CN101123601A - 一种多载波通信系统中的功率校正方法 - Google Patents

Abstract

一种多载波通信系统中的功率校正方法，包括：1.端A根据EESM将系统中各子载波当前的SINR映射成当前有效SINR；2.端A根据AWGN信道下SINR与BLER的对应关系得到系统的目标BLER对应的目标有效SINR；3.端A根据目标有效SINR与当前有效SINR的差值、功率校正修正值及差值保留值确定当前的功率校正值；4.端A将当前的功率校正值发送给端D，端D根据当前的功率校正值对功率进行校正后，端A根据EESM将各子载波当前的SINR映射成当前有效SINR并判断当前有效SINR与目标有效SINR是否相同，若相同，则结束本流程，否则，将的功率校正值赋给功率校正修正值、所述差值赋给差值保留值，并回到步骤3。本发明在较短的时间内把功率校正到目标值，减少了功率的振荡起伏。

Description

一种多载波通信系统中的功率校正方法

技术领域

本发明涉及一种功率校正方法，尤其是一种多载波通信系统中的功率校正方法。

背景技术

功率校正的目的是保证通信质量、减小干扰、降低功耗。对于无线传输，为了获得好的通信质量，在不产生严重干扰的前提下，通过提高发射功率以提高SINR(Signal-to-Interference and NoiseRatio，信号干扰噪声比)，从而降低系统的BLER(block error rate，误码率)、提高系统的性能；在BLER达到或高于要求时，若SINR仍然高于其所对应的门限，则可以通过降低信号的发射功率来进一步减小干扰。

在申请号为200610087114.X名称为“通信系统中的功率控制方法及其系统”的专利申请中介绍了一种上行功率校正的方法。其主要思想是根据系统测量得到的BLER调整发射功率门限：在测得的BLER高时，提高发射功率门限；反之，则降低发射功率门限；并通过实际接收的功率值与功率门限值之间的比较，进行功率的校正：当实际接收的功率值低于功率门限值，提高发射功率；反之，则降低发射功率。这种方法是以BLER的实际测量为基础的，而BLER的准确测量存在一定的滞后，在快速移动信道这种滞后影响会比较大。另外，决定系统性能的是SINR，在不同的信道条件下，提高功率值未必能有效地提高SINR达到所需水平。

在多载波系统中，如OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用)系统中，常规的发射功率校正方法如图1所示，包括以下步骤：步骤101：基站根据接收到的移动台的上行数据测量各子载波的SINR，并计算各子载波的SINR的算术平均SINR；步骤102：将算术平均SINR与门限SINR₀进行比较，若算术平均SINR小于门限SINR₀，则执行步骤103，即在最高允许发射功率门限下，相应地提高功率校正值，反之则执行步骤104，即降低功率校正值；步骤105：基站将功率校正值反馈给移动台，移动台接收到该功率校正值后，相应地调整发射功率。其中，门限SINR₀为一定BLER要求下的SINR。在AWGN(Additive White Gaussian Noise，加性白高斯噪声)信道下，对于同一种调制编码方式，信道的SINR与BLER之间存在固定的对应关系。发射功率增加1dB，则SINR增加1dB，即发射功率与SINR成线性关系。对于多载波系统，多个子载波具有一组SINR值，在频率选择性衰落信道或其它快速移动信道条件下，这一组SINR值的算术平均值并不能反映信道的真实情况，并且，此时的SINR的平均值与BLER已经不能形成简单的对应关系。相应地，基于平均SINR值测量的功率调整，必然失去其有效性，其调整的误差和波动性都比较大，往往不能满足系统性能的要求。此外，以平均SINR测量为基准进行功率调整，存在功率和SINR振荡起伏的问题。其一方面是由信道的快速变化引起的，另一方面，在低信噪比情况下，平均SINR的测量误差会增大，从而影响调整的精度。总之，以各个子载波的算术平均SINR为功率校正基准，会造成调整功率振荡起伏，大大增多了功率校正信息的交互，增大了系统的开销。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多载波系统中在频率选择性衰落信道或者其它快速移动信道条件下高效实现系统功率校正的多载波系统中的功率校正方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多载波通信系统中的功率校正方法，包括以下步骤：

1.1端A根据EESM(Exponential Effective SINR Method，指数有效SINR方法)将所述多载波通信系统中各子载波当前的SINR映射成当前有效SINR；

1.2所述端A根据AWGN信道下SINR与BLER的对应关系得到所述多载波通信系统的目标BLER对应的目标有效SINR；

1.3所述端A根据所述目标有效SINR与所述当前有效SINR的差值、功率校正修正值及差值保留值确定当前的功率校正值；

1.4所述端A将所述当前的功率校正值发送给端D，所述端D根据所述当前的功率校正值对功率进行校正后，所述端A根据EESM将所述各子载波当前的SINR映射成当前有效SINR并判断所述当前有效SINR与所述目标有效SINR是否相同，若相同，则结束本流程，否则，将所述当前的功率校正值赋给所述功率校正修正值、所述差值赋给所述差值保留值，并回到步骤1.3。

