专利名称：无线电通信系统中控制发送功率的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制电信系统中发送功率的方法和装置。更具体地说，本发明涉及一种用于根据发送突发中中置码的大小和数据的大小之间的关系来控制时分双工(TDD)无线电信系统中的发送功率的方法和装置。
在无线电信系统中执行速率匹配是当前已知的。在这个过程中，对来自基站的突发中的数据发送的速率进行匹配，以得到最佳系统性能。目前用来执行速率匹配的两种方法为重复(repetition)和收缩(punctuation)，这两种方法在无线电信领域都是众所周知的。为了在速率匹配期间维持相同的误码率(BER)，发送(Tx)功率要求变化。例如，如果使用重复，则减小Tx功率要求，而如果使用收缩(puncturing)，则增加Tx功率要求。因此，当应用速率匹配时，必须相应地对Tx功率进行调整，以维持最小BER并由此使小区间干扰保持最小。
在频分双工(FDD)无线电信系统中按1/RM调整Tx功率是已知的，其中RM是速率匹配值。如
图1所示，这导致图中Y轴上用ΔC/I表示的Tx功率要求和图中X轴上用RM表示的速率匹配值之间的线性关系。初始速率匹配值(RMo)等于1。从图中可以看到，如果在速率匹配期间使用收缩，则增加Tx功率要求。相似地，如果在速率匹配期间使用重复，则减小Tx功率要求。
目前没有用于控制TDD无线电信系统中Tx功率的装置。
本发明的一个目的是提供一种用于在TDD系统中的速率匹配期间控制Tx功率的方法。有利的是，通过减小速率匹配期间的Tx功率要求，所述无线电信系统的总的功率要求及系统成本都降低。
根据本发明，提供了一种用于控制时分双工无线电信系统中的发送功率的方法，所述方法包括以下步骤根据发送突发中中置码信号的大小和数据信号的大小之间的关系来调整系统的发送功率。
根据本发明的一个方面，所述发送突发中中置码信号的大小(M)和数据信号的大小(D)之间的关系是斜率(S)。
根据另一方面，所述方法包括以下的其它步骤确定所述无线电信系统中所用的速率匹配的变化(ΔRM)，确定维持预定的载波信号功率对干扰信号功率之比所需的最小发送功率电平，以及根据所述斜率和所述速率匹配的变化来调整所述发送功率。
根据本发明的又一个方面，所述预定的载波信号功率对干扰信号功率之比可以包括保护电平。
根据本发明的再一个方面，提供用于控制时分双工无线电信系统中的发送功率的装置，其中包括以下步骤根据发送突发中中置码信号的大小和数据信号的大小之间的关系来调整系统的发送功率。
尽管上面已经描述了本发明的主要优点和持性，但参考仅作为示例给出的最佳实施例的附图和详细说明可以获到对本发明更好的理解，附图中图2是突发结构的示例；图3示出TDD系统中发送功率对速率匹配的关系；图4示出了根据本发明的部分手机结构；以及图5示出了根据本发明的部分基站结构。
为了充分理解本发明，现将参考图2和3给出特定示例。
图2示出了典型的突发信号10的结构。突发信号包括两个数据部分12和14，中置码部分16和保护时段18。各个数据部分由976比特组成，而中置码由512比特组成。保护时段包括N比特，其中N为整数。技术人员将理解，数据部分、中置码和保护时段的大小可根据无线电信系统的特殊要求而变化。还将理解，所述结构中可以不包括保护时段。
根据本发明，移动电话的Tx功率根据以下因素进行变化收缩限值，最小载波信号功率对干扰信号功率之比，以及突发中的数据量。最小载波信号功率对干扰信号功率之比可包括保护电平。
根据收缩限值(PL)来设置最大Tx功率。PL值被设置为信号能经受住的最大收缩量。超过这个值的任何收缩将导致信号损失太多数据因而无法被成功解释。PL由电信系统的速率匹配参数确定并从基站发送到诸如移动电话的用户设备。
