专利名称：一种用于移动通信功率控制的信干比门限调整方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种的移动通信功率控制中的应用技术，尤其是涉及一种用于码分多址移动通信系统中的功率控制的信干比(SIR)门限调整方法及其装置。
在移动通信系统中，通常需要对功率进行控制，在考虑到有各种噪声干扰的情况下，通过设定一信干比门限值来控制实际的信干比值，并由此控制发射或接收功率。即如果信干比测量值高于信干比门限值，则使发射信号功率下降。反之，如果信干比测量值低于信干比门限值，则使发射信号功率上升。
码分多址移动通信中的功率控制一般通过闭环功率控制来实现。闭环功率控制包括内环功率控制和外环功率控制。在内环功率控制中，接收端通过比较接收信号的信干比测量值和本地的信干比门限来获得相应的TPC(发射功率控制)命令，以便有效地调整发射端的发射信号功率，使得接收信号的功率符合要求。在外环功率控制中，则是根据有效的接收信息调整信干比门限值，使得用于比较的信干比门限尽可能反映实际的信干比值，确保实现更加精确的内环功率控制。现有信干比门限的调整是通过外环功率控制来实现的。
显然，外环功率控制的目的是调整信干比门限使得比较的参考信干比值尽可能准确反映实际的信干比值。由于信干比值和误码率(或误帧率)之间存在一定的对应关系，即信干比值越大，误码率(或误帧率)越小，反之亦然。因此误码率或误帧率的变化在一定程度上可以反映信干比的变化趋势。外环功率控制正是考虑根据接收数据信号的误帧率或误码率来实现对信干比门限的调整。
但是，由于接收数据信号的误码率难以测定，因此对信干比门限的调整主要是通过检测接收数据信号的误帧率进行调整，接收数据信号的误帧率可以通过译码后采用循环冗余码(CRC)校验后获得。
图1为现有的闭环功率控制的电路原理图。其中，粗线18所示为内环功率控制过程，粗线19所示为外环功率控制过程。
外环功率控制过程19执行如下步骤接收信号经RAKE合并2得到解调的已编码信号3，然后经Viterbi(维特比)译码4后得到初始源信号5(已采用了循环冗余码校验的源信号)，初始源信号5经循环冗余码校验后可以输出校验信号7到误帧率指示器8，误帧率指示器8判决校验信号7，并把判决信息9传输到信干比门限调整器10，信干比门限调整器10根据判决信息9调整信干比门限得到新的信干比门限11，新的信干比门限11保存在门限判决器14中。
内环功率控制过程18执行如下步骤对RAKE合并2后的信号20进行信干比测量12，得到信干比的测量值13，输出到门限判决器14，门限判决器14对信干比测量值13与信干比门限值11进行比较，并把比较结果信息15输出到TPC命令产生器16，TPC命令产生器16根据比较结果信息15生成相应的TPC命令17。
上述的外环功率控制是根据误帧率信息来调整信干比门限，如果经循环冗余码校验后表明当前帧有错误，信干比门限就上调；否则，如果循环冗余码校验表明当前帧正确，信干比门限就下调。调整的幅度视具体情况而定。在内环功率控制中，门限判决器14比较信干比测量值和信干比门限值，如果信干比测量值高于门限值，则TPC产生器产生使发射信号功率下降的TPC命令“0”，反之，如果测量值低于门限值，则TPC产生器产生使发射信号功率上升的TPC命令“1”。
但是现有的外环功率控制并不总是有效的，这种调整方法存在如下缺陷在某些情况下，正是采用误帧率调整信干比门限的方法而加剧了信号发射功率和接收信号信干比值的“陡峰”的形成；而且，误帧率调整方法经过1帧才能调整一次信干比门限，不能实时跟踪信干比的变化，难以有效消除“陡峰”的影响。其具体情况如图2所示。图2中曲线1为发射信号功率变化趋势曲线，曲线2为接收信号的信干比值变化趋势曲线，曲线3则为Rayleigh信道特性曲线。信号经Rayleigh信道传输，当Rayleigh信道上产生一个深衰落C，经功率控制反馈调整的信号发射功率将出现一个“陡峰A”，相应的，接收信号的信干比值也产生一个“陡峰B”。造成“陡峰”的原因是由于TPC命令传输延迟、采用固定功率控制步长(受TPC比特数限制)以及闭环反馈机制自身的影响，导致功率控制技术产生了正反馈作用而使得信号发射功率过大形成发射信号功率的“陡峰”和接收信号信干比值的“陡峰”。
