专利名称：在闭环功率控制系统中的信噪比(sir)门限的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统。尤其，本发明描述闭环功率控制系统。
现有技术的描述在码分多址(CDMA)通信系统的情况中讨论在本申请中描述的发明。然而，熟悉本技术领域的人员会理解，本发明适合于在所有类型的无线通信系统中使用，特别是高速率系统，在所述高速率系统中可能会造成缺乏足够的发射功率以保证所有信息的可靠发送。
1.CDMA调制技术码分多址(CDMA)调制技术的使用是在大规模无线通信系统中促进通信的数种技术中的一种。在本技术领域中众知其它多址通信技术，诸如时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)。在题为“使用卫星或地面中继器的扩频多址通信系统(SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USINGSATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS)”的美国专利第4,901,307号中和在题为“在CDMA蜂窝电话系统中产生信号波形的系统和方法(SYSTEM AND METHODFOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM)”的美国专利第5,103,459号中揭示了CDMA技术在多址通信系统中的应用，两个专利都已转让给本发明的受让人，并在此引用作为参考。
无线通信已经变得更加普通，对于可以发送高速率数字信息的无线通信系统的需求已经增加。把高速率数据从远程站发送到基站的一种方法是允许远程站使用CDMA扩频技术发送数据。这个方法允许远程站使用小的正交信道组来发送它的消息，并在题为“高数据速率CDMA无线通信系统(HIGH DATA RATECDMA WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM)”的未定美国专利申请第08/886,604号中详细描述，该专利已转让给本发明的受让人，并在此引用作为参考。
然而，当更多用户使用无线通信系统时，发送通信信号所使用的功率或能量的控制变成更加重要。如果用太高的功率发送通信信号，则所述发送可能会干扰其它发送。如果用太低的功率发送通信信号，则接收包含在信号中的信息的可靠性可能不够高。此外，希望以可能的最低功率发送信号，因为可以节约在移动站中发射机的电池功率。
2.功率控制一般，当前在闭环无线通信系统中使用的“快速”功率控制技术包括内部环路和外部环路。在题为“在CDMA蜂窝移动电话系统中控制发射功率的方法和装置(METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN ACDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM)”的美国专利第5,056,109号中揭示在这种形式中控制发射功率的众知的和有用的方法和装置，该专利已转让给本发明的受让人，并在此引用作为参考。在1999年1月28日提出的，题为“在选通或覆盖通信系统的潜在发送中用于控制发射功率的方法和装置(METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN APOTENTIALLY TRANSMISSION GATED OR CAPPED COMMUNICATION SYSTEM)”的美国专利申请第09/239,454号中揭示了另一种技术，用于通过选通、覆盖或忽略功率控制命令来控制最大发射功率，该专利已转让给本发明的受让人，并在此引用作为参考。
如在
图1(a)中所示，内部环路通过跟踪所需要的或目标信噪比(SIR)来控制发射功率。选择目标SIR，然后把通过相应站接收的每个发送的估计SIR与目标SIR进行比较。如果接收的发送在目标SIR之下或之上，则把相应的上升或下降(上/下)功率控制命令发送回发射机以调节发射功率，如在图1(b)中所示。因为通常以±0.5dB的增量增加这些功率，所以功率增加和降低只近似于理想发射功率，如在图1(c)中所示。
