專利名稱：一種功率控制方法以及一種無(wú)線電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及在蜂窩無(wú)線電通信系統(tǒng)中控制發(fā)射功率的方法。更具體而言，本發(fā)明涉及一種快速、健壯以及自適應(yīng)的功率控制方法。
本發(fā)明還涉及用于執(zhí)行所述方法的一種設(shè)備。
背景技術(shù)：
由于信道在頻率和時(shí)間上都未被分開(kāi)，所以CDMA(碼分多址)系統(tǒng)的容量是干擾受限的。超過(guò)發(fā)射功率上的限制的一個(gè)單獨(dú)用戶會(huì)在周圍區(qū)域中抑制所有其他用戶的通信。因此，功率控制在諸如CDMA或?qū)拵?CDMA的干擾受限系統(tǒng)中非常重要。
功率控制系統(tǒng)必須不僅補(bǔ)償由于基站和移動(dòng)終端之間變化的距離而產(chǎn)生的信號(hào)質(zhì)量變化，還必須試圖補(bǔ)償無(wú)線信道典型的信號(hào)質(zhì)量變化。這些變化來(lái)自于由于移動(dòng)終端移動(dòng)穿過(guò)小區(qū)或者由于小區(qū)中的一些元件移動(dòng)而產(chǎn)生的基站和移動(dòng)終端之間的變化的傳播環(huán)境。主要有兩種類型的信道變化，即慢衰落和快衰落。
已經(jīng)提出了一些建議用于減輕CDMA系統(tǒng)中的這兩種類型的衰落。臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)95(IS-95)系統(tǒng)中給出了一個(gè)眾所周知的現(xiàn)有技術(shù)的功率控制方法。IS-95反向鏈路功率控制機(jī)制包括兩部分，即開(kāi)環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制。開(kāi)環(huán)功率控制用于根據(jù)從基站接收的功率來(lái)調(diào)整移動(dòng)終端的發(fā)射功率。假設(shè)無(wú)線電環(huán)境在前向和反向鏈路上是可逆的，則移動(dòng)終端根據(jù)前向鏈路上接收的功率來(lái)調(diào)整其反向鏈路發(fā)射功率，即如果所接收的功率是例如比所預(yù)期的低5dB，則移動(dòng)終端將其輸出功率提高5dB，該5dB是反向鏈路上路徑損耗的良好估值。
不過(guò)，因?yàn)榉聪蚝颓跋蜴溌分g的頻率分開(kāi)，所以兩個(gè)鏈路的快衰落是互相獨(dú)立的。為了解決這個(gè)差別，并且還為了控制移動(dòng)終端的發(fā)射功率，使用閉環(huán)功率控制。在閉環(huán)功率控制機(jī)制中，基站對(duì)反向鏈路解調(diào)，并確定用戶的信噪比SNR。如果SNR低于一個(gè)所需閾值，則基站命令移動(dòng)終端提高發(fā)射功率。如果SNR高于一個(gè)所需值，則基站命令移動(dòng)終端降低其發(fā)射功率。
閉環(huán)功率控制的一個(gè)重要部分是固定功率步長(zhǎng)的規(guī)定。每個(gè)功率調(diào)整命令都命令移動(dòng)終端或者提高或者降低其輸出功率1dB。每個(gè)功率指示命令的1dB固定改變是根據(jù)從固定移動(dòng)終端到高速車輛的不同無(wú)線電環(huán)境以及不同信道類型的折衷來(lái)選擇的。
如果信號(hào)質(zhì)量改變快，則需要功率控制機(jī)制跟隨這些改變，即如果信號(hào)質(zhì)量下降，則應(yīng)當(dāng)發(fā)出一個(gè)命令發(fā)射機(jī)提高所使用的輸出功率的功率命令。每個(gè)功率指示命令的1dB固定改變會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，這是因?yàn)?，如果功率步長(zhǎng)太大，即量化太小，則不必要的波動(dòng)會(huì)出現(xiàn)在所需功率等級(jí)周圍，從而導(dǎo)致不必要的干擾。如果另一方面，功率步長(zhǎng)太小，則功率控制機(jī)制無(wú)法跟隨信號(hào)質(zhì)量中的快速改變，由于必要的功率指示命令的所需要數(shù)量變得太大，即回轉(zhuǎn)速率不足夠大。
WO-9726716中描述了一種動(dòng)態(tài)控制功率步長(zhǎng)的方法，其中根據(jù)要被檢查的功率指示命令來(lái)計(jì)算在一個(gè)確定時(shí)間段中不同方向的兩個(gè)連續(xù)指示命令的數(shù)量與命令總數(shù)的比例。然后將所計(jì)算的比例與一個(gè)參考值相比較，并根據(jù)該比較來(lái)改變功率步長(zhǎng)。
在WO-9851026中描述了一種方法，其中根據(jù)諸如移動(dòng)終端速度的系統(tǒng)條件來(lái)在離散的步驟中改變步長(zhǎng)，如0.25、0.50和1.00dB。
