专利名称：在码分多址移动通信系统中控制基站发射功率的方法
技术领域：
本发明涉及到基于码分多址(以后简写为CDMA)的移动通信系统中控制一个基站发射功率的方法和设备。
在一个CDMA系统中，传输是由在正常信息调制后采用高速传输率的扩频编码进行扩频调制来实现的。在接收方，正常的解调制是通过用与解扩频发射方同样的扩频编码调制在恢复原始信息带宽后来实现的。一个对于每个使用者的正交扩频编码序列的排列允许多用户在同一频带同时通信。
在一个采用CDMA的蜂窝移动通信系统中，一组移动台分享同一频带。在从基站到移动台的通信中，期望的波形信号分量和包含在信号内的干扰信号分量经过相同的传播路径从同一基站全部到达移动台。例如，当一个呼叫移动台A和一个呼叫移动台B是同时由同一个基站发出时，移动台A接收到所期望呼叫它的波形信号SA同时接收到给移动台B的作为干扰波形信号SB的发送信号。然而，这些接收的信号分量SA和SB有同样的振幅特性，因为它们都是经过同一个从基站到移动台A的传输路径接收的，结果，在移动台的信号与干扰功率比(所需波形接收功率与干扰波形接收功率的比，后面简称“SIR”)不管移动台处于何处都是固定的常数。
然而，当移动台从一个特定的基站X接收一个所需波形信号以及从另一个基站Y接收一个干扰波形信号时，从基站X发送来的信号分量与从基站Y发送来的信号分量经过不同的传播路径到达移动台。因此，这些信号分量的振幅特性也是不同的，所以位于蜂窝边界的移动台是大大地受来自另一个基站干扰波形信号的影响。
在这些情况下，对位于蜂窝边界的移动台通话质量的降低可以在基准功率上通过提高基站的发射功率来避免。类似地，对位于许多强信号多路可达到地点的移动台通话质量的降低还可以在基准功率上通过增加基站发射功率来避免。另一方面，基站发射功率必须减少到低于其它已有较好通话质量的移动台的基准发射功率，因为被其他正在与基站通信的移动台接收的干扰波形功率必须减少。这些对基站发射功率控制的要求是为了在一个服务区内获得一致的通话质量。
一个根据已有技术用于控制发射功率的方法例子公开在1991年IEEEVCT(57-62页)，由A.萨尔梅斯(Salmasi)K.S.基尔郝森(Gilhousen)发表的论文“应用到数字蜂窝和个人通信系统网络的码分多址(CDMA)方面的系统设计”(On the System Design Aspects of Code DivisionMultiple Access Applied to Digital Cellular and Personal CommunicationNetworks)
图1显示了一个上述论文中描述的用来控制基站发射功率的设备示意图。这个设备包括一台发射机、一台接收机、和天线分支滤波器108。该发射机由对通信信道1-N来讲的N个通信信道发射机101、导频信道发射机102、发射功率确定单元106、以及放大器107组成。
发射到移动台113的信号(前向发射信号)当该信号是语音信号时被输入到通信信道发射机101，而当该信号是导频信号时被输入到导频信道发射机102。在执行信息调制和频率变换到射频频率带宽后，每个各自的信道发射机101和102对应于目标移动台采用扩频编码扩频调制该频率变换的信号，并且输出这个结果。这个由附加所有信道的输出信号而产生的信号然后输出到放大器107。由放大器107放大的信号然后通过天线分支滤波器108发送到移动台113。通信信道发射机101基于来自发射功率确定单元106(将在下面描述)报告的信息设置通信发射功率。
接收机由放大器109、对通信信道1-N来讲的N个通信信道接收机110、导频信道接收机111、以及质量判定单元112组成。
放大器109放大通过天线和天线分支滤波器接收来自移动台113的扩频调制射频信号。通信信道接收机110和导频信道接收机111首先对由放大器109放大的射频信号进行解调扩频调制并且提取一个射频频带信号，然后变换该射频频率信号到基带信号，通过解调产生一个模拟信号并输出结果。此外，通信信道接收机110解码附加到接收来自移动台113的射频信号的每个解码质量信息(信息表示从基站传输到移动台113的信号质量，即在移动台113测量的SIR)，并且输出到质量判定单元112。质量判定单元112根据此质量信息鉴别从基站传输到移动台113的信号质量并且通知发射功率确定单元106。发射功率确定单元106根据质量判定单元112报告的质量为移动台设置通信信道发射功率并且将每一个发射机设置到这个发射功率。
