專利名稱：用于控制移動通信系統(tǒng)中手持終端的輸出功率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制移動通信系統(tǒng)中手持終端的輸出功率的方法，尤其涉及一種用于控制手持終端的輸出功率的方法，所述手持終端能夠?qū)⑹殖纸K端的上行鏈路輸出功率控制在最佳狀態(tài)。
背景技術(shù)：
在移動通信系統(tǒng)中，一個已注冊的手持終端可以通過BS(基站)無線連接到其他方而進(jìn)行通信。這里，通過使用有限的頻率(或信道)資源同時作出多個手持終端通信的一種方法是TD-SCDMA(時分同步碼分多址)。
TD-SCDMA方法通過CDMA(碼分多址)進(jìn)行信號的時間分集，并且適用于中國的標(biāo)準(zhǔn)移動通信系統(tǒng)。
在按照TD-SCDMA方法的移動通信系統(tǒng)中，用相同的頻譜發(fā)送多個通信，由于它們可能相互干擾，因此從多個手持終端發(fā)送到有關(guān)服務(wù)區(qū)內(nèi)的BS的信號必須具有相似的信號強(qiáng)度，因而必須控制手持終端的輸出功率。
為了控制輸出功率，在TD-SCDMA方法中，使用了閉環(huán)功率控制方法，該方法用來根據(jù)從BS到手持終端的接收信號的強(qiáng)度來命令手持終端的發(fā)送信號強(qiáng)度的增大/減小。
參考CWTS(中國無線電信標(biāo)準(zhǔn)組)，可以在物理信道結(jié)構(gòu)的時隙脈沖結(jié)構(gòu)中獲得能夠命令發(fā)送信號的強(qiáng)度增大/減小的TPC(發(fā)送功率控制)編碼的位置。
下面將結(jié)合圖1和2來描述一種用于控制移動通信系統(tǒng)中手持終端輸出功率的一般方法。
圖1闡明了一般物理信道的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，在按照TD-SCDMA方法的數(shù)字移動通信系統(tǒng)中，信號通過幀單元發(fā)送，一個幀被稱為一個無線電幀，其時間周期是10ms。另外，一個無線電幀是1.28兆碼片/s，包括兩個子幀，兩個子幀分別具有周期為5ms的6400個碼片。這里，每個幀由TS0到TS6總共七個時隙組成。因而，時隙根據(jù)所發(fā)送的數(shù)據(jù)被用作上行鏈路或下行鏈路。
每個時隙都是0.675ms，由864個碼片組成。這里，每個時隙被構(gòu)造為依次包括數(shù)據(jù)碼元、第一TFCI(傳輸格式組合指示符)，空字符(##midamble)，SS(同步移位)碼元、TPC(發(fā)送功率控制)碼元、第二TFCI、數(shù)據(jù)碼元和GP(保護(hù)周期)。
在所述結(jié)構(gòu)中，TPC碼元(以下稱為TPC)被用于輸出功率控制命令，在圖1中用偏離線表示。
圖2是闡明按照通常的TD-SCDMA方法的數(shù)字移動通信系統(tǒng)中輸出功率控制編碼狀態(tài)的狀態(tài)圖。
參考按照CWTS(中國無線電信標(biāo)準(zhǔn)組)的TSC103，無論是QPSK(正交相移鍵控)或8PSK(8進(jìn)制相移鍵控)，TPC僅執(zhí)行兩個命令，比如僅通過與參考值相比較的增大(up)和減小(down)。更詳細(xì)地，為了命令發(fā)送信號強(qiáng)度的增大/減小，一個碼元被分配給TPC，對作為數(shù)字信號的調(diào)制方法的QPSK方法中分配了2比特，在8PSK方法中分配了3比特。
