CN1207927C

CN1207927C - Cdma系统中利用擦除指示比特控制前向功率的方法

Info

Publication number: CN1207927C
Application number: CNB991105494A
Authority: CN
Inventors: 黄胤硕; 魏平焕
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2019-07-29
Also published as: CN1250326A; KR20000009835A; US6501958B1; AU733491B2; AU4105199A; KR100285310B1

Abstract

在CDMA系统中使用反向链路的帧中的擦除指示比特(EIB)的前向功率控制方法。通过增加nominal_gain和max_tx_gain参数，并减少min_tx_gain和step_til_down参数，改善呼叫质量和呼叫容量，nominal_gain参数是基本业务信道的初始增益，max_tx_gain参数是业务信道的最大增益，min_tx_gain参数是业务信道的最小增益，如果反向链路上的连续帧有它们指示无差错的EIB，则step_til_down参数控制业务信道的增益减少预定量的速率。

Description

CDMA系统中利用擦除指示比特控制前向功率的方法

技术领域

本发明涉及在码分多址(CDMA)系统中利用擦除指示比特(EIB，erasureindicator bit)控制前向功率的方法。特别是，本发明涉及利用EIB(擦除指示比特)的前向功率控制方法，它调节前向功率控制参数，并且与只重视呼叫质量的传统方法相比，呼叫容量和呼叫质量两者都考虑。

背景技术

在CDMA系统中，从基站到移动台定义一前向链路，并且从移动台到基站定义一反向链路。基站和移动台使用持续20ms的帧进行通信。

没有前向功率控制时，从小区边界到基站的距离使得由位于小区边界附近的移动台接收的信号变弱。因此，由于来自邻近基站的严重干扰，对于所建立的呼叫，呼叫建立率低及话音质量不好。

使用前向功率来控制调节前向链路上基站的传输功率电平，使得即使移动台受多径衰落的影响，或如果移动台位于噪声或干扰严重的小区边界区域，所有信道也能够保持良好的通信质量。

前向功率控制调节用于每个业务信道的基站的传输功率。基站的总传输功率引起对邻近小区中移动台的干扰。为了保持基站的总传输功率，并且由此对邻近小区中移动台的干扰，当移动台受到低干扰及具有好的链接质量时，移动台的传输功率减少到合理的电平。这抵消了从基站到具有不好的链接质量或严重干扰的其它移动台的增加的传输功率。

使用两种类型的前向功率控制，在数字蜂窝系统中使用功率测量报告消息(PMRM)，并且在个人通信系统中(PCS)中使用擦除指示比特(EIB).

在使用PMRM的CDMA系统中，移动台测量前向链路的帧差错率(FER)，并且将其周期性地报告给基站或当接收到阈值数目的错误帧时报告给基站。基站比较FER和计算的FER阈值，并且通过增加或减少前向链路增益，来调节分配给业务信道的功率，以便保持最小的信噪比率和容纳更多的用户。

在使用PCS的CDMA系统中，通过将EIB加到反向业务信道的前面，报告每一帧前向链路的状态。即，当前向链路的帧状态不好时，EIB设定到‘1’，并且当前向链路的帧状态好时，EIB设定到‘0’(零)。通过用相同的方式对上述进行功率控制，使用EIB的PCS能够比DCS的PMRM方法更快地调节分配给信道的功率。

关于使用EIB的前向功率控制的参数如下：

·‘Nominal_gain’：业务信道的初始增益

·‘Max_tx_gain’：业务信道的最大增益

·‘Min_tx_gain’：业务信道的最小增益

·‘Big_up_delta’：当接收的EIB从‘0’改变到‘1’时，‘Big_up_delta’加到业务信道的数字增益上

·‘Small_up_delta’：如果EIB连续是‘1’，则‘Small_up_delta’加到业务信道的数字增益上

·‘Slow_down_level’：所述Max_tx_gain和Min_tx_gain之间的三分之一的点

·‘Down_delta’：表示数字增益减少量

·‘Step_til_down’：如果当前数字增益大于或等于Slow_down_level，在业务信道的数字增益减少Down_delta之前，Step_til_down是必须有为‘0’的EIB的帧的数目。如果当前数字增益小于Slow_down_level，则在数字增益减少Down_delta之前，两倍Step_til_down数目的帧必须有为‘0’的EIB。

