專利名稱：Cdma系統(tǒng)中利用擦除指示比特控制前向功率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中利用擦除指示比特(EIB，erasureindicator bit)控制前向功率的方法。特別是，本發(fā)明涉及利用EIB的前向功率控制方法，它調(diào)節(jié)前向功率控制參數(shù)，并且與只重視呼叫質(zhì)量的傳統(tǒng)方法相比，呼叫容量和呼叫質(zhì)量兩者都考慮。
在CDMA系統(tǒng)中，從基站到移動臺定義一前向鏈路，并且從移動臺到基站定義一反向鏈路?；竞鸵苿优_使用持續(xù)20ms的幀進(jìn)行通信。
沒有前向功率控制時，從小區(qū)邊界到基站的距離使得由位于小區(qū)邊界附近的移動臺接收的信號變?nèi)?。因此，由于來自鄰近基站的?yán)重干擾，對于所建立的呼叫，呼叫建立率低及話音質(zhì)量不好。
使用前向功率來控制調(diào)節(jié)前向鏈路上基站的傳輸功率電平，使得即使移動臺受多徑衰落的影響，或如果移動臺位于噪聲或干擾嚴(yán)重的小區(qū)邊界區(qū)域，所有信道也能夠保持良好的通信質(zhì)量。
前向功率控制調(diào)節(jié)用于每個業(yè)務(wù)信道的基站的傳輸功率。基站的總傳輸功率引起對鄰近小區(qū)中移動臺的干擾。為了保持基站的總傳輸功率，并且由此對鄰近小區(qū)中移動臺的干擾，當(dāng)移動臺受到低干擾及具有好的鏈接質(zhì)量時，移動臺的傳輸功率減少到合理的電平。這抵消了從基站到具有不好的鏈接質(zhì)量或嚴(yán)重干擾的其它移動臺的增加的傳輸功率。
使用兩種類型的前向功率控制，在數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中使用功率測量報告消息(PMRM)，并且在個人通信系統(tǒng)中(PCS)中使用擦除指示比特(EIB)。
在使用PMRM的CDMA系統(tǒng)中，移動臺測量前向鏈路的幀差錯率(FER)，并且將其周期性地報告給基站或當(dāng)接收到閾值數(shù)目的錯誤幀時報告給基站?；颈容^FER和計算的FER閾值，并且通過增加或減少前向鏈路增益，來調(diào)節(jié)分配給業(yè)務(wù)信道的功率，以便保持最小的信噪比率和容納更多的用戶。
在使用PCS的CDMA系統(tǒng)中，通過將EIB加到反向業(yè)務(wù)信道的前面，報告每一幀前向鏈路的狀態(tài)。即，當(dāng)前向鏈路的幀狀態(tài)不好時，EIB設(shè)定到‘1’，并且當(dāng)前向鏈路的幀狀態(tài)好時，EIB設(shè)定到‘0’(零)。通過用相同的方式對上述進(jìn)行功率控制，使用EIB的PCS能夠比DCS的PMRM方法更快地調(diào)節(jié)分配給信道的功率。
關(guān)于使用EIB的前向功率控制的參數(shù)如下·‘Nominal_gain’業(yè)務(wù)信道的初始增益·‘Max_tx_gain’業(yè)務(wù)信道的最大增益·‘Min_tx_gain’業(yè)務(wù)信道的最小增益·‘ Big_up_delta’當(dāng)接收的EIB從‘0’改變到‘1’時，‘Big_up_delta’加到業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益上·‘Small_up_delta’如果EIB連續(xù)是‘1’，則‘Small_up_delta’加到業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益上·‘Slow_down_level’所述Max_tx_gain和Min_tx_gain之間的三分之一的點·‘Down_delta’表示數(shù)字增益減少量·‘ Step_til_down’如果當(dāng)前數(shù)字增益大于或等于Slow_down_level，在業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益減少Down_delta之前，Step_til_down是必須有為‘0’的EIB的幀的數(shù)目。如果當(dāng)前數(shù)字增益小于Slow_down_level，則在數(shù)字增益減少Down_delta之前，兩倍Step_til_down數(shù)目的幀必須有為‘0’的EIB。


