CN1773884A

CN1773884A - 实现目标信噪比快速收敛的发射功率控制方法

Info

Publication number: CN1773884A
Application number: CN 200410088884
Authority: CN
Inventors: 李楠; 王定伟
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT; Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2004-11-08
Filing date: 2004-11-08
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2024-11-08
Also published as: CN100440752C

Abstract

本发明公开一种实现目标信噪比快速收敛的发射功率控制方法，包括：(1)接收端进行初始设置，初始设置至少包括设置步长的初始值；(2)接收端接收发送端发送的数据块，保存CRC的校验结果；(3)接收端根据校验结果调整目标信噪比：若校验结果为正确，则将目标信噪比的值向下调整至少一个步长，若校验结果为错误，则将目标信噪比的值向上调整至少一个步长；(4)接收端将目标信噪比与本端测量的信噪比进行比较，然后产生TPC命令发送给发射端，以使发送端调整其发射功率；(5)接收端判断再次接收到数据块的CRC检验结果是否已发生变化，若否，则进行步骤(3)，反之，结束目标信噪比快速收敛，进入稳态慢速外环功率控制调整过程。

Description

实现目标信噪比快速收敛的发射功率控制方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种CDMA(码分多址)通信***中的发射功率控制方法。

背景技术

在CDMA通信***中，由于基站和移动台使用相同无线频段，因此当基站对某一移动台发射信号时，基站的发射功率会造成对本小区及邻小区移动台的干扰。同理，当基站接收某一移动台的信号时，接收信号也会受到其它移动台的干扰。由此在CDMA通信***中必须采用发射功率控制技术，以实现既能保证接收端(基站或移动台)接收信号的质量，又能够最大限度地提高***的容量。也就是说，发射功率控制方法是为了尽可能实现使发送端保持发射功率处于较低水平而又能使接收端获得足够的信号质量的效果。

请参阅图1，其为CDMA通信***中的发射功率控制的流程图。

首先进行步骤S110：接收端通过滑动窗迭代平均等方法测量在调整周期内接收到数据BLER(误块率)。

然后进行步骤S120，接收端将所述BLER与目标BLER_target进行比较，根据比较结果调整目标信噪比SIR_target；

若BLER＞BLER_target，则说明发送端发送信号的发射功率较小，由此导致接收端接收到的信号误块率BLER大于预先要求的信号误块率BLER_target，因此接收端先将目标信噪比SIR_target向上调整一个步长；

若BLER＜BLER_target，则说明发送端发送信号的发射功率较大，由此导致接收端接收到的信号误块率BLER小于预先要求的信号误块率BLER_target，因此接收端将目标信噪比SIR_target向下调整一个步长；

随后进行步骤S130，接收端根据目标信噪比SIR_target和实际接收的信噪比的比较，将其差值通过一TPC(Transmit Power Control、传送功率控制)命令发送至发送端，发送端从接收到的TPC命令中获得实际接收的信噪比与目标信噪比的差值，进而调整发射功率，以实现接收端接收的信噪比与目标信噪比相同。

对于上行链路而言，上述提及的发送端为移动台，接收端为基站。对于下行链路而言，发送端为基站，接收端为移动台。

上述功率控制过程主要分为内环功率控制和外环功率控制。其中，外环功率控制主要是用于建立无线链路的传输质量(BER/BLER，误码率/误块率)与目标信噪比之间的对应关系，内环功率控制主要用于建立发送端的发射频率和目标信噪比之间的对应关系。

在无线链路刚建立时，对于上行链路来说，基站根据移动台申请的业务类型和业务QoS(服务质量)的要求，预先设置一个上行目标信噪比；对于下行链路来说，移动台根据自己的请求业务类型和业务QoS的要求，也预先设置一个下行目标信噪比。为了便于后续的说明，本申请文件将上行目标信噪比和下行目标信噪比统称为目标信噪比。

在链路建立之初，由于接收方不可能完全知道当前发送方所处的环境，只能给出估计值，所以才会造成设置目标信噪比不准确。请参阅图2A和图2B，当预先设置的目标信噪比与***要求的目标信噪比之间存在比较大的差距时，在T0阶段，发送端根据图1公开的步骤S110至S130，调整其发射信号的发射功率，以便接收端接收到的信噪比和初始设置的目标信噪比基本相同。但是，当初始设置的目标信噪比(如图1和图2A中的初始设置的目标信噪比SIR_{target_1})大于***要求的目标信噪比时，极可能对其他用户造成较大干扰，由此降低了***的容量；当初始设置的目标信噪比(如图1和图2A中的初始设置的目标信噪比SIR_{target_2})小于要求的目标信噪时，该用户的QoS就达不到要求，很容易造成用户的掉话。所述***要求的目标信噪比是指假设***已达到既能保证接收信号质量又可以最大限度提高***容量的情况下，发送端采用的发射功率所对应的目标信噪比。

