專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碼分多址(CDMA)系統(tǒng)，特別是涉及一種CDMA系統(tǒng)中的功率控制方法。
背景技術(shù)：
功率控制技術(shù)是碼分多址系統(tǒng)的核心技術(shù)。碼分多址系統(tǒng)是一個(gè)自擾系統(tǒng)，在同一頻率上的所有移動(dòng)用戶占用相同帶寬，由于不同用戶距基站的距離不同，用戶信號(hào)到達(dá)基站時(shí)的功率也不同；距離近的用戶在基站的接收功率大，距離遠(yuǎn)的用戶在基站的接收功率小，相互形成干擾。這種現(xiàn)象稱為遠(yuǎn)近效應(yīng)。傳統(tǒng)的窄帶碼分多址系統(tǒng)要求所有用戶到達(dá)基站接收機(jī)信號(hào)的平均功率要相等才能正常解擴(kuò)。功率控制就是為了克服“遠(yuǎn)近效應(yīng)”，使系統(tǒng)既能維護(hù)高質(zhì)量通信，又不至于對(duì)其他用戶產(chǎn)生干擾。
功率控制分為前向功率控制和反向功率控制，在前向功率控制中，基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)向上傳送的測(cè)量結(jié)果調(diào)整基站向每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，其目的是對(duì)路徑衰落小的移動(dòng)臺(tái)分派較小的前向鏈路功率，而對(duì)那些遠(yuǎn)離基站的和誤碼率高的移動(dòng)臺(tái)分配較大的前向鏈路功率。
反向功率控制又可分為僅由移動(dòng)終端參與的開環(huán)功率控制和移動(dòng)終端、基站同時(shí)參與的閉環(huán)功率控制。反向開環(huán)功率控制是移動(dòng)終端根據(jù)在小區(qū)中接受前向功率的變化，調(diào)節(jié)移動(dòng)終端發(fā)射功率。它主要是為了補(bǔ)償陰影、拐彎等效應(yīng)，所以它需要有一個(gè)很大的動(dòng)態(tài)范圍；反向閉環(huán)功率控制則由基站對(duì)移動(dòng)終端的開環(huán)功率作出估計(jì)后迅速做出糾正，調(diào)整移動(dòng)終端發(fā)射機(jī)的功率，以使移動(dòng)終端保持最理想的發(fā)射功率。對(duì)于下行鏈路的功率控制主要是用來(lái)減少對(duì)鄰近小區(qū)的干擾。
外環(huán)功率控制是與閉環(huán)功率控制密切相關(guān)的控制環(huán)路。它根據(jù)各個(gè)單獨(dú)的無(wú)線鏈路的需要來(lái)調(diào)整目標(biāo)信噪比(SIR)的設(shè)置值，其目標(biāo)是取得恒定的質(zhì)量，該質(zhì)量通常由特定的誤比特率(BER)或誤塊率(BLER)來(lái)定義。一般來(lái)說(shuō)，目標(biāo)SIR值總是要考慮到最壞的情況，因此在其他的情況下無(wú)疑會(huì)造成很大的容量浪費(fèi)。所以最好的策略是讓目標(biāo)SIR的設(shè)置值在最小值附近浮動(dòng)，即隨著移動(dòng)速度和傳播環(huán)境等條件的改變，目標(biāo)SIR的設(shè)置值也將隨著時(shí)間來(lái)改變。外環(huán)功率控制的實(shí)現(xiàn)一般是，給上行鏈路的每一個(gè)用戶幀加上“幀可靠性指示器的標(biāo)簽。如果幀質(zhì)量指示器顯示傳輸質(zhì)量在下降，RNC就命令基站把目標(biāo)SIR設(shè)置值提高一定的值。
閉環(huán)功率控制的基本原理是由基站定時(shí)測(cè)量移動(dòng)終端發(fā)射信號(hào)的信噪比，將該信噪比與給定的信噪比的門限值相比較，根據(jù)比較的結(jié)果，產(chǎn)生相應(yīng)的功率控制命令，移動(dòng)終端依據(jù)功率控制命令調(diào)整自己的發(fā)射功率，以使得到達(dá)基站的信號(hào)信噪比能逼近給定的信噪比的門限值。根據(jù)不同業(yè)務(wù)速率的不同的質(zhì)量指標(biāo)要求，對(duì)每一種業(yè)務(wù)的速率設(shè)置不同的最低所需的信噪比門限，一旦確定了業(yè)務(wù)類型，那么最低所需的信噪比門限也就隨之確定了。
所謂誤塊率(Block Error Rate，BLER)是指設(shè)定一個(gè)誤塊率的統(tǒng)計(jì)周期T，對(duì)傳輸塊統(tǒng)計(jì)周期T內(nèi)的誤傳輸塊進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，錯(cuò)誤的傳輸塊數(shù)與總塊數(shù)相比就獲得該用戶的誤塊率。
第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中有多種業(yè)務(wù)，而每種業(yè)務(wù)的傳輸速率和服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求也互不相同。因此其目標(biāo)誤塊率BLER的值也是不同的。所以需要進(jìn)行功率控制來(lái)滿足不同業(yè)務(wù)的誤塊率指標(biāo)要求。