圖1和2示出在現(xiàn)存PCS系統(tǒng)中，使用上述參數(shù)的前向功率控制的操作。圖1示出EIB具有示于圖2的值的業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益。當(dāng)具有為‘1’的EIB的幀第一次出現(xiàn)被接收時，數(shù)字增益增加big_up_delta，該big_up_delta通常具有5的值。如果后面的幀還有為‘1’的EIB，數(shù)字增益增加small_up_delta量，該small_up_delta通常具有2的值。對于具有為‘1’的EIB的幀的相繼重復(fù)接收，按照特定模式如‘5，2，2，2’增加數(shù)字增益。例如，對于為‘1’的EIB的連續(xù)接收的數(shù)字增益的變化是‘5，2，2，2，5，2，2，2，5，2，2，2’。
圖3是在傳統(tǒng)的PCS中前向功率控制的減少過程的圖形。參數(shù)step_til_down影響數(shù)字增益減少的速率。當(dāng)業(yè)務(wù)信道的當(dāng)前數(shù)字增益大于或等于slow_down_level參數(shù)時，當(dāng)具有設(shè)定到‘0(零)’的EIB的連續(xù)幀數(shù)目等于step_til_down參數(shù)的值時，數(shù)字增益減少down_delta。如果業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益小于slow_down_level參數(shù)，當(dāng)接收到具有設(shè)定到‘0(零)’的EIB的連續(xù)幀數(shù)目等于step_til_down參數(shù)的值的兩倍時，數(shù)字增益減少down_delta。通常，step_til_down參數(shù)具有60的值，并且down_delta參數(shù)具有1的值。于是，在當(dāng)前數(shù)字增益大于或等于slow_down_level時數(shù)字增益將減少1之前，60個連續(xù)幀必須有設(shè)定到‘0’的EIB，并且在當(dāng)前數(shù)字增益小于slow_down_level時數(shù)字增益將減少1之前，必須接收具有等于‘0’的EIB的120個連續(xù)幀。這個以圖形方式示于圖3中。
如上所述用現(xiàn)存參數(shù)執(zhí)行使用EIB的前向功率控制影響呼叫質(zhì)量。當(dāng)在特定區(qū)域前向鏈路的質(zhì)量很差時，呼叫質(zhì)量將迅速降低，除非基站的傳輸功率對于該呼叫增加。建立用于前向功率控制的參數(shù)的傳統(tǒng)方法著重于呼叫質(zhì)量的重要性，而不是擴(kuò)展用戶容量。
為了使系統(tǒng)容納更多用戶，建立著重于用戶容量和呼叫質(zhì)量的呼叫參數(shù)的方法將是所需要的。
在本說明書中，除非上下文需要，否則，術(shù)語“包括”意指包括一指定的整體或整體組，但不排除任何其它整體或整體組。
按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種在CDMA系統(tǒng)中使用反向鏈路上的幀中的擦除指示比特(EIB)的前向功率控制方法，所述方法包括通過增加nominal_gain參數(shù)和max_tx_gain參數(shù)，并且減少min_tx_gain參數(shù)和step_til_down參數(shù)，改善呼叫質(zhì)量和呼叫容量，其中所述nominal_gain參數(shù)是基本業(yè)務(wù)信道的初始增益，所述max_tx_gain參數(shù)是業(yè)務(wù)信道的最大增益，所述min_tx_gain參數(shù)是業(yè)務(wù)信道的最小增益，并且如果反向鏈路上的連續(xù)幀有它們指示無差錯的EIB，所述step_til_down參數(shù)控制業(yè)務(wù)信道的增益減少預(yù)定量的速率。
最好是，選擇所述nominal_gain以滿足EbNo=EcIo+P·G+10log[(GT)2(GP)2],]]>其中
