CN1998142A - 移动链路功率控制方法 - Google Patents

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CN1998142A CNA2004800137032A CN200480013703A CN1998142A CN 1998142 A CN1998142 A CN 1998142A CN A2004800137032 A CNA2004800137032 A CN A2004800137032A CN 200480013703 A CN200480013703 A CN 200480013703A CN 1998142 A CN1998142 A CN 1998142A
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丹尼尔·R·泰洛
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Abstract

一种功率控制方法(50)，适用于基站(20)或移动台(1－N)。该方法考虑前两个功率控制比特(52－54)。然后该方法通过将功率控制步长乘以前两个功率控制比特之和确定校正系数(56)。产生(58)校正的接收信号并与阈值信号进行比较(62)。根据该比较，对低于信号阈值的数据帧设置功率控制增加(64)，对等于或大于信号阈值的数据帧设置功率降低(66)。

Description

移动链路功率控制方法
技术领域
本发明涉及移动电信系统中的功率控制，尤其涉及基站和移动台之间链路的功率控制。
背景技术
移动电信系统包括在移动电信系统的移动台和基站之间的无线链路，移动台可以是移动电话、寻呼机、计算机，等等。由于这些链路是无线的，因此这些链路易受噪声和其他信号的干扰的影响。在移动台处接收的信号可能“衰减”。亦即，由移动台接收的数据信号可能会变得比周围的噪声及其他干扰更弱。
常通过移动台接收精确和清楚数据的能力来测量无线电信系统的质量。随着检测到信号的衰减，移动电信系统的基站可以增加它用于与移动台联系的发射功率。此外，如果接收的数据信号没有经历衰减，则基站可以减小用于将数据发射到移动台的功率。
当在特定无线链路上使用更大的功率时，功率中的这种增加对将其他移动台连接到基站的其他链路产生了干扰。
在码分多址(CDMA)移动电信系统中，大约每1.25毫秒连续发送功率控制比特，请求在链路另一端的实体将功率增加一个步长或将功率降低一个步长。亦即，由于数据信号衰减，每个移动台向基站连续发送功率控制比特(PCB)，请求基站用更大的功率发射。然而，在移动台请求和基站响应的时间之间，存在最小两个功率控制比特的延迟时间。这两个功率比特延迟时间导致由移动台观测到的功率发生振荡，对于负1dB功率步长来说，额定为5dB峰对峰值(peak to peak)。这种振荡浪费了基站的发射功率和移动台的电池电量。另外，这种振荡对该电信系统内的其他移动台和链路产生了干扰，并进一步降低了系统容量。
因此，非常希望具有一种功率控制方法，其抑制功率发射振荡，并增加移动台的电池寿命。
附图说明
图1是根据本发明的移动电信系统的框图。
图2是根据本发明的功率控制方法的流程图。
图3是不使用本发明的功率控制的图。
图4是使用本发明的功率控制的图。
具体实施方式
图1是示出移动电信系统100的框图。移动电信系统100包括移动网络设备20、25和30以及移动台1-N。移动网络设备或通信基础设施包括例如基站20和25以及移动交换中心30。典型的基站20包括无线接入网(RAN)22和无线网络控制器(RNC)24。无线网络控制器24耦合到移动交换中心30。
每个移动台1-N经移动链路耦合到基站20的RAN 22。这些移动链路包括前向信道和反向信道，前向信道是例如基站20向移动台1发射，反向信道是移动台1向基站20发射。
基站20-25对移动台1-N用于在反向链路上发送数据的功率的进行控制。类似地，移动台1-N对基站20、25所发射的用于在前向链路上发射数据的信号的功率进行控制。