上述方案中，所述步骤1.3中所述当前的功率校正值通过以下方法确定，其中，C’表示所述当前的功率校正值，C表示所述功率校正修正值，B表示所述差值，B’表示所述差值保留值：若为第一次计算所述当前的功率校正值，则C’＝B；否则，C’＝C+B*C/B’。

上述方案中，所述步骤1.4中，所述端D根据所述当前的功率校正值对功率进行校正后，所述当前有效SINR通过下式确定：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{eff}}^{\′}=-\mathrm{\β}\ln (\frac{1}{N}\·\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{-\frac{{\mathrm{\γ}}_i^{\′}}{\mathrm{\β}}})$

其中，γ_eff′表示端D对功率进行校正后的当前有效SINR，β为仅与所述多载波通信系统中子载波使用的调制和编码方式有关的尺度因子，N为所述多载波通信系统中子载波的个数，γ_i′表示端D对功率进行校正后的第i个子载波的SINR。

上述方案中，所述端D对功率进行校正后的各子载波的SINR为所述端D对功率进行校正后，所述端A测量所述各子载波的SINR得到的。

上述方案中，所述步骤1.1中将所述多载波通信系统中各子载波的SINR映射成当前有效SINR通过下式实现：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{eff}}=-\mathrm{\β}\ln (\frac{1}{N}\·\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{-\frac{{\mathrm{\γ}}_i}{\mathrm{\β}}})$

其中，γ_eff表示端D未对功率进行校正时的当前有效SINR，β为仅与所述多载波通信系统中子载波使用的调制和编码方式有关的尺度因子，N为所述多载波通信系统中子载波的个数，γ_i表示端D未对功率进行校正时第i个子载波的SINR。

上述方案中，所述端D未对功率进行校正时各子载波的SINR为所述端D未对功率进行校正时，所述端A测量所述各子载波的SINR得到的。

上述方案中，所述步骤1.2是通过查加性高斯白噪声信道下SINR与BLER的对应曲线实现的。

上述方案中，对上行功率校正时，所述端A为基站，所述端D为移动台。

上述方案中，对下行功率校正时，所述端A为移动台，所述端D为基站。

本发明的有益效果主要表现在：本发明提供的技术方案利用EESM把多个具有相同调制编码方式的子载波的SINR值映射成当前有效的SINR值，利用此当前有效的SINR值从基本的AWGN信道的性能曲线上查到预测的BLER，并通过对功率的校正把当前有效的SINR值调整到目标有效SINR值上，从而满足了信道性能的要求，本发明在较短的时间内把功率校正到目标值，减少了功率的振荡起伏，有效地降低了系统的消耗，提高了功率校正的精度和效率。

附图说明

图1为多载波系统中移动台根据基站的反馈信息进行常规的功率校正方法流程图；

图2为本发明多载波系统中的功率校正方法流程图。

具体实施方式

图1已在背景技术中加以描述，此处不再赘述。

本发明的核心思想是依据EESM方法，即指数有效SINR测量方法，得到映射到AWGN信道的当前有效SINR，通过与要达到目标BLER要求的目标有效SINR对比，得到需要校正的SINR差值，然后通过功率调整使当前有效SINR达到目标有效值SINR。下面，参照图2对本发明作进一步的描述。

一种多载波通信系统中的功率校正方法，包括以下步骤：

步骤201：端A测量端D未对功率进行校正时，多载波系统各子载波的SINR，根据EESM将多载波通信系统中各子载波当前的SINR映射成当前有效SINR，其通过下式实现：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{eff}}=-\mathrm{\β}\ln (\frac{1}{N}\·\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{-\frac{{\mathrm{\γ}}_i}{\mathrm{\β}}})$

其中，γ_eff表示端D未对功率进行校正时的当前有效SINR，β为尺度因子，仅与多载波通信系统中子载波使用的调制和编码方式有关，N为多载波通信系统中子载波的个数，γ_i表示端D未对功率进行校正时第i个子载波的SINR；

步骤202：端A通过查AWGN信道下SINR与BLER的对应曲线得到多载波通信系统的目标BLER对应的目标有效SINR，在这里，目标有效SINR为AWGN信道、一定调制编码方式下，目标BLER所对应的SINR值；

步骤203：端A确定目标有效SINR与当前有效SINR的差值；

步骤204：端A根据该差值、功率校正修正值及差值保留值确定当前的功率校正值：若为第一次计算所述当前的功率校正值，则C’＝B；否则，C’＝C+B*C/B’；其中，C’表示当前的功率校正值，C表示功率校正修正值，B表示该差值，B’表示差值保留值；

步骤205：端A将当前的功率校正值发送给端D，端D根据当前的功率校正值对功率进行校正，端A在端D对功率进行校正后测量各子载波的SINR得到各子载波当前的SINR，并根据EESM将各子载波当前的SINR映射成当前有效SINR，具体通过下式确定：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{eff}}^{\′}=-\mathrm{\β}\ln (\frac{1}{N}\·\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{-\frac{{\mathrm{\γ}}_i^{\′}}{\mathrm{\β}}})$

