Modi der Leistungssteuerung zeigt; und

3 ein Operationsflussdiagramm ist, das einen Prozess des Auswählens zwischen zwei Modi der Leistungssteuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele I. Überblick und Diskussion der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Vorrichtung und Verfahren zum Anbieten von mehreren Modi einer Leistungssteuerung für ein Kommunikationsgerät gerichtet. Die Erfindung ist ferner gerichtet auf das Bestimmen und das Auswählen eines optimalen Modus von der Leistungssteuerung für das Kommunikationsgerät abhängig von der Systemperformance. Die Art und Weise, in der dies erreicht wird, ist im Detail nachstehend beschrieben.

II. Beispielumgebung

Vor der Beschreibung der Erfindung in größerem Detail ist es nützlich, eine Beispielumgebung zu beschreiben, in der die Erfindung implementiert werden kann. Im weiten Sinn kann die Erfindung in jedem Kommunikationssystem implementiert werden, speziell in einem, in dem es erwünscht wird den Betrag der Leistung, die von einem Sender vorgesehen ist, zu steuern. Solche Umgebungen beinhalten, ohne Einschränkung, zellulare Kommunikationssysteme, persönliche Kommunikationssysteme, Satellitenkommunikationssysteme und viele andere bekannte Systeme.

1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Kommunikationssystems 100 zeigt. Im Bezug auf 1 hat das Beispiel des Kommunikationssystems zwei Transceiver 104a und 104b. Die Transceiver 104a und 104b haben jeder für sich einen Sender 108a und 108b und entsprechend einen Empfänger 112a und 112b.

Daten oder andere Informationen werden von einem Sender 108 (108a, 108b) zu einem Empfänger 112 (112b, 112a) in einem anderen Transceiver 104 (104b, 104a), für den das Signal gedacht ist, über einen Sendepfad 122 gesendet. In Satelliten, zellularen und anderen drahtlosen Kommunikationssystemen ist der Sendepfad 122 Luft. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht begrenzt auf solche Applikationen, und der Sendepfad 122 kann ein drahtgebundenes oder anderes Signaltransfermedium, das auf dem Fachgebiet bekannt ist, sein.

In einigen Umgebungen ist der Sendepfad 122 ein paketbasierter Datenpfad, in dem die Daten in Datenpaketen gesendet werden. Das ist für gewöhnlich der Fall, wenn die Information in der Form von digitalen Daten auftritt. In anderen Umgebungen werden die analogen Daten auf einen Träger moduliert und über einen Sendepfad 122 gesendet.

In dem Beispiel eines zellularen Kommunikationssystems kann ein Transceiver 104 (104a, 104b) ein Hand-Gehaltenes oder mobiles Zellulartelefon sein oder darin platziert sein und der andere Transceiver 104 (104b, 104a) ist in einer Basisstation an einem Zellstandort platziert, der in dem aktuellen physikalischen Aufenthaltsort des drahtlosen Geräts oder Telefons Dienst vorsieht. In dem Beispiel eines Satellitenkommunikationssystems kann ein Transceiver 104 (104a, 104b) ein Hand-Gehaltener, mobiler oder fester Transceiver (zum Beispiel, ein Satellitentelefon) sein. Der andere Transceiver 104 (104b, 104a) ist in einem Gateway (oder ein Bodenstationsgateway) platziert. In dem Beispiel des Satellitenkommunikationssystems wird ein Satellit (nicht gezeigt) verwendet, um die Signale zwischen den Transceivern 104 (104a, 104b), wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, weiterzuleiten. Alternativ kann ein Transceiver 104 in dem Satelliten selbst platziert sein.

Die vorliegende Erfindung wird im Hinblick auf diese Beispielumgebung beschrieben. Die Beschreibung in diesem Sinn ist nur aus Gründen der Bequemlichkeit vorgesehen. Es ist nicht beabsichtigt, dass die Erfindung auf die Applikation bzw. Anwendung in dieser Beispielumgebung begrenzt ist. Tatsächlich wird es einem Fachmann deutlich werden, und zwar nach dem Lesen der vorliegenden Beschreibung, wie die Erfindung in alternativen Umgebungen, wo die Leistung eines Senders gesteuert ist oder gesteuert werden kann, implementiert wird.

