专利名称：发射功率控制方法和发射/接收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于CDMA(码分多址)等数字无线电通信的、为节省移动站设备的电池电力而最佳控制发射功率的发射功率控制方法和发射/接收装置。
在以往的利用发射功率控制的发射/接收装置中，在由于衰落等引起接收电平降低使接收质量下降时，控制发射功率使之增大；在接收质量良好时，降低发射功率。
图1是已有技术的CDMA发射/接收装置的概略构成框图。在图1中，发送数据1在纠错编码器2中经纠错编码后，在交错器3中进行交错。然后，该数据在扩展器(spreader)4中，以预定扩展码扩展，在解调器5中解调，在发射放大器6中放大并从发射天线7发射。
这时，发射放大器6放大发射功率至发射功率设定器8所设定的电平。该例子是一个分集接收例子。因而，在接收机中，第1接收天线11和第2接收天线12接收的信号，分别在第1检波器13和第2检波器14中检波、在第1去扩展器15和第2去扩展器16中去扩展后，在合成器17中合成。
在通信链路中因延滞波等的影响而出现多路径时，合成器17进行RAKE合成。该合成数据在去交错器18中去交错，经纠错解码器19纠错，获得接收数据20。
在接收机中，时隙质量检测器21检测接收数据20的时隙质量。更详细地说，在图2所示的流程图的步骤ST1中，检测时隙(一定长度的数据块)质量。该步骤如图3所示，它确定时隙质量(接收质量)31是否高于阈值32。
根据确定结果，当确定接收质量(接收电平)31高于(优于)阈值32时，在步骤ST2相应于接收质量的功率控制器22(以后简称为功率控制器CRQ22)控制发射功率使之降低。反之，当确定接收质量低于阈值时，在步骤ST3，功率控制器CRQ22控制发射功率使之增大。具体地说，功率控制器CRQ22提供如图3矩形线34所示的控制。然后，在步骤ST4，发射功率控制信息至发射机中的发射功率设定器8。
图3是对反向链路信号(从移动站MS传送至基站BS的信号)的功率控制器CRQ22的控制说明图。在图3中，曲线36表示的发射侧MS和接收侧BS之间的衰落与曲线38表示的移动侧MS的发射功率几乎成反比。
这样，可保持接收质量几乎恒定，由此，在使用具有高抗随机差错性能的纠错码，诸如卷积码等时，可提高纠错能力。但是，由于存在发射功率控制误差或干扰值变化这一因素，进行去交错使差错进一步随机化。
根据上述方式，相应于接收质量的发射功率控制总是允许使用为保持质量恒定所需的最小发射功率电平，由此，可节省移动站的电池电力。此外，由于抑制CDMA通信系统不必要的发射功率使干扰值降低，从而可改进系统容量。
但是，在上述以往的接收/发射装置中，当因衰落等使接收电平降低而引起接收质量下降时，控制发射功率使之增大，而在通信质量良好时，控制发射功率使之降低。在因衰落使接收电平降低时，必须增大几十dB发射电平，这要求发射放大器有大的动态范围。但是，尤其在移动站中，对电池寿命及放大器规格的要求苛刻，这使得难于使用大动态范围的放大器。此外，增大电平使CDMA通信中对其它用户信号的瞬时干扰变大。
本发明的目的在于提供一种发射功率控制方法和发射/接收装置，它们能满足对电池寿命和放大器规格的苛刻要求并能降低CDMA通信中对其它用户信号的干扰。
本发明的发明人注意到当因衰落引起电平变化从而功率电平降低时，即使增大发射功率也不能改进质量至期望的程度，而且发现，在因衰落引起电平变化时，通过降低发射功率以放弃这部分通信，从而可防止发射功率过份增大，根据上述事实作出本发明。
