專利名稱：一種實現(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)是一個自擾系統(tǒng)，在同一頻率上的所有移動用戶占用相同帶寬，由于不同用戶距基站的距離不同，用戶信號到達基站時的功率也不同；距離近的用戶在基站的接收功率大，距離遠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)要求所有用戶到達基站接收機信號的平均功率要相等才能正常解擴。功率控制就是為了克服“遠近效應(yīng)”，使系統(tǒng)既能維護高質(zhì)量通信，又不至于對其他用戶產(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)移動臺向上傳送的測量結(jié)果調(diào)整基站向每個移動臺的發(fā)射功率，其目的是對路徑衰落小的移動臺分派較小的前向鏈路功率，而對那些遠離基站的和誤碼率高的移動臺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終端參與的開環(huán)功率控制和移動終端、基站同時參與的閉環(huán)功率控制。反向開環(huán)功率控制是移動終端根據(jù)在小區(qū)中接受前向功率的變化，調(diào)節(jié)移動終端發(fā)射功率。它主要是為了補償陰影、拐彎等效應(yīng)，所以它需要有一個很大的動態(tài)范圍；反向閉環(huán)功率控制則由基站對移動終端的開環(huán)功率作出估計后迅速做出糾正，調(diào)整移動終端發(fā)射機的功率，以使移動終端保持最理想的發(fā)射功率。對于下行鏈路的功率控制主要是用來減少對鄰近小區(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)各個單獨的無線鏈路的需要來調(diào)整目標信噪比(SIR)的設(shè)置值，其目標是取得恒定的質(zhì)量，該質(zhì)量通常由特定的誤比特率(BER)或誤塊率(BLER)來定義。一般來說，目標SIR值總是要考慮到最壞的情況，因此在其他的情況下無疑會造成很大的容量浪費。所以最好的策略是讓目標SIR的設(shè)置值在最小值附近浮動，即隨著移動速度和傳播環(huán)境等條件的改變，目標SIR的設(shè)置值也將隨著時間來改變。外環(huán)功率控制的實現(xiàn)一般是，給上行鏈路的每一個用戶幀加上“幀可靠性指示器的標簽。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測量移動終端發(fā)射信號的信噪比，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，以使得到達基站的信號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)量指標要求，對每一種業(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)定一個誤塊率的統(tǒng)計周期T，對傳輸塊統(tǒng)計周期T內(nèi)的誤傳輸塊進行統(tǒng)計，錯誤的傳輸塊數(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。因此其目標誤塊率BLER的值也是不同的。所以需要進行功率控制來滿足不同業(yè)務(wù)的誤塊率指標要求。
實際上的移動無線傳輸環(huán)境是在不斷地變化，移動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，且信噪比的測量值誤差對控制精度也會產(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來實現(xiàn)的。具體的方法如下
BLERtar為目標誤塊率，BLER為當前的誤塊率。當BLER＞BLERtar時，就增加比特能量與干擾功率密度之比(Eb/Io)目標的設(shè)定值，使之接近目標誤塊率；當BLER＜BLERtar時，就減小Eb/Io目標的設(shè)定值，使之回到目標誤塊率。升高或降低是通過事先設(shè)置好的某一固定或者某幾個固定步長來實現(xiàn)的。
上述方法有著很大的缺點，不適合于第三代移動通信系統(tǒng)的外環(huán)功率控制。原因如下如果對于不同的業(yè)務(wù)都采用同一種固定步長會造成資源的浪費，這對于資源有限的第三代移動通信系統(tǒng)會造成極其嚴重的后果。例如如果所采用的步長過小，則控制精度高，但響應(yīng)速度則跟不上信號的變化，會造成連續(xù)的誤幀出現(xiàn)，造成很大的掉話率；如果所采用的步長過大，則響應(yīng)速度快，但控制精度難以保證，會造成內(nèi)環(huán)發(fā)射功率的浪費，很大程度上影響了容量。尤其對于速率較大發(fā)射功率高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，會對整個系統(tǒng)造成很嚴重的后果。因此不合適的步長會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)問題之一是提出了一種實現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，該方法統(tǒng)計傳輸誤塊率，在每一個傳輸塊時間間隔進行一次功率控制；本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二是提出了另一種實現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，該方法統(tǒng)計傳輸誤塊率，在多個(N個)傳輸塊時間間隔進行一次功率控制；本發(fā)明綜合考慮數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)，采取變步長的策略進行外環(huán)功率控制，在移動無線傳輸環(huán)境發(fā)生很大變化時，仍能滿足鏈路誤塊率的質(zhì)量要求。
