一種wcdma系統中閉環功率控制的步長調整處理方法
2023-05-02 12:15:16
專利名稱：一種wcdma系統中閉環功率控制的步長調整處理方法
技術領域：
本發明涉及移動通信領域的WCDMA通信系統。
寬帶碼分多址(WCDMA)是第三代移動通信系統標準化組織提出的無線傳輸技術(RTT)方案。人們熟知的時分多址(TDMA)和頻分多址(FDMA)技術主要用於話音和低速率數據傳輸，具有一定的局限性，而碼分多址(CDMA)調製技術是存在大量系統用戶的時候採用的一種新的通信技術。
第三代移動通信系統能在移動通信中提供與固定網絡類似的多媒體業務，支持全球漫遊並具有良好服務質量。
WCDMA系統是一種同頻自幹擾系統，如果各移動臺以相同的功率發射信號，則信號到達基站時，靠近基站的移動臺發射的信號比遠離基站的移動臺的信號強，從而將其淹沒，這就是所謂的「遠近效應」。
一般在蜂窩無線環境中，無線電傳播的條件是不斷變化的。移動臺接收信號的和基站接收的信號都處在持續變化之中，即衰落。衰落可快可慢，並且通常同步發生。
信號的快衰落一般由無線環境的多徑傳播引起，其中信號沿發射機和接收機之間的若干不同路徑傳播，形成的信號分量具有不同的相位和幅度，它們在接收機中累加，或者放大，或者衰減，最多可達數十分貝。
信號的慢衰落是由於在無線傳輸環境中存在著引起額外衰減的因素，比如建築物等，它以快衰落中值為中心變化，且比快衰落引起的變化要慢的多。
閉環功率控制是功率控制中基於質量的一種功率控制方式，它監控接收信號由快慢衰落引起的持續強度變化，使基站接收到的功率儘可能相同，以解決「遠近效應」問題，並在保證質量的條件下，使發射機的發射功率儘可能低。
在WCDMA系統中，接收機中對發射功率的控制可以通過由控制設備向受控發射機發送的功率控制指令來實現。功率控制指令是使發射功率增大或減小指令，這些指令通過功率控制步長調整來增加或減少受控發射機的發射功率。
在現有WCDMA系統中，功率控制步長調整的方法有兩大類固定步長調整方法和可變步長調整方法。固定步長調整方法實現簡單，但是靈活性不夠，如果功率控制的步長較小，那就不能夠有效快速地跟蹤信道通信環境的變化，如果步長較大，則功率值在所需功率值附近大幅度變化，影響系統容量；而可變步長調整方法則能夠有效快速地跟蹤信道通信環境的變化，但是實現較為複雜。
本發明的目的是提供一種閉環功率控制中可變步長的調整方法，該方法融合可變步長調整技術與固定步長調整技術，能夠快速有效地跟蹤信道通信環境的變化，及時以不同的功率變化調整發射機的發射功率，從而達到使系統容量最大的目的，實現比較簡單。
本發明所述閉環功率控制步長調整的方法，是根據標準化組織3rdGenerationPartnership Project(3GPP)建議(3GPP RAN 25.214 V1.2.1.(1999-09))，網絡系統應至少提供對固定步長的調整，可選提供對可變步長調整的支持，即其設備和控制軟體應能兼容固定步長調整和可變步長調整。視網絡系統的支持情況，提供控制命令，決定採用可變步長調整還是固定步長調整。若系統不支持可變步長調整，則只有採用固定步長調整，若系統同時支持兩種調整方式，則根據移動環境的優劣和對系統容量的要求由網絡管理者靈活選擇其一。
1設置調整步長初值InitialStep，該初值的取值範圍在0.5分貝～2分貝之間，最佳值是1分貝。
2步長調整方法分兩種情況，即固定步長調整和可變步長調整當採用固定步長調整時，固定步長FixStep一般取0.5分貝～2.0分貝之間的一個值，由網絡系統視通信環境靈活選擇；當採用可變步長調整時，其處理步驟如下①功率控制命令(TPC)順次進入長度為n(n取4～16之間的一個值，最佳值是8)的移位寄存器。TPC是一個邏輯變量，它控制了功率變化的方向即若TPC=0，則功率發射以某步長降低；若TPC=1，則功率發射以某步長升高；②TPC每移位一次，對移位寄存器中的元素求和，得到sum；
