专利名称：移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法
技术领域：
本发明涉及一种移动通信技术，更确切地说是涉及第三代(3G)码分多址(CDMA)移动通信系统中的一种反向功率控制方法。
在码分多址(CDMA)移动通信系统中，所采用的是统一的频率复用工作方式，信号的多次反射会造成严重的多址干扰(MAI)。此外，所有的用户都使用同一频率(载频)、具有相同频率的用户又可能在同一时间内向基站发送消息，由于电磁传播的衰减特性，基站接收到的近距离用户的信号必然大于来自远距离用户的信号，因此远距离用户的信号很容易被近距离用户的信号屏蔽掉，该远近效应会严重影响移动通信系统的覆盖范围。因而，多址干扰与远近效应是移动通信系统必须克服的技术问题。
另一方面，为使移动通信系统的容量达到最大，理想的情况是让所有的用户，不论其距离基站远近，所发射的信号在到达基站后的强度都大致相等，功率控制机制就是为实现该效果而建立的。通常采用的功率控制方法是基于路径损耗的功率控制(简称功控)和基于通信质量的功率控制，而实际使用时则更多使用两者的结合方式。
再一方面，当前流行的CDMA2000移动通信系统是由国际电联提出的第三代移动通信标准IMT-2000中的一个标准，能支持IMT-2000要求承载的各项业务，不同的业务有不同的服务质量，而且这些业务的基带信号所占用的带宽也各不相同。然而系统的扩频带宽是相同的，采用两极扩频的方法就是为了解决这一矛盾的，以使不同业务的扩频增益不同。在理想功率控制的条件下，对于同类型的业务，基站的接收功率应该相同；对于不同类型的业务，基站接收的功率应该不同。
因而，功率控制是码分多址移动通信系统中的一项关键技术，可包括前向功率控制和反向功率控制。其中，前向功率控制用于减少对邻近小区的干扰；反向功率控制则不仅要克服远近效应，更重要的是用于减少用户间的多址干扰，以提高通信系统的容量。反向功率控制又包括内环功率控制(简称内环功控)与外环功率控制(简称外环功控)。
参见
图1，图中示意出CDMA2000方案中反向功率控制的内环功控与外环功控，其中11是移动台(MS)，12是基站(BTS)，13是基站控制器(BSC)。在CDMA2000方案中，将20ms数据帧分成16个1.25ms的功率控制段，基站12在1.25ms的时间段内，对来自任一移动台11的信号强度进行估值后，可测得该移动台11的信息比特能量Eb与干扰谱密度Io之比Eb/Io(也可表示为Eb/No)。
其内环功率控制的过程是基站12根据该Eb/Io是否低于或高于某比较标准(根据目标误帧率设定)，来确定功率控制比特取“0”或取“1”，如取“0”表示需要移动台增大发射功率，若取“1”表示需要移动台减少发射功率；然后采用插入技术，在前向链路紧接着该移动台11信号到达时间的下一个1.25ms功率控制段中，将该功率控制比特嵌入到前向业务信道中进行传输，移动台11根据该功率控制比特“0”或“1”作增加或减少发射功率的相应调整，使基站实际接收的Eb/Io能维持在一固定的水平上，因此，内环功控是发生在移动台11与基站12之间的。
其外环功率控制的过程是基站控制器(BSC)13根据当前的通信质量，即基站12测得的移动台11的误帧率(FER，通常以累计的误帧率为指标)，再依据一定的算法输出Eb/Io的改变量，对内环功控Eb/Io的所需值进行调整，以保证基站12所收到的编码语音帧或数据包的误帧率大小能被控制在一定范围内，该误帧率的典型值可设为低于3％如1％。
设置外环功率控制，是为对付多径衰落信道环境对各种传输条件所带来的影响，如当移动台11以不同速度移动时，对于其每一个误帧率FER，就需要有相应的Eb/Io所需值，即在不同的移动环境下，维持一定的Eb/Io就会导致不同的误帧率FER，这就是外环功率控制的目的。
由基站控制器(BSC)13参与外环功率控制，根据当前的通信质量(通过监测误帧率FER)，再依据一定的方法(算法)，获得Eb/Io所需值，以此作为内环功控的参照标准，从而使反向链路的误帧率FER向着目标误帧率FERTarget靠近，保证用户的通信质量能维持在一合理的范围内。
参见图2，图中示意出在一个仿真的移动通信系统模型中，其反向功率控制的内环功控与外环功控。其中20是移动衰落信道；21是移动台(MS)侧的编码器，22是移动台(MS)侧的扩频调制与成形器，23是移动台(MS)侧的发射功率控制器(TPC处理)；24是基站(BTS)侧的RAKE接收机，25是基站(BTS)侧的解码器，26是基站(BTS)侧的误码统计单元，27是基站(BTS)侧的信号/干扰比(SIR)估计单元，28是基站(BTS)侧的外环功控单元。