在一个依据这种结构的用来控制基站发射功率的设备中，一个基站的发射功率是基于移动台测量的SIR来控制的。当移动台测量的SIR低于一个参考值时，一个要增加发射功率的请求信号发送到基站。当所测量的SIR大于参考值时，一个要减少发射功率的请求信号发送到基站。基站接收到这些请求信号并且由一个规定的控制步进功率或者增加或者减少发射功率，一个较小的值如0.5dB被作为控制步进功率。控制被限制在一定的范围，例如相对参考功率的±6dB。
在该基站的总发射功率增加并达到一个上述已有技术控制基站发射功率的设备中的预定最大发射功率情况下，尽管来自移动台请求要增加发射功率的信号已发送，基站也不能根据移动台的要求增加功率，因为总发射功率将超出最大发射功率。在发射功率不足的这样一种情况下，存在一个基站的发射信号波形被破坏的问题，因此，妨碍移动台信号正常解调并且引起通话质量的下降。这些基站发射功率不足的情况趋向于发生在例如具有增加通信量的基站。
本发明的一个目的就是提供一个CDMA蜂窝系统中控制基站的发射功率的方法和设备，其能够在那些总基站发射功率增加而该基站不能发射移动台所需发射功率的情况下减少前向通话质量的降低。
要达到上面期望的目标，在根据本发明的一个CDMA通信系统控制基站发射功率的方法中，从一组通信信道选取的一发射功率控制目标信道i的所需发射功率Pa(i)被算出。这个期望的发射功率Pa(i)然后加到现行设置为通信信道j的发射功率Ptx(j)，它们是与这个发射功率控制目标信道i不同的通信信道，并且这个和被作为总基站发射功率Ptotal。
总基站发射功率Ptotal然后与一个预定的最大总基站发射功率Pmax比较，并且当总基站发射功率Ptotal比最大总基站发射功率Pmax大时，总基站发射功率Ptotal被最大总基站发射功率Pmax除来计算不足发射功率的比值而找出一个功率减少比率Dt。
用通过功率减少比率Dt来降低期望的发射功率Pa(i)所获得的值作为发射功率控制目标信道i的新的发射功率，并且通过采用功率减少比率Dt降低现行设置为每个现行通信信道j的每个发射功率Ptx(j)所获得的值作为每个通信信道j的新的发射功率。
本发明允许总基站发射功率Ptotal通过用这个功率减少比率Dt减少每个通信信道j的发射功率而被控制以便不超过最大总发射功率Pmax。
此外，在本发明的一个CDMA移动通信系统中，控制基站发射功率的另一种方法中，一信道从一组常规间隔的通信信道中被选为发射功率控制目标信道i；并且，在发射功率控制过程中更新每个通信信道发射功率的设置以致该发射功率控制目标信道i满足一规定的通话质量，用在先前处理过程中总发射功率的功率减少率存储为预先减少率Dt-1。
对于通信信道j而不是发射功率控制目标信道i，通过将现行设置给每个通信信道的发射功率Ptx(j)作为先前发射功率控制过程的结果乘上先前减少率Dt-1获得的值作为这些通信信道j的先前发射功率输出。
对于该发射功率控制目标信道i，当由先前减少率Dt-1的一个规定函数乘以所需发射功率获得值等于或小于每个信道特定最大发射功率Pmax-1ch时，这功率就是该信道i的暂时发射功率；当由先前减少率Dt-1的一个规定函数乘以所需发射功率获得值大于每个信道特定最大发射功率Pmax-1ch时，一个将每个信道特定最大发射功率Pmax-1ch用规定函数除所获得的值就是该信道i的暂时发射功率。
然后通过加上每个信道暂时的发射功率来计算总基站发射功率Ptotal，而功率减少比率Dt(它是基站总发射功率减少的比例)通过用特定最大发射功率Ptotal除以总基站发射功率Pmax来计算。
当总基站发射功率Ptotal比最大总发射功率Pmax大时，每个信道暂时的发射功率被功率减少比率Dt除，并且这个除过的发射功率设置为每个通信信道的新的发射功率。当总基站发射功率Ptotal等于或小于最大总发射功率Pmax时，每个暂时的发射功率被先前的功率减少比率Dt-1除，并且这个除过的发射功率设置为每个通信信道新的发射功率。
在本发明的控制基站发射功率的方法中，已经由先前发射功率控制过程减少的每个各自通信信道的发射功率通过对发射功率在控制目标信道i用先前的功率减少比率Dt-1的规定函数来乘并且对通信信道j用先前的功率减少比率Dt-1来乘之前返回到减少前的发射功率；然后这些发射功率形成暂时的发射功率；且这些暂时的发射功率用于实现发射功率的控制。
从而，当总基站发射功率Ptotal不再超过最大总发射功率Pmax时，通过控制从而使每个通信信道的发射功率返回到它的原始值。
此外，根据本发明的一个CDMA移动通信系统中控制基站发射功率的另一种方法，先前的功率减少比率Dt-1的规定函数是一个通过先前的功率减少比率Dt-1自乘α幂的函数。
在根据本发明的一个CDMA移动通信系统中控制基站发射功率的另一种方法中，计算出从一组通信信道中选择的发射功率控制目标信道i的所需发射功率Pa(i)被计算。
