專利名稱：碼分多址通信系統(tǒng)的功率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碼分多址(CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)中功率控制應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于信道衰落特性直接測(cè)量的功率控制方法。
功率控制技術(shù)是CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，其目的是為了克服遠(yuǎn)近效應(yīng)、角效應(yīng)、陰影效應(yīng)等，使系統(tǒng)既能維持高質(zhì)量通信，又不對(duì)占用同一信道的其它用戶產(chǎn)生不應(yīng)有的干擾，有效地克服和抑制系統(tǒng)的多址干擾，提高CDMA系統(tǒng)的性能和容量。
現(xiàn)有CDMA系統(tǒng)的功率控制方法從功控環(huán)路的類型來(lái)劃分，可以分為開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制。開環(huán)功率控制主要用來(lái)補(bǔ)償諸如陰影效應(yīng)、路徑損耗以及地形地勢(shì)引起的慢衰落，由移動(dòng)臺(tái)(或基站)根據(jù)下行鏈路(或上行鏈路)所接收的信號(hào)強(qiáng)度估算傳播路徑損耗，并調(diào)整基站(或移動(dòng)臺(tái))的發(fā)射功率。接收的信號(hào)越強(qiáng)，基站(或移動(dòng)臺(tái))的發(fā)射功率就越小，反之亦然。然而在CDMA/FDD的系統(tǒng)中，為了防止工作的發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的泄漏信號(hào)或干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)，上、下行鏈路信號(hào)具有一定的頻率間隔，以保證兩條鏈路的多徑衰落成為相互獨(dú)立的過程。這意味著接收端難以根據(jù)接收鏈路的傳輸損耗直接測(cè)量出發(fā)射鏈路的傳輸損耗，而在開環(huán)功率控制中假設(shè)該損耗與發(fā)射鏈路時(shí)完全相同，必然導(dǎo)致開環(huán)功率控制是不精確的。為保證移動(dòng)臺(tái)接收信號(hào)能對(duì)不相關(guān)的瑞利衰落進(jìn)行正確的控制，要求移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率還需受基站信號(hào)的控制，即還應(yīng)進(jìn)行閉環(huán)功率控制。
閉環(huán)功率控制的執(zhí)行主要是用來(lái)補(bǔ)償快衰落，是由移動(dòng)臺(tái)根據(jù)基站發(fā)送的傳輸功率控制(TPC)命令調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的過程。閉環(huán)功率控制又可以分為內(nèi)環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制，內(nèi)環(huán)功率控制是對(duì)RAKE合并后的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)干擾比(SIR)測(cè)量，如果SIR的測(cè)量值大于SIR的參考門限值，則產(chǎn)生使基站發(fā)射功率下降的TPC信號(hào)。反之，如果SIR的測(cè)量值小于SIR的參考門限值，TPC信號(hào)將通知基站的發(fā)射功率上升；外環(huán)功率控制是根據(jù)接收信號(hào)的質(zhì)量信息或誤幀率修改內(nèi)環(huán)功率控制的SIR門限值，如果是正確的質(zhì)量信息，要求降低SIR的門限值，否則，增加SIR的門限值。
目前的功率控制方法是開環(huán)控制和閉環(huán)控制相結(jié)合的方法。開環(huán)功率控制應(yīng)用于接入的時(shí)候。閉環(huán)的外環(huán)根據(jù)接收信號(hào)的誤塊率來(lái)計(jì)算需要的發(fā)射功率，閉環(huán)的內(nèi)環(huán)根據(jù)計(jì)算出來(lái)的發(fā)射功率期望值和測(cè)量接收到的導(dǎo)頻信號(hào)的信干比(SIR)來(lái)計(jì)算出調(diào)整值，并發(fā)出控制指令。