現(xiàn)有方案的共同問(wèn)題是調(diào)整功率步長(zhǎng)的概率太粗糙了，并且這些方法在對(duì)于信令信道中的錯(cuò)誤不夠健壯，這會(huì)導(dǎo)致實(shí)際被使用的輸出功率與所需輸出功率之間的功率漂移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決如何獲得對(duì)于信令信道中的錯(cuò)誤健壯的，同時(shí)對(duì)于快速衰落變化反應(yīng)迅速的自適應(yīng)功率控制方法。
實(shí)現(xiàn)對(duì)快速衰落變化迅速反應(yīng)的功率控制的一種方法是對(duì)所需功率進(jìn)行增量調(diào)制，即在帶內(nèi)信令信道上發(fā)送簡(jiǎn)單功率命令來(lái)命令移動(dòng)終端或基站或者提高或者降低其各自的輸出功率。為了避免大的控制回路延遲，這些功率命令應(yīng)當(dāng)被無(wú)需信道編碼和除去任何交織地發(fā)送。這意味著在功率命令中將出現(xiàn)比特錯(cuò)誤。因此，增量調(diào)制必須對(duì)于錯(cuò)誤是健壯的，同時(shí)能夠?qū)λヂ渥兓杆俜磻?yīng)。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)一種功率控制方法，其中在所需功率等級(jí)周圍不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)波動(dòng)，并且其對(duì)于錯(cuò)誤是健壯的，并且仍然能夠?qū)焖偎ヂ渥兓杆俜磻?yīng)并跟隨該變化。
根據(jù)本發(fā)明利用一種快速功率控制方法來(lái)達(dá)到上述目的，在該方法中，利用一種自適應(yīng)算法來(lái)計(jì)算所需功率改變，將信道質(zhì)量以及所估計(jì)的先前使用的輸出功率作為輸入數(shù)據(jù)。通過(guò)將所估計(jì)的先前使用的輸出功率值與一個(gè)值在0和1之間的“遺忘函數(shù)”相乘來(lái)減小由帶內(nèi)信令信道中的比特錯(cuò)誤所引起的所需輸出功率與實(shí)際使用的輸出功率之間的功率漂移，從而減小所估計(jì)的先前使用的功率輸出的影響。最后，在接收端，計(jì)算來(lái)自發(fā)射機(jī)的新輸出功率。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，根據(jù)信道質(zhì)量的時(shí)間相關(guān)來(lái)產(chǎn)生平均功率步長(zhǎng)。如果信道質(zhì)量的相關(guān)高，則功率步長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)大于信道質(zhì)量相關(guān)低時(shí)的步長(zhǎng)，這是因?yàn)樾诺赖男袨閷⒏淮_定。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，根據(jù)信道質(zhì)量的時(shí)間相關(guān)來(lái)產(chǎn)生“遺忘函數(shù)”λ。如果信道質(zhì)量的相關(guān)高，則“遺忘函數(shù)”λ應(yīng)當(dāng)大，以給予舊的值較高的影響，從而導(dǎo)致較快的系統(tǒng)。另一方面，如果信道質(zhì)量的相關(guān)低，則“遺忘函數(shù)”λ應(yīng)當(dāng)小，以減小對(duì)舊的功率值的影響，這是因?yàn)樾诺佬袨槭遣淮_定的。
在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，功率步長(zhǎng)依賴于功率指示命令的軟值(soft value)。如果該軟值指示對(duì)于比特錯(cuò)誤的大概率，則功率步長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)小，而如果該軟值指示對(duì)于比特錯(cuò)誤的低概率，則功率步長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)較大，這是因?yàn)楣β手甘久罡煽俊?br> 在本發(fā)明的第四實(shí)施例中，根據(jù)功率命令的軟值來(lái)產(chǎn)生“遺忘函數(shù)”λ。如果該軟值指示對(duì)于比特錯(cuò)誤的大概率，則應(yīng)當(dāng)使“遺忘函數(shù)”λ小，而如果該軟值指示對(duì)于比特錯(cuò)誤的低概率，則應(yīng)當(dāng)使“遺忘函數(shù)”λ大。
在本發(fā)明的第五實(shí)施例中，通過(guò)定義其中允許所需輸出功率與所需輸出功率的一個(gè)長(zhǎng)期均值之間的差可以改變的區(qū)域，間接地根據(jù)信道質(zhì)量來(lái)產(chǎn)生功率步長(zhǎng)。