然后通过所需发射功率Pa(i)加上现行设置给通信信道j的发射功率Ptx(j)计算总基站发射功率Ptotal，这些通信信道j不是发射功率控制目标信道i。
然后功率变换率Ct是一个通过用总基站发射功率Ptotal除以最大总发射功率Pmax而得出。
采用功率转换率Ct来变换所需的发射功率Pa(i)获得的值作为发射功率控制目标信道i的新的发射功率，并且用功率转换率Ct来变换现行设置为每个现行通信信道j的每个发射功率Ptx(j)获得的值作为每个通信信道j的新的发射功率。
在本发明控制基站发射功率的该方法中，总基站发射功率Ptotal的值总是等于用功率变换率乘设置发射功率得到的最大总发射功率Pmax。
从而，来自基站的干扰量不再取决于传输量，因为总基站发射功率Ptotal总是常数，所以简化了基站设备的设计。
如上所述，当每个信道的所需发射功率被发射时，本发明具有避免基站的总发射功率超过利用总发射功率计算的最大发射功率的作用，并且具有当该总发射功率等于或大于基站的最大总发射功率时然后减少发射功率的作用。
本发明上述的和其它目的，特点，以及优点将参照附图结合本发明实施例进行描述。
图1为一个根据已有技术用于控制一个基站发射功率的设备结构方框图；图2为根据本发明第一实施例用于控制一个基站发射功率的设备结构方框图；图3为一个图解图2中用于控制一个基站发射功率的设备的工作流程图；图4为用于描述控制图2中一个基站的发射功率的设备工作的系统结构图；图5为根据本发明第二实施例的用于控制一个基站发射功率的设备结构方框图；图6为图解图5中用于控制一个基站发射功率的设备的工作流程图；图7为根据本发明第三实施例用于控制一个基站的发射功率的设备结构方框图；图8为图解图7中用于控制一个基站发射功率的设备的工作流程图；第一实施例首先描述的是参照附图根据本发明的第一实施例提出的关于一个CDMA移动通信系统中控制基站发射功率的一种方法。与图1中所示等效的组成元件用同样的参考编号表示。
这个实施例的发射功率控制器件包括一个发射机、一个接收机、和天线分支滤波器108。
发射机包括一组通信信道发射机101、导频信道发射机102、总发射功率计算器103、比较器104、减少比率计算器105、发射功率确定单元106、以及放大器107。接收机包括放大器109、一组通信信道接收机110、导频信道接收机111、以及质量判定单元112。该发射机和接收机经由天线分支滤波器108和天线能够与一组移动台113通信。
在本实施例的用于控制基站发射功率的设备与图1中已有技术用于控制基站发射功率的设备之间的不同点是具有总发射功率计算器103、比较器104、和减少比率计算器105等的结构，以及由发射功率确定单元106根据质量判定单元112的判定结果和减少比率计算器105的输出来确定通信信道发射功率。
总发射功率计算器103计算通信信道1-N的总发射功率。比较器104比较总发射功率计算器103计算的总发射功率与一个预先规定的值来确定基站发射功率是否足够(是否总发射功率大于预先规定的值)。如果在比较器104确定为基站发射功率不够，减少比率计算器105就计算减少比率，减少比率是发射功率被减少的比例。发射功率确定单元106利用减少比率计算器105计算的减少比率确定发射功率并复位所有通信信道发射机101的发射功率。
接着描述的是根据本发明关于一个CDMA移动通信系统中用于控制基站发射功率的设备的操作。
在这些前向发射信号中，通信信号被输出到通信信道发射机101而导频信号被输出到导频信道发射机102。在通信信道发射机101中，发射功率根据来自发射功率确定单元106的报告信息而被设置。在每个信道发射机101和102进行模拟信号的调制、频率变换到射频频率带宽、以及扩频调制，一个由相加所有信道信号产生的信号输出到放大器107。放大器107放大的信号经由天线分支滤波器108发送到移动台113。
关于在每个通信信道发射机101设置的信息输出到总发射功率计算器103。总发射功率计算器103计算通信信道1-N的总发射功率，接下来这个已经由总发射功率计算器103计算的总发射功率输出到比较器104。比较器104将总发射功率与一个预先规定的基站最大总发射功率比较，并且通知该比较结果给减少比率计算器105。基于来自比较器104的比较结果，减少比率计算器105从总发射功率计算器103计算的总发射功率和预先规定的基站最大总发射功率中计算功率减少比率。这个功率减少比率通知给发射功率确定单元106。
