专利名称：一种反向外环功率控制方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信系统的功率控制方法，尤其涉及一种码分多址无线通信系统中的反向功率控制方法。
背景技术：
在无线通信系统中，如果小区中的所有用户均以相同功率发射，则靠近基站的移动台到达基站的信号强，远离基站的移动台到达基站的信号弱，导致强信号掩盖弱信号，这就是“远近效应”问题。因为码分多址(CDMA)系统中所有用户共同使用同一频率，CDMA系统中某个用户信号的功率较强，对该用户正确接收有利，但是会增加对同一频带内其它用户的干扰，使其它用户通信质量恶化，甚至淹没其它用户的有用信号，所以“远近效应”问题在CDMA系统中更加突出。反向功率控制就是为了克服远近效应而采取的一项技术，它实时地调整用户发射机所需的功率，从而既维持了高质量的通信，又不会对同一无线资源中的其它用户产生干扰，保证系统容量。因此，反向功率控制是CDMA关键技术之一。
反向功率控制一般包括三部分开环功率控制、闭环功率控制和外环功率控制。在反向同时存在多个业务信道时，目前的反向外环功率控制方法是以某一个反向业务信道的传输质量作为功率控制的依据，其它反向业务信道传输质量的保证，是通过调节信道间的相对功率来实现的。例如，在CDMA2000系统中，一个移动台使用一条反向基本信道和一条反向补充信道实现高速数据业务，反向外环功率控制算法的调整按照反向基本信道的误帧率进行。经过反向闭环控制，调整反向导频的发射功率，反向基本信道的功率也随之改变，从而实现将反向基本信道误帧率控制在目标值附近。至于反向补充信道的误帧率，可以通过调整反向补充信道相对导频信道功率的大小来实现。实践表明，使用这种功控方式，反向基本信道的误帧率能够维持在其目标值附近，可是反向补充信道的误帧率与其目标值相比波动较大。当反向补充信道误帧率较高时，将导致反向补充信道释放，数据传输速率将降低，影响数据业务性能。如果反向外环功率控制的调整按照反向补充信道的误帧率进行，反向补充信道的误帧率维持在其目标值附近，反向基本信道的误帧率与其目标值相比波动较大。即使不出现反向基本信道误帧率高到导致反向基本信道释放的情况，还是会存在另外一个问题，就是如果基站由于基带处理单元不足等原因释放反向补充信道时，反向外环功率控制没有参照点，反向功率控制性能会恶化，系统将不稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种反向外环功率控制方法，同时基于多个反向业务信道的传输质量，使多个信道的传输质量都控制在目标值附近，避免出现误帧率过高，功率相应升高，用户间干扰增加的情况，从而提高系统容量和通信质量。
本发明的另一目的在于提供一种反向外环功率控制方法，同时基于多个反向业务信道的传输质量，克服现有技术中仅基于一个反向业务信道传输质量的外环控制方法中，功率控制不鲁棒的缺点，克服了因为异常情况导致其中一个信道突然中断，反向外环功率控制缺乏参照点，导致反向功率控制性能恶化，系统不稳定的情况。
为了实现上述目的，本发明提供了一种反向外环功率控制方法，应用于码分多址无线通信系统，通过对多个反向业务信道进行接收误帧率的计算，得到下一帧反向外环门限值，以进行相应的功率控制，使该多个反向业务信道的传输质量都控制在目标值附近。
上述的反向外环功率控制方法，其中，该方法包含如下步骤步骤一，利用该无线通信系统的接收机获取当前多个反向业务信道的传输质量信息，根据传输质量信息分别统计各反向业务信道当前误帧率；步骤二，每个反向业务信道的当前误帧率与各自的目标误帧率比较，得到对应的多个反向外环门限改变值；步骤三，分别计算对应于该多个反向业务信道的当前帧的(Eb/Nt)；步骤四，通过反向外环门限调整方法得到下一帧反向外环门限值，根据该下一帧反向外环门限值进行相应的功率控制，使该多个反向业务信道的传输质量都控制在目标值附近。
上述的反向外环功率控制方法，其中在步骤四中，该反向外环门限调整方法包括如下步骤将步骤三得到的多个反向业务信道的当前帧的(Eb/Nt)之和作为分母，每个反向业务信道的当前帧的(Eb/Nt)作为分子，计算得到多个加权因子，并将所述多个加权因子按照从大到小依次排序；如果该多个反向外环门限改变值都是升功率、或者该多个反向外环门限改变值部分是升功率而部分功率不改变、或者该多个反向外环门限改变值都是降功率、或者该多个反向外环门限改变值部分是降功率而部分功率不改变，则最终反向外环门限改变值取所有多个反向外环门限的最大值；如果该多个反向外环门限改变值升降功率不一致，则步骤四的最大加权值对门限改变值最小的加权，次大加权值对门限改变值次小的加权，依次类推，然后将所有加权后的值累加得到最终反向外环门限改变值；外环门限按照最终外环门限改变值进行调整，得到下一帧反向外环门限值，根据该下一帧反向外环门限值进行相应的功率控制。
