CN1182508A - 通信系统中的功率控制方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明所提出的在扩频通信系统中的功率控制包括确定远地单元速度(405)和根据所确定的速度指定功率控制门限的目标门限(410)。根据帧质量信息和目标门限产生瞬时门限值(415)。通过将远地单元发射的功率控制组的能量与瞬时门限值进行比较确定功率调整命令(430),发送给远地单元,指令远地单元相应调整它的功率。

Description

通信系统中的功率 控制方法和设备
本发明与通信系统有关，具体地说，与扩频通信系统中的功率控制有关。
本发明与转让给本发明受让人的在1996年3月15日递交的“通信系统中的功率控制方法和设备”No.08/616,542(代理人案号CE02994R)有关。
众所周知，一些通信系统应用各种功率控制方法来控制远地单元的发射能量。一种应用功率控制的通信系统是扩频通信系统。扩频通信系统中的功率控制主要有两个作用。第一，由于扩频系统中各远地单元的信号通常是以相同的频率带发射的，因此伴随着接收信号的噪声(反比于单位噪声密度的比特能量Et/No，它定义为每个信息比特能量与噪声谱密度之比)大部分是由于其他远地单元发送的信号引起的。噪声值直接与接收到的其他各远地单元所发送的信号功率有关。所以，最好远地单元以尽可能低的功率进行发射。第二，希望能动态地调整所有远地单元的功率，使得它们的发射信号在基站接收到时功率近似相等。为此，必需使最近的发射机将它的功率减小到比最远的发射机的功率低80dB。
码分多址(CDMA)系统中控制反向信道功率的现有方法可参见电子工业协会/电信工业协会暂行标准95(TIA/EIA/IS-95A)的蜂窝系统远地单元-基站兼容性标准，该标准在此列作参考。(EIA/TIA的联系地址为：2001 Pennsylvania Ave.NW Washington DC 20006)。如在TIA/EIA/IS-95A中所述，远地单元发射一个功率控制组，由基站接收。基站将所接收的功率控制组的能量与一个门限相比较，根据比较结果通过向远地单元发射一个功率调整命令(功率控制比特)指令远地单元相应增大或减小功率。虽然这种算法确实保证了这样的门限电平不会导致元地单元没有以足够高的功率进行发射而出现长期有帧差错，但是远地单元的功率电平可能在相当长的一些时间内部高于必需电平，从而不必要地增加了系统的噪声。
因此有必要通过动态调整功率控制门限来降低CDMA系统内的噪声。
在本说明书的附图中：
图1为可以采用本发明的基站接收机的优选实施例的方框图；
图2为可以采用本发明的基站发射机的优选实施例的方框图；
图3例示了按照本发明的优选实施例控制反向信道功率的设备；
图4为图3所示操作设备的优选实施例的流程图；
图5例示出按照本发明的另一个实施例控制反向信道功率的设备；
图6例示了图3中的速度计算机的方框图；
图7例示了远地单元的速度与1％帧删除率的Eb/No这间的关系；
图8例示了图5所示目标门限计算机的一个优选实施例；
图9例示了图5所示目标门限计算机的另一个实施例；
图10例示了图5所示目标门限计算机的又一个实施例；
图11例示了图5所示目标门限计算机的又一个实施例；
图12例示了图5所示目标门限计算机的又一个实施例；以及
图13例示了按照本发明优选实施例得出的瞬时门限值的时域图。
扩频通信系统中的功率控制包括确定远地单元的速度和根据所确定的速度为功率控制门限指定一个目标值。根据帧质量信息和功率控制门限产生瞬时门限值。将远地单元发射的一个功率控制组的能量与瞬时门限值相比较，确定功率调整命令。将功率调整命令发送给远地单元，指令远地单元相应调整它的功率。这种门限调整方法减少了远地单元功率电平高于必需电平的时间，从而降低了系统中的有害噪声。
概括地说，本发明所提出的在通信系统中控制功率的方法包括确定远地单元的速度和根据远地单元的速度为功率控制门限指定一个目标门限的步骤。
本发明所提出的在通信系统中控制功率的方法的另一个实施例包括确定接收信号的能量和确定远地单元的速度的步骤。根据速度确定功率控制门限值，而将接收能量与功率控制门限值相比较。然后，根据比较结果向远地单元发送一个功率调整命令。
