CN1266953C - 功率控制的动态优化方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线移动通信系统，尤其涉及对功率控制进行动态优化的方法和装置。通过采用相应的功率控制模式，对于由于建筑物遮挡带来的阴影衰落或由于移动台高速移动而引起的深度衰落进行有效地功率控制，即通过设置移动台上行初始发射功率，或基站的下行初始发射功率；预置表征环境和通信链路质量的参量的判决门限及变化容限；预置包括常规模式、上临界模式和下临界模式的三种功率控制模式；根据码分多址系统的无线信道中实时检测到的所述表征参量，动态地从预置的三种功率控制模式中选择相应的一种功率控制模式运行。从而在保证系统性能和链路质量要求前提下，节省功率消耗，减少对其他用户的干扰，增加系统容量，同时延长移动台电池使用寿命。

Description

功率控制的动态优化方法和装置

发明领域

本发明涉及无线移动通信系统，尤其涉及第三代移动通信系统中对基站和移动台发射功率控制进行动态优化的方法和装置。

背景技术

近年来，信息技术的进步带动了移动通信的迅猛发展，无线通信已经深入到工业、商务和个人生活的方方面面，第三代移动通信系统已经引起业界人士的广泛关注。

对于第三代移动通信系统而言，它除了具有能够为用户提供数据业务、多媒体业务等灵活多样的业务、更高的业务质量、更大的无线覆盖范围等外，一个很突出的目标是能够提供更大的系统容量，以满足日益增长的业务量需求。

对于移动终端而言，它的一个不可忽视的设计目标是低功耗。较低的功耗产生减小的能量损失，以延长移动终端的电池使用寿命，减少对终端手持者的电磁辐射，实现日益深受欢迎的绿色环保。

而在CDMA系统中，所有用户由于采用码分复用的多址方式进行通信，即所有用户在相同时间、相同频段发射和接收信号。每一用户发射的信号都会对其他用户产生干扰，即通常所说的多址干扰。所以，基站接收到的来自较近移动台的信号能量很可能淹没来自较远移动台的信号，产生所谓的“远近效应”。

可以通过控制系统内各移动台发射机的信号发射功率，使得期望通信链路的功率保持在最低水平、系统内期望的信号质量和多址干扰维持在可以接受的水平，从而保证通信系统的容量最大。

以下逐一评述的现有的功率控制技术，在一定程度上考虑和处理了上述功率控制的问题，但仍有诸多不足：

名称为“发射功率控制方法”、申请号为98100181的中国发明专利，提出了针对采用频分复用方式第二代移动通信系统(GSM系统)的动态功率控制方法，采用了把移动站的特定功率步长关联为功率子步组，进而指定标称发射功率电平到所述功率子步组中的一个。这种功率控制思想对采用码分复用的第三代移动通信系统(CDMA系统)仍有借鉴意义，但控制过程较复杂，操作性较差；

名称为“在移动通信系统中进行功率控制的方法和装置”、申请号为96192934的中国发明专利，提出了一种闭环即时功率控制方法，它把对移动台运动速度和误帧率的检测作为链路质量因素的度量，并根据这些链路质量因素来调整发射功率。这个发明的思想有一定的先进性，但要实现对于上述链路质量的准确度量仍有一定难度，容易造成功率控制过程中的附加延时，导致功率控制失效；

名称为“优化功率控制的设备和方法”、申请号为98810116的中国发明专利，提出了一种用于调节通信系统中阈值的方法。即根据预定度量确定通信系统的性能，再通过系统述性能评价来调节阈值的值，然后相对于所述阈值调节发射机功率。这种方法可以实现功控过程中的发射功率动态调节，但功率调节幅度难于控制，很难保证功率控制精度要求，没有达到系统优化的目的；

名称为“用于功率控制模式选择的装置和方法”、申请号为98810118的中国专利，提出了一种用于发射机功率控制模式选择的方法，其特征在于提供了一个或多个第一功率增量的第一模式和一个或多个第二功率增量的第二模式。即首先确定系统性能是否在额定范围，如果在额定范围内则选择第一功率控制模式(跟踪模式)控制发射机功率；如果系统性能不在额定范围则选择第二功率控制模式(突发模式)控制发射机功率。这种功率控制方法有一定的新意，但在无线信道环境好于系统预期的信噪水平时所采用的功控模式不够优化，发射功率仍可能过高，而过多的发射功率会导致系统容量损失，而这是第三代移动通信系统所不期望的。

