專利名稱：發(fā)射機(jī)功率控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明針對(duì)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)功率的技術(shù)。
背景技術(shù)：
通信信號(hào)一般由發(fā)射機(jī)通過傳輸媒體發(fā)送并由接收機(jī)接收。一些傳輸媒體導(dǎo)致接收信號(hào)質(zhì)量隨時(shí)間而變化。例如，無線通信中發(fā)射信號(hào)的質(zhì)量會(huì)由于其他信號(hào)的干擾、物理障礙、天氣等而改變。這對(duì)于移動(dòng)通信尤為正確，其中至少一個(gè)發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)在發(fā)送和接收程序中是移動(dòng)的。因此，各種動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制方法被包括在發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)中以確保隨著時(shí)間過去有足夠的發(fā)射信號(hào)功率(強(qiáng)度)以便調(diào)節(jié)由傳輸媒體的變化引起的信號(hào)質(zhì)量改變。另外，可以調(diào)節(jié)發(fā)射功率以便將功率損耗或與其它在相同區(qū)域和/或頻率范圍中操作的發(fā)射信號(hào)的交互干擾最小化。
例如，經(jīng)常動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào)功率以便為預(yù)定的或期望的所接收發(fā)射信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量和出錯(cuò)率獲取盡可能低的功率電平。對(duì)于數(shù)字信號(hào)，出錯(cuò)率可以指所發(fā)射信號(hào)的誤幀率(FER)。實(shí)質(zhì)上，不具有不可接受的信號(hào)接收錯(cuò)誤的發(fā)射信號(hào)功率越低，無線通信系統(tǒng)的(例如移動(dòng)電話系統(tǒng))的用戶容量(用戶數(shù)量)越高。這是因?yàn)榘l(fā)射信號(hào)功率越低，在相同或相近傳輸頻帶的鄰近信號(hào)上所引起的重疊/噪聲越少。而且，如果發(fā)射機(jī)是在由一個(gè)或多個(gè)電池供電的移動(dòng)通信裝置中，以較低信號(hào)功率操作將保存電池功率。在任何情況下，動(dòng)態(tài)功率控制可包括在接收機(jī)處監(jiān)視接收信號(hào)質(zhì)量，向初始發(fā)射機(jī)傳輸接收信號(hào)質(zhì)量信息，以及由初始發(fā)射機(jī)進(jìn)行信號(hào)功率調(diào)節(jié)，該調(diào)節(jié)在傳輸時(shí)段中以迭代方式發(fā)生。
動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制方法一般用于移動(dòng)通信裝置，例如使用諸如碼分多址(CDMA)信號(hào)格式的數(shù)字移動(dòng)電話。CDMA通信系統(tǒng)一般在前向傳輸鏈路(例如，基站到移動(dòng)臺(tái))和反向傳輸鏈路(例如，移動(dòng)臺(tái)到基站)都采用功率控制以確保期望的信號(hào)質(zhì)量(業(yè)務(wù)質(zhì)量)和系統(tǒng)容量的最大化(通過在剛好足夠給予期望信號(hào)質(zhì)量的信號(hào)功率電平上或者該信號(hào)功率電平附近操作)。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)需要控制發(fā)射機(jī)功率電平以補(bǔ)償時(shí)變路徑損失和干擾，以便接收功率電平與符合期望FER的功率電平大致相等。
一種傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制方法利用在接收機(jī)上實(shí)現(xiàn)的閉環(huán)功率控制來確定輸入發(fā)射信號(hào)的質(zhì)量從而相應(yīng)地返回關(guān)于如何調(diào)節(jié)發(fā)送到初始發(fā)射機(jī)的輸出發(fā)射信號(hào)中的發(fā)射功率的信息。該方法的一種傳統(tǒng)閉環(huán)功率控制系統(tǒng)在圖1中示意。
接收機(jī)解調(diào)器單元105執(zhí)行內(nèi)部回路功率控制，其中包括估計(jì)得自輸入發(fā)射信號(hào)130的接收信噪比(SNR)并將估計(jì)SNR與目標(biāo)SNR 115值相比。目標(biāo)SNR由外部回路操作140基于估計(jì)FER與目標(biāo)FER的比較結(jié)果產(chǎn)生。
外部回路140估計(jì)FER并將估計(jì)值與目標(biāo)值比較，一般建立在所要求的業(yè)務(wù)等級(jí)的基礎(chǔ)上。外部回路包括將包括迭代解碼器106，它對(duì)輸入發(fā)射信號(hào)130中所包含的信息進(jìn)行解碼，并具有糾錯(cuò)和檢錯(cuò)能力。幀錯(cuò)誤估計(jì)使用由迭代解碼器106提供的軟量度N，它表示迭代解碼器106用來產(chǎn)生質(zhì)量可接受的信息幀所用的迭代次數(shù)。軟量度N被輸入到出錯(cuò)率閾值檢測(cè)器107。每次檢測(cè)到幀被刪除時(shí)，即迭代解碼器106在Nmax次迭代中對(duì)幀解碼失敗時(shí)，N被設(shè)為Nmax+1，出錯(cuò)率閾值檢測(cè)器107的輸出被設(shè)為1，并且外部回路將目標(biāo)SNR值115增加Δup，Δup是固定的SNR量。每次檢測(cè)到好幀時(shí)；即迭代解碼器106能夠在Nmax次迭代內(nèi)解碼輸入信息幀時(shí)，出錯(cuò)率閾值檢測(cè)器107的輸出端輸出0，并且外部回路140將目標(biāo)SNR目標(biāo)值115減少ΔDOWN，ΔDOWN是固定的SNR量。注意一般外部回路功率控制步長Δup和ΔDOWN是目標(biāo)FER的(固定)函數(shù)。
