CN1486541B - 无线分组数据通信系统中确定前向链路闭环功率控制设定值的方法和装置 - Google Patents

Abstract

利用所选的专用、功率控制的前向链路信号进行闭环前向链路功率控制的新的改进方法和装置。估算对“所选信号误码率”(SSBER)进行估算，其中每个所选信号“位”由一定量的分布在帧上的所选信号码片组成。此外，该方法为每个分组估算信号能量(或C/I)的标准化方差。锁定状态指的平均数量还用于确定功率控制设定值。

Description

无线分组数据通信系统中确定前向链路闭环功率控制设定值的方法和装置

发明背景

I.发明领域

所揭示的实施例涉及无线通信，尤其涉及无线通信系统中控制传输能量的新颖、改进的方法和装置

II.发明背景

码分多址(CDMA)调制技术是大用户量通信系统的几种技术之一。其他多路存取通信系统技术，诸如时分多址(TDMA)以及频分多址(FDMA)是本领域中熟知的技术。尽管如此，就多路存取通信系统而言，CDMA的频谱扩展调制技术比这些调制技术具有显著的优势。多路存取通信系统中CDMA技术的使用在编号为4,901,307，题为“SPREAD SPECTRUMMULTIPLE ACCESS COMMUNCATION SYSTEM USING SATELLITE ORTERRESTRIAL REPEATERS”的美国专利中揭示，该专利转让给本发明的受让人，其全部内容通过引用包括在此。多路存取通信系统中CDMA技术的使用在编号为5,103,459，题为“SYSTEM AND METHOD FORGENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULARTELEPHONE SYSTEM”的美国专利中被进一步揭示，该专利转让给本发明的受让人，其全部内容通过引用包括在此。

由于其是宽带信号的固有特性，CDMA通过在广域带宽上扩展信号能量提供一种形式的频率分集。因此，频率选择性衰减仅影响一小部分CDMA信号的带宽。空间或路径分集通过提供多重信号路径穿过两个或更多单元点的移动用户的同时链路来获得。此外，路径分集可以这样获得，即通过利用扩展频谱处理的多路环境，使以不同传播延时到达的信号分别接收并处理。路径分集的示例在编号为5,101,501，题为“METHOD ANDSYSTEM FOR PROVIDINGA SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONSIN A CDMA CELLULAR TELPHONE SYSTEM”的美国专利，以及编号为5,109,390，题为“DIEVERSITY RECEIVER INA CDMACELLULARTELEPHONE SYSTEM”的美国专利中揭示，这两项专利都转让给本发明的受让人，其全部内容通过引用包括在此。

在诸如CDMA等利用四相移键控(QPSK)调制形式提供数据的通信系统中，涉及传输数据信号的信息可以通过使用QPSK的I和Q分量与通信系统信道估算的交叉乘积而获得。通过了解两个分量的相对相位，人们可以大致确定与基站相关的移动站速度。确定QPSK调制通信系统中I和Q分量与信道估算的交叉乘积的电路的描述在编号为5,506,865，题为“PILOT CARRIER DOT PRODUCT CIRCUIT”的美国专利中揭示，该专利转让给本发明的受让人，其所揭示的内容通过引用包括在此。

对无线通信系统能够高速传输数字信息有了越来越多的要求。把高速数字数据从中心基站传送到用户单元的一种方法是允许基站利用CDMA的扩展频谱技术传送数据。一种建议方法是使远程站点利用一小组正交信道传输其信息，这种方法在编号为08/886,604，题为“HIGH DATA RATECDMAWIRELESS COMMUNICATION SYSTEM”的美国专利中详细描述，该专利转让给本发明的受让人并通过引用包括在此。

功率控制是无线通信系统中的必要部分。通信系统中，移动站功率控制，或反向链路功率控制的常规方法是在基站监控来自移动站的接收信号功率。基站响应被监控的功率电平，定期传输功率控制位给移动站。以这种方式控制传输功率的方法和装置在编号为5,056,109，题为“METHODAND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN ACDMACELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM”的美国专利中揭示，该专利转让给本发明的受让人并通过引用包括在此。

然而，功率控制的常规方法不能应用于高数据传输率系统中的前向链路。功率控制的常规方法典型地使用导频信号的已知性质以估算信道特性。在高数据传输率系统的前向链路中，此类已知性质可能不存在。高数据传输率系统中的前向链路导频信号不能为单一用户单元进行功率控制，而且，不能在专用导频信道上传输。