即，本发明的原理如下。接收侧的发射/接收装置检测接收电平，在检测的接收电平高于阈值时，向发射侧提供功率控制以增大发射功率，并在检测的接收电平低于阈值时降低发射功率，发射侧用符合功率控制的功率进行发射。
图1是传统CDMA发射/接收装置的框图。
图2是说明传统的CDMA发射/接收装置工作的流程图。
图3是说明在以往的CDMA发射/接收装置中相应于接收质量进行功率控制的图。
图4是根据本发明第1实施例的CDMA发射/接收装置的框图。
图5是说明根据上述实施例的CDMA发射/接收装置工作的流程图。
图6是说明根据上述实施例的CDMA发射/接收装置中逆向相应于接收质量的功率控制的图。
图7是根据本发明第2实施例的CDMA发射/接收装置的框图。
图8是说明根据第2实施例的CDMA发射/接收装置工作的流程图。
图9是根据本发明第3实施例的CDMA发射/接收装置的框图。
在本发明的发射功率控制方法中，接收侧的发射/接收装置检测接收电平，在检测的接收电平高于阈值时，向发射侧提供功率控制以增大发射功率，在检测的接收电平低于阈值时，降低发射功率，发射侧由与功率控制相应的功率进行发射。
根据上述方法，因为进行逆向相应于接收质量的发射功率控制，能降低平均发射功率，由此，能比以往的装置更好地节省发射/接收装置的电池消耗并抑制峰值发射功率。从而可降低放大器规格，特别是可降低成本和发射/接收装置的功耗。
此外，在该发射功率控制方法中，最好在接收侧计算长时间的接收功率平均值并相应于该计算结果确定阈值。通过这种方式，可获得与上述方式相同的效果，而且，通过反映平均接收功率的计算结果，可防止发射功率按长时间变动引起的衰减降低。
此外，在该发射功率控制方法中，最好在发射侧计算发射功率控制信息的平均值，并相应于计算结果确定发射功率。用这种方式，可获得与上述方式相同的效果，而且通过计算平均发射功率可进行更有效的发射功率控制。
此外，本发明的发射/接收装置包括接收机，它具有检测接收质量的接收质量检测部和逆向相应接收质量的功率控制部，该控制部当检测的接收电平高于阈值时，输出增大发射功率的功率控制信息，而在接收电平低于阈值时，输出降低发射功率的功率控制信息；发射机，它具有相应于功率控制信息设定发射功率并提供控制以根据该设定功率进行发射的发射功率设定部。
根据上述构成，因为进行逆向相应于接收质量的发射功率控制，能减少平均发射功率，由此，能比以往的装置更好地节省发射/接收装置的电池功耗并抑制峰值发射功率。这可降低放大器规格，特别是可降低成本和发射/接收装置的功耗。
此外，在该发射/接收装置中，接收机包括计算长时间接收功率平均值的平均接收功率计算部，而且逆向对应接收质量的功率控制部根据计算结果，确定阈值。
根据这种方式，可获得与上述方式相同的效果，而且通过反映平均接收功率的计算结果，可防止发射功率按长期变动带来的衰减降低。
此外，在该发射/接收装置中，发射机包括获得功率控制信息平均值的平均发射功率计算部，发射功率设定部相应于计算结果确定发射功率。根据上述构成，可获得与前述方式相同的效果，而且通过计算平均发射功率能进行更有效的发射功率控制。
此外，最好在发射/接收装置中，发射机和接收机包括进行CDMA通信的构成。根据该构成，在CDMA通信中，因为平均发射功率降低带来干扰量减少，相对已有技术构成可改进系统容量。
下文，参照附图，详细说明本发明的实施例。实施例1图4是本发明第1实施例的CDMA发射/接收装置的框图。在图4中，发送数据101在纠错编码器102中接受纠错，并在交错器103中交错。然后，该数据在扩展器104中，以扩展码扩展，在解调器105中解调，在发射放大器106中放大，最后从发射天线107发送。