Δup和ΔDOWN值被輸入到第一級(jí)累加器109并與上一目標(biāo)SNR 115合并。然后，新的目標(biāo)SNR被輸入限幅器110，限幅器110一般用于將目標(biāo)SNR值維持在期望的范圍內(nèi)，它具有預(yù)定的上限和下限值，輸出目標(biāo)SNR被限制在其中。
因此，如果估計(jì)FER超過目標(biāo)FER，那么外部回路增加提供給解調(diào)器并被傳輸?shù)絻?nèi)部回路功率控制實(shí)體的SNR目標(biāo)值115(例如，原來發(fā)送解碼幀的發(fā)射機(jī)被要求增加功率)。如果估計(jì)FER等于或小于目標(biāo)FER，目標(biāo)SNR值115被減少(例如，原來發(fā)送解碼幀的發(fā)射機(jī)被要求減少功率)。
反饋信道存在于接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間并且經(jīng)過調(diào)制器113提供?；谟山庹{(diào)器105的內(nèi)部回路確定的估計(jì)SNR和目標(biāo)SNR 115的比較結(jié)果，功率控制信息在功率控制調(diào)節(jié)信號(hào)135中被提供給調(diào)制器113，以表示功率控制信號(hào)的大小(一般是雙極的)，而且該信息在反饋信道上的輸出發(fā)射信號(hào)125中被發(fā)送。如所接收的估計(jì)SNR低于目標(biāo)SNR 115，那么在反饋信道上傳輸?shù)墓β士刂菩盘?hào)的極性被設(shè)為命令初始發(fā)射機(jī)增加它的發(fā)射功率電平。如所接收的估計(jì)SNR高于目標(biāo)SNR 115，在反饋信道上傳輸?shù)墓β士刂菩盘?hào)的極性則被設(shè)為命令初始發(fā)射機(jī)減少它的發(fā)射功率電平。注意輸入到調(diào)制器的功率控制調(diào)節(jié)信號(hào)135一般與在移動(dòng)臺(tái)到基站的反向鏈路上傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)復(fù)用。
然而，傳統(tǒng)的功率控制方法受制于閉環(huán)外部功率控制不良的跟蹤和剩余方差性能。回路參數(shù)，例如外部回路步長Δup和ΔDOWN以及限幅器110的目標(biāo)SNR的最小和最大值被設(shè)為在回路差異(loopvariance)和回路等效帶寬之間獲得最好的折衷?；芈凡町愂欠从衬繕?biāo)SNR和符合目標(biāo)FER所需的SNR之差的誤差量度?；芈返刃捠腔芈穼?duì)所需SNR的變化的反應(yīng)迅速程度的量度。外部回路步長或者(a)被設(shè)為足夠小以便減少回路差異，以減少回路等效帶寬和降低跟蹤性能為代價(jià)，或者(b)被設(shè)為足夠大以便增加等效回路帶寬，以增加回路差異和增加SNR要求為代價(jià)。該問題隨著幀長的增加變得更加尖銳，而且當(dāng)目標(biāo)FER為了新信令技術(shù)被設(shè)為很低的值，從而增加了回路延遲時(shí)，該問題更加明顯。即，大的幀長和低目標(biāo)FER使獲得可接收的回路帶寬/差異折衷更加困難。因此，需要能提供更好的回路帶寬和為大信息幀長和低目標(biāo)FER提供低回路差異的新方法。
發(fā)明概述本發(fā)明包括改進(jìn)發(fā)射機(jī)功率控制函數(shù)響應(yīng)度的裝置和方法，以便在傳輸過程中將發(fā)射功率更迅速和準(zhǔn)確地控制在更寬的動(dòng)態(tài)功率調(diào)節(jié)范圍上。本發(fā)明針對(duì)具有改進(jìn)的功率控制回路帶寬和低功率控制回路差異的動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制裝置和方法。本發(fā)明具體可用于無線通信，特別是具有帶有大信息幀長和低目標(biāo)誤幀率(FER)的信號(hào)的無線數(shù)字裝置。動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制方法包括接收機(jī)，其中包括多個(gè)功率控制回路，用于動(dòng)態(tài)確定對(duì)輸入發(fā)射信號(hào)所做的調(diào)節(jié)量以便以可能的最低發(fā)射功率獲得期望的信號(hào)質(zhì)量水平。例如，可提供兩個(gè)功率控制調(diào)節(jié)回路，例如一個(gè)外部回路和一個(gè)外部-外部回路來確定目標(biāo)信噪比(SNR)。接收機(jī)還可包括內(nèi)部回路。外部控制回路通過使目標(biāo)SNR中較大步長成為可能，對(duì)接收信號(hào)質(zhì)量的變化提供快速響應(yīng)。外部-外部回路幫助提供外部回路步長微調(diào)。
在一種變形中，外部回路可包括檢錯(cuò)器和回路濾波器而外部-外部回路可包括FER估計(jì)器、檢錯(cuò)器和回路濾波器。在一個(gè)實(shí)施例中，外部-外部回路可具有期望的或目標(biāo)FER的動(dòng)態(tài)輸入。可配置迭代解碼器來迭代地解碼數(shù)字信息幀并跟蹤在正確讀出幀之前需要迭代的次數(shù)，這里稱作N。N被輸入到第一反饋回路(外部回路)中的檢錯(cuò)器和第二反饋回路(外部-外部回路)的FER估計(jì)器中。