“陡峰”对于实际应用主要会产生如下两种不利影响由于信号发射功率过大，对小区内其它用户的干扰加重，严重影响其它用户的服务质量，也将导致系统用户容量降低；同时形成了一个短暂性正反馈的恶性循环过程，使得功率控制产生反作用，导致信干比的方差增大。
现有技术解决“陡峰”问题主要是进行变步长控制，即通过采用自适应步长的方法来有效平滑“陡峰”。但是，考虑到射频功率调整的复杂度以及在第三代移动通信系统应用中TPC比特数有限的影响，采用变步长的控制方法并不适应于实际应用。
因此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种适用于移动通信功率控制的信干比门限调整方法及其装置，即针对现有功率控制技术中发射信号功率及接收信号的信干比值存在“陡峰”的特性，在信号发射功率未到峰顶时，适当降低信干比门限值，使得信干比测量值高于信干比门限，产生降低信号发射功率的TPC命令，以便有效地平滑“陡峰”。
本发明的用于移动通信功率控制的信干比门限调整方法，它包括以下步骤(1)信号强度测量器测量经过RAKE合并后的接收信号的信号强度值；(2)用强度比较器接收上述信号强度测量器测量的信号强度值和设定的信号强度门限值并进行比较，将比较结果输出到0值累加器；(3)0值累加器对上述比较结果进行累加处理并输出到门限调整选择器；(4)接收信号经RAKE合并后，由信干比测量器测量该信号的信干比值；(5)门限判决器接收上述信干比测量器测量的信干比门限值、和将接收信号经过外环功率控制处理得到的信干比门限值，按照设定的条件处理后，输出到TPC命令产生器；TPC命令产生器根据从上述门限判决器接收的结果，输出TPC命令信号到1值累加器；(6)1值累加器对上述TPC命令产生器的输出信号进行累加处理并输出到门限调整选择器；(7)门限调整选择器同时接收到0值累加器的当前值和1值累加器的当前值后，如果这两个值同时符合门限调整选择器内设定的降低信干比门限值的条件，门限调整选择器将控制信干比门限调整器适当降低信干比门限值，从而改变发射功率；如果条件不符合，门限调整选择器不动作；(8)如果门限调整选择器调整了信干比门限，该信干比门限在下一时隙发生作用。
在所述的步骤(2)中，强度比较器对测量的信号强度值和固定的信号强度门限值进行比较的方法为，如果信号强度值大于信号强度门限值，输出“0”信号，反之输出“1”信号。
在所述的步骤(3)中，0值累加器对上述比较结果进行累加处理的方法为，如果0值累加器输入信号为“1”，0值累加器清空为0；否则如果输入信号为“0”，0值累加器加1；在所述的步骤(6)中，1值累加器对上述TPC命令产生器的输出信号进行累加处理的方法为，如果1值累加器输入的TPC命令信号为“1”，1值累加器加1；否则如果输入的TPC命令信号为“0”，1值累加器清空为0。
在所述的步骤(5)中，门限判决器按照设定的条件处理的方法是，如果信干比测量值不小于信干比门限值，输出TPC命令信号“0”；反之，如果信干比测量值小于信干比门限值，输出TPC命令信号“1”。
在所述的步骤(5)中，所述外环功率控制是，接收信号经过RAKE合并机、维特比译码器、循环冗余码校验器、误帧率指示器和信干比门限调整器处理，被输出到门限判决器。
在所述的步骤(1)中，信号强度测量值的测量是通过对1个时隙内的符号功率进行平均来实现。
