在碼分多址移動通信系統中控制基站發射功率的方法

專利名稱：在碼分多址移動通信系統中控制基站發射功率的方法
技術領域：
本發明涉及到基于碼分多址(以后簡寫為CDMA)的移動通信系統中控制一個基站發射功率的方法和設備。
在一個CDMA系統中，傳輸是由在正常信息調制后采用高速傳輸率的擴頻編碼進行擴頻調制來實現的。在接收方，正常的解調制是通過用與解擴頻發射方同樣的擴頻編碼調制在恢復原始信息帶寬后來實現的。一個對于每個使用者的正交擴頻編碼序列的排列允許多用戶在同一頻帶同時通信。
在一個采用CDMA的蜂窩移動通信系統中，一組移動臺分享同一頻帶。在從基站到移動臺的通信中，期望的波形信號分量和包含在信號內的干擾信號分量經過相同的傳播路徑從同一基站全部到達移動臺。例如，當一個呼叫移動臺A和一個呼叫移動臺B是同時由同一個基站發出時，移動臺A接收到所期望呼叫它的波形信號SA同時接收到給移動臺B的作為干擾波形信號SB的發送信號。然而，這些接收的信號分量SA和SB有同樣的振幅特性，因為它們都是經過同一個從基站到移動臺A的傳輸路徑接收的，結果，在移動臺的信號與干擾功率比(所需波形接收功率與干擾波形接收功率的比，后面簡稱“SIR”)不管移動臺處于何處都是固定的常數。
然而，當移動臺從一個特定的基站X接收一個所需波形信號以及從另一個基站Y接收一個干擾波形信號時，從基站X發送來的信號分量與從基站Y發送來的信號分量經過不同的傳播路徑到達移動臺。因此，這些信號分量的振幅特性也是不同的，所以位于蜂窩邊界的移動臺是大大地受來自另一個基站干擾波形信號的影響。
在這些情況下，對位于蜂窩邊界的移動臺通話質量的降低可以在基準功率上通過提高基站的發射功率來避免。類似地，對位于許多強信號多路可達到地點的移動臺通話質量的降低還可以在基準功率上通過增加基站發射功率來避免。另一方面，基站發射功率必須減少到低于其它已有較好通話質量的移動臺的基準發射功率，因為被其他正在與基站通信的移動臺接收的干擾波形功率必須減少。這些對基站發射功率控制的要求是為了在一個服務區內獲得一致的通話質量。
一個根據已有技術用于控制發射功率的方法例子公開在1991年IEEEVCT(57-62頁)，由A．薩爾梅斯(Salmasi)K．S．基爾郝森(Gilhousen)發表的論文“應用到數字蜂窩和個人通信系統網絡的碼分多址(CDMA)方面的系統設計”(On the System Design Aspects of CodeDivision Multiple Access Applied to Digital Cellular and PersonalCommunication Networks)

圖1顯示了一個上述論文中描述的用來控制基站發射功率的設備示意圖。這個設備包括一臺發射機、一臺接收機、和天線分支濾波器108。該發射機由對通信信道1-N來講的N個通信信道發射機101、導頻信道發射機102、發射功率確定單元106、以及放大器107組成。
發射到移動臺113的信號(前向發射信號)當該信號是語音信號時被輸入到通信信道發射機101，而當該信號是導頻信號時被輸入到導頻信道發射機102。在執行信息調制和頻率變換到射頻頻率帶寬后，每個各自的信道發射機101和102對應于目標移動臺采用擴頻編碼擴頻調制該頻率變換的信號，并且輸出這個結果。這個由附加所有信道的輸出信號而產生的信號然后輸出到放大器107。由放大器107放大的信號然后通過天線分支濾波器108發送到移動臺113。通信信道發射機101基于來自發射功率確定單元106(將在下面描述)報告的信息設置通信發射功率。
接收機由放大器109、對通信信道1-N來講的N個通信信道接收機110、導頻信道接收機111、以及質量判定單元112組成。
放大器109放大通過天線和天線分支濾波器接收來自移動臺113的擴頻調制射頻信號。通信信道接收機110和導頻信道接收機111首先對由放大器109放大的射頻信號進行解調擴頻調制并且提取一個射頻頻帶信號，然后變換該射頻頻率信號到基帶信號，通過解調產生一個模擬信號并輸出結果。此外，通信信道接收機110解碼附加到接收來自移動臺113的射頻信號的每個解碼質量信息(信息表示從基站傳輸到移動臺113的信號質量，即在移動臺113測量的SIR)，并且輸出到質量判定單元112。質量判定單元112根據此質量信息鑒別從基站傳輸到移動臺113的信號質量并且通知發射功率確定單元106。發射功率確定單元106根據質量判定單元112報告的質量為移動臺設置通信信道發射功率并且將每一個發射機設置到這個發射功率。
在一個依據這種結構的用來控制基站發射功率的設備中，一個基站的發射功率是基于移動臺測量的SIR來控制的。當移動臺測量的SIR低于一個參考值時，一個要增加發射功率的請求信號發送到基站。當所測量的SIR大于參考值時，一個要減少發射功率的請求信號發送到基站。基站接收到這些請求信號并且由一個規定的控制步進功率或者增加或者減少發射功率，一個較小的值如0．5dB被作為控制步進功率。控制被限制在一定的范圍，例如相對參考功率的±6dB。
