專利名稱：發(fā)射功率控制方法和采用該方法的通信系統(tǒng)的制作方法
本申請是1995年5月11日申請的、發(fā)明名稱為“發(fā)射功率控制方法和采用該方法的通信系統(tǒng)”(申請?zhí)?5105384.1)的分案申請。
本發(fā)明涉及一種發(fā)射功率控制方法和采用該方法的通信系統(tǒng)，具體地說是涉及在移動通信中采用擴(kuò)頻技術(shù)進(jìn)行多路傳輸?shù)拇a分多址(CDMA)系統(tǒng)的發(fā)射功率控制方法和采用該方法的通信系統(tǒng)。
眾所周知，CDMA系統(tǒng)分為兩類直接序列(DS)系統(tǒng)，其使用高速擴(kuò)展碼擴(kuò)展經(jīng)常規(guī)調(diào)制的信號；和跳頻(FH)系統(tǒng)，其將一符號分解為叫做信段的單元并將每個(gè)信段高速轉(zhuǎn)化成不同中心頻率的信號。由FH系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)下難以實(shí)現(xiàn)，所以通常采用DS系統(tǒng)。擴(kuò)頻無線電系統(tǒng)與用于衛(wèi)星數(shù)據(jù)網(wǎng)的常規(guī)通信系統(tǒng)如每載波一個(gè)通道/頻分多址(SCPC/FDMA)系統(tǒng)或時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)的不同之處在于，擴(kuò)頻無線電系統(tǒng)在發(fā)射機(jī)端發(fā)射經(jīng)過普通調(diào)制的信號、然后用擴(kuò)展碼進(jìn)行二次調(diào)制展寬其信號帶寬。另一方面，在接收機(jī)端，寬帶接收信號被去擴(kuò)展恢復(fù)成窄帶信號，再接著進(jìn)行常規(guī)解調(diào)處理。去擴(kuò)展通過檢測接收信號的擴(kuò)頻序列和接收站產(chǎn)生的、該通道特有的擴(kuò)展碼序列間的校正值進(jìn)行。以一個(gè)單元中用戶數(shù)目表示的容量由實(shí)現(xiàn)所要求的誤差率所需的信號干擾比確定，因?yàn)镃D-MA系統(tǒng)對這些用戶使用相同的頻帶。
將CDMA系統(tǒng)用于移動通信會產(chǎn)生一個(gè)問題，即在基站所接收的來自各移動站的信號電平隨移動站位置顯著變化，這導(dǎo)致了“近-遠(yuǎn)問題”，其中大功率信號掩蓋了小功率信號，從而減少了在同一時(shí)間可通信移動站的數(shù)目。換句話說，信道的通信質(zhì)量被其它通信單元的信號降低，因?yàn)橥活l帶為多個(gè)通信單元共享，來自其它通信單元的信號成為了干擾信號。


圖1說明在反向(從移動站到基站)信道中由其它移動站引起的干擾狀態(tài)。參考字符BS1-BS3代表基站，MS1-MS3代表與基站BS1有關(guān)的單元中的移動站。當(dāng)比移動站MS2更接近基站BS1的移動站MS1與同時(shí)還與移動站MS2通信的基站BS1通信時(shí)，基站BS1從較近移動站MS1所接收的功率將大于從較遠(yuǎn)移動站MS2接收的功率。結(jié)果，較遠(yuǎn)移動站MS2和基站BS1間的通信將由于較近移動站MS1的干擾而變差。
為克服這個(gè)遠(yuǎn)-近問題，引入了發(fā)射功率控制。發(fā)射功率控制調(diào)節(jié)接收站的接收功率或由接收功率確定的SIR以使無論移動站位置如何接收功率或SIR都是常數(shù)，從而在業(yè)務(wù)地區(qū)中實(shí)現(xiàn)一致的通信質(zhì)量。
圖2給出了當(dāng)進(jìn)行反向發(fā)射功率控制時(shí)基站接收的功率電平與未進(jìn)行功率控制時(shí)接收功率電平的比較。由于靠近相鄰單元邊界的移動站接收來自相鄰單元的干擾，由于遠(yuǎn)-近問題引起的通信質(zhì)量下降在反向和正向(基站到移動站)通信中都出現(xiàn)。
圖3說明從基站BS1到移動站MS3的正向信道中由于其它單元的基站BS2和BS3引起的干擾狀態(tài)。如該圖所示，其它通信單元的信號功率變成了干擾，因此必須進(jìn)行發(fā)射功率控制以防止其它通信單元的信號功率變得比預(yù)期信道的發(fā)射功率大。
