CN101083493B - 一种码分多址***闭环功控自适应控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码分多址***闭环功控自适应控制的方法，包括以下处理步骤：1)实时测量通过功率控制命令字补偿解调符号信干比的失效概率；2)设定一个失效概率门限值，当步骤1)中的失效概率大于所述门限值时，屏蔽闭环功控；否则开启闭环功控。本发明从对现有闭环功控方法生成的功率控制命令字是否真正补偿解调符号瞬时SIR波动的特性入手，并在一定时间内统计功率控制命令字的失效概率，从而实时的判断闭环功控方法是否应该打开或者屏蔽，进而避开了直接对UE运动速度进行估计的困难。此外，还提供了一个有利于快速恢复功控开启状态的判决机制，提高环境突然恶化时的闭环功控恢复能力。

Description

一种码分多址***闭环功控自适应控制的方法

技术领域

本发明涉及码分多址***，尤其涉及同步时分码分多址(TD-SCDMA)***中一种闭环功率控制的自适应控制的方法。

背景技术

功率控制是CDMA***的一项重要技术。由于3G采用的CDMA***都是同频组网方式，因此通过控制功率可以控制整个网络的干扰及负荷，另外功控还可以解决远近效应，抗衰弱等一系列优势。

现有的CDMA***中的功率控制对于专用业务信道而言通常都采用闭环控制的方法，上下行的闭环功率控制方法一致。以上行闭环功率控制为例，***侧(Node B)根据已经接收到的上行专用信道信息通过一定的策略产生功率控制命令字(TPC)，并在下行专用信道的相应位置下发给终端(UE)，用于调整后续UE上行专用信道的发射功率，从而形成闭环控制。其中***侧产生TPC命令字的策略通常是将测量的符号信干比(SIR)与高层设定的目标信干比进行比较，大则TPC为“降低功率”，小或等则TPC为“抬高功率”，此为内环控制；而高层设置的目标信干比也是闭环调整的，主要根据解调误码率性能来调整，此为外环控制。

闭环功率控制对于无线信道快衰弱能够在一定程度上起到补偿作用，抑制了解调符号信干比的波动，提高了无线接收机的解调性能。但是，受限于功控的频率(例如WCDMA为1500Hz，TD-SCDMA为200Hz)以及闭环控制的滞后效应，闭环功控对快衰弱补偿的效果随着UE运动速度的增大而逐步降低，当UE速度高到一定程度以上，产生TPC控制字时刻的信道质量与设备根据该控制字实际调整功率的时刻的信道质量相关性非常弱的时候，现有闭环功率控制不但不能补偿快衰弱带来的解调符号信干比波动，反而由于人为随机的调整功率引发解调符号信干比的更大波动，从而降低无线接收机解调的性能。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷和不足，本发明提出了一种码分多址***闭环功控自适应控制的方法，通过一定的策略实时的判断出闭环功控是否能够补偿当前无线信道快衰弱，然后屏蔽或开启闭环功控，在UE低速运动环境下开启闭环功控，从而获取功控增益；而在UE高速运动环境下屏蔽闭环功控，保持解调性能不恶化。

本发明提出的码分多址***闭环功控自适应控制的方法，包括以下处理步骤：

1)实时测量通过功率控制命令字补偿解调符号信干比的失效概率；

2)设定一个失效概率门限值，当步骤1)中的失效概率大于所述门限值时，屏蔽闭环功控；否则开启闭环功控。

优选的，所述步骤1)具体包括以下处理过程：

1.1)对功率控制命令字的补偿过程做有效性检验，在该命令字生效的时刻如果使解调符号信干比逼近于目标值，则判断为有效，否则判断为无效；

1.2)根据一定长度的统计窗内多个功率控制命令字的有效性判决结果获得功率控制命令字的失效概率。

优选的，所述步骤1.1)中判断解调符号信干比是否逼近于目标值具体为通过判断是否满足下列等式实现的：

sign(SIR(n+1)-TPC(n)-SIR_tgt)＝-TPC(n)

其中TPC(n)为第n时刻的功率控制命令字，TPC(n)取值+1或-1，+1为抬高功率，-1为降低功率；SIR_tgt为功控符号信干比SIR目标值；SIR(n+1)表示第n+1时刻实际测量到的符号信干比SIR；符号sign(.)表示对括号中的数取正负方向，即大于等于0的为+1，小于0的为-1。

优选的，所述步骤2)中屏蔽闭环功控采用交替发射抬高功率和降低功率的功率控制命令字实现。

优选的，在屏蔽闭环功控期间，还包括以下处理步骤：按照现有闭环功控产生功率控制命令字，并将产生功率控制命令字按照步骤1)测量其失效概率后转步骤2)进行下一时刻闭环功控开启或屏蔽的判决。