III. Leistungssteuerung

Gemäß der Erfindung gibt es mindestens zwei Modi für die Leistungssteuerung: „Tracking mode" und „Burst mode". Beide, der Tracking Modus und der Burst Modus der Leistungssteuerung, sehen Erhöhungen in der Leistung vor, wenn die Systemperformance unter einen akzeptablen Level fällt. Im Burst Modus ist der Betrag der Leistungserhöhung jedoch größer als die, die in dem Tracking Modus vorgesehen wird.

Die Auswahl zwischen dem Tracking Modus und dem Burst Modus wird erreicht basierend auf der Systemperformance der Kommunikationsverbindung. Im speziellen, wenn die Systemperformance sich innerhalb eines vorausgewählten oder definierten, nominalen Bereichs befindet, wird der Tracking Modus benutzt. Wenn jedoch die Systemperformance unter diesen nominalen Bereich fällt, wird der Burst Modus zur Leistungssteuerung benutzt. Die Verwendung des Burst Modus befördert die Systemperformance in den nominalen Bereich, und zwar schneller als es für den Tracking Modus der Fall sein würde.

Somit ist der Tracking Modus für das Steuern der Leistung in nominalen Betriebsbedingungen gut geeignet, wo der SNR in kleinen Beträgen variiert, und zwar über und unter dem Schwellenlevel. Dagegen ist der Burst Modus zum Steuern der Leistung in Bedingungen gut geeignet, wo große Leistungseinbrüche erfahren werden. Solche Bedingungen können resultieren, wo, zum Beispiel, der Kommunikationspfad durch ein großes Gebäude oder andere interferierende Struktur oder Bedingung blockiert ist.

In einem Ausführungsbeispiel basiert die Systemperformance auf dem Signal-zu-Rausch-Abstand (SNR) eines Signals, dass von einem Sender (wie zum Beispiel Sender 108a oder 108b) gesendet wurde. In diesem Ausführungsbeispiel erhöht der Tracking Modus die Leistung in kleinen Inkrementen, wenn der Signal-zu-Rausch-Abstand (SNR) unter einen akzeptablen Level fällt. Der Burst Modus erhöht auch die Leistung, wenn der Signal-zu-Rausch-Abstand (SNR) unter einen akzeptablen Level fällt. Im Burst Modus ist der Betrag der Leistungserhöhung jedoch größer als der, der vom Tracking Modus vorgesehen ist. Die Auswahl zwischen den zwei Modi wird erreicht basierend wie weit der SNR unter den akzeptablen Level fällt. Das heißt, basierend auf ob oder ob nicht die Performance der Kommunikationsverbindung als nominal eingestuft wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel basiert die Systemperformance auf der Empfangssignalstärke unabhängig vom SNR.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel basiert die Systemperformance auf der Anzahl der Rahmen, die mit Fehlern empfangen wurden. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Burst Modus zum Steuern der Leistung ausgewählt, wenn ein Empfänger eine große Anzahl von Rahmen oder Daten mit Fehlern in einer gegebenen Zeitperiode (oder eine spezifizierte Anzahl von aufeinander folgenden Rahmen mit Fehlern) empfängt. Wenn, auf der anderen Seite, der Empfänger nur ab und zu Rahmenfehler empfängt, wird der Tracking Modus ausgewählt.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Leistungserhöhung für jeden Modus schrittweise. Das heißt, für einen gegebenen Befehl oder Entscheidung die Leistung zu erhöhen, wird die Leistung durch einen vorausgewählten, schrittweisen Betrag erhöht. Die Leistung wird nicht nochmal erhöht, bis ein nachfolgender Befehl oder Entscheidung gemacht wurde, um die Leistung nochmal zu erhöhen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel steigt die Leistung, über einen gegebenen Befehl oder Entscheidung um die Leistung zu erhöhen, allmählich, bis ein nachfolgender Befehl empfangen wird, um die Leistungserhöhung zu terminieren. In beiden Ausführungsbeispielen sieht der Burst Modus eine größere Erhöhung der Leistung im Vergleich zum Tracking Modus vor. Das heißt, der Burst Modus sieht eine größere, schrittweise Leistungserhöhung in dem ersten Ausführungsbeispiel und eine schnellere Rate der Erhöhung im zweiten Ausführungsbeispiel vor.