在另一變形中，外部回路可包括鑒別器或檢錯(cuò)器，它把N作為一個(gè)輸入并且以外部-外部回路的輸出，這里指N*，作為另一輸入，這里N*作為外部回路目標(biāo)操作。鑒別器之后是乘法器，它將鑒別器的輸出乘以一個(gè)常數(shù)系數(shù)。然后，累加器接收積分器和反饋回路的輸出。累加器的輸出被輸入到限制目標(biāo)SNR輸出范圍的限幅器。限幅器的輸出被輸入到延遲部件中。外部回路的結(jié)果是由N和N*中的變化所調(diào)節(jié)的目標(biāo)SNR。
在另一變形中，外部-外部回路之前是FER估計(jì)器。FER估計(jì)器可包括出錯(cuò)率閾值檢測(cè)器和增量確定器或低通濾波器。FER估計(jì)器的輸出被輸入到鑒別器或檢錯(cuò)器中。鑒別器的輸出被輸入到乘法器，它將鑒別器的輸出乘以一個(gè)常數(shù)系數(shù)。然后，累加器接收乘法器和反饋回路的輸出。累加器的輸出被輸入到限制目標(biāo)迭代次數(shù)N*的輸出范圍的限幅器。限幅器的輸出被輸入到延遲部件中。外部-外部回路的輸出是迭代的目標(biāo)次數(shù)N*，迭代解碼器將用該目標(biāo)次數(shù)N*確定數(shù)字信息的正確幀。
在一個(gè)最佳實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)可采用用迭代解碼器解碼的特播編碼(turbo coding)進(jìn)行前向糾錯(cuò)。在一個(gè)變形中，特播編碼被用于前向輔助信道上(F-SCH)。
在操作中，外部回路將N與閾值N*相比。如N大于N*，系統(tǒng)用一個(gè)依賴于N和N*的正的量調(diào)節(jié)被解調(diào)器的內(nèi)部回路功率控制函數(shù)使用的接收SNR閾值，目標(biāo)SNR。如N小于或等于N*，系統(tǒng)用一個(gè)依賴于N和N*的負(fù)的量調(diào)節(jié)被解調(diào)器內(nèi)部回路功率控制函數(shù)使用的目標(biāo)SNR閾值。SNR調(diào)節(jié)量在提供給解調(diào)器內(nèi)部回路功率控制函數(shù)之前被反饋回路濾波器過濾。外部-外部回路根據(jù)由FER估計(jì)器產(chǎn)生的幀的估計(jì)FER修改外部回路目標(biāo)N*的設(shè)置。如估計(jì)FER超過目標(biāo)FER，則N*用一個(gè)負(fù)的量調(diào)節(jié)。如估計(jì)FER低于目標(biāo)FER，則N*用一個(gè)正的量調(diào)節(jié)。N*調(diào)節(jié)量在提供給外部回路功率控制函數(shù)之前被反饋回路濾波器過濾。


圖1是一個(gè)傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制裝置和方法的方框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制裝置和方法的第一實(shí)施例的方框圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制裝置和方法的第二實(shí)施例的方框圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制裝置和方法的第三實(shí)施例的方框圖。
最佳實(shí)施例說明各種通信方法在發(fā)射機(jī)端采用編碼技術(shù)將發(fā)送信息編碼并在接收機(jī)端采用相關(guān)解碼技術(shù)將編碼信息解碼。編碼和解碼技術(shù)用于各種用途，例如改進(jìn)所接收傳輸?shù)馁|(zhì)量，提高傳輸速度，提高傳輸容量，為僅針對(duì)預(yù)期接收者的傳輸提供保護(hù)等。解碼技術(shù)通常包括迭代解碼，以便接收信號(hào)在一段時(shí)間中被迭代解碼以確保所接收信息是無錯(cuò)或相對(duì)無錯(cuò)的。此外，很多通信方法包括基于來自接收機(jī)的關(guān)于信號(hào)接收質(zhì)量的反饋來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率的技術(shù)。
本發(fā)明包括改進(jìn)發(fā)射機(jī)功率控制函數(shù)響應(yīng)度的裝置和方法以便在傳輸過程中將發(fā)射功率更迅速和準(zhǔn)確地控制在更寬的動(dòng)態(tài)功率調(diào)節(jié)范圍上。本發(fā)明針對(duì)具有改進(jìn)的功率控制回路性能的動(dòng)態(tài)閉環(huán)功率控制裝置和方法。本發(fā)明具體可用于包括編碼和解碼的無線通信，特別是具有帶有大信息幀長和低目標(biāo)誤幀率(FER)的信號(hào)的無線數(shù)字裝置，例如使用特播編碼和IS-2000-A協(xié)議的碼分多址(CDMA)。
