CN1387320A - 增强的闭环功率控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种增强的闭环功率控制方法,包括:设定功率控制变量的初始值;检测终端信号的强度,并将检测的强度和参考Eb/No进行比较;根据比较结果和设定的功率控制变量值,向终端发送功率控制信号;对一定的参考时间中发送到终端的功率控制信号进行分析,并重新设定功率控制变量。当用户不是在具有理想的无线电接收灵敏度的区域中活动时(即在Eb/No轻微变化的情况下),基站将功率控制步长设定为比当前步长小,进行精细的功率控制。这样,可以避免发射功率的波动。并且,由于增加了单位时间内完成的穿孔数目,提高了数据传输的效率。

Description

增强的闭环功率控制方法
技术领域
本发明涉及无线通信的功率控制，特别涉及CDMA中的闭环功率控制方法。
背景技术
在有线通信中，通过独立的传输路径进行用户信号的发送和接收。与之不同，在无线通信中，如CDMA，多个用户通过空气介质在同一个频段中传输信号，因而到达基站的终端信号彼此影响。
在到达基站的信号中，如果某个终端的发射功率高于基准值，该终端的信号会干扰其它终端的信号。同时，如果某个终端的发射功率低于基准值，则基站不能够识别相应终端的信号。这样，对于无线通信，尤其是CDMA而言，需要功率控制机制。
功率控制方法包括开环功率控制方法和闭环功率控制方法。
开环功率控制方法即终端测量基站的发射功率，并将测量到的基站发射功率和参考发射功率进行比较，以确定其自己的发射功率。在此方法中，终端进行关于基站的非独立功率控制。
同时，闭环功率控制方法是基站测量终端的发射功率并控制终端的发射功率。在此方法中，终端在基站控制下进行被动功率控制。
在CDMA(码分多址)的闭环功率控制中，基站周期性地测量能量比特/噪声(Eb/No)，以维持合适的帧误码率(FER)。
Eb/No是从终端接收到的信号强度，如果测量的Eb/No低于参考Eb/No，则基站向终端发送功率水平上调信号。而如果测量的Eb/No高于参考Eb/No，则基站向终端发送功率水平下调信号。Eb/No也由能量比特/干扰(Eb/Io)表示。
图1是根据现有技术的闭环功率控制方法的流程图。
如图1所示，闭环功率控制方法包括：设定功率控制变量的初始值(步骤S1)；测量接收到的终端信号的Eb/No(步骤S2)  将测量的Eb/No和参考Eb/No进行比较(步骤S3)，如果测量的Eb/No高于参考Eb/No，则指示终端下调发射功率(步骤S4)，如果测量的Eb/No低于参考Eb/No，则指示终端上调发射功率(步骤S5)。
现在详细地描述闭环功率控制过程。
在设定初始值步骤(步骤S1)，基站设定参考Eb/No和功率控制步长。当终端连接到基站时，基站周期性地(对于IS-95为1.25ms)测量终端的Eb/No(步骤S2)。将测量的Eb/No和参考Eb/No进行比较(步骤S3)。根据比较结果，基站通过业务信道或者控制信道向终端发送功率控制信号。
在步骤S3，如果测量的Eb/No低于参考Eb/No，则从基站向终端发送功率控制比特‘0’，使得终端的发射功率水平上调(步骤S5)。反之，如果测量的Eb/No高于参考Eb/No，则从基站向终端发送功率控制比特‘1’，使得终端的发射功率水平下调(步骤S4)。
图2是在终端和基站之间传输功率控制信号的示意图，其中，基站的功率控制信号通过业务信道或者控制信道进行传输。
尤其是，对于业务信道的情况，每1.25ms对数据流进行分组，且向各个数据组中插入1比特的功率控制信号并发送出去。因此，基站每秒钟发送800个功率控制信号。
数据组称为功率控制组，所插入的功率控制信号称为‘功率控制比特’。周期性地通过在数据组插入功率控制信号而发送到终端称为‘穿孔(puncturing)’。
如图2所示，各个功率控制组中功率控信号的位置不固定。功率控信号的位置可以由基站和终端确定。
因此，要使终端的发射功率维持在合适的水平，基站每秒钟800次地重复执行步骤S2到S5。并且，基站从1dBm，0.4dBm和0.25dBm之中选择一个，将其设定为功率控制步长。在初始化步骤(步骤S1)中设定的功率控制步长不能更改。Eb/No的测量周期和功率控制信号发送周期彼此相同。
如上所述，对于传统的闭环功率控制方法，当用户不在无线电接收灵敏度为常值的特定区域内活动时(即，Eb/No微小改变的状态)，甚至当用户位于无线电接收灵敏度急剧改变的区域或者用户高速运动时，使用同样的功率控制信号发送周期(在IS-95中为1.25ms)和同样的步长。
