專利名稱：移動通信系統(tǒng)中實時計算路徑損耗的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在移動通信系統(tǒng)中由基站進行功率控制的方法；更確切地說，涉及一種在TD-SCDMA等動通信系統(tǒng)中由基站對通信信號的路徑損耗進行計算，以用于隨后的功率控制的方法。
背景技術(shù)：
在TD-SCDMA(時分同步碼分多址)移動通信系統(tǒng)中，無線信道的路徑損耗對于基站評價無線環(huán)境，進而進行信號切換是非常重要的。信號的路徑損耗可以用下面的公式來表示Ppathloss＝PRXP-PTXP(1.1)其中PRXP為基站的接收功率，PTXP為用戶設(shè)備的發(fā)射功率。上述的路徑損耗可以用功率的絕對值dBm表示，也可以用功率的相對值dB來表示。例如，在目前的TD-SCDMA系統(tǒng)規(guī)范中，PTXP的范圍為[-50dBm，33dBm]，PRXP的范圍為[-120，-30]，因此作為二者之差的路徑損耗的范圍為[-153dB，0dB]。
對于基站來說，相對于上述路徑損耗的瞬時值而言，路徑損耗在一段時間內(nèi)的平均值更為重要。因此，必須得到這個平均值。理論上，路徑損耗的平均值可以用下面的公式來表示XPL(n)＝XRXP(n)/XTXP(n)(1.2)其中XRXP為基站一側(cè)的線性化的接收功率；XTXP為用戶設(shè)備一側(cè)的線性化的發(fā)射功率。對實際的移動通信系統(tǒng)而言，需要綜合考慮用戶的通信需求以及系統(tǒng)的設(shè)備造價等因素，規(guī)定一個適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)范圍。該范圍應(yīng)容納通常的數(shù)據(jù)取值，又不使系統(tǒng)的價格因之而高得使人無法承受。例如，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，通常用一個32位的二進制數(shù)據(jù)來表示實際的發(fā)射功率，其所能支持的范圍相應(yīng)地為96dB。當(dāng)然，如果實際的路徑損耗范圍大于96dB，該數(shù)據(jù)格式就無法正確地表示該路徑損耗值了。
為解決這個問題，技術(shù)人員一般采用增加數(shù)據(jù)位長度的方法。比如，如果32位不足以表示該路徑損耗，就采用64位的數(shù)字來計算這樣大的路徑損耗，使路徑損耗的容許范圍擴大192dB。這樣，就可以支持更大范圍的路徑損耗了。但是，擴大數(shù)據(jù)位有一個缺點，處理數(shù)據(jù)時基站需要占用更多的內(nèi)存，同時需要更長的計算時間。

發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種在TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)中實時計算路徑損耗的方法，通過對基站所接收的用戶設(shè)備的信號發(fā)射功率做出放大、衰減或維持，以使變換后的信號發(fā)射功率值落在系統(tǒng)為該值所規(guī)定的范圍內(nèi)，便于其后進行功率控制。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明公開了一種TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)中實時計算路徑損耗的方法，其特征在于(1)基站接收用戶設(shè)備發(fā)射的信號，并根據(jù)先前信號的經(jīng)驗值或測試值確定一個指數(shù)N，并用對該指數(shù)N對用戶設(shè)備的發(fā)射信號進行放大、衰減或維持，計算放大、衰減或維持后的信號在多個幀中的平均路徑損耗值，使該平均路徑損耗值落在系統(tǒng)對該數(shù)據(jù)所規(guī)定的范圍之中；(2)再利用上述N值，將該平均路徑損耗值還原為真實的路徑損耗值，供功率控制所用。
根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，基站可以在初始時確定一個指數(shù)N，此指數(shù)在隨后的各幀中保持不變；基站也可以在初始時確定一個指數(shù)N，此指數(shù)在隨后一定數(shù)目的幀中保持不變，每經(jīng)過該一定數(shù)目的幀，更新一次指數(shù)N。
根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，基站還可以在每一個信號幀都確定一個指數(shù)N。