另一方面，经过天线分支滤波器108和放大器109从移动台113接收的信号输出到每个信道接收机110和111，并且进行解扩频调制、频率变换到基带信号、以及解调制。在质量判定单元112，前向通信信道的质量信息从已经在每个接收机110解调的信号中提取，并且该结果通知给发射功率确定单元106。发射功率确定单元106利用来自减少比率计算器105报告的功率减少比率和来自质量判定单元112报告的质量信息一起计算发射功率，并且通知每个通信信道发射机101。通信信道发射机的发射功率能够根据来自发射功率确定单元106的报告信息上下变化。
本发明第一实施例的工作过程将参照图3在下面进行描述。
在基站的发射功率确定单元106中，通信信道1-N的一个通信信道在固定的时间间隔被选择，并且该通信信道i的所需发射功率Pa(i)被确定(步骤A1)。这个所需发射功率被确定以致由质量判定单元112确定的前向通信信道的通话质量满足预定的通话质量。图3所示本实施例的过程是在一个固定时间间隔t上用于复位确定通信信道i的所需发射功率Pa(i)的发射功率的过程。每个通信信道j而不是信道i的发射功率Ptx(j)被通知给功率计算器103。并通知通信信道i的所需发射功率Pa(i)。总发射功率计算器103相加这些报告的发射功率并且计算总发射功率Ptotal(步骤A2)。总发射功率Ptotal然后与基站通信信道的预定最大总发射功率Pmax在比较器104进行比较(步骤A3)。当比较的结果满足下面方程式(1)时，即当由于基站的发射功率不足通信信道i的发射功率不能够设置到所需发射功率Pa(i)时，则减少比率计算器105计算减少率，它是发射功率不足的比例。
Ptotal＞Pmax…………………(1)通过这个不足功率比例来减少所有通信信道发射功率使总发射功率可控制在等于或低于最大值同时保持移动台113接收的信号-噪声功率比在同样的水平。该发射功率减少比率Dt可以用下面方程式(2)得出(步骤A4)Dt＝Ptotal/Pmax………………(2)此外，在基站发射功率满足下面方程式(3)的情况下，该功率减少比率Dt就变成1并且发射功率不需要减少(步骤A5)。
Ptotal＜Pmax…………………(3)
在减少比率计算器105计算的功率减少比率Dt通知给发射功率确定单元106。发射功率确定单元106计算每个通信信道的发射功率(步骤A6)。如下面方程式(4)所示，通信信道i的发射功率Ptx(i)被确定为一个由用所需发射功率Pa(i)除以功率减少比率Dt获得的值。
Ptx(i)＝Pa(i)/Dt………………(4)如果j表示所有通信信道而不是通信信道i，通信信道j的发射功率Ptx(j)被确定为一个由用发射功率Pa(j)除以功率减少比率Dt获得的值，如下面方程式(5)所示Ptx(j)＝Pa(j)/Dt………………(5)在每个通信信道发射机101设定的发射功率被更新为发射功率确定单元106确定的值。
利用上述的过程，所有通信信道的发射功率都能够以等于发射功率不足的比例的比率相等地减少，从而保证减少从一个具有不足功率基站发射的前向发送信号通话质量的降低。
下面用一个实际例子的数值对这个实施例的工作进行描述。
图4显示出基站和移动台结构的例子。参看图4，这个实施例的CDMA移动通信系统包括基站201和202以及移动台203、204、205、206、和207。基站201与移动台203、204、205和206相连，并且假设基站201与每个移动台利用通信信道208，209，210和211通信。基站202与移动台207相连并且利用通信信道212通信。
现在描述的是关于一种通信信道208的所需发射功率Pa(i)设置在发射功率控制所进行的有规律隔开的时间点上的情况。
紧接通信信道208的发射功率控制的通信信道208-211的发射功率值如下表所示，而基站201的最大总通信信道发射功率是100.0毫瓦。
表1
表2
在这种情况下，当通信信道208的满足目标通话质量时的所需发射功率是20.00毫瓦(图3，步骤A1)，于是在总发射功率计算器103获得的通信信道总发射功率是110.0毫瓦(步骤A2)，因此总发射功率超过基站201的100.0毫瓦最大总发射功率(步骤A3)。功率减少比率是在减少比率计算器105计算(步骤A4)，并且算出功率减少比率Dt＝110/100＝1.1。在发射功率确定单元106复位的每个通信信道的新发射功率显示在表2中(步骤A6)。
在假定所需发射功率Pa(i)被设置为发射功率控制目标信道i的发射功率时这实施例计算总基站发射功率Ptotal，然后如果这个值超过了最大总发射功率Pmax就用一个采用功率减少率Dt的固定比例减少所有通信信道的发射功率，因此防止基站发射功率超过最大总发射功率Pmax。
而且在这实施例中，尽管对于发射功率控制目标信道i的发射功率设置是一个低于所需发射功率Pa(i)的值，来自同一区内的干扰量还是减少了，因为其它通信信道的发射功率是用同样比例减少的。因此，信号-干扰功率比(SIR)的降低是不重要的。第二实施例下面参考相应附图描述本发明的第二实施例。