外部环路设置内部环路所使用的目标SIR。一般，外部环路使用通常通过帧差错检测或不可接受的高帧差错率(FER)触发的一种算法，如果经解码的接收信号的质量降低到可接受电平之下，则基本上所述算法增加目标SIR。然而，如下所述，当发生发送信号的选择的深度衰减时，或当发射机不能增加它的发射功率时，增加任何量的目标SIR将不是一个合适的回答。
选择的深度衰减是一个短持续期的深度衰减条件。如在图2(a)中所示，其中，线202表示所接收理想信号的强度，而t表示时间，当所接收信号204的强度突然增加，从而导致所接收信号的质量降低到可接受范围206之外时，已经发生选择的深度衰减条件。在当前功率控制系统中，当这个选择的深度衰减条件发生，导致所接收信号204的质量降低时，将增加目标SIR。但是由于选择的深度衰减条件的暂时特征，增加目标SIR可能不是一个合适的功率控制命令回答，因为信号可靠性降低的原因不是由于不合适的目标SIR设置而引起的。
当前功率控制技术的另一个限制是不能够跟踪在所发送信号的传播路径中的突然的急剧变化，从而为了要可靠地接收信号，需要大大地增加信号发射功率。在图2(b)中示出这个问题，这里称之为斜率过载问题。如图所示，在待跟踪的信号中的功率变化要求比实际功率变化的更新频率和“步长”大小大时，不能跟随信号的量化。虽然可以按需要在步长中增加或降低目标SIR，但是这不是一个正确的回答，而且即使是一个正确的回答，发射功率的接着的变化将不是始终合适的。当前系统一般把功率调节限制到约±0.5dB(不管在传播路径中的衰减量)。在图2(b)中所示的斜率过载条件示出当理想功率要求P快速上升时，不能保持当前系统的步进式功率增加Pt。
当前已知系统的再另一个限制是即使当通信系统不能实现功率增加请求时，内部环路继续作出功率增加请求。当发射机不能够增加发射功率时，发生这个功率上限问题。例如，如果使用更多功率，则发射机的电池可能降低，或使发射机的放大器饱和。在这些情况中，内部环路功率控制可能作出不能实现的重复的“上升”功率请求。在这个时间周期期间，当覆盖(cap)发射能量时，外部环路可能不需要增加目标SIR，因为是以不合适的可靠性接收信号的。
所需要的是一种功率控制技术，所述技术使用“更新式”的外部环路功率控制。外部环路功率控制应该能够检测禁止信号的发射功率增加或降低的情况。外部环路还应该能够检测选择的深度衰减、斜率过载条件或表示闭环功率控制系统没有正确地响应信号质量问题的系统症状。理想地，外部环路还应该能够增加或降低功率，所增加或降低的功率与检测到的所发生问题成正比。
发明概要广义地，本发明关心在无线通信系统中使用的一种闭环功率控制方法和装置。尤其，本发明提供一种闭环功率控制方法和装置，它可以检测选择的深度衰减条件，或其它条件，以适当地防止闭环功率控制系统的所接收信号质量的损坏。
在一个实施例中可以实施本发明作为一种装置，用于根据发射功率控制性能信息动态地调节目标信噪比(SIR)。在无线通信网的闭环功率控制系统中实施这个目标SIR。闭环功率控制系统可以具有内部环路和外部环路，并包括一种检测装置，一般用于识别表示将发生较差闭环功率控制响应的内部环路功率控制命令模式。这些命令模式可以表示内部环路不是正确地协调发射功率的增加和降低。装置包括外部环路功率控制装置，用于根据所接收有关闭环的过去功率控制性能的信息而调节目标SIR。
在另一种形式中，可以实施本发明作为一种方法，用于调节在无线通信网中使用的闭环功率控制系统的目标SIR。内部环路和外部环路给出闭环功率控制系统的特征。在一个方法实施例中，所述方法包括根据估计的SIR和目标SIR之间的比较产生内部环路功率控制命令，并根据估计的SIR调节目标SIR的步骤。遵循这个方法，除非第二质量度量指示内部环路功率命令不能满足眼前的情况。如果内部环路功率命令不满足，则所述方法或是暂停目标SIR的内部环路功率命令，或是把目标SIR调节到一个量，这个量小于如果已经只根据第一质量度量进行调节而应该得到的调节量。在另一个实施例中，如果所接收信息的最后帧的验证校验(verification check)失败，诸如循环冗余校验(CRC)位校验失败，则只使用第二质量度量。
