一種閉環功率控制方法

專利名稱：一種閉環功率控制方法
技術領域：
本發明涉及一種碼分多址(CDMA: Code-Division Multiple-Access)通 信系統中的功率控制方法，尤其涉及的是， 一種適用于上行專用信道的閉環 功率控制方法。
背景技術：
功率控制技術是CDMA系統的基礎，可以說沒有功率控制就沒有 CDMA系統。CDMA系統是一個同頻自千擾系統，任何多余不必要的功率 不允許發射，這是一個一定要遵守的總準則，功率控制就是維護這個準則的 手段。
在上行鏈路中，如果小區內所有移動臺的發射功率相同，而各移動臺與 基站(NodeB)的距離是不同的，導致基站接收較近移動臺的信號很強，接收 較遠移動臺的信號很弱，由于CDMA是同頻接收系統，造成弱信號淹沒在 強信號中，從而使得距離較遠部分的移動臺無法正常工作，這就是CDMA 系統上行鏈路中存在的遠近效應問題，功率控制可以克服遠近效應，對上行 功率控制而言，功率控制的目標即為所有的信號到達基站的功率夠用即可。
功率控制可以補償衰落，接收功率不夠時要求發射方增大發射功率。由 于移動信道是一個衰落信道，快速閉環功率控制可以隨著信號的起伏進行快 速改變發射功率，使接收電平由起伏變得平坦。
在CDMA系統中功率控制按方向分為上行(反向)功率控制和下行(前 向)功率控制；按移動臺和基站是否同時參與又分為開環功率控制和閉環功 率控制兩大類。開環功率控制是從信道中測量干擾條件，并調整發射功率， 目的在于對新請求業務的初始發射功率做出估計。開環功率控制是測量誤幀 率(誤塊率)，調整目標信千比(目標SIR)。快速閉環功率控制是指接收 方把接收到的信號的信干比與控制信道的信千比目標值比較，根據比較結果
向發送方返回一個TPC (發射功率控制)命令，若測定SIR〉目標SIR，貝'J TPC命令為0;若測定SIR^目標SIR,則TPC命令為1;發送方根據接收到 的TPC命令，通過高層給定的閉環功率控制算法得出TPC—cmd，如果采用 TPC命令處理算法1并且發送方不處于軟切換情況下，在接收到的TPC命 令等于0時，那么用于該時隙的TPC—cmd為-1;在接收到的TPC命令等 于l時，那么用于該時隙的TPC_cmd為1 ;進而決定是增加發射功率還是 減小發射功率，調整的幅度-TPC一cmdxATPC。用步長ATPC來調整上行 專用物理信道的發射功率，步長ATPC也是由網絡設置的，可以取ldB或 2dB。如果TPC一cmd等于1,則增加移動臺上行專用行道發射功率；如果 TPC—cmd等于-1，則減小移動臺上行專用信道發射功率。
上行專用信道發射功率的初始值是用開環功率估計決定的。閉環發射功 率的最大功率值是由高層設置的，上行閉環功率控制主要是基站通過調整移 動臺的發射功率以保持接收到的上行信噪比盡量靠近SIR目標值，而每一個 小區的SIR目標值都是由高層外環功率控制調整的。
由于CDMA系統的上行容量干擾受限，上行是多對一通信模式，利用 功率控制技術消除遠近效應。除自己的信號外全是干擾，當用戶較多時干擾 較大，使信噪比降低；為了達到額定的信噪比，必然通過功率控制增加發射 功率，造成互相影響，互相攀比，引起功率攀升，最后使接收的總功率超出 前置線性放大器的線性范圍，使CDMA系統不再成立，即引起系統崩潰。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種碼分多址通信系統中的功率控制 方法，解決當用戶增多干擾加大時，用戶信噪比降低，可能在一段時間內一 直低于額定的信噪比，移動臺發射功率的持續不斷的增加的問題，從而避免 用戶間功率的攀升，保證整個系統的穩定性。
本發明提出一種閉環功率控制方法，包含如下步驟