图5是一个本发明第二实施例的方框图。用于控制图5中基站发射功率的设备与图2中第一实施例的不同点是附加一组提供给每个通信信道1-N的功率乘法器301、一些分别连接到每个功率乘法器301的比较器302、减少比率计算器303、以及减少比率存储单元304；而用发射功率确定单元305代替了发射功率确定单元106。发射功率确定单元305不同于发射功率确定单元106，即在发射功率确定中根据质量判定单元112、减少比率计算器303、减少比率存储单元304、以及比较器302的输出来确定发射功率。
在这个实施例中，减少比率存储单元304被提供用于存储由减少比率计算器303计算的功率减少比率用于计算在下一个通信信道的功率减少比率。
功率乘法器301接收设置在通信信道发射机101的发射功率信息并且用来自减少比率存储单元304的先前功率减少率乘这些值。该乘完的功率输出到比较器302。比较器302比较这乘过的功率与现行每个通信信道的预定最大发射功率。这些对应通信信道从每个比较器302输出的功率在总发射功率计算器103相加来计算总发射功率。
比较器104比较这个总发射功率与基站的现行最大发射功率，并且将比较的结果通知给减少比率计算器303。减少比率计算器303计算通信信道的功率减少率，并且这功率减少率通知给发射功率确定单元305及减少比率存储单元304。发射功率确定单元305利用来自减少比率计算器303的功率减少率与来自质量判定单元112的质量信息、来自减少比率存储单元304的先前功率减少率、以及从比较器302输出的功率一起计算发射功率，并且通知每个通信信道发射机101。
下面参考图6对本实施例的工作过程进行描述。
基站的发射功率确定单元305在有规律的时间间隔上确定通信信道的所需发射功率Pa(i)(步骤A1)。这个所需发射功率Pa(i)是被作为根据质量判定单元112判定的通信信道通话质量用以满足前向通信信道的现行目标通话质量的功率来计算的。
图6所示的工作过程是在一个有规律时间间隔t上确定通信信道i的所需发射功率Pa(i)的发射功率控制过程。
每个通信信道发射机101报告有关发射功率信息给对应的功率乘法器301。功率乘法器301用在时刻t-1计算出和来自减少比率存储单元304的减少比率Dt-1乘在现行时刻t来自每个发射机101的发射功率Pt。在这种情况下，时刻t-1是被先前执行的发射功率控制过程的时间。对于通信信道i和通信信道j(j表示除i之外的任何通信信道)，用先前减少比率Dt-1乘发射功率Pt的过程在分开的程序中执行。
如下面方程式(6)所示，对于通信信道i，在功率倍乘器301，所需发射功率Pa(i)用先前减少比率Dt-1的α幂乘，即Dt-1α。
Pa(i)×Dt-1α…………………(6)其中α是范围0≤α≤1的值，因此，当α是0时Dt-1α变成为1，而当α是1时Dt-1α变成为Dt-1。所以Dt-1α是一个范围1≤Dt-1α≤Dt-1的值。
对于通信信道i在比较器302，功率乘法器301的计算结果与每信道最大发射功率Pmax-1ch相比较(步骤B1)。当功率乘法器301的计算结果大时，对于通信信道i比较器302改变所需发射功率Pa(i)到下面方程式(7)所示的值(步骤B2)Pa(i)＝Pmax-1ch/Dt-1α…………(7)对于通信信道i比较器302然后输出一个用Dt-1α乘Pa(i)所得的值到总发射功率计算器103作为暂时的发射功率。当功率乘法器301的计算结果小时，对于通信信道i比较器302对于通信信道i的功率乘法器301的计算结果输出到总发射功率计算器103，即Pa(i)×Dt-1α，作为暂时的没有改变的发射功率。
至于通信信道j，对于通信信道j功率乘法器301用如下方程式(8)所示的先前减少率Dt-1乘上Ptx(j)，Ptx(j)是通信信道j的发射功率，并且使此暂时发射功率成为Ptx(j)×Dt-1………………………(8)对于通信信道j比较器302输出没有改变的由功率倍乘器301计算的功率到总发射功率计算器103作为暂时的发射功率。
总发射功率计算器103通过对所有通信信道的暂时发射功率求和计算总发射功率Ptotal(步骤B3)，并且总发射功率Ptotal在比较器104与预定基站通信信道最大总发射功率Pmax比较(步骤A3)。当比较器104的比较结果符合下面方程式(9)所示的关系时，即，当基站的发射功率不足时，功率不足比率的发射功率减少率Dt被在减少比率计算器303计算出(步骤A4)。用于计算通信信道的发射功率减少率Dt的方程式显示在方程式(10)中。