本发明把许多性质不同的优点提供给它的用户。可以理解这些优点，因为闭环功率控制的外部环路是一个“更新式“的外部环路。外部环路可以检测禁止增加或降低信号的发射功率的事件，并相应地调节目标SIR。另一个优点是外部环路可以响应选择的深度衰减条件、斜率过载条件或系统症状，所述系统症状表示内部环路功率控制命令响应对于跟踪在传播路径中的突然变化暂时失效。在再另一个实施例中，本发明的外部环路给出应该启动功率的增加或降低信号，所述功率是直接正比于所检测问题的。
熟悉本技术领域的人员会容易地理解，本发明还提供许多其它优点和益处，在查阅本发明的下述说明最后，这些优点和益处将是显而易见的。
附图简述从下面结合附图的详细描述中，对本发明的特性、目的和优点将更为明了，在所有的附图中，用相同的标记作相应的识别，其中图1(a)在时间上比较信号的所接收SIR和目标SIR；
图1(b)示出内部环路功率控制产生的上升/下降命令的典型系列；图1(c)比较作为时间的函数的实际发射功率Pt和理想发射功率P；图2(a)示出在无线通信系统中可能发生的选择的深度衰减问题；图2(b)示出在无线通信系统中可能发生的斜率过载问题；图3是方框图，示出根据本发明的无线通信系统的基本部件；图4是根据本发明的一个实施例的外部环路功率控制方法的流程图；图5是在图1中示出的基站300的一个实施例的方框图；以及图6是本发明的在图1中示出的移动站306的一个实施例的方框图。
较佳实施例的详述从下面结合附图的详细描述中，熟悉本技术领域的人员将对本发明的特性、目的和优点更为明了。如上所述，本发明关心一种方法和系统，用于提供在电信网中的改进的闭环功率控制。
操作的方法图3示出无线通信系统，其中，基站300把无线通信信号302发送到移动站306。把从基站300到移动站306的发送称为前向链路发送，而把从移动站306到基站300的发送称为反向链路发送。在示例实施例中，使用码分多址(CDMA)调制发送无线通信信号，在美国专利第4,901,307号和5,103,459号中以及在电信行业协会暂定标准TIA/EIA/IS-95A中标准化的题为“用于双模式宽带扩频蜂窝系统的移动站—基站兼容性标准(MOBILE STATION-BASESTATION COMPATIBILITY STANDARD FOR DUAL-MODE WIDEBAND SPREAD SPECTRUMCELLULAR SYSTEM)”中详细描述。然而，可以把本发明等效地应用于使用闭环功率控制系统的任何无线通信系统。
电信行业协会(TIA)在对国际电信联合会(ITU)的一个题为“cdma2000 ITU-R RTT候选建议(THE cdma2000 ITU-R RTT CANDIDATE SUBMISSION)”的建议中已经提议发展上述IS-95标准，以提供高速率数据发送。相似地，欧洲电信标准行业(ETSI)已经在给ITU的一个题为“ETSI UNTS地面接入(UTRA)ITU-R RTT候选建议(THE ETSI UMTS TERRESTRIAL ACCESS(UTRA)ITU-R RTTCANDIDATE SUBMISSION)”的建议中提议另一种发展。本发明能较好地适用于根据cdma2000或UTRA候选建议的系统中，在所述系统中，高速率数据发送经常导致缺乏足够发射功率来保证可靠发送数据。因此，在示例实施例中，前向链路信号302可以是在现有技术领域中众知的和在cdma2000或UTRA建议中描述的CDMA高速率数据信号。
在一个实施例中，前向链路信号302可以包括多种有区别的信号。例如，信号可能包括允许移动站306用于相干解调的导频信号；诸如话音数据之类的主要话务数据信号；诸如传真发送之类的增补高速率数据信号；以及功率控制信号。熟悉本技术领域的人员会理解，这些类型的信息—可以在前向链路信号302中发送的信息—既不是内含的也不是排外的。信息和信号在本发明的不同实施例中可以变化。例如，前向链路可能不包括主要话务数据。此外，应该明白，本发明可以等效地应用于反向链路信号的功率控制。