實(shí)際上的移動(dòng)無(wú)線傳輸環(huán)境是在不斷地變化，移動(dòng)終端的速度也在不斷地變化，滿足鏈路質(zhì)量要求的最低信噪比門限必然會(huì)在一定范圍內(nèi)不斷變化。由于很難確定信噪比門限與誤塊率之間的函數(shù)關(guān)系，且信噪比的測(cè)量值誤差對(duì)控制精度也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，因此，基于固定的信噪比門限的閉環(huán)功率控制難以保證鏈路質(zhì)量要求。
現(xiàn)有技術(shù)中，通常的外環(huán)功率控制方法中，是采用升高或降低固定的步長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。具體的方法如下
BLERtar為目標(biāo)誤塊率，BLER為當(dāng)前的誤塊率。當(dāng)BLER＞BLERtar時(shí)，就增加比特能量與干擾功率密度之比(Eb/Io)目標(biāo)的設(shè)定值，使之接近目標(biāo)誤塊率；當(dāng)BLER＜BLERtar時(shí)，就減小Eb/Io目標(biāo)的設(shè)定值，使之回到目標(biāo)誤塊率。升高或降低是通過(guò)事先設(shè)置好的某一固定或者某幾個(gè)固定步長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
上述方法有著很大的缺點(diǎn)，不適合于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的外環(huán)功率控制。原因如下如果對(duì)于不同的業(yè)務(wù)都采用同一種固定步長(zhǎng)會(huì)造成資源的浪費(fèi)，這對(duì)于資源有限的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)會(huì)造成極其嚴(yán)重的后果。例如如果所采用的步長(zhǎng)過(guò)小，則控制精度高，但響應(yīng)速度則跟不上信號(hào)的變化，會(huì)造成連續(xù)的誤幀出現(xiàn)，造成很大的掉話率；如果所采用的步長(zhǎng)過(guò)大，則響應(yīng)速度快，但控制精度難以保證，會(huì)造成內(nèi)環(huán)發(fā)射功率的浪費(fèi)，很大程度上影響了容量。尤其對(duì)于速率較大發(fā)射功率高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成很嚴(yán)重的后果。因此不合適的步長(zhǎng)會(huì)極大程度的影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和系統(tǒng)的容量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是提出了一種實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，該方法統(tǒng)計(jì)傳輸誤塊率，在每一個(gè)傳輸塊時(shí)間間隔進(jìn)行一次功率控制；本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之二是提出了另一種實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，該方法統(tǒng)計(jì)傳輸誤塊率，在多個(gè)(N個(gè))傳輸塊時(shí)間間隔進(jìn)行一次功率控制；本發(fā)明綜合考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)，采取變步長(zhǎng)的策略進(jìn)行外環(huán)功率控制，在移動(dòng)無(wú)線傳輸環(huán)境發(fā)生很大變化時(shí)，仍能滿足鏈路誤塊率的質(zhì)量要求。
按照本發(fā)明，上述目的是通過(guò)提供一種實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法實(shí)現(xiàn)的，所述的方法包括如下步驟設(shè)定誤塊率的統(tǒng)計(jì)周期，在接收到一個(gè)傳輸塊后，統(tǒng)計(jì)實(shí)際的BLER大小；將BLER與目標(biāo)BLER比較當(dāng)如果BLER大于目標(biāo)BLER，則在原目標(biāo)Eb/Io基礎(chǔ)上，增加一個(gè)步長(zhǎng)stepup；當(dāng)BLER小于目標(biāo)BLER，則在原目標(biāo)Eb/Io基礎(chǔ)上，減少一個(gè)步長(zhǎng)stepdown；以及根據(jù)比較的結(jié)果，改變外環(huán)控制的目標(biāo)Eb/Io。