具體地說，對于反向信道，每個(gè)移動站對發(fā)射功率進(jìn)行控制以使其在基站接收的功率恒定。由于在CDMA系統(tǒng)中干擾被認(rèn)為是白噪聲，所以發(fā)射功率中的誤差是確定以一個(gè)單元中用戶的數(shù)目表示的容量最重要的因素。例如，發(fā)射功率1dB的誤差將使以用戶數(shù)表示的容量減少約30％。
另一方面，對于正向信道，由于預(yù)期信道的信號和該單元內(nèi)其它用戶信號引起的干擾信號通過相同路徑傳播，所以它們遭受相同的長間隔的波動、相同的短間隔的波動和相同的瞬時(shí)波動以致其SIR保持恒定。因而，如果僅在一單元內(nèi)引起干擾，就沒有必要進(jìn)行發(fā)射功率控制。然而，實(shí)際上必須考慮來自其它單元的干擾。這是因?yàn)殡m然其它單元的干擾功率由于瑞利衰落象該單元內(nèi)的干擾功率一樣經(jīng)歷瞬時(shí)波動，但其波動與預(yù)期信道中的不同。
圖4說明移動站所接收信號的行為。在由美國電信工業(yè)協(xié)會(TIA)標(biāo)準(zhǔn)化的CDMA系統(tǒng)中，基本上不在正向信道中進(jìn)行發(fā)射功率控制。與之相反，基站檢測所接收信號的幀錯誤率，并且如果幀錯誤率超過一預(yù)定值就增加向移動站的發(fā)射功率。這是因?yàn)楹艽蟮卦黾影l(fā)射功率會增加對其它單元的干擾。其它單元基站的發(fā)射功率構(gòu)成瞬時(shí)波動干擾。
圖5說明根據(jù)接收SIR進(jìn)行的第一常規(guī)閉環(huán)發(fā)射功率控制的工作原理。圖5(和圖6)中，參考字符S代表有用信號的接收功率，I代表干擾信號的接收功率，pg代表處理增益。進(jìn)行CDMA系統(tǒng)中的第一常規(guī)發(fā)射功率控制以使實(shí)際的SIR與事先確定的基準(zhǔn)SIR一致以保證所要求的通信質(zhì)量。這里，SIR被定義為預(yù)期信道的接收功率與熱噪聲和來自非預(yù)期用戶的干擾信號總和的干擾信號功率的比值。在第一常規(guī)方法中，為獲得基準(zhǔn)SIR而增加用戶所接收信號功率將導(dǎo)致對其它用戶干擾信號功率的增加。這樣會形成一個(gè)使各移動站的發(fā)射功率相繼增加的惡性循環(huán)，每個(gè)移動站將以其最大發(fā)射功率發(fā)射。
圖6說明根據(jù)接收的熱噪聲電平進(jìn)行的第二常規(guī)閉環(huán)發(fā)射功率控制。第二發(fā)射功率控制根據(jù)比值S/(Imax+N)進(jìn)行，其中S是預(yù)期電波的接收信號電平，Imax是系統(tǒng)可容納的最大用戶數(shù)引起的最大干擾功率，N是熱噪聲功率。換句話說，是根據(jù)由熱噪聲電平N測量電平的電平S與電平Imax的比值進(jìn)行發(fā)射功率控制。在這種情況下，即使單元內(nèi)實(shí)際通信單元的數(shù)目小于最大數(shù)，移動站輻射的發(fā)射功率也將保證假設(shè)最大數(shù)目的用戶同時(shí)通信時(shí)所要求的基站接收質(zhì)量(圖6中信噪比SNR將在后面予以描述)。
結(jié)果，在圖5和圖6中任何一種情況下，移動站都會輻射對應(yīng)于以用戶數(shù)表示的最大容量的最大發(fā)射功率。這使得移動站不得不消耗額外的功率。在從基站到移動站的正向信道發(fā)射中也將出現(xiàn)相似的問題。
因而，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種發(fā)射功率控制方法和采用該方法的通信系統(tǒng)，該方法可通過按照預(yù)期電波的接收信號電平與其它通信單元功率的比值來控制發(fā)射功率而防止發(fā)射功率增加到發(fā)射機(jī)放大器的最大輸出功率。
本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供用于碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的發(fā)射功率控制方法，其包括下列步驟在基站計(jì)算第一實(shí)際SIR(信號－干擾比)，第一實(shí)際SIR定義為基站正與之通信的移動站發(fā)出的有用信號的接收功率與其它站的干擾功率和熱噪聲功率之和的比值；在基站判斷第一實(shí)際SIR是否大于滿足預(yù)定通信質(zhì)量的第一預(yù)定基準(zhǔn)SIR根據(jù)判定步驟的結(jié)果在基站形成一個(gè)或更多個(gè)第一發(fā)射功率控制位；在基站將第一發(fā)射功率控制位周期性地插入正向(基站到移動站)幀；在移動站根據(jù)基站發(fā)出的正向幀中的第一發(fā)射功率控制位計(jì)算暫定的反向(移動站到基站)發(fā)射功率；