本發(fā)明的動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制方法包括具有多個(gè)功率控制回路的接收機(jī)，用于動(dòng)態(tài)確定對(duì)輸入發(fā)射信號(hào)所做的調(diào)節(jié)量以便在最低的可能發(fā)射功率上獲得期望的信號(hào)質(zhì)量水平。參照?qǐng)D2，第一例示實(shí)施例說明動(dòng)態(tài)功率控制的一般方法，其中包括兩個(gè)功率控制調(diào)節(jié)回路；外部回路230和外部-外部回路235。兩個(gè)回路的組合被提供用來確定目標(biāo)信噪比(SNR)115。接收機(jī)包括，例如，可包括內(nèi)部回路的解調(diào)器105。內(nèi)部回路確保接收信號(hào)的SNR符合目標(biāo)SNR。解調(diào)器105與輸出數(shù)字N的迭代解碼器106相連，N代表迭代解碼器106以預(yù)期的幀質(zhì)量解碼發(fā)射信號(hào)幀所用的迭代次數(shù)。外部回路230可包括檢錯(cuò)器220和回路濾波器225。檢錯(cuò)器220可以是線性的或非線性的。外部回路輸出目標(biāo)SNR。外部-外部回路235之前可以是FER估計(jì)器并包括檢錯(cuò)器210和回路濾波器215。在一個(gè)變形中，外部-外部回路235可具有期望的或目標(biāo)FER 240輸入。FER 240可被預(yù)先程序設(shè)計(jì)為固定值或動(dòng)態(tài)變化。FER的動(dòng)態(tài)變化可適用于期望的業(yè)務(wù)質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化的情況。外部-外部回路235輸出外部回路目標(biāo)N*。
在操作中，輸入發(fā)射信號(hào)130被接收并被解調(diào)器105解調(diào)。解調(diào)器105還確定輸入發(fā)射信號(hào)的估計(jì)SNR來與目標(biāo)SNR相比。然后，解調(diào)輸入信號(hào)可被輸入到迭代解碼器106。迭代解碼器然后可迭代地解碼數(shù)字信息幀并跟蹤在預(yù)期質(zhì)量水平正確讀出幀之前所需的迭代次數(shù)，這里指N。迭代解碼器106可具有將要完成的迭代閾值次數(shù)，Nmax，比如Nmax＝30。換而言之，迭代解碼器106產(chǎn)生軟信息，該信息包括在以可接受的質(zhì)量對(duì)幀進(jìn)行解碼中發(fā)生的迭代次數(shù)N，并且N＜＝Nmax。一旦幀質(zhì)量被估計(jì)為良好或達(dá)到最大迭代次數(shù)，由迭代解碼器106執(zhí)行的迭代解碼過程被終止。如迭代Nmax次后幀質(zhì)量不可接受，N被設(shè)為等于Nmax+1。迭代解碼器106可以是，例如用于解碼特播碼并為系統(tǒng)給每個(gè)解碼業(yè)務(wù)信道幀提供軟質(zhì)量信息N的類型。
然后，軟質(zhì)量信息N可被輸入到第一反饋回路(外部回路225)中的檢錯(cuò)器220以及第二反饋回路(外部-外部回路235)之前的FER估計(jì)器205中。然后檢錯(cuò)器220將N與閾值或得自以前幀的目標(biāo)迭代次數(shù)N*相比。如N大于N*，檢錯(cuò)器和回路濾波器225用一個(gè)依賴于N和N*的正的量調(diào)節(jié)被輸入解調(diào)器105內(nèi)部回路功率控制函數(shù)的目標(biāo)SNR 115閾值。如N小于或等于N*，檢錯(cuò)器220和回路濾波器225用一個(gè)依賴于N和N*的負(fù)的量調(diào)節(jié)被解調(diào)器105的內(nèi)部回路功率控制函數(shù)使用的目標(biāo)SNR 115閾值。SNR調(diào)節(jié)量在被提供給解調(diào)器105的內(nèi)部回路功率控制函數(shù)之前被反饋回路濾波器225過濾。因而，解調(diào)器105使用由外部回路230產(chǎn)生的目標(biāo)SNR 115和得自輸入發(fā)射信號(hào)的估計(jì)SNR，來產(chǎn)生適當(dāng)?shù)墓β士刂普{(diào)節(jié)信號(hào)135，該信號(hào)在輸出發(fā)射信號(hào)125中被傳輸?shù)匠跏及l(fā)射機(jī)中。
外部-外部回路235基于來自FER估計(jì)器205的估計(jì)FER修改外部回路目標(biāo)N*的設(shè)置。如果估計(jì)FER如檢錯(cuò)器210所確定的，超過目標(biāo)FER 240，那么N*由一個(gè)負(fù)的量調(diào)節(jié)。如果估計(jì)FER低于目標(biāo)FER，那么N*由一個(gè)正的量調(diào)節(jié)。該量可以是預(yù)定量，例如0.05。N*調(diào)節(jié)量在被提供給檢錯(cuò)器220用于外部回路功率控制函數(shù)之前被反饋回路濾波器215過濾。注意解調(diào)器105中的內(nèi)部回路、外部回路230以及外部-外部回路235可以是數(shù)字的并且可以以預(yù)定的速率進(jìn)行時(shí)鐘控制，例如與幀持續(xù)時(shí)間的倒數(shù)相等的速率。
如所配置的，本發(fā)明的閉環(huán)發(fā)射功率控制裝置在回路帶寬/噪聲折衷方面實(shí)現(xiàn)了性能的改進(jìn)而且提供了更好的跟蹤和剩余方差性能。外部-外部回路235可以配置用于很小的回路帶寬和很小的回路差異以便可靠地估計(jì)FER，這在目標(biāo)FER很低時(shí)所需的延長時(shí)段上可能出現(xiàn)。此外，外部回路230可以配置為高得多的回路帶寬而不太多地增加回路差異，因?yàn)樗褂盟脕泶_定好幀的實(shí)際迭代次數(shù)，例如，外部回路230使用迭代解碼器軟量度N。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，將描述本發(fā)明的動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制方法的另一實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，外部回路350可包括鑒別器325或檢錯(cuò)器，它將迭代解碼器106的輸出N作為一個(gè)輸入，并將外部-外部回路360的輸出N*作為另一輸入，這里N*作為外部回路目標(biāo)操作。鑒別器325之后是乘法器330，它將鑒別器325的輸出乘以一個(gè)常數(shù)系數(shù)β，例如β＝0.05。然后，累加器335接收乘法器330和反饋回路370的輸出。累加器335的輸出被輸入到限幅器340。限幅器340限制目標(biāo)SNR115的輸出范圍。限幅器340的的輸出被輸入到延遲部件345。外部回路370的結(jié)果是由N和N*中的變化所調(diào)節(jié)的目標(biāo)SNR 115。
