專利名稱：組合信令和信號(hào)干擾比內(nèi)環(huán)功率控制的制作方法
一般地說本發(fā)明涉及一種在碼分多址(CDMA)蜂窩式系統(tǒng)中的功率控制。更具體地說，本發(fā)明涉及一種控制在CDMA蜂窩式系統(tǒng)中的前向鏈路的功率。
隨著如今社會(huì)的移動(dòng)性的增加，蜂窩式電話已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?。為順?yīng)這種發(fā)展，已經(jīng)制定出了在基站和移動(dòng)用戶之間提供兼容性的標(biāo)準(zhǔn)比如IS-95標(biāo)準(zhǔn)。第三代(3G)系統(tǒng)比如CDMA2000和W-CDMA都是從IS-95系統(tǒng)上發(fā)展起來的，并試圖提供一種可以經(jīng)濟(jì)地支持更新到3G的特征和服務(wù)的連續(xù)的遷移途徑。這些特征和服務(wù)一般都是在蜂窩式和PCS操作者的已有的頻段分配內(nèi)。
作為蜂窩技術(shù)發(fā)展的一部分，從TDMA到CDMA有一個(gè)過渡。在對數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化后，與TDMA相關(guān)的窄帶傳輸相反，CDMA將數(shù)據(jù)擴(kuò)展到整個(gè)可用的帶寬上。多重呼叫占用共同的信道，同時(shí)每路呼叫都指定唯一的序列碼。擴(kuò)展頻譜的目標(biāo)實(shí)質(zhì)是增加載信息的信號(hào)的帶寬，使其遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超出基本通信的需要。增加帶寬雖然并不是通信所必需的，但是它能夠減小干擾的有害影響--專門的干擾(例如，軍用干擾臺(tái))或非故意的干擾(例如，同頻道的用戶)。實(shí)際上，消除干擾是所有的擴(kuò)頻系統(tǒng)的公知的特性。然而，在過去由于所謂的“近-遠(yuǎn)問題”在移動(dòng)的射頻環(huán)境中CDMA(以及通常的擴(kuò)頻)不能工作而停止使用。這是因?yàn)樗械幕究偸前l(fā)射恒定的功率。然而，在移動(dòng)射頻環(huán)境中，一些用戶位于基站較近，而另一些用戶距基站較遠(yuǎn)。在這些極端的用戶之間傳播路徑損失之差可達(dá)幾十分貝。結(jié)果為了適應(yīng)最遠(yuǎn)的用戶，使最近的用戶犧牲頻譜效率。
為解決上述的近-遠(yuǎn)問題，研制了“功率控制”以便發(fā)射機(jī)控制其所發(fā)射的功率從而從所有用戶所接收的功率都大致相等。這就有利于實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻技術(shù)。如果控制所接收的功率，則移動(dòng)用戶可以占有相同的頻段，自然會(huì)有利于實(shí)現(xiàn)上述的干擾平均。
在常規(guī)的功率控制技術(shù)中，本地發(fā)射機(jī)基于所接收的信號(hào)直接調(diào)整它自己的功率(開環(huán))或基于通過本地的發(fā)射機(jī)發(fā)射到遠(yuǎn)程的接收機(jī)的信號(hào)間接地調(diào)整它自己的功率(閉環(huán))。在閉環(huán)方案中，遠(yuǎn)程的接收機(jī)也是一種發(fā)射機(jī)并基于本地發(fā)射機(jī)所發(fā)射的信號(hào)的幀誤差率(FER--外環(huán))或信號(hào)干擾比(SIR--內(nèi)環(huán))返回功率控制指令。
在外環(huán)方案中，遠(yuǎn)程的發(fā)射機(jī)(例如，移動(dòng)用戶)基于在每次所接收的幀中誤差量確定功率控制指令。一旦從遠(yuǎn)程的發(fā)射機(jī)接收到功率控制指令，本地發(fā)射機(jī)(例如基站)就能夠確定對該請求的物理層響應(yīng)。在IS-95系統(tǒng)中，物理層執(zhí)行調(diào)制、編碼、功率控制和同步功能。上層(即，數(shù)據(jù)鏈層和網(wǎng)絡(luò)層)執(zhí)行比如通信量、導(dǎo)頻、尋呼、訪問、發(fā)送消息、流動(dòng)性以及射頻資源管理的功能。