名称为“发射功率控制方法及其在通信系统中”、申请号为5566165的应用的美国专利，提出了一种CDMA系统功率控制方法。即计算实际期望信号的SIR；确定实际SIR是否大于预先定义的满足期望通信质量的参考SIR；基于比较结果产生发射功率控制比特字；基站把功率控制比特字周期性的插入前向帧；根据前向帧的发射功率控制比特计算暂定的反向发射功率；确定反向发射功率，即当暂定的反向发射功率小于预期的最大发射功率时，取暂定的反向发射功率，否则取最大发射功率；移动台以确定的反向发射功率发射信号。其中，最大发射功率是基于小区用户容量最大而确定的最大发射功率的上限。这种功率控制方法仅仅采用一种模式进行发射功率控制，而对复杂无线信道环境的适应性较差，影响了系统容量和链路质量的提高。

名称为“发射功率控制方法和装置”、申请号为5590409的美国专利，提出了一种CDMA通信统中移动台发射功率控制的方法。即移动台测量期望信号在发射功率控制周期内接收信号功率的平均值，以及当前值与前一侧量值的偏差。如果测量偏差超过参考功率偏差，则通过开环功率控制设置相应于测量偏差的发射功率，以快速减小移动台发射功率；反之，则根据功率控制比特字确定发射功率。这种方法有一定的新意，但它在无线信道环境较好时没有做进一步处理，因而必将牺牲一部分系统容量。

名称为“无线通信系统中增强性的反向链路功率控制”的5896411美国专利，提出了一种反向链路功率控制的增强性机制，即动态调节反向链路的功率控制步长。其中步长的调节是基于：业务类型、反向附加码信道的数目、基站总接收功率、分集增益的估计、移动性要求。该方法有一定的先进性，但是控制因素过于复杂，可操作性差，而且对于功率控制步长的调节过于频繁，必将导致功率控制的不稳定性，影响系统性能和系统容量的提高，难于达到系统优化。

总之，现有的功率控制方法对于无线通信环境的适应能力不够理想，尤其是在无线信道环境或通信链路质量较系统预期水平较差或较好时，现有功率控制模式的可操作性和有效性较差，对系统容量和通信性能带来极为不利的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是根据码分多址系统的无线信道环境和通信链路质量动态选择功率控制模式。通过采用相应的功率控制模式，对于由于建筑物遮挡带来的阴影衰落或由于移动台高速移动而引起的深度衰落进行有效地功率控制，既保证系统性能和链路质量要求，而又不以系统容量的损失为代价。具体地说，就是要提供一种功率控制的动态优化方法和装置，克服现有技术存在的诸如控制过程复杂、操作性差、有附加延时或容量损失，对系统容量或链路质量有不利影响等缺点。

本发明上述技术问题这样解决，构造一种在移动台与基站之间进行发射功率控制的动态优化方法，包括以下步骤：设置移动台(106)上行初始发射功率，或基站(102)的下行初始发射功率；预置表征环境和通信链路质量的参量的判决门限及变化容限；预置包括常规模式、上临界模式和下临界模式的三种功率控制模式；根据码分多址系统的无线信道中实时检测到的所述表征参量，动态地从预置的三种功率控制模式中选择相应的一种功率控制模式运行。

在上述按照本发明提供的功率控制的动态优化方法中，所述表征环境和通信链路质量的参量为接收信噪比SIR，其判决门限为SIRtarget，其变化容限为ΔSIR。

在上述按照本发明提供的功率控制的动态优化方法中，所述表征环境和通信链路质量的参量可以是接收信号的误帧率(FER)，或者是基于循环冗余校验(CRC)计算得到的误块率(BLER)，也可以是基于估计的接收信号比特误码率(BER)，或者是由其他错误跟踪技术所确定的性能评价指标。

在上述按照本发明提供的功率控制的动态优化方法中，所述常规模式是对应于测量SIR处在所述判决门限SIRtarget附近变化的情况的控制模式，适用于系统在预期的无线信道环境条件下运行或通信链路质量稳定在系统预期的水平；所述上临界模式是对应于测量SIR高于目标门限容许变化范围(SIRtarget+ΔSIR)情况的控制模式，适用于系统性能或链路质量好于预期的无线信道条件下的水平；所述下临界模式是对应于测量SIR低于目标门限容许变化范围(SIRtarget-ΔSIR)情况的控制模式，适用于系统性能或链路质量差于预期的无线信道条件下的水平，其中，所述下临界模式较所述常规模式有稍大的功率调整步长；所述上临界模式较所述常规模式有稍大的功率调整步长。