通過(guò)使用所建議的功率控制方法，達(dá)到快速功率控制，其具有長(zhǎng)期健壯性以及對(duì)于帶內(nèi)信令信道中變化的良好適應(yīng)性。
用于該說(shuō)明書(shū)中的術(shù)語(yǔ)“包括/包含”被用于指定所述的特征、整數(shù)、步驟和部件的存在，但是并不排除一個(gè)和多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、部件及其組的出現(xiàn)和補(bǔ)充。
盡管以上總結(jié)了本發(fā)明，但是根據(jù)所附獨(dú)立權(quán)利要求1和11的方法和設(shè)備定義了本發(fā)明的范圍。在從屬權(quán)利要求2-10和12-20中還定義了各種實(shí)施例。


圖1表示本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于其中的一個(gè)無(wú)線電系統(tǒng)。
圖2表示描述功率控制方法的流程圖。
圖3表示在所述方法中的不同計(jì)算的總結(jié)。
圖4表示功率步長(zhǎng)Δp與信道質(zhì)量的時(shí)間相關(guān)之間的關(guān)系。
圖5表示功率步長(zhǎng)Δp與信道質(zhì)量中的測(cè)量誤差之間的關(guān)系。
圖6表示“遺忘函數(shù)”λ與信道質(zhì)量的時(shí)間相關(guān)之間的關(guān)系。
圖7表示“遺忘函數(shù)”λ與信道質(zhì)量中的測(cè)量誤差之間的關(guān)系。
圖8表示Pdiff-max與信道質(zhì)量之間的關(guān)系。
圖9表示功率步長(zhǎng)Δp與功率指示命令的軟值之間的關(guān)系。
圖10表示“遺忘函數(shù)”λ與功率指示命令的軟值之間的關(guān)系。
以下參考本發(fā)明的優(yōu)選示范實(shí)施例以及附圖來(lái)更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式
使用CDMA系統(tǒng)來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該CDMA系統(tǒng)作為例子，但并不局限于此。例如，諸如TDMA(時(shí)分多址)和TDD(時(shí)分雙工)的傳統(tǒng)系統(tǒng)也可以使用獲益于本發(fā)明思想的功率控制方法。在例如TDMA中，功率控制命令可以每個(gè)突發(fā)被發(fā)送，生成用于在其上發(fā)送功率指示命令的帶內(nèi)信令信道。下面還假設(shè)在反向鏈路上的功率控制。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解的，所建議的算法也可以被實(shí)現(xiàn)用于前向鏈路上的功率控制。在這種情況下，是移動(dòng)終端對(duì)無(wú)線電信道質(zhì)量進(jìn)行增量調(diào)制，而不是基站對(duì)所接收的功率進(jìn)行增量調(diào)制。
圖1表示本發(fā)明可以優(yōu)選地應(yīng)用于其中的CDMA蜂窩無(wú)線電通信系統(tǒng)的一個(gè)示意圖。所述系統(tǒng)包括與位于其覆蓋范圍內(nèi)的移動(dòng)終端100-120通信的幾個(gè)基站130。從每個(gè)移動(dòng)終端100-120到其相應(yīng)的基站130建立了一條反向鏈路140，并且從基站130到其相應(yīng)的移動(dòng)終端100-120建立了一條前向鏈路150。通過(guò)在前向鏈路150上或者在反向鏈路140上發(fā)送功率命令來(lái)命令移動(dòng)終端100-120或基站130提高和降低其輸出功率來(lái)達(dá)到閉環(huán)功率控制。
下面參考圖2-10來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的閉環(huán)反向鏈路功率控制方法。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的功率控制方法的流程圖。在第一個(gè)步驟200中，在基站中確定從移動(dòng)終端在反向鏈路上接收的信號(hào)的質(zhì)量Q。這可以例如通過(guò)將來(lái)自瑞克接收機(jī)的值映射到以dB的C/I值來(lái)實(shí)現(xiàn)。然后，使用所得到的信道質(zhì)量Q通過(guò)迭代公式來(lái)在基站中計(jì)算來(lái)自移動(dòng)終端的所需輸出功率 210。反向鏈路信道質(zhì)量Qn-1以及所估計(jì)的先前使用的來(lái)自移動(dòng)終端的輸出功率 被用作根據(jù)以下關(guān)系式的迭代公式P~n=α-β·(Qn-1-P^n-1)---------(dB)]]>在該迭代公式中，常數(shù)α規(guī)定系統(tǒng)中的平均功率等級(jí)，β是一個(gè)函數(shù)，其確定關(guān)于信道質(zhì)量Qn-1所估計(jì)的先前使用的來(lái)自移動(dòng)終端的輸出功率值 的反饋量。這樣，所需輸出功率 被根據(jù)信道上的實(shí)際質(zhì)量Qn-1計(jì)算，而不象現(xiàn)有解決方案中那樣與一個(gè)SNR閾值相比較。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，α和β具有值α＝-5dB，β＝0.7，但是其它值也是可能的。
