专利名称：采用可变更新量的闭合回路发射功率控制方法
技术领域：
本发明涉及一种码分多址(CDMA)通信系统中控制发射机发射功率的闭合回路发射功率的控制方法，使得从每一个发射机发出的信号的Eb/IO值在接收机上会聚为一个特定的基准值，特别地，涉及一种在闭合回路发射功率控制期间内的目标基准值的更新方法。
CDMA通信方法作为一种移动通信系统中的抗干扰和抗扰动的通信方法在近年来受到越来越多的关注。与采用FDMA和TDMA方法中根据频率或时间而独占发射信道的通信方式不同，以采用CDMA通信方法为特征的系统效率的频率不受指定频率频带的限制。相反，在CDMA方法中系统效率由接收信号的功率与干扰功率比值(以下用“Eb/IO”表示)来确定。结果，来自其它信道的干扰功率在采用CDMA通信方法的一个移动通信系统中被压缩到了极限值。
在一个移动设备的通信环境中，由于在传输线上的传播损耗的不同而导致信号电平缺乏一致性，并且，通过由CDMA方法来实现通信的系统效率的提高，就需要控制发射机的发射功率，从而使得接收机接收到的信号电平是固定的。闭合回路功率控制方法就是为了达到这个目标的发射功率控制方法的一个例子。在闭合回路功率控制方法中，由接收机所接收信号的功率与干扰功率的比值首先与一个目标基准值相比较。如果所接收信号的功率与干扰功率的比值小于基准值，发射站则在发射的信号中插入一个请求增大发射功率的信号，或者如果所接收信号的功率与干扰功率的比值大于基准值，发射站则在发射的信号中插入一个请求减小发射功率的信号。接收到该信号的合作的站则根据包含在该信号中的请求来控制发射功率。如果在这种方法中将用于比较的基准值设置为一个较高的值，那么发射功率也将被迫达至一个较高的值，这就会在信道之间引起不必要的干扰。因此，为了提高系统效率，必须通过将基准值设置在满足通信质量的范围内的所需最小值而降低发射功率。
在移动设备的环境中，由于传输线的长度而造成的衰减以及由于伴随移动发射站的移动的递减波动而造成的衰减都将导致瞬间接收到的信号电平以相应的速度发生变化。结果，在闭合回路发射功率控制中的基准值就不是一个固定值，它必须被更新至一个能够防止通信质量下降的值。
由于高基准值会对其它信道施加一个较大的干扰，所以最好对基准值进行更新，以便尽快地达到满足通信质量所需的最小值。在更新基准值时的不良的响应会导致通信质量下降和通信中断的问题。换言之，将更新量设置得过高将无法确保响应，从而导致由于基准值的更新而造成通信质量的急剧下降。在现有技术的闭合回路发射功率控制方法中，基准值的更新量固定在一个固定值，其结果是更新响应将不会增加，因而不会导致通信质量的急剧下降。
本发明的一个目的是提供一种闭合回路发射功率控制方法，此方法可以使基准值迅速地会聚到一个最优值，而不会造成通信质量的急剧下降。
为了达到上述目的，在本发明的闭合回路发射功率控制方法中，首先在接收机对从发射机接收的信号以固定的时间间隔进行帧误差测量。如果在此测量中没有检测到帧误差，则依照基准值的幅度设置一个向下的更新量，该更新量用来降低基准值，基准值通过向下的更新量被降低，在再有，误差关联标志位转为OFF。如果在帧误差测量中检测到一个帧误差，则依照误差关联标志位的逻辑状态设置一个向上的更新量，该更新量用来增大基准值，基准值通过向上的更新量被增大，再有，误差关联标志位转为ON。
当降低基准值时，本发明根据基准值的幅度来确定向下更新量，并可以在基准值较小时将向下的更新量设置为一个较小的值，因而阻止通信质量发生突然变化，并且可以在基准值较大时将向下的更新量设置为一个较大的值，因而使基准值迅速地会聚到最佳值。当增大基准值时，本发明根据误差关联标志位的逻辑状态来确定向上的更新量，并当帧误差连续发生时，推断所接收的信号电平处于摆动状态且通信质量发生急剧变化，据此本方法可以将向上的更新量设置为一个较大的值而使得基准值迅速地会聚到最优值，由此抑制了通信质量的下降。