然而，外環(huán)功率控制的難處在于CDMA2000系統(tǒng)的業(yè)務(wù)信道的一般的幀的大小為20ms，而每1.25ms傳輸一條功率控制指令。因此開發(fā)內(nèi)環(huán)功率控制來解決在幀采集過程中的功率控制的問題。內(nèi)環(huán)功率控制允許遠(yuǎn)程的發(fā)射機(jī)基于SIR測量確定功率控制指令。因此，一旦接收功率控制指令，基站就能夠繼續(xù)確定對該請求的物理層響應(yīng)。如果實(shí)現(xiàn)完全的信號(hào)正交性，則遠(yuǎn)程的發(fā)射機(jī)能夠很好地識(shí)別它自己的信號(hào)。然而，由于在空中傳輸?shù)亩嗦沸?yīng)，經(jīng)常破壞在遠(yuǎn)程的發(fā)射機(jī)側(cè)的正交性。在這種情況下，遠(yuǎn)程的發(fā)射機(jī)不能清楚地識(shí)別它自己的與干擾相反的信號(hào)。由于每20ms的幀包括16個(gè)功率指令，當(dāng)所發(fā)射的功率級(jí)實(shí)際足夠時(shí)高速率的遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)可以發(fā)送整幀的連續(xù)功率增加的指令。如果基于該功率指令基站依照常規(guī)的增加發(fā)射功率級(jí)的規(guī)則執(zhí)行，則對整個(gè)小區(qū)的累積的功率調(diào)整可能造成嚴(yán)重的問題。因此，非常希望提供一種在CDMA蜂窩式系統(tǒng)中控制前向鏈路的功率級(jí)的方法，它不受多路效應(yīng)的影響。
通過一種在CDMA的蜂窩式系統(tǒng)中控制前向鏈路的功率級(jí)的基站控制器和方法來實(shí)現(xiàn)上述和其它的目的。該方法包括如下步驟確定前向鏈路的功率級(jí)的調(diào)整閾值和從遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)接收內(nèi)環(huán)功率控制指令。功率控制指令確定在前向鏈路功率級(jí)中的遞增調(diào)整的請求。該方法進(jìn)一步包括基于調(diào)整閾值和該請求確定前向鏈路的功率級(jí)。
本發(fā)明提供一種基于調(diào)整閾值和經(jīng)遞增的調(diào)整請求確定在CDMA蜂窩式系統(tǒng)中的前向鏈路的功率級(jí)的方法。該方法包括步驟跟蹤前向鏈路的功率級(jí)的累積的功率調(diào)整。累積的功率調(diào)整與調(diào)整閾值相比較，基于該比較結(jié)果確定對該請求的物理層響應(yīng)。
在本發(fā)明的另一方面，基站控制器控制在CDMA蜂窩式系統(tǒng)中的前向鏈路的功率級(jí)。該控制系統(tǒng)包括確定前向鏈路的功率級(jí)的調(diào)整閾值的微控制器單元和從遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)接收內(nèi)環(huán)功率控制指令的信號(hào)處理系統(tǒng)。該功率控制指令確定前向鏈路的功率的遞增調(diào)整的請求。該基站控制器進(jìn)一步包括基于該調(diào)整閾值和請求確定前向鏈路功率級(jí)的功率控制系統(tǒng)。
可以理解的是前面的一般性描述和下文的詳細(xì)描述都僅是對本發(fā)明的實(shí)例性說明，并旨在提供一種正如本發(fā)明所要求保護(hù)的理解本發(fā)明的特征的框架或綜述。所包括的附圖提供了對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并將其結(jié)合成本發(fā)明的一部分。


了本發(fā)明的不同的特征和實(shí)施例，并與詳細(xì)描述一起解釋了本發(fā)明的原理和操作。
通過閱讀下面的說明和所附加的權(quán)利要求并通過參考后面的附圖，本領(lǐng)域的熟練的技術(shù)人員將會(huì)很清楚本發(fā)明的各種優(yōu)點(diǎn)，其中附圖1所示為依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的基站控制器的方塊圖；附圖2所示為在CDMA的蜂窩式系統(tǒng)中控制前向鏈路的功率級(jí)的方法的流程圖；附圖3所示為在CDMA的蜂窩式系統(tǒng)中基于在前向鏈路的功率級(jí)中的遞增調(diào)整的請求和調(diào)整閾值確定前向鏈路的功率級(jí)的方法的流程圖；附圖4所示為確定對在前向鏈路的功率級(jí)中的遞增調(diào)整的請求的物理層響應(yīng)的步驟的流程圖；附圖5所示為記錄前向鏈路的功率級(jí)的累積功率調(diào)整的步驟的流程圖。
現(xiàn)在參考附圖1，所示的依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在CDMA的蜂窩式系統(tǒng)中控制前向鏈路功率級(jí)的基站控制器以總的標(biāo)號(hào)10表示?？梢钥吹娇刂破?0具有微控制器單元(MCU)20、信號(hào)處理系統(tǒng)30和功率控制系統(tǒng)40。MCU20確定前向鏈路的功率級(jí)的調(diào)整閾值，而信號(hào)處理系統(tǒng)30從遠(yuǎn)程的發(fā)射機(jī)(未示)接收內(nèi)環(huán)功率控制指令。通過下式給出調(diào)整閾值Pth∶Pth=Pmax-Pini，這里Pmax是最大的功率級(jí)，而Pini是初始的功率級(jí)。基于呼叫初始數(shù)據(jù)(包括數(shù)據(jù)和話音兩種)、區(qū)段/小區(qū)負(fù)荷參數(shù)、占線用戶的服務(wù)以及其它關(guān)鍵射頻資源管理結(jié)果通過上層確定Pmax。Pini也可以通過上層確定并基于服務(wù)詳細(xì)參數(shù)比如用戶數(shù)據(jù)率、信道數(shù)量等等。