在移动站306中，从基站300接收前向链路信号302，并进行解调。移动站306确定前向链路信号302的所接收信号功率的足够性。如果所接收的每个帧的功率足以允许包含在信号中的信息可靠地解调和解码，则所接收信号功率是足够的。根据所确定的前向链路信号302的所接收信号能量的足够性，移动站306产生一系列功率控制命令。在一个实施例中，功率控制命令包括一系列一位(上升/下降)功率控制命令，基站300通过增加或降低前向链路信号302的发射能量来响应所述一位功率控制命令。
移动站306估计前向链路信号302的信噪比一或与之有关的代表性度量一并把估计的信噪比与目标SIR进行比较。如果估计的SIR小于目标SIR，则发送“上升”功率控制命令信号，指示基站300增加前向链路信号302的发射功率。如果估计的SIR大于目标SIR，则发送“下降”功率控制命令，指示基站300降低前向链路信号302的发射功率。
设置目标SIR以提供所要求的信号质量，诸如所要求的帧差错率、所要求的码元差错率或位差错率。所要求的信号质量可以根据在前向链路信号302上正在提供的业务类型而变化。讲所接收信号“质量太高”看来奇怪，但是应该记得，过度的质量等于在把前向链路信号302发送到移动站306中使用不必需的能量。使用不必需的能量导致基站300服务的所有其它移动站的业务降低，而且减少基站300可以服务的移动站306的数目。因此，当所接收前向链路信号302的实际质量水平从所要求的质量水平改变时，改变目标SIR，致使在所要求的质量水平处接收前向链路信号302。此后，把目标SIR的调节称为外部环路功率控制。
内部环路功率控制在本发明的一个实施例中，移动站306产生功率控制命令，并在反向链路信号304上把它们与话务数据和导频码元数据一起发送回基站300。在示例实施例中，反向链路信号304是根据ETSI UTRA、TIA cdma2000、ARIB的W-CDMA或T1P1的WIMS候选建议发送的CDMA信号。如上着重说明，本发明可以等效地应用于其它形式的CDMA信号，以及等效地应用于在闭环功率控制系统中使用的诸如TDMA或GSM之类的其它调制方案。
通常，基站300接收来自移动站306的功率控制命令，并根据这些命令增加或降低前向链路信号302的发射能量。然而，由于多种原因，可能有时不能跟随内部环路功率控制命令。例如，如果基站300确定对于前向链路信号302发送的附加能量分配将对于基站300服务的其它移动站的信号发送导致不可接受的降低时，基站300可能不根据功率控制命令增加前向链路信号302的能量。如果正在控制反向链路的功率，则在移动站306中的低压电池可能阻止任何发射功率的增加。
为了确定基站300是否能够响应所发送的功率控制命令，在本发明的一个实施例中监测在闭环系统中发送到发射机的连续的“上升”命令数。过多的连续“上升”命令数表示斜率过载条件或发射机不能够增加功率，如上所述。当检测到这种模式时，可以禁止目标SIR的调节。在另一个实施例中，可以使用在较早的内部环路功率控制命令的预定数目中发生的连续的或其它的“上升”命令数目(Nup)来控制外部环路响应。在另一个实施例中，把前向链路信号302的估计的SIR与目标SIR进行比较。如果两者之间的差超过门限值，则禁止目标SIR的调节。
在上述两种方法中，使用从内部环路功率控制得到的信息来确定目标SIR。把内部环路信息不断地传递到外部环路。虽然已经在使用上升/下降命令的各个实施例中描述每个内部环路方法，但是这些方法适于在使用快速反馈的任何系统到发射机中应用，以在一个或数个天线、载波或定向天线阵列上调节发射功率。