在基站中計(jì)算了來(lái)自移動(dòng)終端的所需輸出功率 之后，它被在220增量調(diào)制，即根據(jù)以下關(guān)系式來(lái)確定所需輸出功率 是大于還是小于所估計(jì)的先前使用的來(lái)自移動(dòng)終端的輸出功率 TPC=sign(P~n-P~n-1)]]>TPC(發(fā)射功率命令)可以采用兩個(gè)值，一個(gè)值表示移動(dòng)終端應(yīng)當(dāng)提高其輸出功率，一個(gè)值表示移動(dòng)終端應(yīng)當(dāng)降低其輸出功率。然后從基站230向移動(dòng)終端發(fā)送一個(gè)功率指示命令來(lái)命令移動(dòng)臺(tái)根據(jù)TPC而提高或者降低其輸出功率。
為了避免回路延遲，功率指示命令被無(wú)需信道編碼并且除去任何交織地發(fā)送，從而可能會(huì)遭受比特錯(cuò)誤。因此，基站無(wú)法知道移動(dòng)臺(tái)將采取的方向，并且來(lái)自移動(dòng)終端的輸出功率被根據(jù)以下關(guān)系式來(lái)估計(jì)P^n=Δp·TPC+λ·P^n-1+(1-λ)·Po-----(dB)]]>在該迭代公式中，λ是一個(gè)“遺忘函數(shù)”，其減小所估計(jì)的先前使用的來(lái)自移動(dòng)終端的輸出功率 ，Δp是可調(diào)整功率步長(zhǎng)函數(shù)。使用“遺忘函數(shù)”λ來(lái)避免所需輸出功率 與實(shí)際使用的輸出功率Pn之間的功率漂移。Po是一個(gè)不變的功率值，被根據(jù)系統(tǒng)條件來(lái)指定。
另一方面，移動(dòng)終端不知道TPC的實(shí)際值。代替地，在移動(dòng)終端中使用所發(fā)送的TPC值的估計(jì)TPC。為了使得移動(dòng)終端和基站使用相同的Δp和λ值，值qTPC被返回到基站用于計(jì)算Δp和λ。然后，Δp和λ值被發(fā)送到移動(dòng)終端。當(dāng)計(jì)算新的輸出功率240時(shí)，使用TPC值與Pn-1的實(shí)際值一起。根據(jù)以下關(guān)系式來(lái)執(zhí)行該計(jì)算Pn＝Δp.TPC+λ.Pn-1+(1-λ)·Po(dB)其中如所述的，Δp和λ值由基站提供，以便基站和移動(dòng)終端在各自的計(jì)算中使用相同的值。
現(xiàn)在討論圖3，其中給出了不同的計(jì)算在哪里執(zhí)行的小結(jié)。在基站中，首先確定從移動(dòng)終端接收的信號(hào)的質(zhì)量Qn-1。然后，使用Qn-1值來(lái)計(jì)算所需來(lái)自移動(dòng)終端的輸出功率P~n=α-β·(Qn-1-P^n-1)---------(dB)]]>。在基站中計(jì)算功率指示命令TPC，并將其發(fā)送到移動(dòng)終端。移動(dòng)終端接收TPC的一個(gè)估計(jì)TPC，并返回一個(gè)值qTPC用于在基站中計(jì)算Δp和λ。根據(jù)Pn＝ΔP·TPC+λ·Pn-1+(1-λ)·Po在移動(dòng)終端中計(jì)算新的輸出功率。在基站中，信號(hào)被以新的輸出功率Pn接收，并且質(zhì)量Qn被確定?；具€計(jì)算用于移動(dòng)終端中的功率的估計(jì)P^n=Δp·TPC+λ·P^n-1+(1-λ)·Po.]]>通常，CDMA系統(tǒng)中的功率控制方法試圖達(dá)到在所有可能情況中的不變的C/I。因此，對(duì)于具有非常小路徑損耗的鏈路，輸出功率非常小，并且當(dāng)路徑損耗高時(shí)，輸出功率高。不過(guò)，具有0到1之間的β值的迭代公式P~n=α-β·(Qn-1-P^n-1)]]>意味著經(jīng)歷一個(gè)小的路徑損耗的移動(dòng)終端被允許以比在開(kāi)環(huán)控制中計(jì)算的輸出功率更大的輸出功率發(fā)射，并且經(jīng)歷大路徑損耗的移動(dòng)終端必須以比在開(kāi)環(huán)功率控制中計(jì)算的功率小的功率來(lái)發(fā)射。這增強(qiáng)了對(duì)于經(jīng)歷對(duì)于突然的干擾峰值的小路徑損耗的鏈路的健壯性，并限制了用于最大系統(tǒng)干擾信號(hào)的輸出功率。