所述的步骤(7)具体包括以下步骤门限调整选择器的a、b寄存器分别接收0值累加器和1值累加器输入的值，其中a寄存器的值＞1且b寄存器的值＞4为门限调整选择器设定的适当降低信干比门限值的条件，即当连续5次产生了使发射信号功率上升的TPC命令“1”，并且此时接收端的信号强度值已连续2次高于信号强度门限值时，这时门限调整选择器发生相应的动作适当降低信干比门限值；如果条件不符合，门限调整选择器不动作。
所述的a、b寄存器的值的设置以及信干比门限变化值可根据具体情况设定。
本发明还提供一种用于移动通信功率控制的信干比门限调整装置，包括RAKE合并机(2)、维特比译码器(4)、循环冗余码校验器、误帧率指示器(8)、信干比门限调整器(10)、门限判决器(14)和TPC命令产生器(18)，其特征在于，还包括信号强度测量器(22)、强度比较器(24)、0值累加器(27)、1值累加器(28)和门限调整选择器(31)，所述的信号强度测量器(22)的输入端接上述RAKE合并(2)的一输出端，而其输出端依次接强度比较器(24)、0值累加器(27)、门限调整选择器(31)、上述信干比门限调整器(10)、上述门限判决器(15)、上述TPC命令产生器；所述的强度比较器的另一输入端接收信号强度门限值；所述的1值累加器(28)的输入端接上述TPC命令产生器的输出端，而其输出端接门限调整选择器(31)；所述的门限选择调整器(31)的输出端接信干比门限调整器(10)的一输入端。
所述的门限调整选择器(3)内有a和b寄存器，分别接收0值累加器(27)和1值累加器(28)输入的值。
其中a寄存器的值＞1且b寄存器的值＞4。
本发明的辅助外环功率控制的信干比门限调整方法及其装置可以保证在适当的时候降低信干比门限值，有效地克服了原有功率控制技术中存在的“陡峰”效应，同时不会对系统原有功能的正常发挥产生负影响；而且，实现了以时隙为单位的信干比门限调整过程，补偿了现有功率控制技术中信干比门限至少必须经过1帧的时间才能调整的缺陷；再者，本发明中信号强度的测量及比较过程的引入保证了信干比门限的降低具备了一定的合理性，有效地防止了功率控制正反馈状态的出现。
下面结合附图对本发明的辅助外环功率控制的信干比门限调整方法及其装置作进一步详细描述。
图1为现有闭环功率控制技术的电路原理图。
图2为现有功率控制技术下“陡峰”形成原因的示意图。
图3为采用本发明前后TPC变化的示意图。
图4为本发明的包括了辅助外环功率控制信干比门限调整装置的闭环功率控制技术的电路原理图。
在本发明中，首先考虑“陡峰”形成的两个特点信干比测量值总是小于信干比门限，因此TPC命令连续要求发射端提升信号发射功率，此时TPC命令连续设置为“1”，其中TPC命令变化如图3中a曲线所示；以及信号强度总是在不断地增强。
针对上述“陡峰”形成特点，本发明提出的解决该技术问题的设计思想包括以下三部分(1)使TPC不出现过多的“1”命令；(2)在适当的时候降低信干比门限，使得适时出现“0”TPC命令，以抑制“陡峰”的出现；(3)保证降低信干比门限的合理性。
基于上述设计思想，本发明在保留现有功率控制技术的所有优点的基础上，提出了一种综合利用信号强度信息和信干比测量信息以辅助外环功率控制的信干比门限调整方法，该方法的具体实现装置为图4中虚线框内的装置33。在本实施例中，主要描述辅助外环功率控制信干比门限调整装置33的执行过程及其具体结构，功率控制的其它执行过程及结构与图1所示的类似，信干比门限调整装置33的具体执行过程描述如下接收信号经RAKE合并2后通过信号强度测量器22来测量信号21的信号强度值23，信号强度的测量非常简单，只需对1个时隙内的符号功率进行简单平均。
采用强度比较器24对测量的信号强度值23与固定的信号强度门限值25进行比较，如果测量值大于门限值，输出“0”信号，反之输出“1”信号，输出信号26传送到0值累加器27。