外部环路功率控制使用上述内部环路功率控制信息，可以改进外部环路功率控制的性能。在IS-95系统中，在检测到帧差错时，使目标SIR增加0.5dB，而当可靠地接收帧时，使之降低0.5dB/99。在静态信道条件下，对于目标SIR的这些调节导致1％的帧差错率。在IS-95系统中，通过CRC校验装置检测帧差错，CRC校验的实施是在本技术领域中众知的。在图4的块410中，在检测到在块402中可靠地接收到的目标SIR时，使目标SIR降低预定量。在块412中，在检测到帧差错时使目标SIR增加。这是根据假设，即，如果内部环路功率控制正在跟踪目标SIR，而最近接收到的信息的帧不符合预—选择的质量水平，则必定是把目标SIR设置的太低。但是这个假设不是始终正确的。例如，由于电源中断、功率控制信息的反馈中断、斜率过载、选择的深度衰减或其它相似的原因而使内部环路功率控制不能使所接收SIR保持接近目标SIR。在这些情况中，增加目标SIR是一个不正确的响应，导致在接着的帧中功率过多，从而浪费功率并引起上述问题。
相应地，当在任务402中对于帧的CRC校验失败时，本发明使用如上面内部环路功率控制部分所述的和在任务404中示出的内部环路功率控制信息来判定是否在任务406中改变目标SIR。如果根据这个信息，内部环路功率控制不在跟踪传播路径中的变化，则在块408中禁止改变目标SIR。例如，如果发送到发送站的连续“上升”命令的数目示出表示斜率过载的图案，则可以禁止对于目标SIR的调节。
除了上述各种方法实施例之外，本发明的不同方面关心硬件部件和互连，如在图3、5和6中所示。
硬件部件和互连图5示出在图3中所示的和在上面讨论的基站300的简化方框图。把在前向链路信号302上发送的信息提供给编码器/交织器502，编码器/交织器502提供在数据上的前向差错校正，并根据预定的交织器格式使码元重新排序，以提供在发送信号中的时间分集。把经交织的编码码元提供给调制器504。在一个实施例中，调制器504是CDMA调制器，在现有技术领域中众知它的设计和实施，并在上述美国专利第4,901,307号和5,103,459号中详细描述。在示例实施例中，调制器504是能够发送高速率数据的CDMA调制器，诸如在上述UTRA和cdma2000规格中所描述。
把经调制信号提供给发射机(TMTR)506，它对用于发送的信号进行变频、放大和滤波。在一个实施例中，发射机506使用四相移相键控(QPSK)调制格式调制用于发送的信号。然而本发明可应用于任何形式的调制，诸如BPSK、QAM或FSK调制。根据来自功率控制处理器510的功率控制信号把经调制信号放大到发射能量电平。从发射机506提供QPSK信号，用于通过天线508作为前向信号302发送。
转到图6，还在图3中示出，移动站306在天线602处接收前向链路信号302，并通过双工器(D)提供给接收机(RCVR)606。接收机606对所接收前向链路信号302进行下变频、滤波和放大，并把信号提供给解调器608。此外，接收机606把带内信号能量SIR计算612的指示传递到门限值产生器618，两者的操作在下面描述。
解调器608对所接收信号进行解调，并把经解调的码元数据提供给去交织器/解码器(DEINT/DECODE)610。此外，解调器608把经解调信号能量的指示提供给SIR计算612和门限值产生器618。DEINT/DECODE 610对经解调码元进行重新排序，并根据预定的差错校正格式(诸如卷积解码和turbo解码格式)对经重新排序的码元进行解码，并把经解码的数据流提供给移动站306的用户。在把经解码的数据流提供给移动站306的用户之前可以对其进行进一步的处理。此外，DEINT/DECODE 610把指示是否对帧进行可靠的解码的信号，或另一方面，把在数据的经解码帧中的码元差错率的指示提供给门限值产生器618。
在另一个实施例中，把来自接收机606的信息和来自解调器608的信息提供给前向链路功率控制处理器620。处理器620至少执行功能估计SIR，确定是否应该变化目标SIR(门限值)，把SIR与目标SIR进行比较，并产生是否应该增加或降低功率的指示。