由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中的功率控制方法著重于信干比(SIR)等間接反映信道衰落特性的物理量的測(cè)量，它的缺點(diǎn)是有明顯的被動(dòng)性和延遲。SIR測(cè)量值只反映當(dāng)前的信道衰落，無(wú)記憶性。無(wú)法得到一段觀察時(shí)間內(nèi)的信道衰落情況，同時(shí)也難以預(yù)測(cè)將來(lái)的信道衰落情況。而且當(dāng)前時(shí)隙的SIR測(cè)量結(jié)果要在1、2個(gè)時(shí)隙之后才會(huì)起作用，有明顯的遲滯效應(yīng)。因此，現(xiàn)有的功率控制方法不能準(zhǔn)確反映信道衰落特性的在一段觀察時(shí)間內(nèi)的變化趨勢(shì)。而移動(dòng)通信信道的衰落是動(dòng)態(tài)的，衰落深度是變化的，而且衰落的周期和衰落的持續(xù)時(shí)間也是變化的。
另外，功率控制在擴(kuò)頻通信網(wǎng)絡(luò)中更多的表現(xiàn)為一種策略。在一個(gè)小區(qū)內(nèi)，無(wú)線傳播環(huán)境是時(shí)刻變化的，有快速變化也有慢速變化。更多的時(shí)候是一種混合的、動(dòng)態(tài)變化的衰落環(huán)境。很難找到一組功率控制的參數(shù)(步長(zhǎng)、TPC控制頻率、TPC合并的策略、發(fā)射功率控制范圍等)適應(yīng)一個(gè)小區(qū)內(nèi)的所有傳播路徑?，F(xiàn)有的功率控制方法為了適應(yīng)小區(qū)內(nèi)多變的傳播環(huán)境，需要在小區(qū)規(guī)劃時(shí)構(gòu)造比較復(fù)雜的控制策略表。由于控制策略表的很多表項(xiàng)是通過間接測(cè)量量聯(lián)系起來(lái)，查詢和使用這些策略都有一定的盲目性。功率控制參數(shù)的比較、選擇很頻繁，實(shí)現(xiàn)方法復(fù)雜，控制效率低。
本發(fā)明的目的就在于提供一種基于信道衰落特性直接測(cè)量的CDMA系統(tǒng)的功率控制方法，以提高功率控制對(duì)傳播環(huán)境的適應(yīng)性，提高功率控制的準(zhǔn)確性、預(yù)測(cè)性、長(zhǎng)期穩(wěn)健性和效率。
本發(fā)明一種碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)的功率控制方法，至少包括以下步驟無(wú)線小區(qū)規(guī)劃時(shí)，進(jìn)行將信道傳輸功率衰落定量表示的功率衰落指數(shù)與功率控制步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)關(guān)系的定標(biāo)；功率控制時(shí)，接收端首先在一段觀察窗口內(nèi)測(cè)量傳輸信道的平均功率衰落指數(shù)，然后根據(jù)所述功率控制步長(zhǎng)進(jìn)行量化，得到本次的功率調(diào)整值，并通過功率控制命令發(fā)送到發(fā)射端，調(diào)整發(fā)射端的發(fā)射功率；該窗口長(zhǎng)度的確定是根據(jù)分析、仿真和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量相結(jié)合的方法得到最佳值。
根據(jù)上述本發(fā)明技術(shù)方案，所述的接收端測(cè)量信道的平均功率衰落指數(shù)是采用自適應(yīng)信道估計(jì)器測(cè)量，具體包括(a)對(duì)接收到的解調(diào)解擴(kuò)后的導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行采樣，作為自適應(yīng)信道估計(jì)器的輸入信號(hào)；(b)將本地已知導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行采樣，作為自適應(yīng)信道估計(jì)器的期望信號(hào)；(c)調(diào)整自適應(yīng)橫向?yàn)V波器的權(quán)向量，使所述期望信號(hào)與所述輸入信號(hào)間的均方誤差最??；(d)對(duì)自適應(yīng)橫向?yàn)V波器權(quán)向量的所有分量求平方和，得到信道的瞬時(shí)功率衰落指數(shù)；(e)在所述的觀察窗口長(zhǎng)度內(nèi)，對(duì)所有的瞬時(shí)功率衰落指數(shù)求平均值，從而得到信道傳輸?shù)钠骄β仕ヂ渲笖?shù)。