2A ist ein Diagramm, das ein exemplarisches Betriebsszenario zeigt, wo die Leistung nur mit dem Tracking Modus gesteuert wird. In 2A stellt die horizontale Achse die Zeit dar und die vertikale Achse stellt den SNR dar. Der Schwellen-SNR ist durch die horizontale Linie 204 dargestellt. Ein Beispiel der aktuellen SNR des gesendeten Signals ist durch die zeitvariierende Linie 208 dargestellt. In dem Beispiel, das in 2A gezeigt ist, arbeitet das Gerät auf nominale Weise hoch bis zu einer Zeit T1. In diesem Bereich variiert der SNR 208 des Senders 108 durch einen kleinen Betrag um die SNR-Schwelle 204. Anpassungen werden an der gesendeten Leistung in kleinen Schritten gemacht. Wenn der SNR 208 unter die Schwelle 204 fällt, wird die Leistung schrittweise erhöht. Auf umgekehrte Weise wird die Leistung schrittweise vermindert, wenn der SNR 208 über die Schwelle 204 steigt. Die Leistungsanpassungen für die Sender werden unter der Verwendung von Befehlen oder Steuer- und Betriebstechniken, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, gemacht.

Zur Zeit T1 bricht der SNR der Signale, die den Übertragungswert überqueren, signifikant ein. Dies kann auftreten, wenn zum Beispiel, der Pfad versperrt bzw. blockiert ist. Im Tracking Modus wird die Leistung schrittweise erhöht, um den SNR zu verbessern. Da jedoch im Tracking Modus die Leistung bei jedem Schritt nur gering erhöht wird, vergeht ein signifikanter Zeitbetrag bevor der SNR wieder einen akzeptablen Level erreicht. Das ist gezeigt durch die Zeitdauer tt.

2B ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Betriebsszenarios zeigt, wo die Leistung selektiv mit beiden, dem Tracking Modus und dem Burst Modus, gesteuert wird. Wie in 2A, stellt in 2B die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse den SNR dar. Die SNR-Schwelle ist gezeigt durch die horizontale Linie 204. Ein Beispiel des aktuellen SNR des gesendeten Signals ist gezeigt durch die zeitvariierende Linie 208. In dem Beispiel, das in 2B dargestellt ist, operiert das Gerät nominal bis hin zur Zeit T1. In diesem Bereich variiert der SNR 208 eines von einem Sender 108 gesendeten Signals um einen kleinen Betrag um die SNR-Schwelle 204. Während dieser Zeitperiode operiert der Sender 108 im Tracking Modus und Anpassungen auf die gesendete Leistung werden in kleinen Schritten getätigt. Wenn der SNR 208 unter die Schwelle 204 fällt, wird die Leistung schrittweise erhöht.

Zur Zeit T1 wird der Senderleistungssteuermodus in den Burst Modus gewechselt, wenn der Übertragungspfad 122 blockiert ist und der SNR signifikant einbricht. Wie oben beschrieben steigt die Leistung im Burst Modus noch signifikanter als im Tracking Modus. Deswegen ist der Betrag der Zeit tb, die es braucht, den SNR auf ein akzeptables Level wieder zurück zu bringen, viel kürzer, als die Zeit tt, die im Tracking Modus benötigt wird. Zur Zeit T2 wechselt der Sender in den Tracking Modus, wenn der SNR 208 die Schwelle 204 erreicht.

