一种WCDMA系统中闭环功率控制的步长调整处理方法
本发明涉及移动通信领域的WCDMA通信系统。
宽带码分多址(WCDMA)是第三代移动通信系统标准化组织提出的无线传输技术(RTT)方案。人们熟知的时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)技术主要用于话音和低速率数据传输,具有一定的局限性,而码分多址(CDMA)调制技术是存在大量系统用户的时候采用的一种新的通信技术。
第三代移动通信系统能在移动通信中提供与固定网络类似的多媒体业务,支持全球漫游并具有良好服务质量。
WCDMA系统是一种同频自干扰系统,如果各移动台以相同的功率发射信号,则信号到达基站时,靠近基站的移动台发射的信号比远离基站的移动台的信号强,从而将其淹没,这就是所谓的“远近效应”。
一般在蜂窝无线环境中,无线电传播的条件是不断变化的。移动台接收信号的和基站接收的信号都处在持续变化之中,即衰落。衰落可快可慢,并且通常同步发生。
信号的快衰落一般由无线环境的多径传播引起,其中信号沿发射机和接收机之间的若干不同路径传播,形成的信号分量具有不同的相位和幅度,它们在接收机中累加,或者放大,或者衰减,最多可达数十分贝。
信号的慢衰落是由于在无线传输环境中存在着引起额外衰减的因素,比如建筑物等,它以快衰落中值为中心变化,且比快衰落引起的变化要慢的多。
闭环功率控制是功率控制中基于质量的一种功率控制方式,它监控接收信号由快慢衰落引起的持续强度变化,使基站接收到的功率尽可能相同,以解决“远近效应”问题,并在保证质量的条件下,使发射机的发射功率尽可能低。
在WCDMA系统中,接收机中对发射功率的控制可以通过由控制设备向受控发射机发送的功率控制指令来实现。功率控制指令是使发射功率增大或减小指令,这些指令通过功率控制步长调整来增加或减少受控发射机的发射功率。
在现有WCDMA系统中,功率控制步长调整的方法有两大类:固定步长调整方法和可变步长调整方法。固定步长调整方法实现简单,但是灵活性不够,如果功率控制的步长较小,那就不能够有效快速地跟踪信道通信环境的变化,如果步长较大,则功率值在所需功率值附近大幅度变化,影响系统容量;而可变步长调整方法则能够有效快速地跟踪信道通信环境的变化,但是实现较为复杂。
本发明的目的是提供一种闭环功率控制中可变步长的调整方法,该方法融合可变步长调整技术与固定步长调整技术,能够快速有效地跟踪信道通信环境的变化,及时以不同的功率变化调整发射机的发射功率,从而达到使系统容量最大的目的,实现比较简单。
本发明所述闭环功率控制步长调整的方法,是根据标准化组织3rd GenerationPartnership Project(3GPP)建议(3GPP RAN 25.214 V1.2.1.(1999-09)),网络系统应至少提供对固定步长的调整,可选提供对可变步长调整的支持,即其设备和控制软件应能兼容固定步长调整和可变步长调整。视网络系统的支持情况,提供控制命令,决定采用可变步长调整还是固定步长调整。若系统不支持可变步长调整,则只有采用固定步长调整,若系统同时支持两种调整方式,则根据移动环境的优劣和对系统容量的要求由网络管理者灵活选择其一。
1设置调整步长初值InitialStep,该初值的取值范围在0.5分贝~2分贝之间,最佳值是1分贝。
2步长调整方法分两种情况,即固定步长调整和可变步长调整:
当采用固定步长调整时,固定步长FixStep一般取0.5分贝~2.0分贝之间的一个值,由网络系统视通信环境灵活选择;
当采用可变步长调整时,其处理步骤如下:
①功率控制命令(TPC)顺次进入长度为n(n取4~16之间的一个值,最佳值是8)的移位寄存器。TPC是一个逻辑变量,它控制了功率变化的方向:即若TPC=0,则功率发射以某步长降低;若TPC=1,则功率发射以某步长升高;
②TPC每移位一次,对移位寄存器中的元素求和,得到sum;
③判断sum是否大于等于n-1,若是,则步长值在前一个步长值上加一个步进值DeltaUpA(DeltaUpA的取值在0.125分贝~2分贝之间,最佳值0.5分贝),然后跳到第⑥步,反之到第④步;
④判断sum是否小于等于1,若是则步长值在前一个步长值上加一个步进值DeltaUpB(取值在0.125分贝~2分贝之间,最佳值0.5分贝),然后到第⑥步,反之到第⑤步;