根據(jù)上述本發(fā)明技術(shù)方案，所述的接收端測(cè)量信道的平均功率衰落指數(shù)是采用自適應(yīng)信道估計(jì)器測(cè)量，具體包括(a)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解擴(kuò)，對(duì)得到的導(dǎo)頻符號(hào)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)符號(hào)分別進(jìn)行采樣，作為自適應(yīng)信道估計(jì)器的輸入信號(hào)；(b)將本地已知導(dǎo)頻符號(hào)和經(jīng)符號(hào)判決的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行采樣，作為自適應(yīng)信道估計(jì)的期望信號(hào)；(c)調(diào)整自適應(yīng)橫向?yàn)V波器的權(quán)向量，使所述期望信號(hào)與所述輸入信號(hào)間的均方誤差最??；(d)對(duì)自適應(yīng)橫向?yàn)V波器權(quán)向量的所有分量求平方和，得到信道的瞬時(shí)功率衰落指數(shù)；(e)在所述的觀察窗口長(zhǎng)度內(nèi)，對(duì)所有的瞬時(shí)功率衰落指數(shù)求平均值，從而得到信道傳輸?shù)钠骄β仕ヂ渲笖?shù)。
上述的步驟(c)可采用最小均方誤差(Minimum Mean Square Error)算法實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)上述本發(fā)明技術(shù)方案，所述的接收端測(cè)量信道的平均功率衰落指數(shù)還可是采用信道衰落指數(shù)估算器測(cè)量，具體包括(a)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解擴(kuò)，將得到的信號(hào)在所述觀察窗口長(zhǎng)度內(nèi)求功率的平均值，得到接收信號(hào)平均功率；(b)對(duì)本地已知的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行采樣，將得到的信號(hào)在所述觀察窗口長(zhǎng)度內(nèi)求功率的平均值，得到發(fā)射信號(hào)平均功率；(c)用發(fā)射信號(hào)平均功率除以接收信號(hào)平均功率，得到信道傳輸?shù)钠骄β仕ヂ渲笖?shù)。
上述的根據(jù)功率控制步長(zhǎng)進(jìn)行量化是將測(cè)量得到的信道功率衰落指數(shù)向下取整數(shù)量化。
信道傳輸?shù)墓β仕ヂ渲笖?shù)是表征進(jìn)入信道前的發(fā)射信號(hào)和進(jìn)入接收機(jī)的接收信號(hào)之間差別的物理量。本發(fā)明利用導(dǎo)頻序列或?qū)ьl序列與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相結(jié)合，直接測(cè)量反映信道傳輸衰落特性的功率衰落指數(shù)，根據(jù)信道的衰落特性進(jìn)行功率控制的反校正。應(yīng)用于閉環(huán)功率控制。主要有益效果有1、根據(jù)信道的衰落特性直接進(jìn)行功率控制補(bǔ)償，而不是根據(jù)誤塊率或信號(hào)質(zhì)量等間接指標(biāo)來(lái)控制，控制準(zhǔn)確、迅速。
2、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，只在物理層實(shí)現(xiàn)，不涉及其他協(xié)議層的變化，而且適合于WCDMA、TDD、TD-SCDMA等制式物理層幀格式的協(xié)議要求。
3、在導(dǎo)頻序列比較短的情況下，例如每時(shí)隙只有一個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)，也能正常工作。
4、功率控制算法的穩(wěn)健性好，能夠適應(yīng)比較復(fù)雜的小區(qū)傳播環(huán)境，不用復(fù)雜的TPC指令合并策略。
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1為本發(fā)明的自適應(yīng)信道估計(jì)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的技術(shù)可以應(yīng)用于所有有導(dǎo)頻序列信號(hào)并且需要功率控制的移動(dòng)通信系統(tǒng)。下面以采用WCDMA FDD標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)通信的下行鏈路專用信道的功率控制為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
