專利名稱：一種控制信息發(fā)射功率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)的功率控制技術(shù)，特別提供一種同一信令需要發(fā)送兩種不同信息時(shí)，根據(jù)兩種信息的發(fā)射概率控制信息發(fā)射功率方法。
背景技術(shù)：
在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，發(fā)送的信息比特通常情況下其概率分布是未知的，因此沒有必要根據(jù)各信息的概率分布來區(qū)分各信息比特的功率。但有些信息的發(fā)射概率是不等的，例如在上行增強(qiáng)技術(shù)中的下行ACK/NACK信令，ACK信令的發(fā)射概率為80～90％，NACK信令的發(fā)射概率為10～20％。對(duì)這類信息的發(fā)送方式值得研究。
在ARQ系統(tǒng)中，接收端送給發(fā)送端的確認(rèn)信息包括ACK和NACK，ACK表示接收端正確接收數(shù)據(jù)，發(fā)端可以發(fā)送新數(shù)據(jù)；NACK表示接收端檢測到數(shù)據(jù)有誤，請(qǐng)求發(fā)端重傳上一次的數(shù)據(jù)，確認(rèn)信息必須以較低的誤碼率傳輸。如果確認(rèn)信息出錯(cuò)，則會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能帶來嚴(yán)重的影響。如果ACK被誤譯為NACK，則發(fā)端將啟動(dòng)一次無效的重傳，降低系統(tǒng)的吞吐率；如果NACK被誤譯為ACK，則會(huì)造成丟包。為了可靠的傳輸確認(rèn)信息ACK/NACK，一般采用的方式是提升確認(rèn)信息ACK/NACK的發(fā)射功率和增加確認(rèn)信息ACK/NACK的冗余比特?cái)?shù)，增加確認(rèn)信息ACK/NACK的冗余比特?cái)?shù)相當(dāng)于用于發(fā)送確認(rèn)信息ACK/NACK的總功率提高，我們統(tǒng)稱為提高確認(rèn)信息ACK/NACK的發(fā)射功率，即提高確認(rèn)信息ACK/NACK的信噪比。但確認(rèn)信息ACK/NACK的發(fā)射功率過高，占用系統(tǒng)的功率過高，一方面，使系統(tǒng)可以同時(shí)支持的H-ARQ信道數(shù)降低，另一方面，對(duì)其它信道的干擾加大，因此，確認(rèn)信息ACK/NACK的功率也不可過高。上行增強(qiáng)技術(shù)支持ARQ技術(shù)，因此需要下行ACK/NACK信令的支持。增加下行信令顯而易見會(huì)減少下行容量，因此在不降低性能的條件下降低發(fā)射功率就變得非常有意義。
因此，我們提出一種根據(jù)不等概信息的發(fā)射概率來設(shè)置發(fā)送信息之間功率偏置的方法，其目的是發(fā)射端的平均功率達(dá)到最小。
在現(xiàn)有的技術(shù)中，以上行技術(shù)的下行ACK/NACK信令為例，將ACK映射為1，將NACK映射為-1，接收端UE采用零作為判決門限，而NodeB根據(jù)對(duì)ACK和NACK的性能要求分別確定發(fā)射功率。采用現(xiàn)有的技術(shù)方案雖然在UE端的判決方法非常簡單，但是在Node B的發(fā)射功率較高，從而影響到下行容量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為降低發(fā)射端發(fā)射不等概信息的平均發(fā)射功率，以減少系統(tǒng)干擾，提高系統(tǒng)容量，提供一種根據(jù)兩種信息的發(fā)射概率進(jìn)行信息發(fā)射功率控制方法包括下列步驟發(fā)射端分別確認(rèn)系統(tǒng)配置的第一信息和第二信息的發(fā)射概率，所述第一信息和所述第二信息通過同一個(gè)信令發(fā)射；發(fā)射端確定在所述發(fā)射概率下，發(fā)射所述第一信息和所述第二信息的平均功率達(dá)到最小值時(shí)的功率偏置；接收端對(duì)應(yīng)確定在所述功率偏置下，低于或不超過系統(tǒng)誤碼率門限時(shí)，區(qū)別所述第一信息和所述第二信息的判決門限；發(fā)射端按照所述功率偏置控制發(fā)射所述第一信息和所述第二信息的功率，接收端以所述判決門限值判決接收到的信息是所述第一信息還是所述第二信息。