Ptotal＞Pmax……………………(9)Dt＝Ptotal/Pmax……………… (10)此外，当比较器104的比较结果符合下面方程式(11)所示的关系时，即，当基站的发射功率足够时，发射功率减少率Dt由先前时刻t-1时功率减少率Dt-1代替，如方程式(12)所示(步骤B4)。
Ptotal＜Pmax…………………(11)Dt＝Dt-1…………………………(12)这个在减少比率计算器303计算的功率减少率然后存储在减少率存储单元304。发射功率确定单元106计算每个通信信道的发射功率(步骤A6)。通信信道i的发射功率Ptx(i)首先用先前t-1时刻的功率减少比率Dt-1自乘α幂再乘上所需发射功率Pa(i)然后再除以功率减少比率Dt得出，如下面方程式(13)所示Ptx(i)＝Pa(i)×Dt-1α/Dt………(13)通信信道j的发射功率Ptx(j)首先用先前t-1时刻的功率减少比率Dt-1乘上发射功率Ptx(j)然后再除以功率减少比率Dt得出，如下面方程式(14)所示(步骤B5)。
Ptx(j)×Dt-1/Dt……………… (14)本实施例的特点是在t时刻功率减少率Dt的计算中采用先前t-1时刻的功率减少率Dt-1。在上面第一实施例描述中，通信信道j(而不是所需发射功率计算的目标通信信道)的发射功率每次在基站的发射功率不足时重复降低，并且即使当总基站发射功率Ptotal不超过最大Pmax时该发射功率也不回到原始水平。通信信道j的发射功率连续减少直到这个通信信道变成所需发射功率计算的目标为止(步骤A1)，所以该发射功率在该通信信道变成目标信道之前立即达到一个最小值。
作为一个例子，通信信道i的发射功率在先前t-1时刻点受到控制后是最小。这个现象造成基于通话质量的每个通信信道的所需发射功率的计算的固定时间间隔周期的延长，即发射功率控制周期。然而在这个实施例中，在所需发射功率的计算中，通过用先前t-1时刻点的功率减少率Dt-1乘上通信信道j的发射功率Ptx(j)所获得的值能够在当总基站发射功率减少到比先前t-1时刻少时控制每个通信信道的发射功率在减少前回到原始发射功率。
然而，利用一个通过发射功率Ptx(j)乘上先前功率减少率Dt-1获得的值，导致一个对通信信道i采用其中干扰波形功率增加的值的计算，结果通信信道i的所需发射功率Pa(i)必须以干扰波形功率增加的比例增加。对通信信道i的Dt是用Dt-1α乘上所需发射功率Pa(i)来计算。系数α没有限制为一个固定值，而是一个能够适应于环境或服务时间传输量而变化的值。
下面描述的是关于采用一个实际例子值的本实施例的工作。在这个描述中，参照同样用于第一实施例的图4。
下面将对这样一种情况进行解释，即在执行均匀间隔的发射功率控制时来确定通信信道208的所需发射功率Pa(i)。
假设，紧接先前通信信道208发射功率控制的通信信道208-211的每个发射功率是下表3显示的值，基站201的最大总通信信道发射功率是100.0毫瓦，而每通信信道最大发射功率是50.0毫瓦，以及系数α是0.5。此外，在先前时刻t-1的功率减少率Dt-1是假设为1.20。
表3
表4
允许通信信道208满足目标质量的所需发射功率假设是15.0毫瓦(步骤A1)。因为用先前时刻的功率减少比率1.20自乘α幂乘上所需发射功率获得值16.4是小于50毫瓦的每信道最大发射功率(步骤B1)，基站201的总通信信道发射功率接下来被计算(步骤B3)。在总发射功率计算器103获得的总通信信道发射功率是112.43毫瓦，它超过了基站201的最大总发射功率，既100.0毫瓦(步骤A3)。然后减少比率计算器303计算功率减少率Dt(步骤A4)并且获得一个1.12的功率减少率。每个通信信道的新发射功率由发射功率确定单元305复位变成表4显示的值(步骤B5)。
如在上面第一实施例所述，本实施例通过用一致的功率减少率Dt减少所有通信信道的发射功率防止基站发射功率超过最大总发射功率Pmax。此外，本实施例用先前功率减少率Dt-1自乘α幂乘上发射功率控制目标信道i的发射功率以及用先前功率减少率Dt-1乘上通信信道j的发射功率来实现发射功率控制，因此已经由前述发射功率控制减少的每个通信信道发射功率返回到减少以前的值，使这些值为暂时发射功率，然后使用这些暂时发射功率。本实施例因此通过返回每个通信信道的发射功率到它在总基站发射功率Ptotal不会超过最大总发射功率Pmax情况下的原始值来实现控制。第三实施例接下来描述的是参照附图关于本发明的第三实施例。图7是一个显示根据本发明第三实施例用于控制一个基站发射功率的设备的方框图。等效于图2的组成元件用同样参考编号表示。