同时，发射放大器106放大发射功率至发射功率设定器108所设定的电平。本例说明分集接收的例子。因而，在接收机中，信号分别在第1接收天线111和第2接收天线112中接收，在第1检波器113和第2检波器114中检波，并分别在第1去扩展器115和第2去扩展器116中去扩展，然后，在合成器17中合成。
在因延滞波等影响在通信链路上存在多个路径时，在合成器117中进行RAKE合成。合成的数据在去交错器118中去交错，在纠错解码器119中纠错以获得接收数据120。
在接收机中，时隙质量检测器121检测接收数据120的时隙质量。具体地说，在图5所示流程图的步骤ST101，检测时隙(具有一定长度的数据块)质量。在该步骤，确定时隙质量(接收质量)201是否高于阈值202。
根据确定结果，逆向对应于接收质量的功率控制部122(下文简称为功率控制ICRQ部122)产生功率控制信息，使当接收质量(接收电平)201高于(优于)阈值202时，在步骤ST102，如图6中矩形线204所示，增加发射功率。而在接收质量低于阈值202时，在步骤ST103，降低发射功率。然后，在步骤ST104，功率控制信息传送至发射机中的发射功率设定器108。
示于图6的功率控制ICRQ部122的逻辑图示出反向链路信号(从移动站MS向基站BS发送的信号)的例子。曲线208所示的移动侧MS发射功率与曲线206所示的发射侧MS和接收侧BC之间的衰落变化极为相似。
可得到两类接收质量，即，极好接收质量和极差接收质量。在使用有高抗随机差错能力的纠错码，诸如卷积码等时，通过交错使差错随机，可保持纠错能力。
当进行图6所示发射功率控制时，在衰落引起的电平变化使接收电平保持高于一定电平的情况下，不必用高功率发射。因而，发射功率设定器108控制发射功率(在一定功率电平下)，使功率电平达到一定功率电平后，即使功率控制ICRQ部122指令增加发射功率，发射机也不以高于一定功率电平的功率发射。
这样，最大MS发射功率控制在不太高的一定功率电平之下。另一方面，当衰落引起的电平变动使接收电平在一定电平之下(衰落引起的电平变动低于一定电平)时，因为不能得到足够好的质量，所以没有理由用强制高的发射功率发射。在这种情况下，倒不如减小发射功率中止该质量差的通信，因而降低发射功率。
在这种情况下，纠错解码器119软判决解码的似然极低。进行纠错和交错的情况等同于穿通，而在纠错和交错比例低时，可进行正确解调。这样，通过在发射功率设定器108中，以功率控制器ICRQ122控制的发射功率值设定发射功率，可降低平均发射功率和峰值发射功率。
在数据分组等的发送中，重发不能传送的数据分组。相信降低整个发射功率比增加发射功率对重发更有效，而且不进行交错，FER(帧差错率)小于随机差错。
根据实施例1，因为进行逆向对应于接收质量的发射功率控制，同时，进行交错和纠错等，可降低平均发射功率。因而，可比已有技术的装置更好地节省移动站中的电池消耗且抑制峰值发射功率。这可降低放大器规格，进而可降低发射/接收装置的成本和功耗。此外，因为降低平均发射功率使CDMA系统的干扰量降低，与已有技术相比，可改进系统容量。实施例2图7是本发明实施例2的CDMA发射/接收装置的框图。在图7所示的本发明第2实施例中，与图4所示第1实施例各部分相应的部分施加相同标号并省略其说明。
示于图7第2实施例其特点是，具有平均接收功率计算器301，用于计算通信距离衰减引起的接收电平长时间内的变动，以反映在功率控制器ICRQ302的阈值中，从而进行适当的发射功率控制。
即，在接收机中，在图8逆向对应于接收质量的功率控制工作流程图中的步骤ST201，平均接收功率计算器301，利用合成器117输出的数据，计算由通信距离衰减等引起的接收电平长期变化，并根据计算结果更新功率控制器ICRQ122的阈值。当计算值高时，认为衰减低，则进行更新以增加阈值。当计算值低时，降低阈值。