③判斷sum是否大於等於n-1，若是，則步長值在前一個步長值上加一個步進值DeltaUpA(DeltaUpA的取值在0.125分貝～2分貝之間，最佳值0.5分貝)，然後跳到第⑥步，反之到第④步；④判斷sum是否小於等於1，若是則步長值在前一個步長值上加一個步進值DeltaUpB(取值在0.125分貝～2分貝之間，最佳值0.5分貝)，然後到第⑥步，反之到第⑤步；⑤步長值在前一個步長值上減去一個步進值DeltaDown(取值在0.125分貝～2分貝之間，最佳值0.5分貝)；⑥將前面③、④、⑤各步來的步長值合成，其合成結果是由第③、④步的判斷結果取③、④、⑤各步來的步長值中的某一個值即若第③步的判斷為真，則取第③步來的步長值；若第④步為真，則取第④步來的步長值；若第④步為假，則取第⑤步來的步長值。
⑦用上下門限值限制合成的可變步長值的動態範圍，其下限為0.125分貝～1分貝，上限為2分貝～4分貝。合成的步長值若大於其上限，則取上限值；合成的步長值若小於其下限，則取下限值。
3根據網絡系統控制命令，將第2步固定步長調整得到的固定FixStep和可變步長調整得到的可變步長值合成若控制命令指示採用固定步長調整，則合成的結果是固定FixStep；若控制命令指示採用可變步長調整，則合成的結果是可變步長值；然後將合成的結果作為輸出步長值送到輸出埠。
本發明公開了WCDMA系統的RTT中，閉環功率控制步長調整的方法，它與現有的技術相比，具有以下優點綜合固定步長調整和可變步長調整為一體，可以靈活選擇，且此可變步長調整方法比較簡單。若系統連續要求調高功率或調低功率，即處於通信質量劇烈變化的環境，此時可以加大反饋力度，即增加步長；若系統處於通信質量變化緩慢的環境，則可以減少反饋力度，即減少步長。因此這種方法步長調整靈活，能夠快速的跟蹤信道的變化，調整的動態範圍大，既能有效調整惡劣通信環境下的功率控制步長，也能適應較穩定的通信環境。
下面結合附圖和實施例進一步說明本發明。
圖1是WCDMA系統閉環功率控制裝置的結構圖；圖2是WCDMA系統閉環功率控制的步長調整處理流程圖。
如圖1所示，接收機接收的多徑信號進入射頻前端(H100)，經A/D變換，基帶濾波(H102)，再經解擾解擴(H104)輸出符號值(在QPSK調製中，有四個調製相位，每兩個比特被調製在一個相位上，每個相位對應一個符號)。TPC與其他控制符號和數據符號復用在一起，利用解復用的方法從這些符號中提取TPC，並合併TPC(H106)送入步長調整(H110)模塊。究竟採用可變步長調整還是固定步長調整，由網絡系統(H108)根據移動環境的優劣和對系統容量的要求提供的控制命令來靈活決定。步長調整輸出的步長值以分貝形式送入增益處理模塊(H112)進行處理。
圖2是WCDMA系統閉環功率控制的步長調整處理模塊(H110)的流程圖，輸入的功率控制命令TPC同時送入左右兩路處理。
圖2左路採用的是固定步長調整，TPC命令進入固定步長調整模塊(S202)，該模塊輸出的固定步長值是預設值，預設值在0.5分貝～2分貝之間，最佳值是1分貝。輸出的固定步長值進入步長值合成步驟(S222)待用。
圖2右路採用的是可變步長調整步驟(S204)，TPC命令進入長度為n的移位寄存器；步驟(S206)對移位寄存器中的元素求和sum；步驟(S208)判斷「sum≥n-1」若為「Y」，則進入步驟(S210)，進行步長調整，步長在前一個步長值上加一個步進值DeltaUpA；然後將步長值送入步驟(S218)，進行步長值合成；若為「N」，則進行步驟S212，對「sum≤1」作判斷；若為「Y」，則進行步驟S214，步長在前值上加一個步進值DeltaUpB，然後將步長值送入步驟(S218)，進行步長值合成；若「sum≤1」為「N」，則進行步驟(S216)，令步長值在前一個步長值基礎上減去一個步進值DeltaDown，然後將步長值送入步驟(S218)進行步長值合成；步驟S220限制步長值的動態範圍，若合成步長值大於動態範圍的上限，則使合成步長值為上限值；若合成步長值小於動態範圍的下限，則使合成步長值為下限值。