在WCDMA FDD標(biāo)準(zhǔn)的下行鏈路專用信道的信號(hào)格式中，每時(shí)隙包含的導(dǎo)頻符號(hào)數(shù)是1～8個(gè)。當(dāng)導(dǎo)頻符號(hào)數(shù)少時(shí)，僅采用導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)信道估計(jì)是不夠的，還必須考慮應(yīng)用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)符號(hào)。假設(shè)有足夠的導(dǎo)頻符號(hào)，當(dāng)然，導(dǎo)頻符號(hào)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)符號(hào)一起進(jìn)行自適應(yīng)信道估計(jì)的原理和過程也是一樣的。
利用信道功率衰落特性來(lái)進(jìn)行反校正。把信道功率衰落的定量表示稱為功率衰落指數(shù)，功率衰落指數(shù)與信道的功率衰落成正比例關(guān)系。
功率調(diào)整是階梯樣的調(diào)整過程，每階之間的差值稱為功率控制的步長(zhǎng)。假設(shè)步長(zhǎng)是1dB。那么1dB對(duì)應(yīng)衰落指數(shù)的范圍是多少，也即衰落指數(shù)變化多少對(duì)應(yīng)發(fā)射功率控制應(yīng)該變化1dB，這個(gè)過程稱為定標(biāo)的過程。定標(biāo)在小區(qū)規(guī)劃的時(shí)候做。不同的小區(qū)1dB的衰落指數(shù)可以不同。同一個(gè)小區(qū)1dB的標(biāo)定值也可以有幾個(gè)值。具體在功率控制的時(shí)候選哪個(gè)標(biāo)定值由小區(qū)的功率控制策略決定。功率控制策略表現(xiàn)為若干系統(tǒng)參數(shù)。
定標(biāo)過程完成后，就可以按照衰落指數(shù)進(jìn)行功率控制。下面敘述如何根據(jù)自適應(yīng)信道估計(jì)得到信道的衰落指數(shù)。
在自適應(yīng)信道估計(jì)的時(shí)候選用Normalized-LMS(Least Mean Square)算法。自適應(yīng)信道估計(jì)采用自適應(yīng)橫向?yàn)V波器，濾波器的長(zhǎng)度是L。發(fā)射機(jī)側(cè)的導(dǎo)頻信號(hào)的1個(gè)符號(hào)周期內(nèi)的N個(gè)采樣如下式所示d(k)=βkPk，k＝0，1，...，N-1(1)其中βk是第k個(gè)時(shí)刻的發(fā)射信號(hào)的幅度，Pk代表第k個(gè)采樣時(shí)刻的導(dǎo)頻信號(hào)。發(fā)射機(jī)的導(dǎo)頻方案接收機(jī)是已知的，所以Pk已知。在接入過程完成的時(shí)候，轉(zhuǎn)入閉環(huán)功率控制前的發(fā)射功率是已知的，稱之為Pinit。進(jìn)入閉環(huán)功率控制后，TPC命令是由本地接收機(jī)發(fā)出的。從閉環(huán)功率控制開始到第k個(gè)時(shí)刻的功率變化值稱為ΔP。所以第k個(gè)時(shí)刻的遠(yuǎn)地發(fā)射功率是Pinit+ΔP。進(jìn)而可以知道遠(yuǎn)地發(fā)射信號(hào)的幅度βk。發(fā)射機(jī)側(cè)的導(dǎo)頻信息在接收機(jī)側(cè)是已知的，因此可以在接收機(jī)側(cè)產(chǎn)生作為自適應(yīng)算法的期望信號(hào)。
因?yàn)樽赃m應(yīng)橫向?yàn)V波器具有低通特性，誤碼率很小的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)也可以作為本地期望信號(hào)，而不會(huì)使自適應(yīng)濾波器發(fā)散或者振蕩。利用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)生成本地期望信號(hào)的時(shí)候，同樣的道理，可以知道遠(yuǎn)地發(fā)射信號(hào)的幅度βk。Pk就是接收到的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的符號(hào)判決結(jié)果在碼片級(jí)的采樣值。
因?yàn)長(zhǎng)MS算法基于最小均方誤差(Minimum Mean Square Error)準(zhǔn)則，代價(jià)函數(shù)如下 其中w(k)=(w1，w2，...，wL)T是自適應(yīng)橫向?yàn)V波器第k個(gè)采樣時(shí)刻的權(quán)向量。 是接收的導(dǎo)頻符號(hào)或業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)符號(hào)在第k個(gè)采樣時(shí)刻的估計(jì)值，定義如下 其中x(t)代表接收到擴(kuò)頻后的碼片級(jí)的導(dǎo)頻信號(hào)或業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)，a(t)是基帶擴(kuò)頻碼信號(hào)。接收的信號(hào)在碼片的匹配濾波之后以碼片速率進(jìn)行采樣就是 。Tb是解擴(kuò)后的符號(hào)周期。