在T1和T2阶段，***周期性地执行步骤S110至S130。所述周期是指功控调整周期，每经过一功控调整周期，调整一次目标信噪比，进而调整发射端的发射功率，以实现接收端接收的信噪比与目标信噪比相同。

很显然，T1阶段需要接收端的目标信噪比快速收敛到所要求的目标信噪比，以便接收端快速调整发送信号的发射功率，进而使得***能达到既能保证接收信号质量又可以最大限度地提高***容量的最佳水平。而在T2阶段，接收端的目标信噪比已接近所要求的目标信噪比，此用户已处于稳态的通信环境。由于网络及无线环境随着时间可以会发生些变化的，因此，需要根据具体的网络环境调整目标信噪比，并且发送端伴随着目标信噪比SIR_target的变化而改变其发射功率。

但是，在实际过程中，不管处于T0、T1还是T2时段，现有技术都是采用图1所公开的步骤S110-步骤S130周期性地进行发射功率控制的。通常采用一个BLER统计周期作为功控调整周期，因此导致当初始设置的目标信噪比与***所要求的目标信噪比差距较大时，初始设置的目标信噪比的收敛速度比较慢。从图2A和图2B中可知，完成将初始设置的目标信噪比收敛至所要求的目标信噪比所化费的时间T1较长。

并且，由于长时间不能将目标信噪比调整到一个比较合适的大小上，因此导致影响接收信号质量或是影响***容量的后果：造成通信链路在很长时间内都处于过高发射功率的状态，从而造成对其它移动台的强干扰，进而影响了其它用户的通信质量；或通信链路处于过低发射功率状态，从而使此新接入用户的接收信噪比达不到要求，进而造成很容易掉话的后果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现初始目标信噪比快速收敛的功率控制方法，以解决现有技术中目标信噪比与实际合适的目标信噪比之间存在比较大的差距，在这种情况下初始目标信噪比如何快速收敛的问题。由于目前设置的功控调整周期较长，步长比较小，从而造成目标信噪比的收敛速度较慢，进而导致影响接收信号质量或是影响***容量的技术问题。

为解决上述问题，本发明公开了一种实现目标信噪比快速收敛的功率控制方法，通过控制接收端目标信噪比来调整发送端的发射功率，包括：(1)所述接收端进行初始设置，所述初始设置至少包括设置步长的初始值；(2)所述接收端接收所述发送端发送的数据块，保存所述数据块循环冗余CRC的校验结果；(3)所述接收端根据所述校验结果调整所述目标信噪比：若所述校验结果为正确，则将目标信噪比的值向下调整至少一个所述步长，若所述校验结果为错误，则将目标信噪比的值向上调整至少一个所述步长；(4)接收端将目标信噪比与本端测量的信噪比进行比较，然后产生相应命令发送给发射端，以使发送端根据其命令调整其发射功率；(5)所述接收端判断再次接收到数据块的CRC检验结果是否已发生变化，若否，则进行步骤(3)，反之，结束目标信噪比快速收敛，进入稳态慢速外环功控调整过程。

其中，步骤(1)中所述初始设置还包括设置一个步长增加量；步骤(3)还进一步包括：将所述步长的值向上调整一个所述步长增加量。

其中，步骤(1)中所述初始设置还包括设置最大调整步长；步骤(3)还进一步包括：当所述步长大于最大调整步长时，所述步长设置为最大调整步长。

其中，步骤(5)中，当所述接收端再次接收到数据块的CRC检验结果已发生变化时，在结束目标信噪比快速收敛之前，先将所述目标信噪比反向调整上次步长的一半。

其中，步骤(1)所述初始设置还包括设置目标信噪比上限值和目标信噪比下限值；步骤(3)还进一步包括：当所述校验结果为正确且所述目标信噪比小于目标信噪比下限值时，则进入所述稳态慢速外环功控调整过程；当所述校验结果为错误且所述目标信噪比大于目标信噪比上限值时，则进入所述稳态外环功控慢速调整过程。