由移动台1-N使用的功率是非常重要的，因为该功率通常由电池来提供。在前向和反向信道上都要控制发射功率。亦即，基站控制移动台向基站发射数据的功率，移动台控制基站向移动台发射数据的功率。下面的功率控制方法将对基站控制由移动台用来发射的功率进行说明；然而，应该注意，该功率控制方法也可用在移动台中，用于控制由基站在前向链路上发射的功率。
现在转到图2，示出了功率控制方法的流程图。通过基站控制由移动台用来向它发射数据的功率的例子说明该方法。功率控制方法开始，进入开始框。接下来，基站接收前两个功率控制比特(PCB)，框52。接下来，框54将前两个功率控制比特相加。亦即，如果最近的两个功率控制比特是+1，这表示最近的两个请求是将功率增加一级。则对于标称值为1而言，功率控制级、并从而为功率控制步长，可能显著小于-1dB以及大于1dB。
接下来，将前两个功率控制比特相加的结果乘以dB为单位的功率控制步长，以确定校正系数，框56。例如，如果最近的两个功率控制比特都是+1，则结果是+2，框56将该结果乘以标称1dB的功率控制步长。这为仍然在流水线中的功率控制比特(亦即，之前已经发射到移动台的、但还没有对其进行操作的功率控制比特)产生了校正系数。
接下来，框58将校正系数加到根据从移动台接收的信号确定的功率上。该结果称为校正信号。然后，将校正信号与预定的阈值信号进行比较，框60。
如果校正信号小于阈值，框62经“是”路径将控制转到框64。这对应基站已经以低于期望目标阈值的信噪比(Eb/No)接收了帧。结果，基站设置功率控制比特来显示功率增加。以这种方式，基站告诉移动台将其发射功率增加一个步长。然后，框68将功率控制比特发射到移动台，并将该功率控制比特存储为前一功率控制比特，框68。然后处理50结束。
如果校正信号等于或大于阈值信号，框62经“否”路径将控制转到框66。这对应基站已经从具有等于或大于期望目标阈值的信噪比(Eb/No)的移动台接收了数据帧。然后，基站设置功率控制比特降低以分贝(dB)为单位的一级，框66。然后，基站将功率控制比特发射到移动单元并存储它，框68。然后处理50结束，
本功率控制方法特别适合于基于CDMA的移动电信系统。该功率控制方法既可应用于这种电信系统中的内循环，也可应用于外循环。此外，这种功率控制方法也适合于其他空中接口，例如WCDMA、EV-DV和EV-DO。
现在转到图3，用于例如两个基站20和25与移动台1通信时的功率控制命令的简图。此外，按时间显示了功率控制比特。图RPCH-1和RPCH-2对应由基站20和25从移动单元1观测到的功率。如同所看到的，在反向信道上的这些发射功率首先在向上的方向移动约5功率控制比特，然后向下约5控制比特。另外显示了反向信道功率控制比特自身的信号RPCH。如同所观测到的，在向上级别中设置有5个功率控制比特，然后在向下级别中设置有5个功率控制比特。这对应现有技术所显示出的功率振荡问题。
图4示出由移动台发射的类似功率的图，其中基站包括本功率控制方法50。图4示出当在两个基站20和25处测量时，由移动单元发射的功率。RPCH-1和RPCH-2例如可对应于基站25和20。亦即，RPCH-2测量移动台1的或多或少稳定的发射功率。RPCH-1测量由于例如噪声等各种发射条件造成的稍微衰减的功率。RPCH-2是主数据通信链路，而RPCH-1由于具有从移动台1减小的功率而作为辅传输链路。得到的功率控制图形现在是理想的情形，其中，一个功率控制比特增加，下一个降低。结果，从移动台1向例如基站20发射数据的功率具有约1dB的移动，相比之下，现有技术显示出5dB的摆动。
从以上说明可以认识到，这种功率控制方法降低了电信系统中的总发射功率。因此，移动链路之间的干扰最小，并且系统能够处理更多移动台。此外，延长了移动台的电池寿命。这种功率控制方法50不仅可应用在基站中以控制反向信道功率，而且还可应用在移动台中来控制在前向链路上发射数据的功率。此外，功率控制方法50可在基站的各种功能中采用。亦即，它们可以用在RAN 22或无线网络控制器24中。