自適應(yīng)橫向?yàn)V波器權(quán)向量的調(diào)整是通過Normalized-LMS算法來(lái)實(shí)現(xiàn)的w(k+1)=w(k)+μ||r(k)||2[r(k)]*e(k)---(4)]]>其中μ是收斂步長(zhǎng)。Normalized-LMS算法的收斂域是0＜μ＜2。r(k)代表采用LMS算法的橫向?yàn)V波器第k個(gè)采樣時(shí)刻的輸入向量，參見附圖1所示，r(k)＝{x(k)，x(k-1)，...，x(k-L+1)}。
e(k)是第k采樣時(shí)刻期望響應(yīng)和接收機(jī)估計(jì)值之間的誤差，也就是 其中，d(k)是期望響應(yīng)，是導(dǎo)頻信號(hào)或正確率較高的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)符號(hào)的碼片級(jí)過采樣，在接收側(cè)是已知的。對(duì)于解調(diào)后正確率很高的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)也可以視為接收側(cè)已知。
上述的過采樣信號(hào)在符號(hào)數(shù)夠多時(shí)，也可以是符號(hào)級(jí)采樣信號(hào)。
信道衰落指數(shù)的測(cè)量可以按照上述的自適應(yīng)方法進(jìn)行，也可以采用其他方法。例如，首先對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)解調(diào)，將得到的接收信號(hào)在一段觀察窗口內(nèi)求功率的平均值，作為信道衰落指數(shù)估算器的一個(gè)輸入信號(hào)；其次對(duì)本地已知的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行采樣，將得到的接收信號(hào)在一段觀察窗口內(nèi)求功率的平均值，作為信道衰落指數(shù)估算器的另一個(gè)輸入信號(hào)；最后用發(fā)射信號(hào)平均功率除以接收信號(hào)平均功率，從而得到信道的平均功率衰落指數(shù)。
下面敘述如何利用信道衰落指數(shù)進(jìn)行功率控制。
如果信道是無(wú)衰落信道，則期望響應(yīng)等于接收機(jī)的估計(jì)值，它們之間的誤差為零，自適應(yīng)橫向?yàn)V波器的權(quán)向量所有分量的平方和，即L個(gè)權(quán)向量的范數(shù)的平方等于1。然而由于實(shí)際信道是非理想的，存在有信道衰落，自適應(yīng)過程的最終結(jié)果是使遠(yuǎn)地發(fā)射信號(hào)的功率等于自適應(yīng)橫向?yàn)V波器的輸出功率。自適應(yīng)橫向?yàn)V波器的輸入信號(hào)功率和輸出信號(hào)功率的差別是由信道衰落引起的。假設(shè)自適應(yīng)濾波器第k時(shí)刻的輸入信號(hào)功率是1，則信道的瞬時(shí)衰落指數(shù)f＝‖w(k)‖2。w(k)代表第k時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器權(quán)向量。
為了提高功率衰落指數(shù)測(cè)量值的準(zhǔn)確性，降低測(cè)量值的噪聲，可以根據(jù)一段觀察時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)衰落指數(shù)的平均值得到平均衰落指數(shù)。參加平均的數(shù)值共m個(gè)，則有f‾=1mΣi=0m-1fi]]>不同信道下m的最佳取值可以根據(jù)仿真和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量確定，一個(gè)可選的范圍是4～512。對(duì)f來(lái)說，f＝1表示信道無(wú)衰落，f＞1表示信道有衰落，f＜1表示信道的暫態(tài)功率高于遠(yuǎn)地發(fā)射功率。
接下來(lái)進(jìn)行功率補(bǔ)償，假設(shè)定標(biāo)結(jié)果是平均衰落指數(shù)增大n代表信號(hào)功率衰落了1dB，則相應(yīng)的應(yīng)該補(bǔ)償 。具體到TPC命令來(lái)說， 表示遠(yuǎn)地發(fā)射功率不需要調(diào)整， 是小于0的負(fù)整數(shù)，則通過TPC命令遠(yuǎn)地發(fā)射功率減小 是大于0的正整數(shù)，則通過TPC命令遠(yuǎn)地發(fā)射功率增大 綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟(1)在小區(qū)規(guī)劃的時(shí)候確定本小區(qū)信號(hào)衰落指數(shù)對(duì)應(yīng)的功率控制調(diào)整的步長(zhǎng)，這個(gè)過程稱為定標(biāo)。信號(hào)衰落指數(shù)是信號(hào)功率衰落幅度或其平均值。