其中，γ_eff′表示端D对功率进行校正后的当前有效SINR，β为仅与所述多载波通信系统中子载波使用的调制和编码方式有关的尺度因子，N为所述多载波通信系统中子载波的个数，γ_i′表示端D对功率进行校正后的第i个子载波的SINR；

步骤206-步骤207：端A判断当前有效SINR与目标有效SINR是否相同，若相同，则结束本流程，否则，将当前的功率校正值赋给功率校正修正值、所述差值赋给差值保留值，并回到步骤203。

移动台根据基站的反馈信息对上行功率进行校正时，上述步骤中，端A为基站，端D为移动台；基站根据移动台的反馈信息对下行功率进行校正时，上述步骤中，端A为移动台，端D为基站。

在1发2收系统中，快速傅立叶变换点数为1024，反馈时间为一帧，ITU(International Telecommunication Union，国际电信联盟)信道条件下，利用本发明的功率校正方法，上行有效SINR能够在很少帧内收敛到目标值±0.5dB。而同条件下，利用常规方法进行功率的校正，上行有效SINR存在很大的震荡范围。因此可以看出，本发明提供的功率校正方法能在较短的时间内，将信道SINR调整到适应性能需求的水平上。

Claims (9)

1.一种多载波通信系统中的功率校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

1.1端A根据指数有效信号干扰噪声比映射方法将所述多载波通信系统中各子载波当前的信号干扰噪声比映射成当前有效信号干扰噪声比；

1.2所述端A根据加性高斯白噪声信道下信号干扰噪声比与误码率的对应关系得到所述多载波通信系统的目标误码率对应的目标有效信号干扰噪声比；

1.3所述端A根据所述目标有效信号干扰噪声比与所述当前有效信号干扰噪声比的差值、功率校正修正值及差值保留值确定当前的功率校正值；

1.4所述端A将所述当前的功率校正值发送给端D，所述端D根据所述当前的功率校正值对功率进行校正后，所述端A根据指数有效信号干扰噪声比映射方法将所述各子载波当前的信号干扰噪声比映射成当前有效信号干扰噪声比并判断所述当前有效信号干扰噪声比与所述目标有效信号干扰噪声比是否相同，若相同，则结束本流程，否则，将所述当前的功率校正值赋给所述功率校正修正值、所述差值赋给所述差值保留值，并回到步骤1.3。

2.如权利要求1所述的多载波通信系统中的功率校正方法，其特征在于，所述步骤1.3中所述当前的功率校正值通过以下方法确定，其中，C’表示所述当前的功率校正值，C表示所述功率校正修正值，B表示所述差值，B’表示所述差值保留值：若为第一次计算所述当前的功率校正值，则C’＝B；否则，C’＝C+B*C/B’。

3.如权利要求2所述的多载波通信系统中的功率校正方法，其特征在于，所述步骤1.4中，所述端D根据所述当前的功率校正值对功率进行校正后，所述当前有效信号干扰噪声比通过下式确定：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{eff}}^{\′}=-\mathrm{\β}\ln (\frac{1}{N}\·\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{-\frac{{\mathrm{\γ}}_i^{\′}}{\mathrm{\β}}})$

其中，γ_eff′表示端D对功率进行校正后的当前有效信号干扰噪声比，β为仅与所述多载波通信系统中子载波使用的调制和编码方式有关的尺度因子，N为所述多载波通信系统中子载波的个数，γ_i′表示端D对功率进行校正后的第i个子载波的信号干扰噪声比。

4.如权利要求3所述的多载波通信系统中的功率校正方法，其特征在于：所述端D对功率进行校正后的各子载波的信号干扰噪声比为所述端A测量所述各子载波的信号干扰噪声比得到的。

5.如权利要求1所述的多载波通信系统中的功率校正方法，其特征在于，所述步骤1.1中将所述多载波通信系统中各子载波的信号干扰噪声比映射成当前有效信号干扰噪声比通过下式实现：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{eff}}=-\mathrm{\β}\ln (\frac{1}{N}\·\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{-\frac{{\mathrm{\γ}}_i}{\mathrm{\β}}})$

其中，γ_eff表示端D未对功率进行校正时的当前有效信号干扰噪声比，β为仅与所述多载波通信系统中子载波使用的调制和编码方式有关的尺度因子，N为所述多载波通信系统中子载波的个数，γ_i表示端D未对功率进行校正时第i个子载波的信号干扰噪声比。

6.如权利要求5所述的多载波通信系统中的功率校正方法，其特征在于：所述端D未对功率进行校正时各子载波的信号干扰噪声比为所述端A测量所述各子载波的信号干扰噪声比得到的。

7.如权利要求1所述的多载波通信系统中的功率校正方法，其特征在于：所述步骤1.2是通过查加性高斯白噪声信道下信号干扰噪声比与误码率的对应曲线实现的。

8.如权利要求1至7其中之一所述的多载波通信系统中的功率校正方法，其特征在于：对上行功率校正时，所述端A为基站，所述端D为移动台。

9.如权利要求1至7其中之一所述的多载波通信系统中的功率校正方法，其特征在于：对下行功率校正时，所述端A为移动台，所述端D为基站。

Images