本发明所提出的在通信系统中控制功率的设备的实施例包括一个用来确定远地单元的速度的速度计算机和一个与速度计算机连接、用来根据远地单元的速度确定目标门限的目标门限计算机。
本发明所提出的在通信系统中控制功率的方法的又一个实施例包括根据统计特性为功率控制门限指定一个目标门限的步骤。
图1为接收远地单元发射的功率控制组的基站接收机100的优选实施例的方框图。由接收天线131接收的正交编码扩频数字信号130经接收机132放大后通过解扩和解调136成为同相分量140和正交分量138。然后，经解扩的数字样点的分量138、140划分成一系列由一些信号样值构成的长度预定的组(如一系列64样点长度组)，分别输入呈快速Hadamard变换器142、144形式的正交解码器，从而这两个正交编码信号分量分别被解扩成多个经解扩的信号分量146、160(例如在输入的是64样点长度组时就产生64个经解扩信号)。此外，每个变换器的输出信号146、160都有一个对应的将每个特定的正交码从一组相互正交的码中识别出来的walsh附标符号(例如，在输入的是64样点长度组时，可以将一个6比特长的附标数据符号与变换器输出信号对应，以指示变换器输出信号相应的那个特定的64比特长的正交码)。在从接收机100各支路输出的各组信号156中带有相同Walsh附标的能量值在相加器164中相加，得出一组能量和值166。这组能量和值166中带有附标i的能量值相应于产生这组能量和值166的信号样点组与第i个walsh符号相应的可信程度的度量。带有对应附标的能量和值的组送至软判决度量产生器168，确定每个编码数据比特的单个度量，从而得到单组集合软判决数据170。集合软判决数据170由解交织器172解交织后，再由解码器176进行最终的最大似解解码。
图2为向远地单元发射功率调整命令的CDMA发射机200的优选实施例的方框图。在一个优选实施例中，功率调整命令是一个功率控制比特，例如：一个“0”比特指示远地单元增大平均输出功率，而一个“1”比特指示远地单元减小平均输出功率。发射机200最好是一个象TIA/EIA/IS-95A所规定的那样的发射机。发射机200包括卷积编码器212、交织器216、正交编码器220、调制器224、上变频器228和天线229。
在工作期间，信号210(业务信道数据比特)由卷积编码器212以特定比特速率(如为9.6kbit/s)接收。输入的业务信道数据210的比特典型地有由声码器变换成数据的语音、纯数据，或是这两种数据的组合。卷积编码器212用一种便于以后将数据符号按最大似然解码为数据比特的编码算法(如卷积或块编码算法)以固定编码速率将输入的数据比特210编码成数据符号。例如，卷积编码器212以一个数据比特编成两个数据符号的固定编码率(即1/2)对输入数据比特210(输入速率为9.6kbit/s)编码，则卷积编码器212输出数据符号214的速率为19.2ksymbol/s。
然后，数据符号214输入交织器216。交织器216对输入数据符号214进行符号级的交织。在交织器216中，数据符号214逐个输入一个规定数据符号214的预定长度块的矩阵。数据符号214以一列接一列地填入矩阵的方式输入矩阵内的存储单元，而以一行接一行地清空矩阵的方式从矩阵内的存储单元输出。通常，矩阵是个方阵，行数等于列数；然后也可选用其他形式的矩阵，以增加相继输入的未交织的数据符号之间的交织输出距离。交织器216以与输入相同的数据符号速率(即19.2ksymbol/s)输出经交织的数据符号218。由矩阵规定的数据符号块的预定长度取决于以预定符号率在一个预定时间长度传输块内能发射的最多的数据符号数。例如，如果传输块的预定长度为20ms，则数据符号块的预定长度为19.2ksymbol/s乘以20ms，等于384个数据符号，规定了一个16×24的矩阵。