所述命令为传送功率控制命令。

所述稳态慢速外环功控调整过程具体为：(a)接收端依据预先设定的的功控调整周期测量接收到的数据的误块率，所述功控调整周期为一个误块率的统计周期；(b)接收端根据接收到的误块率与预先设定目标误块率的比较，调整目标信噪比：当所述误块率大于预先设定目标误块率时，目标信噪比向上调整一个预先设定的步长；当所述误块率小于预先设定目标误块率时，目标信噪比向下调整一个预先设定的步长；(c)接收端将目标信噪比与本端测量的信噪比进行比较，然后产生传送功率控制命令发送给发射端，以使发送端根据其命令调整其发射功率。

另外，所述方法适用于无线链接建立之初时的发射功率控制。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明利用数据块CRC校验结果进行目标信噪比的调整，并且通过判断接收到的数据块CRC校验结果是否发生变化来判断所述目标信噪比是否已收敛，由于本发明采用的功控调整周期是TTI(传输时间间隔)，远远小于现有技术采用的一个外环周期，由此缩短了目标信噪比收敛的时间，从而导致能更快地将发送端的发射功率调整至理想的发射功率值，即既能保证接收信号质量，又能最大限度提高***容量。

另外，本发明采取了自适应的可变调整步长，可以更快速的调整初始目标信噪比收敛到一个比较合适的大小上；由于对最大调整步长做了限制，从而保证目标信噪比调整的精度和准确度。并且，为了防止目标信噪比发生过调，对目标信噪比的上下门限做了设置。

当判断初始目标信噪比已经收敛以后，让目标信噪比反向调整上次步长的一半，可以减小目标信噪比的调整误差，由此进入稳态慢速外环功率控制过程，既能保证目标信噪比的快速收敛，也能保证进入稳态以后，目标信噪比调整的平稳性和准确性。

附图说明

图1是CDMA通信***中的发射功率控制的流程图；

图2A、图2B是现有技术功率控制性能示意图；

图3为本发明实现目标信噪比快速收敛的发射功率控制的一流程示意图；

图4为本发明的一实施例图。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本发明。

当无线链路建立之初，发送端初始设置的目标信噪比与***所要求的目标信噪比之间很有可能存在很大差距，本发明根据接收端接收到的数据块CRC检验结果进行调整，将原来调整周期从一次统计BLER时间缩短为一个数据块的传输时间间隔TTI。另外，本发明在快速收敛期间，动态自适应的改变上下调整步长，加快目标信噪比的收敛速度。本发明既能保证目标信噪比快速收敛，又能使目标信噪比收敛到一个比较准确的位置上。

请参阅图3，其为本发明实现目标信噪比快速收敛的发射功率控制的一流程示意图。它包括以下步骤：

首先进行步骤S210，接收端进行初始化步骤，所述初始化步骤至少包括设置调整步长的初始值STEP。该初始化步骤可以在进行发射功率控制之前预先设置。步长是用来调整目标信噪比；

然后进行步骤S220：接收端接收发送端发送的数据块，保存所述数据块循环冗余CRC的校验结果；在CDMA通信***中，接收端可以在一个TTI周期接收一数据块，该数据块的CRC检验结果有两种：正确和错误。当该数据块的CRC检验结果是正确时，说明接收端接收到的数据正确率高，也就是说目前发送端采用的发射功率≥***要求的发射功率，所述***要求的发射功率是指当***达到既能保证接收信号质量，又可以最大限度提高***容量时，发射端所采用的发射功率。而当数据块的CRC检测结果是错误时，说明接收端接收到的数据错误率高，目前发送端采用的发射功率≤***要求的发射功率。当接收端检测到接收到的数据块的CRC检测结果发生变化时，说明目标信噪比已经收敛到***所要求的目标信噪比附近；

随后进行步骤S230：接收端根据所述校验结果调整所述目标信噪比：若所述校验结果为正确，则将目标信噪比的值向下调整至少一个所述步长，反之，则将所述目标信噪比的值向上调整至少一个所述步长；

随后进行步骤S240：接收端将目标信噪比与本端测量的信噪比进行比较，然后产生TPC(Transmit Power Control)命令发送给发射端，以使发送端根据TPC命令调整其发射功率；；