在上述按照本发明提供的功率控制的动态优化方法中，所述根据码分多址系统的无线信道中实时地检测到的所述表征参量，动态地从预置的三种功率控制模式中选择相应的一种功率控制模式运行，包括以下步骤：如果基站测量到SIR低于预设的模式转换门限(SIRtarget-ΔSIR)，则采用下临界模式控制移动台或基站的发射功率；如果基站测量到SIR高于模式转换容限(SIRtarget+ΔSIR)，则采用上临界模式控制移动台(或基站)的发射功率；当基站测量到SIR处于系统期望的容限之内(SIRtarget-ΔSIR到SIRtarget+ΔSIR)时，则移动台采用常规模式进行相应移动台或基站的发射功率控制。

在上述按照本发明提供的功率控制的动态优化方法中，包括以下步骤：由无线网络控制层(RNC)对上行链路和下行链路进行开环功率控制，以设置初始发射功率以及内环功率控制所要求的接收信号质量门限和质量容限；由基站和移动台分别完成相应上行链路和下行链路的接收信号质量测量；根据接收信号质量测量值，基站和移动台分别在相应的下行帧和上行帧中产生功率控制比特字(TPC)；移动台和基站接收解调相应的TPC指令，选择合适的功率控制模式，进行相应的上行和下行发射功率控制。

在上述按照本发明提供的功率控制的动态优化方法中，包括以下步骤：接收机测量接收信号SIR，根据RNC在外环功率控制过程中所设定的目标门限SIRtarget及容限ΔSIR，确定接收信号的测量SIR相对于门限容限的关系，如果测量到的SIR处于预定的门限变化范围(SIRtarget-ΔSIR到SIRtarget+ΔSIR间)内，则相应发射台切换到常规模式进行功率控制，如此时发射机已经处于常规模式，则保持当前模式；如果测量到的SIR低于预设门限范围(SIRtarget-ΔSIR)，则相应移动台切换到下临界模式进行功率控制，若发射机已处于下临界模式，则保持当前模式；如果测量到的SIR高于预设门限范围(SIRtarget+ΔSIR)，则相应发射机切换到上临界模式进行功率控制，若发射机已处于上临界模式，则保持当前模式。

在上述按照本发明提供的功率控制的动态优化方法中，在所述三种模式下进行功率控制过程中，基站或移动台的发射功率调整可以是离散或连续变化的，所述离散变化是指对于接收机收到的每一个增加或减小发射功率的指令，发射机只是以预定的步长进行调节，直到接收到功率调节的后续命令再作相应处理；所述连续变化是指接收机逐步调整其发射功率，直到接收到终止功率调节的命令为止。

在上述按照本发明提供的功率控制的动态优化方法中，在所述上临界模式和所述下临界模式中，所述功率调节量大于在所述常规模式下的功率调整量。

在上述按照本发明提供的功率控制的动态优化方法中，所述功率控制模式可以这样切换，或者由基站(或移动台)接收机向对应的发射机发送功率控制消息，指令发射机在需要的时候改变功率控制模式；或者由基站(或移动台)接收机向对应的发射机提供测量数据及控制信息，对应的发射机根据收到的测量数据判断并选择较佳的功率控制模式。

在上述按照本发明提供的功率控制的动态优化方法中，所述基站(或移动台)发送消息或控制命令字通知相应的发射机选择相应的功率控制模式包括以下步骤：1)RNC根据系统性能或通信链路质量，进行外环功率控制，设置目标门限SIRtarget及其变化容限；2)基站(或移动台)接收机测量SIR，并判断测量SIR相对于门限变化范围的位置，产生相应的TPC比特在下/上行帧发射；3)基站(或移动台)发送消息或控制命令字通知相应的发射机选择相应的功率控制模式完成发射功率调节：即如果测量SIR处于门限变化范围内，则发射功率调整采用常规模式；如果测量SIR高于门限变化范围，则发射功率调整采用上临界模式；如果测量SIR低于门限变化范围，则发射功率调整采用下临界模式。

在上述按照本发明提供的功率控制的动态优化方法中，所述移动台(或基站)接收相关的功率控制信息并完成自身功率控制模式的选择，包括以下步骤：1)RNC根据系统性能或接收链路质量动态，进行外环功率控制，设置门限SIRtarget及其变化容限；2)基站(或移动台)测量SIR，并判断测量SIR相对于门限范围的位置，产生相应的TPC比特在下/上行帧发射；3)移动台(或基站)接收上述信息，并完成自身功率控制模式的选择，同时进行相应的发射功率调整。即如果确定测量到的接收信号的SIR处于门限变化范围内，则发射功率调整采用常规模式；如果测量SIR高于门限变化范围，则采用上临界模式调整发射功率；如果测量SIR低于门限变化范围，则采用下临界模式调整发射功率。