是業(yè)務(wù)信道的信號強(qiáng)度，
是導(dǎo)頻信號強(qiáng)度，P·G是功率增益乘積，GP是導(dǎo)頻信號增益，GT是業(yè)務(wù)信號增益，并且選擇所述nominal_gain，使得當(dāng)所述導(dǎo)頻信號強(qiáng)度是-14dB時，移動臺具有至少5dB的業(yè)務(wù)信道的信號強(qiáng)度。
最好是，所述nominal_gain增加到值為100。
最好是，選擇step_til_down具有20幀的值，由此如果當(dāng)前增益大于或等于預(yù)定電平，則當(dāng)20個連續(xù)幀具有指示無差錯的EIB時，業(yè)務(wù)信道的增益將要減少對應(yīng)于down_delta參數(shù)的預(yù)定量，并且如果當(dāng)前增益小于預(yù)定電平，當(dāng)40個連續(xù)幀具有指示無差錯的EIB時，業(yè)務(wù)信道的增益將要減少對應(yīng)于down_delta參數(shù)的量。
最好是，預(yù)定電平包括slow_down_level參數(shù)，該參數(shù)具有min_tx_gain和max_tx_gain參數(shù)值之間三分之一的值。
最好是，max_tx_gain參數(shù)增加到127的值。
最好是，min_tx_gain參數(shù)減少到35的值。
按照本發(fā)明的第二方面，提供了一種在CDMA系統(tǒng)中改進(jìn)的前向功率控制方法，CDMA系統(tǒng)具有使用反向鏈路上的幀中的擦除指示比特(EIB)的前向功率控制，所述前向功率控制響應(yīng)于在反向鏈路上接收的幀中的EIB值，來調(diào)節(jié)業(yè)務(wù)信道的增益，該方法包括增加業(yè)務(wù)信道的最大可容許增益和業(yè)務(wù)信道的初始增益；減少業(yè)務(wù)信道的最小可容許增益；并且如果在反向鏈路上接收的連續(xù)幀具有指示無差錯的EIB，則減少被減少的增益之間的時間。
圖1示出業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益增加示意圖；圖2示出采用擦除指示比特的業(yè)務(wù)信道增益的增加表；圖3示出按照傳統(tǒng)方法的業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益的減少示意圖；圖4示出按照本發(fā)明的參數(shù)變化表；圖5示出按照傳統(tǒng)方法的業(yè)務(wù)信道增益的減少速率示意圖；圖6示出按照本發(fā)明的業(yè)務(wù)信道增益的減少速率示意圖；圖7示出按照本發(fā)明的參數(shù)改變后測試結(jié)果表示意圖；和圖8示出按照本發(fā)明的越區(qū)切換區(qū)域的減少示意圖。
本優(yōu)選實施例針對使用EIB的CDMA系統(tǒng)中前向功率控制和用于建立考慮到用戶容量和呼叫質(zhì)量的前向功率控制參數(shù)的方法。
圖4示出按照本實施例改變的前向功率控制參數(shù)的表。對示于圖4的參數(shù)的改變目的是，通過增加業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益的范圍和通過增加數(shù)字增益的控制速度，改善CDMA系統(tǒng)的用戶容量和呼叫質(zhì)量。
通過增加max_tx_gain參數(shù)的值從90到127，并且通過減少min_tx_gain參數(shù)從40到35，增加數(shù)字增益的范圍。
增加的max_tx_gain參數(shù)保證通過使得在嚴(yán)重干擾或其它前向鏈路惡化的區(qū)域中有較高的數(shù)字增益而改善在小區(qū)邊緣處的呼叫質(zhì)量。
減少的min_tx_gain，通過減少當(dāng)移動臺處于基站附近時使用的傳輸功率，有助于增加用戶容量。
應(yīng)注意的是，由于在嚴(yán)重干擾的區(qū)域中對移動臺增加的功率傳輸，增加max_tx_gain的值可以導(dǎo)致用戶容量的減少。為了減少這種效應(yīng)，本實施例還將step_til_down參數(shù)從60幀減少到20幀，以便在干擾或前向鏈路的其它惡化改善后更快地減少數(shù)字增益。
