實現目標信噪比快速收斂的發射功率控制方法
2023-05-20 01:26:06
專利名稱：實現目標信噪比快速收斂的發射功率控制方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種CDMA(碼分多址)通信系統中的發射功率控制方法。
背景技術：
在CDMA通信系統中，由於基站和移動臺使用相同無線頻段，因此當基站對某一移動臺發射信號時，基站的發射功率會造成對本小區及鄰小區移動臺的幹擾。同理，當基站接收某一移動臺的信號時，接收信號也會受到其它移動臺的幹擾。由此在CDMA通信系統中必須採用發射功率控制技術，以實現既能保證接收端(基站或移動臺)接收信號的質量，又能夠最大限度地提高系統的容量。也就是說，發射功率控制方法是為了儘可能實現使發送端保持發射功率處於較低水平而又能使接收端獲得足夠的信號質量的效果。
請參閱圖1，其為CDMA通信系統中的發射功率控制的流程圖。
首先進行步驟S110接收端通過滑動窗迭代平均等方法測量在調整周期內接收到數據BLER(誤塊率)。
然後進行步驟S120，接收端將所述BLER與目標BLERtarget進行比較，根據比較結果調整目標信噪比SIRtarget；若BLER＞BLERtarget，則說明發送端發送信號的發射功率較小，由此導致接收端接收到的信號誤塊率BLER大於預先要求的信號誤塊率BLERtarget，因此接收端先將目標信噪比SIRtarget向上調整一個步長；若BLER＜BLERtarget，則說明發送端發送信號的發射功率較大，由此導致接收端接收到的信號誤塊率BLER小於預先要求的信號誤塊率BLERtarget，因此接收端將目標信噪比SIRtarget向下調整一個步長；
隨後進行步驟S130，接收端根據目標信噪比SIRtarget和實際接收的信噪比的比較，將其差值通過一TPC(Transmit Power Control、傳送功率控制)命令發送至發送端，發送端從接收到的TPC命令中獲得實際接收的信噪比與目標信噪比的差值，進而調整發射功率，以實現接收端接收的信噪比與目標信噪比相同。
對於上行鏈路而言，上述提及的發送端為移動臺，接收端為基站。對於下行鏈路而言，發送端為基站，接收端為移動臺。
上述功率控制過程主要分為內環功率控制和外環功率控制。其中，外環功率控制主要是用於建立無線鏈路的傳輸質量(BER/BLER，誤碼率/誤塊率)與目標信噪比之間的對應關係，內環功率控制主要用於建立發送端的發射頻率和目標信噪比之間的對應關係。
在無線鏈路剛建立時，對於上行鏈路來說，基站根據移動臺申請的業務類型和業務QoS(服務質量)的要求，預先設置一個上行目標信噪比；對於下行鏈路來說，移動臺根據自己的請求業務類型和業務QoS的要求，也預先設置一個下行目標信噪比。為了便於後續的說明，本申請文件將上行目標信噪比和下行目標信噪比統稱為目標信噪比。
在鏈路建立之初，由於接收方不可能完全知道當前發送方所處的環境，只能給出估計值，所以才會造成設置目標信噪比不準確。請參閱圖2A和圖2B，當預先設置的目標信噪比與系統要求的目標信噪比之間存在比較大的差距時，在T0階段，發送端根據圖1公開的步驟S110至S130，調整其發射信號的發射功率，以便接收端接收到的信噪比和初始設置的目標信噪比基本相同。但是，當初始設置的目標信噪比(如圖1和圖2A中的初始設置的目標信噪比SIRtarget_1)大於系統要求的目標信噪比時，極可能對其他用戶造成較大幹擾，由此降低了系統的容量；當初始設置的目標信噪比(如圖1和圖2A中的初始設置的目標信噪比SIRtarget_2)小於要求的目標信噪時，該用戶的QoS就達不到要求，很容易造成用戶的掉話。所述系統要求的目標信噪比是指假設系統已達到既能保證接收信號質量又可以最大限度提高系統容量的情況下，發送端採用的發射功率所對應的目標信噪比。
在T1和T2階段，系統周期性地執行步驟S110至S130。所述周期是指功控調整周期，每經過一功控調整周期，調整一次目標信噪比，進而調整發射端的發射功率，以實現接收端接收的信噪比與目標信噪比相同。