经交织的数据符号218输入正交编码器220。正交编码器220将每个经交织和加密的数据符号218与一个正交码(例如为一个64元Walsh码)模2相加。例如，在64元正交编码中，经交织和加密的数据符号218每个都用一个有64个符号的正交码或它的反码来代替。这些64元正交码最好与从64×64的Hadamad矩阵得出的各Walsh码相应，一个Walsh码只与矩阵中的一行或一列对应。正交编码器220不断输出与以固定符号速率(例如为19.2ksymbol/s)输入的数据符号218相应的Walsh码或它的反码222。
Walsh码222的序列由调制器224调制成可在一个通信信道上传输的形式。扩频码是一个用户专用符号序列或者说是一个独有的用户码，以固定的契普速率(ship rate，例如为1.228Mchip/s)输出。此外，经用户码扩频编码所得到的各契普由一对短伪随机码(所谓是与长码相对而言)加密，产生I信道和Q信道码扩频序列。I信道和Q信道码扩频序列通过驱动一对正交正弦信号的功率控制来对这对正弦信号进行二相调制。这对正弦输出信号经上变频器228相加、带通滤波，变换成RF频率，再经放大、滤波后由天线229辐射，完成信道数据比特210的发送。
图3例示了按照本发明优选实施例在CDMA系统中控制反向信道功率的设备300。设备300包括累加器301、比较单元303、瞬时门限计算机305、速度计算机307和目标门限计算机309。设备300的工作情况如下：从远地单元接收到的信号输入速度计算机307，由它计算出远地单元的速度(下面将要详细说明)。速度计算机307输出的远地单元速度输入目标门限计算机309。目标门限计算机309根据远地单元速度确定一个目标门限值。(下面将要详细说明)，送至瞬时门限计算机305。瞬时门限计算机305根据帧质量信息和目标门限调整门限值，确定一个瞬时门限，送至比较单元303。在确定功率调整命令时，远地单元的能量就与这瞬时门限值进行比较。有关计算瞬时门限的详细情况下面还会加以说明。
接收到的远地单元在一个功率控制组间隔内传输的Walsh符号能量(从远地单元接收的能量)经检测后送至累加器301。累加器301计算出远地单元的能量，将这个值送至比较单元303。比较单元303将远地单元的能量与瞬时门限值相比较，根据比较结果确定功率控制比特的值，发送给远地单元，指令远地单元相应增大或减小功率。
图4为控制图3的设备300的优选实施实施例的流程图。这个逻辑流程开始于步骤405，速度计算机307接收来自远地单元的信号，计算远地单元的速度。然后在步骤410，由目标门限计算机309计算出目标门限值，送至瞬时门限计算机305。瞬时门限计算机305确定瞬时门限值(步骤415)，送至比较单元303。比较单元303在步骤420接收到功率控制组能量后，在步骤425将功率控制组能量与瞬时门限相比较。最后，在步骤430，根据比较结果计算出功率控制比特，发送给远地单元。
图5例示了按照本发明另一个实施例控制反向信道功率的设备500。设备500包括累加器310、比较单元303、瞬时门限计算机305、速度计算机307和目标门限计算机509。设备500的工作情况如下：从远地单元接收到的信号输入速率计算机307，由它计算出远地单元的速度。速度计算机307输出的远地单元速度输入目标门限计算机509。此外，目标门限计算机509还接收帧质量信息。在这个实施例中，目标门限计算机509根据远地单元速度和帧质量信息两者确定目标门限值，将这个目标值送至瞬时门限计算机305。在另一个实施例中，目标门限计算机509可以只根据诸如帧质量信息那样的统计特性来确定目标门限值。接着，瞬时门限计算机305根据帧质量信息和目标门限调整门限值，确定一个瞬时门限，送至比较单元303。
接收到的远地单元在一个功率控制组间隔内传输的Walsh符号能量经检测后送至累加器301。累加器301计算出远地单元的能量，将这个值送至比较单元303。比较单元303将远地单元的能量与瞬时门限值相比较，根据比较结果确定功率控制比特的值，发送给远地单元，指令远地单元相应增大或减小功率。
远地单元速度估计
由于从一个远地单元接收到的衰落信号的带宽与这个远地单元的速度有关，因此可以通过估计衰落信号的带宽来确定远地单元速度的估值。在一个优选实施例中，采用了一个经典的衰落模型，移动台通过一个很小散射体的无限场行驶，因而产生U形的功率谱S(f)。假设是一个垂直极化的电场，有 S ( f ) = S o 1 - ( f / f m ) 2 其中So一个常数，给出在发射载波频率的相当小邻域内的接收功率密度；而f为独立的频率变量。