本发明另一技术问题这样解决，构造一种功率控制的动态优化装置，由用于通过空中接口实现移动台与基站间功率控制动态优化的内环功率控制装置和包含在无线网络控制单元中的外环功率控制装置组成，所述内环功率控制装置包括设在所述基站中的接收单元、发射单元、TPC命令处理单元、用于进行上行链路SIR测量的SIR测量单元和TPC产生单元，设在所述移动台中的发射单元、接收单元、输入处理单元、发射功率控制模式选择单元、TPC命令生成单元、用于执行下行链路SIR测量的SIR测量单元、TPC命令处理单元、功控模式信号处理单元，所述外环功率控制装置包括用来设置移动台上行初始发射功率，或基站的下行初始发射功率，以及接收信噪比SIR的判决门限SIRtarget及其变化容限ΔSIR的装置。

在上述按照本发明提供的功率控制的动态优化装置中，所述基站根据所述SIR测量单元测量到的SIR与由所述外环功率控制装置设定的门限范围的比较判决结果，产生功率控制字(TPC)，在下行帧发射给移动台，以进行上行功率控制；所述移动台根据由所述SIR测量单元测量到的SIR与由所述外环功率控制装置设定的门限范围的比较判决结果产生功率控制字(TPC)，在上行帧发射给所述基站进行下行功率控制。

实施本发明提供的功率控制的动态优化方法和装置，与通常所采用单一模式的功率控制相比，可以更好地适应无线信道环境的变化，合理地利用有限的功率资源，即保证复杂移动无线环境中的系统性能或链路质量，同时又尽量优化各用户的发射功率，而不以系统容量的降低为代价。在系统性能或链路质量恶化时，采用下临界功率控制模式，与采用通常所采用的单一功率控制方式相比，它可以在保证系统性能或链路质量的前提下，在较短的时间内使质量或性能评价指标恢复至期望的正常水平；而在信道环境好于预期的正常水平时，采用上临界功率控制模式，又可以节省功率消耗，减少对其他用户的干扰，增加系统容量，同时延长移动台电池使用寿命。

附图说明

图1为实现内外环功率控制的原理示意图；

图2为按照本发明实现基站和移动台发射功率控制的动态优化装置的逻辑框图；

图3为用于说明本发明方法中三种功率控制模式作用过程的示意图；

图4为利用本发明方法进行功率控制动态优化方法进行模式选择的流程示意图；

图5为本发明方法中，在常规模式下的发射功率控制的流程示意图。

结合附图和实施例，对本发明方法和装置作进一步阐释和说明，以便于深入理解本发明的目标、特色和优势，附图中相同的部分采用相同标号。

具体实施方式

1本发明概述

本发明的核心思想是针对链路质量或系统性能的变化情况，合理地选择功率控制模式，以动态优化系统中移动台或基站的发射功率，即移动台根据系统性能或链路质量的不同状态或不同要求选择不同的功率控制模式。如果基站测量的SIR低于预设的模式转换门限，即在通信环境条件较差、信号质量较弱时(如移动台在建筑物内信号受到屏蔽，或信号受到建筑物的遮挡而产生阴影效应，或移动台工作在较恶劣的天气条件下)，则采用下临界模式控制移动台(或基站)的发射功率，以保证基站测量SIR或链路质量快速恢复到系统期望的正常水平；如果基站测量SIR高于模式转换容限，则采用上临界模式控制移动台(或基站)的发射功率，避免产生功率攀升现象，保证系统容量；而当基站测量SIR处于系统期望的容限之内时，则移动台采用常规模式进行相应移动台(或基站)的发射功率控制。

本发明采用三种功率控制模式：

1)常规模式：对应于测量SIR在门限SIRtarget附近变化的情况。此时，系统在预期的无线信道环境条件下运行或通信链路质量稳定在系统预期的水平；

2)上临界模式：对应于测量SIR高于目标门限容许变化范围(或目标容限)的情况。此时，系统性能或链路质量好于预期的无线信道条件下的水平，其中，上临界模式较常规模式有稍大的功率调整步长；

3)下临界模式：对应于测量SIR低于目标门限容许变化范围(或目标容限)的情况。此时，系统性能或链路质量差于预期的无线信道条件下的水平，其中：下临界模式较常规模式有稍大的功率调整步长。