因此，在用户不移动的上述例子中，由于终端在数据组中插入了不必要的功率控制信号，降低了传输效率，且功率水平的上调和下调不必要地重复，导致发射功率的波动。
在下面的情况中，用户高速移动，基站不能准确地应对急剧变化的终端信号Eb/No。
图3是说明Eb/No的功率控制周期和步长的图，反映了上述传统功率控制方法的问题。
如图3所示，在传统的功率控制方法中，对于Eb/No急剧增加的情况(t0-t1)和Eb/No维持不变的情况(t1-t2)，使用同样的功率控制信号发送周期和步长。即，在保持和相应终端的连接的时候，不对设定为任意间隔的功率控制信号发送周期和步长进行重新设定。
因此，基站不能快速应付急剧的变化(t0-t1)，而在Eb/No保持不变的情况(t1-t2)下，无谓地重复功率水平的上下调整。
这样，传统的功率控制方法有一个缺点，即不能快速应付急剧变化的情况(t0-t1)，且在Eb/No保持不变的情况(t1-t2)下降低了效率。
结合上面的参考是为了说明附加或者另外的细节、特征和/或技术背景。
发明内容
因此，本发明的目的是提供能够根据能量比特/噪声(Eb/No)的改变而重新设定功率控制信号发送周期和功率控制步长的增强闭环功率控制方法。
为了全部或者部分地实现至少上述目的，提供了一种增强的闭环功率控制方法，包括：设定功率控制变量的初始值(步骤S10)；检测终端信号的强度，并将检测的强度和参考Eb/No进行比较(步骤S11～13)；根据比较结果和设定的功率控制变量值，发送功率控制信号到终端(步骤S14)；对预定参考时间中发送到终端的功率控制信号进行分析，并重新设定功率控制变量(步骤S15)。
根据本发明的增强闭环功率控制方法，终端信号强度检测步骤包括：周期性地检测终端的Eb/No(步骤S11)；当到达功率控制信号的发送时间点时，计算所检测Eb/No的平均值(步骤S12)。
根据本发明的增强闭环功率控制方法，功率控制变量重新设定步骤(步骤S15)包括：如果同一个功率控制信号的连续发送次数高于连续发送最大次数，则增加功率控制步长并减小功率控制信号的发送周期；如果同一个功率控制信号的连续发送次数低于连续发送最小次数，则减小功率控制步长并增大功率控制信号的发送周期；如果同一个功率控制信号的连续发送次数介于连续发送最大次数和连续发送最小次数之间，则不重新设定功率控制变量。
本发明的其他优点、目的和特征有一部分将在以下的说明书中进行阐述，有一部分则对于本领域的技术人员经过对以下内容的检验后会变得明了，或者通过本发明的实践而体验到。可以实现和达到所附权利要求书具体指出的本发明的目的和优点。
附图说明
以下参照附图对本发明进行详细的说明，附图中相同的标号指示相同的部件，附图中：
图1显示的是根据现有技术的闭环功率控制方法的流程图；
图2显示的是在终端和基站之间传输功率控制信号的示意图；
图3显示的是Eb/No的功率控制周期和步长；
图4显示的是根据本发明优选实施例的增强闭环功率控制方法的流程图；
图5显示的是根据本发明优选实施例的功率控制周期和步长。
优选实施例详细说明
图4显示的是根据本发明优选实施例的增强闭环功率控制方法流程图。
如图4所示，根据本发明的增强闭环功率控制方法包括：设定功率控制变量的初始值(步骤S10)；检测终端信号的强度，并将检测的强度和参考Eb/No进行比较(步骤S11～13)；根据比较结果和设定的功率控制变量值，发送功率控制信号到终端(步骤S14)；对一定的参考时间中发送到终端的功率控制信号进行分析，并重新设定功率控制变量(步骤S15)。
终端信号强度检测步骤包括：周期性地测量终端的Eb/No(步骤S11)；当到达功率控制信号的发送时间点时，计算所检测Eb/No的平均值(步骤S12)。
功率控制变量重新设定步骤(步骤S15)包括：如果同一个功率控制信号的连续发送次数高于连续发送最大次数，则增加功率控制步长并减小功率控制信号的发送周期；如果同一个功率控制信号的连续发送次数低于连续发送最小次数，则减小功率控制步长并增大功率控制信号的发送周期；如果同一个功率控制信号的连续发送次数介于连续发送最大次数和于连续发送最小次数之间，则不执行功率控制变量重新设定。
图5显示的是根据本发明优选实施例的功率控制周期和步长。
下面参照图4和5详细描述根据本发明的增强闭环功率控制方法。
在初始化系统的阶段，基站设定Eb/No测量周期、参考Eb/No、功率控制信号发送周期(穿孔周期)、参考时间、初始功率控制步长和功率控制信号连续发送的最大次数(Smax)以及最小次数(Smin)。
