CN101188441A - 一种闭环功率控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种闭环功率控制方法，包含如下步骤：(a)指定时间T和阈值N，再设定n表示基站在时间T内发送指示增加功率命令的次数，系统初始化时，n初始值为0，启动定时器；(b)在每个时隙到达时，判断定时时间T是否到达，如果是，执行步骤(c)，否则，执行步骤(d)；(c)判断n是否等于指定值N，如果不是，令n＝0，定时器清零，执行步骤(d)；否则，发送指示减小功率的命令至终端，同时令n＝0，定时器清零，等待下一时隙到达；(d)判断信号的质量是否达到系统规定的信号质量要求，如果是，基站发送指示减小功率的命令至终端，否则，基站发送指示增加功率的命令至终端，n值加1，转到步骤(b)。
Description
技术领域
本发明涉及一种码分多址(CDMA：Code-Division Multiple-Access)通信系统中的功率控制方法，尤其涉及的是，一种适用于上行专用信道的闭环功率控制方法。
背景技术
功率控制技术是CDMA系统的基础，可以说没有功率控制就没有CDMA系统。CDMA系统是一个同频自干扰系统，任何多余不必要的功率不允许发射，这是一个一定要遵守的总准则，功率控制就是维护这个准则的手段。
在上行链路中，如果小区内所有移动台的发射功率相同，而各移动台与基站(Node B)的距离是不同的，导致基站接收较近移动台的信号很强，接收较远移动台的信号很弱，由于CDMA是同频接收系统，造成弱信号淹没在强信号中，从而使得距离较远部分的移动台无法正常工作，这就是CDMA系统上行链路中存在的远近效应问题，功率控制可以克服远近效应，对上行功率控制而言，功率控制的目标即为所有的信号到达基站的功率够用即可。
功率控制可以补偿衰落，接收功率不够时要求发射方增大发射功率。由于移动信道是一个衰落信道，快速闭环功率控制可以随着信号的起伏进行快速改变发射功率，使接收电平由起伏变得平坦。
在CDMA系统中功率控制按方向分为上行(反向)功率控制和下行(前向)功率控制；按移动台和基站是否同时参与又分为开环功率控制和闭环功率控制两大类。开环功率控制是从信道中测量干扰条件，并调整发射功率，目的在于对新请求业务的初始发射功率做出估计。开环功率控制是测量误帧率(误块率)，调整目标信干比(目标SIR)。快速闭环功率控制是指接收方把接收到的信号的信干比与控制信道的信干比目标值比较，根据比较结果向发送方返回一个TPC(发射功率控制)命令，若测定SIR＞目标SIR，则TPC命令为0；若测定SIR≤目标SIR，则TPC命令为1；发送方根据接收到的TPC命令，通过高层给定的闭环功率控制算法得出TPC_cmd，如果采用TPC命令处理算法1并且发送方不处于软切换情况下，在接收到的TPC命令等于0时，那么用于该时隙的TPC_cmd为-1；在接收到的TPC命令等于1时，那么用于该时隙的TPC_cmd为1；进而决定是增加发射功率还是减小发射功率，调整的幅度＝TPC_cmd×ΔTPC。用步长ΔTPC来调整上行专用物理信道的发射功率，步长ΔTPC也是由网络设置的，可以取1dB或2dB。如果TPC_cmd等于1，则增加移动台上行专用行道发射功率；如果TPC_cmd等于-1，则减小移动台上行专用信道发射功率。
上行专用信道发射功率的初始值是用开环功率估计决定的。闭环发射功率的最大功率值是由高层设置的，上行闭环功率控制主要是基站通过调整移动台的发射功率以保持接收到的上行信噪比尽量靠近SIR目标值，而每一个小区的SIR目标值都是由高层外环功率控制调整的。
由于CDMA系统的上行容量干扰受限，上行是多对一通信模式，利用功率控制技术消除远近效应。除自己的信号外全是干扰，当用户较多时干扰较大，使信噪比降低；为了达到额定的信噪比，必然通过功率控制增加发射功率，造成互相影响，互相攀比，引起功率攀升，最后使接收的总功率超出前置线性放大器的线性范围，使CDMA系统不再成立，即引起系统崩溃。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种码分多址通信系统中的功率控制方法，解决当用户增多干扰加大时，用户信噪比降低，可能在一段时间内一直低于额定的信噪比，移动台发射功率的持续不断的增加的问题，从而避免用户间功率的攀升，保证整个系统的稳定性。
本发明提出一种闭环功率控制方法，包含如下步骤：
(a)指定时间T和阈值N，再设定n表示基站在时间T内发送指示增加功率命令的次数，系统初始化时，n初始值为0，启动定时器；
(b)在每个时隙到达时，判断定时时间T是否到达，如果是，执行步骤(c)，否则，执行步骤(d)；
(c)判断n是否等于指定值N，如果不是，令n＝0，定时器清零，执行步骤(d)；否则，发送指示减小功率的命令至终端，同时令n＝0，定时器清零，等待下一时隙到达；
(d)判断信号的质量是否达到系统规定的信号质量要求，如果是，基站发送指示减小功率的命令至终端，否则，基站发送指示增加功率的命令至终端，n值加1，转到步骤(b)。
所述N和T的取值根据系统容量，信号质量及移动台发射功率满足实际系统要求的原则下，通过试验，确定N和T的值。
所述指示功率增加或减小的命令为发射功率控制TPC命令。
所述步骤(d)中TPC命令为0时，指示减小功率；TPC命令为1时，指示增加功率。
所述步骤(d)中信号质量由信号信干比SIR衡量。
所述信号信干比SIR根据上行专用物理信道DPCCH数据计算。