在移動站確定反向發(fā)射功率，當(dāng)暫定反向發(fā)射功率等于或小于第一預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)使反向發(fā)射功率與暫定的反向發(fā)射功率相等，當(dāng)暫定反向發(fā)射功率大于第一預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)使反向發(fā)射功率等于第一預(yù)定最大發(fā)射功率；以反向發(fā)射功率從移動站向基站發(fā)射信號。
這里，第一預(yù)定最大發(fā)射功率可根據(jù)用單元中用戶數(shù)表示的最大容量，單元半徑和單元停用概率來確定。
本發(fā)明的第二方面是提供用于碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的發(fā)射功率控制方法，其包括步驟在移動站計(jì)算實(shí)際的信號－干擾比SIR，實(shí)際的SIR定義為移動站與之通信的基站發(fā)出的有用信號的接收功率與其它站的干擾功率和熱噪聲功率之和的比值；在移動站判斷實(shí)際的SIR是否大于滿足預(yù)定通信質(zhì)量的預(yù)定基準(zhǔn)SIR；在移動站根據(jù)判斷步驟的結(jié)果形成一個(gè)或更多的發(fā)射功率控制位；在移動站將發(fā)射功率控制位周期性地插入反向(由移動站到基站)幀中；在基站根據(jù)移動站發(fā)出的反向幀中的發(fā)射功率控制位計(jì)算暫定正向(基站到移動站)發(fā)射功率；在基站確定正向發(fā)射功率，當(dāng)暫定的正向發(fā)射功率等于或小于預(yù)定的最大發(fā)射功率時(shí)使正向發(fā)射功率等于暫定正向發(fā)射功率，當(dāng)暫定正向發(fā)射功率大于預(yù)定的最大發(fā)射功率時(shí)使正向發(fā)射功率等于預(yù)定的最大發(fā)射功率；以正向發(fā)射功率從基站向移動站發(fā)射信號。
這里，預(yù)定的最大發(fā)射功率可根據(jù)以單元中用戶數(shù)表示的最大容量、單元半徑和單元停用概率來確定。
發(fā)射功率控制方法還可包括步驟在移動站計(jì)算第二實(shí)際SIR(信號－干擾比)，第二實(shí)際SIR定義為移動站與之通信的基站發(fā)出的有用信號的接收功率與其它站的干擾功率和熱噪聲功率之和的比；在移動站判斷第二實(shí)際SIR是否大于滿足預(yù)定通信質(zhì)量的第二預(yù)定基準(zhǔn)SIR；在移動站根據(jù)判斷步驟的結(jié)果形成一個(gè)或更多第二發(fā)射功率控制位；在移動站將第二發(fā)射功率控制位周期性地插入反向(由移動站到基站)幀；在基站根據(jù)移動站發(fā)出的反向幀中的第二發(fā)射功率控制位計(jì)算暫定的正向(基站到移動站)發(fā)射功率；在基站確定正向發(fā)射功率，當(dāng)暫定的正向發(fā)射功率等于或小于第二預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)使正向發(fā)射功率等于暫定正向發(fā)射功率，當(dāng)暫定正向發(fā)射功率大于第二預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)使正向發(fā)射功率等于第二預(yù)定最大發(fā)射功率；以該正向發(fā)射功率從基站向移動站發(fā)射信號。