很顯然，T1階段需要接收端的目標信噪比快速收斂到所要求的目標信噪比，以便接收端快速調整發送信號的發射功率，進而使得系統能達到既能保證接收信號質量又可以最大限度地提高系統容量的最佳水平。而在T2階段，接收端的目標信噪比已接近所要求的目標信噪比，此用戶已處於穩態的通信環境。由於網絡及無線環境隨著時間可以會發生些變化的，因此，需要根據具體的網絡環境調整目標信噪比，並且發送端伴隨著目標信噪比SIRtarget的變化而改變其發射功率。
但是，在實際過程中，不管處於T0、T1還是T2時段，現有技術都是採用圖1所公開的步驟S110-步驟S130周期性地進行發射功率控制的。通常採用一個BLER統計周期作為功控調整周期，因此導致當初始設置的目標信噪比與系統所要求的目標信噪比差距較大時，初始設置的目標信噪比的收斂速度比較慢。從圖2A和圖2B中可知，完成將初始設置的目標信噪比收斂至所要求的目標信噪比所化費的時間T1較長。
並且，由於長時間不能將目標信噪比調整到一個比較合適的大小上，因此導致影響接收信號質量或是影響系統容量的後果造成通信鏈路在很長時間內都處於過高發射功率的狀態，從而造成對其它移動臺的強幹擾，進而影響了其它用戶的通信質量；或通信鏈路處於過低發射功率狀態，從而使此新接入用戶的接收信噪比達不到要求，進而造成很容易掉話的後果。
發明內容
本發明的目的在於提供一種實現初始目標信噪比快速收斂的功率控制方法，以解決現有技術中目標信噪比與實際合適的目標信噪比之間存在比較大的差距，在這種情況下初始目標信噪比如何快速收斂的問題。由於目前設置的功控調整周期較長，步長比較小，從而造成目標信噪比的收斂速度較慢，進而導致影響接收信號質量或是影響系統容量的技術問題。
為解決上述問題，本發明公開了一種實現目標信噪比快速收斂的功率控制方法，通過控制接收端目標信噪比來調整發送端的發射功率，包括(1)所述接收端進行初始設置，所述初始設置至少包括設置步長的初始值；(2)所述接收端接收所述發送端發送的數據塊，保存所述數據塊循環冗餘CRC的校驗結果；(3)所述接收端根據所述校驗結果調整所述目標信噪比若所述校驗結果為正確，則將目標信噪比的值向下調整至少一個所述步長，若所述校驗結果為錯誤，則將目標信噪比的值向上調整至少一個所述步長；(4)接收端將目標信噪比與本端測量的信噪比進行比較，然後產生相應命令發送給發射端，以使發送端根據其命令調整其發射功率；(5)所述接收端判斷再次接收到數據塊的CRC檢驗結果是否已發生變化，若否，則進行步驟(3)，反之，結束目標信噪比快速收斂，進入穩態慢速外環功控調整過程。
其中，步驟(1)中所述初始設置還包括設置一個步長增加量；步驟(3)還進一步包括將所述步長的值向上調整一個所述步長增加量。
其中，步驟(1)中所述初始設置還包括設置最大調整步長；步驟(3)還進一步包括當所述步長大於最大調整步長時，所述步長設置為最大調整步長。
其中，步驟(5)中，當所述接收端再次接收到數據塊的CRC檢驗結果已發生變化時，在結束目標信噪比快速收斂之前，先將所述目標信噪比反向調整上次步長的一半。
其中，步驟(1)所述初始設置還包括設置目標信噪比上限值和目標信噪比下限值；步驟(3)還進一步包括當所述校驗結果為正確且所述目標信噪比小於目標信噪比下限值時，則進入所述穩態慢速外環功控調整過程；當所述校驗結果為錯誤且所述目標信噪比大於目標信噪比上限值時，則進入所述穩態外環功控慢速調整過程。
所述命令為傳送功率控制命令。
所述穩態慢速外環功控調整過程具體為(a)接收端依據預先設定的的功控調整周期測量接收到的數據的誤塊率，所述功控調整周期為一個誤塊率的統計周期；(b)接收端根據接收到的誤塊率與預先設定目標誤塊率的比較，調整目標信噪比當所述誤塊率大於預先設定目標誤塊率時，目標信噪比向上調整一個預先設定的步長；當所述誤塊率小於預先設定目標誤塊率時，目標信噪比向下調整一個預先設定的步長；(c)接收端將目標信噪比與本端測量的信噪比進行比較，然後產生傳送功率控制命令發送給發射端，以使發送端根據其命令調整其發射功率。
另外，所述方法適用於無線連結建立之初時的發射功率控制。
與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明利用數據塊CRC校驗結果進行目標信噪比的調整，並且通過判斷接收到的數據塊CRC校驗結果是否發生變化來判斷所述目標信噪比是否已收斂，由於本發明採用的功控調整周期是TTI(傳輸時間間隔)，遠遠小於現有技術採用的一個外環周期，由此縮短了目標信噪比收斂的時間，從而導致能更快地將發送端的發射功率調整至理想的發射功率值，即既能保證接收信號質量，又能最大限度提高系統容量。