所述的發(fā)射概率由系統(tǒng)預(yù)先固定配置，接收端按照系統(tǒng)固定配置的參數(shù)控制確認(rèn)信息的發(fā)射功率；或者，所述的發(fā)射概率由接收端在每個(gè)調(diào)整周期內(nèi)統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果在每個(gè)調(diào)整周期內(nèi)確定一次所述功率偏置和所述判決門限，周期性的調(diào)節(jié)確認(rèn)信息的發(fā)射功率以及判決門限。
所述的功率偏置為所述第一信息和所述第二信息發(fā)射概率之比的平方；所述的判決門限為所述第一信息和所述第二信息的發(fā)射概率和誤碼率門限乘積的差值。
本發(fā)明所述的功率偏置的配置方法是在平均發(fā)射功率最小的意義下的優(yōu)化方法，采用本發(fā)明可以減少發(fā)射端的發(fā)射功率，降低了系統(tǒng)干擾，提高了系統(tǒng)容量。


圖1為本發(fā)明所述方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面以上行增強(qiáng)技術(shù)中，NodeB控制下行ACK/NACK信令的發(fā)射功率為例詳細(xì)說明本發(fā)明所述的方法，流程圖如圖1所示。該實(shí)施例并非用以限定保護(hù)范圍。
步驟一確定下行ACK/NACK信令的發(fā)射概率。
ACK/NACK信令的發(fā)射概率由系統(tǒng)預(yù)先配置給NodeB，一般的，ACK信令的發(fā)射概率為80～90％，NACK信令的發(fā)射概率為10～20％，系統(tǒng)可以在上述范圍內(nèi)選取合適的值固定配置給NodeB。
步驟二NodeB確定在所述發(fā)射概率下，發(fā)射ACK/NACK信令的平均功率達(dá)到最小值時(shí)的功率偏置，功率偏置量可以通過本文的公式9計(jì)算得到。
步驟三UE對(duì)應(yīng)確定在所述功率偏置下，低于或不超過系統(tǒng)誤碼率門限時(shí)，區(qū)別ACK/NACK信令的判決門限，判決門限可以通過本文的公式10計(jì)算得到。
下面在不考慮調(diào)制方式時(shí)，在實(shí)數(shù)域上詳細(xì)說明采用公式9公式10計(jì)算功率偏置和判決門限推導(dǎo)過程，該計(jì)算公式在加上調(diào)制方式將問題映射到復(fù)數(shù)域上時(shí)同樣適用，最后的結(jié)論和不考慮調(diào)制方式一樣。
由于僅有兩種消息需要發(fā)送，因此普遍的方法是將他們映射為±1后以一定的功率發(fā)送出去，設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)為s(其中s為±1)，則接收端收到的信號(hào)為r=gps+n]]>(其中p為發(fā)射功率；n為接收信號(hào)時(shí)的噪聲，為實(shí)數(shù)；g為接收信號(hào)增益，這里的增益包含信號(hào)衰落和擴(kuò)頻等的增益，在同一時(shí)刻是一個(gè)固定的常數(shù))。為方便，設(shè)g為1，因此r=ps+n=p1+ns=1-p-1+ns=-1]]>其中p1為發(fā)射1要求的功率，p-1為發(fā)射-1要求的功率。
由于實(shí)際發(fā)射中僅有兩種情況，因此在接收中只有四種可能發(fā)生a)發(fā)射端發(fā)1，同時(shí)接收方判決為1。在發(fā)1的條件下，而接收方判決為1的概率稱為1的檢測概率；b)發(fā)射端發(fā)1，但接收方判決為-1。在發(fā)1的條件下，而接收方判決為-1的概率稱為1的誤碼率；c)發(fā)射端發(fā)-1，同時(shí)接收方判決為-1。在發(fā)-1的條件下，而接收方判決為-1的概率稱為-1的檢測概率；d)發(fā)射端發(fā)-1，但接收方判決為1。在發(fā)-1的條件下，而接收方判決為1的概率稱為-1的誤碼率。
很明顯a)和b)中提到的概率之和為1，同樣c)和d)中提到的概率之和為1。因此我們?cè)趯?duì)性能進(jìn)行研究是只需要選擇a)和b)之一，c)和d)之一；在大多數(shù)情況下，人們更關(guān)心b)和d)，即兩個(gè)誤碼率作為性能的要求，對(duì)性能要求的普遍提法是誤碼率低于某個(gè)常數(shù)。
