一種改善移動通信系統功率控制性能的方法
2023-12-03 12:05:51 1
專利名稱：一種改善移動通信系統功率控制性能的方法
技術領域：
本發明涉及移動通信系統中的功率控制方法，尤其涉及的是一種適用於第三代移動通信系統中用於克服信道衰落和減小多址幹擾的閉環功率控制方法。
背景技術：
在移動通信系統中，接收端接收到的信號往往是經過周圍物體的多重反射、折射得到的不同時延的多個樣本的疊加，由於移動臺與基站之間的相對運動或周圍物體的運動，使得移動信道通常呈現衰落特性，影響接收機的性能。同時，第三代移動通信使用碼分多址技術，多址幹擾是影響接收機性能的又一因素。為了提高接收機性能，需要採用多種信號處理技術。快速閉環功率控制技術是第三代移動通信系統中克服多徑衰落、降低多址幹擾的重要手段之一。
閉環功率控制技術是在基站與移動臺之間形成閉環系統來控制基站或移動臺的發射功率。如圖1所示的，主要是通過比較測量信幹比與目標信幹比的關係，得到用於功率控制的TPC命令；基站(或移動臺)解調來自移動臺(或基站)的接收信號，估算接收信號的信幹比SIRmeas，並與目標信幹比SIRtarget進行比較，SIRmeas高於SIRtarget時產生用於降低發射功率的TPC命令、低於SIRtarget時產生用於提高發射功率的TPC命令。TPC命令在下行(或上行)專用信道中發射給移動臺(或基站)，移動臺(或基站)根據解調得到的TPC命令決定降低或提高當前的發射功率。
實際應用系統中，從基站(或移動臺)解調接收數據、測量信幹比、產生並發射TPC命令，到移動臺(或基站)解調接收數據、得到TPC命令、改變發射功率的整個過程會有一定的系統延遲；用於功率控制的信幹比可能是多個時隙甚至多個無線幀平均的結果；而且閉環功控是以一定的步長逐步控制的。這樣，閉環功率控制系統的帶寬會受到限制，當信道衰落帶寬與閉環功控系統帶寬相當或大於閉環功控帶寬時，閉環功率控制系統的抗衰落性能會降低甚至起到相反的作用，從而影響了整個基站系統的性能、降低系統容量。
因此，現有技術存在缺陷，而有待於改進和發展。
發明內容
本發明的目的在於提供一種改善移動通信系統功率控制性能的方法，用於改進的閉環功率控制，改善閉環功率控制方法的抗信道衰落能力，從而提高整個移動通信系統的性能。
本發明的技術方案包括 一種改善移動通信系統功率控制性能的方法，包括以下步驟 A.基站或移動臺將接收到的訓練序列I/Q數據與本地產生的已知訓練序列進行相關運算，得到信道衝擊響應的原始估值，計算衝擊響應的抽頭能量； B.計算平均噪聲能量系統初始上電時，直接使用原始估值的抽頭能量計算噪聲能量，並作為初值對噪聲能量進行遞歸平均得到平均噪聲能量； C.將平均噪聲能量與一設定的門限相乘得到多徑判決門限； D.比較衝擊響應的抽頭能量與多徑判決門限的大小，如果衝擊響應的抽頭能量大於多徑判決門限則認為該抽頭為有效多徑，否則認為該抽頭為噪聲抽頭，從而得到經過多徑判決的信道衝擊響應，所述噪聲抽頭用於後續過程中計算噪聲能量； E.如果某用戶的信道衝擊響應沒有一個抽頭的能量超過所述多徑判決門限，則直接設置該用戶的TPC命令值； F.將該用戶的TPC填入相應的下行或上行專用信道，發送給移動臺或基站。
所述的方法，其中，所述步驟E中如果該用戶的信道衝擊響應有一個抽頭的能量超過所述多徑判決門限，則順次執行以下步驟 G.根據經過多徑判決的衝擊響應對接收到的I/Q用戶數據進行解調，得到解調後的用戶數據； H.根據解調結果測量信幹比，比較測量得到的信幹比與目標信幹比的關係，相應設置該用戶的TPC命令值； I.將該TPC填入相應的下行或上行專用信道，發送給移動臺或基站。
所述的方法，其中，所述步驟E中設置所述TPC命令值為11。
所述的方法，其中，所述步驟H中設置TPC命令值為若測量得到的信幹比大於目標信幹比，則TPC＝00；否則TPC＝11。
本發明所提供的一種改善移動通信系統功率控制性能的方法，與現有技術相比，在不改變現有功率控制基本流程的基礎上，通過較小的改動，改善現有功率控制技術對信道快速衰落的適應能力，提高了實際系統的功率控制性能和系統性能。