然而，在所述情形下，TPC僅執(zhí)行兩個命令，分別通過使用兩個狀態(tài)來增大和減小輸出功率。此外，在使用上述系統(tǒng)的常規(guī)終端發(fā)送路徑中，主要使用了能夠僅改變混頻器單元中的功率的物理APC(自動功率控制)信號。因而，借助于上述簡單的輸出功率控制方法，難以在各種通信環(huán)境下使功耗最小或者獲得最佳的上行鏈路信號質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種用來控制移動通信系統(tǒng)中手持終端的輸出功率的方法，通過產(chǎn)生不同的TPC編碼值來控制放大率，能使功耗最小并且將手持終端的上行鏈路輸出質(zhì)量控制在最佳狀態(tài)。
為了達(dá)到上述的目的，按照本發(fā)明用于控制移動通信系統(tǒng)中手持終端的輸出功率的方法包括根據(jù)手持終端的發(fā)送輸出特性產(chǎn)生每一個TPC(發(fā)送功率控制)編碼值；設(shè)置與所有手持終端有關(guān)的上行鏈路Eb/No參考值，并將與所產(chǎn)生的每個TPC編碼值有關(guān)的Eb/No與該參考值進(jìn)行比較；由基站選擇一最佳功率控制命令并周期地把所選擇的命令值發(fā)送到手持終端；以及通過應(yīng)答與所選擇的功率控制命令值有關(guān)的TPC編碼而調(diào)整手持終端的發(fā)送功率電平。


附圖，其被包括以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且被結(jié)合和構(gòu)成本說明書的一部分，闡明本發(fā)明的實施例并連同說明書一起起解釋本發(fā)明原理的作用。
在附圖中圖1闡明了一般物理信道的結(jié)構(gòu)；圖2是闡明按照TD-SCDMA(時分同步碼分多址)方法的數(shù)字移動通信系統(tǒng)的輸出功率控制編碼狀態(tài)的表；圖3是闡明按照本發(fā)明的TD-SCDMA手持終端的發(fā)送路徑結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4是闡明按照本發(fā)明的與QPSK(正交相移鍵控)調(diào)制方法有關(guān)的TPC(發(fā)送功率控制)編碼的表；以及圖5是闡明按照本發(fā)明的一種用于控制移動通信系統(tǒng)中手持終端的輸出功率的方法流程圖。
具體實施例方式
下面，將結(jié)合圖3至5來描述移動通信系統(tǒng)中用于手持終端的輸出功率控制方法的優(yōu)選實施例，該方法通過根據(jù)手持終端發(fā)送功率特性產(chǎn)生每個TPC編碼值來控制放大率，能使功耗最小并且將手持終端的上行鏈路輸出質(zhì)量控制在最佳狀態(tài)。
圖3是闡明按照本發(fā)明的TD-SCDMA(時分同步碼分多址)手持終端的發(fā)送路徑結(jié)構(gòu)的示意圖。
如圖3所示，TD-SCDMA手持終端包括控制單元10，用于處理和輸出基帶信號、控制手持終端的每個單元以及根據(jù)TPC(發(fā)送功率控制)信號控制每個放大單元的放大率；混頻器單元20，用于將來自控制單元10的基帶信號通過發(fā)送IF混頻器單元24調(diào)制成IF(中頻)信號、按照由來自控制單元10的APC(自動功率控制)信號所設(shè)置的放大率放大該已調(diào)信號、通過發(fā)送RF混頻器單元22將正信號調(diào)制成RF信號、按照由來自控制單元10的APC信號設(shè)置的放大率放大該已調(diào)信號并輸出它；TX濾波器30，用于去除來自混頻器單元20的噪聲成分并輸出RF信號；PA(功率放大器)單元40，用于按照由控制單元10所設(shè)置的放大率放大來自TX濾波器30的RF信號；隔離器50，用于在某一方向上發(fā)送來自PA單元40的信號以便不在相反方向上發(fā)送；以及開關(guān)雙工器60，用于無線地發(fā)送來自隔離器50的信號或者分離通過天線接收到的信號。
下面將更詳細(xì)地描述按照本發(fā)明用于控制移動通信系統(tǒng)中手持終端的輸出功率的方法。