遠(yuǎn)程的發(fā)射機(jī)可以是能夠發(fā)射CDMA相容的功率控制指令的任何類型的移動(dòng)用戶。每個(gè)功率控制指令確定在前向鏈路功率級(jí)中的遞增調(diào)整的請求。功率控制系統(tǒng)40基于該調(diào)整閾值和請求確定前向鏈路的功率級(jí)。如在下文中更詳細(xì)地討論，基站控制器10可以在物理層、上層或在這兩層上響應(yīng)。基于調(diào)整閾值確定前向鏈路的功率級(jí)使得控制器10避免了多路效應(yīng)相關(guān)的相同缺陷。
可以進(jìn)一步看出功率控制系統(tǒng)40包括跟蹤前向鏈路功率級(jí)的累積功率調(diào)整的計(jì)數(shù)器41。具體地說，計(jì)數(shù)器41具有跟蹤在前向鏈路功率級(jí)中的遞增調(diào)整的數(shù)量的值“i”。因此累積功率調(diào)整Padj表示為Padj=i(Pstep)，這里Pstep是最小的前向鏈路的功率步長。因此當(dāng)Padj＞Pth時(shí)，就超過了調(diào)整閾值。值得注意的是Pth可以進(jìn)一步表示為Pth=n(Pstep)，這里n是閾值計(jì)數(shù)器值。因此，依據(jù)計(jì)數(shù)器41。當(dāng)i＞n時(shí)，就超過了調(diào)整閾值。因此可以看到比較器42將累積的功率調(diào)整與調(diào)整閾值進(jìn)行比較，而功率控制子模塊43基于比較的結(jié)果確定對該請求的物理層響應(yīng)。值得注意的是通過上層確定Pstep，并且可以在任何時(shí)候以上層指令改變它。因此步長Pstep是前向鏈路的功率級(jí)調(diào)整的最小分辨率。除了Pstep進(jìn)行細(xì)微的功率控制外，物理層還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的功率步長。在這種情況下，需要在上層的控制之下再調(diào)整閾值計(jì)數(shù)器值n。
當(dāng)累積的功率調(diào)整超過調(diào)整閾值時(shí)，功率控制子模塊43將與請求相關(guān)的數(shù)據(jù)報(bào)告給確定上層響應(yīng)的MCU20。數(shù)據(jù)包括(但不限于)指示違反(超過)調(diào)整閾值的標(biāo)志和當(dāng)前的前向鏈路功率級(jí)P，該當(dāng)前的前向鏈路功率級(jí)P由如下的表達(dá)式確定P=Pini+i(Pstep)。因此，在這種情況下，拒絕請求并且MCU20響應(yīng)基于CDMA蜂窩式系統(tǒng)的單元負(fù)荷參數(shù)和各種服務(wù)參數(shù)的請求。響應(yīng)包括(當(dāng)并不限于)通過信令改變移動(dòng)用戶的設(shè)置點(diǎn)、改變調(diào)整的閾值或改變所發(fā)射的用戶數(shù)據(jù)率。給MCU20報(bào)告超過閾值的情況以便對可能的不正確的功率控制指令采取更適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。進(jìn)一步可以看到信號(hào)處理系統(tǒng)30包括通用的部件比如調(diào)制器31、雙工器32、RF前端33、A/D轉(zhuǎn)換器34、RAKE相關(guān)器35和多路信號(hào)分解器36。
附圖2進(jìn)一步說明了在CDMA的蜂窩式系統(tǒng)中控制前向鏈路的功率級(jí)的方法100。具體地說，在步驟110確定前向鏈路的功率級(jí)的調(diào)整閾值。在步驟120從遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)接收內(nèi)環(huán)功率控制指令，這里功率控制指令確定在前向鏈路功率級(jí)中的遞增調(diào)整?？梢岳斫獾氖请m然所示的步驟110是這個(gè)方法100的一部分，但是并不需要確定所接收的每個(gè)功率控制指令的調(diào)整閾值。實(shí)際上，可取的是在服務(wù)協(xié)商階段中給基站物理層設(shè)定適合的閾值，該閾值與服務(wù)小區(qū)負(fù)荷以及其它的可得的信息相關(guān)。在步驟130中，基于調(diào)整閾值和請求確定前向鏈路的功率級(jí)。