计算信噪比的简单方法将假定所有带内能量表示干扰能量。因为接收机606一般包括自动增益控制单元(未示出)，它根据带内能量的量(可以直接从接收机606把这个值提供给SIR计算612)对信号进行归一化。解调器608对所接收信号进行解调，并从指定发送到基站300服务的其它移动站的信号中录取前向链路信号302。对经解调码元的能量进行总加，以提供信号能量估计值。然后把所提供的信号能量估计值除以带内能量值，以提供SIR的粗略估计值。
在示例实施例中，前向链路信号302是可变速率发送信号，其中，对移动站306先验的速率是未知的。在示例可变速率前向链路信号302中，使发送信号中的每个发送信号重复尽可能多的次数，以充满数据的固定长度帧。更重要地，为了本发明的目的，信号能量与在前向链路信号302中的重复量成反比地变化。这导致恒定的码元能量和各速率的近似一致的性能。
这使信号能量的估计复杂化，因为码元能量是在时间上扩展的，而且为了确定码元能量的足够性，信号能量估计算法必须具有不随信息的未知速率变化的固定基准。在一个示例实施例中，把功率控制位或导频码元插入或穿插(puncture)到前向链路信号302中，并在与最大速率信息信号的发送中使用的能量有固定关系处设置这些位的能量。在一个实施例中，在一个信道中多路复用功率控制信号和前向链路信号302，诸如在宽带cdma(wcdma)应用中固有的多路复用方案。
在一种或两种方法中可以使用这些非—速率变化功率控制码元。通过估计固定能量功率控制码元之间的比值，可以使用这些非—速率变化功率控制码元的任何一个进行信息信号的速率的初步估计。话务数据的能量是速率(在所述速率处可以得到话务数据)的初步估计值，并且可以使用这个来修改计算的话务能量，用于把单个非—变化的信噪比门限值进行比较。另一方面，可以使用初步速率估计值，致使信噪比与一组与门限值有关的速率进行比较。
另一种方法是使用功率控制位本身来计算信号能量，用于使用对于最大速率信息信号的发射能量具有固定发射能量关系的功率控制位。在这种方法中，功率控制位的能量表示信号能量，计算这个能量，并在信号对干扰的计算中直接使用。
在计算所接收CDMA信号的信噪比中的另一个困难是在图3中所示的从基站300到移动站306的单径信号的正交性造成的。这个问题是在强的单径接收情况中(诸如移动站306在基站300的视线中)带内能量不是正确地表示干扰能量。带内能量将包括与前向链路信号302正交的能量，而且正交能量对于干扰限制噪声没有作用，因为在解调过程中可以把它完全消除。
在示例实施例中，基站300首先根据正交信道化扩展数据，然后根据伪噪声(PN)序列扩展所产生的正交扩展数据而对信号进行调制。PN序列包括金色码和最大长度码，在本技术领域中众知它们的产生方法。处理在带内能量中的正交的附加复杂性的一种方法是除去PN扩展和计算经去扩展信号的能量。然后，可以从带内能量减去这个能量，以提供噪声信号估计的估计值。估计干扰的另一种方法是计算在固定能量信号(它是前向链路信号302的一部分，诸如固定能量导频信号)上的方差。
在1996年9月27日提出的题为“在扩频通信系统中测量链路质量的方法和装置(METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING LINK QUALITY IN A SPREADSPETRUM COMMUNICATION SYSTEM)”的美国未定专利申请第08/722,763号中，以及在1999年1月28日提出的题为“在CDMA通信系统中用于控制发射功率的方法和装置(METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWERA CDMA COMMUNICATION SYSTEM)”的未定美国专利申请第09/239,451号中论述计算在使用正交扩频的可变速率CDMA信号中的信噪比的复杂性，所述利揭示的内容已转让给本发明的受让人，并在此引用作为参考。熟悉本技术领域的人员会理解，本发明可以等效地应用于计算信号质量度量的任何方法，所述信号质量度量是用于对门限值进行比较的。