电场(Jo)的实部(R)对于延迟为τ的相应相关函数为：
R(ν，τ)＝Jo(βντ)其中：
β＝2π/λ
ν＝远地单元速度
τ＝独立的延迟变量
以及 f m = βv 2 π 估计出fm就可以得到ν的估值。对于S(f)的f来说，标准偏差为： σ = f 2 2 如果载波频率为900MHz(CDMA的典型工作频率)，则有
ν＝1.06σ如果有频率偏移fo，则可得到的谱为
S′(f)＝S(f-fo)
可以通过估计通常是不对称的谱的两侧缘之间的中值来近似fo。移动台速度可以通过求出所观察的功率谱的二阶中心矩(方差)来估计，而发射和接收之间的频率偏移可以通过估计-阶矩(均值)来得到。
例如，通过测量所观察到的远地单元的功率谱的标准偏差来得到速度估值。远地单元的功率谱可以通过执行下列步骤加以近似：
(1)计算数据选择块(见图6)的复数快速付立叶变换(FFT)；
(2)形成FFT的模平方；
(3)对几个FFT的模平方进行平均；
(4)将在平均中低于一个门限的项设置为零。
如果将功率谱密度(PSD)的峰值记为PSDmax，则在矩计算中不包括值低于PSDmax/3.5的谱线。通常这个门限是信噪比的反函数。
图6例示了图3中的速度计算机307的方框图。速度计算机307包括RF前端601、快速Hadamard变换(FHT)解码器603、数据选择器605和离散Forier变换器(DFT)607。速度计算器307的工作情况如下：从RF前端601输出的经混频、下变频和解扩的信号输入FHT解码器603进行解码。FHT解码器603以4800Hz的速率输出FHT数据，在这种情况下称为Walsh符号。在典型的工作点上，大约有20％的中选Walsh附标并不符合所发射Walsh符号的附标，也就是说，有20％的中选Walsh附标是错误的。FHT数据进入选择器605，可以作为符合中选附标的复数FHT输出传送给DFT607；或者，如果有指示哪些附标是错误的辅助信息可以利用，那么可以将相应的软判决输出删去(即设置为o+jo)。这种辅助信息可以通过对具有循环冗余码校验(CRC)的帧重新编码得到，可参见“数字射频通信系统中信道系数估计方法和设备”(代理人案号CE 02963R Sexton)，在此列作参考。每个由6个重新编码的比特构成的组会是真正的Walsh附标。可能会出现CRC将一个实际上没有正确解码的帧报为正确解码这样的虚报事件。对于一个12比特的CRC来说，出现这种虚报事件的概率大致为0.025％。通过把具有N个最大值的FHT输出标为“非常相似”集加以保存，可以得到进一步改善。在这种情况下，不是加以删除，而是从N个“非常相似”值中选取一个适当的值。如果正确的附标不是所保存的这些值中的一个，那么就加以删除。在极端情况下，N＝64，就不需删除。还有一种变型，根据通过CRC的帧比其他帧的具有更少的差错符号，因此使用中选的Walsh符号，除非帧没有通过CRC。
在一个优选实施例中，DFT的设计参数为：
1.计算单个DFT中输入项数(这里使用的是2帧，192符号)；
2.输出的DFT中频率点数(4*192)；
3；计算均值和方差前取平均的DFT数(5，即每10个输入帧平均一次)；
4.过滤从均值和方差直接得出的偏移和速度估计的时常数。
在另一个实施例中，利用功率控制比特流来计算远地单元的速度。在低速度的情况下，功率控制比特流呈现与信道相干时间相应的一些有规律升/降模式的周期。在没有信号衰落时，这模式类似于“11111000001111100000”。因此，可以通过在功率控制比特流的频率变换中搜索一些离散分量来得到速度指示。如果确定大部分能量分布在少数几个预定的频率组内，那么远地单元的速度是低速度，否则远地单元的速度就是高速度。在这个实施例中，采取下列这些步骤
1.缓存2帧的功率控制比特流(32比特)；
2.在缓存器满后，对这些比特进行32元的快速Hadamard变换，将0处理为-1而将1处理为1；