現(xiàn)在看附圖3，更詳細(xì)地示出了確定功率級(jí)的優(yōu)選方法。具體地說，在步驟131中跟蹤前向鏈路功率級(jí)的累積功率調(diào)整，而在步驟132中將該累積的功率調(diào)整與調(diào)整閾值進(jìn)行比較。這就使得在步驟133中基于在步驟132中的比較結(jié)果確定對該請求的物理層響應(yīng)。附圖4所示為當(dāng)累積功率調(diào)整超過調(diào)整閾值時(shí)在步驟134中拒絕該請求。本步驟并不需要確認(rèn)動(dòng)作，并且通過簡單地在物理層忽略該請求來實(shí)際地執(zhí)行。在步驟135中，將該請求報(bào)告給上層，并在步驟136中確定對該請求的上層響應(yīng)。如已經(jīng)討論過，基于服務(wù)參數(shù)、小區(qū)負(fù)荷參數(shù)以及其它的可得的信息的任何組合來確定上層響應(yīng)。
當(dāng)累積功率調(diào)整并沒有超過該調(diào)整閾值時(shí)，可以理解的是執(zhí)行常規(guī)的內(nèi)環(huán)功率控制方法。因此，在步驟138中，允許該請求，依據(jù)該功率控制指令增加功率級(jí)。
現(xiàn)在參考附圖5，更詳細(xì)地示出了跟蹤累積功率調(diào)整的步驟131的優(yōu)選實(shí)施例。具體地說，在步驟140中確定前向鏈路功率級(jí)的計(jì)數(shù)器?？梢岳斫獾氖菍?shí)際上步驟140并不需要與每個(gè)功率指令一起執(zhí)行，在此所示僅是為了說明的目的。然而，當(dāng)功率控制指令確定增加前向鏈路的功率的請求時(shí)，在步驟141中計(jì)數(shù)器加1。類似地，當(dāng)功率控制指令確定減小前向鏈路的功率的請求時(shí)，在步驟142中計(jì)數(shù)器減1。
可取的是以分貝(dB)測量調(diào)整閾值。因此，對于每個(gè)功率控制指令所發(fā)射的功率級(jí)調(diào)整的步長(mdB每步長)的給定的分辨率，確定最大的計(jì)數(shù)器值n為連續(xù)功率增加指令的最大允許數(shù)。計(jì)數(shù)器更新率優(yōu)選為功率控制子信道率(或800bps)。
前面的討論公開并描述了本發(fā)明的示例性的實(shí)施例。通過上文的討論、附圖以及權(quán)利要求本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員容易認(rèn)識(shí)到在不脫離如在下面的權(quán)利要求中所確定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下還能夠作出各種變型和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．一種控制在CDMA蜂窩式系統(tǒng)中的前向鏈路的功率級(jí)的方法，該方法包括步驟確定前向鏈路的功率級(jí)的調(diào)整閾值；從遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)接收內(nèi)環(huán)功率控制指令，該功率控制指令確定在前向鏈路功率級(jí)中的遞增調(diào)整的請求；以及基于調(diào)整閾值和該請求確定前向鏈路功率級(jí)。
2．權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括步驟跟蹤對前向鏈路功率級(jí)的累積的功率調(diào)整；將該累積的功率調(diào)整與調(diào)整閾值相比較；以及基于該比較結(jié)果確定對該請求的物理層響應(yīng)。
3．權(quán)利要求2所述的方法，其中累積功率調(diào)整超過該調(diào)整閾值。
4．權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括步驟拒絕該請求；將與該請求相關(guān)的數(shù)據(jù)報(bào)告給上層；以及確定對該請求的上層響應(yīng)。
5．權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括基于CDMA蜂窩式系統(tǒng)的服務(wù)參數(shù)確定上層響應(yīng)的步驟。
6．權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括基于CDMA蜂窩式系統(tǒng)的小區(qū)負(fù)荷參數(shù)確定上層響應(yīng)的步驟。
7．權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括修改調(diào)整閾值的步驟。
8．權(quán)利要求2所述的方法，其中累積的功率調(diào)整并不超過該調(diào)整閾值，該方法進(jìn)一步包括允許該請求的步驟。