最后进行步骤S250：所述接收端判断再次接收到数据块的CRC检验结果是否已发生变化，若否，则进行步骤S230，反之，结束目标信噪比快速收敛，进入至稳态慢速外环功控调整过程。

从上述过程可知，本发明通过调整功控调整周期来达到目标信噪比快速收敛的效果，很显然，在现有技术中，采用的功控调整周期是一个外环控制周期，本发明可以以TTI为周期接收到数据块并对数据块进行CRC校验。采用的功控调整周期为一个TTI。

并且，本发明还可以设置可变步长来达到目标信噪比更快速改敛的效果。在步骤步骤S210中所述初始设置还包括设置一个步长增加量Add和一个最大调整步长STEP_max，所述步长增加量用来调整步长，最大调整步长是用于限制步长，防止对目标信噪比发生过调现象；

在步骤S230中，当调整完目标信噪比后，将所述步长的值向上调整一个所述步长增加量。当调整后的步长大于最大调整步长时，则将步长设置为最大调整步长，以此保证增大目标信噪比的调整幅度，而又能防止目标信噪比发生过调。

另外，在本发明中当接收端接收到的数据块的CRC检验结果发生变化：由前一次数据块的CRC校验结果“正确”变成本次数据的CRC校验结果“错误”或者由由前一次数据块的CRC校验结果“错误”变成本次数据的CRC校验结果“正确”时，本发明就认为目标信噪比已收敛，先将目标信噪比反向调整至上次步长的一半后，再进入稳态慢速调整过程。上述公开的稳态慢速调整过程即为图1公开的发射功率控制过程。当前一次目标信噪比是向上调整一个步长时，目标信噪比反向调整至上次步长的一半是指目标信噪比向下调整二分之一个步长，反之，当前一次目标信噪比是向下调整一个步长时，目标信噪比反向调整至上次步长的一半是指目标信噪比向上调整二分之一个步长。

上述的稳态慢速外环功控调整过程具体为：

(a)接收端依据预先设定的的功控调整周期测量接收到的数据的误块率；所述功控调整周期可以是一个BLER统计周期；

(b)接收端根据接收到的误块率与预先设定目标误块率的比较，调整目标信噪比：当所述误块率大于预先设定目标误块率时，目标信噪比向上调整一个预先设定的步长；当所述误块率小于预先设定目标误块率时，目标信噪比向下调整一个预先设定的步长；

(c)接收端将目标信噪比与本端测量的信噪比进行比较，然后产生TPC命令发送给发射端，以使发送端根据其命令调整其发射功率。

以下结合附图4，具体说明本发明发射功率控制。本实施例是以下行数据链路为例来说明本发明，它包括：

步骤S301，进行初始化，包括初始调整步长STEP、步长增加量Add、最大调整步长STEP_max、目标信噪比上限SIR_max、目标信噪比下限SIR_min；目标信噪比上限SIR_max和目标信噪比下限SIR_min可以通过仿真获得，如仿真一较佳的通信环境获得目标信噪比上限SIR_max，仿真一较差的通信环境获得目标信噪比下限SIR_min；