步驟S222，接收步驟S220的處理結果，與步驟S202送來的步長值一起，再次進行步長值合成。此次步長值合成由網絡系統送入的網絡系統控制命令決定採用哪種方法產生的步長值。
步驟S224，最終輸出經過多次合成後的步長值，送給增益處理模塊H112。
上述變量的取值範圍和最佳值分別是InitalStep的取值在0.5分貝～2分貝之間，最佳值1分貝；DeltaUpA的取值在0.125分貝～2分貝之間，最佳值0.5分貝；DeltaUpB的取值在0.125分貝～2分貝之間，最佳值0.5分貝；DeltaDown的取值在0.125分貝～2分貝之間，最佳值0.5分貝；根據每個WCDMA系統和具體應用環境的需要，可以對各參數的取值進行靈活選擇。
權利要求
1一種WCDMA系統中閉環功率控制的步長調整處理方法，其輸入參數包括由網絡系統提供的網絡系統控制命令和由接收機提供的功率控制命令，其特徵在於閉環功率控制步長調整的處理步驟如下(1)設置步長調整初值，步長調整初值的取值範圍是0.5分貝～2.0分貝之間(2)步長調整方法分兩種情況，即固定步長調整和可變步長調整當採用固定步長調整時，固定步長由網絡系統視通信環境靈活選擇，固定步長的取值範圍是0.5分貝～2.0分貝之間；當採用可變步長調整時，其處理步驟如下①功率控制命令順次進入長度為n的移位寄存器，它是一個邏輯變量，它控制了功率變化的方向，即功率發射是以某步長降低還是以某步長增加；②TPC每移位一次，對移位寄存器中的元素求和，得到sum；③判斷sum是否大於等於n-1，若是，則步長值在前一個步長值上加一步 進值，然後跳到第⑥步，反之到第④步；④判斷sum是否小於等於1，若是則步長值在前一個步長值上加一步進值，然後到第⑥步，反之到第⑤步；⑤步長值在前一個步長值上減去一步進值；⑥將前面③、④、⑤各步來的步長值合成，其合成結果是由第③、④步的 判斷結果取③、④、⑤各步來的步長值中的某一個值即若第③步的判 斷為真，則取第③步來的步長值；若第④步為真，則取第④步來的步長值；若第④步為假，則取第⑤步來的步長值；⑦用上下門限值限制合成的可變步長值的動態範圍；(3)根據網絡系統控制命令，對固定步長調整得到的固定步長和可變步長調整得到的可變步長值再次合成，然後將合成的結果作為輸出步長值送到輸出埠。
2如權利要求1所述的WCDMA系統中閉環功率控制的步長調整處理方法，其特徵在於處理步驟(1)中步長調整初值的最佳值是1分貝；處理步驟(2)中的固定步長的最佳值是1分貝；可變步長值的取值範圍是下門限為0.125分貝～1分貝，可以是該範圍內的值；上門限為2分貝～4分貝，可以是該範圍內的值。
3如權利要求1所述的WCDMA系統中閉環功率控制的步長調整處理方法，其特徵在於用於可變步長調整的步進值的取值範圍是在0.125分貝～2分貝之間。
4如權利要求3所述的WCDMA系統中閉環功率控制的步長調整處理方法，其特徵在於用於可變步長調整的步進值的最佳值是0.5分貝。
5如權利要求1所述的WCDMA系統中閉環功率控制的步長調整處理方法，其特徵在於移位寄存器的長度是4～16位。
6如權利要求5所述的WCDMA系統中閉環功率控制的步長調整處理方法，其特徵在於移位寄存器長度的最佳值是8位。
全文摘要
本發明公開了一種WCDMA系統中閉環功率控制的步長調整處理方法,該方法融合固定步長調整技術與可變步長調整技術,能夠快速有效地跟蹤信道通信環境的變化,及時以不同的功率變化調整發射機的發射功率,既能有效調整惡劣通信環境下的功率控制步長,也能適應較穩定的通信環境,從而達到使系統容量最大的目的,可用於WCDMA系統中。
文檔編號H04W52/08GK1286549SQ99124408
公開日2001年3月7日 申請日期1999年11月10日 優先權日1999年11月10日
發明者張峻峰, 程世才, 陳寒, 劉新陽 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司