首先，當(dāng)使用具有幾個相位的每一個都不同的可變放大器時，雖然從輸入端到輸出端的增益是相同的，但按照分配給各相位的可變放大器的可變加權(quán)，最后的輸出特性是完全不同的。
例如，有兩種情況，在一種情況中混頻器單元是10dB，PA單元是40dB，在另一種情況下混頻器單元是40dB，PA單元是10dB，在發(fā)送路徑的總增益中，混頻器單元和PA單元的增益都同樣為50dB，但是，手持終端的輸出模塊中的RF特性在兩種情況下是完全不同的。更詳細(xì)地說，雖然發(fā)生相同的輸出增益，但在向混頻器單元分配高放大率的情況下，所消耗的電流量降低，在向PA單元分配高放大率以提高最后輸出功率的情況下，所消耗的電流量增加。
更詳細(xì)地說，在手持終端的輸出模塊中，手持終端的發(fā)送特性是不同的，比如ALCR(相鄰信道泄漏功率比)和互調(diào)等等，因而基站中測得的上行鏈路接收特性值也是不同的，比如Eb/No等等。這里，基站可以選擇更好的上行鏈路信號質(zhì)量。
這將在下面更詳細(xì)地描述。
手持終端包括多個放大器。更詳細(xì)地說，在手持終端中，有一個用于IF調(diào)制的APC(自動功率控制)放大器；一個用于RF調(diào)制的APC放大器；以及一個用于放大最后輸出功率作為高輸出的PA(功率放大器)等等。這里，PA的變量根據(jù)制造商可能是不同的，但是，因為PA通常包括用于選擇偏置電壓和模式(高增益/低增益)的功能，因此手持終端可以將PA的變量增加到APC信號中。
另外，在使用8PSK(8進(jìn)制相移鍵控)調(diào)制方法的情況下，因為有三個TPC比特，因此可能把TPC比特的數(shù)量增加為QPSK數(shù)量的兩倍。例如，在中國CWTS按照TD-SCDMA方法的TSC103標(biāo)準(zhǔn)中，在QPSK方法中為TPC(發(fā)送功率控制)分配了2比特。因而，構(gòu)造了按照本發(fā)明的TPC編碼方法以便適用于QPSK方法中的四狀態(tài)通信環(huán)境。而且，在8PSK方法中為TPC(發(fā)送功率控制)分配了3比特，構(gòu)造按照本發(fā)明的TPC編碼方法以便適用于8PSK方法中的八狀態(tài)通信環(huán)境。
圖4是闡明按照本發(fā)明與QPSK(正交相移鍵控)調(diào)制方法有關(guān)的TPC(發(fā)送功率控制)編碼的表。
如圖4所示，在常規(guī)的QPSK調(diào)制方法中，僅在簡單的比如增大(up)和減小(down)的情況下，根據(jù)TPC編碼選擇上行鏈路質(zhì)量信號是可能的。但是，在按照本發(fā)明的TPC編碼中，即使是在增大的情況下，為了獲得更好的上行鏈路信號質(zhì)量和功耗，也要判斷哪個部分將被增大。
圖5是闡明在按照本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)中用于控制手持終端的輸出功率的方法流程圖。
如圖5所示，在通過基站控制手持終端的輸出功率的情況下，為了將發(fā)送功率電平控制在最佳狀態(tài)，手持終端的控制單元10產(chǎn)生不同的TPC編碼值，這些TPC編碼值對應(yīng)于混頻器單元20的APC和PA單元40的高/低模式放大率控制信號，并將它們輸出到基站，如在步驟ST100所示。