假設(shè)對(duì)1或-1的接收性能要求(誤碼率的最大要求)是已知的，同時(shí)n的分布是已知的(正態(tài)或其它任何分布)。
為下文討論方便，假設(shè)n為連續(xù)分布。設(shè)對(duì)1的誤碼率要求為不高于x％，則存在a，使得P(n≤-a)＝x％ ...1
因此任意門限c，只要c≤p1-a,]]>則有下式成立P(r≤c|s=1)≤P(r≤p1-a|s=1)=P(n≤-a)=x%…2]]>設(shè)對(duì)-1的誤碼率要求為不高于y％，則存在b，則存在a，使得P(n＞b)＝y(tǒng)％ ...3因此任意門限d，只要d≥-p-1+b,]]>則有下式成立P(r>d|s=-1)≤P(r>-p-1+b|s=-1)=P(n>b)=y%…4]]>結(jié)合(1)和(2)式，如果p1-a≥-p-1+b,]]>即p1+p-1≥a+b…5]]>則只要取區(qū)間 中任何一個(gè)數(shù)值作為門限，都可以滿足對(duì)1或-1的接收性能要求。
設(shè)發(fā)射1和-1的概率分別為e和f(不妨假設(shè)e＞f)，則發(fā)射兩種消息的總的平均功率為P＝e*p1+f*p-1...6下面分不同準(zhǔn)則來討論發(fā)射功率問題。
首先來分析平均功率最小的原則。即在發(fā)射1和-1的概率已知且在5式約束的條件下，求解p1和p-1使得6式中的P值達(dá)到最小。
經(jīng)計(jì)算，當(dāng)p1=f2(a+b)2p-1=e2(a+b)2…7]]>則P可以取得最小值Pmin＝ef(a+b)2...8從7式容易計(jì)算出Δp1/p-1=p1p-1=f2e2=20(logf-loge)(dB)…9]]>9式中Δp1/p-1為發(fā)射端發(fā)1時(shí)相對(duì)于發(fā)-1的功率偏置，功率偏置為1的發(fā)射功率P1和-1的發(fā)射功率P2的比值，由9式可以推導(dǎo)出，該比值恰好等于為發(fā)射-1的概率與發(fā)射1的概率的比值。
到當(dāng)采用7式的功率配置時(shí)，在接收端需要采用下面的公式10計(jì)算判決門限。
Threshold＝f*b-e*a ...10具體到該實(shí)施例，對(duì)于下行ACK/NACK信令，由于ACK信令的發(fā)射概率為80～90％，NACK信令的發(fā)射概率為10～20％。因此由9式可以計(jì)算出Δp1/p-1為-19～-12dB，即發(fā)送ACK時(shí)的發(fā)送功率比發(fā)送NACK時(shí)低12～19dB。
實(shí)際上，可以采用兩種方式可以完成ACK和NACK的功率偏置的配置。
其一固定配置即ACK相對(duì)于NACK的功率偏置為-19～-12固定常數(shù)δp1/p-1。門限的計(jì)算方法和給定δp1/p-1有關(guān)，具體的方法是假設(shè)重傳概率是個(gè)常數(shù)，然后利用9和10式計(jì)算出功率偏置和門限。舉個(gè)例子，假設(shè)重傳概率為15％(就是理想的重傳概率的中間值)，即發(fā)NACK信令的概率為15％，則由(9)式δp1/p-1為15dB，利用(10)式接收端的門限為0.85b-0.15a，具體參數(shù)由系統(tǒng)選擇配置。
其二周期性控制在設(shè)定的調(diào)整周期內(nèi)，NodeB實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)ACK和NACK的概率，利用公式9計(jì)算功率偏置。在接收端，根據(jù)對(duì)過去時(shí)間重傳概率的統(tǒng)計(jì)，利用10式自適應(yīng)調(diào)整判決門限，從而可以根據(jù)系統(tǒng)的情況自適應(yīng)的周期性調(diào)整。
步驟四按照步驟二和步驟三的計(jì)算結(jié)果調(diào)整發(fā)射功率和判決門限。
以下具體分析該方法達(dá)到的技術(shù)效果對(duì)于兩信息發(fā)送的判決方法一般采用零門限判決，即當(dāng)接收信號(hào)r＞0時(shí)判決為1，否則判決為-1。從上文的分析來看，如果要判決門限為0，則必須要求1和2式同時(shí)成立，兩式都取等號(hào)，則此時(shí)的平均功率為P＝e*a2+f*b2...11
顯然，8式的平均功率比11式的小，具體小多少與發(fā)射概率有關(guān)，與對(duì)性能的要求有關(guān)。