Claims (28)

1.一种在移动电信系统的基站中的功率控制方法，其包括以下步骤：
由移动台响应由所述基站发射的多个功率控制比特(PCB)来调整数据信号的功率级；
由所述基站将多个之前的功率控制比特合并，以产生合并的PCB；
由所述基站对所述合并的PCB进行缩放，以产生缩放的PCB；以及
由所述基站响应所述缩放的PCB调整下一个PCB。
2.如权利要求1所述的在基站中的功率控制方法，其中，所述合并步骤进一步包括以下步骤：
由所述基站获得多个之前的功率控制比特；以及
由所述基站将所述多个之前的功率控制比特相加，以产生合并的PCB。
3.如权利要求2所述的在基站中的功率控制方法，其中，进一步包括以下步骤：由所述基站将所述合并的PCB乘以步长，以产生所述缩放的PCB。
4.如权利要求3所述的在基站中的功率控制方法，其中，进一步包括以下步骤：
由所述基站接收来自所述移动台的所述数据信号的所述功率级；以及
由所述基站将所述缩放的PCB加到所述功率级，以产生校正信号。
5.如权利要求4所述的在基站中的功率控制方法，其中，所述调整步骤包括以下步骤：由所述基站确定所述校正信号是否小于预定的阈值信号。
6.如权利要求5所述的在基站中的功率控制方法，其中，如果所述校正信号小于所述预定的阈值信号，则进一步包括以下步骤：
由所述基站设置下一个PCB将所述功率级增加一；
由所述基站向所述移动台发送所述下一个PCB；以及
由所述基站存储所述下一个PCB作为之前最近的PCB。
7.如权利要求5所述的在基站中的功率控制方法，其中，如果所述校正信号大于或等于所述预定的阈值信号，则进一步包括以下步骤：
由所述基站设置下一个PCB将所述功率级降低一；
由所述基站向所述移动台发送所述下一个PCB；以及
由所述基站存储所述下一个PCB由所述基站作为之前最近的PCB。
8.一种在移动电信系统基站的无线接入网(RAN)中的功率控制方法，其包括以下步骤：
由移动台响应由所述无线接入网(RAN)发射的多个功率控制比特(PCB)来调整数据信号的功率级；
由所述RAN将多个之前的功率控制比特合并，以产生合并的PCB；
由所述RAN对所述合并的PCB进行缩放，以产生缩放的PCB；以及
由所述RAN响应所述缩放的PCB调整下一个PCB。
9.如权利要求8所述的在无线接入网中的功率控制方法，其中，所述合并步骤进一步包括以下步骤：
由所述RAN获得多个之前的功率控制比特；以及
由所述RAN将所述多个之前的功率控制比特相加，以产生合并的PCB。
10.如权利要求9所述的在无线接入网中的功率控制方法，其中，进一步包括以下步骤：由所述RAN将所述合并的PCB乘以步长，以产生所述缩放的PCB。
11.如权利要求9所述的在无线接入网中的功率控制方法，其中，进一步包括以下步骤：
由所述RAN接收来自所述移动台的所述数据信号的所述功率级；以及
由所述RAN将所述缩放的PCB加到所述功率级，以产生校正信号。
12.如权利要求11所述的在无线接入网中的功率控制方法，其中，所述调整步骤包括以下步骤：由所述RAN确定所述校正信号是否小于预定的阈值信号。
13.如权利要求12所述的在无线接入网中的功率控制方法，其中，如果所述校正信号小于所述预定的阈值信号，则进一步包括以下步骤：
由所述RAN设置下一个PCB将所述功率级增加一；
由所述RAN向所述移动台发送所述下一个PCB；以及
由所述RAN存储所述下一个PCB作为之前最近的PCB。
14.如权利要求12所述的在无线接入网中的功率控制方法，其中，如果所述校正信号大于或等于所述预定的阈值信号，则进一步包括以下步骤：
由所述RAN设置下一个PCB将所述功率级降低一；
由所述RAN向所述移动台发送所述下一个PCB；以及
由所述RAN存储所述下一个PCB由所述基站作为之前最近的PCB。
15.一种在移动电信系统基站的无线网络控制器(RNC)中的功率控制方法，其包括以下步骤：