(2)首先判斷出導(dǎo)頻序列的時(shí)序位置，利用導(dǎo)頻序列進(jìn)行信道估計(jì)。信道估計(jì)采用自適應(yīng)濾波器，自適應(yīng)的準(zhǔn)則采用最小均方誤差準(zhǔn)則。如果導(dǎo)頻序列太短，并且業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)誤碼率比較低的情況下，則可以利用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻序列一起進(jìn)行信道估計(jì)。
(3)根據(jù)系統(tǒng)制訂的功率控制策略，如果需要，由自適應(yīng)信道估計(jì)濾波器的輸出序列，求信道平均功率衰落指數(shù)。
(4)利用平均信道衰落指數(shù)，根據(jù)功率調(diào)整的步長(zhǎng)進(jìn)行量化，得到本次計(jì)算的功率調(diào)整值。
(5)通過功率控制命令發(fā)送到發(fā)射端，發(fā)射端調(diào)整發(fā)射功率。
幅度衰落平均值的計(jì)算頻率及按照無(wú)線傳播信道幅度衰落的每次計(jì)算結(jié)果進(jìn)行功率控制或按照無(wú)線信道的幅度衰落的平均值進(jìn)行功率控制，按照小區(qū)規(guī)劃時(shí)制訂的功率控制策略進(jìn)行。
自適應(yīng)信道估計(jì)可以視為對(duì)無(wú)線傳播信道建模。自適應(yīng)建模方法比固定系數(shù)的濾波器準(zhǔn)確，能夠反映信道衰落的動(dòng)態(tài)變化。另一方面，自適應(yīng)濾波器的低通濾波特性和輸出序列之間的記憶性和相關(guān)性，能夠反映信道衰落的趨勢(shì)和時(shí)間域的連續(xù)性，提高功率控制的預(yù)測(cè)性和長(zhǎng)期穩(wěn)健性。功率控制就是為了補(bǔ)償信道衰落?；谧赃m應(yīng)信道估計(jì)的功率控制算法應(yīng)該比利用信干比(SIR)等間接指標(biāo)進(jìn)行功率控制準(zhǔn)確，而且適應(yīng)信道的變化。間接的信號(hào)質(zhì)量指標(biāo)看不到信道的衰落趨勢(shì)，控制策略很被動(dòng)?；谧赃m應(yīng)信道估計(jì)的功率控制方法應(yīng)用于閉環(huán)控制，只在無(wú)線空中接口物理層實(shí)現(xiàn)，準(zhǔn)確簡(jiǎn)單，易于應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)的功率控制方法，其特征在于該方法至少包括以下步驟無(wú)線小區(qū)規(guī)劃時(shí)，進(jìn)行將信道傳輸功率衰落定量表示的功率衰落指數(shù)與功率控制步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)關(guān)系的定標(biāo)；功率控制時(shí)，接收端首先在一段觀察窗口內(nèi)測(cè)量傳輸信道的平均功率衰落指數(shù)，然后根據(jù)所述功率控制步長(zhǎng)進(jìn)行量化，得到本次的功率調(diào)整值，并通過功率控制命令發(fā)送到發(fā)射端，調(diào)整發(fā)射端的發(fā)射功率；該窗口長(zhǎng)度的確定是根據(jù)分析、仿真和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量相結(jié)合的方法得到最佳值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率控制方法，其特征在于所述的接收端測(cè)量信道的平均功率衰落指數(shù)是采用自適應(yīng)信道估計(jì)器測(cè)量，具體包括(a)對(duì)接收到的解調(diào)解擴(kuò)后的導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行采樣，作為自適應(yīng)信道估計(jì)器的輸入信號(hào)；(b)將本地已知導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行采樣，作為自適應(yīng)信道估計(jì)器的期望信號(hào)；(c)調(diào)整自適應(yīng)橫向?yàn)V波器的權(quán)向量，使所述期望信號(hào)與所述輸入信號(hào)間的均方誤差最??