移动台(MS)的信息数据经过卷积编码(21)后，进行扩频调制与成形滤波(22)，然后经过移动衰落信道20传输(采用M.1225模型，移动速度为40Km/h，多用户的干扰M I用高斯白噪声来模拟)；经移动衰落信道20传输后的信息数据送入RAKE接收机24，RAKE接收机24输出的最大合并比值送入解码器25进行译码和送入信号/干扰比(SIR)估计单元27进行信号与干扰之比的估计，解码器25输出两部分数据，一部分解码数据比特送误码统计单元26，由误码统计单元26通过比较源数据与解码数据比特，获得误码率的统计结果；另一部分的误帧指示数据则送入外环功控单元28，作为计算Eb/Io的依据，而计算出的Eb/Io则是进行内环功控的依据，发射功率控制器(TPC处理)将计算出的Eb/Io与一比较标准相比(比较标准由外环功控单元28所采用的具体算法决定)，得到含有Eb/Io所需值的TPC命令，移动台侧就可根据该TPC命令来调整其发射功率。
图中虚线表示内环功控指向，点划线表示外环功控指向。
目前，外环功率控制中获得Eb/Io所需值的方法已经有多种，选择其中的三种方法说明之。
第一种方法是根据接收情况取不同的调整步长值，如连续出现坏帧时，则将由后台设置的调整步长取大一些；如果误帧率超过标准，但最近的几帧都好，则调整步长取小一些。如果实际接收的误帧率FER大于理想误帧率，并且前n帧中有连续两帧的错误，将步长调整为step1；如果实际接收的误帧率FER大于理想误帧率，只是最近一帧有错，则调整步长为step2；如果实际接收的误帧率FER大于理想误帧率，且连续接收的正确帧数超过Nf，则调整步长为step3；如果实际接收的误帧率FER小于理想误帧率，且连续接收的正确帧数超过Nf，则调整步长为step4；其它情况下则不作调整。其中step1＞step2＞step4＞step3。
第二种方法是基站将接收到的全速率帧送入一个先进先出(FIFO)的缓存器中缓存，缓存长度为320帧，然后统计出缓存中的误帧数，可以得到实际接收的误帧率，其计算公式是实际接收的误帧率(FER)＝缓存中的坏帧数/缓存长度，因此，目标误帧率下的目标坏帧数为FER_Target×缓存长度。
实际执行时，基站每接收到一帧后，由一个比较器对实际的误帧率与理想的误帧率进行比较，并以此校正调整步长，如果实际的误帧率大于理想的误帧率时则步长减1，如果两者相等则步长保持不变，如果实际的误帧率小于理想的误帧率时则步长加1。再将所得的步长送入积分器，经过75帧后积分器输出总的校正步长，根据该校正步长修改Eb/Io所需值。
第二种方法是MOTOROLA一项专利技术中的方案。
第三种方法是基站控制器(BSC)每接收到一帧数据，就对Eb/Ib所需值(目标值)进行一次更新，算法为CRC result＝NGEb/IoREF(i+1)＝Eb/IoREF(i)+EINCCRC result＝OKEb/IoREF(i+1)＝Eb/IoREF(i)-EDEC其中，EINC、EDEC与目标误帧率PER(FERTarget)的关系为FERTarget×EINC＝(1-FERTarget)×EDEC第三种方法是3GPP提案中建议的方法。
上述三种外环功率控制的计算方法中，基本都是先判断误帧率是否大于或小于目标误帧率，再据此让Eb/Io所需值按一固定步长调整，这样做的结果是会导致Eb/Io所需值超过目标误帧率所要求的Eb/Io值，从而造成内环发射功率的浪费。此外，上述三种外环功率的计算方法中，对于Eb/Io所需值的调整、调整量的确定及调整步长的确定，还都没有一个较好的模型。
本发明的目的是设计一种移动通信系统中的反向外环功率控制方法，当误帧率不等于目标误帧率时，可以精确地调整Eb/Io的所需值，减少过调量，并能对无线环境作出快速的响应。
实现本发明目的的技术方案是这样的移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于包括以下步骤计算特定用户前一误帧率与目标误帧率的差值，作为第一调整步长参量；将特定用户前一误帧率与目标误帧率的差值的差分值作为第二调整步长参量；利用第一调整步长参量和第二调整步长参量对该特定用户当前的信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)进行调整。
