CN1702980A - 用于确定对移动通信终端输出功率进行通/断控制的阈值的方法 - Google Patents

Abstract

一种确定阈值的方法，所述阈值用于控制W－CDMA***中移动通信终端的输出功率，所述方法包括：通过把下行链路DPCCH的每PN码片平均能量除以下行链路的总接收功率谱密度而计算出第一值；通过把下行链路的总接收功率谱密度除以白噪声功率谱密度而计算出第二值；通过把第一和第二值相加而计算出码片单位SIR；以及通过把码片单位SIR和按照每码元的码片数的处理增益相加而确定码元单位阈值，所述码元单位阈值用于控制终端输出功率的通/断。因此，无论数据速率和扩展因子的值是多少，都可以容易地确定用于控制输出功率的码元单位阈值。

Description

用于确定对移动通信终端输出功率 进行通/断控制的阈值的方法

技术领域

本发明一般涉及通信***，尤其涉及用于控制通信***中的移动终端的***和方法，例如当通信***包括W-CDMA(宽带码分多址)***时。

背景技术

一般而言，在移动通信***中，基站应该从多个移动终端接收相同电平的无线功率输出。这帮助维持了固定地分配给基站的信道容量。

当一个终端的输出功率较高时，相邻的移动终端就把该第一移动终端的输出功率视为噪声，因此提高其自身的输出功率以便确保稳定的信号对干扰比(SIR)。

此外，如果存在由恶劣无线链路状态所引起的噪声，移动站就会提高它们的无线发送功率或输出功率。由于相邻的终端也执行相同的操作，因此情况会发展成多个移动终端互相竞争地提高它们自身的输出功率，这会引起许多问题。例如，基站的固定信道容量会被消耗，通信的信道容量会减少，***的可靠性会恶化，且***的负载会增加。

为了解决W-CDMA移动通信***中的这些问题，首先，每个移动终端会周期性地监视无线电信道(即无线电链路)的状态。如果无线电信道不处于良好的条件，终端就切断其输出功率，然后当无线电信道返回良好条件时，终端会再次接通其输出功率。

图1说明了一般的W-CDMA***，它包括：用于向用户提供移动通信的用户设备(UE)10、用于充当UE的无线接口的基站20、以及连线到基站用于交换呼叫的交换中心30。

W-CDMA***如下工作。当UE(即移动通信终端)寻呼通信所期望的对方，而同时在基站形成的服务区内移动时，无线连接的基站就向交换中心发送一个相应的信号。然后，交换中心30分析该接收信号并且通过交换设定一通信路径，因此移动终端10与所述期望方进行通信。在终端和基站间形成的无线通信路径，即无线电信道，可以发送和接收视频以及语音和数据。

图2说明了W-CDMA***中所使用的下行链路帧。该帧的周期为10ms，并且包括多个时隙(时隙#0-时隙#15)。一个时隙包括第一数据字段、TPC(发送功率控制)字段、TFCI(发送格式组合指示符)字段、第二数据字段以及导频字段。第一和第二数据字段组成数据信道(即DPDCH(专用物理数据信道))，而TPC、TFCI和导频字段组成控制信道(即DPCCH(专用物理控制信道))。

每个时隙有2560个码片。TPC字段用于指定输出功率控制函数。TFCI字段指示帧格式的结构。而导频字段提供用于测定DPCCH质量的信息以获得帧同步，并且控制移动通信终端的输出功率的通/断。

一般在W-CDMA***中，为了对当前的无线电信道进行解码，移动终端需要获得无线电信道的同步。此外，移动终端必须周期性地向上层报告无线电信道的同步状态或无线电信道的质量。在使用导频信道(导频字段)确定帧同步状态时，移动终端使用了CRC(循环冗余校验)和DPCCH的质量测定。移动通信终端特别通过使用DPCCH的导频信道(导频字段)而执行帧同步。