按照本發(fā)明，上述目的是通過提供一種實現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法實現(xiàn)的，所述的方法包括如下步驟設(shè)定誤塊率的統(tǒng)計周期，在接收到一個傳輸塊后，統(tǒng)計實際的BLER大小；將BLER與目標BLER比較當如果BLER大于目標BLER，則在原目標Eb/Io基礎(chǔ)上，增加一個步長stepup；當BLER小于目標BLER，則在原目標Eb/Io基礎(chǔ)上，減少一個步長stepdown；以及根據(jù)比較的結(jié)果，改變外環(huán)控制的目標Eb/Io。
按照本發(fā)明，本發(fā)明的另一目的，是通過提供一種實現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法實現(xiàn)的，所述的方法包括如下步驟對N個傳輸塊，設(shè)定誤塊率的統(tǒng)計周期；接收一個傳輸塊，統(tǒng)計接收該一個傳輸塊后實際的BLER大小，將實際的BLER與目標BLER進行比較當BLER大于目標BLER，則在原目標Eb/Io基礎(chǔ)上，增加一個步長為stepup；當BLER小于目標BLER，則在原目標Eb/Io基礎(chǔ)上，減少一個步長為stepdown；將步長增加值放入累加器中，累加值記做F，將計數(shù)器加1；判斷計數(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Eb/Io等于累加器中的累加值F加上原目標Eb/Io；以及輸出產(chǎn)生的新目標Eb/Io。
本發(fā)明適合于第三代移動通信系統(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)和語音業(yè)務(wù)，采取變步長的策略進行外環(huán)功率控制，兼顧了響應(yīng)速度控制精度，當移動無線傳輸環(huán)境發(fā)生很大變化時，仍能滿足鏈路誤塊率的質(zhì)量要求。
通過后面的實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。附圖中相同的標號表示相同或相似的部件。


在此引用并組成說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施方式，并結(jié)合說明部分用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是本發(fā)明所述實現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法的基本流程圖；
圖2是對每N個傳輸塊調(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)明所述方法進行功率控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
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)計的BLER的情況下，針對不同的業(yè)務(wù)，Eb/Io目標值調(diào)整的步長也不同。由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)出錯后可以重發(fā)，而語音業(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)定了一個基準速率，用業(yè)務(wù)速率與該基準速率相比較，業(yè)務(wù)的速率越大，可供調(diào)整的步長與基準步長相比也就越小。針對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，這種方法可以減小過大的調(diào)整步長而造成浪費發(fā)射功率的結(jié)果。對于高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如果再浪費其發(fā)射功率，會對系統(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)和語音業(yè)務(wù)，提出了一種變步長外環(huán)功率控制的方法。在圖1中，如果外環(huán)功控的目標Eb/Io每一個傳輸塊調(diào)整一次。具體步驟如下統(tǒng)計實際BLER的大小，并與目標BLER相比較；根據(jù)比較的結(jié)果，來改變外環(huán)控制的目標Eb/Io如果BLER＝BLERtar，則目標Eb/Io保持不變；如果BLER＞BLERtar，則目標Eb/Io就上升一個步長stepup；令stepup=k1[1-a(R-Rmax+Rmin2)],]]>則目標值為，Eb/Io(n+1)＝Eb/Io(n)+stepup；如果BLER＜BLERtar，則目標Eb/Io就下降一個步長stepdown；令stepdown=k2[1-a(Rmax+Rmin2)],]]>則目標值為，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)，并不是針對某一個業(yè)務(wù)而言。 為基準速率，相對于基準速率而言，它所對應(yīng)的上升的步長為k1，下降的步長為k2，k1，k2也可以叫基準步長。a為一個常數(shù)。
本發(fā)明考慮到數(shù)據(jù)與語音業(yè)務(wù)的目標BLER不同，因此在相同統(tǒng)計的BLER的情況下，Eb/Io目標值調(diào)整的步長不同。語音業(yè)務(wù)的目標BLER為1％，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的目標BLER為5％。