所述的计算特定用户的误帧率，进一步包括以下步骤设定一个误帧率统计周期N1；以m帧数据为一段，将一统计周期N1内的数据长度划分为L段；对L段内的数据帧分别用加权因子f1，f2，...，fL进行加权处理，同一段内的数据帧使用同一个加权因子；对误帧率统计周期N1内的误帧率进行统计，获得该特定用户的误帧率，N1、m、L为自然数，f1，f2，...，fL为正数。
所述的对误帧率统计周期N1内的误帧率进行统计，是每接收到一帧数据就作一次误帧率统计周期N1内的误帧率统计。
所述加权因子的权值是随移动通信环境动态调整的，所调整的是最大权值与最小权值间的差距。
所述的用加权因子进行加权处理，是在所统计的数据帧距离当前接收数据帧的时间远时取小的权值，在所统计的数据帧距离当前接收数据帧的时间近时取大的权值。
所述的利用第一调整步长参量和第二调整步长参量对该特定用户当前的信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)进行调整，包括取该特定用户前一次的信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)为基础值；将第一调整步长参量乘上第一个正参量；将第二调整步长参量乘上第二个正参量；将上述三项进行相加，其和值作为该特定用户当前的信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)。
所述的第一正参量与第二正参量是由系统仿真获得的。
所述的第二调整步长参量可表示为特定用户前一误帧率与其再前一次误帧率的差值。
所述的误帧率统计是由帧选择器对反向信道接收的数据帧质量进行统计；所述的外环功率控制是由系统的基站控制器(BSC)根据统计出的误帧率进行的。
所述的利用第一调整步长参量和第二调整步长参量对该特定用户当前的信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)进行调整，还包括以下步骤每接收到特定用户的一帧数据，计算一次误帧率；计算该误帧率与目标误帧率的差值，将该差值与前一次计算的差值在第一累加器中相加并暂存记录为第一调整步长参量；计算该误帧率与目标误帧率的差值的差分值，将该差分值与前一次计算的差分值在第二累加器中相加并暂存记录为第二调整步长参量；重复执行上述步骤共N2次，将第一累加器中暂存的第一调整步长参量作为所述的第一调整步长参量，将第二累加器中暂存的第二调整步长参量作为所述的第二调整步长参量，再对该特定用户当前的信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)进行调整。
所述的对第一调整步长参量及第二调整步长参量进行N2次累加，包括设置一初值为零、计数最大值为N2的计数器；每进行一次第一调整步长参量及第二调整步长参量的累加，就同时将计数器加1，直至计数器计到N2时结束重复执行的步骤和将计数器置零，N2为自然数。
实现本发明目的的技术方案还可以是这样的移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于包括以下步骤A.在设定的误帧率统计周期N1内计算所接收的特定用户的每一帧数据的误帧率，第n帧数据的误帧率记为FER(n)；B.将计算得到的误帧率FER与目标误帧率FERTarget的差值作为调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)的第一调整步长参量，第n次的第一调整步长参量记为F(n)＝FER(n)-FERTarget；C.将计算得到的误帧率FER与目标误帧率FERTarget的差值的差分值作为调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)的第二调整步长参量，第n次的第二调整步长参量记为ΔF(n)＝FER(n)-FER(n-1)；D.按第n次的调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)与第n次的第一调整步长参量、第n次的第二调整步长参量的和的关系来调整第n+1次的调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)，记为Eb/Io(n+1)＝Eb/Io(n)+F(n)Kp+ΔF(n)Kd，Kp、Kd是由系统仿真获得的正参量。