本發(fā)明第三方面是提供用于碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的發(fā)射功率控制裝置，其包括計(jì)算裝置，其在基站計(jì)算第一實(shí)際SIR(信號－干擾比)，第一實(shí)際SIR定義為基站與之通信的移動站發(fā)出的預(yù)期信號的接收功率與其它站的干擾功率和熱噪聲功率之和的比；判斷裝置，其在基站判斷第一實(shí)際SIR是否大于滿足預(yù)定通信質(zhì)量的第一預(yù)定基準(zhǔn)SIR；形成裝置，其在基站根據(jù)判斷裝置得到的結(jié)果形成一個(gè)或更多的第一發(fā)射功率控制位；插入裝置，其在基站將第一發(fā)射功率控制位周期性地插入正向(基站到移動站)幀；計(jì)算裝置，其在移動站根據(jù)基站發(fā)出的正向幀中的第一發(fā)射功率控制位計(jì)算暫定的反向(移動站到基站)發(fā)射功率；確定裝置，其在移動站確定反向發(fā)射功率，當(dāng)暫定反向發(fā)射功率等于或小于第一預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)使反向發(fā)射功率等于暫定反向發(fā)射功率，當(dāng)暫定反向發(fā)射功率大于第一預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)使反向發(fā)射功率等于第一預(yù)定最大功率；發(fā)射裝置，其以反向發(fā)射功率從移動站向基站發(fā)射信號。
這里，第一預(yù)定最大發(fā)射功率可根據(jù)以單元中用戶數(shù)目表示的最大容量、單元的半徑和單元的停用概率來確定。
本發(fā)明的第四方面是提供用于碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的發(fā)射功率控制裝置，其包括計(jì)算裝置，其在移動站計(jì)算實(shí)際的信號－干擾比(SIR)，實(shí)際SIR定義為移動站與之通信的基站發(fā)出的有用信號的接收功率與其它站的干擾功率和熱噪聲功率之和的比；判斷裝置，其在移動站判斷實(shí)際SIR是否大于滿足預(yù)定通信質(zhì)量的預(yù)定基準(zhǔn)SIR；形成裝置，其在移動站根據(jù)判斷裝置得到的結(jié)果形成一個(gè)或更多的發(fā)射功率控制位；插入裝置，其在移動站將發(fā)射功率控制位周期性地插入反向(移動站到基站)幀中；計(jì)算裝置，其在基站根據(jù)移動站發(fā)出的反向幀中的發(fā)射功率控制位計(jì)算暫定的的正向(基站到移動站)發(fā)射功率；確定裝置，其在基站確定正向發(fā)射功率，當(dāng)暫定正向發(fā)射功率等于或小于預(yù)定的最大發(fā)射功率時(shí)使正向發(fā)射功率等于暫定的正向發(fā)射功率，當(dāng)暫定的正向發(fā)射功率大于預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)，使正向發(fā)射功率等于預(yù)定的最大發(fā)射功率；發(fā)射裝置，其以正向發(fā)射功率從基站向移動站發(fā)射信號。
這里，預(yù)定的最大發(fā)射功率可根據(jù)以單元中用戶數(shù)目表示的最大容量、單元半徑和單元的停用概率來確定。
用于碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的移動站的發(fā)射功率控制裝置，其包括計(jì)算裝置，其計(jì)算實(shí)際SIR，所述實(shí)際SIR定義為移動站與之通信的基站發(fā)出的有用信號的接收功率與其它站的干擾功率及熱噪聲功率之和的比；判斷裝置，其判斷所述實(shí)際SIR是否大于滿足預(yù)定通信質(zhì)量的預(yù)定基準(zhǔn)SIR；形成裝置，其根據(jù)所述判斷裝置得到的結(jié)果形成一個(gè)或更多發(fā)射功率控制位；插入裝置，其將所述發(fā)射功率控制位周期性地插入反向幀。
用于碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的基站的發(fā)射功率控制裝置，其包括計(jì)算裝置，其根據(jù)從移動站發(fā)出的反向幀中的一個(gè)或多個(gè)傳輸功率控制位來計(jì)算暫定反向的發(fā)射功率，且前述移動站與該基站通信；確定裝置，其確定正向發(fā)射功率，當(dāng)所述暫定正向發(fā)射功率等于或小于預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)，使所述正向發(fā)射功率等于所述暫定正向發(fā)射功率，當(dāng)所述暫定正向發(fā)射功率大于所述預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)，使正向發(fā)射功率等于所述預(yù)定最大發(fā)射功率；發(fā)射裝置，其以所述正向發(fā)射功率由所述基站向所述移動站發(fā)射信號。