同样在W-CDMA***中，根据DPCCH的质量控制输出功率的通/断，在这种情况下设定了两个阈值来控制移动终端输出功率的通/断。第一阈值用于切断输出功率，而第二阈值用于接通输出功率。

称为3GPP TS 25.101的W-CDMA***标准提出使用这两个阈值如下确定控制信道的质量：用30％的下行链路TPC命令差错率电平来设定第一阈值(Q_out)，而用20％的下行链路TPC命令差错率电平来设定第二阈值(Q_in)。然而，这个标准仅提出了用于确定用于控制移动通信终端的输出功率的通/断的阈值的条件，但没有提到用于确定阈值本身的方法。因此需要一种用于确定阈值的方法，所述阈值用于控制W-CDMA***中移动终端的输出功率的通/断。

上述参考通过引用结合于此，它们适用于附加或替代的细节、特征和/或技术背景的适当原理。

发明内容

本发明的一个目的是至少解决上述问题和/或缺点，至少提供下述优点。

本发明的另一个目的是提供一种方法，用于确定下行链路控制信道质量的阈值，以确定W-CDMA***中下行链路无线电信道的同步状态。

为了至少全部或部分地实现上述目的，提供了一种用于确定阈值的方法，所述阈值用于控制W-CDMA***中移动通信终端的输出功率的通/断，所述方法包括：通过把下行链路DPCCH的每PN码片的平均能量除以下行链路的总接收功率谱密度而计算出第一值；通过把下行链路的总接收功率谱密度除以白噪声功率谱密度而计算出第二值；通过把第一和第二值相加而计算出码片单位SIR；以及通过把码片单位SIR和按照每码元码片数的处理增益相加而确定码元单位阈值，所述码元单位阈值用于控制终端输出功率的通/断。

计算具有迟滞的两个码片单位SIR以防止往复转换(ping-pong)现象，为每个码片单位SIR产生码元单位阈值。无论下行链路DPCCH的服务类型和扩展因子(SF)如何，码元单位阈值都具有相同的值。

如果数据速率为12.2Kbps而SF为128，则为了控制移动通信终端输出功率的切断，把第一值设为-25dB，把第二值设为-1dB。

与处理增益相加的步骤包括：通过使用SF来计算处理增益；以及把码片单位SIR与计算出的处理增益相加。处理增益可以通过使用10log₁₀(SF)而获得，码元单位阈值为-5dB并且具有相同的值，而与下行链路DPCCH的服务类型和SF无关。

如果数据速率为12.2Kbps而SF为128，则为了控制移动通信终端输出功率的通，把第一值设为-21dB，把第二值设为-1dB。

处理增益可以通过使用10log₁₀(SF)而获得，码元单位阈值为-1dB并且具有相同的值，而与下行链路DPCCH的服务类型和SF无关。

按照另一实施例，确定用于控制W-CDMA***中移动通信终端的输出功率通/断的阈值的方法包括：把下行链路DPCCH的每PN码片平均能量与移动通信终端内测得的下行链路总输出功率谱密度之比，以及总输出功率谱密度与有限频带自噪声功率谱密度之比相加，以便计算码片单位SIR；使用3GPP TS 24.101的测试实例中提出的码片单位阈值作为下行链路DPCCH的每PN码片平均能量与测得的下行链路总输出功率谱密度之比；把总输出功率谱密度与有限频带白噪声功率谱密度之比设为测试实例中提出的-1dB；通过把-1dB加到所述码片单位阈值而计算出码片单位SIR；以及通过把按照每码元的码片数的处理增益加到码片单位SIR而计算出码元单位SIR，并且确定该码元单位SIR作为控制移动通信终端输出功率的阈值。

对于测试实例下提出的码片单位阈值而言，如果计算用于对移动通信终端的输出功率进行切断控制的阈值，则使用值-25dB，而如果计算用于对移动通信终端的输出功率进行接通控制的阈值，则使用值-21dB。使用值21作为处理增益。