本发明提出的功率控制动态优化的方法包括以下步骤或流程：

1.无线网络控制层(RNC)对上行链路和下行链路进行开环功率控制，以设置初始发射功率以及内环功率控制所要求的接收信号质量门限和质量容限；

2.基站和移动台分别完成相应上行链路和下行链路的接收信号质量测量；

3.根据接收信号质量测量值，基站和移动台分别在相应的下行帧和上行帧中产生功率控制比特字(TPC)；

4.移动台和基站接收解调相应的TPC指令，选择合适的功率控制模式，进行相应的上行和下行发射功率控制。

基于本发明上述发射功率动态优化方法，具有以下突出特点：

1.当移动无线信道环境恶劣时，由于采用了特殊的下临界模式进行功率控制，所以较常规处理方式，可以明显降低接收信号质量恶化或接收信号质量恢复正常的时间，能够快速适应恶劣的无线信道环境；

2.当移动无线信道环境好于预期的正常条件时，由于采用了上临界模式进行功率控制，所以较常规模式，可以在保持正常的系统接收性能的前提下，尽量降低发射机功率，从而减少对其他移动台的多址干扰，保证系统容量，同时减小了发射机的功率消耗，延长了电池使用寿命，降低了相应的电磁辐射，实现了绿色环保。需要说明的是，正常工作状态下并不需要维持临界模式进行功率控制。因为这样可能会使测量SIR的少量减少导致发射功率大幅增加，而过量的发射功率调整会使测量SIR超过门限的变化范围，不但消耗过多的功率资源，而且在功率受限、容量受限的CDMA通信系统中是极不希望的。

据此，下面将进一步给出进行功率控制模式动态切换依据的系统性能或通信链路质量的评价方式，以及功率控制模式的选择，并结合示例，说明本发明具体的实施途径。

2实例环境

为便于理解，在具体描述本发明之前，先对本发明的应用环境进行描述。

第三代移动通信系统涉及的功率控制包括上/下行外环功率控制和上/下行内环功率控制，基于本发明方法和装置的完整功率控制流程如图1示。其中的上行功率控制借助于基站对上行链路的测量实现对移动台发射的功率控制；下行功率控制借助于移动台对下行链路的测量实现对基站发射功率的控制。

外环功率控制在无线网络控制单元(RNC)110进行，主要用来设置移动台(UE)106上行初始发射功率，或基站(NodeB)102、104的下行初始发射功率，以及接收信噪比SIR的判决门限SIRtarget及其变化容限ΔSIR。

基站102执行上行链路SIR测量；移动台106执行下行链路SIR测量。

基站102根据测量SIR与门限范围的比较判决结果产生功率控制字(TPC)在下行帧发射给移动台106，以进行上行功率控制；移动台106根据测量SIR与门限范围的比较判决结果产生TPC在上行帧发射给基站102，以进行下行功率控制。

移动台接收机通过射频/中频转换单元108进行处理后，在基带接收单元110中解调恢复出TPC指令。TPC命令处理单元112对移动台接收到的TPC指令进行适当处理后，用来控制移动台发射单元118按规定的功率控制模式调节发射功率，然后发送给中频/射频转换单元120做相应处理后，通过空中接口发射出去；对于基站接收机的处理与移动台基本相同。

根据本发明，在移动台(UE)和基站(Node B)间实现功率控制动态优化的装置，如图2示。移动台106和基站102内部分别有一套接收单元110、200和发射单元118、208；还分别有一套SIR测量单元114、204，TPC命令生成单元116、206，TPC命令处理单元112、202。UE和NodeB之间通过空中接口(Uu)进行无线通信。SIR测量单元、TPC命令生成单元、TPC命令处理单元、功率控制模式信号处理单元126、发射功率控制模式选择单元124共同配合相应的收发信机完成上/下行链路的内环功率控制。

3功率控制实施例

本发明给出了针对不同的系统性能或链路质量进行动态功率控制模式切换的方法，其中提出的功率控制模式：常规模式、下临界模式和上临界模式。几种功率控制模式的转换图3示出，其中横轴代表时间，纵轴代表测量SIR。图示给出了测量SIR随时间的变化曲线300；曲线304代表RNC根据系统性能或链路质量在外环功率控制过程中动.态设置的门限SIRtarget；曲线302给出了RNC根据业务需求及系统性能或链路质量要求设定的、期望正常工作状态下的门限SIRtarget的容限上界(SIRtarge+ΔSIR)；曲线306给出了RNC根据业务需求及系统性能或链路质量要求设定的、期望正常工作状态下的门限SIRtarget的容限下界(SIRtarge-ΔSIR)。