根据本发明的另外一种闭合回路发射功率控制方法，在接收机上首先对从发射机所接收的信号以固定的时间间隔进行帧误差测量。如果在此测量中没有检测到帧误差，则依照基准值的幅度来设置一个向下的更新量，该更新量用来降低基准值，基准值通过向下的更新量被降低，再有，从一个波动水平值即指示通信环境的稳定性程度的值减去“1”，除非波动水平值为“0”。如果在帧误差测量中检测到一个帧误差，则依照波动水平值设置一个向上的更新量，该更新量用来增大基准值，基准值通过向上的更新量被增大，并将波动水平值加“1”。
当降低基准值时，本发明根据基准值的幅度来确定向下更新量，并可以在基准值较小时将向下的更新量设置为一个较小的值，因而阻止通信质量发生突然变化，并且可以在基准值较大时将向下的更新量设置为一个较大的值，因而使基准值迅速地会聚到最佳值。而且。当增大基准值时，本发明根据波动水平值来确定向上的更新量，并当帧误差连续发生时，推断所接收的信号电平处于摆动状态且通信质量发生急剧变化，据此本方法可以将向上的更新量设置为一个较大的值而使得基准值迅速地会聚到最优值，由此抑制了通信质量的下降。
本发明上述的和其它的目的、特征、及优点通过下面参照表示本发明例子的附图的描述将会明白。
图1是表示在根据本发明的第一实施例的闭合回路发射功率控制方法中对用作基准值的Eb/IO值进行更新的整个运算流程图；图2是表示图1的步骤13中用于确定一个向下的更新量dEid值的方法的流程图；图3是表示图1的步骤16中用于确定一个向上的更新量dEid值的方法的流程图；图4示出根据本发明的闭合回路发射功率控制方法的第一实施例的基准值Ed/IO变化的例子；图5是表示在根据本发明的第二实施例的闭合回路发射功率控制方法中对用作基准值的Eb/IO值进行更新的整个运算法流程图；和图6是表示图5的步骤56中用于确定一个向上的更新量dEid值的方法的流程图；参照图1、图2、和图3的流程图，在此详细解释关于根据本发明的第一实施例的闭合回路发射功率控制方法的整个工作过程。
首先参照图1解释关于本实施例中的控制方法的整个工作过程。在步骤11，以固定时间间隔t对FER(帧误差率)的监测是通过在接收机上执行CRC(循环冗余校验)码检测方式而进行的，而帧误差的发生或未发生在步骤12得到判断。如果在步骤12通过CRC码检测方式检测到一个NG信号，那么便判断已发生一个帧误差。如果在步骤12中判断帧误差没有发生，则在步骤13判断一个向下的更新量dEid即用来降低基准值的更新量，并在步骤14执行由向下的更新量dEid来降低基准的Eb/IO值(EI)的操作。在步骤15，将一个误差关联标志位转为OFF，流程返回到以固定时间间隔监测FER的步骤11。误差关联标志位是一个用来检测误差连续发生的标志位。
如果在步骤12中检测到一个误差，则在步骤16确定一个向上的更新量dEid即用来增大基准值的更新量，并且在步骤17执行由向上的更新量dEid来增大基准的Eb/IO值的操作。在步骤18将误差关联标志位转为ON，在此流程返回到以固定时间间隔监测FER的步骤11。
图2是表示步骤13中的细节的流程图，即当图1的固定时间间隔监测FER步骤11中没有误差产生时，判断向下的更新量。
在步骤21中，首先判断基准的Eb/IO值(Ei)是否小于或等于能够产生误差的最小Eb/IO值(Eingmin即“误差关联的最小Eb/IO值”)。如果在步骤21中条件等式成立，则假定基准的Eb/IO值低于误差关联的最小Eb/IO值(Eingmin)并且对基准的Eb/IO值的更新将造成误差，即通信质量的下降。结果，设置值a1，即一个小值，在步骤22中设置为向下的更新量dEid。
接下来，在步骤23判断基准的Eb/IO值(Ei)是否小于或等于误差关联最小Eb/IO值与一个更新预报阈值A的和。如果在步骤23中条件等式成立，则基准的Eb/IO值与误差关联最小Eb/IO值之间的差值不会超出更新预报阈值A，并且在步骤24中由于与步骤21中条件等式成立时相同的原因而将向下的更新量dEid设置成最小的设置值a2。