相應(yīng)地，基站設(shè)置與所有手持終端有關(guān)的上行鏈路Eb/No參考值，并將該Eb/No參考值與每個所產(chǎn)生的TPC編碼值進(jìn)行比較，如在步驟ST200所示。這里，為了選擇與各種通信環(huán)境有關(guān)的最佳信號質(zhì)量，通過考慮在基站和手持終端之間的距離、天氣以及由于手持終端的傳遞而引起的速度變化，基站按照時間上的變化對混頻器單元和PA單元的放大率分配進(jìn)行周期性的比較。例如，當(dāng)在基站和手持終端之間的距離太遠(yuǎn)或太近時，判斷Eb/No參考值是高于還是低于基站中設(shè)置的某一參考電平，選擇一個與TPC編碼值有關(guān)的最佳功率控制命令并發(fā)送到該手持終端。此外，當(dāng)基站和手持終端之間的距離增加時，手持終端的輸出也通過控制信號增加。相應(yīng)地，當(dāng)輸出的增加單位是1dB步長，而輸出需要增加+3dB時，存在下面四種混頻器單元和PA單元的功率放大分配情況。
(1)PA單元的輸出增加3dB，而混頻器單元的輸出增加0dB；(2)PA單元的輸出增加2dB，而混頻器單元的輸出增加1dB；(3)PA單元的輸出增加1dB，而混頻器單元的輸出增加2dB；
(4)PA單元的輸出增加0dB，而混頻器單元的輸出增加3dB。
當(dāng)輸出的增加單位是0.5dB步長時，可能有七種情況。此外，當(dāng)天氣突然變化或手持終端移動時，通信速度根據(jù)那些變化而改變。
此后，基站選擇與每個輸出的TPC編碼值有關(guān)的最佳功率控制命令，并周期性地把所選擇的值發(fā)送到手持終端，如在步驟ST300所示。更詳細(xì)地說，通過執(zhí)行上述所有四種情形，基站判斷一個接收信號，確定最佳信號質(zhì)量的情形并將其告知手持終端。
最后，手持終端對與基站所選擇的功率控制命令值有關(guān)的TPC編碼進(jìn)行應(yīng)答，并調(diào)整手持終端的發(fā)送功率電平，如步驟ST400所示。
如上所述，在TD-SCDMA型移動通信系統(tǒng)中，按照本發(fā)明用于控制手持終端的輸出功率的方法可以使用所有TPC編碼比特、根據(jù)調(diào)制方法執(zhí)行各種功率控制、并且并通過對APC信號施加附加的PA變量而產(chǎn)生各種手持終端發(fā)送輸出特性。因此，可能在適用于各種通信環(huán)境的同時使電流消耗最小，并將手持終端的上行鏈路輸出功率控制在最佳狀態(tài)。
由于本發(fā)明能以多種形式實施而不改變其實質(zhì)和基本特征，因此可以理解上述實施例除非另有說明，不局限于任何前面所敘述的細(xì)節(jié)，而是應(yīng)當(dāng)廣泛地解釋為在由附加的權(quán)利要求所定義的精神和范圍內(nèi)，因此所有的落在權(quán)利要求的界限和范圍內(nèi)或等同于該界限和范圍內(nèi)的變化和修改，均被確定為包含在附加的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種用于控制移動通信系統(tǒng)中手持終端的輸出功率的方法，包括根據(jù)手持終端的發(fā)送輸出特性產(chǎn)生每個TPC(發(fā)送功率控制)編碼值；設(shè)置與所有手持終端有關(guān)的上行鏈路Eb/No參考值，并將與每個所產(chǎn)生的TPC編碼值有關(guān)的Eb/No與該參考值進(jìn)行比較；通過基站選擇一個最佳功率控制命令，并周期地將所選擇的命令值發(fā)送給該手持終端；以及通過對與所選擇的功率控制命令值有關(guān)的TPC編碼進(jìn)行應(yīng)答，調(diào)整手持終端的發(fā)送功率電平。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，手持終端向APC(自動功率控制)信號增加一個PA(功率放大器)模塊的變量，以便在TPC編碼值產(chǎn)生步驟中產(chǎn)生手持終端的各種發(fā)送輸出特性。
3.權(quán)利要求2的方法，其中PA模塊的變量是偏置電壓和模式選擇(高增益/低增益)值。
4.權(quán)利要求1的方法，其中手持終端控制PA模塊的變量，以便在TPC編碼值產(chǎn)生步驟中產(chǎn)生各種手持終端發(fā)送輸出特性。