所述的步骤A中，还包括在设定的误帧率统计周期N1内，以m帧数据为一段，将一统计周期N1内的数据长度划分为L段；对L段内的数据帧分别用加权因子f1，f2，...，fL进行加权处理，同一段内的数据帧使用同一个加权因子；对误帧率统计周期N1内的误帧率进行统计，获得该特定用户的误帧率，N1、m、L为自然数，f1，f2，...，fL为正数。
实现本发明目的的技术方案还可以是移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于包括以下步骤A.计算所接收的特定用户的每一帧数据的误帧率，第n帧数据的误帧率记为FER(n)；B.将计算得到的误帧率FER与目标误帧率FERTarget的差值暂时作为调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)的第一调整步长参量，第n次的第一调整步长参量记为F(n)＝FER(n)-FERTarget；C.将计算得到的误帧率FER与目标误帧率FERTarget的差值的差分值暂时作为调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)的第二调整步长参量，第n次的第二调整步长参量记为ΔF(n)＝FER(n)-FER(n-1)；D.重复执行步骤A至C，共执行N2次，对步骤B、C中N2次的第一调整步长参量及第二调整步长参量分别在第一累加器与第二累加器中累加；E.按第n次的调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)与第n次的第一调整步长参量、第n次的第二调整步长参量的和的关系来调整第n+1次的调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)，记为Eb/Io(n+1)＝Eb/Io(n)+F(n)Kp+ΔF(n)Kd，Kp、Kd是由系统仿真获得的正参量，第n次的第一调整步长参量与第n次的第二调整步长参量分别为经N2次累加后第一累加器与第二累加器中的累加结果。
所述的步骤D中，还包括设置一初值为零，最大计数值为N2的计数器，每重复执行一次步骤A至步骤C，就在执行步骤D的同时对计数器加1直至N2，并在执行步骤E的同时将计数器置零。
本发明的移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，是一种自适应的外环功率控制方法，在误帧率不等于目标误帧率时，精确地调整Eb/Io的所需值，即利用用户第n次的误帧率和以其第n次的Eb/Io所需值，来调整该用户第n+1次的Eb/Io所需值(体现出分布式算法的基本思想)，可减少过调量，并能对无线环境作出快速的响应，且方法简单、容易实现(本发明所涉及的误帧率为一正数)。
本发明的反向外环功率控制方法，用于在外环功率控制中对反向链路的功率控制进行慢速调整，由基站控制器(BSC)通过监控误帧率获知当前的通信质量(误帧率)，基站控制器根据统计出的误帧率进行外环功率控制，再根据本发明提供的算法，获得Eb/Io的所需值，为内环功率控制提供参照标准，从而使反向链路的误帧率向目标误帧率靠近，保证用户的通信质量能维持在一定的范围内。
本发明的外环功率控制是以一个或若干个帧的长度为周期，并以反映用户通信质量指标的累计的误帧率FER为依据，提供对反向链路功率控制的慢速调整。
本发明的方法综合考虑了两种调整步长参量(也可称变量)将误帧率与目标误帧率的差值作为其中的一个调整步长参量，可以提高调整精度，明确调整的依据；考虑到环境的作用，为避免发生外环的功率控制一直处于动态调整的过程中，又将误帧率与目标误帧率的差值的差分作为另一个调整步长参量，由于它反映了差值的变化率，故可以有效减小超调量，增加系统的稳定性。
根据本发明的调整算式，可以证明如果系统收敛，它将收敛到唯一的一个平衡点上，即目标误帧率上。
本发明算法中对误帧率的加权处理，增强了该算法的实时响应能力。
本发明提供的方法为Eb/Io的所需值与误帧率、目标误帧率之间建立起明确关系，首次在反向功率控制的技术领域内显化了调整步长与误帧率、目标误帧率间的关系，而不是如传统技术方案中的盲目调节；方法中对误帧率的加权处理，增强了实时响应能力。
下面结合实施例及附图进一步说明本发明的技术方案。
图1是CDMA2000方案中反向功率控制的内环功控与外环功控过程示意图。
图2是一个仿真移动通信系统模型中反向功率控制的内环功控与外环功控示意图。
图3是本发明反向功控的外环功率控制方法流程框4是本发明反向功控的外环功率控制方法的一种实施方法的流程框图。
图1、图2说明前已述及，不再赘述。