系统根据外环功率控制结果确定系统规定的信号质量要求，即目标SIR。
在系统运行中，可以根据实际效果修改N和T的取值。
本发明所提供的一种码分多址通信系统中的上行闭环功率控制方法，与现有技术相比，能够有效控制基站TPC命令的发送，进而控制移动台的发射功率的瞬时抬升过高，防止小区的RSSI(Received Signal StrengthIndicator，信道带宽内的宽带接收功率)瞬时升高，同时可以通过修改基站处计数器的计数值N和定时器T来控制基站在一段时间内TPC命令1的发送个数，控制移动台发射功率抬升的幅度，从而保证了整个系统的稳定。
附图说明
图1是外环功率控制和快速闭环功率控制的处理框图；
图2是WCDMA系统专用物理信道DPCCH/DPDCH帧格式示意图；
图3是本发明功率控制方法的具体实施方案流程图；
具体实施方式
下面结合附图，将以WCDMA系统为例对本发明所述技术方案作进一步详细说明，根据下面所述具体实施方式，同一领域的技术人员可以很容易实现本发明。
如图1所示是外环功率控制和快速闭环功率控制的处理框图。RNC(基站控制器)根据外环功率控制结果确定目标SIR，告知基站。基站根据上行专用物理信道数据计算当前时隙的SIR，用测定的SIR和目标SIR进行比较，决定下发TPC命令0还是1，进而控制移动台是抬升发射功率还是降低发射功率。
如图2所示是WCDMA系统专用物理信道DPCCH/DPDCH帧格式框图。WCDMA系统的上行快速闭环功率控制的频率为1500HZ，一帧为10ms，每帧15个时隙，每个时隙的SIR是利用当前时隙的DPCCH数据计算得到的，SIR＝SF*RSCP/ISCP(SF为当前时隙的扩频因子，RSCP为接收信号导频(Pilot)部分功率，ISCP为干扰码功率)。
如图3所示是本发明功率控制方法技术方案的实施流程图。
在系统设置阶段，指定时间T和阈值N，阈值N表示Node B在时间T内TPC命令1发送的个数。N和T的取值主要需要通过试验测试选取。实际试验测试中，可以根据系统容量，用户数，信号质量及移动台发射功率满足实际系统要求的原则下，来选择确定合适的N值范围。假设令T＝5个时隙，N＝4，则当Node B已经在5个时隙内发了4个TPC命令1，那么在当前时隙不管测量SIR是否大于目标SIR，Node B都下发TPC命令0。
在系统运行的初始时，初始化TPC命令1发送的计数器计数值n＝0，定时器T启动。
在系统运行阶段，在每个时隙进行一次处理，每次处理主要分以下几个步骤进行：
步骤110：首先判断是否到达定时时间T，本例中取T为5个时隙，如果是，执行步骤120，执行步骤150；
步骤120：计数器计数值n是否等于N，本例中取N＝4，如果计数器的计数值等于N，即为4，执行步骤130，否则，执行步骤140；
步骤130：不论测定SIR和目标SIR的大小关系，在当前时隙Node B下发TPC命令0，同时令n＝0，定时器清零，结束；
步骤150：根据上行专用物理信道DPCCH数据计算当前时隙的SIR；
步骤160：用计算出的测定SIR和目标SIR比较，若测定SIR大于目标SIR，执行步骤170；否则，若测定SIR小于等于目标SIR，执行步骤180；
步骤170：当前时隙下发TPC命令0，结束；
步骤180：当前时隙下发TPC命令1，同时令n++；结束。
Claims (8)
1.一种闭环功率控制方法，包含如下步骤：
(a)指定时间T和阈值N，再设定n表示基站在时间T内发送指示增加功率命令的次数，系统初始化时，n初始值为0，启动定时器；
(b)在每个时隙到达时，判断定时时间T是否到达，如果是，执行步骤(c)，否则，执行步骤(d)；
(c)判断n是否等于指定值N，如果不是，令n＝0，定时器清零，执行步骤(d)；否则，发送指示减小功率的命令至终端，同时令n＝0，定时器清零，等待下一时隙到达；
(d)判断信号的质量是否达到系统规定的信号质量要求，如果是，基站发送指示减小功率的命令至终端，否则，基站发送指示增加功率的命令至终端，n值加1，转到步骤(b)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述N和T的取值根据系统容量，信号质量及移动台发射功率满足实际系统要求的原则下，通过试验，确定N和T的值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述指示功率增加或减小的命令为发射功率控制TPC命令。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤(d)中TPC命令为0时，指示减小功率；TPC命令为1时，指示增加功率。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(d)中信号质量由信号信干比SIR衡量。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述信号信干比SIR根据上行专用物理信道DPCCH数据计算。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：系统根据外环功率控制结果确定系统规定的信号质量要求，即目标SIR。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在系统运行中，可以根据实际效果修改N和T的取值。
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