在高数据传输率无线通信系统中需要一种基站功率控制，或前向链路功率控制的有效方法。在高数据传输率无线通信系统中同样还需要在用户单元监控来自基站的接收信号功率，以及响应被监控的功率电平，在反向链路上把来自用户单元的功率控制位定期传输到基站。

发明概要

所揭示的实施例提出了进行前向链路闭环功率控制的一种新颖的改进方法和装置。因此，一方面，无线通信系统中前向链路功率控制的方法包括以下步骤：选择功率控制的前向链路信号、计算所选信号的误码率、计算所选信号的方差、以及用误码率和方差计算前向链路功率控制设定值。

附图简要说明

阅读以下结合附图提出的详细说明，本发明的特征、目的和优点将变得更为明显。在整个附图中，相同的标号表示相应的部件，其中：

图1是闭环功率控制系统的框图；

图2是说明确定闭环设定值方法的流程图；

图3是说明生成闭环功率控制指令的装置框图；

图4是说明生成用于闭环设定值确定中的量度的方法框图；以及

图5的框图是说明为闭环设定值的确定而计算标准化信号方差的示例性装置。

优选实施例的详细说明

所揭示的实施例提出了在高数据传输率的无线通信系统的前向链路上实现闭环功率控制的方法。当数据信号仅在短脉冲中存在以致分组或帧误差率(PER或FER)不能被精确估算时，该方法尤为有用。此外，由于该方法提供了用于前向链路上甚至无需PER(FER)而进行估算的精确的设定值调节机制，在有估算可用时，该方法还能用于提高外部环路性能的精确性。所揭示的实施例估算前向链路上所选的功率受控信号的误码率。此外，为每个分组估算信号能量(或C/I)的标准化方差，且被锁指的平均数量也被用于确定功率控制设定值。

所揭示的实施例描述了确定闭环功率控制系统设定值的方法。在示例性实施例中，该方法和装置被用于分组数据传输系统。在分组数据传输系统中，数据和信令以脉冲串传输，而在两个脉冲串传输之间会有一个重要的时段流逝。示例性实施例根据为无线通信系统中最优化分组数据传输的系统而进行讨论，该通信系统在编号为08/963,386，1997年11月3日申请且题为“METHOD AND APPARATUS FOR HIGHERRATE PACKETDATA TRANSMISSION METHOD AND APPARATUS FOR HIGHER RATEPACKET DATA TRANSMISSION”的美国专利申请系列中详细描述，该专利转让给本发明的受让人并通过引用包括在此。所揭示的实施例也可以被扩展到设计来承载分组数据传输的其他提案系统，如电信工业协会给国际电信联盟(ITU)题为“cdma2000ITU-R RTT候选建议”的提案，以及欧洲电信标准协会给国际电信联盟(ITU)题为“ETSI UMTS地面无线电存取(UTRA)ITU-R RTT候选建议”的提议。

当数据信号以短脉冲传输以致包或帧误差率(PER或FER)不能精确估算，且在导频信号没有功率控制或专用信道的前向链路上时，可以应用所揭示的实施例。此外，因为所揭示的实施例提供了一种精确设定值调节机制，而无需来自专用功率控制导频信道的PER(FER)估算，所以，在有估算可用时，实施例也可以与估算相结合使用以提高外部环路性能的精确性。

所揭示的实施例描述了根据人工生成的误码率(bit error rate，即比特误差率)设置前向链路功率控制设定值，其中每个人工“位”包含大量来自分布在全帧或部分帧上的所选前向链路信号的码片。在示例性实施例中，设定值还根据每个分组每PCB信号能量(或信噪干扰)的标准化方差来确定，且还使用锁定状态的指数以确定设定值。通过使用这两个额外因素，设定值得以确定，提供几乎独立于信道特性(例如不同的Doppler频谱)的信号质量的良好指示。因此，有可能根据这些因素确定前向链路闭环功率控制设定值(T)。

在示例性IS-2000实施例中，功率控制组(PCG)长度为1.25毫秒(ms)，或1536个码片。每个前向PCG包含一个功率控制位(PCB)，或是增加或减少平均用户单元输出功率电平的指令。前向功率控制子信道(FPCS)上的每20毫秒帧传输16个PCG。FPCS包含被刺入(punctured)前向基本信道(F-FCH)或前向专用控制信道(F-DCCH)上的随机位置的PCG。

图1说明了在用户单元生成闭环前向链路功率控制指令的常规系统。信号在天线处被接收，由多路分解器122进行多路分解，且接着被提供给接收器(RCVR)100。接收器100对接收信号进行下变频、放大并滤波，且把接收信号提供给解调器102。解调器102解调接收信号。在解调器102中的是一个信道估算生成器(没有表示出来)，该生成器根据带有发射机和接收器都已知的值的发送信号，估算信道特性，在此称为所选的功率受控信号。所选的功率受控信号被解调，而接收信号中的相位模糊通过用接收信号和导频信道估算的点积来解决。已解调信号典型地被提供给去交织器104，去交织器104根据预定重排格式重新排列已解调码元。