优选的，在屏蔽闭环功控期间，还包括以下处理步骤：如果按照闭环功控方法产生了连续同方向功率控制命令字，且其个数超过设定的门限值，则开启闭环功控状态，并下发采用现有闭环功控方法产生的功率控制命令字。

本发明从对现有闭环功控方法生成的功率控制命令字是否真正补偿解调符号瞬时SIR波动的特性入手，并在一定时间内统计功率控制命令字的失效概率，从而实时的判断闭环功控方法是否应该打开或者屏蔽，进而避开了直接对UE运动速度进行估计的困难。

此外，还提供了一个有利于快速恢复功控开启状态的判决机制，在保持按照窗长周期进行功率控制命令字失效概率统计以及闭环功控状态屏蔽或开启判决的同时，提高环境突然恶化时的闭环功控恢复能力。

附图说明

图1为本发明码分多址***闭环功控自适应控制的方法流程图；

图2为采用本发明的自适应控制的方法在TD-CDMA***上行闭环功率中应用的流程图。

具体实施方式

由于想准确的判断出用户的移动速度是一项非常有挑战性的事情，由于运动速度判断出错造成不必要的功控关闭有可能更加恶化链路性能。因此，本发明从对现有闭环功控方法生成的功率控制命令字是否真正补偿解调符号瞬时SIR波动的特性入手，并在一定时间内统计功率控制命令字的失效概率，从而实时的判断闭环功控方法是否应该打开或者关闭，进而避开了直接对UE运动速度进行估计的困难。如图1所示本发明的自适应控制的方法，包括以下步骤：

1.对任一根据现有闭环功控方法产生的功率控制命令字做有效性检验，在该命令字生效的时刻如果它确实使得解调符号信干比更逼近于目标值，则判断为有效，否则判断为无效；

2.根据一定长度的统计窗内多个功率控制命令字的有效性判决结果计算当前时刻功率控制命令字的失效概率；

3.如果上述功率控制命令字失效概率超过一定门限，则下发命令字采用“抬高”/“降低”交替发射，即“屏蔽”闭环功控的作用；否则下发命令字采用现有闭环功控方法产生的命令字，即“开启”闭环功控的作用；

4.在上述闭环功控作用屏蔽期间，仍然需要按照现有闭环功控方法产生功率控制命令字，并且按照步骤1步骤2的方法统计功率控制命令字失效概率，统计结果按照步骤3进行闭环功控屏蔽或开启的判决；

5.在上述闭环功控作用屏蔽期间，如果根据现有闭环功控方法产生了连续同方向功率控制命令字的个数超过一定门限，则恢复闭环功控“开启”状态，即下发命令字采用现有闭环功控方法产生的功率控制命令字。

其中，步骤1中的任一时刻n按照现有闭环功控方法产生的功率控制命令字TPC(n)的有效性检验可以用下面的等式(1)是否满足来进行判断：

sign(SIR(n+1)-TPC(n)-SIR_tgt)＝-TPC(n)    (1)

其中TPC(n)只有两个取值，“+1”表示抬高功率，“-1”表示降低功率；SIR_tgt表示功控SIR目标值；SIR(n+1)表示第n+1时刻(即被控端根据TPC(n)调整发射功率的时刻)实际测量到的SIR；符号sign(.)表示对括号中的数取正负方向，即大于等于0的为“+1”，小于0的为“-1”。

另外，步骤5提供了一个有利于快速恢复功控开启状态的判决机制，在保持上述按照窗长周期进行功率控制命令字失效概率统计以及闭环功控状态开关判决的同时尽量提高环境突然恶化时的闭环功控恢复能力。

下面以TD-SCDMA***的上行闭环功控为例，并结合附图2对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。本发明的思想并不仅仅局限于TD-SCDMA***的上行闭环功率控制。

首先定义该方法涉及到的一些参数：

fPC(k_u)        -虚拟功控开关状态，1->功控开，0->功控关；(初始化为1)

TpcErrCnt(k_u)  -窗内无效TPC计数器；(初始化为0)

TpcCnt(k_u)     -窗内总TPC计数器；(初始化为0)

TpcWin         -TPC失效概率的统计窗长，以子帧为单位；(取值范围10-1000子帧)

OldTpc(k_u)     -最近下发的TPC等效命令字，+1->升功率，-1->降功率；(初始为0)

OldTpc2(k_u)    -最近的根据现有功控算法产生的TPC命令字，+1->升功率，-1->降功率；(初始化为0)

SIR_tgt(k_u)     -功控SIR目标值；(由高层外环功率控制决定)