参考前面的传统方法，当基站测量Eb/No时，将测量的Eb/No和参考Eb/No进行比较，并根据比较结果发出功率控制信号(‘0’或者‘1’)。
相比之下，在根据本发明的增强闭环功率控制方法中，分别地设置Eb/No测量周期和功率控制信号发送周期。即，基站周期性地测量Eb/No，直到到达功率控制信号的发送时间点(步骤S11)，然后，当到达功率控制信号的发送时间点时，基站计算平均Eb/No(步骤S12)，并将平均Eb/No和参考Eb/No进行比较(步骤S13)。然后，根据比较结果，基站发出相应的功率控制信号(‘0’或者‘1’)(步骤S14)。因此，Eb/No测量周期小于或者等于穿孔周期。
在步骤S13，如果平均Eb/No大于参考Eb/No，基站发出功率水平下调信号(‘1’)。相反，如果平均Eb/No小于参考Eb/No，基站发出功率水平上调信号(‘0’)。
在发出功率控制信号之后，基站检查是否超过各个参考时间。如果没有超过参考时间，重复执行步骤S11～S14。
相反，如果已经超过参考时间，基站检查在参考时间内发送的功率控制信号，并重新设定功率控制步长和穿孔周期(步骤S16)。
如果在参考时间内连续发送同样的功率控制信号，且连续发送的次数超过了最大次数(Smax)，则基站将功率控制步长设定得比当前步长大一些，将穿孔的时间间隔(穿孔周期)设置得窄一些。连续发送同样的功率控制信号说明终端信号的Eb/No在急剧增加或者减小。
然而，当交替发送功率上调信号(‘0’)和功率下调信号(‘1’)(例如，‘0100101’)，且同样的功率控制信号的连续发送次数小于最小次数(Smin)时，基站将功率控制步长设定得比当前步长小一些，将穿孔的时间间隔(穿孔周期)设置得宽一些。
如果参考时间内发送的同样的功率控制信号的连续发送次数介于最大次数(Smax)和最小次数(Smin)之间，基站重复执行功率控制操作，而无需重新设定功率控制变量(功率控制步长和穿孔周期)。
在上述操作中，当重新设定功率控制步长和穿孔周期时(步骤S16)，重新设置功率控制信号的连续发送的最大次数(Smax)和最小次数(Smin)以及参考时间，使之与新设置的值相适应。
综上所述，本发明的增强闭环功率控制方法(其中，根据Eb/No的瞬时变化量而灵活改变功率控制信号发送周期(穿孔周期)和功率控制步长)具有以下优点。
即，例如，当用户不在具有理想的无线电接收灵敏度的区域内活动时(即，Eb/No微小改变的状态)，基站将功率控制步长设定为低于当前步长并更精确地实现功率控制。这样，可以避免发射功率的波动。并且，由于减少了每个单位时间内完成的穿孔次数，提高了数据传输效率。
另外，当用户在无线电接收灵敏度急剧变化的区域活动或者用户高速移动时(即，Eb/No急剧增加或者减小的状态)，基站增加穿孔的次数，并将功率控制步长设定为高于当前的步长，以快速应对Eb/No的变化。这样，提高了接收灵敏度。
上述的实施例和优点仅是示例性的，并不构成对本发明的限制。本技术可以适用于其他类型的设备。本发明的描述仅是说明性的，它并不限制权利要求的范围。对于本技术领域人员，显然可以有各种替换、改进和变化。在权利要求书中，装置加功能的语句旨在涵盖实现所述功能的结构，它不仅是结构等同的，也包括同等的结构。

Claims (20)

1.一种增强的闭环功率控制方法，包括以下步骤：
设定功率控制变量的初始值；
检测终端信号的强度，并将检测的强度和参考信号强度进行比较；
根据比较结果和设定的功率控制变量值，向终端发送功率控制信号；以及
对预定参考时间中发送到终端的功率控制信号进行分析，并重新设定功率控制变量。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，终端信号强度检测步骤包括：
周期性地测量终端信号的强度；以及
当到达功率控制信号的发送时间点时，计算所测量的信号强度的平均值。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，功率控制变量包括：
参考信号强度；
参考时间；
终端信号测量周期；
功率控制步长；
功率控制信号的发送周期；
功率控制信号连续发送的最大次数；
功率控制信号连续发送的最小次数；
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，重新设定的功率控制变量是：
功率控制步长；
功率控制信号的发送周期；
功率控制信号连续发送的最大次数和连续发送的最小次数；