根據(jù)本發(fā)明所述，由于移動站最大發(fā)射功率的上限值設(shè)定為在基站可滿足系統(tǒng)最大數(shù)目的用戶要求的質(zhì)量這樣的值，所以移動站的發(fā)射機(jī)放大器在發(fā)射功率控制過程中不會發(fā)散。對一正向信道也可實(shí)現(xiàn)能夠跟隨其它單元帶來的干擾功率的類似發(fā)射功率控制。
本發(fā)明上述的及其它的目的、作用、特征及優(yōu)點(diǎn)通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的其實(shí)施例的描述會更加顯而易見。
圖1是說明其它移動站對一反向信道的干擾的圖；圖2是說明進(jìn)行反向發(fā)射功率控制時(shí)基站處所接收信號電平與未進(jìn)行控制時(shí)的比較的圖；圖3是說明其它單元對一正向信道的干擾的圖；圖4是說明在移動站正向信道所接收的信號電平和干擾電平的圖；圖5是說明根據(jù)SIR進(jìn)行的第一常規(guī)發(fā)射功率控制的圖；圖6是說明根據(jù)熱噪聲電平進(jìn)行的第二常規(guī)發(fā)射功率控制的圖；圖7是說明根據(jù)本發(fā)明所述進(jìn)行發(fā)射功率控制的原理的圖；圖8A和8B是顯示與根據(jù)本發(fā)明所述的發(fā)射功率控制有關(guān)的移動站部分的框圖；圖9是顯示與根據(jù)本發(fā)明所述的發(fā)射功率控制有關(guān)的基站部分的框圖；圖10是顯示根據(jù)本發(fā)明所述的反向發(fā)射功率控制方法的流程圖；圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明所述的正向發(fā)射功率控制方法的流程圖；圖12是顯示根據(jù)本發(fā)明所述的閉環(huán)發(fā)射功率控制的工作圖。
現(xiàn)在將參考這些附圖描述本發(fā)明。
圖7說明根據(jù)本發(fā)明所述的發(fā)射功率控制方法的工作原理?；镜臒o線電設(shè)備控制移動站的發(fā)射功率以使預(yù)期移動站發(fā)出的有用信號的接收信號功率S與其它移動站的熱噪聲N和干擾功率I之和N-I的比S/(N+I)滿足基站預(yù)期的接收質(zhì)量。功率控制周期被設(shè)置成等于或小于能跟隨與多普勒頻率對應(yīng)的瞬時(shí)波動的周期。當(dāng)移動站的發(fā)射功率RT由于干擾增加而增加到最大發(fā)射功率Pmax時(shí)，移動站的發(fā)射功率就被固定到由以用戶數(shù)表示的容量、單元的半徑和停用概率確定的Pmax。停用概率代表一個(gè)業(yè)務(wù)區(qū)中不能滿足要求的信道質(zhì)量的地區(qū)的百分比。于是，移動站的發(fā)射功率不能超過與基站的最大信號電平Smax相應(yīng)的最大發(fā)射功率Pmax。在單元的邊界地區(qū)也在正向信道中進(jìn)行閉環(huán)發(fā)射功率控制以便發(fā)射功率可跟隨其它單元帶來的干擾的瞬時(shí)波動。基站也根據(jù)移動站的接收SIR象在反向信道中一樣進(jìn)行正向信道的發(fā)射功率控制以使發(fā)射功率固定在最大發(fā)射功率P′max，從而防止基站發(fā)射功率增加到超過P′max。
圖8A和8B是顯示移動站中與發(fā)射功率控制有關(guān)的部分的框圖。
在圖8A和8B中，參考數(shù)字1代表用于將射頻(RF)接收信號轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號的RF下變頻器。RF下變頻1的輸出信號供給由輸出信號形成固定電平信號的自動增益控制AGC放大器2。AGC放大器2的輸出由正交檢波器3進(jìn)行正交檢波。正交檢波器3的輸出通過由匹配濾波器或滑動相關(guān)器組成的去擴(kuò)展部分4去擴(kuò)展。去擴(kuò)展部分4的輸出被輸入到RAKE組合器和解調(diào)器5、有用接收信號的功率檢測器7和干擾功率檢測器8。