然后，时隙质量检测器121根据步骤ST202的接收数据120，检测时隙质量并确定时隙质量是否高于阈值。
根据判定结果，当接收质量高于(优于)阈值时，功率控制器ICRQ122在步骤ST203产生功率控制信号，指示增加发射功率。在接收质量低于阈值时，在步骤ST204，降低发射功率。然后，在步骤ST205，向发射机中的发射功率设定器108传送功率控制信息。
当蜂窝区半径大时，认为长时间电平变动是由通信距离的差和盲区产生的。在这种情况下，若以与第1实施例相同的方式，固定功率控制器ICRQ122的阈值，则因长时间变动的衰减，会降低发射功率。
但是，以实施例2中所述方式，可解决上述相应于长时间变动的衰减降低发射功率这一问题。在本实施例中，平均接收功率计算器301获得长时间平均接收电平以更新阈值。这样，可比第1实施例更有效地控制发射功率。
如上所述，根据第2实施例，可获得与第1实施例相同的效果并且通过反映平均接收功率的计算结果，可消除相应于长时间变动降低发射功率产生的影响。实施例3图9是本发明第3实施例的CDMA发射/接收装置的框图。在示于图9的本发明第3实施例中，与示于图7的第2实施例的各部分相应的部分标以相同标号并省略其说明。
示于图9的实施例3的特点在于具有平均发射功率计算器401，根据功率控制器ICRQ122的功率控制信息确定平均发射功率并向发射功率设定器108发送，以使控制无偏，从而确定发射功率的上限。
即，在接收机中，时隙质量检测器121检测接收数据120的时隙质量。根据检测结果，功率控制器ICRQ122产生功率控制信息，并向发射机中的发射功率设定器108和平均发射功率计算器401发送功率控制信息。该信息在接收质量高(优)于阈值时，指示增大发射功率，在接收质量低于阈值时，指示降低发射功率。
这样，平均发射功率计算器401确定平均发射功率并向发射功率设定器108传送，以使功率控制器ICRQ122作无偏向的控制，从而确定发射功率上限。
即，在发射机中，平均发射功率计算器401检测功率控制器ICRQ122的控制倾向，在由功率控制器ICRQ122连续指示增大功率电平的控制(偏向于增大功率)时，则判定为通信距离正变大，则增大发射功率设定器108的发射功率上限；在功率控制器ICRQ122连续控制指示降低功率电平(偏向于减少功率)时，判定为通信距离正变小，则降低发射功率设定器108的发射功率上限。这样，能进行比第2实施例更有效的发射功率控制。
如上所述，根据实施例3，可获得与实施例2相同的效果并通过计算平均发射功率，进行比实施例2更有效的发射功率控制。
上述实施例1至3的装置可用于无线电通信系统的移动站装置之类的通信终端装置和基站装置。上述第1至第3实施例说明了本发明的发射/接收装置用于CDMA通信系统的情况，但它们也可适用于CDMA以外的其他通信。另外，上述第1至第3实施例，对把接收电平用作接收质量的情况作了说明，但本发明也适用于把SNR(信噪比)、CNR(载噪比)、SIR(信号干扰比)、FER(帧差错率)、BER(误码率)等作为接收质量的情况。
如上所述显然可知，本发明的发射/接收装置可提高电池寿命并降低放大器的规格，从而可降低对CDMA通信中其它用户信号的干扰。
权利要求
1．一种发射功率控制方法，其特征在于，包括下述步骤检测接收信号的质量；产生所述检测质量高于阈值时增大发射功率、所述检测质量低于所述阈值时降低所述发射功率的功率控制信息；发送所述功率控制信息。