在图3给出的例子中，在初始的一段时间内，测量SIR在系统设置的门限SIRtarget容许的范围内变化，所以相应发射台选择常规模式下的功率控制，发射机以相对较小的步长调节发射功率；在T1时刻，由于链路阻塞或传播路径上的深度衰落等因素影响，使得测量SIR明显下降，此时测量SIR低于门限SIRtarget的容许变化范围，所以相应发射台选择下临界模式进行功率控制，由于采用了稍大的调整步长，在经历t0时间后，测量SIR恢复到期望的正常水平；在测量SIR高于门限SIRtarget所容许变化范围的T2时刻，相应发射台切换到上临界模式进行功率控制，在经历了t1时间后，测量SIR恢复到期望的正常水平。

由图3可以看出，常规模式非常适合于测量SIR在门限SIRtarget附近做少量变化(ΔSIR)时进行功率控制；下临界模式对于处理深度衰落条件下(如移动台受到建筑物的遮挡或其它形式的突发干扰时)的发射功率控制有明显优势；上临界模式适于处理信道环境较通常无线信道环境条件较好时，以尽可能降低相应发射机的发射功率，尽量减少对其他发射台的干扰，降低功耗，减小电磁辐射，延长电池使用寿命。

本发明提出的功率控制模式切换流程如图4示。接收机测量接收信号SIR，并结合RNC在外环功率控制过程中所设定的目标门限SIRtarget及容限ΔSIR，确定接收信号的测量SIR相对于门限容限的关系，这个操作可以与移动台(或基站)具体的功率控制模式无关地进行。如果测量SIR处于预定的门限变化范围内，则相应发射台切换到常规模式进行功率控制，如图5所示；若发射机已经处于常规模式，则保持当前模式；如果测量SIR低于预设门限范围，则相应移动台切换到下临界模式进行功率控制，若发射机已处于下临界模式，则保持当前模式；如果测量SIR高于预设门限范围，则相应发射机切换到上临界模式进行功率控制，若发射机已处于上临界模式，则保持当前模式。

图5示出的常规模式下发射功率的控制主要是通过判断接收到的TPC数位是否为1‖11，如“是”就增加发射功率，否则减少发射功率。

很显然，针对特定的通信环境，可以采用相应的最佳门限或小于最佳门限的门限值。上述的门限不只是一个单一的数值，而是指测量SIR所容许的变化范围，即接收信号可以处于容限内。

下面给出通信链路质量或系统性能评价的实施例：

在一个实施例中，系统性能或通信链路质量评价是基于接收机测量SIR。如果测量SIR在期望门限SIRtarget附近变化，则相应发射台采用常规模式进行功率控制；如果测量SIR下降到低于门限SIRtarget的容限范围，则采用下临界模式进行发射功率控制；如果测量SIR上升到高于门限SIRtarget的容限范围，则采用上临界模式进行发射功率控制。

在另一个实例中，系统性能的评价是基于接收信号的差错水平，即可以是连续一段时间内的差错数目或差错率。评价指标可以是接收信号的误帧率(FER)，或者是基于循环冗余校验(CRC)计算得到的误块率(BLER)，也可以是基于估计的接收信号比特误码率(BER)，或者是由其他错误跟踪技术所确定的性能评价指标。其具体功率控制过程类似于利用SIR的情况。

下面给出不同功率控制模式下发射功率调节的实施例：

在一个实施例中，给定模式下的发射功率调整是离散变化的，即对于接收机收到的每一个增加或减小发射功率的指令，发射机只是以预定的步长进行调节，直到接收到功率调节的后续命令再作相应处理。