在該基站的總發射功率增加并達到一個上述已有技術控制基站發射功率的設備中的預定最大發射功率情況下，盡管來自移動臺請求要增加發射功率的信號已發送，基站也不能根據移動臺的要求增加功率，因為總發射功率將超出最大發射功率。在發射功率不足的這樣一種情況下，存在一個基站的發射信號波形被破壞的問題，因此，妨礙移動臺信號正常解調并且引起通話質量的下降。這些基站發射功率不足的情況趨向于發生在例如具有增加通信量的基站。
本發明的一個目的就是提供一個CDMA蜂窩系統中控制基站的發射功率的方法和設備，其能夠在那些總基站發射功率增加而該基站不能發射移動臺所需發射功率的情況下減少前向通話質量的降低。
要達到上面期望的目標，在根據本發明的一個CDMA通信系統控制基站發射功率的方法中，從一組通信信道選取的一發射功率控制目標信道i的所需發射功率Pa(i)被算出。這個期望的發射功率Pa(i)然后加到現行設置為通信信道j的發射功率Ptx(j)，它們是與這個發射功率控制目標信道i不同的通信信道，并且這個和被作為總基站發射功率Ptotal。
總基站發射功率Ptotal然后與一個預定的最大總基站發射功率Pmax比較，并且當總基站發射功率Ptotal比最大總基站發射功率Pmax大時，總基站發射功率Ptotal被最大總基站發射功率Pmax除來計算不足發射功率的比值而找出一個功率減少比率Dt。
用通過功率減少比率Dt來降低期望的發射功率Pa(i)所獲得的值作為發射功率控制目標信道i的新的發射功率，并且通過采用功率減少比率Dt降低現行設置為每個現行通信信道j的每個發射功率Ptx(j)所獲得的值作為每個通信信道j的新的發射功率。
本發明允許總基站發射功率Ptotal通過用這個功率減少比率Dt減少每個通信信道j的發射功率而被控制以便不超過最大總發射功率Pmax。
此外，在本發明的一個CDMA移動通信系統中，控制基站發射功率的另一種方法中，一信道從一組常規間隔的通信信道中被選為發射功率控制目標信道i；并且，在發射功率控制過程中更新每個通信信道發射功率的設置以致該發射功率控制目標信道i滿足一規定的通話質量，用在先前處理過程中總發射功率的功率減少率存儲為預先減少率Dt-1。
對于通信信道j而不是發射功率控制目標信道i，通過將現行設置給每個通信信道的發射功率Ptx(j)作為先前發射功率控制過程的結果乘上先前減少率Dt-1獲得的值作為這些通信信道j的先前發射功率輸出。
對于該發射功率控制目標信道i，當由先前減少率Dt-1的一個規定函數乘以所需發射功率獲得值等于或小于每個信道特定最大發射功率Pmax-1ch時，這功率就是該信道i的暫時發射功率；當由先前減少率Dt-1的一個規定函數乘以所需發射功率獲得值大于每個信道特定最大發射功率Pmax-1ch時，一個將每個信道特定最大發射功率Pmax-1ch用規定函數除所獲得的值就是該信道i的暫時發射功率。
然后通過加上每個信道暫時的發射功率來計算總基站發射功率Ptotal，而功率減少比率Dt(它是基站總發射功率減少的比例)通過用特定最大發射功率Ptotal除以總基站發射功率Pmax來計算。
當總基站發射功率Ptotal比最大總發射功率Pmax大時，每個信道暫時的發射功率被功率減少比率Dt除，并且這個除過的發射功率設置為每個通信信道的新的發射功率。當總基站發射功率Ptotal等于或小于最大總發射功率Pmax時，每個暫時的發射功率被先前的功率減少比率Dt-1除，并且這個除過的發射功率設置為每個通信信道新的發射功率。
在本發明的控制基站發射功率的方法中，已經由先前發射功率控制過程減少的每個各自通信信道的發射功率通過對發射功率在控制目標信道i用先前的功率減少比率Dt-1的規定函數來乘并且對通信信道j用先前的功率減少比率Dt-1來乘之前返回到減少前的發射功率；然后這些發射功率形成暫時的發射功率；且這些暫時的發射功率用于實現發射功率的控制。
從而，當總基站發射功率Ptotal不再超過最大總發射功率Pmax時，通過控制從而使每個通信信道的發射功率返回到它的原始值。
此外，根據本發明的一個CDMA移動通信系統中控制基站發射功率的另一種方法，先前的功率減少比率Dt-1的規定函數是一個通過先前的功率減少比率Dt-1自乘α冪的函數。
在根據本發明的一個CDMA移動通信系統中控制基站發射功率的另一種方法中，計算出從一組通信信道中選擇的發射功率控制目標信道i的所需發射功率Pa(i)被計算。
然后通過所需發射功率Pa(i)加上現行設置給通信信道j的發射功率Ptx(j)計算總基站發射功率Ptotal，這些通信信道j不是發射功率控制目標信道i。
然后功率變換率Ct是一個通過用總基站發射功率Ptotal除以最大總發射功率Pmax而得出。
采用功率轉換率Ct來變換所需的發射功率Pa(i)獲得的值作為發射功率控制目標信道i的新的發射功率，并且用功率轉換率Ct來變換現行設置為每個現行通信信道j的每個發射功率Ptx(j)獲得的值作為每個通信信道j的新的發射功率。
在本發明控制基站發射功率的該方法中，總基站發射功率Ptotal的值總是等于用功率變換率乘設置發射功率得到的最大總發射功率Pmax。
從而，來自基站的干擾量不再取決于傳輸量，因為總基站發射功率Ptotal總是常數，所以簡化了基站設備的設計。