参见图3，图中示出本发明反向功控的一种外环功率控制方法流程，是由帧选择器对反向信道的数据帧质量进行统计，再由基站控制器(BSC)根据统计出的误帧率进行外环功率控制。
步骤31，计算误帧率(FER)通过后台先设定一个误帧率统计周期(长度)N1，再对该周期N1内所接收数据的误帧率进行统计。在对误帧率进行统计的时候，以m帧为一段对统计周期(长度)N1进行划分，如划分为L段，为了反映每段中各数据帧在接收时间上的先后性，本发明还对误帧率进行加权处理，即用加权因子f1，f2，...，fL分别对L段数据帧进行加权处理，以获得实际接收的误帧率。每一段内的数据帧的加权因子相同，按帧出现的时间先后取不同的权值，如，在所统计的数据帧距离当前接收数据帧的时间近时取大的权值，在所统计的数据帧距离当前接收数据帧的时间远时取小的权值。该权值应根据实际的无线环境作动态调整，无线环境越复杂，则最大权值与最小权值间的差距就越大，而在无线环境比较简单时，其最大权值与最小权值间的差距就可小一些。对接收到的每一帧数据都要进行如上的加权处理，所获得的实际接收误帧率用于与目标误帧率进行比较。
步骤32，计算实际接收的误帧率FER与目标误帧率FETarget间的差值F1，即第一调整步长参量F1，F1＝FER-FETarget，该差值F1(第一调整步长参量)需每帧计算一次。
步骤33，计算实际接收的误帧率FER与目标误帧率FERTarget间的差值F1的差分F2。步骤32、33综合考虑了两种调整步长参量F1、F2，将实际接收的误帧率与目标误帧率的差值F1作为其中一个调整步长参量，可以提高调整精度，明确调整的依据；而由于环境的作用，外环功率控制可能会一直处于动态调整的过程中，因此再将实际接收的误帧率与目标误帧率的差值的差分F2作为第二个调整步长参量，因F2能反映出F1的变化率，故可有效减小超调量，增加系统的稳定性。
步骤34，按差值F1、差值F1的差分F2计算Eb/Io的所需值。对于某一移动台用户来说，其第n+1次的Eb/Io所需值Eb/Io(n+1)是以其第n次的Eb/Io所需值Eb/Io(n)为基础，再结合该用户第n次的差值F(n)及第n次的差值F(n)的差分ΔF(n)来进行调整的，其算式可表示为Eb/Io(n+1)＝Eb/Io(n)+F(n)Kp+ΔF(n)Kd式中，F(n)是该用户第n次实际接收的误帧率FER(n)与目标误帧率FERTarget间的差值，表示为F(n)＝FER(n)-FERTarget；ΔF(n)是该用户第n次实际接收的误帧率FER(n)与目标误帧率FERTarget间的差值的差分值，表示为ΔF(n)＝F(n)-F(n-1)＝FER(n)-FERTarget-FER(n-1)+FERTarget＝FER(n)-FER(n-1)即为该用户第n次实际接收的误帧率FER(n)与该用户第n-1次实际接收的误帧率FER(n-1)的差值；当FER(n)＜FERTarget，F(n)＜0，则Eb/Io(n+1)＜Eb/Io(n)，Kp＞0；当FER(n)＞FERTarget，F(n)＞0，则Eb/Io(n+1)＞Eb/Io(n)，Kp＞0；当FER(n)＜FERTarget，F(n)＜0，ΔF(n)＜0，则Eb/Io(n+1)＜Eb/Io(n)，Kd＞0；当FER(n)＞FERTarget，F(n)＞0，ΔF(n)＞0，则Eb/Io(n+1)＞Eb/Io(n)，Kd＞0；所以Kp、Kd为正参量，其值可由仿真获得。
本发明步骤34的算法在Eb/Io的所需值(或称设定值或门限值)与实际接收的误帧率FER，目标误帧率FERTarget之间建立起明确的关系式，使两种调整步长参量与误帧率之间的关系明显化、具体化。
步骤35，结束。
通过步骤31至34的不断迭代的过程，就可将每一特定用户的误帧率逐渐收敛到唯一的一个平衡点上(FER*)，即目标误帧率FERTarget上。
根据步骤34的调整式，可以证明系统采用本发明的方法后可收敛，并收敛到该平衡点上FER*。
证明分三部分如果FER(n)＝FERtarget，F(n)＝0，ΔF(n)＝0，那么(Eb/Io)(n+1)＝(Eb/Io)(n)，系统稳定，因此FER*＝FERtarget是系统的一个平衡点；如果FER(n)≠FERtarget，F(n)≠0，ΔF(n)≠0，那么(Eb/Io)(n+1)≠(Eb/Io)(n)，系统没有平衡点，因此FER*＝FERtarget是系统唯一的一个平衡点；系统只有一个平衡点，如果算法收敛，{FER(n+1)}1一定收敛到FERtarget。