接下来，在步骤25判断基准的Eb/IO值(Ei)是否小于或等于前一次发生误差时的Eb/IO值(Eing是“误差关联Eb/IO值”)。如果在步骤25中条件等式成立，则基准的Eb/IO值小于前一次的误差发生的Eb/IO值(Eing)，而当前一次判断的通信环境中很少发生变化时，可以推断通信质量将恶化并且误差将象以前那样发生。结果，在步骤26中设置设定的值a3以避免基准Eb/IO值的大的更新。当步骤25中的条件等式不成立时，由于对基准的Eb/IO值进行更新而引起误差的可能性就很小，因此在步骤27中设置值a4，即一个相对较大的更新量。各个设置值之间的关系是a1＜a2＜a3＜a4。
图3是表示在以固定时间间隔监测FER的步骤11中检测到误差存在时的步骤16的用于判断向上更新量dEid的方法的流程图。首先，在步骤31判断误差关联标志位的逻辑状态。如果在步骤31判断误差关联标志位为OFF，则由于在前一次监测中误差没有发生，所以基准的Eb/IO值降低(步骤13-15)，并可以根据基准值的下降来推断误差是否已经发生。因此，在这种情况下，可以假设，只要在通信环境中没有发生变化，并且如果基准值也已返回到其原始值，那么误差将不会发生。因此，为了更保险地阻止通信质量的下降，在步骤32将一个两倍于向下的更新量dEid的值设置为向上的更新量dEiu。如果在步骤31判断误差关联标志位为ON，则表明在前一次监测期间内也发生了误差，并且基准的Eb/IO值也已经增大(步骤16-18)，被检测到的误差已经持续。如上所述，可以假设，当发生连续误差时由于通信环境的恶化造成接收到的信号功率发生变化，并且在步骤33设置值b；即一个相对较大的更新量，以阻止通信质量的下降。在这种情况下，值b设置为满足关系2×设置值a4＜b在步骤34、35、和36中，对误差关联的Eb/IO最小值和误差关联的Eb/IO值进行更新。
当通信环境达到相对的稳定并且接收的信号功率很少发生变化时，可以假设基准的Eb/IO值接近于会聚到误差关联的最小Eb/IO值。换言之，当步骤23的条件等式不成立时，接收的信号电平由于通信环境的恶化而发生变化，而当通信环境恢复并且状况再一次好转时，可以假设基准的Eb/IO值接近会聚到误差关联的最小Eb/IO值。
图4表示基准的Eb/IO值在这种条件下变化的一个例子，其中a1为0.1dB，a2为0.2dB，a3为0.5dB，a4为1.0dB，b是3.0dB，A是2.0dB，并且t为3秒。作为基准的Eb/IO值、误差关联的Eb/IO值、误差关联的最小Eb/IO值的初始值，Ei设置为18.0dB，Eing设置为15.0dB，并且Eingmin设置为12.0dB。图4还示出由现有技术在这种条件下所得到的结果，其中向下的更新量固定在O.5dB而向上的更新量固定在1.0dB。图4中，在时间T1处通信环境恶化并且所接收的信号电平发生剧烈变化。
参照图4，可以看出，在本实施例的闭合回路发射功率控制方法中，当通信环境恶化时，更新量增加并且基准的Eb/IO值迅速地变为一个高的值，而当通信环境恢复正常时，又迅速地会聚到初始值。
在本实施例的闭合回路发射功率控制方法中，更新量得以判断，而且考虑到由于通过将基准值与误差关联Eb/IO值、误差关联最小Eb/IO值、以及更新预报阈值相比较而对基准值进行的更新对通信质量产生的影响。因此，这种方法能够在较短的时间内使基准值会聚而不导致通信质量的突然变化。
另外，本实施例的闭合回路发射功率控制方法通过采用一个误差关联标志位来检测误差的连续关联性，并在误差连续发生时设置一个相对大的更新量。因此，当接收的信号电平由于通信环境的恶化而变化时，这种方法能够使基准值更新，以避免通信质量下降。