按照本發(fā)明，本發(fā)明的另一目的，是通過(guò)提供一種實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法實(shí)現(xiàn)的，所述的方法包括如下步驟對(duì)N個(gè)傳輸塊，設(shè)定誤塊率的統(tǒng)計(jì)周期；接收一個(gè)傳輸塊，統(tǒng)計(jì)接收該一個(gè)傳輸塊后實(shí)際的BLER大小，將實(shí)際的BLER與目標(biāo)BLER進(jìn)行比較當(dāng)BLER大于目標(biāo)BLER，則在原目標(biāo)Eb/Io基礎(chǔ)上，增加一個(gè)步長(zhǎng)為stepup；當(dāng)BLER小于目標(biāo)BLER，則在原目標(biāo)Eb/Io基礎(chǔ)上，減少一個(gè)步長(zhǎng)為stepdown；將步長(zhǎng)增加值放入累加器中，累加值記做F，將計(jì)數(shù)器加1；判斷計(jì)數(shù)器的值是否等于N，如果不是等于N，則轉(zhuǎn)步驟二；如果等于N，則令新目標(biāo)Eb/Io等于累加器中的累加值F加上原目標(biāo)Eb/Io；以及輸出產(chǎn)生的新目標(biāo)Eb/Io。
本發(fā)明適合于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的外環(huán)功率控制，由于本發(fā)明綜合考慮了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)，采取變步長(zhǎng)的策略進(jìn)行外環(huán)功率控制，兼顧了響應(yīng)速度控制精度，當(dāng)移動(dòng)無(wú)線傳輸環(huán)境發(fā)生很大變化時(shí)，仍能滿足鏈路誤塊率的質(zhì)量要求。
通過(guò)后面的實(shí)施方式和附圖的描述，本發(fā)明的其他目的和特征將變得更清楚。附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同或相似的部件。


在此引用并組成說(shuō)明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，并結(jié)合說(shuō)明部分用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是本發(fā)明所述實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法的基本流程圖；
圖2是對(duì)每N個(gè)傳輸塊調(diào)整一次的本發(fā)明所述方法的流程圖；以及圖3是應(yīng)用本發(fā)明所述方法進(jìn)行功率控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明中，考慮到CDMA系統(tǒng)要支持多種業(yè)務(wù)，而每種業(yè)務(wù)的傳輸速率和服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求也互不相同，且不同業(yè)務(wù)的目標(biāo)誤碼塊(BLER)是不同的，因此在相同的環(huán)境下，就是相同統(tǒng)計(jì)的BLER的情況下，針對(duì)不同的業(yè)務(wù)，Eb/Io目標(biāo)值調(diào)整的步長(zhǎng)也不同。由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)出錯(cuò)后可以重發(fā)，而語(yǔ)音業(yè)務(wù)必須保證其服務(wù)質(zhì)量。所以，在本發(fā)明中，考慮到業(yè)務(wù)的特性，設(shè)定了一個(gè)基準(zhǔn)速率，用業(yè)務(wù)速率與該基準(zhǔn)速率相比較，業(yè)務(wù)的速率越大，可供調(diào)整的步長(zhǎng)與基準(zhǔn)步長(zhǎng)相比也就越小。針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，這種方法可以減小過(guò)大的調(diào)整步長(zhǎng)而造成浪費(fèi)發(fā)射功率的結(jié)果。對(duì)于高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如果再浪費(fèi)其發(fā)射功率，會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成極大的惡果。這樣可以分別保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)的要求，并且保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