上述的反向外环功率控制方法，其中所述下一帧反向外环门限值为当前帧反向外环门限值与最终反向外环门限改变值相加。
上述的反向外环功率控制方法，其中，所述根据该下一帧反向外环门限值进行相应的功率控制的步骤之前还包括将该下一帧反向外环门限值与系统规定的上下限相比较的步骤如果调整后得到的下一帧反向外环门限大于系统规定的最大门限值，则该下一帧反向外环门限值等于系统规定最大门限值；如果调整后得到的下一帧反向外环门限值小于系统规定的最小门限值，则该下一帧反向外环门限等于系统规定最小门限值。
上述的反向外环功率控制方法，其中，升功率时，该反向外环门限改变值为正；降功率时，该反向外环门限改变值为负。
上述的反向外环功率控制方法，其中，在步骤四中，通过将无线通信系统的基站的反向导频信噪比测量单元测量得到的当前反向导频信噪比与经过调整后得到的下一帧反向外环门限值输入该无线通信系统的功率控制命令产生单元以产生相应的功率控制命令，然后将所述功率控制命令发送给该无线通信系统的移动台，由移动台检测出有效的功率控制命令对发射功率进行调整。
上述的反向外环功率控制方法，其中，如果当前反向导频信噪比大于下一帧反向外环门限值，则在所述功率控制命令产生单元中产生表征功率下降的功率控制命令，反之，则产生表征功率上升的功率控制命令。
上述的反向外环功率控制方法，其中，所述由移动台检测出有效的功率控制命令对发射功率进行调整的步骤是通过采用变步长的方法对发射功率进行调整。
上述的反向外环功率控制方法，其中，所述多个反向业务信道为码分多址无线通信系统的反向业务信道。
本发明所述的方法，相对现有的方法，综合多个反向信道传输质量，使多个信道的传输质量都控制在目标值附近，避免出现误帧率过高，功率相应升高，用户间干扰增加的情况，从而提高了系统容量和通信质量。同时，克服因为异常情况导致的其中一个信道突然中断，反向外环功率控制没有参照点，反向功率控制性能会恶化，系统将不稳定。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1是本发明的反向闭环功率控制功能框图；图2是本发明的反向外环门限调整方法流程图；图3是CDMA2000 1X系统，反向基本信道变速率，反向补充信道速率为153.6kbps条件下算法性能比较图。
具体实施例方式
下面以具有N个反向业务信道的无线通信系统为例说明本发明，本发明提出的方法主要包括以下步骤步骤一接收机获取当前N个反向业务信道的传输质量信息，根据传输质量信息分别统计各反向业务信道当前误帧率。
步骤二每个反向业务信道的当前误帧率与各自的目标误帧率比较，得到N个反向外环门限改变值。
步骤三分别计算这N个反向业务信道的当前帧的(Eb/Nt)。
步骤四将步骤三得到的N个(Eb/Nt)之和作为分母，每个(Eb/Nt)作为分子，计算得到N个加权因子，并将它们按照从大到小依次排序。
步骤五如果这N个反向外环门限改变值要么都是升功率或者部分升功率部分功率不改变，要么都是降功率或者部分降功率部分功率不改变，则最终反向外环门限改变值取所有N个反向外环门限的最大值；如果N个反向外环门限改变值升降功率不一致，则步骤四的最大加权值对门限改变值最小(升功率时，门限改变值为正；降功率时，门限改变值为负)的加权，次大加权值对门限改变值次小的加权，依次类推，然后将所有加权后的值累加得到最终反向外环门限改变值。
步骤六外环门限按照最终外环门限改变值进行调整，得到下一帧反向外环门限值，根据该下一帧反向外环门限值进行相应的功率控制。如果调整后的下一帧反向外环门限值大于系统规定最大门限值，则下一帧反向外环门限值等于系统规定最大门限值；如果下一帧反向外环门限值小于系统规定最小门限值，则下一帧反向外环门限值等于系统规定最小门限值。
下面结合图1～图3，以反向同时存在业务信道A和业务信道B为例，详细说明本发明的反向外环功率控制方法。