重排的码元被提供给解码器106。经过解码的码元接着被有选择地提供给循环冗余码校验(CRC)位校验元件107。CRC校验元件107从已解码的数据本地生成一组CRC位，并把那些本地生成的位与经过估算的接收到的CRC位进行比较。CRC校验元件107把CRC位校验的信号指示提供给控制处理器110。此外，解码器106把其它质量度量，如Yamamoto度量或码元误差率，提供给控制处理器110。作为响应，控制处理器110或输出经过解码的数据帧或输出帧删除(erasure)的信号指示。

在任何通信系统中都有一个额定性能速率。在常规系统中，根据接收信号的帧误差率确定其性能。帧误差率取决于接收信号的平均接收信噪比(SNR)以及其他接收信号有关的质量度量。当帧误差率小于目标帧误差率时，功率控制设定值被降低。相反，当帧误差率大于目标帧误差率时，功率控制设定值被增加。在调节信噪比阈值的一种方法中，无论何时检测到帧删除，设定值以相对大的量增加，例如1dB。相反，当帧被正确解码时，信噪比阈值就被降低0.01dB。控制处理器110给比较器(COMP)112提供所述设定值。在常规辅助相关通信系统的导向器中，根据导频信号估算信噪比。根据导频信号估算信噪比的示例性方法在编号为5,903,554，题为“METHOD AND AAPARATUS FOR MEASURING LINK QUALITY INA SPREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM”的美国专利中揭示，该专利转让给本发明的受让人并通过引用包括在此。

来自解调器102的已解调信号被提供给信噪比计算器(SNR CALC)108。信噪比计算器108根据已解调码元能量和来自信道估算生成器(没有表示出来)的输入计算信号能量。此外，指示接收到的频带内能量的信号被提供给信噪比计算器108。信噪比计算器108生成接收信号的信噪比估算并把该估算提供给比较器112。

在比较器112中，经过估算的信噪比与控制处理器110提供的功率控制环路设定值进行比较。指示比较结果的信号被提供给功率控制位生成器114。若估算的信噪比SNR小于设定值，则功率控制位生成器114发出消息请求传输设备增加其传输能量。若估算的SNR大于设定值，则功率控制位生成器114发出消息请求传输设备减少其传输能量。

作为一位消息，请求传输设备以预定量增加或减少其传输能量的功率控制消息被提供给穿刺元件(puncturing element)108。穿刺元件108接收来自导频信号生成器121的导频信号并把功率控制消息以预定方式刺入导频信号。然后，包括功率控制数据的导频信道经组合器117与话务调制器及Walsh覆盖元件120的话务信道输出进行组合。组合信道为了传输而由发射机116上变频、滤波并放大。响应功率控制消息，发射机116以预定的方式增加或减少其传输的能量。发射机116的输出提供给多路分解器122用于通过天线广播。

在图2中，说明了确定前向链路功率控制设定值方法的示例性实施例。不像在反向链路上确定功率控制设定值的方法，所揭示的实施例不依赖于导频信道。导频信道可以在反向链路上确定功率控制设定值中被依赖，是因为反向链路导频信道是专用的且是功率控制的，即使在反向链路上没有话务发射时。由于前向链路导频信道在码分多路(CDM)方案中可能是共享的，且不保证是功率控制的，因此所揭示的实施例采取了使用其他前向链路信号的新颖用法。所揭示的实施例采用了根据用户单元信道条件而进行功率控制的码元、信道、或信号。在IS2000或WCDMA系统中，若导频信道对于用户单元是专用的且是功率控制的，则导频信道信号可以采用。本领域中的熟练技术人员会了解，图2中说明的步骤顺序是不限的。该方法很易通过省略或调整某些步骤的顺序而做出修正，且不脱离所揭示的实施例的范畴。所揭示的实施例以CDMA电话为例进行描述。然而，所揭示的实施例可以同样用于其他调制技术。

在步骤200中，计算出所选功率控制前向链路信号的误码率。所选信号可以是任意专用且功率控制的前向链路信号。在示例性实施例中，FPCS为所选信号。本领域中的熟练技术人员会很容易意识到揭示的实施例同样可以用于其他前向链路专用且功率控制的信道结构中，如WCDMA中专用导频码元。