根据系统仍能够正常工作的载波信号功率对干扰信号功率之比的最小值(C/Imin)来设置最小Tx功率。C/Imin的值可以根据系统的知识进行预定，或者它可以由基站发送及根据以前的C/Imin得到，或者是估计值。这个比率可以包括保护电平，所述保护电平起作确保永远不会到达最小Tx功率的作用。
接着把突发中的数据量与中置码比特量进行比较。将理解，这个值可能变化相当大，并且各个突发必须被单独评估。
接下来计算Tx功率能被减小或增加的量。最好把Tx功率能够增加的最大量设置在PL值。将Tx功率增加到超过PL值将不会提高系统性能，因为由于收缩过程导致的数据丢失量确定了系统故障点。此外，最好把Tx功率能减小到的最小电平设置在之前讨论的C/Imin值。C/Imin值可以包括保护电平。另一方面，最大和最小的Tx功率电平可以在这些值趋向于渐近线。对于最大和最小Tx功率电平之间的区域，根据各个突发中数据的大小和中置码的大小之间的关系来计算Tx功率的值。
图3示出本发明的特定示例，其中X轴表示速率匹配(RM)的值，而Y轴表示载波信号功率对干扰信号功率之比的值的变化(ΔC/I)。将理解，Tx功率的增加将导致载波信号功率的增加，进而导致ΔC/I值的增加。
对于这个特定示例，ΔC/Imin的值被预定并由基站发送。另外，PL值被预定并也由基站发送。在图3中，分别用实线31和32表示最大和最小Tx功率电平。在这个特定示例中，ΔC/Imin的值等于0.5dB，并且PL的值等于0.5dB。
在图3所示的特定示例的改进中，包括保护电平40，这具有使Tx功率能被减小到的最小电平得以增加的效果。
对于PL和ΔC/Imin之间的区域，根据突发中的数据量(D)和中置码的大小(M)来确定Tx功率的变化率。变化率是恒定的，并且在图3中用斜率S表示。根据等式1来计算斜率S=(M-D)D]]>等式1对于图2所示的突发，其中D等于1952，而M等于512，S等于-0.738。因此如果突发的数据分量大于中置码分量，则将出现负斜率。如前面解释和图1示出的那样，在不存在中置码的FDD系统中，斜率等于-1。
可以接着根据以下规则集来计算增加或减小Tx功率的量。Tx功率的变化在图3中示意为ΔC/I并以分贝(dB)来计算。
速率匹配(RMo)的初始值等于1。这对应于初始ΔC/I(ΔC/Io)值1。RMo和ΔC/Io的交点在图3中用标号35表示。速率匹配的新值表示为RMN。当达到ΔC/Imin值时，那个点的速率匹配以RMmax表示。将理解，速率匹配(RM)根据系统的要求而不断变化。速率匹配的变化(ΔRM)以分贝来量度，并根据等式2来计算。ΔRM=10log(RMNRMO)]]>等式2Tx功率的对应变化在图3中被示为ΔC/I的变化，它根据等式3被计算S×PL(dB) RM≤PLΔC/I(dB)＝{S×ΔRM(dB) 等式3
ΔC/Imin 当速率匹配利用收缩时，Tx功率电平将根据RMo和PL之间的图部分中的斜率而增加。相似地，当速率匹配利用重复时，Tx功率电平将根据RMo和RMmax之间的图部分中的斜率而减小。
图4示出根据本发明第一实施例的手机结构40的相关部件。利用天线42耦合RF信号，天线42通过双工器44连接到发送和接收电路46、48。由滤波器/解调器50对信号进行滤波和解调之后，由功率电平检测器52对收到的信号的功率电平进行测量。功率电平检测器向微处理器54提供补偿速率匹配的数据，并向功率控制56提供反过来提供功率控制数据比特的数据。功率控制比特在调制之前与编码信号进行组合，随后由天线发送。
图5示出本发明如何在基站70中实施。在发送路径中，经编码器72对信号进行编码之后，信号在放大器控制电路74中被放大。放大器控制电路包括一般在先有技术基站中采用的功率控制单元76和扩频与匹配补偿电路78。速率匹配和扩频补偿接着补偿功率控制。突发接下来通过普通扩频和调制电路。该信号接着在通过天线发送之前由调制器80进行调制。调制器一般包括信号滤波器。