如前面所述，step_til_down參數(shù)控制當(dāng)無差錯出現(xiàn)在前向鏈路的幀中時數(shù)字增益減少的速率?；窘柚诔霈F(xiàn)在反向鏈路上從移動臺接收的幀中的EIB，來接收前向鏈路上的幀中關(guān)于差錯的信息。通過將step_til_down參數(shù)的值從60幀減少到20幀，如果當(dāng)前數(shù)字增益大于或等于參數(shù)slow_down_level，當(dāng)20個連續(xù)幀具有設(shè)定為‘0’的EIB時，業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益將減少對應(yīng)于down_delta參數(shù)的量。在當(dāng)前數(shù)字增益小于由參數(shù)slow_down_level確定的閾值時，在數(shù)字增益減少之前，必須接收具有等于‘0’的EIB的連續(xù)幀兩倍多的連續(xù)幀。在本實施例中，參數(shù)down_delta設(shè)定到‘1’的值。
減少step_til_down參數(shù)使得更有效管理每個業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益，并且通過快速控制數(shù)字增益的增加范圍內(nèi)的數(shù)字增益，來提高增加的用戶容量。
圖5和6分別示出按照傳統(tǒng)參數(shù)和本實施例的業(yè)務(wù)信道的數(shù)字增益的減少速率。圖5和6都假定反向鏈路上接收的所有幀具有設(shè)定為0的EIB。
本實施例還將參數(shù)nominal_gain的值從70改變到100。使用參數(shù)nominal_gain以確定呼叫建立后業(yè)務(wù)信道上的初始增益。在本實施例中，增加nominal_gain參數(shù)的值，以保證當(dāng)導(dǎo)頻信道的信噪比是-14dB時移動臺業(yè)務(wù)信道上信噪比至少5dB或更多，使用下列等式EbNo=EcIo+P·G+10log[(GT)2(GP)2]]]>其中
是業(yè)務(wù)信道的信號強(qiáng)度，
是導(dǎo)頻信號信噪比，
P·G是功率增益乘積，GP是導(dǎo)頻信號增益，和GT是業(yè)務(wù)信號增益。
圖7示出按照本實施例的前向功率控制參數(shù)改變之前和之后的測試結(jié)果表。在減少的FER中能夠清楚地看出增加max_tx_gain參數(shù)的效果。
使用韓國Joongbu Miwon一空閑組(Vacant lot)的基站，進(jìn)行在圖7的(2)中示出的測試。導(dǎo)頻信號的信噪比
在同一點上從-13.2dB改善到-9.3dB。
此外，如在圖7中的(2)和(3)中建筑物內(nèi)測試和多小區(qū)測試中所示，按照本發(fā)明的改變參數(shù)導(dǎo)致導(dǎo)頻信號的信噪比的下降，在這些環(huán)境下
下降約0.5dB。然而，F(xiàn)ER從至少2.5％的現(xiàn)存值改善到小于1％，具有在小區(qū)之間呼叫越區(qū)切換期間改善呼叫質(zhì)量的期望結(jié)果。此外，減少的平均
導(dǎo)致在越區(qū)切換區(qū)域中的減少。
圖8示出在平均
的減少引起越區(qū)切換區(qū)域的減少。當(dāng)執(zhí)行軟越區(qū)切換時，占據(jù)兩個基站中的業(yè)務(wù)信道。因此，在越區(qū)切換區(qū)域中的減少導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)容量中的增加。
如上所述，本實施例通過改變使用EIB的前向功率控制的參數(shù)，使得改善FER和相應(yīng)的呼叫質(zhì)量及增加的用戶容量。
權(quán)利要求