本发明提出的反向功率控制流程按照功能划分的框图如图1所示。在反向功率控制中，基站首先接收移动台信号，经过解调解码后，分别对信道A的信号和信道B的信号进行处理。对于信道A的信号，从解码的数据字段中判断出当前信道A上接收帧的质量信息(比如帧速率指示等)，在信道A误帧率(FER)测量单元204统计测量信道A的误帧率，并与信道A的目标误帧率同时送入信道A外环门限值调整单元203进行处理，得到反向外环门限需要改变值thresholdA。同时，信道A的Eb/Nt测量单元202得到信道A的当前帧的(Eb/Nt)A。与信道A的处理类似，在信道B误帧率测量单元207统计测量信道B的误帧率，并与信道B的目标误帧率同时送入信道B外环门限调整单元206进行处理，得到反向外环门限需要改变值thresholdB。同时，信道B的Eb/Nt测量单元205得到信道B的当前帧的(Eb/Nt)B。接着，将信道A的Eb/Nt测量单元202的输出量(Eb/Nt)A，信道A外环门限调整单元203的输出量thresholdA，信道B的Eb/Nt测量单元205输出量(Eb/Nt)B和信道B外环门限调整单元206输出量thresholdB一同送入反向外环门限产生单元201，按照如图2所示的反向外环门限调整方法得到下一帧反向外环门限值。最后，基站将反向导频信噪比测量单元209测量的反向导频信噪比(SNR)与反向外环门限产生单元201输出的下一帧反向外环门限值输入功率控制命令产生单元208以产生相应的功率控制命令。如果当前反向导频信噪比(SNR)大于下一帧反向外环门限值，在功率控制命令产生单元208内产生表征功率下降的控制命令，反之，则在功率控制命令产生单元208内产生表征功率上升的控制命令。这些功率控制命令按空中接口协议规定通过前向链路发送给移动台。移动台在功率控制命令处理单元210中检测出有效的功控命令，在发射功率调整单元211内按一定步长对发射功率进行调整。
本发明提出的反向外环门限调整方法如图2所示。
首先，步骤301，计算外环门限改变值的最大加权值和最小加权值。
接着，根据信道A的门限改变值thresholdA和信道B的门限改变值thresholdB之间的关系进行相应的处理。步骤302，如果信道A的门限改变值thresholdA大于等于零且信道B的门限改变值thresholdB大于等于零或者是thresholdA小于等于零且信道B的门限改变值thresholdB小于等于零，则按照步骤305处理，即最终外环门限改变值等于信道A的门限改变值thresholdA与信道B的门限改变值thresholdB中较大者。步骤303，如果信道A的门限改变值thresholdA大于零且信道B的门限改变值thresholdB小于零，则按照步骤306处理，即最终外环门限改变值等于最大加权值乘以thresholdA与最小加权值乘以thresholdB之和。步骤304，如果信道A的门限改变值thresholdA小于零且信道B的门限改变值thresholdB大于零，则按照步骤307处理，即最终外环门限改变值等于最小加权值乘以thresholdA与最大加权值乘以thresholdB之和。
然后，步骤308，根据上述处理得到的最终外环门限改变值与当前外环门限相加就得到下一帧外环功率控制的外环门限值。
为了将每次输出的门限值都控制在系统规定上下限之间，还需要将得到的门限值系统规定上下限进行比较。
步骤309，如果计算得到的下一帧外环门限大于系统规定最大门限值，则按照步骤310处理，即下一帧外环门限等于系统规定最大门限值；步骤311，如果下一帧外环门限值小于系统规定最小门限值，则按照步骤312处理，即下一帧外环门限等于系统规定最小门限值。
如果信道A为CDMA2000 1X中的反向基本信道，信道B为CDAM20001X中的反向补充信道。按照目前的反向功率控制算法，都是以某一个反向业务信道的传输质量作为功率控制的依据，另一个反向业务信道质量的保证，是通过调节信道间的相对功率来实现的。以反向基本信道传输质量作为功率控制依据的算法，对应图3中的“仅以反向基本信道误帧率为功率控制依据的算法”。以反向补充信道传输质量作为功率控制依据的算法，对应图3中的“仅以反向补充信道误帧率为功率控制依据的算法”。在同等的仿真条件下，将这两种算法与本发明的外环功率控制算法(同时以反向基本信道和反向补充信道为功率控制依据)的性能进行比较，请参见图3。本发明的外环功率控制算法对应的反向基本信道误帧率的方差和反向补充信道的方差都比较小，而其它两种方案，误帧率没有被作为功率控制依据的信道的误帧率方差大。因此，本发明提出的方法避免出现某个信道误帧率过高，功率相应升高，用户间干扰增加的情况，从而提高了系统容量和通信质量。
总之，本方法使两个信道的传输质量都控制在目标值附近，克服因为异常情况导致的其中一个信道突然中断带来的反向功率控制性能恶化，性能优良的外环功率控制方法。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种反向外环功率控制方法，应用于码分多址无线通信系统，其特征在于，通过对多个反向业务信道进行接收误帧率的计算，得到下一帧反向外环门限值，以进行相应的功率控制，使该多个反向业务信道的传输质量都控制在目标值附近。