如上所述，當每個信道的所需發射功率被發射時，本發明具有避免基站的總發射功率超過利用總發射功率計算的最大發射功率的作用，并且具有當該總發射功率等于或大于基站的最大總發射功率時然后減少發射功率的作用。
本發明上述的和其它目的，特點，以及優點將參照附圖結合本發明實施例進行描述。
圖1為一個根據已有技術用于控制一個基站發射功率的設備結構方框圖；圖2為根據本發明第一實施例用于控制一個基站發射功率的設備結構方框圖；圖3為一個圖解圖2中用于控制一個基站發射功率的設備的工作流程圖；圖4為用于描述控制圖2中一個基站的發射功率的設備工作的系統結構圖；圖5為根據本發明第二實施例的用于控制一個基站發射功率的設備結構方框圖；圖6為圖解圖5中用于控制一個基站發射功率的設備的工作流程圖；圖7為根據本發明第三實施例用于控制一個基站的發射功率的設備結構方框圖；圖8為圖解圖7中用于控制一個基站發射功率的設備的工作流程圖；第一實施例首先描述的是參照附圖根據本發明的第一實施例提出的關于一個CDMA移動通信系統中控制基站發射功率的一種方法。與圖1中所示等效的組成元件用同樣的參考編號表示。
這個實施例的發射功率控制器件包括一個發射機、一個接收機、和天線分支濾波器108。
發射機包括一組通信信道發射機101、導頻信道發射機102、總發射功率計算器103、比較器104、減少比率計算器105、發射功率確定單元106、以及放大器107。接收機包括放大器109、一組通信信道接收機110、導頻信道接收機111、以及質量判定單元112。該發射機和接收機經由天線分支濾波器108和天線能夠與一組移動臺113通信。
在本實施例的用于控制基站發射功率的設備與圖1中已有技術用于控制基站發射功率的設備之間的不同點是具有總發射功率計算器103、比較器104、和減少比率計算器105等的結構，以及由發射功率確定單元106根據質量判定單元112的判定結果和減少比率計算器105的輸出來確定通信信道發射功率。
總發射功率計算器103計算通信信道1-N的總發射功率。比較器104比較總發射功率計算器103計算的總發射功率與一個預先規定的值來確定基站發射功率是否足夠(是否總發射功率大于預先規定的值)。如果在比較器104確定為基站發射功率不夠，減少比率計算器105就計算減少比率，減少比率是發射功率被減少的比例。發射功率確定單元106利用減少比率計算器105計算的減少比率確定發射功率并復位所有通信信道發射機101的發射功率。
接著描述的是根據本發明關于一個CDMA移動通信系統中用于控制基站發射功率的設備的操作。
在這些前向發射信號中，通信信號被輸出到通信信道發射機101而導頻信號被輸出到導頻信道發射機102。在通信信道發射機101中，發射功率根據來自發射功率確定單元106的報告信息而被設置。在每個信道發射機101和102進行模擬信號的調制、頻率變換到射頻頻率帶寬、以及擴頻調制，一個由相加所有信道信號產生的信號輸出到放大器107。放大器107放大的信號經由天線分支濾波器108發送到移動臺113。
關于在每個通信信道發射機101設置的信息輸出到總發射功率計算器103。總發射功率計算器103計算通信信道1-N的總發射功率，接下來這個已經由總發射功率計算器103計算的總發射功率輸出到比較器104。比較器104將總發射功率與一個預先規定的基站最大總發射功率比較，并且通知該比較結果給減少比率計算器105。基于來自比較器104的比較結果，減少比率計算器105從總發射功率計算器103計算的總發射功率和預先規定的基站最大總發射功率中計算功率減少比率。這個功率減少比率通知給發射功率確定單元106。
另一方面，經過天線分支濾波器108和放大器109從移動臺113接收的信號輸出到每個信道接收機110和111，并且進行解擴頻調制、頻率變換到基帶信號、以及解調制。在質量判定單元112，前向通信信道的質量信息從已經在每個接收機110解調的信號中提取，并且該結果通知給發射功率確定單元106。發射功率確定單元106利用來自減少比率計算器105報告的功率減少比率和來自質量判定單元112報告的質量信息一起計算發射功率，并且通知每個通信信道發射機101。通信信道發射機的發射功率能夠根據來自發射功率確定單元106的報告信息上下變化。
本發明第一實施例的工作過程將參照圖3在下面進行描述。
在基站的發射功率確定單元106中，通信信道1-N的一個通信信道在固定的時間間隔被選擇，并且該通信信道i的所需發射功率Pa(i)被確定(步驟A1)。這個所需發射功率被確定以致由質量判定單元112確定的前向通信信道的通話質量滿足預定的通話質量。圖3所示本實施例的過程是在一個固定時間間隔t上用于復位確定通信信道i的所需發射功率Pa(i)的發射功率的過程。每個通信信道j而不是信道i的發射功率Ptx(j)被通知給功率計算器103。并通知通信信道i的所需發射功率Pa(i)。總發射功率計算器103相加這些報告的發射功率并且計算總發射功率Ptotal(步驟A2)。總發射功率Ptotal然后與基站通信信道的預定最大總發射功率Pmax在比較器104進行比較(步驟A3)。當比較的結果滿足下面方程式(1)時，即當由于基站的發射功率不足通信信道i的發射功率不能夠設置到所需發射功率Pa(i)時，則減少比率計算器105計算減少率，它是發射功率不足的比例。