1.一種在CDMA系統(tǒng)中使用反向鏈路上的幀中的擦除指示比特(EIB)的前向功率控制方法，所述方法通過增加nominal_gain參數(shù)和max_tx_gain參數(shù)，并且通過減少min_tx_gain參數(shù)和step_til_down參數(shù)，來改善呼叫質(zhì)量和呼叫容量，其中所述nominal_gain參數(shù)是基本業(yè)務(wù)信道的初始增益，所述max_tx_gain參數(shù)是業(yè)務(wù)信道的最大增益，所述min_tx_gain參數(shù)是業(yè)務(wù)信道的最小增益，并且如果反向鏈路上的連續(xù)幀有它們指示無差錯的EIB，所述step_til_down參數(shù)控制業(yè)務(wù)信道的增益減少預(yù)定量的速率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇所述nominal_gain，以滿足
，其中
是業(yè)務(wù)信道的信號強(qiáng)度，
是導(dǎo)頻信號強(qiáng)度，P·G是功率增益乘積，GP是導(dǎo)頻信號增益，GT是業(yè)務(wù)信號增益，并且選擇所述nominal_gain，以使得當(dāng)所述導(dǎo)頻信號強(qiáng)度是-14dB時，移動臺具有至少5dB的業(yè)務(wù)信道的信號強(qiáng)度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述nominal_gain增加到100的值。
4.如權(quán)利要求1到3中的任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中選擇step_til_down參數(shù)具有20幀的值，由此如果當(dāng)前增益大于或等于預(yù)定電平，則當(dāng)20個連續(xù)幀具有指示無差錯的EIB時，業(yè)務(wù)信道的增益將要減少對應(yīng)于down_delta參數(shù)的預(yù)定量，并且如果當(dāng)前增益小于預(yù)定電平，則當(dāng)40個連續(xù)幀具有指示無差錯的EIB時，業(yè)務(wù)信道的增益將要減少對應(yīng)于down_delta參數(shù)的量。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述預(yù)定電平包括slow_down_level參數(shù)，該參數(shù)具有min_tx_gain和max_tx_gain參數(shù)值之間三分之一的值。
6.如前述權(quán)利要求中的任何一個所述的方法，其中，max_tx_gain參數(shù)增加到127的值。
7.如前述權(quán)利要求中的任何一個所述的方法，其中，min_tx_gain參數(shù)減少到35的值。
8.一種在CDMA系統(tǒng)中改進(jìn)的前向功率控制方法，所述CDMA系統(tǒng)具有使用反向鏈路上的幀中的擦除指示比特(EIB)的前向功率控制，所述前向功率控制響應(yīng)于在反向鏈路上接收的幀中的EIB值，來調(diào)節(jié)業(yè)務(wù)信道的增益，所述方法包括增加業(yè)務(wù)信道的最大可容許增益和業(yè)務(wù)信道的初始增益；減少業(yè)務(wù)信道的最小可容許增益；并且如果在反向鏈路上接收的連續(xù)幀具有指示無差錯的EIB，以減少被減少的增益之間的時間。
9.一種在CDMA系統(tǒng)中使用反向鏈路的幀中的擦除指示符(EIB)的前向功率控制方法，基本上如同參照圖4和6到8所描述。
全文摘要
在CDMA系統(tǒng)中使用反向鏈路的幀中的擦除指示比特(EIB)的前向功率控制方法。通過增加nominal－gain和max－tx－gain參數(shù),并減少min－tx－gain和step－til－down參數(shù),改善呼叫質(zhì)量和呼叫容量,nominal－gain參數(shù)是基本業(yè)務(wù)信道的初始增益,max－tx－gain參數(shù)是業(yè)務(wù)信道的最大增益,min－tx－gain參數(shù)是業(yè)務(wù)信道的最小增益,如果反向鏈路上的連續(xù)幀有它們指示無差錯的EIB,則step－til－down參數(shù)控制業(yè)務(wù)信道的增益減少預(yù)定量的速率。
文檔編號H04B7/005GK1250326SQ99110549
公開日2000年4月12日 申請日期1999年7月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月29日
發(fā)明者黃胤碩, 魏平煥 申請人:三星電子株式會社