這樣，減小了總的系統(tǒng)干擾。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，信道質(zhì)量的時(shí)間相關(guān)規(guī)定功率步長(zhǎng)的平均等級(jí)Δp，即確定功率步長(zhǎng)Δp。在圖4中，Δp示為信道質(zhì)量的時(shí)間相關(guān)的函數(shù)。在所估計(jì)的信道質(zhì)量的低時(shí)間相關(guān)處，即當(dāng)在信道上的兩個(gè)時(shí)刻之間的估計(jì)的質(zhì)量中有大差別時(shí)，平均功率步長(zhǎng)Δp應(yīng)當(dāng)小，以減小輸出功率中的波動(dòng)。當(dāng)所估計(jì)的信道質(zhì)量高時(shí)，即當(dāng)兩個(gè)時(shí)刻之間的所估計(jì)的信道質(zhì)量類似時(shí)，平均功率步長(zhǎng)Δp應(yīng)當(dāng)較大，以對(duì)于信道中的變化更快地做出反應(yīng)。不過(guò)，當(dāng)相關(guān)非常高時(shí)，輸出功率應(yīng)當(dāng)非常接近于所需輸出功率，并且因此平均功率步長(zhǎng)Δp應(yīng)當(dāng)再次被取得較小。例如，跳頻系統(tǒng)具有比無(wú)跳頻系統(tǒng)更低的信道質(zhì)量的時(shí)間相關(guān)。
信道質(zhì)量的時(shí)間相關(guān)中的改變還依賴于測(cè)量誤差。討論圖5，Δp示為測(cè)量誤差的相關(guān)ρmcrr和測(cè)量誤差中的變分(variation)σmcrr的函數(shù)。當(dāng)測(cè)量誤差的相關(guān)ρmcrr高并且測(cè)量誤差中的變分σmcrr低時(shí)，Δp應(yīng)當(dāng)大，這是因?yàn)樾诺涝趦蓚€(gè)時(shí)刻之間行為相似。當(dāng)測(cè)量誤差中的變分σmcrr增加而ρmcrr仍然高時(shí)，Δp應(yīng)當(dāng)更大，這是因?yàn)樾诺雷兓蟆Ａ硪环矫?，?dāng)測(cè)量誤差的相關(guān)ρmcrr低而測(cè)量誤差中的變分σmcrr低時(shí)，Δp應(yīng)當(dāng)小，這是因?yàn)樾诺赖南乱粋€(gè)狀態(tài)的知識(shí)是不確定的。當(dāng)測(cè)量誤差中的變分σmcrr變大而ρmcrr仍然低時(shí)，Δp應(yīng)當(dāng)稍微大一些，但是仍然是小的，這是因?yàn)樾诺赖男袨槭遣淮_定的。這導(dǎo)致輸出功率中的較小變化，從而導(dǎo)致較小的干擾。
圖6表示作為信道質(zhì)量的時(shí)間相關(guān)的函數(shù)的“遺忘函數(shù)”λ。在信道質(zhì)量的低時(shí)間相關(guān)處，即當(dāng)在信道上兩個(gè)時(shí)刻之間的質(zhì)量中有大差別時(shí)，遺忘因子λ也應(yīng)當(dāng)?shù)?，即減小先前使用的輸出功率的影響，以減小輸出功率中的波動(dòng)。當(dāng)信道質(zhì)量的時(shí)間相關(guān)高時(shí)，即當(dāng)信道質(zhì)量在兩個(gè)時(shí)刻之間類似時(shí)，“遺忘函數(shù)”λ應(yīng)當(dāng)大，以便舊的值對(duì)系統(tǒng)有更大的影響，從而它能夠?qū)τ谛诺乐械馁|(zhì)量改變更迅速地做出反應(yīng)。
信道質(zhì)量中的測(cè)量誤差還影響“遺忘函數(shù)”λ。在圖7中，“遺忘函數(shù)”λ示為測(cè)量誤差的相關(guān)ρmcrr和測(cè)量誤差中的變分σmcrr的函數(shù)。當(dāng)測(cè)量誤差的相關(guān)ρmcrr高并且測(cè)量誤差中的變分σmcrr低時(shí)，λ應(yīng)當(dāng)大，這是因?yàn)樾诺涝趦蓚€(gè)時(shí)刻之間行為相似。當(dāng)測(cè)量誤差中的變分σmcrr增加而ρmcrr仍然高時(shí)，λ應(yīng)當(dāng)取得稍微小一些，但仍應(yīng)當(dāng)是大的，這是因?yàn)樾诺雷兓?。另一方面，?dāng)測(cè)量誤差的相關(guān)ρmcrr低而測(cè)量誤差中的變分σmcrr低時(shí)，λ應(yīng)當(dāng)小，這是因?yàn)樾诺赖南乱粋€(gè)狀態(tài)的知識(shí)是不確定的。當(dāng)測(cè)量誤差中的變分σmcrr變大而ρmcrr仍然低時(shí)，λ應(yīng)當(dāng)稍微大一些，但是仍然是小的，這是因?yàn)樾诺赖男袨槭遣淮_定的。這導(dǎo)致輸出功率中的較小變化，從而導(dǎo)致較小的干擾。