Es sei angemerkt, dass es generell unter nominalen Betriebsbedingungen nicht wünschenswert ist, im Burst Modus zu verbleiben. Und zwar deswegen, weil eine kleine Verminderung in der SNR in einer großen Erhöhung der Senderleistung resultieren würde. Dies würde einen Anstieg des SNR 208 weit über die Schwelle 204 verursachen, und zwar wegen einem Übermaß an Senderleistung. Dies verschwendet Leistung, und in Systemen, die leistungsbegrenzt sind, oder die Leistung sich auf die Kapazität auswirkt, würde sich dies als sehr unerwünscht erweisen. Es könnte ebenso in einigen Situationen ein oszillierendes Verhalten erschaffen, wenn das System versucht zu kompensieren, um zum Schwellenlevel zurückzukehren, und dabei in jede Richtung überschwingt.

In einem Ausführungsbeispiel wird die Auswahl des Leistungssteuerungsmodus durch einen Empfänger 112 ausgeführt. In diesem Ausführungsbeispiel instruiert der Empfänger 112 (112a, 112b) den Sender 108 (108b, 108a) (des gegenüberliegenden Transceivers 104) in Leistungssteuermodi zu schalten, wenn es nötig ist. Dies kann zum Beispiel in einem Befehlsteil des gesendeten Signals getan werden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel liefert der Empfänger 112 Information zurück zum Sender 104, um den Sender 104 zu ermöglichen, eine Entscheidung für oder gegen den Wechsel der Leistungssteuermodi zu treffen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann zum Beispiel der Empfänger 112 eine oder mehrere Hinweise, wie zum Beispiel einen Rahmenfehlerhinweis, wie zum Beispiel einen Bitfehlerratenwert, einen SNR-Wert, oder einige andere Hinweise, ob oder ob die Sendung nicht innerhalb nominaler oder gewünschter Charakteristiken ist, zum Sender 108 (Emfänger 104) senden.

3 ist ein Operationsflussdiagramm, das generell einen Prozess zum Bestimmen und Auswählen eines passenden Leistungssteuermodus gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. In einem Schritt 304 empfängt der Empfänger 112 (112a, 112b) ein Signal gesendet vom Sender 108 (108b, 108a). In der Beispielumgebung, die oben beschrieben wurde, wird das Signal über den Übertragungspfad 122 gesendet.

Empfänger 112 (112a, 112b) bestimmt, ob oder ob der SNR 208 des empfangenen Signals nicht über, auf oder unter einer vorausgewählten Schwelle 204 liegt. Das kann getan werden ungeachtet des Leistungssteuermodus, in dem das Kommunikationssystem arbeitet. Diese Entscheidung ist dargestellt durch einen Entscheidungsschritt 308. Wenn der SNR 208 des empfangenen Signals über der Schwelle 204 ist, wird die Leistung nach unten angepasst und die Operation kehrt zurück zum Schritt 304, wo der Empfänger 108 fortfährt, das gesendete Signal zu empfangen. Dies ist gezeigt durch den Schritt 310 und der Flusslinie 362.

Wenn der SNR 208 sich auf der Schwelle 204 befindet und deswegen keine Anpassung notwendig ist, kehrt die Operation zurück zu Schritt 304, wie gezeigt durch die Flusslinie 364. In einem Ausführungsbeispiel ist die Schwelle 204 nicht als ein einzelner Wert implementiert, sondern umfasst stattdessen einen akzeptablen Bereich von SNR-Werten.

Wenn auf der anderen Seite der SNR 208 sich unter der Schwelle befindet, fährt die Operation der Erfindung fort in einem Schritt 312. Im Schritt 312 bestimmt der Empfänger 112, ob oder ob nicht die Verminderung in der SNR 208 größer als der gewünschte nominale Wert ist. Mit anderen Worten der Empfänger 112 bestimmt, ob der SNR 208 weiter als ein akzeptabler Betrag unter der Schwelle 204 ist und daher, ob der Tracking Modus unerwünscht ist, weil es länger als erwünscht dauern würde den SNR 208 auf die Schwelle 204 zurück zu bringen.