本发明对Eb/Io所需值(设定值或门限值)的调整步长参量，不仅包括误帧率与目标误帧率间的差值信号，而且还包括该差值信号的变化率信号。因为如果只考虑差值F(n)Kp，系统固然能够根据误差的特性发挥消除误差的作用，但是这种作用显得不够灵活和及时，因为在FER(n)＞FERTarget时，F(n)Kp总是正的，即总在产生使(Eb/Io)(n+1)增大的作用。那么在FER(n)＝FERTarget时，即在n时刻，虽然F(n)Kp＝0，但在第n+1次对Eb/Io的调整不可能立即停止，而是继续增大，从而形成超调或振荡。本发明通过再设置差值信号的变化率ΔF(n)Kd，使对(n+1)次的Eb/Io的调整可从时间上提前，当在某一时刻n，Eb/Io的增量为零，在从n到n+1的时间段里，增量为负，就可抑制(Eb/Io)(n+1)的增大，因此有了ΔF(n)Kd的作用可以减小超调量，增加系统的稳定性。因此通过综合调节Kp，Kd可以得到比较理想的系统性能。
上述外环功率控制方法中，每接收一帧数据就计算一次误帧率，将误帧率与目标误帧率的差值以及该差值的差分作为调整步长参量，再按步骤34的算法调整Eb/Io的所需值(也可称作设定值或门限值)，是一种每接收一帧数据就调整一次Eb/Io所需值的方案，使任一特定用户的误帧率很快接近目标误帧率。
参见图4，是本发明方法的另一实施例流程，其步骤40、41与附图3所示步骤31、32相同，每接收到一帧数据计算一次误帧率(FER)，和计算实际接收的误帧率(FER)与目标误帧率FERTarget间的差值F1。
步骤42至46，由于需要考虑外环功率调整中的调整周期，如N2，从而设置了一个初值为零、最大计数值为N2的计数器与第一、第二两个累加器。
在外环功率控制中，每接收到一特定用户的一帧数据，就按前述算法统计一次调整步长参量，但并不立即对Eb/Io的所需值进行调整，只是将计数器加1。统计一次调整步长参量的过程是连续执行以下步骤计算某特定用户的误帧率FER(步骤40)；计算该误帧率与目标误帧率的差值F1F1＝FER-FERTarget(步骤41)；用第一累加器累加该差值F1，F＝F+F1(步骤42)；计算第一累加器累加的差值F的差分F2(步骤43)；用第二累加器累加该差值F的差分F2(步骤43)FF＝FF+F2(步骤44)；将计数器加1(步骤45)。
当再接收到该特定用户的一帧数据时，重复执行步骤40至45，调整步长参量累加，计数器加1，直至计数器计到N2时停止上述步骤，而执行步骤47至49。
步骤47与图3中的步骤34相同，只是步骤34式中的差值F1及差值的差分值F2分别改为步骤47式中的差值累加值F及差值差分值的累加值FF。
即当计数器计到N2时，才将累加的调整步长作为总的调整步长参量，再按本发明的算法，计算出Eb/Io的所需值，来调整Eb/Io，也即是每接收N2帧数据调整一次Eb/Io所需值的方案。
步骤48、49，与图3所示步骤35相同，只是在按本发明的算式对Eb/Io所需值进行调整的同时，必须将计数器置为0。
在接收某一特定用户的数据，当误帧率不等于目标误帧率时，采用本发明的方法，可以精确的调整Eb/Io的所需值，减少过调量，并能对无线环境作出快速的响应。而且方法简单，容易实现。
本发明方法经在图2所示的系统仿真模型上实验使用，获得了预期的发明效果。按本发明的算法进行Eb/Io的调整，并作为内环功率控制的依据。调整后的Eb/Io与一比较标准相比，获得TPC命令，发射台根据该TPC命令调整发射功率。所述的比较标准是由外环功率控制算法决定的。
若将本发明的方法应用于CDMA2000系统中，利用其已有的软硬件，是不难实现的。
权利要求
1.移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于包括以下步骤计算特定用户前一误帧率与目标误帧率的差值，作为第一调整步长参量；将特定用户前一误帧率与目标误帧率的差值的差分值作为第二调整步长参量；利用第一调整步长参量和第二调整步长参量对该特定用户当前的信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)进行调整。
2.根据权利要求1所述的移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于所述的计算特定用户的误帧率，进一步包括以下步骤设定一个误帧率统计周期N1；以m帧数据为一段，将一统计周期N1内的数据长度划分为L段；对L段内的数据帧分别用加权因子f1，f2，...，fL进行加权处理，同一段内的数据帧使用同一个加权因子；对误帧率统计周期N1内的误帧率进行统计，获得该特定用户的误帧率，N1、m、L为自然数，f1，f2，...，fL为正数。