在圖8中，示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中根據(jù)所需輸出功率 的長(zhǎng)期均值Pmean來(lái)產(chǎn)生功率步長(zhǎng)Δp。如果增量調(diào)制導(dǎo)致與長(zhǎng)期均值Pmean相差太大的所需輸出功率 ，則忽略該方向中的功率改變。長(zhǎng)期均值Pmean與所需輸出功率 之間的差定義為Pdiff=P~n-Pmean------(dB)]]>Pdiff應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地作為當(dāng)前信道質(zhì)量Q的函數(shù)，并且根據(jù)Pdiff為正或負(fù)而不同。當(dāng)差為正時(shí)，Pdiff還應(yīng)當(dāng)由一個(gè)最大值Pdiff-max來(lái)限定，而當(dāng)差為負(fù)時(shí)，其應(yīng)當(dāng)由值Pdiff-min來(lái)限定。在圖8中，所允許的區(qū)域表示為在代表Pdiff-max和Pdiff-min的兩個(gè)曲線之間。當(dāng)信道質(zhì)量低時(shí)，應(yīng)當(dāng)接受Pdiff中的較大差別，以管理在例如C/I中的深度傾斜，但是代表Pdiff-max和Pdiff-min的兩個(gè)曲線之間的區(qū)域之外的Pdiff值應(yīng)當(dāng)被忽略，即導(dǎo)致兩個(gè)曲線之外的值中的功率改變不被執(zhí)行。這導(dǎo)致所使用的輸出功率中的減小的波動(dòng)。
圖9表示作為功率指示命令的軟值的函數(shù)的平均功率步長(zhǎng)Δp。如果該軟值表示比特錯(cuò)誤的高概率，則功率指示中的錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)大。因此，功率步長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)小，以減小所使用的輸出功率中的波動(dòng)。如果該軟值表示比特錯(cuò)誤的低概率，則功率步長(zhǎng)要較大，從而對(duì)于信道中的變化反應(yīng)更快。
圖10表示作為功率指示命令的軟值的函數(shù)的“遺忘函數(shù)”λ。如果功率指示命令的該軟值表示比特錯(cuò)誤的大概率，則“遺忘函數(shù)”λ應(yīng)當(dāng)小，即減小先前使用的輸出功率值的影響，以減小輸出功率中的波動(dòng)。當(dāng)該軟值表示比特錯(cuò)誤的低概率時(shí)，則“遺忘函數(shù)”λ應(yīng)當(dāng)高，以給予舊的功率值較大影響，從而系統(tǒng)能夠?qū)τ谛诺乐械淖兓磻?yīng)更快。
以上描述了本發(fā)明，顯然可以用多種方式來(lái)對(duì)其進(jìn)行改變。這些改變不應(yīng)當(dāng)偏離本發(fā)明的范圍，并且對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的所有這些修改都包括在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種控制蜂窩無(wú)線電通信系統(tǒng)中的發(fā)射功率的方法，所述系統(tǒng)包括一個(gè)或幾個(gè)發(fā)射機(jī)，其中的每一個(gè)與位于其相應(yīng)覆蓋區(qū)域中的接收機(jī)通信，所述方法的特征在于步驟在接收機(jī)中確定從發(fā)射機(jī)接收的信號(hào)的質(zhì)量(Q)；在接收機(jī)中計(jì)算來(lái)自發(fā)射機(jī)的所需輸出功率等級(jí) 作為所估計(jì)的先前使用的來(lái)自發(fā)射機(jī)的輸出功率 關(guān)于從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的信道質(zhì)量(Qn-1)的函數(shù)；通過(guò)將所需輸出功率 與所估計(jì)的先前使用的來(lái)自發(fā)射機(jī)的輸出功率 相比較，來(lái)在接收機(jī)中對(duì)所需輸出功率 進(jìn)行增量調(diào)制，以確定一個(gè)功率指示命令；將所述功率指示命令發(fā)送到發(fā)射機(jī)來(lái)命令它或者提供或者降低其輸出功率；以及在發(fā)射機(jī)中根據(jù)所接收的功率指示命令、功率步長(zhǎng)函數(shù)(Δp)、先前使用的輸出功率(Pn-1)以及遺忘函數(shù)(λ)來(lái)計(jì)算其新的輸出功率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于將平均功率步長(zhǎng)函數(shù)(Δp)作為從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的信道質(zhì)量(Q)的時(shí)間相關(guān)的函數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于在發(fā)射機(jī)中確定功率指示命令的可靠性；將平均功率步長(zhǎng)函數(shù)(Δp)作為所接收的功率指示命令的可靠性的函數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于確定差Pdiff=P~n-Pmean]]>，其中Pmean是所需輸出功率的長(zhǎng)期均值Pmean；以及將Pdiff的最大值作為從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的信道質(zhì)量(Q)的函數(shù)。