(a)設定基站連續發送指示增加功率的命令的次數最大值N,再設定n 代表當前連續發送指示增加功率命令的次數，n的初始值為0;(b) 基站在每個時隙首先判斷n是否等于指定值N,如果不是，執行 下一步；否則，發送指示減小功率的命令至終端，同時令11=0,等待下一時 隙到達，繼續判斷n是否等于N;
(c) 判斷信號的質量是否達到系統規定的信號質量要求，如果是，基 站發送指示減小功率的命令至終端，同時令11=0,否則，基站發送指示增加 功率的命令至終端，n值加i，轉到步驟(b)。
所述N值的取值根據系統容量，信號質量及移動臺發射功率滿足實際 系統要求的原則下，通過試驗，確定N值或N值取值范圍。
所述指示功率增加或減小的命令為發射功率控制TPC命令。
所述步驟(c)中TPC命令為O時，指示減小功率；TPC命令為l時， 指示增加功率。
所述步驟(c)中信號質量由信號信干比SIR衡量。
所述信號信干比SIR根據上行專用物理信道DPCCH數據計算。
系統根據外環功率控制結果確定系統規定的信號質量要求，即目標SIR
在系統運行中，可以根據實際效果修改N的取值。
本發明所提供的一種碼分多址通信系統中的上行閉環功率控制方法，與 現有技術相比，能夠有效控制基站TPC命令的發送，進而控制移動臺的發 射功率的瞬時抬升過高，防止小區的RSSI (Received Signal Strength Indicator,信道帶寬內的寬帶接收功率)瞬時升高，同時可以通過修改基站 處計數器的計數值N來控制基站連續TPC命令1的發送個數，控制移動臺 發射功率抬升的幅度，從而保證了整個系統的穩定。


圖1是外環功率控制和快速閉環功率控制的處理框圖2是WCDMA系統專用物理信道DPCCH/DPDCH幀格式示意圖3是本發明功率控制方法的具體實施方案流程率抬升幅度比較示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，將以WCDMA系統為例對本發明所述技術方案作進一 步詳細說明，根據下面所述具體實施方式
，同一領域的技術人員可以很容易 實現本發明。
如圖1所示是外環功率控制和快速閉環功率控制的處理框圖。RNC(基 站控制器)根據外環功率控制結果確定目標SIR，告知基站。基站根據上行 專用物理信道數據計算當前時隙的SIR,用測定的SIR和目標SIR進行比較， 決定下發TPC命令O還是1，進而控制移動臺是抬升發射功率還是降低發射 功率。
如圖2所示是WCDMA系統專用物理信道DPCCH/DPDCH幀格式框圖。 WCDMA系統的上行快速閉環功率控制的頻率為1500HZ, —幀為10ms，每 幀15個時隙，每個時隙的SIR是利用當前時隙的DPCCH數據計算得到的， SIR=SF*RSCP/ISCP( SF為當前時隙的擴頻因子，RSCP為接收信號導頻(Pilot) 部分功率，ISCP為千擾碼功率)。
如圖3所示是本發明功率控制方法技術方案的實施流程圖。
在系統設置階段，確定N值，即NodeB連續TPC命令l發送的個數。 N值的取值主要需要通過試驗測試選取。實際試驗測試中，可以根據系統容 量，信號質量及移動臺發射功率滿足實際系統要求的原則下，來選擇確定合 適的N值或N值范圍。4叚設令N-4，則當Node B已經在前4個時隙連續 發了 TPC命令1，那么在當前時隙不管測量SIR是否大于目標SIR, NodeB 都下發TPC命令0。
在系統運行的初始時，初始化TPC命令1發送的計數器計數值n=0。
在系統運行階段，在每個時隙進行一次處理，每次處理主要分以下幾個 步驟進行
步驟110:首先判斷計數器計數值n是否等于N,本例中取N-4，如果 計數器的計數值等于N,即為4,執行步驟120，否則，執行步驟130;
步驟120,不論測定SIR和目標SIR的大小關系，在當前時隙Node B 下發TPC命令O,同時令n-O,結束；
