[发明专利]改进码分多址中的信道自适应快速功率控制

说明书

本发明的领域是数字无线电通信。更精确地说，本发明涉及正如在独立的权利要求中所述的信道自适应功率控制的方法，涉及所述的一个CDMA收发信装置和一个数字CDMA无线电通信系统。

功率控制方法应用于调整一个基站中的一个发射机的发射功率，或用于在一个移动站中，分别地根据这个移动站通过无线电信道与移动站的对方通信收到的信息，分别地调整移动站中的一个发射机的发射功率。

在CDMA系统中，所有的信道源都同时地分配给所有的用户。一方面，必须适当地补偿“近-远端(Near-Far)”效应，使所有与这个基站通信的移动站，不论它们到基站的距离如何，它们对于在这个基站收到的总的信号有几乎同样的贡献。另一方面，这个移动无线电信道有一个宽带动态频段。这些特性直接和移动用户的性质有关，并且通常受到无线电链路的多普勒(Doppler)衰落效应和瑞利(Rayleigh)衰落效应的影响。曾经采用一些相应的措施，以避免相对于干扰来说由于信号已经被过分的衰减造成的连接退化或损耗。

在这种条件下，需要一个快速而准确的功率控制，以保证向用户提供适当水平的传输质量。同时功率控制使系统中的通信密度的水平达到最大。对于上行链路，如果基站对每个连接的移动站测量出的信号-干扰比率(SIR)尽可能接近以目标的信号-干扰比率(SIR_target)，就能够做到这样。

在已有的技术中，在例如“CDMA-Principles of Spread SpectrumCommunication(CDMA-扩展频谱通信原理)”Andrew J.Viterbi1998，Addison-Wesley，182-183页，用一个开环或闭环功率控制方案实现上行链路的功率控制。

在这个开环控制方案中，一个移动站跟踪这个基站在接收和发射业务量时发送的一个导频信号。这个导频信号的功率水平与SIR_target值有关并且是这个移站已知的。于是下行链路路径损失就可以随时估计出来。假定在物理上，信道是完全对称的，这个下行路径损失也就是上行路径损失，并且这个移动站可以随时得出它必需使用的恰当的发射功率。

一个闭环功率控制考虑传输损失的动态部分是不对称的，因为瑞利(Rayleigh)衰落受载频的影响很大，它可能在这两个方向上有很大的差别。在这种情况，发射的功率是根据在接收方的基站或移动站周期地测量来确定。这些测量可以估计被接收信号的SIR。在UMTS W-CDMA，ETSI XX.03，1.0.0版(Dec.1998)，适用于上行链路的Section 5.2.1(Page 6)，适用于下行链路的Section 5.3.1(Page 9)，其中规定每0.625ms时隙做一次SIR取样。这个接收站把估计出的SIR与SIR_target比较然后根据一个算法产生一个发射功率控制(TPC)命令指出对方的站应当把它现在的功率提高或降低的程度。这个TPC命令通过一个信令信道传送回对方的站。这个对方的站按照TPC命令指出的方法改变它的发送功率。按照UMTS W-CDMA的规定，TPC命令的产生也是每0.625ms时隙做一次。

在已有的技术中，用一个所谓“乒乓(bang-bang)”算法产生TPC命令。这是在UMTS W-CDMA，ETSI XX.07，1.0.0版(Dec.1998)，适用于上行链路的Section 4.1.1(Page 5)，适用于下行链路的Section 4.2.1(Page 6)，中规定的。在每个取样实刻，简单地把估计出的SIR与SIR_target比较，并且产生一个二进制值，如果SIR_target-SIRestimated(SIR目标-SIR估计)差的符号是正的，这个值等于“向上(up)”，如果这个差的符号是负的，这个值等于“降”。改变这个发射功率的方法是量化的：固定一个发射功率阶值(TPS)。在接收到这个TPC消息后，这个移动站把值“向下”转换成指示“把发射功率减少TPS dB(分贝)”和把值“向上”转换成指示“把发射功率增加TPS dB”。