另外，本發明採取了自適應的可變調整步長，可以更快速的調整初始目標信噪比收斂到一個比較合適的大小上；由於對最大調整步長做了限制，從而保證目標信噪比調整的精度和準確度。並且，為了防止目標信噪比發生過調，對目標信噪比的上下門限做了設置。
當判斷初始目標信噪比已經收斂以後，讓目標信噪比反向調整上次步長的一半，可以減小目標信噪比的調整誤差，由此進入穩態慢速外環功率控制過程，既能保證目標信噪比的快速收斂，也能保證進入穩態以後，目標信噪比調整的平穩性和準確性。
圖1是CDMA通信系統中的發射功率控制的流程圖；圖2A、圖2B是現有技術功率控制性能示意圖；圖3為本發明實現目標信噪比快速收斂的發射功率控制的一流程示意圖；圖4為本發明的一實施例圖。
具體實施例方式
以下結合附圖，具體說明本發明。
當無線鏈路建立之初，發送端初始設置的目標信噪比與系統所要求的目標信噪比之間很有可能存在很大差距，本發明根據接收端接收到的數據塊CRC檢驗結果進行調整，將原來調整周期從一次統計BLER時間縮短為一個數據塊的傳輸時間間隔TTI。另外，本發明在快速收斂期間，動態自適應的改變上下調整步長，加快目標信噪比的收斂速度。本發明既能保證目標信噪比快速收斂，又能使目標信噪比收斂到一個比較準確的位置上。
請參閱圖3，其為本發明實現目標信噪比快速收斂的發射功率控制的一流程示意圖。它包括以下步驟首先進行步驟S210，接收端進行初始化步驟，所述初始化步驟至少包括設置調整步長的初始值STEP。該初始化步驟可以在進行發射功率控制之前預先設置。步長是用來調整目標信噪比；然後進行步驟S220接收端接收發送端發送的數據塊，保存所述數據塊循環冗餘CRC的校驗結果；在CDMA通信系統中，接收端可以在一個TTI周期接收一數據塊，該數據塊的CRC檢驗結果有兩種正確和錯誤。當該數據塊的CRC檢驗結果是正確時，說明接收端接收到的數據正確率高，也就是說目前發送端採用的發射功率≥系統要求的發射功率，所述系統要求的發射功率是指當系統達到既能保證接收信號質量，又可以最大限度提高系統容量時，發射端所採用的發射功率。而當數據塊的CRC檢測結果是錯誤時，說明接收端接收到的數據錯誤率高，目前發送端採用的發射功率≤系統要求的發射功率。當接收端檢測到接收到的數據塊的CRC檢測結果發生變化時，說明目標信噪比已經收斂到系統所要求的目標信噪比附近；隨後進行步驟S230接收端根據所述校驗結果調整所述目標信噪比若所述校驗結果為正確，則將目標信噪比的值向下調整至少一個所述步長，反之，則將所述目標信噪比的值向上調整至少一個所述步長；隨後進行步驟S240接收端將目標信噪比與本端測量的信噪比進行比較，然後產生TPC(Transmit Power Control)命令發送給發射端，以使發送端根據TPC命令調整其發射功率；；最後進行步驟S250所述接收端判斷再次接收到數據塊的CRC檢驗結果是否已發生變化，若否，則進行步驟S230，反之，結束目標信噪比快速收斂，進入至穩態慢速外環功控調整過程。
從上述過程可知，本發明通過調整功控調整周期來達到目標信噪比快速收斂的效果，很顯然，在現有技術中，採用的功控調整周期是一個外環控制周期，本發明可以以TTI為周期接收到數據塊並對數據塊進行CRC校驗。採用的功控調整周期為一個TTI。
並且，本發明還可以設置可變步長來達到目標信噪比更快速改斂的效果。在步驟步驟S210中所述初始設置還包括設置一個步長增加量Add和一個最大調整步長STEP_max，所述步長增加量用來調整步長，最大調整步長是用於限制步長，防止對目標信噪比發生過調現象；在步驟S230中，當調整完目標信噪比後，將所述步長的值向上調整一個所述步長增加量。當調整後的步長大於最大調整步長時，則將步長設置為最大調整步長，以此保證增大目標信噪比的調整幅度，而又能防止目標信噪比發生過調。