2.根据权利要求1所述的反向外环功率控制方法，其特征在于，该方法包含如下步骤步骤一，利用该无线通信系统的接收机获取当前多个反向业务信道的传输质量信息，根据传输质量信息分别统计各反向业务信道当前误帧率；步骤二，每个反向业务信道的当前误帧率与各自的目标误帧率比较，得到对应的多个反向外环门限改变值；步骤三，分别计算对应于该多个反向业务信道的当前帧的(Eb/Nt)；步骤四，通过反向外环门限调整方法得到下一帧反向外环门限值，根据该下一帧反向外环门限值进行相应的功率控制，使该多个反向业务信道的传输质量都控制在目标值附近。
3.根据权利要求2所述的反向外环功率控制方法，其特征在于，在步骤四中，该反向外环门限调整方法包括如下步骤将步骤三得到的多个反向业务信道的当前帧的(Eb/Nt)之和作为分母，每个反向业务信道的当前帧的(Eb/Nt)作为分子，计算得到多个加权因子，并将所述多个加权因子按照从大到小依次排序；如果该多个反向外环门限改变值都是升功率、或者该多个反向外环门限改变值部分是升功率而部分功率不改变、或者该多个反向外环门限改变值都是降功率、或者该多个反向外环门限改变值部分是降功率而部分功率不改变，则最终反向外环门限改变值取所有多个反向外环门限的最大值；如果该多个反向外环门限改变值升降功率不一致，则步骤四的最大加权值对门限改变值最小的加权，次大加权值对门限改变值次小的加权，依次类推，然后将所有加权后的值累加得到最终反向外环门限改变值；外环门限按照最终外环门限改变值进行调整，得到下一帧反向外环门限值，根据该下一帧反向外环门限值进行相应的功率控制。
4.根据权利要求3所述的反向外环功率控制方法，其特征在于，所述下一帧反向外环门限值为当前帧反向外环门限值与最终反向外环门限改变值相加。
5.根据权利要求4所述的反向外环功率控制方法，其特征在于，所述根据该下一帧反向外环门限值进行相应的功率控制的步骤之前还包括将该下一帧反向外环门限值与系统规定的上下限相比较的步骤如果调整后得到的下一帧反向外环门限大于系统规定的最大门限值，则该下一帧反向外环门限值等于系统规定最大门限值；如果调整后得到的下一帧反向外环门限值小于系统规定的最小门限值，则该下一帧反向外环门限等于系统规定最小门限值。
6.根据权利要求3所述的反向外环功率控制方法，其特征在于，升功率时，该反向外环门限改变值为正；降功率时，该反向外环门限改变值为负。
7.根据权利要求2所述的反向外环功率控制方法，其特征在于，在步骤四中，通过将无线通信系统的基站的反向导频信噪比测量单元测量得到的当前反向导频信噪比与经过调整后得到的下一帧反向外环门限值输入该无线通信系统的功率控制命令产生单元以产生相应的功率控制命令，然后将所述功率控制命令发送给该无线通信系统的移动台，由移动台检测出有效的功率控制命令对发射功率进行调整。
8.根据权利要求7所述的反向外环功率控制方法，其特征在于，如果当前反向导频信噪比大于下一帧反向外环门限值，则在所述功率控制命令产生单元中产生表征功率下降的功率控制命令，反之，则产生表征功率上升的功率控制命令。
9.根据权利要求7所述的反向外环功率控制方法，其特征在于，所述由移动台检测出有效的功率控制命令对发射功率进行调整的步骤是通过采用变步长的方法对发射功率进行调整。
10.根据权利要求2所述的反向外环功率控制方法，其特征在于，所述多个反向业务信道为码分多址无线通信系统的反向业务信道。
全文摘要
本发明涉及一种反向外环功率控制方法，应用于码分多址无线通信系统，通过对多个反向业务信道进行接收误帧率的计算，得到下一帧反向外环门限值，以进行相应的功率控制，使该多个反向业务信道的传输质量都控制在目标值附近。本发明的方法同时基于多个反向业务信道的传输质量，使多个信道的传输质量都控制在目标值附近，避免出现误帧率过高，功率相应升高，用户间干扰增加的情况，从而提高系统容量和通信质量；还克服了因为异常情况导致其中一个信道突然中断，反向外环功率控制缺乏参照点，导致反向功率控制性能恶化，系统不稳定的情况。
文档编号H04B7/005GK1564478SQ20041000848
公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月12日 优先权日2004年3月12日
发明者李欣, 刘学敏, 杨嘉安 申请人:中兴通讯股份有限公司