圖1為現有技術的功率控制方法的原理框圖； 圖2是本發明所述的功率控制方法原理框圖； 圖3為本發明所述的功率控制方法實現流程示意圖。
具體實施例方式 以下結合附圖，將對本發明的較佳實施例進行較為詳細的說明，以使本發明的技術方案及其有益效果顯而易見。
本發明所述改善移動通信系統功率控制性能的方法，如圖2和圖3所示的，包括以下步驟 A.基站或移動臺將接收到的訓練序列I/Q數據與本地產生的已知訓練序列進行相關運算，得到信道衝擊響應的原始估值，並計算衝擊響應的抽頭能量。
B.計算平均噪聲能量系統初始上電時，由於沒有用戶接入，可以直接使用原始估值的抽頭能量計算噪聲能量，並作為初值對噪聲能量進行遞歸平均得到平均噪聲能量。
C.將平均噪聲能量與一設定的門限相乘得到多徑判決門限。
D.比較衝擊響應的抽頭能量與多徑判決門限的大小，大於判決門限則認為該抽頭為有效多徑，否則則認為該抽頭為噪聲抽頭。從而得到經過多徑判決的信道衝擊響應，噪聲抽頭用於後續過程中計算噪聲能量。
E.如果某用戶的信道衝擊響應沒有一個抽頭的能量超過多徑判決門限，則直接將該用戶的TPC置為11，並且跳過所述步驟6)～8)，直接進行步驟9)的操作。否則，順次進行步驟6)～9)的操作。
F.根據經過多徑判決的衝擊響應對接收到的I/Q用戶數據進行解調，得到解調後的用戶數據。
G.根據解調結果測量信幹比SIRmeas。
H.比較測量得到的信幹比SIRmeas與目標信幹比SIRtarget的關係，若SIRmeas＞SIRtarget，則TPC＝00；否則TPC＝11。
I.將TPC填入相應的下行或上行專用信道，發送給移動臺或基站。
圖2所示是本發明所述的功率控制方法原理框圖，除了使用現有技術中比較測量信幹比與目標信幹比的關係的方法外，增加了通過多徑判決結果直接產生TPC命令的方法。
下面以TD-SCDMA系統為具體實施例，敘述本發明方法的具體實現方式。
在TD-SCDMA常規時隙，發射長為144chips的midamble偏移序列，每個midamble偏移對應一個用戶，用以區別不同的信道。設接收數據中的midamble偏移部分的後128個chips表示為基本midamble經過複數化後表示為則信道衝擊響應按以下方式進行估計 h＝[h0，h1，...，hP-1]＝IFFT(FFT(mR)./FFT(mB)) 根據TD-SCDMA系統midamble偏移的產生方式，需要對以上結果的順序進行重新排列。即h′＝[h′0，h′1，…，h′P-1]，而 h′i＝h(i+P+1/2-(K-1)W)mod P，i＝0，…，P-1，其中K為小區的最大midamble偏移數、W為信道估計窗寬，且
代表向下取整。
根據h′計算衝擊響應的能量估值Q，即 Q＝[q0，q1，...，qP-1]＝|h′|2＝[|h′0|2 ，|h′1|2，...，|h′P-1|2] 在小區建立的初始階段，沒有用戶接入，因此以上的h或h′認為就是噪聲，所以可以得到噪聲能量估值 對Nn進行遞歸濾波得到平均噪聲能量Nn＝p·Nn-1+(1-p)·Nn，其中n代表子幀。在無線鏈路建立的第一子幀，平均噪聲能量取第一子幀的瞬時值。
設多徑判決門限Γ＝Γ1×Nn，Γ1一般取3～5。
所述對原始的衝擊響應h′進行多徑判決過程包括若抽頭能量大於門限值Γ，則保留h′相應抽頭位置的衝擊響應值不變，否則將h′相應位置的衝擊響應置為0。這樣就可以得到有效多徑抽頭，同時可以得到噪聲抽頭向量N＝[n0，n1，...，nP-1]，該噪聲向量用於後續的噪聲能量計算。即 For i＝0:P-1{ifqi＜Γ<!-- SIPO -->then{h″(i)＝0；n(i)＝h′(i)；}else{h″(i)＝h′(i)；n(i)＝0；}} 根據無線鏈路建立時分配到每個用戶(或擴頻碼)的midamble偏移編號k(0≤k≤K-1)和窗寬W可以得到某個用戶對應的衝擊響應hk用於後續的聯合檢測及功率控制算法 根據TD-SCDMA系統的midamble偏移分配方式，每個UE可能有一個或幾個midamble偏移。如果某個UE對應的所有的midamble偏移中，有一個或多個midamble偏移對應的信道衝擊響應hk的全部元素為0，即該衝擊響應的所有抽頭能量沒有超過多徑判決門限，則認為該UE的發射功率偏小，直接將該UE的TPC置為11。否則根據多徑判決後的信道衝擊響應hk解調該用戶接收數據，並按下述方法計算TPC值。
