碼分多址移動通信系統中的變步長功率控制方法

2023-05-17 04:38:51

專利名稱：碼分多址移動通信系統中的變步長功率控制方法
技術領域：
本發明涉及一種變步長功率控制方法，尤其涉及一種碼分多址(CodeDivision Multiple Access)(以下簡稱CDMA)移動通信系統的變步長功率控制方法。
背景技術：
在CDMA移動通信系統中，採用前向功率控制和反向功率控制技術，它們的目的都是在滿足接收機解調最小信噪比需求下使發射功率儘可能小。對於無線環境變化劇烈的移動通信系統來說，為了達到這個目的，要求功率控制技術能夠跟蹤無線信道的各種衰落，及時地彌補信道地衰落，保證通信質量且不浪費發射功率。
前向功率控制算法在移動臺側執行。移動臺按照一定的周期測量前向業務信道的信噪比，並將該測量值與目標信噪比相比較。當測試得到的信噪比小於目標信噪比時，移動臺就置前向功率控制比特為「1」，要求基站提高前向業務信道的發射功率。當測試得到的信噪比大於目標信噪比，移動臺就置前向功率控制比特為「-1」，要求基站降低前向業務信道的發射功率。基站接收到前向功率控制比特後，按照一定的步長提高或者降低前向業務信道的發射功率。如果這個升降的步長不合理，則會造成功率的過調或者較慢的功率控制收斂，從而影響用戶的通信質量和系統的穩定性。類似地，如果反向功率控制步長設置不合理，則會增加反向幹擾或者導致通話突然中斷。所以，功率控制步長應該自適應響應無線環境的變化，提高功率控制的性能。
專利號為US6212399的美國專利提供了一種動態設置功率控制步長的方法，基站接收N個前向功率控制比特bi-n+1...bi，計算這些功率控制比特和的絕對值，即 然後根據這個結果來調整功率控制步長。這種方法存在一個問題，例如假設接收到的功率控制比特分別是{1-11-11-11-11-11-11-11-11-11-1}和{1111111111-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1}，它們和的絕對值是相同的，故功率控制步長是相同的。實際上，如果移動臺產生的前向功率控制比特連續為「1」的長度較大時，如上面的{1111111111-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1}，說明移動臺遭受了深度衰落，則應該採用大功率控制步長來克服深度衰落帶來的影響；如果一段時間內，移動臺產生的前向功率控制比特「1」和「-1」分布均勻，如上面的{1-11-11-11-11-11-11-11-11-11-1}，說明無線環境變化平坦，則採用小功率步長，避免功率的過調。因此，上述方法不能有效地跟蹤無線環境的變化，無法合理地設置功率控制步長。

發明內容
鑑於上述問題，本發明的目的在於提供CDMA移動通信系統中的變步長功率控制方法，其主要是根據功率控制比特的變化情況，動態地設置功率控制步長，以提高用戶的通信質量和系統的穩定性。
本發明的CDMA移動通信系統中的變步長功率控制方法，其特徵在於包括如下步驟步驟S1接收端接收N個功率控制比特；步驟S2記錄功率控制比特變化的次數和功率控制比特連續為「1」的長度；步驟S3如果步驟S2中功率控制比特變化的次數大於門限A，則功率控制步長取最小步長STEP1；否則，執行步驟S4；
步驟S4取步驟S2中功率控制比特連續為「1」的長度的最大值，根據該值的大小確定功率控制步長。
其中，當上述步驟S1中的接收端是移動臺時，上述N個功率控制比特為前向功率控制比特；當上述步驟S1中的接收端是基站時，上述N個功率控制比特為反向功率控制比特。上述N的取值可以通過測量獲得，並且其值與基站和移動臺所處的實際地形相對應，例如密集城區的N值比郊區的N值小。N的取值應該保證N個功率控制比特能夠反映實際的地形。上述步驟S3中的門限A的取值範圍在 N-1)之間，當 不能整除時，則向上取整。該門限A的最優值可以通過測量獲得，並且應該使得上述接收端的誤幀率最低。
上述步驟S4包括如下步驟步驟S41如果功率控制比特連續為「1」的長度的最大值小於門限N/4，則功率控制步長取小步長STEP2；否則執行步驟S42；步驟S42如果功率控制比特連續為「1」的長度的最大值大於門限N/4，但是小於門限N/2，則功率控制步長取次長步長STEP3；否則，執行步驟S43；步驟S43如果功率控制比特連續為「1」的長度的最大值大於門限N/2，則功率控制步長取最大步長STEP4。
其中，上述步長STEP1、STEP2、STEP3、STEP4的關係為STEP1＜STEP2＜STEP3＜STEP4。
綜上所述，本發明的方法，可以有效地跟蹤無線環境的變化，從而可以有效地彌補信道衰落，加快功率控制的收斂速度，提高用戶的通信質量和系統的穩定性。
下面結合附圖，以較佳實施例對本發明所述方法的具體實施作進一步的詳細說明。對於熟悉本技術領域的人員而言，從對本發明方法的詳細說明中，本發明的上述和其他目的、特徵和優點將顯而易見。