9．權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括步驟確定前向鏈路的功率級(jí)的計(jì)數(shù)器；當(dāng)功率控制指令確定增加前向鏈路功率的請求時(shí)遞增該計(jì)數(shù)器；以及當(dāng)功率控制指令確定減小前向鏈路功率的請求時(shí)遞減該計(jì)數(shù)器。
10．權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括基于呼叫初始數(shù)據(jù)調(diào)整閾值的步驟。
11．一種基于在前向鏈路功率級(jí)中遞增調(diào)整的請求和調(diào)整閾值確定在CDMA蜂窩式系統(tǒng)中的前向鏈路的功率級(jí)的方法，該方法包括步驟跟蹤對前向鏈路的功率級(jí)的累積的功率調(diào)整；將該累積的功率調(diào)整與調(diào)整閾值相比較；以及基于該比較結(jié)果確定對該請求的物理層響應(yīng)。
12．權(quán)利要求11所述的方法，累積功率調(diào)整超過該調(diào)整閾值，該方法進(jìn)一步包括步驟拒絕該請求；將與該請求相關(guān)的數(shù)據(jù)報(bào)告給上層；以及確定對該請求的上層響應(yīng)。
13．權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括改變該調(diào)整閾值的步驟。
14．權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括基于CDMA蜂窩式系統(tǒng)的小區(qū)負(fù)荷參數(shù)確定上層響應(yīng)的步驟。
15．權(quán)利要求11所述的方法，其中累積的功率調(diào)整并不超過該調(diào)整閾值，該方法進(jìn)一步包括允許該請求的步驟。
16．權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括步驟確定前向鏈路的功率級(jí)的計(jì)數(shù)器；當(dāng)遞增調(diào)整是增加前向鏈路的功率時(shí)使該計(jì)數(shù)器遞增；以及當(dāng)遞增調(diào)整是減小前向鏈路的功率時(shí)使該計(jì)數(shù)器遞減。
17．一種控制在CDMA蜂窩式系統(tǒng)中的前向鏈路的功率級(jí)的基站控制器，該控制系統(tǒng)包括確定前向鏈路的功率級(jí)的調(diào)整閾值的微控制器單元；從遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)接收內(nèi)環(huán)功率控制指令的信號(hào)處理系統(tǒng)，該功率控制指令確定在前向鏈路功率級(jí)中的遞增調(diào)整的請求；以及基于該調(diào)整閾值和請求確定前向鏈路的功率級(jí)的功率控制系統(tǒng)。
18．權(quán)利要求17的基站控制器，其中功率控制系統(tǒng)包括用于跟蹤前向鏈路的功率級(jí)的累積的功率調(diào)整的計(jì)數(shù)器；將該累積的功率調(diào)整與調(diào)整閾值相比較的比較器；以及基于該比較結(jié)果確定對該請求的物理層響應(yīng)的功率控制子模塊。
19．權(quán)利要求18的基站控制器，其中累積功率調(diào)整超過該調(diào)整閾值，功率控制子模塊將標(biāo)志和當(dāng)前的前向鏈路的功率級(jí)報(bào)告給微控制器單元。
20．權(quán)利要求19的基站控制器，其中微控制器單元改變該調(diào)整閾值。
全文摘要
一種控制在CDMA的蜂窩式系統(tǒng)中前向鏈路的功率級(jí)的基站控制器和方法提供調(diào)整閾值。該方法包括步驟確定前向鏈路的功率級(jí)的調(diào)整閾值和從遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)接收內(nèi)環(huán)功率控制指令。該功率控制指令確定在前向鏈路功率級(jí)中的遞增調(diào)整的請求。該方法進(jìn)一步包括基于調(diào)整閾值和該請求確定前向鏈路的功率級(jí)。跟蹤前向鏈路的功率級(jí)累積功率調(diào)整使得基站控制器在功率指令實(shí)際受到多路效應(yīng)的影響時(shí)避免連續(xù)地增加所發(fā)射的功率。結(jié)果改善了整個(gè)小區(qū)的運(yùn)行。
文檔編號(hào)H04B7/005GK1315810SQ0110299
公開日2001年10月3日 申請日期2001年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月30日
發(fā)明者李曉陽 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社