在示例性实施例中，FPCS被刺入F-FCH或F-DCCH。FPCS包括给用户单元的用于指示用户单元升高或降低输出功率的功率控制反馈指令，或PCB。为了使用户单元正确接收功率控制指令，经过穿刺的PCB也是功率控制的。前向链路PCB无论话务是否存在都被刺入F-FCH或F-DCCH。当F-FCH或F-DCCH上不存在话务时，FPC被继续发送，以保持反向链路传输功率处于正确的电平。由于被刺入FPCS的功率控制反馈指令PCB的上述特性，接收到的PCB被用来在用户单元生成误码和方差度量。

为了计算所选信号的误码率，实际位或由所选信号的采样段生成的人工“位”与幅度或符号的阈值相比较。所选信号误码率(SSBER)通过把一组位中删除数量除以组中位的总数来计算，即

SSBER＝(N位的组中删除的数量)/N，               (1)

其中N是位组中位的总数。N，每组位的总数，以及T，比较阈值电平，以及信号采样的长度，是系统设计参数。生成人工位的示例性实施例以及相应的代理误码率(proxy bit error rates)在编号为09/438,988，题为“METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING TRANSMISSIONQUALITY”的美国专利申请中揭示，该专利转让给本发明的受让人并通过引用包括在此。在IS2000或WCDMA系统中，若导频信道对于用户单元而言是专用的且是功率控制的，则SSBER可以从导频信道信号生成。用于生成导频误码率的示例性方法在编号为09/370,081，题为“METHODAND APPARATUS FOR DETERMINING THE CLOSED LOOP POWERCONTROL SET POINT IN A WIRELESS PACKET DATACOMMUNICATIONS SYSTEM”的美国专利申请中揭示，该专利转让给本发明的受让人并通过引用包括在此。

在示例性实施例中，为FPCS计算了SSBER。PCB的正确幅值为1和-1。在加性噪声引起接收到幅值改变符号时，PCB发生误差。PCB误差通过设定绝对幅度阈值(T)并把接收到的PCB的绝对幅值与阈值进行比较而确定。若接收到的PCB的绝对幅值小于阈值，则接收到的PCB包括删除(erasure)，或误码，也就是

若|A_i|＜T，则A_i是误码，其中A_i＝1，2，3……N    (2)

在另一个实施例中，接受到的部分PCB的符号可与整个PCB的符号进行比较。当计算SSBER后，控制流程进入步骤202。

在步骤202中，计算出标准化的信号方差。一方面，SSBER与帧误差率有关，它还是媒介速度以及其他信道特性的函数。如下所述，示例性实施例描述了利用接收信号功率或C/I的标准化方差来补偿媒介速度(vehicle speed)影响的方法。

在示例性实施例中，前向链路闭环功率控制指令每秒发送800次，即，每20毫秒发送16个PCB。在示例性实施例中，标准化的信号功率方差被定义为：

$\mathrm{\ρ}=\sqrt{\frac{\stackrel{\‾}{{P\left(n\right)}^2}-{\stackrel{\‾}{P\left(n\right)}}^2}{{\stackrel{\‾}{P\left(n\right)}}^2}}=\sqrt{\frac{\stackrel{\‾}{{P\left(n\right)}^2}}{{\stackrel{\‾}{P\left(n\right)}}^2}-1}---\left(3\right)$

其中p(n)是第n个帧期间测得的FPSC的功率，

是当前帧的整个或部分PCB的平方能量的平均值，而

是当前帧已解调PCB或部分PCB平均能量的平方。

可以看到，SSBER和标准化的信号方差相对于传输速度具有不同的趋势。因此，有可能构建这两个量的线性组合，SSBER+α₁ρ，它几乎是一个常数，与传输速度无关。实际上，p和p²的平均估算可以使这些估算通过一个被定义为

$\stackrel{\‾}{p}\left(n\right)=c_1\stackrel{\‾}{p}(n-1)+c_{2}p\left(n\right)---\left(4\right)$

以及

$\stackrel{\‾}{p^2}\left(n\right)=c_3\stackrel{\‾}{p^2}(n-1)+c_4{p}^2\left(n\right)---\left(5\right)$ 的单极低通滤波器而算得，其中，n为帧索引。当计算了所选信号方差值时，控制流程进行至步骤204。

在步骤204中，计算出锁定状态的指数量。在RAKE接收过程中，计算每个已解调指的信号强度。信号强度必须超过阈值，以使其能被RAKE接收器软组合。当信号强度足够以致其能够软组合时，该指被称为“锁定”(“in lock”)。在改进的实施例中，多重指的影响通过使设定值成为锁定状态指的平均数量的函数(N_f)而被补偿。在示例性实施例中，为每个PCG进行指是否被锁定的判定。在示例性实施例中，锁定状态指的平均数量是这样计算出的，即为帧内的每个PCG中锁定状态指的数量求和，除以帧内PCG的数量。控制流程进行至步骤206。