参照图5，再对根据本发明的第二实施例的闭合回路发射功率控制方法进行描述。
本实施例不同于图1所示的第一实施例之处在于用标记为波动水平L的参数来代替误差关联标志位。波动水平L是一个大于或等于0的整数，并在通信环境稳定时变为0，而在不稳定期间变为1，2，3，或更大。
本实施例中的步骤51、52、53、54、56、和57具有与图1中所示的步骤11、12、13、14、16、和17相同的操作内容，因此省略多余的解释。
参照图5，在本实施例的闭合回路发射功率控制方法中，首先在步骤51执行固定时间间隔的监测步骤。如果在步骤52判断没有误差产生，则在步骤53判断向下的更新量dEid，并且在步骤54执行由向下的更新量dEid来降低基准值的操作。至此的处理与第一实施例中的相同。在步骤55，执行将波动水平降低1的过程，除非波动水平L为0，在这种情况下它保持稳定。当在步骤51的固定时间间隔的FER监测中没有误差产生时，判断向下更新量dEid的方法与图2所示的方法完全相同。
如果在步骤52检测到一个误差的发生，则在步骤56判断向上的更新量，并且在步骤57执行由向上的更新量dEid增大基准值Ei的操作。然后在步骤58执行将波动水平L增加1的操作。
图6是表示当在固定时间间隔的监测FER的步骤51中检测到误差存在时的步骤56的用于判断向上的更新量dEid的方法的流程图。首先，在步骤61判断是否波动水平为0。当步骤61中判断波动水平L为0时，步骤62、64、65、和66中所执行的操作与图3所示的步骤32、34、35、和36中所执行的操作相同。在步骤61，判断波动水平L是一个不等于0的值，这表示已检测到连续误差。在这种情况下，可以假设通信环境正在发生变化并且接收的信号电平处于波动中，因此，在步骤63设置一个由波动水平L乘以一个特定的设置值c而得到的值以防止通信质量的下降。作为一个实际的例子，将一个数量级为2dB的值设置为设置值c。
通过设置波动水平L的过程，本实施例具有对通信环境中的迅速波动提供适当的响应的附加效果，从而可以实现对基准值的更新以阻止通信质量的下降。
虽然对本发明的最佳实施例已经采用特定的术语进行了描述，但这些描述仅仅是说明性的，应该明白，在不脱离后附的权利要求的精神和范围的基础上可以进行修改和变化。
权利要求
1.一种闭合回路发射功率控制方法，其中接收机指示发射机增加或降低发射功率，使得由所述接收机从所述发射机接收的信号的Eb/IO值会聚到一个设置的基准值，所述方法包括下述步骤在所述接收机对从所述发射机接收的信号的帧误差以固定的时间间隔进行测量；如果在所述测量中没有检测到帧误差，则依照所述基准值的幅度设置一个向下的更新量，该更新量用来降低所述基准值，所述基准值通过所述向下的更新量被降低，再有，将误差关联标志位转为OFF；和如果在所述测量中检测到一个帧误差，则依照所述误差关联标志位的逻辑状态设置一个向上的更新量，该更新量用来增大所述基准值，所述基准值通过所述向上的更新量被增大，再有，将所述误差关联标志位转为ON。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依照所述基准值的幅度设置所述向下的更新量的步骤包括下述步骤当所述基准值小于或等于一个误差关联最小Eb/IO值即产生帧误差的最小Eb/IO值时，设置一个第一值作为所述向下的更新量；当所述基准值大于所述误差关联最小Eb/IO值并且小于或等于所述误差关联最小Eb/IO值与一个更新预报阈值之和时，设置一个大于所述第一值的第二值作为所述向下的更新量，其中更新预报阈值是一个预定的固定值；当所述基准值大于所述误差关联最小Eb/IO值与所述更新预报阈值之和并且小于或等于所述误差关联Eb/IO值时，设置一个大于所述第二值的第三值作为所述向下的更新量，其中所述误差关联Eb/IO值是前一次操作中发生帧误差的Eb/IO值；和当所述基准值大于所述误差关联Eb/IO值时，