步驟130:根據上行專用物理信道DPCCH數據計算當前時隙的SIR;
步驟140:用計算出的測定SIR和目標SIR比較，若測定SIR大于目標 SIR,執行步驟150;否則，若測定SIR小于等于目標SIR,執行步驟160;
步驟150:當前時隙下發TPC命令O,同時令n-O;結束；
步驟160:當前時隙下發TPC命令1,同時令n+十；結束。
如圖4所示是本發明的一個實例，圖中所示為本文描述的新的功率控制 方法與之前的功率控制方法對UE (用戶端移動臺)發射功率抬升幅度比較。 假設在時隙(slot )弁1UE的發射功率為-10dBm,如果連續30個時隙測定SIR 都小于目標SIR,老方案的處理是在這30個時隙基站連續下發TPC命令1, UE就會不停的抬升發射功率，30個時隙后UE的發射功率抬升到20dBm， 而新方案的處理是如果前面連續4個時隙下發TPC命令1,就在當前時隙下 發TPC命令O， 30個時隙后UE的發射功率僅抬升到8dBm,這樣新方案會 提前12個時隙將UE的發射功率降到初始值，減小對其他用戶的干擾，有 利于系統的穩定性，從UE的角度，新方案較老方案要少消耗l/2左右的能 量，如果N值不同會有不同的效果，這里可以根據需要來改變N值。
權利要求
1、一種閉環功率控制方法，包含如下步驟(a)設定基站連續發送指示增加功率的命令的次數最大值N，再設定n代表當前連續發送指示增加功率命令的次數，n的初始值為0；(b)基站在每個時隙首先判斷n是否等于指定值N，如果不是，執行下一步；否則，發送指示減小功率的命令至終端，同時令n＝0，等待下一時隙到達，繼續判斷n是否等于N；(c)判斷信號的質量是否達到系統規定的信號質量要求，如果是，基站發送指示減小功率的命令至終端，同時令n＝0，否則，基站發送指示增加功率的命令至終端，n值加1，轉到步驟(b)。
2、 如權利要求l所述的方法，其特征在于所述N值的取值根據系統 容量，信號質量及移動臺發射功率滿足實際系統要求的原則下，通過試驗， 確定N值或N值取值范圍。
3、 如權利要求1所述的方法，其特征在于所述指示功率增加或減小 的命令為發射功率控制TPC命令。
4、 如權利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟(c)中TPC命 令為0時，指示減小功率；TPC命令為1時，指示增加功率。
5、 如權利要求l所迷的方法，其特征在于所述步驟(c)中信號質量 由信號信干比SIR衡量。
6、 如權利要求5所述的方法，其特征在于所述信號信干比SIR根據 上行專用物理信道DPCCH數據計算。
7、 如權利要求5所述的方法，其特征在于系統根據外環功率控制結 果確定系統規定的信號質量要求，即目標SIR。
8、 如權利要求1所述的方法，其特征在于在系統運行中，可以根據 實際效果修改N的取值。
全文摘要
本發明提出一種閉環功率控制方法，包含如下步驟(a)設定基站連續發送指示增加功率的命令的次數最大值N，再設定n代表當前連續發送指示增加功率命令的次數，n的初始值為0；(b)基站在每個時隙首先判斷n是否等于指定值N，如果不是，執行下一步；否則，發送指示減小功率的命令至終端，同時令n＝0，等待下一時隙到達，繼續判斷n是否等于N；(c)判斷信號的質量是否達到系統規定的信號質量要求，如果是，基站發送指示減小功率的命令至終端，同時令n＝0，否則，基站發送指示增加功率的命令至終端，n值加1，轉到步驟(b)。本發明的方法，能夠有效控制基站TPC命令的發送，控制移動臺發射功率抬升的幅度，保證了系統的穩定。
文檔編號H04B7/005GK101188442SQ20061014515
公開日2008年5月28日 申請日期2006年11月15日 優先權日2006年11月15日
發明者毅 孫, 王艷清 申請人:中興通訊股份有限公司