Ptotal＞Pmax…………………(1)通過這個不足功率比例來減少所有通信信道發射功率使總發射功率可控制在等于或低于最大值同時保持移動臺113接收的信號-噪聲功率比在同樣的水平。該發射功率減少比率Dt可以用下面方程式(2)得出(步驟A4)Dt=Ptotal／Pmax………………(2)此外，在基站發射功率滿足下面方程式(3)的情況下，該功率減少比率Dt就變成1并且發射功率不需要減少(步驟A5)。
Ptotal＜Pmax…………………(3)在減少比率計算器105計算的功率減少比率Dt通知給發射功率確定單元106。發射功率確定單元106計算每個通信信道的發射功率(步驟A6)。如下面方程式(4)所示，通信信道i的發射功率Ptx(i)被確定為一個由用所需發射功率Pa(i)除以功率減少比率Dt獲得的值。
Ptx(i)=Pa(i)／Dt………………(4)如果j表示所有通信信道而不是通信信道i，通信信道j的發射功率Ptx(j)被確定為一個由用發射功率Pa(j)除以功率減少比率Dt獲得的值，如下面方程式(5)所示Ptx(j)=Pa(j)／Dt………………(5)在每個通信信道發射機101設定的發射功率被更新為發射功率確定單元106確定的值。
利用上述的過程，所有通信信道的發射功率都能夠以等于發射功率不足的比例的比率相等地減少，從而保證減少從一個具有不足功率基站發射的前向發送信號通話質量的降低。
下面用一個實際例子的數值對這個實施例的工作進行描述。
圖4顯示出基站和移動臺結構的例子。參看圖4，這個實施例的CDMA移動通信系統包括基站201和202以及移動臺203、204、205、206、和207。基站201與移動臺203、204、205和206相連，并且假設基站201與每個移動臺利用通信信道208，209，210和211通信。基站202與移動臺207相連并且利用通信信道212通信。
現在描述的是關于一種通信信道208的所需發射功率Pa(i)設置在發射功率控制所進行的有規律隔開的時間點上的情況。
緊接通信信道208的發射功率控制的通信信道208-211的發射功率值如下表所示，而基站201的最大總通信信道發射功率是100．0毫瓦。
表1
>表2
在這種情況下，當通信信道208的滿足目標通話質量時的所需發射功率是20．00毫瓦(圖3，步驟A1)，于是在總發射功率計算器103獲得的通信信道總發射功率是110．0毫瓦(步驟A2)，因此總發射功率超過基站201的100．0毫瓦最大總發射功率(步驟A3)。功率減少比率是在減少比率計算器105計算(步驟A4)，并且算出功率減少比率Dt=110／100=1．1。在發射功率確定單元106復位的每個通信信道的新發射功率顯示在表2中(步驟A6)。
在假定所需發射功率Pa(i)被設置為發射功率控制目標信道i的發射功率時這實施例計算總基站發射功率Ptotal，然后如果這個值超過了最大總發射功率Pmax就用一個采用功率減少率Dt的固定比例減少所有通信信道的發射功率，因此防止基站發射功率超過最大總發射功率Pmax。
而且在這實施例中，盡管對于發射功率控制目標信道i的發射功率設置是一個低于所需發射功率Pa(i)的值，來自同一區內的干擾量還是減少了，因為其它通信信道的發射功率是用同樣比例減少的。因此，信號-干擾功率比(SIR)的降低是不重要的。第二實施例下面參考相應附圖描述本發明的第二實施例。
圖5是一個本發明第二實施例的方框圖。用于控制圖5中基站發射功率的設備與圖2中第一實施例的不同點是附加一組提供給每個通信信道1-N的功率乘法器301、一些分別連接到每個功率乘法器301的比較器302、減少比率計算器303、以及減少比率存儲單元304；而用發射功率確定單元305代替了發射功率確定單元106。發射功率確定單元305不同于發射功率確定單元106，即在發射功率確定中根據質量判定單元112、減少比率計算器303、減少比率存儲單元304、以及比較器302的輸出來確定發射功率。
在這個實施例中，減少比率存儲單元304被提供用于存儲由減少比率計算器303計算的功率減少比率用于計算在下一個通信信道的功率減少比率。
功率乘法器301接收設置在通信信道發射機101的發射功率信息并且用來自減少比率存儲單元304的先前功率減少率乘這些值。該乘完的功率輸出到比較器302。比較器302比較這乘過的功率與現行每個通信信道的預定最大發射功率。這些對應通信信道從每個比較器302輸出的功率在總發射功率計算器103相加來計算總發射功率。
比較器104比較這個總發射功率與基站的現行最大發射功率，并且將比較的結果通知給減少比率計算器303。減少比率計算器303計算通信信道的功率減少率，并且這功率減少率通知給發射功率確定單元305及減少比率存儲單元304。發射功率確定單元305利用來自減少比率計算器303的功率減少率與來自質量判定單元112的質量信息、來自減少比率存儲單元304的先前功率減少率、以及從比較器302輸出的功率一起計算發射功率，并且通知每個通信信道發射機101。
下面參考圖6對本實施例的工作過程進行描述。