3.根据权利要求2所述的移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于所述的对误帧率统计周期N1内的误帧率进行统计，是每接收到一帧数据就作一次误帧率统计周期N1内的误帧率统计。
4.根据权利要求2所述的移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于所述加权因子的权值是随移动通信环境动态调整的，所调整的是最大权值与最小权值间的差距。
5.根据权利要求2所述的移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于所述的用加权因子进行加权处理，是在所统计的数据帧距离当前接收数据帧的时间远时取小的权值，在所统计的数据帧距离当前接收数据帧的时间近时取大的权值。
6.根据权利要求1所述的移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于所述的利用第一调整步长参量和第二调整步长参量对该特定用户当前的信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)进行调整，包括取该特定用户前一次的信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)为基础值；将第一调整步长参量乘上第一个正参量；将第二调整步长参量乘上第二个正参量；将上述三项进行相加，其和值作为该特定用户当前的信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)。
7.根据权利要求6所述的移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于所述的第一正参量与第二正参量是由系统仿真获得的。
8.根据权利要求1或6所述的移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于所述的第二调整步长参量可表示为特定用户前一误帧率与其再前一次误帧率的差值。
9.根据权利要求1所述的移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于所述的误帧率统计是由帧选择器对反向信道接收的数据帧质量进行统计；所述的外环功率控制是由系统的基站控制器(BSC)根据统计出的误帧率进行的。
10.根据权利要求1所述的移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于所述的利用第一调整步长参量和第二调整步长参量对该特定用户当前的信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)进行调整，还包括以下步骤每接收到特定用户的一帧数据，计算一次误帧率；计算该误帧率与目标误帧率的差值，将该差值与前一次计算的差值在第一累加器中相加并暂存记录为第一调整步长参量；计算该误帧率与目标误帧率的差值的差分值，将该差分值与前一次计算的差分值在第二累加器中相加并暂存记录为第二调整步长参量；重复执行上述步骤共N2次，将第一累加器中暂存的第一调整步长参量作为所述的第一调整步长参量，将第二累加器中暂存的第二调整步长参量作为所述的第二调整步长参量，再对该特定用户当前的信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)进行调整。
11.根据权利要求10所述的移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于所述的对第一调整步长参量及第二调整步长参量进行N2次累加，包括设置一初值为零、计数最大值为N2的计数器，每进行一次第一调整步长参量及第二调整步长参量的累加，就同时将计数器加1，直至计数器计到N2时结束重复执行的步骤和将计数器置零，N2为自然数。