外部-外部回路360之前是FER估計(jì)器。在這個(gè)實(shí)施例中的FER估計(jì)器包括出錯(cuò)率閾值檢測(cè)器107和增量確定器305。FER估計(jì)器的輸出被輸入累加器310或檢錯(cuò)器。累加器310接收增量確定器305和反饋回路380的輸出。累加器310的輸出被輸入限幅器315。限幅器315限制目標(biāo)迭代次數(shù)N*的輸出范圍。限幅器315的輸出被輸入延遲部件320。外部-外部回路360的輸出是N*，它是迭代解碼器確定數(shù)字信息的正確幀所要用的目標(biāo)迭代次數(shù)。
在操作中，輸入發(fā)射信號(hào)130被接收并被解調(diào)器105解調(diào)。解調(diào)器105還確定輸入發(fā)射信號(hào)130的估計(jì)SNR來與目標(biāo)SNR 115相比。然后解調(diào)輸入信號(hào)被輸入迭代解碼器106，迭代解碼器106迭代解碼，例如數(shù)字信息幀，并跟蹤以預(yù)定質(zhì)量水平正確讀出幀之前所需的迭代次數(shù)N。迭代解碼器106可具有其將完成的迭代閾值次數(shù)，例如30，而沒有找到質(zhì)量好的幀。換而言之，迭代解碼器106產(chǎn)生軟信息，其中包括在解碼例如幀信息中發(fā)生的迭代次數(shù)N，并且N＜＝Nmax。一旦信號(hào)質(zhì)量(本例中是幀質(zhì)量)被估計(jì)為好，由迭代解碼器106執(zhí)行的迭代解碼過程被終止。如Nmax次迭代后幀質(zhì)量不好，N被設(shè)為等于Nmax+K，這里K是一個(gè)預(yù)定數(shù)，比如K＝1......。在一個(gè)備選實(shí)施例中，如迭代Nmax次后幀質(zhì)量不好，N被設(shè)為值Nmax+K，該值是在第Nmax次迭代時(shí)的測(cè)得的交叉熵或等效量度的函數(shù)。K是大于0并小于或等于預(yù)定數(shù)Kmax的整數(shù)。迭代解碼器106可以，例如是用于解碼特播碼并為系統(tǒng)給每個(gè)解碼業(yè)務(wù)信道幀提供軟質(zhì)量信息N的類型。
然后，軟質(zhì)量信息N可被輸入第一反饋回路、外部回路350中的鑒別器325或檢錯(cuò)器中，以及第二反饋回路、外部-外部回路360之前的出錯(cuò)率閾值檢測(cè)器107和增量確定器305中。然后鑒別器325將N與閾值或得自以前幀的目標(biāo)迭代次數(shù)N*相比。如果N大于N*，包括錯(cuò)誤鑒別器325、乘法器330、累加器335、限幅器340和延遲部件345的系統(tǒng)用一個(gè)依賴于N和N*的正的量調(diào)節(jié)輸入到解調(diào)器105內(nèi)部回路功率控制函數(shù)的目標(biāo)SNR 115閾值。例如，錯(cuò)誤鑒別器325向乘法器330輸入N和N*之差，乘法器330將鑒別器325的輸出乘以一個(gè)常數(shù)系數(shù)β，例如β＝0.05。然后，累加器335接收乘法器330和反饋回路370的輸出。累加器335的輸出被輸入限幅器340，限幅器340允許SNR修訂值進(jìn)入延遲部件345并且隨后進(jìn)入解調(diào)器105，除非SNR修訂值在目標(biāo)SNR的預(yù)定范圍之外。例如，限幅器340可將目標(biāo)SNR限制在范圍1dB＜SNR＜3dB內(nèi)。另一方面，如果N小于或等于N*，系統(tǒng)用依賴N和N*的一個(gè)負(fù)的量調(diào)節(jié)被解調(diào)器105內(nèi)部回路功率控制函數(shù)使用的目標(biāo)SNR 115閾值，除非SNR修訂值在目標(biāo)SNR的預(yù)定范圍之外。實(shí)質(zhì)上，限幅器340運(yùn)作以確保外部回路350在SNRMIN和SNRMAX之間的操作范圍之內(nèi)工作。也就是說，限幅器340的輸出等于min{max{SNRMIN，Xin}；SNRMAX}，這里Xin是限幅器340的數(shù)字輸入。因而，在被提供給解調(diào)器105的內(nèi)部回路功率控制函數(shù)之前，SNR調(diào)節(jié)量被反饋回路濾波器過濾，其中包括累加器335、限幅器340、延遲部件345和反饋370。
外部-外部回路360基于估計(jì)FER修改外部回路目標(biāo)N*的設(shè)置。在圖3的實(shí)施例中，F(xiàn)ER估計(jì)器可包括出錯(cuò)率閾值檢測(cè)器307和增量確定器305。閾值檢測(cè)器307可以用步長函數(shù)操作，例如υ(x)＝υ(N-Nmax-1)。單位步長函數(shù)υ(x)如此操作，使得υ(x)＝1當(dāng)x＞＝0，以及υ(x)＝0當(dāng)x＜0。增量確定器305可如此操作，如果N大于Nmax，那么N*由一個(gè)正的量調(diào)節(jié)，例如1。如果N等于或小于Nmax，那么N*由一個(gè)負(fù)的量調(diào)節(jié)，例如-0.01。N*的增量和減量可以是提供外部回路目標(biāo)N*中期望步長變化的任何預(yù)定固定值。在為了外部回路功率控制函數(shù)的運(yùn)算被提供給檢錯(cuò)器和錯(cuò)誤鑒別器325之前，N*調(diào)節(jié)量被可包括累加器310、限幅器315、延遲部件320和反饋信號(hào)線380的反饋回路濾波器過濾。限幅器310與限幅器340的操作相似，而且在本例中外部-外部回路360的操作范圍被限制在N*MIN和N*MAX之間。即，限幅器的315輸出等于min{max{N*MIN，Xin}；N*MAX}，這里Xin是限幅器315的數(shù)字輸入。