基站的發射功率確定單元305在有規律的時間間隔上確定通信信道的所需發射功率Pa(i)(步驟A1)。這個所需發射功率Pa(i)是被作為根據質量判定單元112判定的通信信道通話質量用以滿足前向通信信道的現行目標通話質量的功率來計算的。
圖6所示的工作過程是在一個有規律時間間隔t上確定通信信道i的所需發射功率Pa(i)的發射功率控制過程。
每個通信信道發射機101報告有關發射功率信息給對應的功率乘法器301。功率乘法器301用在時刻t-1計算出和來自減少比率存儲單元304的減少比率Dt-1乘在現行時刻t來自每個發射機101的發射功率Pt。在這種情況下，時刻t-1是被先前執行的發射功率控制過程的時間。對于通信信道i和通信信道j(j表示除i之外的任何通信信道)，用先前減少比率Dt-1乘發射功率Pt的過程在分開的程序中執行。
如下面方程式(6)所示，對于通信信道i，在功率倍乘器301，所需發射功率Pa(i)用先前減少比率Dt-1的α冪乘，即Dt-1α。
Pa(i)×Dt-1α……………………(6)
其中α是范圍0≤α≤1的值，因此，當α是0時Dt-1α變成為1，而當α是1時Dt-1α變成為Dt-1。所以Dt-1α是一個范圍1≤Dt-1α≤Dt-1的值。
對于通信信道i在比較器302，功率乘法器301的計算結果與每信道最大發射功率Pmax-1ch相比較(步驟B1)。當功率乘法器301的計算結果大時，對于通信信道i比較器302改變所需發射功率Pa(i)到下面方程式(7)所示的值(步驟B2)Pa(i)=Pmax-1ch／Dt-1α…………(7)對于通信信道i比較器302然后輸出一個用Dt-1α乘Pa(i)所得的值到總發射功率計算器103作為暫時的發射功率。當功率乘法器301的計算結果小時，對于通信信道i比較器302對于通信信道i的功率乘法器301的計算結果輸出到總發射功率計算器103，即Pa(i)×Dt-1α，作為暫時的沒有改變的發射功率。
至于通信信道j，對于通信信道j功率乘法器301用如下方程式(8)所示的先前減少率Dt-1乘上Ptx(j)，Ptx(j)是通信信道j的發射功率，并且使此暫時發射功率成為Ptx(j)×Dt-1………………………(8)對于通信信道j比較器302輸出沒有改變的由功率倍乘器301計算的功率到總發射功率計算器103作為暫時的發射功率。
總發射功率計算器103通過對所有通信信道的暫時發射功率求和計算總發射功率Ptotal(步驟B3)，并且總發射功率Ptotal在比較器104與預定基站通信信道最大總發射功率Pmax比較(步驟A3)。當比較器104的比較結果符合下面方程式(9)所示的關系時，即，當基站的發射功率不足時，功率不足比率的發射功率減少率Dt被在減少比率計算器303計算出(步驟A4)。用于計算通信信道的發射功率減少率Dt的方程式顯示在方程式(10)中。
Ptotal＞Pmax…………………(9)Dt=Ptotal／Pmax………………(10)此外，當比較器104的比較結果符合下面方程式(11)所示的關系時，即，當基站的發射功率足夠時，發射功率減少率Dt由先前時刻t-1時功率減少率Dt-1代替，如方程式(12)所示(步驟B4)。
Ptotal＜Pmax………………… (11)Dt=Dt-1…………………………(12)這個在減少比率計算器303計算的功率減少率然后存儲在減少率存儲單元304。發射功率確定單元106計算每個通信信道的發射功率(步驟A6)。通信信道i的發射功率Ptx(i)首先用先前t-1時刻的功率減少比率Dt-1自乘α冪再乘上所需發射功率Pa(i)然后再除以功率減少比率Dt得出，如下面方程式(13)所示Ptx(i)=Pa(i)×Dt-1α／Dt………(13)通信信道j的發射功率Ptx(j)首先用先前t-1時刻的功率減少比率Dt-1乘上發射功率Ptx(j)然后再除以功率減少比率Dt得出，如下面方程式(14)所示(步驟B5)。
Ptx(j)×Dt-1／Dt…………………(14)本實施例的特點是在t時刻功率減少率Dt的計算中采用先前t-1時刻的功率減少率Dt-1。在上面第一實施例描述中，通信信道j(而不是所需發射功率計算的目標通信信道)的發射功率每次在基站的發射功率不足時重復降低，并且即使當總基站發射功率Ptotal不超過最大Pmax時該發射功率也不回到原始水平。通信信道j的發射功率連續減少直到這個通信信道變成所需發射功率計算的目標為止(步驟A1)，所以該發射功率在該通信信道變成目標信道之前立即達到一個最小值。
作為一個例子，通信信道i的發射功率在先前t-1時刻點受到控制后是最小。這個現象造成基于通話質量的每個通信信道的所需發射功率的計算的固定時間間隔周期的延長，即發射功率控制周期。然而在這個實施例中，在所需發射功率的計算中，通過用先前t-1時刻點的功率減少率Dt-1乘上通信信道j的發射功率Ptx(j)所獲得的值能夠在當總基站發射功率減少到比先前t-1時刻少時控制每個通信信道的發射功率在減少前回到原始發射功率。
然而，利用一個通過發射功率Ptx(j)乘上先前功率減少率Dt-1獲得的值，導致一個對通信信道i采用其中干擾波形功率增加的值的計算，結果通信信道i的所需發射功率Pa(i)必須以干擾波形功率增加的比例增加。對通信信道i的Dt是用Dt-1α乘上所需發射功率Pa(i)來計算。系數α沒有限制為一個固定值，而是一個能夠適應于環境或服務時間傳輸量而變化的值。