12.移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于包括以下步骤A.在设定的误帧率统计周期N1内计算所接收的特定用户的每一帧数据的误帧率，第n帧数据的误帧率记为FER(n)；B.将计算得到的误帧率FER与目标误帧率FERTarget的差值作为调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)的第一调整步长参量，第n次的第一调整步长参量记为F(n)＝FER(n)-FERTarget；C.将计算得到的误帧率FER与目标误帧率FERTarget的差值的差分值作为调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)的第二调整步长参量，第n次的第二调整步长参量记为ΔF(n)＝FER(n)-FER(n-1)；D.按第n次的调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)与第n次的第一调整步长参量、第n次的第二调整步长参量的和的关系来调整第n+1次的调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)，记为Eb/Io(n+1)＝Eb/Io(n)+F(n)Kp+ΔF(n)Kd，Kp、Kd是由系统仿真获得的正参量。
13.根据权利要求12所述的一种反向外环功率控制方法，其特征在于所述的步骤A中，还包括在设定的误帧率统计周期N1内，以m帧数据为一段，将一统计周期N1内的数据长度划分为L段；对L段内的数据帧分别用加权因子f1，f2，...，fL进行加权处理，同一段内的数据帧使用同一个加权因子；对误帧率统计周期N1内的误帧率进行统计，获得该特定用户的误帧率，N1、m、L为自然数，f1，f2，...，fL为正数。
14.移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于包括以下步骤A.计算所接收的特定用户的每一帧数据的误帧率，第n帧数据的误帧率记为FER(n)；B.将计算得到的误帧率FER与目标误帧率FERTarget的差值暂时作为调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)的第一调整步长参量，第n次的第一调整步长参量记为F(n)＝FER(n)-FERTarget；C.将计算得到的误帧率FER与目标误帧率FERTarget的差值的差分值暂时作为调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)的第二调整步长参量，第n次的第二调整步长参量记为ΔF(n)＝FER(n)-FER(n-1)；D.重复执行步骤A至C，共执行N2次，对步骤B、C中N2次的第一调整步长参量及第二调整步长参量分别在第一累加器与第二累加器中累加；E.按第n次的调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)与第n次的第一调整步长参量、第n次的第二调整步长参量的和的关系来调整第n+1次的调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io)，记为Eb/Io(n+1)＝Eb/Io(n)+F(n)Kp+ΔF(n)Kd，Kp、Kd是由系统仿真获得的正参量，第n次的第一调整步长参量与第n次的第二调整步长参量分别为经N2次累加后第一累加器与第二累加器中的累加结果。
15.根据权利要求14所述的移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法，其特征在于所述的步骤D中，还包括设置一初值为零，最大计数值为N2的计数器，每重复执行一次步骤A至步骤C，就在执行步骤D的同时对计数器加1直至N2，并在执行步骤E的同时将计数器置零。
全文摘要
本发明涉及移动通信系统中的一种反向外环功率控制方法,可根据当前误帧率(FER)灵活调整信息比特能量/干扰谱密度(Eb/Io),使当前误帧率维持在目标误帧率上。计算特定用户前一误帧率与目标误帧率的差值F(n),作为第一调整步长参量;将该差值的差分值ΔF(n)作为第二调整步长参量;利用第一、第二调整步长参量对该特定用户当前的Eb/Io进行调整。其算式可表示为:Eb/Io(n+1)=Eb/Io(n)+F(n)Kp+ΔF(n)Kd,Kp、Kd是由系统仿真获得的正参量。
文档编号H04J13/00GK1357985SQ0012821
公开日2002年7月10日 申请日期2000年12月12日 优先权日2000年12月12日
发明者吕玲, 孙波, 吴勇, 嵇家刚, 陈巍 申请人:华为技术有限公司