另外，在本發明中當接收端接收到的數據塊的CRC檢驗結果發生變化由前一次數據塊的CRC校驗結果「正確」變成本次數據的CRC校驗結果「錯誤」或者由由前一次數據塊的CRC校驗結果「錯誤」變成本次數據的CRC校驗結果「正確」時，本發明就認為目標信噪比已收斂，先將目標信噪比反向調整至上次步長的一半後，再進入穩態慢速調整過程。上述公開的穩態慢速調整過程即為圖1公開的發射功率控制過程。當前一次目標信噪比是向上調整一個步長時，目標信噪比反向調整至上次步長的一半是指目標信噪比向下調整二分之一個步長，反之，當前一次目標信噪比是向下調整一個步長時，目標信噪比反向調整至上次步長的一半是指目標信噪比向上調整二分之一個步長。
上述的穩態慢速外環功控調整過程具體為(a)接收端依據預先設定的的功控調整周期測量接收到的數據的誤塊率；所述功控調整周期可以是一個BLER統計周期；(b)接收端根據接收到的誤塊率與預先設定目標誤塊率的比較，調整目標信噪比當所述誤塊率大於預先設定目標誤塊率時，目標信噪比向上調整一個預先設定的步長；當所述誤塊率小於預先設定目標誤塊率時，目標信噪比向下調整一個預先設定的步長；(c)接收端將目標信噪比與本端測量的信噪比進行比較，然後產生TPC命令發送給發射端，以使發送端根據其命令調整其發射功率。
以下結合附圖4，具體說明本發明發射功率控制。本實施例是以下行數據鏈路為例來說明本發明，它包括步驟S301，進行初始化，包括初始調整步長STEP、步長增加量Add、最大調整步長STEP_max、目標信噪比上限SIR_max、目標信噪比下限SIR_min；目標信噪比上限SIR_max和目標信噪比下限SIR_min可以通過仿真獲得，如仿真一較佳的通信環境獲得目標信噪比上限SIR_max，仿真一較差的通信環境獲得目標信噪比下限SIR_min；步驟S302，移動臺接收基站發射的下行數據塊；步驟S303，移動臺對接收的數據塊進行CRC校驗，若此數據塊正確，則進入步驟S304；若此數據塊錯誤則進入步驟S311；
步驟S304，下行目標信噪比減少一個步長STEP；步驟S305，判斷調整後的目標信噪比是否小於SIR_min，若是則執行步驟S306，若不是則進入步驟S307；步驟S306，令目標信噪比等於SIR_min，並跳入步驟S318；步驟S307，改變調整步長，使調整步長STEP增加Add，但調整步長不能超過STEP_max，取調整步長為STEP+Add與STEP_max的較小者；步驟S308，移動臺接收下一個下行數據塊；步驟S309，判斷此數據塊的CRC校驗是否正確，若是則返回執行步驟S304，若不是則執行步驟S310；步驟S310，目標信噪比增加上次調整步長的一半，然後執行步驟S318；步驟S311，下行目標信噪比增加一個步長STEP；步驟S312，判斷調整後的目標信噪比是否大於SIR_max，若是則執行步驟S313，若不是則執行步驟S314；步驟S313，設置目標信噪比等於SIR_max，並進入步驟S318；步驟S314，調整步長，步長STEP增加Add，但步長不能超過STEP_max，取步長為STEP+Add與STEP_max的較小者；步驟S315，移動臺接收下一個下行數據塊；步驟S316，判斷此數據塊的CRC校驗是否正確，若是則執行步驟S317，若不是則返回執行步驟S311；步驟S317，目標信噪比減小上次調整步長的一半，然後執行步驟S318；步驟S318，結束下行初始目標信噪比收斂過程，進入穩態慢速外環功率控制調整過程。
為了保證下行目標信噪比調整的精度和準確度，防止目標信噪比調整的跨度太大，設置的最大調整步長STEP_max，參數STEP_max的大小可由仿真確定。另外，為了防止對下行目標信噪比發生過調現象，本算法設置了目標信噪比的上下門限SIR_max、SIR_min。針對不同的業務類型，參數SIR_max和SIR_min的大小進行修改。
若移動臺接收下行數據塊由原來的CRC錯誤變為CRC正確後，則認為初始下行目標信噪比收斂了，此時令目標信噪比SIR_target＝SIR_target-STEP/2。同理，若移動臺接收下行數據塊由原來的CRC正確變為CRC錯誤後，也認為初始下行目標信噪比收斂了，此時令目標信噪比SIR_target＝SIR_target+STEP/2。當判斷初始目標信噪比收斂後讓目標信噪比減小或增大半個調整步長，這樣做的目的是減小目標信噪比調整的誤差。