参考时间；
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，将终端信号检测周期设定为小于或者等于功率控制信号的发送周期。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，功率控制变量重新设定步骤包括：
如果同一个功率控制信号的连续发送次数高于连续发送最大次数，则增加功率控制步长并减小功率控制信号的发送周期；
如果同一个功率控制信号的连续发送次数低于连续发送最小次数，则减小功率控制步长并增大功率控制信号的发送周期；
如果同一个功率控制信号的连续发送次数介于连续发送最大次数和连续发送最小次数之间，则不执行功率控制步长和功率控制信号发送周期的重新设定。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述功率控制操作在通信系统的码分多址模式下进行。
8.一种增强的闭环功率控制方法，包括以下步骤：
设定功率控制变量的初始值；
周期性测量终端信号的强度；
当到达功率控制信号的发送时间点时，计算所测量信号强度的平均值；
将平均信号强度和参考信号强度进行比较；
根据比较结果和设定的功率控制变量值，向终端发送功率控制信号；
对一定的参考时间内发送到终端的功率控制信号进行分析，并重新设定功率控制变量。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于，功率控制变量包括：
参考信号强度；
参考时间；
终端信号测量周期；
功率控制步长；
功率控制信号的发送周期；
功率控制信号连续发送的最大次数；
功率控制信号连续发送的最小次数；
10.根据权利要求8的方法，其特征在于，重新设定的功率控制变量是：
功率控制步长；
功率控制信号的发送周期；
功率控制信号连续发送的最大次数和连续发送的最小次数；
参考时间；
11.根据权利要求9的方法，其特征在于，将终端信号测量周期设定为小于或者等于功率控制信号的发送周期。
12.根据权利要求8的方法，其特征在于，如果平均信号强度大于参考信号强度，则基站向终端发送功率下调信号，而如果平均信号强度小于参考信号强度，则基站向终端发送功率上调信号。
13.根据权利要求8的方法，其特征在于，功率控制变量重新设定步骤包括：
如果同一个功率控制信号的连续发送次数大于连续发送最大次数，则增加功率控制步长并减小功率控制信号的发送周期；
如果同一个功率控制信号的连续发送次数低于连续发送最小次数，则减小功率控制步长并增大功率控制信号的发送周期；
如果同一个功率控制信号的连续发送次数介于连续发送最大次数和连续发送最小次数之间，则不执行功率控制变量重新设定。
14.根据权利要求8的方法，其特征在于，所述功率控制操作在通信系统的码分多址模式下进行。
15.一种增强的闭环功率控制方法，包括以下步骤：
检测终端信号的强度；
将检测的信号强度和参考信号强度进行比较；
根据比较结果，向终端发送功率控制信号；以及
对预定参考时间中发送到终端的功率控制信号进行分析，并根据同一个功率控制信号的连续发送次数，调整功率控制步长和功率控制信号的发送周期。
16.根据权利要求15的方法，其特征在于，检测终端信号强度的步骤包括：
周期性测量终端信号的强度；
当到达功率控制信号的发送时间点时，计算所测量信号强度的平均值。
17.根据权利要求15的方法，其特征在于，调整功率控制步长和功率控制信号的发送周期的步骤包括：
如果同一个功率控制信号的连续发送次数高于特定的最大次数，则增加传输的功率控制步长并减小功率控制信号的发送周期；
如果同一个功率控制信号的连续发送次数低于特定的最小次数，则减小传输的功率控制步长并增大功率控制信号的发送周期；
如果同一个功率控制信号的连续发送次数介于特定的最大次数和特定的最小次数之间，则维持传输的功率控制步长和功率控制信号的发送周期不变。
18.根据权利要求15的方法，其特征在于，将终端信号测量周期设定为小于或者等于功率控制信号的发送周期。
19.根据权利要求15的方法，其特征在于，如果测量到的终端信号强度大于参考信号强度，则基站向终端发送功率下调信号，而如果测量到的终端信号强度小于参考信号强度，则基站向终端发送功率上调信号。
20.根据权利要求15的方法，其特征在于，所述功率控制操作在通信系统的码分多址模式下进行。
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