2．如权利要求1所述的发射功率控制方法，其特征在于，该方法进一步包括对预定间隔计算接收功率平均值并相应于该计算结果确定阈值的步骤。
3．一种无线电通信装置，其特征在于包括检测接收信号质量的质量检测装置；逆对应于质量的功率控制装置，用于输出功率控制信息，使所述检测的质量高于阈值时增大发射功率，在所述检测质量低于阈值时降低所述发射功率。
4．如权利要求3所述的无线电通信装置，其特征在于，进一步包括对预定间隔计算接收功率平均值的平均接收功率计算装置，所述逆向对应于质量的功率控制装置根据所述计算结果确定所述阈值。
5．一种无线电通信装置，其特征在于包括接收功率控制信息的接收装置，该控制信息在质量高于阈值时使发射功率增加，在所述质量低于所述阈值时，使所述发射功率降低；相应于所述功率控制信息，设定发射功率的发射功率设定装置；用所述设定功率进行发射的发射装置。
6．如权利要求5所述的无线电通信装置，其特征在于，进一步包括获得所述功率控制信息平均值的平均接收功率计算装置，所述发射功率设定装置，根据所述计算结果确定所述发射功率。
7．一种发射/接收装置，其特征在于包括接收机，它具有检测接收信号质量的质量检测装置和输出功率控制信息的逆向对应于接收质量的功率控制装置，该控制信息在所述检测质量高于阈值时，使发射功率增大，在所述检测质量低于所述阈值时，使所述发射功率降低；发射机，它具有接收所述功率控制信息的接收装置、相应于所述功率控制信息设定发射功率的发射功率设定装置，以及以所述设定功率发射的发射装置。
8．如权利要求7所述的发射/接收装置，其特征在于，进一步包括对预定间隔计算接收功率平均值的平均接收功率计算装置，根据所述计算结果，所述逆向对应于接收质量的功率控制装置确定所述阈值。
9．如权利要求7所述的发射/接收装置，其特征在于进一步包括获得所述功率控制信息平均值的平均发射功率计算装置，所述发射功率设定装置根据所述计算结果，确定所述发射功率。
10．一种具有发射/接收装置的基站装置，其特征在于，所述发射/接收装置包括接收机，它具有检测接收信号质量的质量检测装置和输出功率控制信息的逆向对应于接收质量的功率控制装置，该控制信息在所述检测质量高于阈值时，使发射功率增大，在所述检测质量低于所述阈值时，使所述发射功率降低；发射机，它具有接收所述功率控制信息的接收装置、相应于所述功率控制信息设定发射功率的发射功率设定装置，以及以所述设定功率发射的发射装置。
11．一种具有发射/接收装置的通信终端装置，其特征在于，所述发射/接收装置包括接收机，它具有检测接收信号质量的质量检测装置和输出功率控制信息的逆向对应于接收质量的功率控制装置，该控制信息在所述检测质量高于阈值时，使发射功率增大，在所述检测质量低于所述阈值时，使所述发射功率降低；发射机，它具有接收所述功率控制信息的接收装置、相应于所述功率控制信息设定发射功率的发射功率设定装置，以及以所述设定功率发射的发射装置。
全文摘要
本发明揭示一种发射功率控制方法和发射/接收装置。时隙质量检测器(121)检测接收电平,逆向对应于接收质量的功率控制器(122)输出功率控制信息,在检测的接收电平高于阈值时使发射功率增大,在检测的电平小于该阈值时使发射功率降低。发射功率设定器(108)相应于该功率控制信息设定发射功率并提供控制使以该设定功率发射。本发明可提高发射/接收装置的电池寿命并降低了放大器的规格要求,从而降低了对CDMA系统中其它用户信号的干扰。
文档编号H04J13/00GK1218340SQ9812232
公开日1999年6月2日 申请日期1998年11月13日 优先权日1997年11月13日
发明者上杉充, 齐藤佳子, 相沢纯一 申请人:松下电器产业株式会社