TpcErrRatio    -功率控制命令字失效概率门限；(取值范围0.2-0.5)

TpcMonoCnt(k_u) -同向累计TPC计数器；(初始化为1)

ThreMonoTpc    -同向累计TPC门限；(取值范围2-20)

在任一子帧n，用户k_u的处理过程如下：

第一步：如果输入的瞬时解调符号信噪比SIR(k_u，n)不为空，则将计数器TpcCnt(k_u)加1，转到第二步；否则转到第三步；

第二步：判断等式“sign[SIR(k_u，n)-OldTpc(k_u)-SIR_tgt(k_u)]·OldTpc2(k_u)＝1”是否成立？如果成立就将计数器TpcErrCnt(k_u)加1；转到第三步；

第三步：判断当前子帧是否为TPC失效概率统计窗长TpcWin的整数倍？是则转到第四步；否则转到第六步；

第四步：判断不等式“ $\frac{\mathrm{TpcErrCnt}\left(k_u\right)}{\mathrm{TpcCnt}\left(k_u\right)}\≤\mathrm{TpcErrRatio}$ ”是否成立？是则令fPC(k_u)＝1；否则令fPC(k_u)＝0；转到第五步；

第五步：计数器TpcErrCnt(k_u)和TpcCnt(k_u)清零；

第六步：如果当前子帧有下行TPC下发，转到第七步；否则转到第十二步；

第七步：根据现有闭环功控算法产生第n子帧的TPC命令字，如果该命令字与OldTpc2(k_u)相同则将计数器TpcMonoCnt(k_u)加1，转到第八步；否则将计数器TpcMonoCnt(k_u)置1，转到第九步；

第八步：判断计数器TpcMonoCnt(k_u)是否超过门限ThreMonoTpc，是则令fPC(k_u)＝1，同时将计数器TpcMonoCnt(k_u)置1；否则保持fPC(k_u)与TpcMonoCnt(k_u)不变；转到第九步；

第九步：将第七步产生的TPC命令字存入OldTpc2(k_u)，转到第十步；

第十步：如果功控开启状态fPC(k_u)＝1成立，则令OldTpc(k_u)＝OldTpc2(k_u)；否则令OldTpc(k_u)＝-OldTpc(k_u)；转到第十一步；

第十一步：确定当前子帧下发的功率控制命令字TPC(k_u，n)为OldTpc(k_u)，并进行TPC符号比特映射，即“+1”->“11”、“-1”->“00”；

第十二步：结束。

Claims (3)

1.一种码分多址***闭环功控自适应控制的方法，其特征在于，所述方法包括以下处理步骤：

1)实时测量通过功率控制命令字补偿解调符号信干比的失效概率；

2)设定一个失效概率门限值，当步骤1)中的失效概率大于所述门限值时，通过下发命令字采用抬高功率和降低功率交替发射以屏蔽闭环功控；否则下发通过现有闭环功控方法产生的功率控制命令字以开启闭环功控；

所述步骤1)具体包括以下处理过程：

1.1)对功率控制命令字的补偿过程做有效性检验，在该命令字生效的时刻如果使解调符号信干比逼近于目标值，则判断为有效，否则判断为无效；

1.2)根据一定长度的统计窗内多个功率控制命令字的有效性判决结果获得功率控制命令字的失效概率；

所述步骤1.1)中判断解调符号信干比是否逼近于目标值具体为通过判断是否满足下列等式实现的，其中，满足下列等式判断解调符号信干比逼近于目标值：

sign(SIR(n+1)-TPC(n)-SIR_tgt)＝-TPC(n)

其中TPC(n)为第n时刻的功率控制命令字，TPC(n)取值+1或-1，+1为抬高功率，-1为降低功率；SIR_tgt为功控解调符号信干比目标值；SIR(n+1)表示第n+1时刻实际测量到的解调符号信干比；符号sign(.)表示对括号中的数取正负方向，即大于等于0的为+1，小于0的为-1。

2.根据权利要求1所述的码分多址***闭环功控自适应控制的方法，其特征在于，在屏蔽闭环功控期间，还包括以下处理步骤：按照现有闭环功控产生功率控制命令字，并将产生功率控制命令字按照步骤1)测量其失效概率后转步骤2)进行下一时刻闭环功控开启或屏蔽的判决。

3.根据权利要求2所述的码分多址***闭环功控自适应控制的方法，其特征在于，在屏蔽闭环功控期间，还包括以下处理步骤：如果按照现有闭环功控方法产生了连续同方向功率控制命令字，且其个数超过设定的门限值，则开启闭环功控状态，并下发采用现有闭环功控方法产生的功率控制命令字。

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