Wenn die Verminderung in der SNR 208 innerhalb der nominalen Grenzen ist, wird die Leistung gesteuert, und zwar unter Verwendung oder durch Auswählen des Tracking Modus, wie gezeigt durch Schritt oder Block 316. Wenn der Leistungssteuermodus schon der Tracking Modus ist, bleibt der Sender 108 im Tracking Modus. Wenn jedoch der aktuelle Leistungssteuermodus der Burst Modus ist, stellt Schritt 316 das Wechseln vom Burst Modus in den Tracking Modus dar. In einem Schritt 320 wird die Leistung des Senders im oder während der Tracking-Modus-Operation angepasst. Empfänger 112 fährt fort die Sendung, wie gezeigt durch die Flusslinien 366, 364, zu empfangen.

Wenn die Verschlechterung in der SNR 208 über die nominalen Grenzen hinausgeht, wird der Leistungssteuermodus ausgewählt, und zwar als der Burst Modus, wie gezeigt durch den Schritt oder Block 326. Wenn der Leistungssteuermodus schon der Burst Modus ist, bleibt der Sender 108 im Burst Modus. Wenn jedoch der aktuelle Leistungssteuermodus der Tracking Modus ist, stellt der Schritt 326 einen Wechsel vom Tracking Modus zum Burst Modus dar. In einem Schritt 330 wird die Leistung in oder während der Burst-Modus-Operation angepasst. Empfänger 112 fährt fort, die Sendung, wie gezeigt, durch die Flusslinie 368, zu empfangen.

Alternative Schwellen und Werte unter der Schwelle können gewählt werden, um für eine spezielle Applikation bzw. Anwendung, wie es bekannt sein dürfte, zu passen. In einem Ausführungsbeispiel ist die Schwelle 204 kein einzelner Wert, sondern ein Bereich von Werten, wie zum Beispiel, solange der SNR des empfangenen Signals in diesen Bereich fällt, wird das Signal so gedeutet, als wäre es auf der Schwelle.

In einem Ausführungsbeispiel wird die Bestimmung, die in den Schritten 308 und 312 gemacht wurde, nicht basierend auf den SNR per se gemacht, sondern wird stattdessen basierend auf die Anzahl der Rahmen, die mit einem oder mehreren Fehlern empfangen wurden, getroffen. In einem Modus dieses Ausführungsbeispiels bestimmt zum Beispiel der Empfänger 112 wie viele Rahmen der letzten X-Anzahl der Rahmen mit Fehlern empfangen wurden. Wenn mehr als Y der letzten X-Rahmen mit Fehlern empfangen wurden, stellt das in diesem Beispiel eine Fehlerrate über den nominalen Bereich hinaus dar und der bevorzugte Leistungssteuermodus ist der Burst Modus.

In einem alternativen Modus dieses Ausführungsbeispiels bestimmt der Empfänger 112, wie viele aufeinander folgende Rahmen mit Fehlern empfangen wurden. Wenn die Anzahl der aufeinander folgenden Rahmen, die mit Fehlern empfangen wurden, eine vorbestimmte Grenze trifft oder überschreitet, stellt das eine Fehlerrate über den nominalen Bereich hinaus dar und der bevorzugte Leistungssteuermodus ist der Burst Modus. Das Bestimmen der Anzahl der Rahmen, die mit Fehlern empfangen wurden, kann unter Verwendung bekannter Techniken erreicht werden, wie zum Beispiel durch einen zyklischen Redundanzcheckcode (CRC-code = cyclic redundancy check code).