图1和2示出在现存PCS系统中，使用上述参数的前向功率控制的操作。图l示出EIB具有示于图2的值的业务信道的数字增益。当具有为‘1’的EIB的帧第一次出现被接收时，数字增益增加big_up_delta，该big_up_delta通常具有5的值。如果后面的帧还有为‘1’的EIB，数字增益增加small_up_delta量，该small_up_delta通常具有2的值。对于具有为‘1’的EIB的帧的相继重复接收，按照特定模式如‘5，2，2，2’增加数字增益。例如，对于为‘1’的EIB的连续接收的数字增益的变化是‘5，2，2，2，5，2，2，2，5，2，2，2’。

图3是在传统的PCS中前向功率控制的减少过程的图形。参数step_til_down影响数字增益减少的速率。当业务信道的当前数字增益大于或等于slow_down_level参数时，当具有设定到‘0(零)’的EIB的连续帧数目等于step_til_down参数的值时，数字增益减少down_delta。如果业务信道的数字增益小于slow_down_level参数，当接收到具有设定到‘0(零)’的EIB的连续帧数目等于step_til_down参数的值的两倍时，数字增益减少down_delta。通常，step_til_down参数具有60的值，并且down_delta参数具有1的值。于是，在当前数字增益大于或等于slow_down_level时数字增益将减少1之前，60个连续帧必须有设定到‘0’的EIB，并且在当前数字增益小于slow_down_level时数字增益将减少1之前，必须接收具有等于‘0’的EIB的120个连续帧。这个以图形方式示于图3中。

如上所述用现存参数执行使用EIB的前向功率控制影响呼叫质量。当在特定区域前向链路的质量很差时，呼叫质量将迅速降低，除非基站的传输功率对于该呼叫增加。建立用于前向功率控制的参数的传统方法着重于呼叫质量的重要性，而不是扩展用户容量。

为了使系统容纳更多用户，建立着重于用户容量和呼叫质量的呼叫参数的方法将是所需要的。

发明内容

在本说明书中，除非上下文需要，否则，术语“包括”意指包括一指定的整体或整体组，但不排除任何其它整体或整体组。

按照本发明的一方面，提供了一种在CDMA系统中利用反向链路上的帧中的擦除指示比特控制前向功率的方法，其中所述CDMA系统具有移动台和至少一个基站，所述基站的功率控制参数消息被预先确定并且所述基站的传输功率根据所述功率控制参数消息而被控制，所述功率控制参数消息包括nominal_gain消息、max_tx_gain消息、min_tx_gain消息和step_til_down消息，所述nominal_gain消息用于当在所述基站和所述移动台之间建立呼叫时指示所述基站的传输功率的初始增益，所述max_tx_gain消息用于指示所述基站的传输功率的最大增益，所述min_tx_gain消息用于指示所述基站的传输功率的最小增益，以及所述step_til_down消息用于指示所述移动台将要计算帧差错的许多帧的减少率周期，所述方法包括如下步骤：设置所述nominal_gain消息的值至少为100；设置所述max_tx_gain消息的值至少为127；设置所述min_tx_gain消息的值不大于35；以及如果业务信道的增益大于或等于slow_down_level，则设置所述step_til_down消息的值不大于20，其中所述slow_down_level对应于在所述max_tx_gain和所述min_tx_gain之间的底部三分之一的电平，其中将所述功率控制参数的所述nominal_gain设置为所述值是通过如下公式确定的：

\frac{E_{b}}{N_{o}} = \frac{E_{c}}{I_{o}} + P \cdot G + 10 \log [\frac{{(G_{T})}^{2}}{{(G_{P})}^{2}}],

其中

表示指示业务信道的信号强度的信噪比的值，

表示导频信号强度的信噪比的值，P·G表示功率增益的值，G_P表示导频信号增益的值，G_T表示标称增益(nominal gain)，其中设置所述nominal_gain，以使得所述移动台可以产生大约5dB的信号强度并将所述导频信号强度保持在大约-14dB。