由移动台响应由所述无线网络控制器发射的多个功率控制比特(PCB)来调整数据信号的功率级；
由所述无线网络控制器将多个之前的功率控制比特合并，以产生合并的功率控制比特；
由所述无线网络控制器对所述合并的功率控制比特进行缩放，以产生缩放的功率控制比特；以及
由所述无线网络控制器响应所述缩放的功率控制比特调整下一个功率控制比特。
16.如权利要求15所述的在无线网络控制器中的功率控制方法，其中，所述合并步骤进一步包括以下步骤：
由所述无线网络控制器获得多个之前的功率控制比特；以及
由所述无线网络控制器将所述多个之前的功率控制比特相加，以产生合并的PCB。
17.如权利要求16所述的在无线网络控制器中的功率控制方法，其中，进一步包括以下步骤：由所述无线网络控制器将所述合并的PCB乘以步长，以产生缩放的PCB。
18.如权利要求17所述的在无线网络控制器中的功率控制方法，其中，进一步包括以下步骤：
由所述无线网络控制器接收来自所述移动台的所述数据信号的功率级；以及
由所述无线网络控制器将所述缩放的PCB加到所述功率级，以产生校正信号。
19.如权利要求18所述的在无线网络控制器中的功率控制方法，其中，所述调整步骤包括以下步骤：由所述无线网络控制器确定所述校正信号是否小于预定的阈值信号。
20.如权利要求19所述的在无线网络控制器中的功率控制方法，其中，如果所述校正信号小于所述预定的阈值信号，则进一步包括以下步骤：
由所述无线网络控制器设置下一个PCB将所述功率级增加一；
由所述无线网络控制器向所述移动台发送所述下一个PCB；以及
由所述无线网络控制器存储所述下一个PCB作为之前最近的PCB。
21.如权利要求19所述的在无线网络控制器中的功率控制方法，其中，如果所述校正信号大于或等于所述预定的阈值信号，则进一步包括以下步骤：
由所述无线网络控制器设置下一个PCB将所述功率级降低一；
由所述无线网络控制器向所述移动台发送所述下一个PCB；以及
由所述无线网络控制器存储所述下一个PCB由所述基站作为之前最近的PCB。
22.一种在移动电信系统的移动台中的功率控制方法，其包括以下步骤：
由基站响应由所述移动台发射的多个功率控制比特(PCB)来调整数据信号的功率级；
由所述移动台将多个之前的功率控制比特(PCB)合并，以产生合并的PCB；
由所述移动台对所述合并的PCB进行缩放，以产生缩放的PCB；以及
由所述移动台响应所述缩放的PCB调整下一个PCB。
23.如权利要求22所述的在移动台中的功率控制方法，其中，所述合并步骤进一步包括以下步骤：
由所述移动台获得多个之前的功率控制比特；以及
由所述移动台将所述多个之前的功率控制比特相加，以产生合并的PCB。
24.如权利要求23所述的在移动台中的功率控制方法，其中，进一步包括以下步骤：由所述移动台将所述合并的PCB乘以步长，以产生所述缩放的PCB。
25.如权利要求24所述的在移动台中的功率控制方法，其中，进一步包括以下步骤：
由所述移动台接收来自所述基站的所述数据信号的所述功率级；以及
由所述移动台将所述缩放的PCB加到所述功率级，以产生校正信号。
26.如权利要求25所述的在移动台中的功率控制方法，其中，所述调整步骤包括以下步骤：由所述移动台确定所述校正信号是否小于预定的阈值信号。
27.如权利要求26所述的在移动台中的功率控制方法，其中，如果所述校正信号小于所述预定的阈值信号，则进一步包括以下步骤：
由所述移动台设置下一个PCB将所述功率级增加一；
由所述移动台向所述移动台发送所述下一个PCB；以及
由所述移动台存储所述下一个PCB作为之前最近的PCB。
28.如权利要求26所述的在移动台中的功率控制方法，其中，如果所述校正信号大于或等于所述预定的阈值信号，则进一步包括以下步骤：
由所述移动台设置下一个PCB将所述功率级降低一；
由所述移动台向所述移动台发送所述下一个PCB；以及
由所述移动台存储所述下一个PCB由所述基站作为之前最近的PCB。
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