所述的N值可以是一個根據(jù)經(jīng)驗的估計值。例如，基站在起始時把XTXP設(shè)置為[-50dBm，33dBm]中間的一個值，例如-5dBm。經(jīng)過一段時間(多個時隙)后，如果信道環(huán)境不理想，則基站需要根據(jù)接收值不理想這種情況，要求用戶設(shè)備加大發(fā)射功率。反之，如果信道環(huán)境好得超乎想象，則可以根據(jù)情況要求用戶設(shè)備適當(dāng)降低發(fā)射功率，以節(jié)省用戶設(shè)備的能耗。
例如，按照本發(fā)明的一個方面，當(dāng)PTXP大得超過該96dB的范圍時，先把PTXP降低N dB，得到一個相對較低的、落在系統(tǒng)能夠處理的范圍之中的PTXP′，，然后根據(jù)這個PTXP′，值計算出路徑損耗的線性值。得到平均的路徑損耗值以后，再把它轉(zhuǎn)換為一個相應(yīng)的對數(shù)值，加上一個NdB，得到還原后的、真實的平均路徑損耗值。
由于平均路徑損耗較之瞬時的路徑損耗重要，技術(shù)人員更希望在確定N值時就能使其后計算出的、處理后的平均路徑損耗值落在系統(tǒng)設(shè)定的96dB的范圍時。但在實現(xiàn)中，實際是根據(jù)信號的大小和所要采用的發(fā)射能量的循環(huán)取值模式，先確定一個N值，使經(jīng)該值處理后的當(dāng)前的路徑損耗瞬時值落在上述范圍內(nèi)，再計算出多個幀的處理后的路徑損耗平均值，再用指數(shù)N還原出真實的平均路徑損耗值。
上面所述的用戶設(shè)備的發(fā)射能量的循環(huán)取值模式可以是多幀(例如15個幀)的循環(huán)取平均；也可以是遞歸法取平均，例如下式表示的遞歸法取平均P‾n=ρPn-1‾+(1-ρ)Pn]]>其中ρ值為權(quán)重，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需要及信道情況對當(dāng)前幀用戶設(shè)備的發(fā)射功率與上一幀的功率取適當(dāng)?shù)臋?quán)重。
由于此方法能支持96dB的信號范圍，而且該范圍的上限和下限可以由指數(shù)N來決定，即該范圍為[-(N+96)dB，-NdB]。如果指數(shù)N不是一個固定大小的數(shù)值，而是一個當(dāng)前用戶設(shè)備的發(fā)射功率以及基站所接收的功率而動態(tài)改變的數(shù)值，那么我們就能使路徑損耗的測量范圍大于96dB。
在計算線性路徑損耗的過程中，可以逐幀地計算路徑損耗。當(dāng)路徑損耗為一個非常小或非常大的數(shù)據(jù)(例如0或0xffffffff，即32個位數(shù)都為1)時，很顯然該真實的路徑損耗處于[-(N+96)dB，-NdB]的范圍之外。
在這種情況下，作為本發(fā)明的一個進一步的方面，為正確的計算路徑損耗，可以把N值更新為N`值，以使當(dāng)前真實的路徑損耗處于上述96dB的范圍內(nèi)。
改變了N值以后，已經(jīng)計算并存儲的平均的路徑損耗值也應(yīng)根據(jù)N和N`的數(shù)值而加以改變。
采用了本發(fā)明所提出的新方法后，基站中應(yīng)將N值作為一個額外的指數(shù)加以記錄，用該指數(shù)來表示真實的用戶設(shè)備發(fā)射功率與所用來計算路徑損耗的真實功率之間的的差別。
N值可以在各幀中保持不變，以使對路徑損耗的處理更為簡單。也可以每隔數(shù)幀(例如15幀)更新一次。還可以在每個幀都對該值進行一次檢測，并且當(dāng)一些極端值出現(xiàn)時可以隨之動態(tài)地在每幀改變該N值。這種方法可以保證處理后的路徑損耗處于系統(tǒng)為該數(shù)據(jù)所設(shè)定的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的方法中，也需要記錄計算線性路徑損耗所需的一個新的用戶設(shè)備發(fā)射功率PTXP′。該值隨數(shù)據(jù)N的改變也改變。
具體實施方式
下面給出一個TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)中進行路徑損耗計算和校正的例子。
(1)當(dāng)基站在一開始得到用戶設(shè)備的發(fā)射功率PTXP并測量到基站的接收功率PRXP時，根據(jù)PTXP以及PRXP的值確定一個指數(shù)N。指數(shù)N的確定標(biāo)準是使當(dāng)前真實的路徑損耗落在[-(N+96)dB，-NdB]的范圍之中。然后用用戶設(shè)備的發(fā)射功率來計算相對于基站的一個路徑損耗值