3.检查32个输出，如果有50％的能量分布在8个或更少的预定项上，则将速度确定为低于10mph(英里/小时)，否则确定为高于10mph。
                  目标门限估计
图7示出了对于9.6kbit/s的数据速率要达到1％的帧删除率(FER)所需的Eb/N与远地单元速度之间的典型关系曲线。在一个优选实施例中，速度计算机307向目标门限计算机309提供远地单元速度，而目标门限计算机309以所要求的FER作为参量从Eb/No对速度的表中求得目标门限。目标门限计算机309利用远地单元的速度根据存储在目标门限计算机309内的目标门限表对于所要求的FER调整目标门限。
如前面结合图5所述，本发明另一个实施例除了远地目标速度以外还利用帧质量信息来确定目标门限。在这个实施例中，目标门限由目标门限计算机509从EbNo对速度的表中得出，直到检测到过量的帧删除或过量的差质量帧(由帧质量信息表示)为止。例如，目标门限计算机509用远地单元速度确定目标门限，直至目标门限计算机509确定平均帧质量不好时，将目标门限增大0.1dB。在一段特定的时间间隔内检测到一些差的全速率帧而进行调整时就可以采用上述调整方法。相反，在目标门限计算机509确定平均帧质量高于一个门限时，目标门限就下调0.1dB。
如上所述，本发明的另一个实施例在确定目标门限时只利用帧质量信息。有几种方法可用来确定怎样和在什么时候调整门限。可以使用所有的或其中某些方法。
图8例示了按照本发明的优选实施例构造的图5中的目标门限计算机509。目标门限计算机509包括有限冲激响应(FIR)滤波器801、相加器802和803、开关804和逻辑单元805。目标门限计算机509的工作情况如下：全速率帧质量信息输入FIR滤波器801。FIR滤波器801用一个“先进先出”缓存器来存储N个全速率帧质量信息值的每个值。在这个实施例中，如果帧速度信息不能确定，就使用最近可确定帧的速率信息。“最新”全速率帧的质量值输入FIR滤波器801，代替在FIR滤波器801内的“最老”全速率帧的质量值。FIR滤波器801将在它的缓存器内存在的差质量帧的个数输出给相加器802。相加器802计算出在FIR滤波器801内存在的被删除帧的个数与一个目标帧删除值之差。目标值与FIR滤波器801内在时间间隔k时存在的被删除帧的当前个数之差(error-fe(k))从相加器802输出给逻辑单元805。逻辑单元805确定一个用来调整当前目标门限值的值(k2*error-fe(k))。在一个优选实施例中，如果error_fe(k)大于0，则k2＝30；如果error-fe(k)小于0，则k2＝20；如果error-fe(k)等于0，则k2＝0。这个调整值通过开关804每n2个帧输出一次，其中n2＝75。调整值在开关804接通时输出给相加器803，加到当前目标门限上，产生一个更新了的目标门限。
图9例示了图5中的目标门限计算机509的另一个实施例。在这个实施例中，目标门限计算机509在差的全速率帧之间的时间间隔要成为过小时增大目标门限。目标门限计算机509包括：相继好全速率帧计数器915、好全速率和次速率帧计数器916、相加单元802和803、逻辑单元917。在一个优选实施例中，好全速率加次速率帧计数器916和相继好全速率帧计数器915每当有一个差全速率帧被检测到时都复位为零。如果帧的速率信息不能确定，就使用最近可确定帧的速率信息。相继好全速率帧计数器915将相继好全速率帧的个数(nc-gfr)输出给相加器802。相加器802计算出nc-gfr与全速率差帧门限之间最小时间(MIF)之差，MIF与所要求的全速率差(即删除)帧速率成反比。相加器802将对于帧间隔k所得到的差(e-fr-tbbf(k)＝nc-gfr-MIF)输出给逻辑单元917。好全速率加次速率帧计数器916向逻辑单元917输出自出现上一个全速率差帧以来的好全速率帧的个数加上好次速率帧的个数(ng-frpsr)。逻辑单元917根据输入e-fr-tbbf(k)和ng-frpsr确定一个目标门限调整量(zck))。过程如下：
　　if(e_fr_tbbf(k)＜MIF)then