5.權(quán)利要求4的方法，其中PA模塊的變量是偏置電壓和模式選擇(高增益/低增益)值。
6.權(quán)利要求1的方法，其中不是通過固定模式而是通過調(diào)制方法來控制手持終端以便產(chǎn)生各種發(fā)送輸出特性。
7.權(quán)利要求6的方法，其中調(diào)制方法在QPSK(正交相移鍵控)中使用具有四個2比特狀態(tài)的TPC(發(fā)送功率控制)編碼比特。
8.權(quán)利要求6的方法，其中調(diào)制方法在8PSK(8進(jìn)制相移鍵控)中使用具有八個3比特狀態(tài)的TPC編碼比特。
9.權(quán)利要求1的方法，其中手持終端根據(jù)一種調(diào)制方法使用所有TPC編碼比特，或通過控制PA模塊的變量產(chǎn)生一個TPC編碼值，以便產(chǎn)生各種發(fā)送輸出特性。
10.權(quán)利要求1的方法，其中手持終端通過控制PA(功率放大器)單元的放大率和混頻器單元的放大率而控制輸出功率，以便產(chǎn)生各種發(fā)送輸出特性
11.權(quán)利要求1的方法，其中每個時隙在TPC編碼值產(chǎn)生步驟中輸出各種TPC編碼值。
12.權(quán)利要求1的方法，其中通過TD-SCDMA(時分同步碼分多址)方法發(fā)送的無線電信號在參考值比較步驟中被用作參考值。
13.權(quán)利要求1的方法，其中相應(yīng)于基站和手持終端之間的距離、天氣以及由于手持終端的傳遞而引起的速度變化，根據(jù)時間變化周期性地比較Eb/No值。
14.權(quán)利要求1的方法，其中在參考值比較步驟中，當(dāng)基站和手持終端之間的距離太遠(yuǎn)或太近時，通過判斷手持終端的發(fā)送功率電平是高于還是低于基站中設(shè)置的參考電平，而選擇與每個TPC編碼值有關(guān)的最佳功率控制命令。
15.權(quán)利要求14的方法，其中根據(jù)基站和手持終端之間距離的增大，當(dāng)手持終端輸出的增加單位是1dB步長，而手持終端的輸出增加+3dB時，通過應(yīng)用四種情況(PA單元的輸出增加3dB而混頻器單元的輸出增加0dB，PA單元的輸出增加2dB而混頻器單元的輸出增加1dB，PA單元的輸出增加1dB而混頻器單元的輸出增加2dB，PA單元的輸出增加0dB而混頻器單元的輸出增加3dB)中的一種而增加對混頻器單元和PA單元的放大率分配。。
16.權(quán)利要求1的方法，其中手持終端放大器的增益根據(jù)時間變化周期性地增大或減小。
全文摘要
在移動通信系統(tǒng)中用于手持終端的輸出功率控制方法，能根據(jù)調(diào)制方法執(zhí)行不同的功率控制，并通過對一個APC(自動功率控制)信號施加一個附加變量來產(chǎn)生不同的TPC編碼值，該方法包括根據(jù)手持終端的發(fā)送輸出特性產(chǎn)生每個TPC(發(fā)送功率控制)碼值；對于所有的手持終端設(shè)置一個上行鏈路Eb/No參考值，并將對于每個TPC編碼值產(chǎn)生的Eb/No與該參考值進(jìn)行比較；通過基站選擇一個最佳功率控制命令并周期地發(fā)送該選擇的命令值給該手持終端；通過應(yīng)答對于所選擇的功率控制命令值的TPC編碼來調(diào)整手持終端的發(fā)送功率電平。因此，通過適用本發(fā)明到不同的通信環(huán)境，有可能使電流消耗減到最小并且控制手持終端的上行鏈路輸出功率為最佳狀態(tài)。
文檔編號H04B7/005GK1510848SQ20031012229
公開日2004年7月7日 申請日期2003年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者劉載旭 申請人:Lg電子株式會社