转到图6，SIR计算612把信噪比估计值提供给比较器614和门限值产生器618。在比较器614中比较信噪比估计值与目标SIR。在示例实施例中，使用单个门限值，并从比较器614提供单个位，表示信噪比估计值是否大于或小于目标SIR。把单个功率控制位提供给功率控制位产生器(PC BIT GEN)616。功率控制位产生器616根据比较器614的比较结果产生功率控制命令。把功率控制命令提供给移动站306的发送子系统622，用于在反向链路信号304上发送，如在图3中所示。
如上所述，去交织/解码610提供一个信号，所述信号表示是否对帧进行正确的解码或是否宣布帧删除。门限值产生器618对帧差错率、码元差错率以及通过内部环路功率控制产生的以前功率控制命令的历史的统计值进行汇编。在各个实施例中还可以计算和保存其它一般众知的度量数据。在正常操作中，如果这个内部环路历史信息表示系统没有正确地响应或没有以足够的敏捷度响应，如在上面方法部分所述，则门限值产生器618将不增加目标SIR。另一方面，门限值产生器618可以使目标SIR在O和0.5dB之间增加，或更高。如果内部环路数据表示内部环路正确地响应系统中的变化，则门限值产生器618将把新的更高的目标SIR提供给比较器614。此外，在正常操作中，当帧差错率降低到所要求的帧差错率门限值之下时，门限值产生器618降低目标SIR，并把新的较低的目标SIR提供给比较器614。
转到反向链路发送子系统622的操作，把在反向链路信号304上发送的信息提供给编码器/交织器624，它在数据上提供前向差错校正，然后根据预定的交织格式使码元重新排序，以在所发送信号中提供时间分集。把经交织的编码码元提供给功率控制穿插单元(PC SYMBOL PUNCTURING)626，它把功率控制码元穿插或多路复用到输出数据中。然后把信号提供给调制器628。在示例实施例中，调制器628是CDMA调制器，其涉及和实施在现有技术中已知并在上述美国专利4,901,307和5,103,459中详细描述。特别是，在示例实施例中，调制器628是能够发送高速率数据的CDMA调制器，诸如在上述建议中所描述，以及在上述未定美国专利申请第08/886,604号中所描述。
把来自调制器628的经调制信号提供给发射机(TMTR)630，它对用于发送的信号进行上变频、放大和滤波。在示例实施例中，发射机630使用四相移相键控(QPSK)调制格式对用于发送的信号进行调制。在另外的实施例中，本发明可应用于任何调制形式，诸如BPSK、QAM或FSK调制。通过双工器604提供QPSK信号，用于通过天线602作为反向链路信号304发送。
转到图5，基站300在天线520处接收到反向链路信号304，并提供给接收机518。接收机518对所接收信号进行下变频、滤波和放大，并把信号提供给解调器516。解调器516对所接收信号进行解调，并把经解调码元提供给去多路复用器(DEMUX)514。去多路复用器514把功率控制命令从信号中分离，并把这些命令提供给功率控制处理器510。
把话务数据提供给去交织器/解码器(DEINT/DECODE)512。去交织器/解码器512对经解调码元进行重新排序，并根据预定的差错校正格式(诸如卷积解码或turbo解码格式)对经重新排序的码元进行解码，并把经解码的码元流输出到基站控制器(未示出)。
在正常操作中，功率控制处理器510根据所接收功率控制命令产生用于前向链路信号302发送的新的发射功率。然而，功率控制命令处理器510还根据发送控制数据确定前向链路信号302的发射能量。在一个例子中，发送控制数据将对前向链路信号302的发送提供最大发射能量。当响应所接收功率控制命令时，发射能量将超过前向链路信号302的最大允许发射能量，则不增加前向链路信号302的发射能量。
提供较佳实施例的上述描述，以使熟悉本领域技术的人员可以制造或使用本发明。熟悉本领域技术的人员将不费力地明了这些实施例的各种修改，可以把这里所定义的一般原理应用到其它的实施例而不需要用发明创造。因此，不打算把本发明限于这里所示出的实施例，而是和这里所揭示的原理和新颍特征符合的最宽广的范围相一致。
权利要求