以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但本發明並非局限於此，本領域的技術人員能思之的變化都應落在本發明的保護範圍內，本領域的技術人員能思之的變化都應落在本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種實現目標信噪比快速收斂的發射功率控制方法，通過控制接收端目標信噪比來調整發送端的發射功率，其特徵在於，包括(1)所述接收端進行初始設置，所述初始設置至少包括設置步長的初始值；(2)所述接收端接收所述發送端發送的數據塊，保存所述數據塊循環冗餘CRC的校驗結果；(3)所述接收端根據所述校驗結果調整所述目標信噪比若所述校驗結果為正確，則將目標信噪比的值向下調整至少一個所述步長，若所述校驗結果為錯誤，則將目標信噪比的值向上調整至少一個所述步長；(4)接收端將目標信噪比與本端測量的信噪比進行比較，然後產生相應命令發送給發射端，以使發送端根據其命令調整其發射功率；(5)所述接收端判斷再次接收到數據塊的CRC檢驗結果是否已發生變化，若否，則進行步驟(3)，反之，結束目標信噪比快速收斂，進入穩態慢速外環功控調整過程。
2.如權利要求1所述的實現目標信噪比快速收斂的發射功率控制方法，其特徵在於，步驟(1)中所述初始設置還包括設置一個步長增加量；步驟(3)還進一步包括將所述步長的值向上調整一個所述步長增加量。
3.如權利要求2所述的實現目標信噪比快速收斂的發射功率控制方法，其特徵在於，步驟(1)中所述初始設置還包括設置最大調整步長；步驟(3)還進一步包括當所述步長大於最大調整步長時，所述步長設置為最大調整步長。
4.如權利要求1或3所述的一種實現目標信噪比快速收斂的發射功率控制方法，其特徵在於，步驟(5)中，當所述接收端再次接收到數據塊的CRC檢驗結果已發生變化時，在結束目標信噪比快速收斂之前，先將所述目標信噪比反向調整上次步長的一半。
5.如權利要求1或4所述的實現目標信噪比快速收斂的發射功率控制方法，其特徵在於，步驟(1)所述初始設置還包括設置目標信噪比上限值和目標信噪比下限值；步驟(3)還進一步包括當所述校驗結果為正確且所述目標信噪比小於目標信噪比下限值時，則進入所述穩態慢速外環功控調整過程；當所述校驗結果為錯誤且所述目標信噪比大於目標信噪比上限值時，則進入所述穩態外環功控慢速調整過程。
6.如權利要求1所述的實現目標信噪比快速收斂的發射功率控制方法，其特徵在於，所述命令為傳送功率控制命令。
7.如權利要求1或5所述的實現目標信噪比快速收斂的發射功率控制方法，其特徵在於，所述穩態慢速外環功控調整過程具體為(a)接收端依據預先設定的功控調整周期測量接收到的數據的誤塊率，所述功控調整周期為一個誤塊率的統計周期；(b)接收端根據接收到的誤塊率與預先設定目標誤塊率的比較，調整目標信噪比當所述誤塊率大於預先設定目標誤塊率時，目標信噪比向上調整一個預先設定的步長；當所述誤塊率小於預先設定目標誤塊率時，目標信噪比向下調整一個預先設定的步長；(c)接收端將目標信噪比與本端測量的信噪比進行比較，然後產生傳送功率控制命令發送給發射端，以使發送端根據其命令調整其發射功率。
8.如權利要求1所述的實現目標信噪比快速收斂的發射功率控制方法，其特徵在於，所述方法適用於無線連結建立之初時的發射功率控制。
全文摘要
本發明公開一種實現目標信噪比快速收斂的發射功率控制方法，包括(1)接收端進行初始設置，初始設置至少包括設置步長的初始值；(2)接收端接收發送端發送的數據塊，保存CRC的校驗結果；(3)接收端根據校驗結果調整目標信噪比若校驗結果為正確，則將目標信噪比的值向下調整至少一個步長，若校驗結果為錯誤，則將目標信噪比的值向上調整至少一個步長；(4)接收端將目標信噪比與本端測量的信噪比進行比較，然後產生TPC命令發送給發射端，以使發送端調整其發射功率；(5)接收端判斷再次接收到數據塊的CRC檢驗結果是否已發生變化，若否，則進行步驟(3)，反之，結束目標信噪比快速收斂，進入穩態慢速外環功率控制調整過程。
文檔編號H04B7/005GK1773884SQ20041008888
公開日2006年5月17日 申請日期2004年11月8日 優先權日2004年11月8日
發明者李楠, 王定偉 申請人:大唐移動通信設備有限公司