如果0值累加器27输入信号为“1”，累加器27清空为“0”；否则如果输入信号为“0”，累加器27加1，并把累加器27的当前值输入到门限调整选择器31。
TPC命令产生器输出的TPC命令信号20输出到1值累加器28。如果TPC命令信号20为“0”，表示信干比测量值不小于信干比门限值11，反之，TPC命令信号20为“1”，表示信干比测量值14小于信干比门限11。
如果1值累加器28输入信号为“1”，1值累加器28加1；否则如果输入信号为“0”，1值累加器28清空0，1值累加器28的当前值输入到门限调整选择器31。
门限选择调整器31同时接收到0值累加器27的当前值30和1值累加器28的当前值29后，如果当前值29和当前值30符合门限选择调整器31内设定的降低信干比门限值的条件，门限调整选择器31将控制信干比门限调整器10适当降低信干比门限值；如果条件不符合，门限调整选择器31不动作。
在本实施例中，门限调整选择器31中a，b寄存器的值分别对应0值累加器27和1值累加器28输入的值，其中a寄存器的值＞1且b寄存器的值＞4为门限调整选择器31设定的适当降低信干比门限的条件，当连续5次产生了提升发射信号功率的TPC命令，并且此时接收端的信号强度值已经连续2次高于信号强度门限值时，这时门限调整选择器31发生相应的动作要求适当降低信干比门限值。当发射信号功率可能出现连续上升的“陡峰”时，通过这一过程的实施，可以提前结束TPC命令连续为“1”的过程，继而受相应的“0”TPC命令控制，这样发射端的发射信号功率开始降低，达到平滑“陡峰”的目的。图3中曲线b图示了这一条件下采用本发明后TPC变化的示意图。在实际应用中，a，b存储器的值设置以及信干比门限变化值的设置应视具体应用环境而定。
如果门限调整选择器31调整了信干比门限，该信干比门限值在下一时隙发生作用。
权利要求
1．一种用于移动通信功率控制的信干比门限调整方法，其特征在于，它包括以下步骤(1)信号强度测量器测量经过RAKE合并后的接收信号的信号强度值；(2)用强度比较器接收上述信号强度测量器测量的信号强度值和设定的信号强度门限值并进行比较，将比较结果输出到0值累加器；(3)0值累加器对上述比较结果进行累加处理并输出到门限调整选择器；(4)接收信号经RAKE合并机后，由信干比测量器测量该信号的信干比值；(5)门限判决器接收上述信干比测量器测量的信干比门限值、和将接收信号经过外环功率控制处理得到的信干比门限值，按照设定的条件处理后，输出到TPC命令产生器；TPC命令产生器根据从上述门限判决器接收的结果，输出TPC命令信号到1值累加器；(6)1值累加器对上述TPC命令产生器的输出信号进行累加处理并输出到门限调整选择器；(7)门限调整选择器同时接收到0值累加器的当前值和1值累加器的当前值后，如果这两个值同时符合门限调整选择器内设定的降低信干比门限值的条件，门限调整选择器将控制信干比门限调整器适当降低信干比门限值，从而改变发射功率；如果条件不符合，门限调整选择器不动作；(8)如果门限调整选择器调整了信干比门限，该信干比门限在下一时隙发生作用。
2．根据权利要求1所述的用于移动通信功率控制的信干比门限调整方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中，强度比较器对测量的信号强度值和固定的信号强度门限值进行比较的方法为，如果信号强度值大于信号强度门限值，输出“0”信号，反之输出“1”信号。
3．根据权利要求1所述的用于移动通信功率控制的信干比门限调整方法，其特征在于，在所述的步骤(3)中，0值累加器对上述比较结果进行累加处理的方法为，如果0值累加器输入信号为“1”，0值累加器清空为0；否则如果输入信号为“0”，0值累加器加1；在所述的步骤(6)中，1值累加器对上述TPC命令产生器的输出信号进行累加处理的方法为，如果1值累加器输入的TPC命令信号为“1”，1值累加器加1；否则如果输入的TPC命令信号为“0”，1值累加器清空为0。