定時(shí)信號發(fā)生器6檢測輸入信號中的同步信號，并根據(jù)所檢測的同步信號給有用接收信號的功率檢測器7和干擾功率檢測器8提供定時(shí)時(shí)鐘信號。有用接收信號功率檢測器7根據(jù)定時(shí)時(shí)鐘信號由輸入信號中檢測有用接收信號的功率。干擾功率檢測器8根據(jù)定時(shí)時(shí)鐘信號從輸入信號中檢測干擾信號功率。SIR計(jì)算部分9從這些檢測輸出中計(jì)算接收SIR，并將得到的接收SIR提供給發(fā)射功率控制位發(fā)生器10。發(fā)生器10將接收的SIR與滿足預(yù)定接收質(zhì)量的預(yù)定基準(zhǔn)SIR進(jìn)行比較，并確定要發(fā)送到基站的發(fā)射功率控制位。
RAKE組合器和解調(diào)器5解調(diào)RAKE組合的輸入信號，并將其提供給幀分離部分11。幀分離部分11從幀中抽取發(fā)射功率控制位，并將其提供給發(fā)射功率判定部分12。發(fā)射功率判定部分12根據(jù)發(fā)射功率控制位確定發(fā)射功率PT，將發(fā)射功率PT與由最大功率計(jì)算部分計(jì)算的最大發(fā)射功率Pmax相比，當(dāng)PT小于Pmax時(shí)輸出與PT對應(yīng)的值，當(dāng)PT大于Pmax時(shí)輸出與Pmax相應(yīng)的值。
最大功率計(jì)算部分13對最大功率Pmax的計(jì)算如下第一，在基站所接收功率S由下面的方程表示。SNR=SNoTs+(1+α)(C-1)Spg------------(1)]]>其中SNR是有用接收功率與包括干擾功率的噪聲功率的信噪比，其用來滿足預(yù)定質(zhì)量(錯誤率)，No是熱噪聲的功率密度，Ts是信息數(shù)據(jù)的符號間隔，Pg是處理增益，C是以每單元用戶數(shù)表示的容量，α是來自其它單元的干擾功率與所關(guān)心單元干擾功率的比?；窘邮展β蔛可由從方程(1)得到的下面的方程獲得。S=SNR·No·pgTs[pg-(1+α)(C-1)SNR]-------------(2)]]>考慮到傳播損耗PLOSS，移動站的最大發(fā)射功率Pmax表示為Pmax=SNR-Nc-pgTs[pg-(1+α)(C-1)SNR]+PLOSS----------(3)]]>基站的最大發(fā)射功率可用相似方式獲得。
幀發(fā)生器14形成包括發(fā)射功率控制位發(fā)生器10的發(fā)射功率控制位、信息數(shù)據(jù)(如聲音信息)和用于通信控制的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)的幀(反向幀)，并將該幀提供給擴(kuò)展部分15。擴(kuò)展部分15用擴(kuò)展碼發(fā)生器16提供的擴(kuò)展碼將幀發(fā)生器14的信號擴(kuò)頻，并將其提供給正交調(diào)制器17。正交調(diào)制器17對來自擴(kuò)展部分15的信號進(jìn)行正交調(diào)制，并將調(diào)制的信號提供給RF上變頻器18。RF上變頻器18將正交調(diào)制器17的信號轉(zhuǎn)換成RF信號，并將其提供給功率放大器19。功率放大器19放大RF上變頻器18的信號以使信號的發(fā)射功率變成由發(fā)射功率判定部分12確定的發(fā)射功率。功率放大器19的輸出被饋送至天線，向基站輻射。在功率放大器19的發(fā)射功率控制周期被確定為能使發(fā)射功率控制跟隨與多普勒頻率對應(yīng)的瞬時(shí)波動。
移動站具有如上所述的結(jié)構(gòu)。除圖9所示部分外基站的結(jié)構(gòu)與之相似。圖9中，功率控制部分20與RF上變頻器18′的輸入端相連。功率控制部分20響應(yīng)發(fā)射功率確定部分12′提供的發(fā)射功率值控制(移位)正交調(diào)制器17′輸出的信號(基帶信號)的功率。這樣便于組合基帶的多個(gè)信道并將其一起放大，操作在基站進(jìn)行。
圖10是顯示移動站發(fā)射功率控制的流程圖。在步驟SP1，根據(jù)基站發(fā)出的發(fā)射功率位計(jì)算發(fā)射功率PT。然后在SP2將計(jì)算功率PT與最大發(fā)射功率Pmax相比。如果計(jì)算功率PT等于或小于最大功率Pmax，在步驟SP3將發(fā)射功率設(shè)為PT，但如果計(jì)算功率PT大于最大功率，在步驟SP4將發(fā)射功率設(shè)為Pmax。