In noch einem anderen Ausführungsbeispiel betrachtet die Erfindung die Bitfehlerrate (BER = bit error rate) des empfangenen Signals. Die BER, die über eine Schwelle steigt, ist analog zu der SNR 208, die unter die Schwelle 204 fällt. Wenn die BER über eine Schwelle steigt, und zwar über einen vorbestimmten Betrag, operiert das System nicht länger nominal und der bevorzugte Leistungssteuermodus ist der Burst Modus.

Es wird dem Fachmann ersichtlich sein, wie andere Parameter in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung benutzt werden können, um zu bestimmen, ob das System nominal operiert.

In den Ausführungsbeispielen, die oben beschrieben wurden, wird der Empfänger 112 beschrieben als ein Empfänger zum Bestimmen, ob oder ob das System sich nicht auf, über oder unter der Schwelle befindet und ob das System nominal operiert. In diesem Ausführungsbeispiel sendet der Empfänger 112 (112a, 112b) einen Befehl zum Sender 108 (108b, 108a) der den Sender 108 instruiert die Modi zu wechseln, und zwar wenn es angebracht ist. In alternativen Ausführungsbeispielen liefert der Empfänger 112 einfach die Telemetrie zum Sender 108. Diese Telemetrie liefert dem Sender 108 genügend Information, um zu bestimmen, ob der bevorzugte Modus der Tracking Modus oder Burst Modus ist.

In einer Konfiguration sieht der Empfänger zwei Feedback- bzw. Rückkopplungsanzeiger bzw. -hinweis in der Form von Bits in einer Nachricht oder einem Befehl vor. Ein Bit wird dazu benutzt den "tracking mode up/down command" anzuzeigen und der andere zeigt "burst mode transmit level adjustment" an. Es ist die Entscheidung des Senders zu entscheiden, wie darauf reagiert wird oder es implementiert ist. Eine Entscheidung wird vom Sender basierend auf den Faktoren, wie zum Beispiel, aber nicht begrenzt durch, die Anzahl der aufeinander folgenden Rahmenfehler, etc. getätigt. Mit diesem Ansatz wird eine schnellere Reaktionszeit für das System vorgesehen, weil signifikante Ereignisse, wie zum Beispiel Fehler, sofort dem Sender berichtet werden, auf Kosten von erhöhter Bandbreite, die für die Leistungssteuerzwecke verbraucht wird.

In einem Ausführungsbeispiel, wo Empfänger 112 einem Sender 108 befiehlt, die Leistungssteuermodi zu wechseln, ist es möglich, dass der Befehl während der Übertragung bzw. Sendung verloren geht. Dieses Szenario kann unter der Verwendung jeder der mehreren, unterschiedlichen Techniken gehandhabt werden. Eine Technik benutzt Bestätigungsnachrichten, um den Empfang des Befehls zu bestätigen. Eine zweite Technik ist das simple Fortfahren der Sendung des Befehls. Wenn das System zum Beispiel außerhalb der nominalen Grenzen betrieben wird, sendet der Empfänger 112 einen Befehl dem Burst Modus zu verfolgen, und zwar während jedem Befehlsrahmen, solange das System in den nominalen Betrieb zurückgekehrt ist. Weil der Befehl wiederholt wird, und weil diese Wiederholung in vielen Fällen unnötig ist, verbraucht diese Technik mehr Bandbreite als benötigt wird. Aus diesem Grund ist diese Technik nicht wünschenswert.

Gemäß noch einer anderen Technik wird die Implementierung eines Leistungssteuermoduswechsels ignoriert, oder nicht. Das heißt, es gibt keine Überprüfung, um zu bestimmen, ob der Sender 108 die Leistungssteuermodi wie befohlen gewechselt hat. Obwohl dieses Ausführungsbeispiel kontraproduktiv erscheinen kann, ist es aber ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. Um zu verstehen warum, seien zwei Situationen betrachtet, in denen ein Befehl die Modi zu wechseln, vom Empfänger 112 gesendet werden kann und vom Sender 108 nicht empfangen wurde. In einer ersten Situation wurde der SNR 208 wesentlich verringert und der Empfänger 112 befiehlt dem Sender 108 die Leistungssteuermodi in den Burst Modus zu wechseln. Wenn der Sender 108 diesen Befehl nicht empfängt, dann ist das einzige negative Resultat dasjenige, dass der Sender 108 weitermacht, die Leistung im Tracking Modus zu steuern. Das heißt, es dauert länger in den nominalen Betrieb zurückzukehren als es andererseits der Fall wäre, wenn der Befehl vom Sender 108 empfangen worden wäre.