5.如權(quán)利要求1到4的任何一個(gè)所述的方法，其特征還在于將“遺忘函數(shù)”λ作為從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的信道質(zhì)量(Q)的時(shí)間相關(guān)的函數(shù)。
6.如權(quán)利要求1到4的任何一個(gè)所述的方法，其特征還在于將“遺忘函數(shù)”λ作為所接收的功率指示命令的可靠性的函數(shù)。
7.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征還在于根據(jù)以下關(guān)系式來(lái)計(jì)算所需輸出功率 P~n=α-β·(Qn-1-P^n-1)---------(dB)]]>其中α規(guī)定系統(tǒng)中的平均功率等級(jí)，β是一個(gè)函數(shù)，其確定關(guān)于從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的信道質(zhì)量Qn-1所估計(jì)的先前使用的來(lái)自接收機(jī)的輸出功率值 的一個(gè)反饋。
8.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征還在于根據(jù)以下關(guān)系式來(lái)對(duì)所需輸出功率 進(jìn)行增量調(diào)制TPC=sign(P~n-P~n-1)]]>其中 是所估計(jì)的先前使用的來(lái)自發(fā)射機(jī)的輸出功率。
9.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征還在于根據(jù)以下關(guān)系式來(lái)計(jì)算新的輸出功率Pn＝Δp·TPC+λ·Pn-1+(1-λ)·Po(dB)其中TPC是所接收的功率指示命令，λ是遺忘函數(shù)，其減小先前使用的輸出功率Pn-1的影響，并且Δp是可修改的功率步長(zhǎng)函數(shù)。
10.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征還在于通過(guò)當(dāng)功率指示命令被在發(fā)射機(jī)中接收到時(shí)檢查該功率指示命令的軟值來(lái)確定該功率指示命令的可靠性。
11.一種控制蜂窩無(wú)線電通信系統(tǒng)中的發(fā)射功率的系統(tǒng)，所述蜂窩無(wú)線電系統(tǒng)包括一個(gè)或幾個(gè)發(fā)射機(jī)，其中的每一個(gè)與位于其相應(yīng)覆蓋區(qū)域中的接收機(jī)通信，所述系統(tǒng)的特征在于包括用于在接收機(jī)中確定從發(fā)射機(jī)接收的信號(hào)質(zhì)量(Q)的裝置；裝置，用于在接收機(jī)中計(jì)算來(lái)自發(fā)射機(jī)的所需輸出功率等級(jí) 作為所估計(jì)的先前使用的來(lái)自發(fā)射機(jī)的輸出功率 關(guān)于從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的信道質(zhì)量(Qn-1)的函數(shù)；裝置，用于通過(guò)將所需輸出功率 與所估計(jì)的先前使用的來(lái)自發(fā)射機(jī)的輸出功率 相比較，來(lái)在接收機(jī)中對(duì)所需輸出功率 進(jìn)行增量調(diào)制，以確定一個(gè)功率指示命令；裝置，用于將功率指示命令發(fā)送到發(fā)射機(jī)來(lái)命令它或者提高或者降低其輸出功率；以及裝置，用于在發(fā)射機(jī)中根據(jù)所接收的功率指示命令、功率步長(zhǎng)函數(shù)(Δp)、先前使用的輸出功率(Pn-1)以及遺忘函數(shù)(λ)來(lái)計(jì)算其新的輸出功率。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征還在于裝置，用于將平均功率步長(zhǎng)函數(shù)(Δp)作為從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的信道質(zhì)量(Q)的時(shí)間相關(guān)的函數(shù)。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征還在于裝置，用于確定功率指示命令的可靠性；裝置，用于將平均功率步長(zhǎng)函數(shù)(Δp)作為所接收的功率指示命令的可靠性的函數(shù)。