4．根据权利要求1所述的用于移动通信功率控制的信干比门限调整方法，其特征在于，在所述的步骤(5)中，门限判决器按照设定的条件处理的方法是，如果信干比测量值不小于信干比门限值，输出TPC命令信号“0”；反之，如果信干比测量值小于信干比门限值，输出TPC命令信号“1”。
5．根据权利要求1所述的用于移动通信功率控制的信干比门限调整方法，其特征在于，在所述的步骤(5)中，所述外环功率控制是，接收信号经过RAKE合并机、维特比译码器、循环冗余码校验器、误帧率指示器和信干比门限调整器处理，被输出到门限判决器。
6．根据权利要求1所述的用于移动通信功率控制的信干比门限调整方法，其特征在于，在所述的步骤(1)中，信号强度测量值的测量是通过对1个时隙内的符号功率进行平均来实现。
7．根据权利要求1所述的用于移动通信功率控制的信干比门限调整方法，其特征在于，所述的步骤(7)具体包括以下步骤门限调整选择器的a、b寄存器分别接收0值累加器和1值累加器输入的值，其中a寄存器的值＞1且b寄存器的值＞4为门限调整选择器设定的适当降低信干比门限值的条件，即当连续5次产生了使发射信号功率上升的TPC命令“1”，并且此时接收端的信号强度值已连续2次高于信号强度门限值时，这时门限调整选择器发生相应的动作适当降低信干比门限值；如果条件不符合，门限调整选择器不动作。
8．根据权利要求7所述的用于移动通信功率控制的信干比门限调整方法，其特征在于，所述的a、b寄存器的值的设置以及信干比门限变化值可根据具体情况设定。
9．一种用于移动通信功率控制的信干比门限调整装置，包括RAKE合并机(2)、维特比译码器(4)、循环冗余码校验器、误帧率指示器(8)、信干比门限调整器(10)、门限判决器(14)和TPC命令产生器(18)，其特征在于，还包括信号强度测量器(22)、强度比较器(24)、0值累加器(27)、1值累加器(28)和门限调整选择器(31)，所述的信号强度测量器(22)的输入端接上述RAKE合并(2)的一输出端，而其输出端依次接强度比较器(24)、0值累加器(27)、门限调整选择器(31)、上述信干比门限调整器(10)、上述门限判决器(15)、上述TPC命令产生器；所述的强度比较器的另一输入端接收信号强度门限值；所述的1值累加器(28)的输入端接上述TPC命令产生器的输出端，而其输出端接门限调整选择器(31)；所述的门限选择调整器(31)的输出端接信干比门限调整器(10)的一输入端。
10．根据权利要求9所述的用于移动通信功率控制的信干比门限调整装置，其特征在于，所述的门限调整选择器(3)内有a和b寄存器，分别接收0值累加器(27)和1值累加器(28)输入的值。
11．根据权利要求10所述的用于移动通信功率控制的信干比门限调整装置，其特征在于，其中a寄存器的值＞1且b寄存器的值＞4。
全文摘要
本发明涉及一种用于功率控制的信干比门限调整方法及装置,针对现有功率控制技术中发射信号功率及接收信号信干比值存在“陡峰”的特性,利用信号强度值和信干比测量值实现对信干比门限的调整,在信号发射功率未到峰顶时,适当降低信干比门限值,使得测量值高于信干比门限值,从而产生降低信号发射功率的TPC命令,以便有效地平滑“陡峰”。本发明能够克服现有功率控制技术中信干比门限至少必须经过1帧的时间才能调整的缺陷。
文档编号H04W24/10GK1294469SQ9912211
公开日2001年5月9日 申请日期1999年10月26日 优先权日1999年10月26日
发明者郑志彬, 范永生 申请人:深圳市华为技术有限公司