在步骤206中，计算出设定值。计算设定值的第1步是生成度量(η)，它是上述3个因素的函数。在示例性实施例中，SSBER度量通过加入一项指数量N_f的线性函数进行进行修饰，运作良好。在示例性实施例中，度量(η)根据以下等式生成：

η(n)＝SSBER(n-1)+α₁ρ(n-1)+α₂N_f(n-1)，          (6)

其中，在示例性实施例中，η(n)是当前(第n个)帧的度量，SSBER(n-1)是前一个(第(n-1)个)帧的所选信号的误码率，ρ(n-1)是前一个(第(n-1)个)帧的所选信号的方差，N_f(n-1)是前一个帧内锁定状态指的数量，而α₁和α₂是缩放比例恒量。

外部环路的阈值可以通过累加有关帧误差率的统计量而提高。当前帧的误差(ε(n))根据等式：

ε(n)＝η(n)-C                    (7)

计算。当前帧的设定值(T(n))根据等式：

T(n)＝T(n-1)+Δε(n)              (8)修饰。

图3说明了确定外部环路设定值装置的示例性实施例。所选信号在天线处被接收，由多路分解器330进行多路分解，接着被提供给接收器(RCVR)300。接收器300对接收信号进行下变频、放大和滤波。在示例性实施例中，接收器300根据四相移相键控格式对接收信号下变频，并把生成的同相和正交相分量提供给度量计算器302。在示例性实施例中，为每个由接收系统进行解调的指分别提供单独的度量计算器302。

在每个度量计算器302中，所选信号解调器(Sel.Sig.DEMON)304解调接收的所选信号码元流，以提供接受到的所选信号码元的估算，并把那些已解调码元提供给指组合器310。在每个度量计算器302中，所选信号能量计算器306计算接收到的所选信号码元的能量并把测得的能量提供给指组合器310。此外，在每个度量计算器302中，锁定检测器308确定与度量计算器302对应的指是否锁定。CDMA通信系统中的分集接收在本领域中众所周知，且在前述编号为5,109,390的美国专利中详细描述。

指组合器310合计来自每个所选信号解调器304的已解调的所选信号码元能量、合计来自每个所选信号能量计算器306的所选信号码元能量、且合计确定为被锁定的指数量以提供锁定状态指数量的值N_f。

组合的所选信号码元被提供给可选采样器312。采样器312对已解调的所选信号码元流进行十分之一的取样(decimate)并把十中取一的(decimated)码元流提供给误差检测器314。由于所发送码元的值是接收器已知的，因此检测误差包括把十中取一或完整无缺的接收到的所选信号码元估算与期望的所选信号码元序列比较。在示例性实施例中，所选的FPSC码元或者是正1或者是负1，分别代表正的或者是负的幅度。因此，每当已解调的所选FPSC码元具有不在阈值范围1到-1之内的幅值时，误差检测器314会宣告所选信号有误码。经过检测的所选信号误码率(SSBER)的数量被提供设定值计算器316。

组合的所选信号码元能量，p(n)，被提供给所选信号方差计算器315，按上述等式(3)-(5)计算标准化信号方差p(n)，并把结果提供给设定值计算器316。

每个度量计算器302提供指示在那个时间片中被分配给度量计算器的指是否锁定的信号。指组合器310合计每个指被锁定的时间片的数量并除以帧内时间片的数量以提供信号指示值N_f给设定值计算器316。

在示例性实施例中，设定值计算器316根据上面的等式(6)-(8)确定设定值(T)。设定值计算器316把设定值(T)提供给比较器320。接收器300把基带采样提供给信噪比计算器318。用于估算信噪比的许许多多的方法是本领域中已知的技术。用于估算噪声能量的一个简单的方法是假设所有带内(in-band)能量都是噪声。接收器300典型地包含自动增益控制设备(没有表示出来)且带内能量能典型地由自动增益控制设备根据接收信号的缩放比例而估算。信号能量可以根据已解调话务或导频码元的能量来估算。估算信噪比的众多方法在编号为5,903,554，1999年5月11日授权且题为“METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING LINK QUALITY INA SPREAD SPECTRUMCOMMUNICATION SYSTEM”的美国专利中揭示，该专利转让给本发明的受让人并通过引用包括在此。