參照?qǐng)D4，描述了根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制方法的另一實(shí)施例。本實(shí)施例的外部回路450可參考上述外部回路350來理解，因此這里將不作詳述。然而，值得注意的是，雖然鑒別器435被說明為線性的，但是非線性鑒別器也許更好，因?yàn)榉蔷€性鑒別器在調(diào)節(jié)最優(yōu)回路差異/帶寬折衷方面更靈活。在操作中，外部回路450將N與閾值N*相比。如果N大于N*，外部回路450用依賴于N和N*的一個(gè)正的量調(diào)節(jié)被解調(diào)器105內(nèi)部回路功率控制函數(shù)使用的接收SNR閾值、目標(biāo)SNR。例如，如N＝9，N*＝7并且β＝0.05，SNR增加β(N-N*)＝0.1。如N小于或等于N*，系統(tǒng)用依賴于N和N*的一個(gè)負(fù)的量調(diào)節(jié)被解調(diào)器105內(nèi)部回路功率控制函數(shù)使用的接收SNR閾值。例如，如果N＝5，N*＝7并且β＝0.05，那么SNR減少β(N-N*)＝-0.1。
外部-外部回路455之前是FER估計(jì)器，在本實(shí)施例中它包括出錯(cuò)率閾值檢測(cè)器307和低通濾波器405。低通濾波器可以基于例如包括最近幀失敗率結(jié)果的最后500個(gè)0值(即發(fā)現(xiàn)好幀)和1值(即不好的幀)，出錯(cuò)率閾值檢測(cè)器307輸出的0或1產(chǎn)生平均FER。然后可用錯(cuò)誤鑒別器或檢錯(cuò)器410將該估計(jì)的平均FER與目標(biāo)FER相比。鑒別器410的輸出被輸入乘法器415，它將鑒別器的輸出乘以一個(gè)常數(shù)系數(shù)α，從而允許外部-外部回路455帶寬控制。α值越大，外部-外部回路455的帶寬越大。常數(shù)α將FER差量轉(zhuǎn)換為N*的增量。例如，如果目標(biāo)FER＝0.01而估計(jì)FER＝0.02而α＝1，N*增加α(目標(biāo)FER-估計(jì)FER)＝-0.01。然而，如果對(duì)于相同的目標(biāo)和估計(jì)FER，α＝2，N*增加-0.02。然后，累加器420接收乘法器415和反饋回路432的輸出。累加器420的輸出被輸入限制目標(biāo)迭代次數(shù)N*的輸出范圍的限幅器425。限幅器425的輸出被輸入到延遲部件430。外部-外部回路455的輸出是目標(biāo)迭代次數(shù)N*，迭代解碼器106將用它來根據(jù)業(yè)務(wù)水平的預(yù)定質(zhì)量來確定數(shù)字信息的好幀。
在操作中，外部-外部回路455修改外部回路目標(biāo)N*的設(shè)置，基于幀的估計(jì)FER和例如由出錯(cuò)率閾值檢測(cè)器107和低通濾波器405產(chǎn)生的最后500幀的估計(jì)FER的平均值，產(chǎn)生估計(jì)的平均FER。估計(jì)的平均FER是發(fā)生在例如假定過去的500幀上的幀刪除數(shù)的平均。然后，估計(jì)的平均FER與目標(biāo)FER 407相比。如果估計(jì)的平均FER超過目標(biāo)FER 407，則N*由一個(gè)負(fù)的量調(diào)節(jié)。例如，如果目標(biāo)FER＝0.01而估計(jì)FER＝0.2而α＝2，則N*增加α(目標(biāo)FER-估計(jì)FER)＝-0.02。如果估計(jì)的平均FER低于目標(biāo)FER 407，則N*由一個(gè)正的量調(diào)節(jié)。例如，如果目標(biāo)FER＝0.01而估計(jì)FER＝0.005而α＝2，則N*增加α(目標(biāo)FER-估計(jì)FER)＝0.01。N*調(diào)節(jié)量在被提供給外部回路450和外部回路功率控制函數(shù)之前，被可包括累加器420、限幅器425、延遲部件430和反饋信號(hào)線432的反饋回路濾波器過濾。外部-外部回路455通過增加輸入到外部回路450的目標(biāo)迭代N*來微調(diào)目標(biāo)SNR 115的增加和減少。例如，目標(biāo)SNR中的增量可以由迭代次數(shù)N和目標(biāo)迭代次數(shù)N*的差確定為β(N-N*)。對(duì)于特定的N，N*連同β幫助微調(diào)目標(biāo)SNR的增量。此外，本實(shí)施例有助于減少發(fā)射機(jī)功率的擺動(dòng)，因?yàn)樗鼫p少了回路差異。
雖然低通濾波器405被解釋為產(chǎn)生一個(gè)平均值，但是它可以具有任何脈沖響應(yīng)，例如產(chǎn)生加權(quán)平均或任何其它可用于外部回路450的函數(shù)并同時(shí)提供期望的回路動(dòng)態(tài)特征。此外，雖然FER估計(jì)器被顯示為包含低通濾波器405，但是它可以是任何類型的估算濾波器并且出錯(cuò)率閾值檢測(cè)器307可以是任何類型的幀刪除檢測(cè)器。在任何情況下，估算濾波器的脈沖響應(yīng)可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員設(shè)計(jì)以便按期望影響回路動(dòng)態(tài)特征。