如圖1所示，本發(fā)明綜合考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)，提出了一種變步長(zhǎng)外環(huán)功率控制的方法。在圖1中，如果外環(huán)功控的目標(biāo)Eb/Io每一個(gè)傳輸塊調(diào)整一次。具體步驟如下統(tǒng)計(jì)實(shí)際BLER的大小，并與目標(biāo)BLER相比較；根據(jù)比較的結(jié)果，來(lái)改變外環(huán)控制的目標(biāo)Eb/Io如果BLER＝BLERtar，則目標(biāo)Eb/Io保持不變；如果BLER＞BLERtar，則目標(biāo)Eb/Io就上升一個(gè)步長(zhǎng)stepup；令stepup=k1[1-a(R-Rmax+Rmin2)],]]>則目標(biāo)值為，Eb/Io(n+1)＝Eb/Io(n)+stepup；如果BLER＜BLERtar，則目標(biāo)Eb/Io就下降一個(gè)步長(zhǎng)stepdown；令stepdown=k2[1-a(Rmax+Rmin2)],]]>則目標(biāo)值為，Eb/Io(n+1)＝Eb/Io(n)-stepdown；
且k2＞k1＞0；其中，R為業(yè)務(wù)的速率，Rmax和Rmin為系統(tǒng)所允許的最大和最小的業(yè)務(wù)速率，是指所有業(yè)務(wù)速率所在的范圍(9.6kbps，2Mbps)，并不是針對(duì)某一個(gè)業(yè)務(wù)而言。 為基準(zhǔn)速率，相對(duì)于基準(zhǔn)速率而言，它所對(duì)應(yīng)的上升的步長(zhǎng)為k1，下降的步長(zhǎng)為k2，k1，k2也可以叫基準(zhǔn)步長(zhǎng)。a為一個(gè)常數(shù)。
本發(fā)明考慮到數(shù)據(jù)與語(yǔ)音業(yè)務(wù)的目標(biāo)BLER不同，因此在相同統(tǒng)計(jì)的BLER的情況下，Eb/Io目標(biāo)值調(diào)整的步長(zhǎng)不同。語(yǔ)音業(yè)務(wù)的目標(biāo)BLER為1％，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的目標(biāo)BLER為5％。
k1、k2的值可以根據(jù)仿真來(lái)設(shè)定。而a的選擇可以按照下列方法令A(yù)=[1-a(R-Rmax+Rmin2)];]]>要保證A＞0，那么 則0<a<2Rmax-Rmin.]]>如圖2所示，假設(shè)每N個(gè)傳輸塊調(diào)整一次目標(biāo)Eb/Io，那么就需要一個(gè)累加器和計(jì)數(shù)器。把調(diào)整的步長(zhǎng)存儲(chǔ)到累加器中，計(jì)數(shù)器的值設(shè)為N，當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到N時(shí)，累加器中的累加值作為調(diào)整的總步長(zhǎng)。累加器中的累加值為N的上升或下降步長(zhǎng)之和。
結(jié)合圖2，在圖2的外環(huán)功控算法模塊中，把步長(zhǎng)或者累加器中的累加值輸入到算法模塊中，經(jīng)過(guò)計(jì)算，輸出調(diào)整后的Eb/Io目標(biāo)設(shè)定值。
圖3是應(yīng)用本發(fā)明所述方法進(jìn)行功率控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。在圖3中，移動(dòng)終端的信息數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信道編碼后，進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制與成形濾波，然后經(jīng)過(guò)衰落信道傳輸，經(jīng)衰落信道傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)送入RAKE接收機(jī)，在RAKE接收機(jī)中，RAKE合并輸出的最大合并比值送入解碼器進(jìn)行譯碼和送入SIR(信干比)估計(jì)單元進(jìn)行信號(hào)與干擾之比的估計(jì)，解碼器輸出兩部分?jǐn)?shù)據(jù)，一部分解碼數(shù)據(jù)比特；另一部分的誤塊率指示數(shù)據(jù)則送入外環(huán)功控算法模塊，作為調(diào)整目標(biāo)Eb/Io的依據(jù)。而估計(jì)的Eb/Io則是進(jìn)行內(nèi)環(huán)功控的依據(jù)，發(fā)射功率控制器(TPC處理)將估計(jì)的Eb/Io與一比較標(biāo)準(zhǔn)相比(比較標(biāo)準(zhǔn)由外環(huán)功控單元所采用的具體算法決定)，得到含有Eb/Io所需值的TPC命令，移動(dòng)終端側(cè)就可根據(jù)該TPC命令來(lái)調(diào)整其發(fā)射功率。