估算的信噪比被提供给比较器320。在比较器320中，估算的信噪比与阈值(T)进行比较。请求发射机增加或减少其传输能量的功率控制指令根据该比较确定。比较的结果被提供给功率控制位生成器(PCB GEN)322。若估算的信噪比超过阈值(T)，则功率控制位生成器322提供远程站减少其发送能量的消息请求。相反地，若估算的信噪比小于阈值(T)，则功率控制位生成器322提供远程站增加其发送能量的消息请求。

来自功率控制位生成器322的功率控制指令被提供给多路复用器324。在示例性实施例中，如前述编号为08/963,386的美国专利申请中所述，功率控制指令与话务数据时间多路复用。本领域中熟练的技术人员会注意到，尽管是在功率控制指令被时间多路复用成被发送数据帧的系统中进行说明，但是本发明同样可以应用于其它通信系统，如功率控制位被收缩入IS2000或WCDMA中提议的发送信号的通信系统。

多路复用的数据帧由调制器326调制。在示例性实施例中，调制是扩展频谱通信信号。已调制的码元接着被提供给发射机(TMTR)328。发射机328为了发送而进行向上转换、放大并滤波信号。发射机328的输出被提供给多路分解器330用于由天线广播。

图4说明了示例性实施例度量计算器302扩展功能框图。如上所述，接收器(RCVR)300把接收到的反向链路RF信号向下转换至基带频率，生成I和Q基带信号。在示例性实施例中，接收信号是以本领域中众所周知并在前述编号为08/886,604的美国专利申请中详细描述的方法，利用同相PN_I序列和正交相PN_Q序列的复PN(complex PN)扩展。解扩器510和512分别利用PN_I序列解扩I和Q信号。类似地，解扩器514和516分别利用PN_Q序列解扩I和Q信号。解扩器510和514的输出在组合器518中组合。解扩器516的输出在组合器520中被从解扩器512的输出中减去。

组合器518和520各自的输出由Walsh去覆盖(未示出)去除其Walsh覆盖，并且由累加器530和532合计。累加器530和532的输出是所选信号的短期总和(short term summation)。累加器530和532的输出被分别提供给延时元件531和533。提供延时元件531和533是为了使已滤波的所选信号经历、由所选信号滤波器534和536完成的滤波操作所产生的额外延时均等。延时元件531和533还可集中有限脉冲响应(FIR)滤波器，如果在滤波中使用使用滤波器的话。组合器518和520各自的输出也由累加器526和528合计。累加器526和528的输出是所选信号的长期总和(longterm summation)。在比较阈值是固定的实施例中，长期总和是不必要的，且元件526，528，534和536可以被省去。累加器526和528各自的输出接着被应用于所选信号滤波器534和536。所选信号滤波器534和536通过确定估算的所选信号数据的功率和相位来生成信道条件的估算。所选信号滤波器534和536的输出，与经过平方、经过合计的延时元件531和533的输出一样，被输入到阈值比较器560以把已解调FPCS符号与期望PCB值的固定阈值进行比较。在示例性实施例中，阈值比较器560为PCB的符号输出判定结果，或PCB的删除指示。在阈值不固定的其他实施例中，通过所选信号滤波器534和536的长期总和输出提供阈值，而非阈值比较器560中的固定值。

此外，所选信号滤波器534和536的输出被提供给十分法取样器552。在示例性实施例中，所选信号滤波器534和536是移动平均滤波器，用于把在PCB上或部分PCB上接收到的所选信号码元的幅度平均。十分法取样器552在PCB边界上采样所选信号滤波器534和536的输出，以为帧内每个PCB提供平均码元幅度。

在帧内每个PCB上平均化的平均码元幅度被提供给能量计算器(I²+Q²)554。能量计算器554合计来自所选信号滤波器534和536的经过平方的采样的幅度并把组合的能量值提供给累加器(ACC)559。累加器559累加帧期间的PCB能量，并把累加的帧能量输出到设定值计算器316。此外，来自能量计算器554的平均PCB能量值被提供给低通滤波器(LPF)556。在示例性实施例中，低通滤波器556计算多个PCB平均所选信号码元能量，并把该值提供给比较器558。比较器558把平均所选信号码元能量与阈值进行比较，并且根据该比较确定指是否锁定。比较器558把比较结果输出到指组合器310。本领域中熟练的技术人员会了解在此描述的用于确定指是否锁定的方法有许多变化，当前的描述的方法仅为说明之目的。