本实施例的发射功率控制装置与图2所示根据第一实施例的发射功率控制装置之间的差别在于去除了比较器104和用变换率计算器401替代了减少比率计算器105。
总发射功率计算器103计算通信信道的总发射功率Ptotal和输出这个计算结果给变换率计算器401。变换率计算器401计算通信信道的功率变换率Ct并且将该计算的功率变换率Ct通知给发射功率确定单元106。
下面参照图8描述本实施例的工作过程。
本实施例的过程与第一实施例的过程(步骤A1)从发射功率确定单元106在一个有规律时间间隔t上确定通信信道i的所需发射功率Pa(i)并且直到在总发射功率计算器103对每个通信信道的来自发射机102的每个发射功率相加来获得总发射功率Ptotal的计算(步骤A2)都是相同的。这计算的发射功率Ptotal接下来通知给变换率计算器401。第三实施例的特点是变换率计算器401计算功率变换率Ct以致使发射功率Ptotal总是等于基站的通信信道最大总发射功率Pmax。换句话讲，功率变换率Ct是用下面方程式(15)计算获得(步骤C1)Ct＝Ptotal/Pmax……………(15)当总发射功率Ptotal比最大总发射功率Pmax大时功率变换率Ct变成比1大或者等于1的一个值，而当总发射功率Ptotal比最大总发射功率Pmax小时功率变换率Ct变成比1小或者等于1的一个值。在功率变换率Ct比1大的情况下每个通信信道的功率因此设置为一个比暂时功率小的值，而在功率变换率Ct比1小的情况下每个通信信道的功率因此设置为一个比暂时功率大的值。
在变换率计算器401计算的功率变换率Ct通知给发射功率确定单元106。发射功率确定单元106用下面方程式(15)计算来确定通信信道i的发射功率Ptx(i)(步骤C2)Ptx(i)＝Pa(i)/Ct………………(16)此外，通信信道j的发射功率Ptx(j)(j表示任何除i之外的通信信道是变换到由下面方程式(17)获得的值Ptx(j)＝Pa(j)/Ct…………………(17)通过用与基站发射功率不足时同样的比例减少所有通信信道的发射功率的过程，总基站发射功率Ptotal能够被控制以便等于最大发射功率Pmax。另一方面，当传送量减小和基站发射功率再足够达到由下面方程式(18)表示的状态时，总基站发射功率Ptotal通过用同样比例增加所有通信信道的发射功率而被控制以便等于最大发射功率Pmax。
Ptotal＜Pmax……………………………(18)结果，总基站发射功率Ptotal总是能够控制在一个固定值(最大发射功率Pmax)而不管传输量大小。
接下来采用一个实际例子描述本实施例的工作。这个描述参照用在第一实施例中的图4。
在所述的一个例子中，在有规律间隔发射功率控制时确定通信信道208的所需发射功率Pa(i)。
紧接先前通信信道208的发射功率控制的通信信道208-211的每个发射功率是假设显示在下面表5中，并且基站201的通信信道最大总发射功率假设是100.0毫瓦。
表5
表6
假如由于发射功率确定单元106计算的结果，允许通信信道208满是目标质量的所需发射功率假设是10.0毫瓦(步骤A1)，那么由总发射功率计算器103计算的通信信道总发射功率变成90.0毫瓦(步骤A2)，而总发射功率小于基站201的最大总发射功率100.0。然而，当功率变换率Ct由变换率计算器401计算(步骤C1)，得到一个0.9的功率变换率，而由发射功率确定单元106确定的每个通信信道的新发射功率显示在表6中(步骤C2)。
本实施例在上述第一实施例中使用功率减少率Dt的地方采用功率变换率Ct，所以不仅仅在总基站发射功率Ptotal超过最大发射功率Pmax情况下通过减少每个通信信道的发射功率来避免基站发射功率超过最大发射功率Pmax，而且还在总基站发射功率Ptotal小于最大发射功率Pmax情况下通过用功率变换率Ct乘上设置发射功率使总发射功率的值总是等于基站的最大发射功率。该基站发射功率因此总是常数并且来自基站的干扰量不再取决于传输量，所以简化了基站设备的设计。
虽然已用具体实施例对本发明进行了描述，这些描述仅仅是为了解释的目的，而大家应该明白所谓的各种变化和修改都不会脱离本发明的实质和范围。
权利要求
1.一个在CDMA通信系统中的基站发射功率控制设备，其特征在于包括用于相加发射功率控制目标信道i的期望发射功率Pa(i)计算总基站发射功率Ptotal的总基站发射功率计算装置，其中i＝1，2，---，n，信道i是为发射功率控制从一组通信信道中选择的一个信道，而发射功率Ptx(j)是现行设置给通信信道j的，其中j＝1，2，---，n，j≠i；用于比较所述总基站发射功率Ptotal与一个预定最大总发射功率Pmax的比较装置；一个用于计算功率减少率Dt的减少率计算装置，这个减少率是一个当所述比较装置的比较结果表示所述总基站发射功率Ptotal大于所述最大总发射功率Pmax时用一个固定比例减少所述总基站发射功率Ptotal的值；以及如果所述减少率计算装置已经计算了功率减少率Dt，一个用于设置一个采用功率减少率Dt减少所述所需发射功率Pa(i)所得的值为所述发射功率控制目标信道i的新发射功率和用于设置采用功率减少率Dt减少现行设置给所述每个通信信道j的每个发射功率Ptx(j)所得值为所述通信信道j的新发射功率的发射功率确定装置。