　　       if(ng_frpsr＞MIF)then

　　             z(k)＝a2*(1-(1/MIF))*nc_bfr+b2

　　       else

　　             z(k)＝(a2*(1-(1/MIF))*nc_gfr+b2)/c2

　　       end if

　　end if
其中
MIF＝d2/所要求的全速率差帧率在一个优选实施例中，a2＝256，b2＝100，c2＝4，而d2＝0.6。调整量z(k)输出给相加器803，与当前目标门限相加。
图10例示了图5中的目标门限计算机509的又一个实施例。在这个实施例中，目标门限计算机509在相继好次速率帧的个数要成为过多时减小目标门限。目标门限计算机509包括相继好次速率帧计数器1001、相加器802和803、逻辑单元1002。相继好次速率帧计数器1001每当有一个差次速率帧被检测到时复位。在这个实施例中，如果帧的速率信息不能确定，就使用最近可确定帧的速率信息。
目标门限计算机509的工作情况如下：相继好次速率帧计数器1001向相加器802输出好次速率个数(nc-gsr)。相加器1001计算出nc-gfr与一个由乘积(nc-gsr-thresh*CSRg-idex)给定的相继好次速率门限之差。参数nc-gsr-shresh表示一个所要求的在次速率差帧之间的最小时间间隔。这个所要求的在次速率差帧之间的最小时间间隔与所要求的全速率差帧(例如删除帧)率之间有如下关系：
nc-gsr-thresh＝d3/所要求的全速率差帧率其中，d3在本优选实施例中设置为2/5。参数CSRg-index在每次nc-gfr超过门限时就递增一次。nc-gsr和CSRg-index在有一个全速率或次速率差帧被检测到时就分别复为成0和1。相加器802将对于帧间隔k所得到的差(e-cgsr(k)＝nc-gsr-(nc-gsr-thresh*CSRg-index))输出给逻辑单元1002。逻辑单元1002确定一个新的加到目标门限上的调整量(z(k))，过程如下：
　　if(e_cgsr(k)＞0)then

　　      if(iw(k)＞w(k))then

　　             iw(k+1)＝w(k)

　　             z(k)＝0

　　      else

　　             if(w(k)＞thresh1)

　　                    z(k)＝k6*CSRg_index

　　             else

　　                    z(k)＝k7*CSRg_index

　　             end if

　　      end if

　　      CSRg_index＝CSRg_index+1

　　end if
其中，w(k)在当前目标门限电平，而iw(k)为瞬时门限。在一个优选实施例中，k6＝30，k7＝10，而thresh1＝标称目标门限电平(视硬件和系统而定)。调整量z(k)输出给相加器803。相加器803将当前目标门限减去调整量z(k)，产生更新了的目标门限。
图11例示了图5中的目标门限计算机509的又一个实施例。在这个实施例中，目标门限计算机509用来在相继好全速率帧的个数要成为过多时减小目标门限。如果帧的速率信息不能确定，就使用最近可确定帧的速率信息。目标门限计算机509包括相继好全速率帧计数器1151、相加单元802和803、逻辑单元1152。相继好全速率帧计数器1151每当有一个差全速率帧被检测到时就复位。相继好全速率帧计数器1151向相加器802输出好全速率帧的个数(nc-gft)。相加器802计算出nc-gft与一个由乘积(nc-gft-thresh*CFRg-index)给定的相继好全速率门限之差。参数nc-gft-thresh表示一个所要求的在全速率差帧之间的最小时间间隔。这个所要求的在全速率差帧之间的最小时间间隔与所要求的全速率差帧(例如删除帧)率之间有如下关系：
nc-gfr-thresh＝d4/所要求的全速率差帧率其中，d4在本优选实施例中设置为3/2。
参数CSRg-index在每次nc-gfr超过门限时就递增一次。nc-gfr和CFRg-index在有一个全速率或次速率差帧被检测到时或有几个相继次速率差帧被检测到时就分别复位成0和1。相加器802将对于帧间隔k所得到的差(e-cgfr(k)＝nc-gfr-(nc-gfr-thresh*(FRg-index))输出给逻辑单元1152。逻辑单元1152确定一个新的加到目标门限上的调整量(z(k))，过程如下： 
if(e_cgfr(k)＞0)then