图5所示是标准化信号方差计算器315的示例性实施例。在一个实施例中，来自每个所选信号能量计算器306的累加器559的所选信号码元能量在指组合器310中合计且提供给低通滤波器(LPF)560以及平方元件562。在示例性实施例中，低通滤波器560是单极IIR平均滤波器，它计算多帧期间组合所选码元能量的平均码元能量

在示例性实施例中，平均码元能量根据上面的等式(4)计算。平均码元能量

被提供给计算平均码元能量的平方

的平方元件561，并把该值提供给加法器565的第一输入端。

平方元件562平方组合码元能量的幅度且把经过平方的幅值提供给低通滤波器(LPF)563。低通滤波器563是计算在帧持续时间上经过平方的能量值的平均的单极IIR滤波器。来自低通滤波器563的输出被提供给加法器565的第二合计输入端。加法器565计算平均码元能量的平方与经过平方的码元能量的平均之和，并把该总和数提供给除法器566的分子输入端。低通滤波器562也把平方能量的平均提供给除法器元件566的分母输入端。除法器元件566把来自加法器565的总和除以来自低通滤波器562的平方能量的平均。除法的结果被提供给平方根元件567来计算由除法器元件566完成的除法的平方根。在示例性实施例中，平方根运算通过查表的方法进行。本领域中熟练的技术人员会了解，确定平方根值的其他方法是已知的且可以用于所揭示的实施例，而不脱离本申请的范畴。

在其他实施例中，平均方差可用由多个标准化信号方差计算器315所生成的多个方差值来计算。例如，当所选信号为FPCS时，使用两个标准化信号方差计算器315。一个标准化信号方差计算器315计算正1处PCB值的方差，而另一个标准化的信号方差计算器315计算负1处PCB值的方差FPCS信号的平均方差从两个独立生成的方差值算得。

这样，就描述出了用于确定无线包数据通信系统中前向链路闭环功率控制设定值的新颖、改进的方法和装置。那些本领域中熟练的技术人员将了解，结合在此所揭示的实施例中描述的各种说明性逻辑块、模块、电路，以及算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件、或两者的结合。各种例证性的组件、分程序、模块、电路、以及步骤是根据其功能性进行了一般说明。其功能是以硬件还是以软件形式实现取决于整个系统上的具体应用和设计要求。熟练技术人员能意识到这些情况下硬件和软件的互换性，以及如何最佳地为每个具体应用实现所述功能。作为示例，联系在此揭示的实施例所描述的各种例证性逻辑块、模块、电路，以及算法步骤可以实现或执行为数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑设备、离散门电路或晶体管逻辑、离散硬件组件，如寄存器和先进先出(FIFO)、执行一组固件指令的处理器、任意常规可编程软件模块，以及处理器、或它们的任意组合。处理器可以是微处理器，但作为选择，处理器可以是任意常规处理器、控制器、微控制器、或状态机。软件模块可以驻留于RAM存储器、闪存、ROM存储器、寄存器、硬盘、可移动硬盘、只读光盘(CD-ROM)、或其他任何形式的本领域已知的存储媒介中。那些熟练技术人员会进一步意识到，贯穿于上述描述中的所谓数据、指示、命令、信息、信号、位、码元、以及码片由电压、电流、电磁波形、磁场或粒子、光场或粒子、或它们的任意组合表示。

上述优选实施例的说明目的在于使本领域的普通技术人员能制造和使用本发明。对于本领域的普通技术人员来说，对这些实施例的各种修改将是显而易见的，而这里定义的普通原理可以无须创造性劳动而被应用于其它实施例。因此，本发明并不局限于这里所示的实施例，而是符合所揭示的原理和新颖特征的最宽泛的范围。

Claims (11)