k1、k2的值可以根據(jù)仿真來設(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個傳輸塊調(diào)整一次目標Eb/Io，那么就需要一個累加器和計數(shù)器。把調(diào)整的步長存儲到累加器中，計數(shù)器的值設(shè)為N，當計數(shù)器達到N時，累加器中的累加值作為調(diào)整的總步長。累加器中的累加值為N的上升或下降步長之和。
結(jié)合圖2，在圖2的外環(huán)功控算法模塊中，把步長或者累加器中的累加值輸入到算法模塊中，經(jīng)過計算，輸出調(diào)整后的Eb/Io目標設(shè)定值。
圖3是應(yīng)用本發(fā)明所述方法進行功率控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。在圖3中，移動終端的信息數(shù)據(jù)經(jīng)過信道編碼后，進行擴頻調(diào)制與成形濾波，然后經(jīng)過衰落信道傳輸，經(jīng)衰落信道傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)送入RAKE接收機，在RAKE接收機中，RAKE合并輸出的最大合并比值送入解碼器進行譯碼和送入SIR(信干比)估計單元進行信號與干擾之比的估計，解碼器輸出兩部分數(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Eb/Io的依據(jù)。而估計的Eb/Io則是進行內(nèi)環(huán)功控的依據(jù)，發(fā)射功率控制器(TPC處理)將估計的Eb/Io與一比較標準相比(比較標準由外環(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，移動終端側(cè)就可根據(jù)該TPC命令來調(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)當理解，本發(fā)明不限于特定的實施例，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)計周期，在接收到一個傳輸塊后，統(tǒng)計實際的BLER大??；將BLER與目標BLER比較當如果BLER大于目標BLER，則在原目標Eb/Io基礎(chǔ)上，增加一個步長stepup；當BLER小于目標BLER，則在原目標Eb/Io基礎(chǔ)上，減少一個步長stepdown；根據(jù)比較的結(jié)果，改變外環(huán)控制的目標Eb/Io。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，其特征在于，所述步長stepup為steupup=k1[1-a(R-Rmax+Rmin2)]]]>則新的目標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為一個常數(shù)，k1根據(jù)仿真來設(shè)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，其特征在于，所述步長stepdown為stepdown=k2[1-a(R-Rmax+Rmin2)],]]>則新的目標值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為一個常數(shù)，k2根據(jù)仿真來設(shè)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的實現(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)置累加器和計數(shù)器，所述累加器和計數(shù)器的初始值均為零，其特征在于，包括如下步驟對N個傳輸塊，設(shè)定誤塊率的統(tǒng)計周期；接收一個傳輸塊，統(tǒng)計接收該一個傳輸塊后實際的BLER大小，將實際的BLER與目標BLER進行比較當BLER大于目標BLER，則在原目標Eb/Io基礎(chǔ)上，增加一個步長為stepup；當BLER小于目標BLER，則在原目標Eb/Io基礎(chǔ)上，減少一個步長為stepdown；將步長增加值放入累加器中，累加值記做F，將計數(shù)器加1；判斷計數(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Eb/Io等于累加器中的累加值F加上原目標Eb/Io；以及輸出產(chǎn)生的新目標Eb/Io。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，其特征在于，所述步長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為一個常數(shù)，k1根據(jù)仿真來設(shè)定。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，其特征在于，所述步長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為一個常數(shù)，k2根據(jù)仿真來設(shè)定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的實現(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)明涉及實現(xiàn)外環(huán)功率控制的方法，分別在一個或多個傳輸塊周期內(nèi)進行一次目標E
文檔編號H04J13/02GK1627655SQ20031010929
公開日2005年6月15日 申請日期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 申請人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司