XTXP′=XTXP/(10)N/10---(5.1)]]>其中XTXP為線性化的用戶設(shè)備的發(fā)射功率。
(2)然后根據(jù)每個幀中的功率控制命令，逐幀地更新XTXP，并計算每個幀中的路徑損耗。
(3)當(dāng)路徑損耗為一個極大的分貝值(如0)或極小分貝值(如0xffffffff)時，把N值更新為N′值，使處理后的線性化的路徑損耗值重新落入一個正常的、易于處理的范圍中。例如，當(dāng)計算出的路徑損耗值為0時，顯然XTXP大于目前系統(tǒng)為該值所設(shè)定的數(shù)值范圍。此時，可以根據(jù)下式對XTXP做衰減處理，得到一個新的XTXP值XTXP′′=XTXP′/(10)(N-N)′/10---(5.2)]]>PTXP′′=PTXP′-(N-N)′---(5.3)]]>96<PRXP-PTXP′≤0---(5.4)]]>與之相類似，例如，當(dāng)路徑損耗值為0xffffffff時，該值顯然過小，不在系統(tǒng)為該值所設(shè)定的數(shù)值范圍中。此時，可以把N值更新為N′值，通過這種放大操作，使更新后的路徑損耗值重新落入系統(tǒng)為該值所設(shè)定的范圍中。
(4)更新了N值后，基站所存儲的平均路徑損耗值也相應(yīng)地更新為XPL′′‾=XPL′‾×(10)(N-N10)---(5.5)]]>(5)當(dāng)基站需要路徑損耗的對數(shù)值時，采用(5.5)式中所示的最新的線性化的路徑損耗均值來計算出該對數(shù)值。然后用該對數(shù)值與N′相加，得到有關(guān)N的真實的對數(shù)值。
基站根據(jù)所得到的用戶設(shè)備信號的路徑損耗值，對用戶設(shè)備的發(fā)射功率進行控制，以改善通信質(zhì)量。
權(quán)利要求
1，一種TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)中實時計算路徑損耗的方法，其特征在于(1)基站接收用戶設(shè)備發(fā)射的信號，并根據(jù)先前信號的經(jīng)驗值或測試值確定一個指數(shù)N，并用對該指數(shù)N對用戶設(shè)備的發(fā)射信號的功率XTXP按如下方式XTXP′＝XTXP/(10)N/10進行放大、衰減或維持，計算放大、衰減或維持后的信號在多個幀中的平均路徑損耗值，使該平均路徑損耗值落在系統(tǒng)對該數(shù)據(jù)所規(guī)定的范圍之中；(2)再利用上述N值，將該平均路徑損耗值還原為真實的路徑損耗值，供功率控制所用。
2，如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于基站在初始時確定一個指數(shù)N，此指數(shù)在隨后的各幀中保持不變。
3，如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于基站在初始時確定一個指數(shù)N，此指數(shù)在隨后一定數(shù)目的幀中保持不變，每經(jīng)過該一定數(shù)目的幀，更新一次指數(shù)N。
4，如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于基站在每一個信號幀確定一個指數(shù)N。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TD－SCDMA移動通信系統(tǒng)中實時計算路徑損耗的方法，其特征在于基站接收用戶設(shè)備發(fā)射的信號，并根據(jù)先前信號的經(jīng)驗值或測試值確定一個指數(shù)N，并用對該指數(shù)N對用戶設(shè)備的發(fā)射信號進行放大、衰減或維持，計算放大、衰減或維持后的信號在多個幀中的平均路徑損耗值，使該平均路徑損耗值落在系統(tǒng)對該數(shù)據(jù)所規(guī)定的范圍之中；再利用上述N值，將其還原為真實的路徑損耗值，供功率控制所用。指數(shù)N可以在隨后一直不變，也可以每經(jīng)一定數(shù)目的幀時更新一次。
文檔編號H04J13/00GK1744452SQ200410075368
公開日2006年3月8日 申請日期2004年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月31日
發(fā)明者肖磊, 黃浩學(xué) 申請人:西門子(中國)有限公司