相信本發(fā)明的操作和結(jié)構(gòu)通過(guò)上面的描述已經(jīng)很清楚了。不脫離本發(fā)明的范圍和構(gòu)思可以做出許多其它改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于特定的實(shí)施例，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，其特征在于，包括如下的步驟設(shè)定誤塊率的統(tǒng)計(jì)周期，在接收到一個(gè)傳輸塊后，統(tǒng)計(jì)實(shí)際的BLER大小；將BLER與目標(biāo)BLER比較當(dāng)如果BLER大于目標(biāo)BLER，則在原目標(biāo)Eb/Io基礎(chǔ)上，增加一個(gè)步長(zhǎng)stepup；當(dāng)BLER小于目標(biāo)BLER，則在原目標(biāo)Eb/Io基礎(chǔ)上，減少一個(gè)步長(zhǎng)stepdown；根據(jù)比較的結(jié)果，改變外環(huán)控制的目標(biāo)Eb/Io。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，其特征在于，所述步長(zhǎng)stepup為steupup=k1[1-a(R-Rmax+Rmin2)]]]>則新的目標(biāo)Eb/Io為Eb/Io(n+1)＝Eb/Io(n)+stepup其中R為業(yè)務(wù)的速率，Rmax和Rmin為系統(tǒng)所允許的最大和最小的業(yè)務(wù)速率，a為一個(gè)常數(shù)，k1根據(jù)仿真來(lái)設(shè)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，其特征在于，所述步長(zhǎng)stepdown為stepdown=k2[1-a(R-Rmax+Rmin2)],]]>則新的目標(biāo)值Eb/Io為Eb/Io(n+1)＝Eb/Io(n)-stepdown；其中R為業(yè)務(wù)的速率，Rmax和Rmin為系統(tǒng)所允許的最大和最小的業(yè)務(wù)速率，a為一個(gè)常數(shù)，k2根據(jù)仿真來(lái)設(shè)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，其特征在于，所述a的取值范圍為0<a<2Rmax-Rmin.]]>
5.一種實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，在外環(huán)功率控制算法模塊中，設(shè)置累加器和計(jì)數(shù)器，所述累加器和計(jì)數(shù)器的初始值均為零，其特征在于，包括如下步驟對(duì)N個(gè)傳輸塊，設(shè)定誤塊率的統(tǒng)計(jì)周期；接收一個(gè)傳輸塊，統(tǒng)計(jì)接收該一個(gè)傳輸塊后實(shí)際的BLER大小，將實(shí)際的BLER與目標(biāo)BLER進(jìn)行比較當(dāng)BLER大于目標(biāo)BLER，則在原目標(biāo)Eb/Io基礎(chǔ)上，增加一個(gè)步長(zhǎng)為stepup；當(dāng)BLER小于目標(biāo)BLER，則在原目標(biāo)Eb/Io基礎(chǔ)上，減少一個(gè)步長(zhǎng)為stepdown；將步長(zhǎng)增加值放入累加器中，累加值記做F，將計(jì)數(shù)器加1；判斷計(jì)數(shù)器的值是否等于N，如果不是等于N，則轉(zhuǎn)步驟二；如果等于N，則令新目標(biāo)Eb/Io等于累加器中的累加值F加上原目標(biāo)Eb/Io；以及輸出產(chǎn)生的新目標(biāo)Eb/Io。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，其特征在于，所述步長(zhǎng)stepup為stepup=k1[1-a(R-Rmax+Rmin2)]]]>R為業(yè)務(wù)的速率，Rmax和Rmin為系統(tǒng)所允許的最大和最小的業(yè)務(wù)速率，a為一個(gè)常數(shù)，k1根據(jù)仿真來(lái)設(shè)定。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，其特征在于，所述步長(zhǎng)stepdown為stepdown=k2[1-a(R-Rmax+Rmin2)],]]>其中R為業(yè)務(wù)的速率，Rmax和Rmin為系統(tǒng)所允許的最大和最小的業(yè)務(wù)速率，a為一個(gè)常數(shù)，k2根據(jù)仿真來(lái)設(shè)定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，其特征在于，所述a的取值范圍為0<a<2Rmax-Rmin.]]>
全文摘要
本發(fā)明涉及實(shí)現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，分別在一個(gè)或多個(gè)傳輸塊周期內(nèi)進(jìn)行一次目標(biāo)E
文檔編號(hào)H04J13/02GK1627655SQ20031010929
公開日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
發(fā)明者呂玲, 梁宗闖, 晁華, 桂洛寧 申請(qǐng)人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司