本发明的其他优点、目的和特征将部分在下面的描述中提出，部分在本领域的普通技术人员查阅了本发明后或从本发明的实践中得知。可以如所附权利要求中特别指出的那样实现和达到本发明的目的和优点。

附图说明

下面将参照附图详细描述本发明，附图中相同的数字是指相同的元件：

图1说明了W-CDMA***的结构。

图2说明了图1的W-CDMA***中所使用的下行链路帧的结构。

图3是示出用于对W-CDMA***中移动通信终端的输出功率进行通/断控制的方法的图表。

图4说明了用于确定异步状态的W-CDMA***的3GPP TS 25.101标准的参数。

图5是为了对W-CDMA***中移动通信终端的输出功率进行通/断控制而确定阈值的方法流程图。

图6说明了按照每个信道承载体的扩展因子而获得的处理增益。

具体实施方式

图3是示出对移动通信终端的输出功率进行通/断控制的方法的图。在W-CDMA***中，为了对移动通信终端的输出功率进行通/断控制而设定了两个阈值。

取一例，其中把对输出功率进行切断控制的第一阈值(Q_out)设为-25dB，而把对输出功率进行接通控制的第二阈值(Q_in)设为-21dB。在点A处，尽管DPCCH的质量，即导频信道的质量从-16dB降级到了-22dB，然而如果DPCCH的质量大于第一阈值，移动终端就产生无线发射机的输出功率。

在点B处，DPCCH的质量不大于第一阈值。因此，移动通信终端监视DPCCH的质量是否在从点B开始的预定时间段T_off期间(如160ms期间)被维持在第一阈值以下。如果DPCCH的质量在从点B测得的这段时间内保持在第一阈值以下，移动终端就确定尚未获得帧同步，并且切断无线发射机的输出功率。然而，如果在从点B测得的时间段内DPCCH的质量未被维持在第一阈值以下，移动终端就不切断无线发射机的输出功率。此后，移动终端继续监视通过无线接收机接收到的DPCCH的质量。

在点D处，移动终端把DPCCH的质量与第二阈值相比较。如果值为-24dB的DPCCH的质量小于第二阈值，移动终端就确定尚未获得帧同步，并且把无线发射机的输出功率维持在切断状态。

在点E处，如果DPCCH的质量不小于第二阈值，移动终端就监视DPCCH的质量是否在从点E后开始的预定时间段T_on期间被维持在第二阈值以上。如果DPCCH的质量在从点E测得的时间段T_on内保持在第二阈值以上，终端就接通无线发射机的输出功率。

在对移动通信终端的输出功率进行通/断控制时设定两个不同的阈值是为了防止往复转换现象并且通过设定迟滞而确保稳定的操作。

如果无线电信道环境不适用于基站和移动终端间的通信，则切断终端的输出功率。这防止相邻的移动终端连续地增加其信号对干扰比，这是因为如果未切断功率，相邻终端会把第一终端的输出功率视为噪声，并会因此增加其接通功率。因此，切断第一终端的功率防止相邻终端的不必要功耗。

本发明提出了一种容易地确定阈值的方法，所述阈值用于确定移动通信终端的输出功率的截止点。如上所述，W-CDMA***的3GPP TS 25.101标准提出了当数据速率为12.2Kbps时用于确定异步状态的测试实例。

图4说明了用于确定异步状态的W-CDMA***的3GPP TS 25.101标准的参数。

如图4所示，如果数据速率为12.2Kbps，则

的值为-1dB， 的值在A点前为-16.6dB，并且在点A之后未定义任何值(参照图3)。

在

中，_or是在移动通信终端的天线中测得的下行链路接收功率谱密度，而I_oc是在移动通信终端的天线中测得的有限频带的白噪声功率谱密度。

是DPDCH(专用物理数据信道)的每PN码片的平均能量与基站的天线中测得的下行链路的总输出功率谱密度之比，其中DPDCH_E_c指示DPDCH的每PN码片的平均能量，而I_or指示基站的天线中测得的下行链路的总输出功率谱密度。