下面描述的是關于采用一個實際例子值的本實施例的工作。在這個描述中，參照同樣用于第一實施例的圖4。
下面將對這樣一種情況進行解釋，即在執行均勻間隔的發射功率控制時來確定通信信道208的所需發射功率Pa(i)。
假設，緊接先前通信信道208發射功率控制的通信信道208-211的每個發射功率是下表3顯示的值，基站201的最大總通信信道發射功率是100．0毫瓦，而每通信信道最大發射功率是50．0毫瓦，以及系數α是0．5。此外，在先前時刻t-1的功率減少率Dt-1是假設為1．20。
表3
表4
允許通信信道208滿足目標質量的所需發射功率假設是15．0毫瓦(步驟A1)。因為用先前時刻的功率減少比率1．20自乘α冪乘上所需發射功率獲得值16．4是小于50毫瓦的每信道最大發射功率(步驟B1)，基站201的總通信信道發射功率接下來被計算(步驟B3)。在總發射功率計算器103獲得的總通信信道發射功率是112．43毫瓦，它超過了基站201的最大總發射功率，既100．0毫瓦(步驟A3)。然后減少比率計算器303計算功率減少率Dt(步驟A4)并且獲得一個1．12的功率減少率。每個通信信道的新發射功率由發射功率確定單元305復位變成表4顯示的值(步驟B5)。
如在上面第一實施例所述，本實施例通過用一致的功率減少率Dt減少所有通信信道的發射功率防止基站發射功率超過最大總發射功率Pmax。此外，本實施例用先前功率減少率Dt-1自乘α冪乘上發射功率控制目標信道i的發射功率以及用先前功率減少率Dt-1乘上通信信道j的發射功率來實現發射功率控制，因此已經由前述發射功率控制減少的每個通信信道發射功率返回到減少以前的值，使這些值為暫時發射功率，然后使用這些暫時發射功率。本實施例因此通過返回每個通信信道的發射功率到它在總基站發射功率Ptotal不會超過最大總發射功率Pmax情況下的原始值來實現控制。第三實施例接下來描述的是參照附圖關于本發明的第三實施例。圖7是一個顯示根據本發明第三實施例用于控制一個基站發射功率的設備的方框圖。等效于圖2的組成元件用同樣參考編號表示。
本實施例的發射功率控制裝置與圖2所示根據第一實施例的發射功率控制裝置之間的差別在于去除了比較器104和用變換率計算器401替代了減少比率計算器105。
總發射功率計算器103計算通信信道的總發射功率Ptotal和輸出這個計算結果給變換率計算器401。變換率計算器401計算通信信道的功率變換率Ct并且將該計算的功率變換率Ct通知給發射功率確定單元106。
下面參照圖8描述本實施例的工作過程。
本實施例的過程與第一實施例的過程(步驟A1)從發射功率確定單元106在一個有規律時間間隔t上確定通信信道i的所需發射功率Pa(i)并且直到在總發射功率計算器103對每個通信信道的來自發射機102的每個發射功率相加來獲得總發射功率Ptotal的計算(步驟A2)都是相同的。這計算的發射功率Ptotal接下來通知給變換率計算器401。第三實施例的特點是變換率計算器401計算功率變換率Ct以致使發射功率Ptotal總是等于基站的通信信道最大總發射功率Pmax。換句話講，功率變換率Ct是用下面方程式(15)計算獲得(步驟C1)Ct=Ptotal／Pmax……………(15)當總發射功率Ptotal比最大總發射功率Pmax大時功率變換率Ct變成比1大或者等于1的一個值，而當總發射功率Ptotal比最大總發射功率Pmax小時功率變換率Ct變成比1小或者等于1的一個值。在功率變換率Ct比1大的情況下每個通信信道的功率因此設置為一個比暫時功率小的值，而在功率變換率Ct比1小的情況下每個通信信道的功率因此設置為一個比暫時功率大的值。
在變換率計算器401計算的功率變換率Ct通知給發射功率確定單元106。發射功率確定單元106用下面方程式(15)計算來確定通信信道i的發射功率Ptx(i)(步驟C2)Ptx(i)=Pa(i)／Ct…………(16)此外，通信信道j的發射功率Ptx(j)(j表示任何除i之外的通信信道是變換到由下面方程式(17)獲得的值Ptx(j)=Pa(j)／Ct…………(17)通過用與基站發射功率不足時同樣的比例減少所有通信信道的發射功率的過程，總基站發射功率Ptotal能夠被控制以便等于最大發射功率Pmax。另一方面，當傳送量減小和基站發射功率再足夠達到由下面方程式(18)表示的狀態時，總基站發射功率Ptotal通過用同樣比例增加所有通信信道的發射功率而被控制以便等于最大發射功率Pmax。
Ptotal＜Pmax………………(18)結果，總基站發射功率Ptotal總是能夠控制在一個固定值(最大發射功率Pmax)而不管傳輸量大小。
接下來采用一個實際例子描述本實施例的工作。這個描述參照用在第一實施例中的圖4。
在所述的一個例子中，在有規律間隔發射功率控制時確定通信信道208的所需發射功率Pa(i)。
緊接先前通信信道208的發射功率控制的通信信道208-211的每個發射功率是假設顯示在下面表5中，并且基站201的通信信道最大總發射功率假設是100．0毫瓦。