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征還在于裝置，用于確定差Pdiff=P~n-Pmean]]>，其中Pmean是所需輸出功率 的長(zhǎng)期均值Pmean；以及裝置，用于Pdiff將的最大值作為從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的信道質(zhì)量(Q)的函數(shù)。
15.如權(quán)利要求11-14的任何一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征還在于裝置，用于將“遺忘函數(shù)”λ作為從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的信道質(zhì)量(Q)的時(shí)間相關(guān)的函數(shù)。
16.如權(quán)利要求11-14的任何一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征還在于裝置，用于將“遺忘函數(shù)”λ作為所接收的功率指示命令的可靠性的函數(shù)。
17.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征還在于裝置，用于根據(jù)以下關(guān)系式來(lái)計(jì)算所需輸出功率 P~n=α-β·(Qn-1-P^n-1)---------(dB)]]>其中α規(guī)定系統(tǒng)中的平均功率等級(jí)，β是一個(gè)函數(shù)，其確定關(guān)于從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的信道質(zhì)量(Qn-1)所估計(jì)的先前使用的來(lái)自接收機(jī)的輸出功率值 的反饋。
18.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征還在于裝置，用于根據(jù)以下關(guān)系式來(lái)對(duì)所需輸出功率 進(jìn)行增量調(diào)制TPC=sign(P~n-P~n-1)]]>其中 是所估計(jì)的先前使用的來(lái)自發(fā)射機(jī)的輸出功率。
19.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征還在于裝置，用于根據(jù)以下關(guān)系式來(lái)計(jì)算新的輸出功率Pn＝Δp·TPC+λ·Pn-1+(1-λ)·Po(dB)其中TPC是所接收的功率指示命令，λ是遺忘函數(shù)，其減小先前使用的輸出功率Pn-1的影響，并且Δp是可修改的功率步長(zhǎng)函數(shù)。
20.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征還在于裝置，用于通過(guò)當(dāng)功率指示命令被在發(fā)射機(jī)中接收到時(shí)檢查該功率指示命令的軟值來(lái)確定該功率指示命令的可靠性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制蜂窩無(wú)線電通信系統(tǒng)中的發(fā)射功率的方法，所述系統(tǒng)包括一個(gè)或幾個(gè)發(fā)射機(jī)，其中的每一個(gè)與位于其覆蓋的相應(yīng)區(qū)域中的接收機(jī)通信，在該方法中，利用一個(gè)自適應(yīng)算法來(lái)計(jì)算所需功率改變。通過(guò)使所述算法通過(guò)將先前使用的輸出功率與一個(gè)在0到1之間的“遺忘函數(shù)”λ相乘來(lái)減小對(duì)該功率的影響，來(lái)減小所需輸出功率與實(shí)際使用的功率之間的功率漂移。在接收端通過(guò)檢查功率指示命令的軟值來(lái)判斷所接收的功率指示命令是否可靠。所建議的功率控制算法提供一種增量調(diào)制快速功率控制方法，其對(duì)于信令信道中的錯(cuò)誤是健壯的，并且同時(shí)對(duì)快速衰落變化做出迅速反應(yīng)。
文檔編號(hào)H04B7/005GK1391773SQ00815888
公開(kāi)日2003年1月15日 申請(qǐng)日期2000年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月17日
發(fā)明者M·阿姆格倫, H·奧洛夫松, K·斯萬(wàn)布羅 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司