是DPCCH的每PN码片的平均能量与基站的天线中测得的下行链路的总输出功率谱密度之比，其中DPCCH_E_c指示在基站的天线中测得的DPCCH的每PN码片的平均能量。

在3GPP TS 24.101标准中，当数据速率为12.2Kbps时，建议用于切断移动通信终端的输出功率的阈值(Q_out)为具有-25dB的 而用于接通输出功率的阈值(Q_in)建议为具有-21dB的

通过使用标准中提出的数据速率(＝12.2Kbps)以及码片单位值Q_out[DPCCH_E_c/I_or]＝-25dB和Q_in[DPCCH_E_c/I_or]＝-21dB，本发明提出了容易地计算要被应用于移动通信终端的第一和第二阈值的方法。(这里，第一阈值用于对移动通信终端的输出功率进行切断控制，第二阈值用于对移动通信终端的输出功率进行接通控制。)除了在上述标准中的测试实例下提出的数据速率为12.2Kbps的情况以外，本发明还提出了容易地确定可应用于每个可能的数据速率的第一和第二阈值的方法。

图5是示出用于确定阈值的方法中所包括的步骤的流程图，所述阈值用于对W-CDMA***中移动通信终端的输出功率进行通/断控制。

该方法首先包括：通过把下行链路DPCCH的每PN码片平均能量除以下行链路的总接收功率谱密度而计算出码片单位阈值(第一值)(步骤S11)。然后通过把下行链路的总接收功率谱密度除以白噪声功率谱密度而计算出总接收功率谱密度与白噪声功率谱密度之比(第二值)(步骤S13)。然后通过把第一值和第二值相加而计算出码片单位SIR(步骤S15)，并且通过把码片单位SIR与按照每码元的码片数的处理增益相加而确定一码元单位阈值，用于对终端的输出功率进行通/断控制。

第一值可以被设为3GPP TS 25.101标准测试中所提出的实例下的码片单位阈值(Q_in和Q_out)，而第二值可以被设为标准中提出的-1dB。尽管这些值是优选的，然而也可以使用其它值来实现本发明的方法。

用于对终端的输出功率进行通/断控制的阈值表示出按码元的单位所测得的值。

第一值可以表示为

其中

表示下行链路DPCCH的每PN码片的平均能量与移动通信终端中测得的下行链路的总接收功率谱密度之比。同样，_or指出移动终端中测得的下行链路的总输出功率谱密度，而

指出终端接收到的DPCCH的每PN码片的平均能量。

首先，移动终端确定值

等于基站内的值

如公式(1)：

$\frac{\mathrm{DPC}\hat{C}H\_E_c}{{\hat{I}}_{\mathrm{or}}}\left[\mathrm{dB}\right]=\frac{\mathrm{DPCCH}\_E_c}{I_{\mathrm{or}}}\left[\mathrm{dB}\right]---\left(1\right)$

如果数据速率为12.2Kbps且 $\frac{\mathrm{DPCCH}\_E_c}{I_{\mathrm{or}}}=Q\left[\mathrm{dB}\right],$ 则下行链路的码片单位SIR，即SIR_c[dB]，可以由公式(2)表示：

${\mathrm{SIR}}_c\left[\mathrm{dB}\right]=\frac{\mathrm{DPC}\hat{C}H\_E_c}{I_{\mathrm{oc}}}=\frac{\mathrm{DPC}\hat{C}H\_E_c}{{\hat{I}}_{\mathrm{or}}}+\frac{{\hat{I}}_{\mathrm{or}}}{I_{\mathrm{oc}}}=Q+\frac{{\hat{I}}_{\mathrm{or}}}{I_{\mathrm{oc}}}=Q-1---\left(2\right)$