在另一实施例中，给定模式下的发射功率调整是连续进行的，即接收机逐步调整其发射功率，直到接收到终止功率调节的命令为止。

在上述两个实施例中，上临界模式和下临界模式都提供较常规模式更大的功率调整量，即在第一实施例中提供更大的功率调整幅度，在第二实施例中提供更快的功率调整速度。

下面给出功率控制模式切换的实施例：

在一个实施例中，基站(或移动台)接收机向对应的发射机发送功率控制消息，指令发射机在需要的时候改变功率控制模式。

在另一实施例中，基站(或移动台)接收机向对应的发射机提供.测量数据及控制信息，对应的发射机根据收到的测量数据判断并选择较佳的功率控制模式。

下面给出功率控制流程的实施例：

在一个实施例中，基站(或移动台)发送消息或控制命令字通知相应的发射机选择相应的功率控制模式，具体流程如下：

1.RNC根据系统性能或通信链路质量，进行外环功率控制，设置目标门限SIRtarget及其变化容限；

2.基站(或移动台)接收机测量SIR，并判断测量SIR相对于门限变化范围的位置，产生相应的TPC比特在下/上行帧发射；

3.基站(或移动台)发送消息或控制命令字通知相应的发射机选择相应的功率控制模式完成发射功率调节。即如果测量SIR处于门限变化范围内，则发射功率调整采用常规模式；如果测量SIR高于门限变化范围，则发射功率调整采用上临界模式；如果测量SIR低于门限变化范围，则发射功率调整采用下临界模式。

在另一个实施例中，移动台(或基站)接收相关的功率控制信息，并完成自身功率控制模式的选择，具体流程如下：

1.RNC根据系统性能或接收链路质量动态，进行外环功率控制，设置门限SIRtarget及其变化容限；

2.基站(或移动台)测量SIR，并判断测量SIR相对于门限范围的位置，产生相应的TPC比特在下/上行帧发射；

3.移动台(或基站)接收上述信息，并完成自身功率控制模式的选择，同时进行相应的发射功率调整。即如果测量SIR处于门限变化范围内，则发射功率调整采用常规模式；如果测量SIR高于门限变化范围，则采用上临界模式调整发射功率；如果测量SIR低于门限变化范围，则采用下临界模式调整发射功率。

在上述实施例中，基站(或移动台)接收机确定接收信号质量是处于、大于还是小于预设的门限范围。

以上借助于较佳实施例对本发明进行了阐述，本领域的技术人员可以在不背离本发明精神实质的前提下对本发明做各种变型。本发明的精神实质及保护范围不受说明书中实施例的限定而由所附权利要求限定。

Claims (11)

1、一种在移动台与基站之间进行发射功率控制的动态优化方法，其特征在于，包括以下步骤：无线网络控制层设置移动台(106)上行初始发射功率，或基站(102)的下行初始发射功率以及预置表征环境和通信链路质量的参量的判决门限及变化容限；在基站/移动台预置包括常规模式、上临界模式和下临界模式的三种功率控制模式；根据移动台/基站在码分多址系统的无线信道中实时检测到的所述表征参量，基站/移动台动态地从预置的三种功率控制模式中选择相应的一种功率控制模式运行。

2、根据权利要求1所述功率控制的动态优化方法，其特征在于，所述表征环境和通信链路质量的参量为接收信噪比SIR，其判决门限为SIRtarget，其变化容限为ΔSIR。

3、根据权利要求1所述功率控制的动态优化方法，其特征在于，所述表征环境和通信链路质量的参量可以是接收信号的误帧率，或者是基于循环冗余校验计算得到的误块率，也可以是基于估计的接收信号比特误码率，或者是由其他错误跟踪技术所确定的性能评价指标。

4、根据权利要求2所述功率控制的动态优化方法，其特征在于，所述常规模式是对应于测量SIR处在所述判决门限SIRtarget附近变化的情况的控制模式，适用于系统在预期的无线信道环境条件下运行或通信链路质量稳定在系统预期的水平；所述上临界模式是对应于测量SIR高于目标门限容许变化范围SIRtarget+ΔSIR的控制模式，适用于系统性能或链路质量好于预期的无线信道条件下的水平；所述下临界模式是对应于测量SIR低于目标门限容许变化范围SIRtarget-ΔSIR的控制模式，适用于系统性能或链路质量差于预期的无线信道条件下的水平，其中，所述下临界模式较所述常规模式有稍大的功率调整步长；所述上临界模式较所述常规模式有稍大的功率调整步长。

5、根据权利要求4所述功率控制的动态优化方法，其特征在于，所述根据码分多址系统的无线信道中实时地检测到的所述表征参量，动态地从预置的三种功率控制模式中选择相应的一种功率控制模式运行，包括以下步骤：如果基站/移动台测量到SIR低于预设的模式转换门限SIRtarget-ΔSIR，则采用下临界模式控制移动台/基站的发射功率；如果基站/移动台测量到SIR高于模式转换容限SIRtarget+ΔSIR，则采用上临界模式控制移动台/或基站的发射功率；当基站/移动台测量到SIR处于系统期望的容限之内即SIRtarget-ΔSIR到SIRtarget+ΔSIR时，则采用常规模式进行相应移动台/基站的发射功率控制。