设置一个大于所述第三值的第四值作为所述向下的更新量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依照所述误差关联标志位的逻辑状态设置所述向上的更新量的步骤包括下述步骤当所述误差关联标志位为ON时，设置一个大于所述第四值两倍的值作为所述向上的更新量；当所述误差关联标志位为OFF时，设置一个两倍于当前设置的所述向下的更新量的值作为所述向上的更新量；当所述接收的信号的Eb/IO值小于所述误差关联最小Eb/IO值时，将所述Eb/IO值设置为一个新的所述误差关联最小Eb/IO值；和将所述接收的信号的Eb/IO值设置为新的所述误差关联Eb/IO值。
4.一种闭合回路发射功率控制方法，其中接收机指示发射机增加或降低发射功率，使得由所述接收机从所述发射机接收的信号的Eb/IO值会聚到一个设置的基准值，所述方法包括下述步骤在所述接收机对从所述发射机接收的信号的帧误差以固定的时间间隔进行测量；如果在所述测量中没有检测到帧误差，则依照所述基准值的幅度设置一个向下的更新量，该更新量用来降低所述基准值，所述基准值通过所述向下的更新量被降低，再有，从一个波动水平值即指示通信环境的稳定性程度的值中减去“1”，除非所述波动水平值为“0”；和如果在所述测量中检测到一个帧误差，则依照所述波动水平值设置一个向上的更新量，该更新量用来增大所述基准值，所述基准值通过所述向上的更新量被增大，再有，将所述所述波动水平值加“1”。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述依照所述基准值的幅度设置所述向下的更新量的步骤包括下述步骤当所述基准值小于或等于一个误差关联最小Eb/IO值即产生帧误差的最小Eb/IO值时，设置一个第一值作为所述向下的更新量；当所述基准值大于所述误差关联最小Eb/IO值并且小于或等于所述误差关联最小Eb/IO值与一个更新预报阈值之和时，设置一个大于所述第一值的第二值作为所述向下的更新量，其中更新预报阈值是一个预定的固定值；当所述基准值大于所述误差关联最小Eb/IO值与所述更新预报阈值之和并且小于或等于所述误差关联Eb/IO值时，设置一个大于所述第二值的第三值作为所述向下的更新量，其中所述误差关联Eb/IO值是前一次操作中发生帧误差的Eb/IO值；和当所述基准值大于所述误差关联Eb/IO值时，设置一个大于所述第三值的第四值作为所述向下的更新量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述依照所述波动水平值设置所述向上的更新量的步骤包括下述步骤当所述波动水平值为1或更大时，设置一个等于所述波动水平值乘以一个预定的值的所得结果的值作为所述向上的更新量；当所述波动水平值为“0”时，设置一个两倍于当前设置的所述向下的更新量的值作为所述向上的更新量；当所述接收的信号的Eb/IO值小于所述误差关联最小Eb/IO值时，将所述Eb/IO值设置为一个新的所述误差关联最小Eb/IO值；和将所述接收的信号的Eb/IO值设置为新的所述误差关联Eb/IO值。
全文摘要
公开了一种闭合回路发射功率控制方法,它采用一个可变的更新量。在接收机,利用CRC编码判断从发射机接收的信号中是否发生帧误差。如果没有发生帧误差,则依照基准Ed/IO值的幅度设置一个向下的更新量,该更新量用来降低基准值,基准值通过向下的更新量被降低,误差关联标志位转为OFF。如果检测到帧误差,则依照误差关联标志位的逻辑状态设置一个向上的更新量,该更新量用来增大基准值,基准的Ed/IO值通过向上的更新量被增大,误差关联标志位转为ON。
文档编号H04B7/005GK1273470SQ00118060
公开日2000年11月15日 申请日期2000年5月6日 优先权日1999年5月6日
发明者栗山敬弘 申请人:日本电气株式会社