本发明提供一种在CDMA系统中使用反向链路上的帧中的擦除指示比特(EIB)的前向功率控制方法，所述方法包括：通过增加nominal_gain参数和max_tx_gain参数，并且减少min_tx_gain参数和step_til_down参数，改善呼叫质量和呼叫容量，其中所述nominal_gain参数是基本业务信道的初始增益，所述max_tx_gain参数是业务信道的最大增益，所述min_tx_gain参数是业务信道的最小增益，并且如果反向链路上的连续帧有它们指示无差错的EIB，所述step_til_down参数控制业务信道的增益减少预定量的速率。

最好是，选择所述nominal_gain以满足

\frac{E_{b}}{N_{o}} = \frac{E_{c}}{I_{o}} + P \cdot G + 10 \log [\frac{{(G_{T})}^{2}}{{(G_{P})}^{2}}],

其中是业务信道的信号强度，是导频信号强度，P·G是功率增益乘积，G_P是导频信号增益，G_T是业务信号增益，并且选择所述nominal_gain，使得当所述导频信号强度是-14dB时，移动台具有至少5dB的业务信道的信号强度。

最好是，所述nominal_gain增加到值为100。

最好是，选择step_til_down具有20帧的值，由此如果当前增益大于或等于预定电平，则当20个连续帧具有指示无差错的EIB时，业务信道的增益将要减少对应于down_delta参数的预定量，并且如果当前增益小于预定电平，当40个连续帧具有指示无差错的EIB时，业务信道的增益将要减少对应于down_delta参数的量。

最好是，预定电平包括slow_down_level参数，该参数具有min_tx_gain和max_tx_gain参数值之间三分之一的值。

最好是，max_tx_gain参数增加到127的值。

最好是，min_tx_gain参数减少到35的值。

本发明提供一种在CDMA系统中改进的前向功率控制方法，CDMA系统具有使用反向链路上的帧中的擦除指示比特(EIB)的前向功率控制，所述前向功率控制响应于在反向链路上接收的帧中的EIB值，来调节业务信道的增益，该方法包括：增加业务信道的最大可容许增益和业务信道的初始增益；减少业务信道的最小可容许增益；并且如果在反向链路上接收的连续帧具有指示无差错的EIB，则减少被减少的增益之间的时间。

附图说明

图1示出业务信道的数字增益增加示意图；

图2示出采用擦除指示比特的业务信道增益的增加表；

图3示出按照传统方法的业务信道的数字增益的减少示意图；

图4示出按照本发明的参数变化表；

图5示出按照传统方法的业务信道增益的减少速率示意图；

图6示出按照本发明的业务信道增益的减少速率示意图；

图7示出按照本发明的参数改变后测试结果表示意图；和

图8示出按照本发明的越区切换区域的减少示意图。

具体实施方式

本优选实施例针对使用EIB的CDMA系统中前向功率控制和用于建立考虑到用户容量和呼叫质量的前向功率控制参数的方法。

图4示出按照本实施例改变的前向功率控制参数的表。对示于图4的参数的改变目的是，通过增加业务信道的数字增益的范围和通过增加数字增益的控制速度，改善CDMA系统的用户容量和呼叫质量。

通过增加max_tx_gain参数的值从90到127，并且通过减少min_tx_gain参数从40到35，增加数字增益的范围。

增加的max_tx_gain参数保证通过使得在严重干扰或其它前向链路恶化的区域中有较高的数字增益而改善在小区边缘处的呼叫质量。

减少的min_tx_gain，通过减少当移动台处于基站附近时使用的传输功率，有助于增加用户容量。

应注意的是，由于在严重干扰的区域中对移动台增加的功率传输，增加max_tx_gain的值可以导致用户容量的减少。为了减少这种效应，本实施例还将step_til_down参数从60帧减少到20帧，以便在干扰或前向链路的其它恶化改善后更快地减少数字增益。

如前面所述，step_til_down参数控制当无差错出现在前向链路的帧中时数字增益减少的速率。基站借助于出现在反向链路上从移动台接收的帧中的EIB，来接收前向链路上的帧中关于差错的信息。通过将step_til_down参数的值从60帧减少到20帧，如果当前数字增益大于或等于参数slow_down_level，当20个连续帧具有设定为‘0’的EIB时，业务信道的数字增益将减少对应于down_delta参数的量。在当前数字增益小于由参数slow_down_level确定的阈值时，在数字增益减少之前，必须接收具有等于‘0’的EIB的连续帧两倍多的连续帧。在本实施例中，参数down_delta设定到‘1’的值。