如上所述，在本發(fā)明的一個(gè)變形中，數(shù)字移動(dòng)電話的發(fā)射機(jī)可采用CDMA和特播編碼來編碼經(jīng)輸入發(fā)射信號(hào)103發(fā)送的發(fā)射數(shù)字信息。然后該信號(hào)可被解調(diào)器105解調(diào)并用迭代解碼器106解碼。本發(fā)明既適用于前向糾錯(cuò)也適用于反向糾錯(cuò)。本發(fā)明特別適用于前向補(bǔ)充信道(F-SCH)上的特播編碼。
雖然本發(fā)明的具體實(shí)施例已被顯示和描述，但是應(yīng)理解，并不旨在將本發(fā)明限制為最佳實(shí)施例并且對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，可以作出各種變化和修改而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因而，本發(fā)明意圖涵蓋備選方案、修改和等效物，它們可以被包括在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
這里所引用的任何以及所有出版物、專利以及專利申請(qǐng)通用地通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合于本文中。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制系統(tǒng)，包括解碼器，產(chǎn)生表示所述解碼器解碼具有可接受質(zhì)量的發(fā)送信息所用的解碼迭代次數(shù)的第一值；出錯(cuò)率估計(jì)器，它以所述第一值作為輸入，產(chǎn)生失敗發(fā)送信息的估計(jì)出錯(cuò)率；第一功率控制回路，它將所述估計(jì)的出錯(cuò)率與目標(biāo)出錯(cuò)率相比，并產(chǎn)生表示目標(biāo)解碼迭代次數(shù)的第二值；以及第二功率控制回路，它將所述第一值與所述第二值相比，產(chǎn)生表示具有期望信號(hào)質(zhì)量的發(fā)射信號(hào)功率電平所需的變化的第三值。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第二功率控制回路包括用來接收所述第一值和所述第二值的檢錯(cuò)器。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第二功率控制回路還包括與所述檢錯(cuò)器連接的第一回路濾波器。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一回路濾波器包括第一限幅器，用于設(shè)置所述第三值的可允許范圍。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述檢錯(cuò)器包括用來接收所述第一值和所述第二值的鑒別器，以及與所述鑒別器連接的乘法器。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述鑒別器選自包括線性鑒別器和非線性鑒別器的組。
7.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一功率控制回路包括用來接收所述估計(jì)出錯(cuò)率的檢錯(cuò)器。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一功率控制回路還包括與所述檢錯(cuò)器連接的第二回路濾波器。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第二回路濾波器包括用來設(shè)置所述第二值的可允許范圍的第二限幅器。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一功率控制回路包括用來接收所述估計(jì)出錯(cuò)率的檢錯(cuò)器。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一功率控制回路還包括與所述檢錯(cuò)器連接的回路濾波器。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于所述回路濾波器包括用來設(shè)置所述第二值的可允許范圍的限幅器。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于所述檢錯(cuò)器包括用來接收所述估計(jì)出錯(cuò)率和所述目標(biāo)出錯(cuò)率的鑒別器，以及與所述鑒別器連接的乘法器。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于所述鑒別器選自包括線性鑒別器和非線性鑒別器的組。
15.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)用于為移動(dòng)電話系統(tǒng)調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)射功率。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)為數(shù)字碼分多址格式并且采用特播碼編碼。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于所述出錯(cuò)率估計(jì)器是確定所刪除的低質(zhì)量幀數(shù)的幀錯(cuò)誤估計(jì)器。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于所述幀錯(cuò)誤估計(jì)器包括出錯(cuò)率閾值檢測(cè)器。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于所述幀錯(cuò)誤估計(jì)器還包括與所述出錯(cuò)率閾值檢測(cè)器連接的低通濾波器。