6、根据权利要求2所述功率控制的动态优化方法，其特征在于，包括以下步骤：由无线网络控制层对上行链路和下行链路进行开环功率控制，以设置初始发射功率以及内环功率控制所要求的接收信号质量门限和质量容限；由基站和移动台分别完成相应上行链路和下行链路的接收信号质量测量；根据接收信号质量测量值，基站和移动台分别在相应的下行帧和上行帧中产生功率控制字；移动台和基站接收解调相应的功率控制字，选择合适的功率控制模式，进行相应的上行和下行发射功率控制。

7、根据权利要求6所述功率控制的动态优化方法，其特征在于，包括以下步骤：基站/移动台接收机测量接收信号SIR，根据RNC在外环功率控制过程中所设定的目标门限SIRtarget及容限ΔSIR，确定接收信号的测量SIR相对于门限容限的关系，如果测量到的SIR处于预定的门限变化范围即SIRtarget-ΔSIR到SIRtarget+ΔSIR内，则移动台/基站发射台切换到常规模式进行功率控制，如此时发射机已经处于常规模式，则保持当前模式；如果测量到的SIR低于预设门限范围SIRtarget-ΔSIR，则相应移动台/基站切换到下临界模式进行功率控制，若移动台/基站发射机已处于下临界模式，则保持当前模式；如果测量到的SIR高于预设门限范围SIRtarget+ΔSIR，则移动台/基站发射机切换到上临界模式进行功率控制，若发射机已处于上临界模式，则保持当前模式。

8、根据权利要求1所述功率控制的动态优化方法，其特征在于，在所述三种模式下进行功率控制过程中，基站或移动台的发射功率调整可以是离散或连续变化的，所述离散变化是指对于基站或移动台接收机收到的每一个增加或减小发射功率的指令，基站或移动台发射机只是以预定的步长进行调节，直到接收到功率调节的后续命令再作相应处理；所述连续变化是指基站或移动台发射机逐步调整其发射功率，直到接收到终止功率调节的命令为止。

9、根据权利要求8所述功率控制的动态优化方法，其特征在于，在所述上临界模式和所述下临界模式中，所述功率调节量大于在所述常规模式下的功率调整量。

10、根据权利要求7所述功率控制的动态优化方法，其特征在于，所述功率控制模式可以这样切换，或者由基站/移动台向移动台/基站发射机发送功率控制消息，指令发射机在需要的时候改变功率控制模式；或者由基站/移动台向移动台/基站发射机提供测量数据及控制信息，发射机根据收到的测量数据判断并选择较佳的功率控制模式。

11、一种功率控制的动态优化装置，由用于通过空中接口实现移动台与基站间功率控制动态优化的内环功率控制装置和包含在无线网络控制单元(100)中的外环功率控制装置组成，其特征在于，所述内环功率控制装置包括设在所述基站(102)中的接收单元(200)、发射单元(208)、TPC命令处理单元(202)、用于进行上行链路SIR测量的SIR测量单元(204)和TPC产生单元(206)，设在所述移动台(106)中的发射单元(118)、接收单元(110)、输入处理单元(122)、发射功率控制模式选择单元(124)、TPC命令生成单元(116)、用于执行下行链路SIR测量的SIR测量单元(114)、TPC命令处理单元(112)、功控模式信号处理单元(126)，所述外环功率控制装置包括用来设置移动台(106)上行初始发射功率，或基站(102)的下行初始发射功率，以及接收信噪比SIR的判决门限SIRtarget及其变化容限ΔSIR的装置，所述基站(102)根据所述SIR测量单元(204)测量到的SIR与由所述外环功率控制装置设定的门限范围的比较判决结果，由TPC产生单元(206)产生功率控制字，在下行帧发射给移动台(106)，以进行上行功率控制；移动台接收到功率控制字后由移动台接收单元(110)解调恢复出TPC指令，TPC命令处理单元(112)对移动台接收到的TPC指令进行处理后，控制移动台发射单元(118)按规定的功率控制模式调节发射功率，所述移动台(106)根据由所述SIR测量单元(114)测量到的SIR与由所述外环功率控制装置设定的门限范围的比较判决结果在TPC命令生成单元(116)产生功率控制字，在上行帧发射给所述基站(102)进行下行功率控制，基站接收到功率控制字后由基站接收单元(200)解调恢复出TPC指令，TPC命令处理单元(202)对基站接收到的TPC指令进行处理后，由功控模式信号处理单元(126)控制发射功率控制模式选择单元(124)选择功率控制模式，进而控制基站发射单元(208)按规定的功率控制模式调节发射功率。

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