In einer zweiten Situation operiert der Sender 108 im Burst Modus und das Signal ist in den nominalen Bereich zurückgekehrt. Wenn der Sender 108 dem Befehl vom Empfänger 112, welcher einen Wechsel zum Tracking Modus instruiert, nicht empfängt, kann die Leistung im größeren Maße als andererseits benötigt, erhöht werden. Dies ist jedoch kein fataler Fehler, da das System mit der Operation fortfährt. Der einzige Nachteil ist der, dass mehr Leistung verbraucht wird als andererseits benötigt worden wäre.

Nachdem lesen der obigen Beschreibung wird es dem Fachmann ersichtlich sein, wie die Erfindung unter Verwendung einer Auswahl zwischen alternativen Modi der Leistungssteuerung als Ersatz oder zusätzlich zum Tracking Modus und Burst Modus implementiert werden kann. Die allgemeinen Befehle zum Beispiel, die zum Erhöhen und zum Verringern wiederkehrender Verbindungssignale verwendet werden, können inkrementiert und dekrementiert werden, und zwar in großen Schritten unter Verwendung dieser Technik, ungeachtet des Modusnamens.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zum Auswählen von einem einer Vielzahl von Leistungssteuermodi für einen Transmitter (108), der in einem Kommunikationssystem (100) arbeitet, wobei das Kommunikationssystem (100) einen ersten Modus besitzt zum Vorsehen von einem oder mehreren Leistungserhöhungen um einen ersten Betrag und einen zweiten Modus zum Vorsehen von

    einem oder mehreren Leistungserhöhungen um einen zweiten Betrag, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist:

    Mittel (312) zum Bestimmen, ob die Performance des Kommunikationssystems (100) innerhalb nominaler Grenzen bzw. Schranken liegt;

    Mittel (312, 316) zum Auswählen des ersten Modus der Leistungssteuerung zum Steuern der Senderleistung, wenn die Performance des Kommunikationssystems innerhalb der nominalen Grenzen liegt;

    dadurch gekennzeichnet, dass

    Mittel (312, 326) vorgesehen sind zum Bestimmen und Auswählen des zweiten Modus der Leistungssteuerung zum Steuern des Senders, um die Performance des Kommunikationssystems innerhalb nominaler Grenzen zu halten, wenn die Performance des Kommunikationssystems sich nicht innerhalb der nominalen Grenzen während des Senderbetriebs befindet;

    wobei der zweite Modus der Leistungssteuerung (326) eine größere Erhöhung der Leistung vorsieht als der erste Modus (316) der Leistungssteuerung, wenn die System-Performance unterhalb eines Schwellenwerts bzw. Schwellenlevels liegt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Performance des Kommunikationssystems (100) gemessen wird anhand einer oder mehrerer Gruppen bestehend aus Signal-zu-Rausch-Verhältnis, empfangene Signalstärke, Rahmenfehlerratenfrequenz, Anzahl von aufeinander folgenden Rahmenfehlern, und Bitfehlerrate.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel (308) zum Bestimmen ob die Performance des Kommunikationssystems (100) innerhalb nominaler Grenzen liegt, Mittel aufweist zum Bestimmen, ob ein gesendetes Signal auf, über oder unterhalb eines Schwellenwerts liegt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Modus der Leistungssteuerung ein Tracking Modus (316) ist, und der zweite Modus der Leistungssteuerung ein Burst Modus (326) ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel (312) zum Bestimmen ob die Performance des Kommunikationssystems (100) innerhalb nominaler Grenzen liegt, Mittel aufweist zum Bestimmen, ob ein Parameter des Kommunikationssystems innerhalb eines definierten Bereichs liegt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Parameter ausgewählt ist aus der Gruppe, die Folgendes aufweist:

    Signal-zu-Rausch-Verhältnis, empfangene Signalstärke, Rahmenfehlerratenfrequenz, Anzahl von aufeinander folgenden Rahmenfehlern und Bitfehlerrate.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erhöhung der Leistung eine schrittweise Leistungserhöhung ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel (316, 326) zum Auswählen der ersten und zweiten Modi der Leistung an dem Sender (108) angeordnet sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Mittel (312) zum Auswählen der ersten und zweiten Modi (316, 326) der Leistung an einem Empfängerort angeordnet sind, und ferner Mittel aufweisen zum Senden eines Befehls von dem Empfängerort zu dem Sender (108), um einen gewünschten Modus auszuwählen.
  10. Verfahren zum Auswählen von einem einer Vielzahl von Leistungssteuermodi für einen Sender, der in einem Kommunikationssystem arbeitet, wobei das Kommunikationssystem einen ersten Modus aufweist zum Vorsehen von einem oder mehreren Leistungserhöhungen um einen ersten Betrag und einen zweiten Modus zum Vorsehen einer oder mehrerer Leistungserhöhungen um einen zweiten Betrag, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

    Bestimmen ob die Performance des Kommunikationssystems innerhalb nominaler Grenzen bzw. Schranken liegt;

    Auswählen des ersten Modus der Leistungssteuerung zum Steuern der Senderleistung, wenn die Performance des Kommunikationssystems innerhalb nominaler Grenzen liegt; und dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner den folgenden Schritt aufweist:

    Bestimmen und Auswählen des zweiten Modus der Leistungssteuerung zum Steuern des Senders, um die Kommunikationssystem-Performance innerhalb nominaler Grenzen während des Senderbetriebs zu halten, wenn die Performance des Kommunikationssystems nicht innerhalb nominaler Grenzen liegt;

    wobei der zweite Modus der Leistungssteuerung eine größere Leistungserhöhung vorsieht als der erste Modus der Leistungssteuerung, wenn die System-Performance unterhalb eines Schwellenwerts bzw. Schwellenlevels liegt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Performance des Kommunikationssystems gemessen wird anhand einer oder mehrerer Gruppen, bestehend aus Signal-zu-Rausch-Verhältnis, empfangene Signalstärke, Rahmenfehlerratenfrequenz, Anzahl von aufeinander folgenden Rahmenfehlern und Bitfehlerrate.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt der Bestimmung, ob die Performance des Kommunikationssystems innerhalb nominaler Grenzen liegt den Schritt der Bestimmung aufweist, ob das gesendete Signal auf, über oder unterhalb eines Schwellenwerts liegt.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der erste Modus der Leistungssteuerung ein Tracking Modus ist, und der zweite Modus der Leistungssteuerung ein Burst Modus ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt der Bestimmung ob die Performance des Kommunikationssystems innerhalb nominaler Grenzen liegt, einen Schritt aufweist zum Bestimmen, ob ein Parameter des Kommunikationssystems innerhalb eines definierten Bereichs liegt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Parameter ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Signal-zu-Rausch-Verhältnis, empfangene Signalstärke, Rahmenfehlerratenfrequenz, Anzahl von aufeinander folgenden Rahmenfehlern und Bitfehlerrate.
  16. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Leistungserhöhung eine schrittweise Leistungserhöhung ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Auswählens der ersten und zweiten Modi der Leistung am Sender durchgeführt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Auswählens der ersten und zweiten Modi der Leistung an einem Empfängerort durchgeführt wird und wobei ferner ein Schritt des Sendens eines Befehls von dem Empfängerort zu dem Sender vorgesehen ist, um einen gewünschten Modus auszuwählen.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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