1.一种用于无线通信系统中前向链路功率控制的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

选择功率受控的前向链路信号；

为所选信号计算误码率；

为所选信号计算方差；

通过为帧内每个功率控制组中锁定状态指的数量求和并除以该帧内功率控制组的数量，来计算锁定状态指的平均数量；以及

按照下式，根据误码率、方差和锁定状态指的平均数量，计算前向链路功率控制设定值：

η(n)＝SSBER(n-1)+α₁ρ(n-1)+α₂N_f(n-1)，

其中，SSBER(n-1)是为第n-1个帧的所选信号计算得到的误码率，

ρ(n-1)是为第n-1个帧的所选信号计算得到的方差，

α₁是缩放比例恒量，

α₂是缩放比例恒量，

N_f(n-1)是第n-1个帧中锁定状态指的平均数量，

所述锁定状态指是那些信号强度足够以致其能够软组合的指，并且

所选信号为前向链路功率控制子信道。

2.一种无线通信接收器，其特征在于，它包括：

用于选择功率受控的前向链路子信道信号的选择器(306)；

用于为所选信号计算误码率的计算器(314)；

用于为所选信号计算方差的方差计算器(315)；

锁定检测器，其通过为帧内每个功率控制组中锁定状态指的数量求和并除以该帧内功率控制组的数量，来计算锁定状态指的平均数量；以及

用于按照下式，根据误码率、方差和锁定状态指的平均数量，计算前向链路功率控制设定值的计算器(316)：

η(n)＝SSBER(n-1)+α₁ρ(n-1)+α₂N_f(n-1)，

其中，SSBER(n-1)是为第n-1个帧的所选信号计算得到的误码率，

ρ(n-1)是为第n-1个帧的所选信号计算得到的方差，

α₁是缩放比例恒量，

α₂是缩放比例恒量，

N_f(n-1)是第n-1个帧中锁定状态指的平均数量，并且

所述锁定状态指是那些信号强度足够以致其能够软组合的指。

3.一种用于确定前向链路功率控制设定值的装置，其特征在于，它包括：

用于计算所选前向链路信号误码率的计算器(314)；

用于为所选信号计算方差的计算器(315)；

锁定检测器，其通过为帧内每个功率控制组中锁定状态指的数量求和并除以该帧内功率控制组的数量，来计算锁定状态指的平均数量；以及

用于按照下式，根据所选信号误码率、方差和锁定状态指的平均数量，计算前向链路功率控制设定值的计算器(316)：

η(n)＝SSBER(n-1)+α₁ρ(n-1)+α₂N_f(n-1)，

其中，SSBER(n-1)是为第n-1个帧的所选信号计算得到的误码率，

ρ(n-1)是为第n-1个帧的所选信号计算得到的方差，

α₁是缩放比例恒量，

α₂是缩放比例恒量，

N_f(n-1)是第n-1个帧中锁定状态指的平均数量，并且

所选信号为前向链路功率控制子信道。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述计算所选信号误码率的所述计算器包括：

所选信号码元解调器，用于解调接收到的所选信号码元；

比较器，用于把已解调的所选信号码元与预定码元序列进行比较。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述所选信号码元解调器包括：

信道估算器，用于根据所述接收到的所选信号码元生成信道估算；以及

点积电路，用于计算所述信道估算与所述接收到的所选信号码元之间的点积。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述信道估算器包括：

Walsh加法器，用于累加预定数量的所选信号码元；以及

所选信号滤波器，用于对累加的所选信号码元进行低通滤波。

7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述所选信号码元解调器包括：

多个所选信号解调器，其中所述多个所选信号解调器中的每一个解调分集式接收机的相应指，以提供所选信号码元能量；以及

组合器，用于接收所述所选信号码元能量，并组合所述所选信号码元能量。

8.如权利要求3所述的装置，其特征在于，用于确定所选信号方差的所述信号方差计算器包括：

所选信号码元能量计算器，用于计算已解调的所选信号码元的能量；以及

方差计算器，用于计算所述所选信号码元能量的方差。

9.如权利要求3所述的装置，其特征在于，用于确定所选信号方差的所述信号方差计算器包括：

多个所选信号码元能量计算器，其中每一个所选信号码元能量计算器用于计算分集式接收器中相应指的已解调所选信号码元能量；

组合器，用于组合所选信号码元能量；以及

方差计算器，用于计算已解调的所选信号码元的组合能量的方差。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述方差计算器包括：

第一滤波器，用于接收已解调的所选信号码元能量并对所选信号码元能量进行滤波；

第一平方乘法器，用于接收经滤波的已解调的所选信号码元能量，并对经滤波、已解调的所选信号码元能量取平方，以生成平均的经平方的所选信号能量；

第二平方乘法器，用于接收已解调的所选信号码元能量，并对所选信号码元能量取平方；

第二滤波器，用于接收已平方的、已解调的所选信号码元能量，以提供经平方的、平均所选信号码元能量；

加法器，用于接收平均的、经平方的所选信号码元能量和经平方的、平均所选信号码元能量，并对平均的、经平方的所选信号码元能量和经平方的、平均所选信号码元能量求和；以及

除法器，用于接收平均的、经平方的所选信号码元能量与经平方的、平均所选信号码元能量的总和，接收平均的、经平方的所选信号码元能量，以及用于把平均的、经平方的所选信号码元能量与经平方的、平均所选信号码元能量之和除以平均的、经平方的所选信号码元能量。

11.如权利要求3所述的装置，其特征在于，用于计算前向链路功率控制设定值的所述计算器根据所选信号方差和所选信号码元误码率的线性组合来计算所述设定值。

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