步骤S302，移动台接收基站发射的下行数据块；

步骤S303，移动台对接收的数据块进行CRC校验，若此数据块正确，则进入步骤S304；若此数据块错误则进入步骤S311；

步骤S304，下行目标信噪比减少一个步长STEP；

步骤S305，判断调整后的目标信噪比是否小于SIR_min，若是则执行步骤S306，若不是则进入步骤S307；

步骤S306，令目标信噪比等于SIR_min，并跳入步骤S318；

步骤S307，改变调整步长，使调整步长STEP增加Add，但调整步长不能超过STEP_max，取调整步长为STEP+Add与STEP_max的较小者；

步骤S308，移动台接收下一个下行数据块；

步骤S309，判断此数据块的CRC校验是否正确，若是则返回执行步骤S304，若不是则执行步骤S310；

步骤S310，目标信噪比增加上次调整步长的一半，然后执行步骤S318；

步骤S311，下行目标信噪比增加一个步长STEP；

步骤S312，判断调整后的目标信噪比是否大于SIR_max，若是则执行步骤S313，若不是则执行步骤S314；

步骤S313，设置目标信噪比等于SIR_max，并进入步骤S318；

步骤S314，调整步长，步长STEP增加Add，但步长不能超过STEP_max，取步长为STEP+Add与STEP_max的较小者；

步骤S315，移动台接收下一个下行数据块；

步骤S316，判断此数据块的CRC校验是否正确，若是则执行步骤S317，若不是则返回执行步骤S311；

步骤S317，目标信噪比减小上次调整步长的一半，然后执行步骤S318；

步骤S318，结束下行初始目标信噪比收敛过程，进入稳态慢速外环功率控制调整过程。

为了保证下行目标信噪比调整的精度和准确度，防止目标信噪比调整的跨度太大，设置的最大调整步长STEP_max，参数STEP_max的大小可由仿真确定。另外，为了防止对下行目标信噪比发生过调现象，本算法设置了目标信噪比的上下门限SIR_max、SIR_min。针对不同的业务类型，参数SIR_max和SIR_min的大小进行修改。

若移动台接收下行数据块由原来的CRC错误变为CRC正确后，则认为初始下行目标信噪比收敛了，此时令目标信噪比SIR_target＝SIR_target-STEP/2。同理，若移动台接收下行数据块由原来的CRC正确变为CRC错误后，也认为初始下行目标信噪比收敛了，此时令目标信噪比SIR_target＝SIR_target+STEP/2。当判断初始目标信噪比收敛后让目标信噪比减小或增大半个调整步长，这样做的目的是减小目标信噪比调整的误差。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，本领域的技术人员能思之的变化都应落在本发明的保护范围内，本领域的技术人员能思之的变化都应落在本发明的保护范围。

Claims

1、一种实现目标信噪比快速收敛的发射功率控制方法，通过控制接收端目标信噪比来调整发送端的发射功率，其特征在于，包括：

(1)所述接收端进行初始设置，所述初始设置至少包括设置步长的初始值；

(2)所述接收端接收所述发送端发送的数据块，保存所述数据块循环冗余CRC的校验结果；

(3)所述接收端根据所述校验结果调整所述目标信噪比：若所述校验结果为正确，则将目标信噪比的值向下调整至少一个所述步长，若所述校验结果为错误，则将目标信噪比的值向上调整至少一个所述步长；

(4)接收端将目标信噪比与本端测量的信噪比进行比较，然后产生相应命令发送给发射端，以使发送端根据其命令调整其发射功率；

(5)所述接收端判断再次接收到数据块的CRC检验结果是否已发生变化，若否，则进行步骤(3)，反之，结束目标信噪比快速收敛，进入稳态慢速外环功控调整过程。

2、如权利要求1所述的实现目标信噪比快速收敛的发射功率控制方法，其特征在于，

步骤(1)中所述初始设置还包括设置一个步长增加量；

步骤(3)还进一步包括：将所述步长的值向上调整一个所述步长增加量。

3、如权利要求2所述的实现目标信噪比快速收敛的发射功率控制方法，其特征在于，

步骤(1)中所述初始设置还包括设置最大调整步长；

步骤(3)还进一步包括：当所述步长大于最大调整步长时，所述步长设置为最大调整步长。

4、如权利要求1或3所述的一种实现目标信噪比快速收敛的发射功率控制方法，其特征在于，步骤(5)中，当所述接收端再次接收到数据块的CRC检验结果已发生变化时，在结束目标信噪比快速收敛之前，先将所述目标信噪比反向调整上次步长的一半。

5、如权利要求1或4所述的实现目标信噪比快速收敛的发射功率控制方法，其特征在于，

步骤(1)所述初始设置还包括设置目标信噪比上限值和目标信噪比下限值；

步骤(3)还进一步包括：当所述校验结果为正确且所述目标信噪比小于目标信噪比下限值时，则进入所述稳态慢速外环功控调整过程；当所述校验结果为错误且所述目标信噪比大于目标信噪比上限值时，则进入所述稳态外环功控慢速调整过程。

6、如权利要求1所述的实现目标信噪比快速收敛的发射功率控制方法，其特征在于，所述命令为传送功率控制命令。

7、如权利要求1或5所述的实现目标信噪比快速收敛的发射功率控制方法，其特征在于，所述稳态慢速外环功控调整过程具体为：

(a)接收端依据预先设定的功控调整周期测量接收到的数据的误块率，所述功控调整周期为一个误块率的统计周期；

(c)接收端将目标信噪比与本端测量的信噪比进行比较，然后产生传送功率控制命令发送给发射端，以使发送端根据其命令调整其发射功率。

8、如权利要求1所述的实现目标信噪比快速收敛的发射功率控制方法，其特征在于，所述方法适用于无线链接建立之初时的发射功率控制。