最后我們?cè)趎為零均值方差為σ2的條件下來比較一下8式和11式，給定ACK和NACK的誤碼率要求，利用公式1、3、8、11，容易計(jì)算出零門限判決的平均功率和最小平均功率的功率比，這個(gè)比值記為Pzero/Pmin。假定重傳概率為10～20％，下表中給了三種誤碼條件下的Pzero/Pmin，從表中可以看出采用最小平均功率的性能要比零門限判決的平均發(fā)射功率要低2～4dB。

本發(fā)明所述的功率偏置的配置方法是在平均發(fā)射功率最小的意義下的優(yōu)化方法，采用本發(fā)明可以減少發(fā)射端的發(fā)射功率，降低了系統(tǒng)干擾，提高了系統(tǒng)容量。
權(quán)利要求
1.一種控制信息發(fā)射功率的方法，其特征在于包括下列步驟發(fā)射端分別確認(rèn)系統(tǒng)配置的第一信息和第二信息的發(fā)射概率，所述第一信息和所述第二信息通過同一個(gè)信令發(fā)射；發(fā)射端確定在所述發(fā)射概率下，發(fā)射所述第一信息和所述第二信息的平均功率達(dá)到最小值時(shí)的功率偏置；接收端對(duì)應(yīng)確定在所述功率偏置下，低于或不超過系統(tǒng)誤碼率門限時(shí)，區(qū)別所述第一信息和所述第二信息的判決門限；發(fā)射端按照所述功率偏置控制發(fā)射所述第一信息和所述第二信息的功率，接收端以所述判決門限值判決接收到的信息是所述第一信息還是所述第二信息。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的發(fā)射概率由系統(tǒng)預(yù)先固定配置。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接收端以設(shè)定的調(diào)整周期循環(huán)進(jìn)行該方法，在每個(gè)調(diào)整周期內(nèi)，接收端統(tǒng)計(jì)該調(diào)整周期內(nèi)的發(fā)射概率，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果確定并調(diào)整一次所述功率偏置和所述判決門限。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，還包括系統(tǒng)預(yù)先分別設(shè)定所述第一信息和所述第二信息誤碼率門限的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的功率偏置為所述第一信息和所述第二信息發(fā)射概率之比的平方。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的判決門限為所述第一信息和所述第二信息的發(fā)射概率和誤碼率門限乘積的差值。
全文摘要
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)的功率控制技術(shù)，特別提供根據(jù)發(fā)射概率進(jìn)行發(fā)射功率控制的方法。發(fā)射端分別確認(rèn)系統(tǒng)配置的第一信息和第二信息的發(fā)射概率，所述第一信息和所述第二信息通過同一個(gè)信令發(fā)射；發(fā)射端確定在所述發(fā)射概率下，發(fā)射所述第一信息和所述第二信息的平均功率達(dá)到最小值時(shí)的功率偏置；接收端對(duì)應(yīng)確定在所述功率偏置下，低于或不超過系統(tǒng)誤碼率門限時(shí)，區(qū)別所述第一信息和所述第二信息的判決門限；發(fā)射端按照所述功率偏置控制發(fā)射所述第一信息和所述第二信息的功率，接收端以所述判決門限值判決接收到的信息是所述第一信息還是所述第二信息。發(fā)射端和接收端也可以周期性統(tǒng)計(jì)所述發(fā)射概率，再進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算和控制。
文檔編號(hào)H04B7/005GK1734965SQ200410059150
公開日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2004年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月11日
發(fā)明者江長國, 馮淑蘭, 劉華斌, 武雨春, 馬莎 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司