⑤步长值在前一个步长值上减去一个步进值DeltaDown(取值在0.125分贝~2分贝之间,最佳值0.5分贝);
⑥将前面③、④、⑤各步来的步长值合成,其合成结果是由第③、④步的判断结果取③、④、⑤各步来的步长值中的某一个值:即若第③步的判断为真,则取第③步来的步长值;若第④步为真,则取第④步来的步长值;若第④步为假,则取第⑤步来的步长值。
⑦用上下门限值限制合成的可变步长值的动态范围,其下限为0.125分贝~1分贝,上限为2分贝~4分贝。合成的步长值若大于其上限,则取上限值;合成的步长值若小于其下限,则取下限值。
3根据网络系统控制命令,将第2步固定步长调整得到的固定FixStep和可变步长调整得到的可变步长值合成:若控制命令指示采用固定步长调整,则合成的结果是固定FixStep;若控制命令指示采用可变步长调整,则合成的结果是可变步长值;然后将合成的结果作为输出步长值送到输出端口。
本发明公开了WCDMA系统的RTT中,闭环功率控制步长调整的方法,它与现有的技术相比,具有以下优点:综合固定步长调整和可变步长调整为一体,可以灵活选择,且此可变步长调整方法比较简单。若系统连续要求调高功率或调低功率,即处于通信质量剧烈变化的环境,此时可以加大反馈力度,即增加步长;若系统处于通信质量变化缓慢的环境,则可以减少反馈力度,即减少步长。因此这种方法步长调整灵活,能够快速的跟踪信道的变化,调整的动态范围大,既能有效调整恶劣通信环境下的功率控制步长,也能适应较稳定的通信环境。
下面结合附图和实施例进一步说明本发明。
图1是WCDMA系统闭环功率控制装置的结构图;
图2是WCDMA系统闭环功率控制的步长调整处理流程图。
如图1所示,接收机接收的多径信号进入射频前端(H100),经A/D变换,基带滤波(H102),再经解扰解扩(H104)输出符号值(在QPSK调制中,有四个调制相位,每两个比特被调制在一个相位上,每个相位对应一个符号)。TPC与其他控制符号和数据符号复用在一起,利用解复用的方法从这些符号中提取TPC,并合并TPC(H106)送入步长调整(H110)模块。究竞采用可变步长调整还是固定步长调整,由网络系统(H108)根据移动环境的优劣和对系统容量的要求提供的控制命令来灵活决定。步长调整输出的步长值以分贝形式送入增益处理模块(H112)进行处理。
图2是WCDMA系统闭环功率控制的步长调整处理模块(H110)的流程图,输入的功率控制命令TPC同时送入左右两路处理。
图2左路采用的是固定步长调整,TPC命令进入固定步长调整模块(S202),该模块输出的固定步长值是预设值,预设值在0.5分贝~2分贝之间,最佳值是1分贝。输出的固定步长值进入步长值合成步骤(S222)待用。
图2右路采用的是可变步长调整:
步骤(S204),TPC命令进入长度为n的移位寄存器;
步骤(S206)对移位寄存器中的元素求和sum;
步骤(S208)判断“sum≥n-1”:
若为“Y”,则进入步骤(S210),进行步长调整,步长在前一个步长值上加一个步进值DeltaUpA;然后将步长值送入步骤(S218),进行步长值合成;
若为“N”,则进行步骤S212,对“sum≤1”作判断;若为“Y”,则进行步骤S214,步长在前值上加一个步进值DeltaUpB,然后将步长值送入步骤(S218),进行步长值合成;
若“sum≤1”为“N”,则进行步骤(S216),令步长值在前一个步长值基础上减去一个步进值DeltaDown,然后将步长值送入步骤(S218)进行步长值合成;
步骤S220限制步长值的动态范围,若合成步长值大于动态范围的上限,则使合成步长值为上限值;若合成步长值小于动态范围的下限,则使合成步长值为下限值。
步骤S222,接收步骤S220的处理结果,与步骤S202送来的步长值一起,再次进行步长值合成。此次步长值合成由网络系统送入的网络系统控制命令决定采用哪种方法产生的步长值。
步骤S224,最终输出经过多次合成后的步长值,送给增益处理模块H112。
上述变量的取值范围和最佳值分别是:
InitialStep的取值在0.5分贝~2分贝之间,最佳值1分贝;
DeltaUpA的取值在0.125分贝~2分贝之间,最佳值0.5分贝;
DeltaUpB的取值在0.125分贝~2分贝之间,最佳值0.5分贝;
DeltaDown的取值在0.125分贝~2分贝之间,最佳值0.5分贝;
根据每个WCDMA系统和具体应用环境的需要,可以对各参数的取值进行灵活选择。