；(d)對(duì)自適應(yīng)橫向?yàn)V波器權(quán)向量的所有分量求平方和，得到信道的瞬時(shí)功率衰落指數(shù)；(e)在所述的觀察窗口長(zhǎng)度內(nèi)，對(duì)所有的瞬時(shí)功率衰落指數(shù)求平均值，從而得到信道傳輸?shù)钠骄β仕ヂ渲笖?shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率控制方法，其特征在于所述的接收端測(cè)量信道的平均功率衰落指數(shù)是采用自適應(yīng)信道估計(jì)器測(cè)量，具體包括(a)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解擴(kuò)，對(duì)得到的導(dǎo)頻符號(hào)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)符號(hào)分別進(jìn)行采樣，作為自適應(yīng)信道估計(jì)器的輸入信號(hào)；(b)將本地已知導(dǎo)頻符號(hào)和經(jīng)符號(hào)判決的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行采樣，作為自適應(yīng)信道估計(jì)的期望信號(hào)；(c)調(diào)整自適應(yīng)橫向?yàn)V波器的權(quán)向量，使所述期望信號(hào)與所述輸入信號(hào)間的均方誤差最小；(d)對(duì)自適應(yīng)橫向?yàn)V波器權(quán)向量的所有分量求平方和，得到信道的瞬時(shí)功率衰落指數(shù)；(e)在所述的觀察窗口長(zhǎng)度內(nèi)，對(duì)所有的瞬時(shí)功率衰落指數(shù)求平均值，從而得到信道傳輸?shù)钠骄β仕ヂ渲笖?shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率控制方法，其特征在于所述的接收端測(cè)量信道的平均功率衰落指數(shù)是采用信道衰落指數(shù)估算器測(cè)量，具體包括(a)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解擴(kuò)，將得到的信號(hào)在所述觀察窗口長(zhǎng)度內(nèi)求功率的平均值，得到接收信號(hào)平均功率；(b)對(duì)本地已知的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行采樣，將得到的信號(hào)在所述觀察窗口長(zhǎng)度內(nèi)求功率的平均值，得到發(fā)射信號(hào)平均功率；(c)用發(fā)射信號(hào)平均功率除以接收信號(hào)平均功率，得到信道傳輸?shù)钠骄β仕ヂ渲笖?shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的功率控制方法，其特征在于所述的步驟(c)采用最小均方誤差(Minimum Mean Square Error)算法實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率控制方法，其特征在于所述的根據(jù)功率控制步長(zhǎng)進(jìn)行量化是將測(cè)量得到的信道功率衰落指數(shù)向下取整數(shù)量化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)的功率控制方法,包括:規(guī)劃無(wú)線小區(qū)時(shí),進(jìn)行將信道功率衰落定量表示的功率衰落指數(shù)與功率控制步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)關(guān)系的定標(biāo);功率控制時(shí),接收端測(cè)量信道的功率衰落指數(shù),根據(jù)所述功率控制步長(zhǎng)進(jìn)行量化,得到本次的功率調(diào)整值,并通過功率控制命令發(fā)送到發(fā)射端,調(diào)整發(fā)射端的發(fā)射功率。本發(fā)明利用導(dǎo)頻信號(hào)或?qū)ьl信號(hào)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相結(jié)合,采用自適應(yīng)信道估計(jì)器或信道衰落指數(shù)估算器等得到信道的平均功率衰落指數(shù),對(duì)其進(jìn)行整數(shù)量化后作為遠(yuǎn)地發(fā)射功率的調(diào)整值。
文檔編號(hào)H04J13/02GK1385976SQ01116058
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2001年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月14日
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