　　            if(iw(k)＞w(k))then

　　                   iw(k+1)＝w(k)

　　                   z(k)＝0

　　      else

　　            if(w(k)＞thresh1)

　　                   z(k)＝k3*CFRg_index

　　            else

　　                   z(k)＝k4*CFRg_index

　　            end if

　　      end if

　　      CFRg_index＝CFRg_index+1
其中，w(k)在当前目标门限电平，而iw(k)为瞬时门限。在本优选实施例中，k3＝50，k4＝30，而thresh1＝标称目标门限电平(视硬件和系统而定)。调整量z(k)输出给相加器803。相加器803将当前目标门限减去调整量z(k)，产生更新了的目标门限。
图12例示了图5中的目标门限计算机509的又一个实施例。在这个实施例中，目标门限计算机509在相继差次速率帧的个数要成太多时增大目标门限。在这个实施例中，如果帧的速率信息不能确定，就使用最近可确定帧的速率信息。目标门限计算机509包括相继差次速率帧计数器1201、相加单元803、逻辑单元1202。目标门限计算机509的工作情况如下：相继差次速率帧计数器1201向逻辑单元1202输出相继差次速率帧的个数(nc-bsr)。相继差次速率帧计数器1201每当有一个好帧被检测到时就复位。逻辑单元1202确定一个新的加到目标门限(w(k))上的调整量(z(k))，过程如下：
if(nc_bsr＞thresh2)then

                      z(k)＝k5*nc_bsrend if
在本优选实施例中，k5＝10，而thresh2＝1。调整量z(k)输出给相加器803。相加器803将当前目标门限加上调整量z(k)。
在另一实施例中，调整量iz(k)的计算过程如下：
if(nc_bsr＞thresh2)then