本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对之前所述的实施例进行各种修改。例如，由于扩频因子的变化，可以应用之前所述的调整Tx功率的方法。在FDD类型的系统中众所周知，Tx功率要求相对于扩频因子的变化而线性变化。例如，如果扩频因子翻倍，则Tx功率要求减至一半。等式1给出的根据中置码大小来计算Tx功率调整的公式可用于计算由于TDD系统中扩频因子导致的Tx功率调整。
权利要求
1.一种用于控制时分双工无线电信系统中发送功率的方法，所述方法包括以下步骤根据发送突发中中置码信号的大小和数据信号的大小之间的关系来调整所述系统的所述发送功率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述发送突发中的所述中置码信号的大小(M)和所述数据信号的大小(D)之间的关系是斜率(S)。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于S=(M-D)D.]]>
4.如权利要求1-3所述的方法，其特征在于所述方法包括以下其它步骤确定所述无线电信系统中所用的速率匹配的变化(ΔRM)，确定收缩(PL)，确定保持预定的载波信号功率对干扰信号功率之比(ΔC/Imin)所需的最小发送功率电平，以及计算载波信号功率对干扰信号功率之比(ΔC/I)。
5.ΔRM=10log(RMNRMO)]]>其中RM0＝初始速率匹配值，RMN＝新的速率匹配值。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于S×PLRM≤PLΔC/I(dB)＝{S×ΔRM ΔC/Imin 其中RMmax＝对应于ΔC/Imin的速率匹配值。
7.如权利要求4-6所述的方法，其特征在于所述时分双工无线电信系统包括至少一个基站，并且从基站发送所述ΔC/Imin值。
8.如权利要求4-7所述的方法，其特征在于所述ΔC/Imin值包括保护电平。
9.如权利要求4-8所述的方法，其特征在于从所述基站发送所述收缩限值(PL)。
10.用于控制时分双工无线电信系统中发送功率的装置，它包括用来根据发送突发中中置码信号的大小和数据信号的大小之间的关系调整所述系统的所述发送功率的功率控制单元。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于所述发送突发中的所述中置码信号的大小(M)和所述数据信号的大小(D)之间的所述关系是斜率(S)。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于S=(M-D)D.]]>
13.如权利要求10-12所述的装置，其特征在于所述功率控制单元用来确定所述无线电信系统中所用的速率匹配的变化(ΔRM)；确定收缩限值(PL)；以及确定保持预定的载波信号功率对干扰信号功率之比(ΔC/Imin)所需的最小发送功率电平；，由此计算载波信号功率对干扰信号功率之比(ΔC/I)。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于所述时分双工无线电信系统的基站用来发送所述ΔC/Imin值。
15.如权利要求13或14所述的装置，其特征在于所述ΔC/Imin值包括保护电平。
16.如权利要求13-15所述的装置，其特征在于所述基站用来发送所述收缩限值(PL)。
全文摘要
本发明提供一种用于控制时分双工无线电信系统中发送功率要求的方法。所述方法利用突发中数据和中置码的大小和速率匹配的变化来控制发送功率。
文档编号H04L1/08GK1433598SQ0081889
公开日2003年7月30日 申请日期2000年12月15日 优先权日1999年12月15日
发明者D·塞蒂, V·索默, S·厄斯特雷希, G·勒曼 申请人:罗克马诺尔研究有限公司