1.一种用于调节在无线通信网的闭环功率控制系统中使用的信噪比(SIR)门限的装置，所述闭环功率控制系统具有内部环路和外部环路，所述装置包括检测装置，用于识别典型的内部环路功率控制命令模式，其中，所述典型的内部环路功率控制命令模式指示所述内部环路没有正确地命令改变发射功率；以及可通信地耦合到所述检测装置的外部环路功率控制装置，用于根据所述内部环路功率控制模式调节所述SIR门限值。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当通过内部环路把个数大于N的连续的功率上升命令传递到发射机时发生所述内部环路功率控制模式，它表示所述内部环路没有正确地命令改变发射功率。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当接收到的最后帧信息的估计的SIR基本上在SIR门限以下时发生所述内部环路功率控制命令模式，它指示所述内部环路没有正确地命令改变发射功率。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，如果接收到的最后帧信息的验证校验失败，则所述外部环路功率控制装置接收所述典型的内部环路功率控制命令模式，它指示所述内部环路没有正确地命令改变发射功率。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述验证校验是循环冗余校验(CRC)。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述外部环路根据所述内部环路功率控制模式和在最后K个命令期间通过所述内部环路产生的连续或不连续的上升功率命令的数量来调节所述SIR门限。
7.一种用于调节无线通信网使用的闭环功率控制系统的信噪比(SIR)门限的方法，所述闭环功率控制系统具有内部环路和外部环路，所述方法包括下列步骤根据第一质量度量和可变门限之间的比较产生内部环路功率控制命令；根据所述第一质量度量调节所述可变门限，除非第二质量度量表示所述内部环路功率控制命令是不合适的，并且如果所述内部环路功率命令是不合适的，则(a)暂停对所述可变门限的调节；或(b)根据小于一个量的量来调节所述可变门限，所述一个量是如果只根据所述第一质量度量已经进行的所述调节应该调节的量。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，当通过内部环路把个数大于N的连续的功率上升命令传递到发射机时，所述内部环路功率控制命令是不合适的。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述第二质量度量和在最后K个命令期间通过所述内部环路产生的连续的或不连续的上升功率命令的数目进行所述可变门限的调节。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，当所接收的最后帧信息的估计的SIR基本上在可变门限之下时，所述内部环路功率控制命令是不合适的。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，如果所接收的最后帧信息的验证校验失败，则使用所述第二质量度量。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述验证校验是循环冗余校验(CRC)。
全文摘要
一种方法和装置,用于动态地调节在闭环通信系统中控制信号发射功率所使用的信噪比(SIR)门限值。闭环功率控制包括内部环路,它根据所接收信号与门限值SIR的SIR比较而把上升/下降发射功率控制命令提供给发射机。外部环路使用历史的内部环路功率控制信息动态地调节门限值SIR。当检测到不可接受内部环路执行功率控制时,不改变目标SIR,或可以分别增加或降低大于或小于0.5dB或0.5dB/99。
文档编号H04B7/26GK1359566SQ00809757
公开日2002年7月17日 申请日期2000年6月27日 优先权日1999年6月30日
发明者S·A·伦比 申请人:高通股份有限公司