表5
表6
假如由于發射功率確定單元106計算的結果，允許通信信道208滿足目標質量的所需發射功率假設是10．0毫瓦(步驟A1)，那么由總發射功率計算器103計算的通信信道總發射功率變成90．0毫瓦(步驟A2)，而總發射功率小于基站201的最大總發射功率100．0。然而，當功率變換率Ct由變換率計算器401計算(步驟C1)，得到一個0．9的功率變換率，而由發射功率確定單元106確定的每個通信信道的新發射功率顯示在表6中(步驟C2)。
本實施例在上述第一實施例中使用功率減少率Dt的地方采用功率變換率Ct，所以不僅僅在總基站發射功率Ptotal超過最大發射功率Pmax情況下通過減少每個通信信道的發射功率來避免基站發射功率超過最大發射功率Pmax，而且還在總基站發射功率Ptotal小于最大發射功率Pmax情況下通過用功率變換率Ct乘上設置發射功率使總發射功率的值總是等于基站的最大發射功率。該基站發射功率因此總是常數并且來自基站的干擾量不再取決于傳輸量，所以簡化了基站設備的設計。
雖然已用具體實施例對本發明進行了描述，這些描述僅僅是為了解釋的目的，而大家應該明白所謂的各種變化和修改都不會脫離本發明的實質和范圍。
權利要求
1．一種在CDMA通信系統中控制基站發射功率的方法，其特征在于由下面步驟組成計算發射功率控制目標信道i(i=1，2，…，n)的所需發射功率Pa(i)，該信道是從一組通信信道中選擇用于發射功率控制；通過將所述所需發射功率Pa(i)和現行設置給通信信道j(j=1，2，…，n，j≠i)的發射功率Ptx(j)相加計算總基站發射功率Ptotal；以及當所述總基站發射功率Ptotal大于一個預定的最大總發射功率Pmax時，將通過采用功率減少率Dt減少所述發射功率Pa(i)獲得的值設定為所述發射功率控制目標信道i新的發射功率以及通過采用功率減少率Dt減少現行設置給所述通信信道j的每個發射功率Ptx(j)所獲得的值作為所述通信信道j的新的發射功率；
2．根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述功率減少率Dt是一個通過用所述總基站發射功率Ptotal除以所述最大總發射功率Pmax所得的值。
3．一種在CDMA通信系統中控制一個基站發射功率的方法，其特征在于由下面步驟組成在有規律的間隔上從一組通信信道中選擇一個信道作為發射功率控制目標信道i(i=1，2，…，n)，并且在發射功率控制過程中改變每個通信信道的功率設置以致所述發射功率控制目標信道i滿足規定的通話質量，將在先前過程中使用的總發射功率的功率減少率存儲作為先前減少率Dt-1；對于通信信道j(j=1，2，…，n，j≠i)，通過用先前減少率Dt-1乘上現行設置給通信信道j作為先前發射功率控制過程結果的發射功率Ptx(j)所得到的值作為通信信道j的暫時發射功率。對于所述發射功率控制目標信道i，如果已經用規定函數乘過的該值等于或小于每信道特定最大發射功率Pmax-1ch時，通過用所述先前減少率Dt-1的一個規定函數乘上所需發射功率Pa(i)所獲得的值形成發射功率控制目標信道i的暫時發射功率；并且當一個通過用所述先前減少率Dt-1的一個規定函數乘上所述所需發射功率Pa(i)所獲得的值大于每信道特定最大發射功率Pmax-1ch時，用所述規定函數除所述每信道特定最大發射功率Pmax-1ch所獲得的值形成發射功率控制目標信道i的暫時發射功率；相加每個所述通信信道的暫時發射功率來計算總基站發射功率Ptotal；用所述總基站發射功率Ptotal除以一個特定最大總發射功率Pmax來計算功率減少率Dt，Dt是所述總基站發射功率Ptotal被減少的比例；當所述總基站發射功率Ptotal比所述最大總發射功率Pmax大時，用每個所述通信信道的暫時發射功率除以功率減少率Dt并且設置該除后的發射功率為每個所述通信信道的新發射功率；以及當所述總基站發射功率Ptotal小于或等于所述最大總發射功率Pmax時，用每個所述臨時發射功率除以先前功率減少率Dt-1并且對每個通信信道設置該除后的發射功率為每個所述通信信道的新發射功率。
4．根據權利要求3所述的方法，其特征在于所述先前功率減少率Dt-1的規定函數是用先前功率減少率Dt-1自乘α冪的函數。
5．一種在CDMA通信系統中控制一個基站發射功率的方法，其特征在于由下面步驟組成計算發射功率控制目標信道i(i=1，2，…，n)的所需發射功率Pa(i)，該信道是從一組通信信道中選擇用于發射功率控制；通過將所述所需發射功率Pa(i)和現行設置給通信信道j的發射功率Ptx(j)相加(j=1，2，…，n，j≠i)計算總基站發射功率Ptotal；以及設定一個采用功率變換率Ct變換所述所需發射功率Pa(i)所獲得的值為所述發射功率控制目標信道i的新發射功率，以及設定采用功率變換率Ct變換所述現行設置給每個通信信道j的每個發射功率Ptx(j)所獲得的值為所述通信信道j的新發射功率。
6．根據權利要求5所述的方法，其特征在于所述功率變換率Ct是一個通過用所述最大總發射功率Pmax除所述總基站發射功率Ptotal所得的值。