也就是，通过使用向

的分子和分母同时乘以_or而使值 未改变的属性，移动通信终端在对数域上把

变换成

第二值，即

可以具有图4所示的值-1dB。

因而，移动通信终端使用公式(1)简单地把下行链路DPCCH的SIR_c[dB]设为Q-1。

更具体地说，公式(2)指出当移动终端仅对从无线环境中的基站发出的一个信号(一条路径)进行寻迹时的SIR，不考虑多径影响。当考虑多径影响时，在“Q”和SIR之间可能有差异1+α[dB]。(作为参考，可以把 $\frac{{\hat{I}}_{\mathrm{or}}}{I_{\mathrm{oc}}}=-1\mathrm{dB}$ 视为相邻小区的影响)。

因而，当前的一条路径环境被视为处在最坏的状态。原因在于，在移动通信终端一侧，由于多径的分集效应，DPCCH的质量比一条路径环境中的DPCCH的质量好很多。

与此同时，下行链路数据速率根据所提供的服务种类而不同，随着数据速率的不同，时隙格式也相应地变化。

图6说明了可以按照每个信道承载体的扩展因子而获得的处理增益。当服务(即信道承载体)为12.2Kbps时，时隙格式为8，SF为128。SF指出每码元的码片数，即实际要被发送的数据。例如，当时隙格式为8时，使用128个码片对一个码元进行解码(SF＝128)，处理增益为21dB。这里，由于处理增益为10*log₁₀(SF)，因此10*log₁₀(128)＝21[dB]。

3GPP TS 25.101标准提出了测试实例下当数据速率为12.2Kbps时，Q_out＝-25dB以及Q_in＝-21dB，因此当移动通信终端把Q_out＝-25dB和Q_in＝-21dB应用到公式(2)时，当数据速率为12.2Kbps时，SIR_c-out＝Q_out-1＝-26dB，SIR_c-in＝Q_in-1＝-22dB。

在这种情况下，由于标准中提出的Q_out和Q_in用E_c/I_or的单位来表示，因此计算的SIR_c-out和SIR_c-in也用E_c/I_or的单位来表示。

作为每码片输出能量与总输出功率谱密度之比，值E_c/I_or根据SF值的不同而不同。因而，如果数据速率为12.2Kbps，SF为128，Q_out为-25dB，Q_in为-21dB，则

如果SF变化，

和

也变化。

因此，不随SF变化的SIR将被称为码元单位SIR。移动通信终端通过把处理增益加到码片单位SIR而获得码元单位SIR。

移动通信终端计算下行链路DPCCH的码元单位SIR，即SIR_s[dB]，如公式(3)所示：

(3)

也就是，移动终端通过把处理增益加到

而计算出SIR_s，即码元单位SIR(步骤S17)。这里，移动终端参照公式(2)用Q-1代替

(步骤S11-S15)。

因此，移动终端如公式(4)那样计算

即用于对输出功率进行切断控制的第一阈值(码元单位SIR)(步骤S11-S17)：

           ＝-25-1+21

           ＝-5                          (4)

由于3GPP TS 25.101标准提出当数据速率为12.2Kbps时的码片单位值Q_out为-25dB，因此移动终端把Q_out设为-25dB。此外，移动终端把处理增益设为21dB(参照图6)。

因此，移动终端确定

为-1dB。在这种情况下，由于

是码元单位SIR，因此它不随SF而变化。

此外，移动终端如公式(5)那样计算 即用于对输出功率进行接通控制的第二阈值(码元单位SIR)(步骤S11-S17)：

(5)

＝-21-1+21＝-1

由于3GPP TS 25.101标准提出当数据速率为12.2Kbps时的码片单位值Q_in为-21dB，因此移动终端把Q_in设为-21dB。此外，移动终端把处理增益设为21dB(参照图6)。

因此，移动终端确定

为-1dB。在这种情况下，由于

是码元单位SIR，因此它不随SF而变化。

这样获得的 不仅可以被用作数据速率为12.2Kbps时对移动通信终端的输出功率进行通/断控制的阈值，还可以应用于不同数据速率的情况。

如上所述，确定用于移动通信终端的输出功率的通/断控制的阈值的方法至少具有以下优点。

通过使用3GPP TS 25.101标准中提出的码片单位阈值以及相应的处理增益来确定用于对移动终端输出功率进行切断控制的第一阈值、以及用于对移动终端输出功率进行接通控制的第二阈值，可以容易地确定所述第一和第二阈值。