圖11是顯示基站發(fā)射功率控制的流程圖。在步驟11根據(jù)移動站發(fā)出的發(fā)射功率位計(jì)算發(fā)射功率PT。然后，在步驟SP12將計(jì)算功率PT與最大功率Pmax相比。如果計(jì)算功率PT等于或小于最大功率Pmax，在步驟SP13將發(fā)射功率設(shè)為PT，但如果計(jì)算功率PT大于最大功率Pmax，就在步驟SP14將發(fā)射功率設(shè)為Pmax。
圖12給出根據(jù)本發(fā)明所述的閉環(huán)發(fā)射功率控制方法的例子。發(fā)射功率控制的實(shí)施如下(括號中數(shù)字對應(yīng)于圖12中的數(shù)字)〔1〕基站測量有用接收功率電平，并計(jì)算SIR。
〔2〕基站通過將測量SIR與預(yù)定的基準(zhǔn)SIR進(jìn)行比較來估計(jì)兩個(gè)發(fā)射功率控制周期后的發(fā)射功率。
〔3〕基站產(chǎn)生指示移動站發(fā)射功率增或減的發(fā)射功率控制位，并將其周期性地插入正向幀。確定插入周期使得功率控制能跟隨與多普勒頻率有關(guān)的瞬時(shí)波動。
〔4〕移動站解碼包括在基站發(fā)出的正向幀中的反向發(fā)射功率控制位。
〔5〕移動站以包括在正向幀中的反向發(fā)射功率控制位所指示的發(fā)射功率發(fā)射信號。
在反向通信中，移動站需要70dB或更大的動態(tài)范圍來實(shí)現(xiàn)半徑為幾千米的單元中的通信。與此相反，在正向通信中基站發(fā)射功率的變化量必須限制在穩(wěn)態(tài)最大功率P′max附近小于10dB的小范圍內(nèi)，因?yàn)楫?dāng)移動站在單元邊界受到其它單元的干擾時(shí)增加基站的發(fā)射功率會引起對本單元內(nèi)其它通信單元的干擾。
以上就一個(gè)實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)描述，顯然本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員從前面的描述應(yīng)該知道，變化或修改都是允許而在其廣泛的意義上沒有脫離本發(fā)明，因而在所附權(quán)利要求中試圖覆蓋所有符合本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的變化和修改。
權(quán)利要求
1．一種用于碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的發(fā)射功率控制方法，其包括步驟在移動站計(jì)算實(shí)際的信號－干擾比(SIR)，所述的實(shí)際SIR定義為移動站與之通信的基站發(fā)出的有用信號的接收功率與其它站的干擾功率和熱噪聲功率之和的比；在移動站判斷所述實(shí)際SIR是否大于滿足預(yù)定通信質(zhì)量的預(yù)定基準(zhǔn)SIR；在移動站根據(jù)所述判斷步驟的結(jié)果形成一個(gè)或更多發(fā)射功率控制位；在移動站將所述發(fā)射功率控制位周期性地插入反向幀中，所述反向是指從移動站到基站的方向；在所述基站根據(jù)所述移動站發(fā)出的反向幀中所述的發(fā)射功率控制位計(jì)算暫定正向發(fā)射功率，所述正向是指從基站到移動站的方向；在基站確定正向發(fā)射功率，當(dāng)所述暫定的正向發(fā)射功率等于或小于預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)，使所述正向發(fā)射功率等于所述暫定正向發(fā)射功率，而當(dāng)所述暫定正向發(fā)射功率大于所述預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)，使正向發(fā)射功率等于所述預(yù)定最大發(fā)射功率；以所述正向發(fā)射功率由所述基站向所述移動站發(fā)射信號。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射功率控制方法，其中所述預(yù)定最大發(fā)射功率根據(jù)以單元中用戶數(shù)表示的最大容量、單元的半徑和單元的停用概率來確定。