                   iz(k)＝SR_StepUp
             end if
其中，SR-StepUp为加到瞬时门限上的增量，在本优选实施例中设置为30。
                 瞬时门限计算
比较单元303用来进行功率控制的瞬时门限是一种“锯齿”型门限，而目标门限由目标门限计算机309设定。在一个实施例中，瞬时门限最初在与目标门限相同的值处开始，然后每检测到一个差帧时递增，而每检测到一个好帧时递降。在这个实施例中，如果瞬时门限高于目标门限，瞬时门限增大一个比较小的量。在一个优选实施例中，在瞬时门限高于目标门限时，每出现一个全速率差帧，瞬时门限增大0.5dB；而在瞬时门限低于目标门限时，每出现一个全速率差帧，瞬时门限增大1.0dB。瞬时门限增大量也与相继出现差次速率帧的个数成正比。
相反，瞬时门限在基站每接收到一个好全速率帧时减小得比较快，直至瞬时门限减小到目标门限后，瞬时门限的改变率才减小。在本优选实施例中，在瞬时门限大于或等于目标门限时，每接收到一个好全速率帧，瞬时门限减小0.1dB；而在瞬时门限小于目标门限时，每接收到一个好全速率帧，瞬时门限减小0.01dB。除了上述情况以外，如果FER成为明显高于所要求的值，瞬时门限可以增大一个比较大的量(在一个优选实施例中为1.5dB)。这样动作可以很迅速地克服任何暂时性干扰。
在另一个实施例中，每当检测到远地单元从静止向运动转换时，即使还没有检测到差质量帧也增大瞬时门限。这样增大瞬时门限避免了在车辆开始运动时会出现大批的差帧。在检测到远地单元已经停止运动后，就执行比较短的平均，以迅速估计用户什么时候又开始运动。
图13例示了按照本发明优选实施例得出的瞬时门限值的时域图。在时间t＝0，瞬时门限和目标门限在相同的值开始。由于没有检测到差帧，瞬时门限以每检测到一个好帧下降0.01dB的速率减小。在时间t＝2检测到一个差帧，由于此时瞬时门限低于目标门限，因此瞬时门限增大1.0dB。增大了1.0dB后，瞬时门限就高于目标门限，因此瞬时门限以每检测到一个好帧下降0.1dB的速率减小，直至减小到目标门限后，以每检测到一个好帧下降0.01dB的速率减小。
接着，在时间t＝12，远地单元开始加速，目标门限就相应增大。在时间t＝19，检测到一个差帧，瞬时门限再次增大1.0dB。在时间t＝20，检测到另一个差帧，但这次瞬时门限只增加0.5dB，因为此时瞬时门限高于目标门限。最后，在时间t＝21，远地单元开始减速，目标门限就相应减小。
在另一个实施例中，瞬时门限从与目标门限相同的值开始，在每检测到一个差全速率帧时递增(在本优选实施例中，调整量近似为1.5dB)或在每检测到相继次速率差帧中时递增(在本优选实施例中，调整量近似整为0.1dB)。瞬时门限在每检测到一个好帧时递减(在本优选实施例中，调整量近似为0.05dB)。在这个实施例中，瞬时门限始终会回到目标门限(在接收到足够多的好帧后)，但不允许下降到低于目标门限。每当目标门限电平增大时，瞬时门限如果当时小于新的目标门限值，就设置成这个值。
通过将接收到的远地单元的能量与如以上说明的瞬时门限相比较来控制反向信道的功率，系统的总体性能得到了改善，与现有技术的方法相比，可使远地单元的平均发射功率下降多达0.5dB。由于降低了远地单元的发射功率，系统干扰也就减小，从而使总网路容量可以增大。
以上对本发明以及具体情况和附图所作的说明并不意味着是本发明的范围限制。例如，可以不用远地目标速度而用平均FER值来估计目标门限。本发明者认为可以根据本发明的精神实质在本发明的范围内对本发明进行种种修改，因此所有这些修改都应属于所附权利要求规定的本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种在通信系统中控制功率的方法，所述方法包括下列步骤：
确定远地单元的速度；以及
根据远地单元的速度为功率控制门限指定一个目标门限。
2.权利要求1所述的方法，还包括根据功率控制门限和一个接收到的功率控制组来发射一个功率调整命令的步骤。
3.权利要求1所述的方法，其中所述远地单元的速度是根据功率谱密度的矩确定的。
4.权利要求1所述的方法，其中所述通信系统包括码分多址(CDMA)通信系统。
5.权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：
根据帧质量测量结果使功率控制门限在目标门限附近改变。
6.权利要求5所述的方法，其中所述改变功率控制门限的步骤包括下列步骤：
确定是否出现差质量帧，产生一个差质量帧判决；
确定当前门限值是否高于目标门限，产生一个门限值判决；以及
根据差质量帧判决和门限值判决调整功率控制门限。
7.一种在通信系统中控制功率的设备，所述设备包括：
一个速度计算机，用来计算远地单元的速度；以及
一个与速度计算机连接的目标门限计算机，用来根据远地单元的速度确定一个目标门限。
8.权利要求7所提出的设备，所述设备还包括：
一个瞬时门限计算机，用来根据目标门限确定瞬时门限；以及
一个与瞬时门限计算机连接的比较单元，用来将瞬时门限与接收到的远地单元的能量相比较。
9.权利要求8所述的设备，其中所述瞬时门限是根据帧删除信息确定的。
10.权利要求8所述的设备，所述设备还包括一个与比较单元连接的比较器，用来向比较单元提供接收到的能量。
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