7．一個在CDMA通信系統中的基站發射功率控制設備，其特征在于包括用于相加發射功率控制目標信道i(i=1，2，…，n)的期望發射功率Pa(i)計算總基站發射功率Ptotal的總基站發射功率計算裝置，信道i是為發射功率控制從一組通信信道中選擇的一個信道，而發射功率Ptx(j)是現行設置給通信信道j(j=1，2，…，n，j≠i)的；用于比較所述總基站發射功率Ptotal與一個預定最大總發射功率Pmax的比較裝置；一個用于計算功率減少率Dt的減少率計算裝置，這個減少率是一個當所述比較裝置的比較結果表示所述總基站發射功率Ptotal大于所述最大總發射功率Pmax時用一個固定比例減少所述總基站發射功率Ptotal的值；以及如果所述減少率計算裝置已經計算了功率減少率Dt，一個用于設置一個采用功率減少率Dt減少所述所需發射功率Pa(i)所得的值為所述發射功率控制目標信道i的新發射功率和用于設置采用功率減少率Dt減少現行設置給所述每個通信信道j的每個發射功率Ptx(j)所得值為所述通信信道j的新發射功率的發射功率確定裝置。
8．根據權利要求7所述的一個在CDMA通信系統中的基站發射功率控制設備，其特征在于所述功率減少率Dt是一個通過用所述總基站發射功率Ptotal除以所述最大總發射功率Pmax所得的值。
9．一個在CDMA通信系統中的基站發射功率控制設備，其特征在于包括一個用于存儲在有規律的問隔從一組通信信道中選擇一信道作為發射功率控制目標信道i的發射功率控制過程中使用的總發射功率的功率減少率作為先前減少率Dt并且能改變每個通信信道發射功率設置以致使發射功率控制目標信道i(i=1，2，…，n)滿足規定通話質量的減少比率存儲裝置；一組對應于每個所述通信信道的功率乘法裝置，對于通信信道j(j=1，2，…，n，j≠i)，通過用先前減少率Dt-1乘上現行設置給通信信道j作為先前發射功率控制過程結果的發射功率Ptx(j)所獲得的值形成通信信道j的暫時發射功率；而對于所述發射功率控制目標信道i，如果已經用規定函數乘過的該值等于或小于每信道特定最大發射功率Pmax-1ch時，通過用所述先前減少率Dt-1的一個規定函數乘上所需發射功率Pa(i)所獲得的值形成發射功率控制目標信道i的暫時發射功率；一組第一比較裝置，每個連接到各自的所述功率乘法裝置，當相關通信信道不是發射功率控制目標信道i時每個從功率倍乘器的輸出沒有改變；而當相關通信信道是發射功率控制目標信道i時，當一個通過用所述先前減少率Dt-1的一個規定函數乘上所述所需發射功率Pa(i)所獲得值大于每信道特定最大發射功率Pmax-1ch時，用所述先前減少率Dt-1的所述規定函數除所述每信道特定最大發射功率Pmax-1ch所獲得的值形成發射功率控制目標信道i的暫時發射功率；一個用于相加每個所述第一比較裝置的輸出并且取該結果作為總基站發射功率Ptotal的總發射功率計算裝置；一個用于比較所述總基站發射功率Ptotal與一個特定最大總發射功率Pmax的第二比較裝置；一個用于當所述第二比較裝置比較的結果表示所述總基站發射功率Ptotal比所述最大總發射功率Pmax大時，計算用一個固定比例減少所述總基站發射功率Ptotal的值的功率減少率Dt的減少率計算裝置；以及用于當所述總基站發射功率Ptotal比所述最大總發射功率Pmax大時，用所述功率減少率Dt除每個所述通信信道的暫時發射功率并且設置這些除過的發射功率為每個所述通信信道的新的發射功率；和用于當所述總基站發射功率Ptotal比所述最大總發射功率Pmax低時，用所述功率減少率Dt除每個所述通信信道的發射功率并且設置這些除過的發射功率為每個所述通信信道的新的發射功率的發射功率確定裝置。
10．一個在CDMA通信系統中的基站發射功率控制設備，其特征在于包括用于相加發射功率控制目標信道i(i=1，2，…，n)的期望發射功率Pa(i)計算總基站發射功率Ptotal的總基站發射功率計算裝置，信道i從一組通信信道中選擇的是用于發射功率控制的一個信道，而發射功率Ptx(j)是現行設置給通信信道j(j=1，2，…，n，j≠i)的；一個用于計算功率變換率Ct的變換率計算裝置，Ct用于變換所述總基站發射功率Ptotal的值；以及用于設置一個采用所述功率變換率Ct獲得的值來變換所述期望發射功率Pa(i)為所述發射功率控制目標信道i的新發射功率，和用于設置采用所述功率變換率Ct獲得的值來變換現行設置給每個所述通信信道j的發射功率Ptx(j)為所述通信信道j的新發射功率的發射功率確定裝置。
11．根據權利要求10所述的一個在CDMA通信系統中的基站發射功率控制設備，其特征在于所述功率變換率Ct是一個通過用所述最大總發射功率Pmax除所述總基站發射功率Ptotal所得的值。
全文摘要
一個用于CDMA通信系統中控制基站發射功率的方法被公開。通信信道的總發射功率P total被計算并且與最大總發射功率P max比較。當計算最大總發射功率P max時在先前控制過程時刻存儲的一個發射功率減少比率D
文檔編號H04B7/005GK1206263SQ98102730
公開日1999年1月27日 申請日期1998年6月25日 優先權日1997年6月27日
發明者三村友紀惠 申請人:日本電氣株式會社