20.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于所述幀錯(cuò)誤估計(jì)器還包括與所述出錯(cuò)率閾值檢測(cè)器連接的增量確定器。
21.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述解碼器確定達(dá)到了最大迭代次數(shù)而解碼的發(fā)送信息的質(zhì)量不可接受，所述解碼器產(chǎn)生大于最大迭代次數(shù)的預(yù)定值。
22.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于如所述解碼器確定達(dá)到了最大迭代次數(shù)而解碼的發(fā)送信息質(zhì)量不可接受，所述解碼器根據(jù)測(cè)得的交叉熵或等效量度，產(chǎn)生大于所述最大迭代次數(shù)的第一值，表示所述解碼發(fā)送信息的質(zhì)量。
23.一種動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)發(fā)射功率的方法，包括以下步驟迭代地對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解碼丙確定第一值，所述第一值表示從所述接收信號(hào)解碼具有可接收質(zhì)量的發(fā)送信息所用的解碼迭代次數(shù)；用所述第一值作為輸入，用出錯(cuò)率估計(jì)器估計(jì)不具有所述可接收質(zhì)量的失敗發(fā)送信息的出錯(cuò)率；用將所述估計(jì)出錯(cuò)率與目標(biāo)出錯(cuò)率進(jìn)行比較的第一功率控制回路產(chǎn)生第二值，表示目標(biāo)解碼迭代次數(shù)；以及用將所述第一值與所述第二值進(jìn)行比較的第二功率控制回路產(chǎn)生第三值，表示為獲得期望的信號(hào)質(zhì)量所述接收信號(hào)的功率電平所需的變化。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括以下步驟如果已達(dá)到最大迭代次數(shù)之后，仍沒有解碼出可接受質(zhì)量的發(fā)送信息，則將所述第一值設(shè)置為大于所述最大迭代次數(shù)的預(yù)定數(shù)。
25.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括以下步驟如果已達(dá)到最大迭代次數(shù)之后，仍沒有解碼出可接受質(zhì)量的發(fā)送信息，則根據(jù)測(cè)得的交叉熵或等效量度將所述第一值設(shè)置為大于最大迭代次數(shù)的數(shù)。
26.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一功率控制回路包括接收所述估計(jì)出錯(cuò)率的第一檢錯(cuò)器和與所述第一檢錯(cuò)器相連的第一回路濾波器。
27.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第二功率控制回路包括接收誤幀率的第二檢錯(cuò)器和與所述第一檢錯(cuò)器以及所述第二檢錯(cuò)器相連的第二回路濾波器。
全文摘要
本發(fā)明包括改進(jìn)發(fā)射機(jī)功率控制函數(shù)響應(yīng)度的裝置和方法，以便發(fā)射功率在傳輸中被更迅速和準(zhǔn)確地控制在更寬的動(dòng)態(tài)功率調(diào)節(jié)范圍上。本發(fā)明針對(duì)具有改進(jìn)的功率控制回路帶寬和低功率控制回路差異的動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制裝置和方法。本發(fā)明具體可用于無線通信，特別是具有帶有大信息幀長和低目標(biāo)誤幀率(FER)的信號(hào)的無線數(shù)字裝置。動(dòng)態(tài)發(fā)射功率控制方法包括接收機(jī)，其中包括多個(gè)功率控制回路，用于動(dòng)態(tài)確定對(duì)輸入發(fā)射信號(hào)所做的調(diào)節(jié)量以便以可能的最低發(fā)射功率獲得期望的信號(hào)質(zhì)量水平。例如，可提供兩個(gè)功率控制調(diào)節(jié)回路，例如一個(gè)外部回路和一個(gè)外部－外部回路，來確定目標(biāo)信噪比(SNR)。接收機(jī)還可包括一個(gè)內(nèi)部回路。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)可使用用迭代解碼器解碼的特播編碼來進(jìn)行前向糾錯(cuò)。在一個(gè)變形中，特播編碼被用于前向補(bǔ)充信道上(F－SCH)。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1481623SQ01820927
公開日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2001年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月23日
發(fā)明者V·范格希, V 范格希, A·達(dá)恩賈諾維, 骷峙滴 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司