圖1A及圖1B是CDMA移動通信系統的功率控制示意圖。
圖2是本發明方法的總流程圖。
圖3是本發明方法中的步驟S4的流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明的技術方案做詳細的說明。
圖1A及圖1B給出了CDMA移動通信系統中的功率控制方式。對於前向功率控制，如圖1A所示，移動臺按照一定的外環算法確定目標通信通道每比特的能量與接收寬帶上的總噪聲的比值(Energybit/Noise total)(以下簡稱Eb/Nt)，每1.25毫秒測量接收到的Eb/Nt；當測量得到的Eb/Nt小於目標Eb/Nt，移動臺就置前向功率控制比特為「1」(表示上升)；當測量得到的Eb/Nt大於目標Eb/Nt，移動臺就置前向功率控制比特為「-1」(表示下降)；當基站接收到前向功率控制比特後，按照一定的步長提高或者降低前向業務信道的發射功率。對於反向功率控制，如圖1B所示，基站按照一定的外環算法確定目標Eb/Nt，每1.25毫秒測量接收到的Eb/Nt；當測量得到的Eb/Nt小於目標Eb/Nt，基站置反向功率控制比特為「1」(表示上升)；當測量得到的Eb/Nt大於目標Eb/Nt，基站置反向功率控制比特為「-1」(表示下降)；當移動臺接收到反向功率控制比特後，按照一定的步長提高或者降低反向業務信道的發射功率。
圖2是本發明方法的總流程圖。首先，步驟21接收端接收N個功率控制比特，比如接收到的12個功率控制比特為{111100101100}。接著，步驟22記錄功率控制比特變化的次數和功率控制比特連續為「1」的長度。在{111100101100}中，功率控制比特變化的次數為5次，功率控制比特連續為「1」的長度為4、1、2。步驟23判斷功率控制比特變化的次數是否大於門限A。由於N的值為12，門限A的取值範圍在(9，11)之間，我們取門限A為9。如果功率控制比特變化的次數大於9，說明功率控制比特「1」和「-1」分布比較均勻，則功率控制步長取最小步長STEP1。如果功率控制比特變化的次數小於9，如本實施例中功率控制比特變化的次數5小於門限A的值9，則需要轉到步驟25，根據功率控制比特連續為「1」的長度的最大值確定功率控制步長，判斷方法如圖3所示。在{111100101100}中，功率控制比特連續為「1」的長度的最大值為4。根據圖3的步驟31判斷如果該值小於門限3(N/4)，則功率控制步長取次小步長STEP2。否則，根據步驟32判斷如果該值大於門限3(N/4)，但是小於門限6(N/2)，則功率控制步長取次大步長STEP3。根據步驟34判斷如果該值大於門限6(N/2)，則功率控制步長取最大步長STEP4。這樣處理能夠保證功率控制比特連續為「1」的長度較短時採用較小步長，保證功率控制比特連續為「1」的長度較長時採用大步長，從而及時地彌補信道衰落，保證通信質量且不浪費發射功率。
雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但這只是為了便於理解而舉的一個形象化的實例，不應被視為是對本發明範圍的限制。同樣，任何所屬技術領域的普通專業人員均可根據本發明的技術方案及其較佳實施例的描述，做出各種可能的等同改變或替換，但所有這些改變或替換都應屬於本發明的權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種碼分多址移動通信系統中的變步長功率控制方法，其特徵在於包括如下步驟步驟S1接收端接收N個功率控制比特；步驟S2記錄功率控制比特變化的次數，以及功率控制比特連續為「1」的長度；步驟S3如果步驟S2中功率控制比特變化的次數大於門限A，則功率控制步長取最小步長STEP1；否則，執行步驟S4；步驟S4取步驟S2中功率控制比特連續為「1」的長度的最大值，根據該值的大小確定功率控制步長。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於當上述步驟S1中的接收端是移動臺時，N個功率控制比特為前向功率控制比特。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於當上述步驟S1中的接收端是基站時，N個功率控制比特為反向功率控制比特。
4.根據權利要求2或3所述的方法，其特徵在於上述N的取值通過測量獲得，並且其值與基站和移動臺所處的實際地形相對應。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於上述步驟S3中的門限A的取值範圍在( N-1)之間，當 不能整除時，則向上取整。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於上述門限A的最優值通過測量獲得，並且使得上述接收端的誤幀率最低。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於上述步驟S4確定功率控制步長的步驟為步驟S41如果功率控制比特連續為「1」的長度的最大值小於門限N/4，則功率控制步長取小步長STEP2；否則執行步驟S42；步驟S42如果功率控制比特連續為「1」的長度的最大值大於門限N/4，但是小於門限N/2，則功率控制步長取次長步長STEP3；否則，執行步驟S43；步驟S43如果功率控制比特連續為「1」的長度的最大值大於門限N/2，則功率控制步長取最大步長STEP4。
全文摘要
本發明的CDMA移動通信系統中的變步長功率控制方法主要包括步驟S1接收端接收N個功率控制比特；步驟S2記錄功率控制比特變化的次數和功率控制比特連續為「1」的長度；步驟S3如果步驟S2中功率控制比特變化的次數大於門限A，則功率控制步長取最小步長STEP1；否則，執行步驟S4；步驟S4取步驟S2中功率控制比特連續為「1」的長度的最大值，根據該值的大小確定功率控制步長。本發明所述的方法，可以有效地跟蹤無線環境的變化，從而可以有效地彌補信道衰落，加快功率控制的收斂速度，提高用戶的通信質量和系統的穩定性。
文檔編號H04B7/005GK1855755SQ20051006810
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月26日 優先權日2005年4月26日
發明者李欣 申請人:中興通訊股份有限公司