3．用于碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的發(fā)射功率控制裝置，其包括計(jì)算裝置，其在移動站計(jì)算實(shí)際SIR，所述實(shí)際SIR定義為移動站與之通信的基站發(fā)出的有用信號的接收功率與其它站的干擾功率及熱噪聲功率之和的比；判斷裝置，其在移動站判斷所述實(shí)際SIR是否大于滿足預(yù)定通信質(zhì)量的預(yù)定基準(zhǔn)SIR；形成裝置，其在移動站根據(jù)所述判斷裝置得到的結(jié)果形成一個(gè)或更多發(fā)射功率控制位；插入裝置，其在移動站將所述發(fā)射功率控制位周期性地插入反向幀；計(jì)算裝置，其在所述基站按照所述移動站發(fā)出的反向幀中的所述發(fā)射功率控制位計(jì)算暫定正向發(fā)射功率；確定裝置，其在基站確定正向發(fā)射功率，當(dāng)所述暫定正向發(fā)射功率等于或小于預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)，使所述正向發(fā)射功率等于所述暫定正向發(fā)射功率，當(dāng)所述暫定正向發(fā)射功率大于所述預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)，使正向發(fā)射功率等于所述預(yù)定最大發(fā)射功率；發(fā)射裝置，其以所述正向發(fā)射功率由所述基站向所述移動站發(fā)射信號。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)射功率控制裝置，其中所述預(yù)定最大發(fā)射功率根據(jù)以單元中用戶數(shù)表示的最大容量、單元的半徑和單元的停用概率來確定。
5．用于碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的移動站的發(fā)射功率控制裝置，其包括計(jì)算裝置，其計(jì)算實(shí)際SIR，所述實(shí)際SIR定義為移動站與之通信的基站發(fā)出的有用信號的接收功率與其它站的干擾功率及熱噪聲功率之和的比；判斷裝置，其判斷所述實(shí)際SIR是否大于滿足預(yù)定通信質(zhì)量的預(yù)定基準(zhǔn)SIR；形成裝置，其根據(jù)所述判斷裝置得到的結(jié)果形成一個(gè)或更多發(fā)射功率控制位；插入裝置，其將所述發(fā)射功率控制位周期性地插入反向幀。
6．用于碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的基站的發(fā)射功率控制裝置，其包括計(jì)算裝置，其根據(jù)從移動站發(fā)出的反向幀中的一個(gè)或多個(gè)傳輸功率控制位來計(jì)算暫定反向的發(fā)射功率，且前述移動站與該基站通信；確定裝置，其確定正向發(fā)射功率，當(dāng)所述暫定正向發(fā)射功率等于或小于預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)，使所述正向發(fā)射功率等于所述暫定正向發(fā)射功率，當(dāng)所述暫定正向發(fā)射功率大于所述預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí)，使正向發(fā)射功率等于所述預(yù)定最大發(fā)射功率；發(fā)射裝置，其以所述正向發(fā)射功率由所述基站向所述移動站發(fā)射信號。
全文摘要
一種用于CDMA系統(tǒng)的發(fā)射功率控制方法,其包括步驟:計(jì)算有用信號的實(shí)際SIR;判斷實(shí)際SIR是否大于滿足預(yù)定通信質(zhì)量的預(yù)定基準(zhǔn)SIR;根據(jù)判斷結(jié)果形成發(fā)射功率控制位;將發(fā)射功率控制位周期性地插入正向幀中;和根據(jù)正向幀中的發(fā)射功率控制位計(jì)算暫定反向發(fā)射功率;確定反向發(fā)射功率,使得在暫定反向發(fā)射功率小于預(yù)定最大發(fā)射功率時(shí),等于暫定反向發(fā)射功率,否則就使其等于預(yù)定的最大發(fā)射功率;以反向發(fā)射功率由移動站向基站發(fā)射信號。
文檔編號H04B7/005GK1296345SQ00125988
公開日2001年5月23日 申請日期1995年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月12日
發(fā)明者佐和橋衛(wèi), 梅田成視, 土肥智弘, 大野公士 申請人:Ntt移動通信網(wǎng)株式會社