此外，由于第一和第二阈值被设为具***元单位SIR值，因此无论下行链路无线电信道的服务类型(数据速率类型)都可以应用本发明。

上述实施例和优点仅仅是示例性的，而不应被视为限制本发明。本发明的原理可以容易地应用于其它装置类型。本发明的描述是说明性的，而不是限制权利要求的范围。许多替代、修改和变化对于本领域的技术人员来说都是显而易见的。在权利要求中，用装置加功能的条款来覆盖这里描述的执行所述功能的结构，不仅包括结构等价物，还包括等价的结构。

Claims (22)

1.一种用于对移动通信终端的输出功率进行通/断控制的方法，包括：

通过把下行链路信道(DPCCH)的每PN码片平均能量除以总接收功率谱密度而计算出第一值；

通过把总的接收下行链路功率谱密度除以白噪声功率谱密度而计算出第二值；

通过把第一值和第二值相加而计算出码片单位SIR；以及

通过把码片单位SIR和按照每码元的码片数的处理增益相加而确定用于控制终端输出功率的通/断的码元单位阈值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算具有迟滞的两个码片单位SIR来防止往复转换现象，并且为每个码片单位SIR产生码元单位阈值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，无论下行链路信道的服务类型和SF(扩展因子)如何，所述码元单位阈值都有相同的值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为了在数据速率为12.2Kbps且扩展因子(SF)为128时控制移动终端输出功率的切断，所述第一值被设为-25dB，所述第二值被设为-1dB。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，为了控制移动终端输出功率的切断，所述第一值和第二值中的至少一个是根据通信标准设定的。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述标准是一个3GPP TS 25.101测试实例。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述添加处理增益包括：

用SF计算处理增益；以及

把码片单位SIR与所计算的处理增益相加。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述处理增益可以通过使用10log₁₀(SF)而获得。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述码元单位阈值为-5dB。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，无论下行链路信道的服务类型和SF如何，所述码元单位阈值都有相同的值。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为了在数据速率为12.2Kbps且扩展因子(SF)为128时控制移动终端输出功率的接通，所述第一值被设为-21dB，所述第二值被设为-1dB。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述添加处理增益包括：

用SF计算处理增益；以及

把码片单位SIR与所计算的处理增益相加。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述处理增益可以通过使用10log₁₀(SF)而获得。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述码元单位阈值为-5dB。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，无论下行链路信道的服务类型和SF如何，所述码元单位阈值都有相同的值。

16.一种用于控制移动通信终端的输出功率的方法，包括：

为了计算码片单位SIR，而把下行链路信道的每PN码片平均能量与移动终端中测得的总下行链路输出功率谱密度之比，和总下行链路功率谱密度与有限频带白噪声功率谱密度之比相加；

为下行链路信道的每PN码片平均能量与测得的总下行链路输出功率谱密度之比使用预定的码片单位阈值；

把总的下行链路功率谱密度与有限频带白噪声功率谱密度之比设为一个规定的值；

通过把把所述规定的值加到所述预定的码片单位阈值而计算出码片单位SIR；以及

通过把按照每码元的码片数的处理增益加到码片单位SIR而计算出码元单位SIR，并且把所述码元单位SIR确定为用于控制移动通信终端的输出功率的阈值。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述预定的码片单位阈值是由通信协议确定的。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述通信协议是W-CDMA协议。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述W-CDMA协议是3GPP TS24.101标准的一个测试实例。

20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述规定的值是-1dB。

21.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述预定的码片单位阈值被设为-25dB用于对移动终端输出功率进行切断控制，而所述预定的码片单位阈值被设为-21dB用于对移动终端输出功率进行接通控制。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述处理增益被设为21。

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