2.根据权利要求1所述的一个在CDMA通信系统中的基站发射功率控制设备，其特征在于所述功率减少率Dt是一个通过用所述总基站发射功率Ptotal除以所述最大总发射功率P max所得的值。
3.一个在CDMA通信系统中的基站发射功率控制设备，其特征在于包括一个用于存储在有规律的间隔从一组通信信道中选择一信道作为发射功率控制目标信道i的发射功率控制过程中使用的总发射功率的功率减少率作为先前减少率Dt并且能改变每个通信信道发射功率设置以致使发射功率控制目标信道i满足规定通话质量的减少比率存储装置，其中i＝1，2，---，n；一组对应于每个所述通信信道的功率乘法装置，对于通信信道j，其中j＝1，2，---，n，j≠i，通过用先前减少率Dt-1乘上现行设置给通信信道j作为先前发射功率控制过程结果的发射功率Ptx(j)所获得的值形成通信信道j的暂时发射功率；而对于所述发射功率控制目标信道i，如果已经用规定函数乘过的该值等于或小于每信道特定最大发射功率Pmax-1ch时，通过用所述先前减少率Dt-1的一个规定函数乘上所需发射功率Pa(i)所获得的值形成发射功率控制目标信道i的暂时发射功率；一组第一比较装置，每个连接到各自的所述功率乘法装置，当相关通信信道不是发射功率控制目标信道i时每个从功率倍乘器的输出没有改变；而当相关通信信道是发射功率控制目标信道i时，当一个通过用所述先前减少率Dt-1的一个规定函数乘上所述所需发射功率Pa(i)所获得值大于每信道特定最大发射功率Pmax-1ch时，用所述先前减少率Dt-1的所述规定函数除所述每信道特定最大发射功率Pmax-1ch所获得的值形成发射功率控制目标信道i的暂时发射功率；一个用于相加每个所述第一比较装置的输出并且取该结果作为总基站发射功率Ptotal的总发射功率计算装置；一个用于比较所述总基站发射功率Ptotal与一个特定最大总发射功率Pmax的第二比较装置；一个用于当所述第二比较装置比较的结果表示所述总基站发射功率Ptotal比所述最大总发射功率Pmax大时，计算用一个固定比例减少所述总基站发射功率Ptotal的值的功率减少率Dt的减少率计算装置；以及用于当所述总基站发射功率Ptotal比所述最大总发射功率Pmax大时，用所述功率减少率Dt除每个所述通信信道的暂时发射功率并且设置这些除过的发射功率为每个所述通信信道的新的发射功率；和用于当所述总基站发射功率Ptotal比所述最大总发射功率Pmax低时，用所述功率减少率Dt除每个所述通信信道的发射功率并且设置这些除过的发射功率为每个所述通信信道的新的发射功率的发射功率确定装置。
4.一个在CDMA通信系统中的基站发射功率控制设备，其特征在于包括用于相加发射功率控制目标信道i的期望发射功率Pa(i)计算总基站发射功率Ptotal的总基站发射功率计算装置，其中i＝1，2，---，n，信道i从一组通信信道中选择的是用于发射功率控制的一个信道，而发射功率Ptx(j)是现行设置给通信信道j的，其中j＝1，2，---，n，j≠i；一个用于计算功率变换率Ct的变换率计算装置，Ct用于变换所述总基站发射功率Ptotal的值；以及用于设置一个采用所述功率变换率Ct获得的值来变换所述期望发射功率Pa(i)为所述发射功率控制目标信道i的新发射功率，和用于设置采用所述功率变换率Ct获得的值来变换现行设置给每个所述通信信道j的发射功率Ptx(j)为所述通信信道j的新发射功率的发射功率确定装置。
5.根据权利要求4所述的一个在CDMA通信系统中的基站发射功率控制设备，其特征在于所述功率变换率Ct是一个通过用所述最大总发射功率Pmax除所述总基站发射功率Ptotal所得的值。
全文摘要
一个用于CDMA通信系统中控制基站发射功率的方法被公开。通信信道的总发射功率Ptotal被计算并且与最大总发射功率Pmax比较。当计算最大总发射功率Pmax时在先前控制过程时刻存储的一个发射功率减少比率D
文档编号H04B7/005GK1344076SQ0114223
公开日2002年4月10日 申请日期2001年9月25日 优先权日1997年6月27日
发明者三村友纪惠 申请人:日本电气株式会社