設第n個子幀中某用戶的信幹比測量值為SIRmeas(n)，則該用戶的信幹比測量平均值為 SIRmeas(n)＝(1-p)·SIRmeas(n-1)+p·SIRmeas(n) 其中n代表子幀，p為濾波常數且0≤p≤1。
根據SIRmeas(n)與SIRtarget的關係得到TPC命令的取值，即 該TPC命令填入下行或上行DPCH信道的相應位置，通知UE或Node B調節當前的發射功率。
本發明所述改善移動通信系統功率控制性能的方法，與現有技術相比，主要是增加了通過多徑判決結果直接產生TPC命令的步驟，取得的有益效果為在不改變現有功率控制基本流程的基礎上，通過較小的改動，改善現有功率控制技術對信道快速衰落的適應能力，提高了實際系統的功率控制性能和系統性能。
應當理解的是，上述針對具體實施例的描述較為詳細，但不能因此而認為是對本發明專利保護範圍的限制，本發明的專利保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1、一種改善移動通信系統功率控制性能的方法，包括以下步驟
A.基站或移動臺將接收到的訓練序列I/Q數據與本地產生的已知訓練序列進行相關運算，得到信道衝擊響應的原始估值，計算衝擊響應的抽頭能量；
B.計算平均噪聲能量系統初始上電時，直接使用原始估值的抽頭能量計算噪聲能量，並作為初值對噪聲能量進行遞歸平均得到平均噪聲能量；
C.將平均噪聲能量與一設定的門限相乘得到多徑判決門限；
D.比較衝擊響應的抽頭能量與多徑判決門限的大小，如果衝擊響應的抽頭能量大於多徑判決門限則認為該抽頭為有效多徑，否則認為該抽頭為噪聲抽頭，從而得到經過多徑判決的信道衝擊響應，所述噪聲抽頭用於後續過程中計算噪聲能量；
E.如果某用戶的信道衝擊響應沒有一個抽頭的能量超過所述多徑判決門限，則直接設置該用戶的TPC命令值；
F.將該用戶的TPC填入相應的下行或上行專用信道，發送給移動臺或基站。
2、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟E中如果該用戶的信道衝擊響應有一個抽頭的能量超過所述多徑判決門限，則順次執行以下步驟
G.根據經過多徑判決的衝擊響應對接收到的I/Q用戶數據進行解調，得到解調後的用戶數據；
H.根據解調結果測量信幹比，比較測量得到的信幹比與目標信幹比的關係，相應設置該用戶的TPC命令值；
I.將該TPC填入相應的下行或上行專用信道，發送給移動臺或基站。
3、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟E中設置所述TPC命令值為11。
4、根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述步驟H中設置TPC命令值為若測量得到的信幹比大於目標信幹比，則TPC＝00；否則TPC＝11。
全文摘要
本發明公開了一種改善移動通信系統功率控制性能的方法，包括基站或移動臺得到信道衝擊響應的原始估值，計算衝擊響應的抽頭能量；計算平均噪聲能量；將平均噪聲能量與一設定的門限相乘得到多徑判決門限；比較衝擊響應的抽頭能量與多徑判決門限的大小，得到經過多徑判決的信道衝擊響應；如果某用戶的信道衝擊響應沒有一個抽頭的能量超過所述多徑判決門限，則直接設置該用戶的TPC命令值；將該用戶的TPC填入相應的下行或上行專用信道，發送給移動臺或基站。本發明方法在不改變現有功率控制基本流程的基礎上，通過較小的改動，改善現有功率控制技術對信道快速衰落的適應能力，提高了實際系統的功率控制性能和系統性能。
文檔編號H04B7/005GK1929328SQ200610073499
公開日2007年3月14日 申請日期2006年3月29日 優先權日2005年9月5日
發明者康鳳岐, 姚平 申請人:中興通訊股份有限公司