减少step_til_down参数使得更有效管理每个业务信道的数字增益，并且通过快速控制数字增益的增加范围内的数字增益，来提高增加的用户容量。

图5和6分别示出按照传统参数和本实施例的业务信道的数字增益的减少速率。图5和6都假定反向链路上接收的所有帧具有设定为0的EIB。

本实施例还将参数nominal_gain的值从70改变到100。使用参数nominal_gain以确定呼叫建立后业务信道上的初始增益。在本实施例中，增加nominal_gain参数的值，以保证当导频信道的信噪比是-14dB时移动台业务信道上信噪比至少5dB或更多，使用下列等式：

\frac{E_{b}}{N_{o}} = \frac{E_{c}}{I_{o}} + P \cdot G + 10 \log [\frac{(G_{T}) 2}{(G_{P}) 2}]

其中

是业务信道的信号强度，

是导频信号信噪比，

P·G是功率增益乘积，

G_P是导频信号增益，和

G_T是业务信号增益。

图7示出按照本实施例的前向功率控制参数改变之前和之后的测试结果表。在减少的FER中能够清楚地看出增加max_tx_gain参数的效果。

使用韩国Joongbu Miwon一空闲组(Vacant lot)的基站，进行在图7的(2)中示出的测试。导频信号的信噪比在同一点上从-13.2dB改善到-9.3dB。

此外，如在图7中的(2)和(3)中建筑物内测试和多小区测试中所示，按照本发明的改变参数导致导频信号的信噪比的下降，在这些环境下下降约0.5dB。然而，FER从至少2.5％的现存值改善到小于1％，具有在小区之间呼叫越区切换期间改善呼叫质量的期望结果。此外，减少的平

导致在越区切换区域中的减少。

图8示出在平均的减少引起越区切换区域的减少。当执行软越区切换时，占据两个基站中的业务信道。因此，在越区切换区域中的减少导致整个网络容量中的增加。

如上所述，本实施例通过改变使用EIB的前向功率控制的参数，使得改善FER和相应的呼叫质量及增加的用户容量。

Claims

1、一种在CDMA系统中利用反向链路上的帧中的擦除指示比特控制前向功率的方法，其中所述CDMA系统具有移动台和至少一个基站，所述基站的功率控制参数消息被预先确定并且所述基站的传输功率根据所述功率控制参数消息而被控制，所述功率控制参数消息包括nominal_gain消息、max_tx_gain消息、min_tx_gain消息和step_til_down消息，所述nominal_gain消息用于当在所述基站和所述移动台之间建立呼叫时指示所述基站的传输功率的初始增益，所述max_tx_gain消息用于指示所述基站的传输功率的最大增益，所述min_tx_gain消息用于指示所述基站的传输功率的最小增益，以及所述step_til_down消息用于指示所述移动台将要计算帧差错的许多帧的减少率周期，所述方法包括如下步骤：

设置所述nominal_gain消息的值至少为100；

设置所述max_tx_gain消息的值至少为127；

设置所述min_tx_gain消息的值不大于35；以及

如果业务信道的增益大于或等于slow_down_level，则设置所述step_til_down消息的值不大于20，其中所述slow_down_level对应于在所述max_tx_gain和所述min_tx_gain之间的底部三分之一的电平，

其中将所述功率控制参数的所述nominal_gain设置为所述值是通过如下公式确定的：

\frac{E_{b}}{N_{o}} = \frac{E_{c}}{I_{o}} + P \cdot G + 10 \log [\frac{{(G_{T})}^{2}}{{(G_{P})}^{2}}],

其中表示指示业务信道的信号强度的信噪比的值，

表示导频信号强度的信噪比的值，

P·G表示功率增益的值，G_P表示导频信号增益的值，G_T表示标称增益，其中设置所述nominal_gain，以使得所述移动台可以产生大约5dB的信号强度并将所述导频信号强度保持在大约-14dB。

2、如权利要求1所述的方法，还包括步骤：

如果业务信道的增益小于所述slow_down_level，则设置所述step_til_down消息的值不大于40。