[發明專利]發射功率控制方法和采用該方法的通信系統

無效

• 申請號: 00125988.1
• 申請日: 1995-05-11
• 公開（公告）號: CN1296345A
• 公開（公告）日: 2001-05-23
• 發明（設計）人: 佐和橋衛;梅田成視;土肥智弘;大野公士
• 申請（專利權）人: NTT移動通信網株式會社
• 主分類號: H04J13/00
• 分類號: H04J13/00;H04B7/005;H04B7/26
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 羅亞川

本申請是1995年5月11日申請的、發明名稱為“發射功率控制方法和采用該方法的通信系統”(申請號95105384.1)的分案申請。

本發明涉及一種發射功率控制方法和采用該方法的通信系統，具體地說是涉及在移動通信中采用擴頻技術進行多路傳輸的碼分多址(CDMA)系統的發射功率控制方法和采用該方法的通信系統。

眾所周知，CDMA系統分為兩類：直接序列(DS)系統，其使用高速擴展碼擴展經常規調制的信號；和跳頻(FH)系統，其將一符號分解為叫做信段的單元并將每個信段高速轉化成不同中心頻率的信號。由FH系統在現有技術狀態下難以實現，所以通常采用DS系統。擴頻無線電系統與用于衛星數據網的常規通信系統如每載波一個通道/頻分多址(SCPC/FDMA)系統或時分多址(TDMA)系統的不同之處在于，擴頻無線電系統在發射機端發射經過普通調制的信號、然后用擴展碼進行二次調制展寬其信號帶寬。另一方面，在接收機端，寬帶接收信號被去擴展恢復成窄帶信號，再接著進行常規解調處理。去擴展通過檢測接收信號的擴頻序列和接收站產生的、該通道特有的擴展碼序列間的校正值進行。以一個單元中用戶數目表示的容量由實現所要求的誤差率所需的信號干擾比確定，因為CD-MA系統對這些用戶使用相同的頻帶。

將CDMA系統用于移動通信會產生一個問題，即在基站所接收的來自各移動站的信號電平隨移動站位置顯著變化，這導致了“近-遠問題”，其中大功率信號掩蓋了小功率信號，從而減少了在同一時間可通信移動站的數目。換句話說，信道的通信質量被其它通信單元的信號降低，因為同一頻帶為多個通信單元共享，來自其它通信單元的信號成為了干擾信號。

圖1說明在反向(從移動站到基站)信道中由其它移動站引起的干擾狀態。參考字符BS1-BS3代表基站，MS1-MS3代表與基站BS1有關的單元中的移動站。當比移動站MS2更接近基站BS1的移動站MS1與同時還與移動站MS2通信的基站BS1通信時，基站BS1從較近移動站MS1所接收的功率將大于從較遠移動站MS2接收的功率。結果，較遠移動站MS2和基站BS1間的通信將由于較近移動站MS1的干擾而變差。

為克服這個遠-近問題，引入了發射功率控制。發射功率控制調節接收站的接收功率或由接收功率確定的SIR以使無論移動站位置如何接收功率或SIR都是常數，從而在業務地區中實現一致的通信質量。

圖2給出了當進行反向發射功率控制時基站接收的功率電平與未進行功率控制時接收功率電平的比較。由于靠近相鄰單元邊界的移動站接收來自相鄰單元的干擾，由于遠-近問題引起的通信質量下降在反向和正向(基站到移動站)通信中都出現。

圖3說明從基站BS1到移動站MS3的正向信道中由于其它單元的基站BS2和BS3引起的干擾狀態。如該圖所示，其它通信單元的信號功率變成了干擾，因此必須進行發射功率控制以防止其它通信單元的信號功率變得比預期信道的發射功率大。

具體地說，對于反向信道，每個移動站對發射功率進行控制以使其在基站接收的功率恒定。由于在CDMA系統中干擾被認為是白噪聲，所以發射功率中的誤差是確定以一個單元中用戶的數目表示的容量最重要的因素。例如，發射功率1dB的誤差將使以用戶數表示的容量減少約30％。

另一方面，對于正向信道，由于預期信道的信號和該單元內其它用戶信號引起的干擾信號通過相同路徑傳播，所以它們遭受相同的長間隔的波動、相同的短間隔的波動和相同的瞬時波動以致其SIR保持恒定。因而，如果僅在一單元內引起干擾，就沒有必要進行發射功率控制。然而，實際上必須考慮來自其它單元的干擾。這是因為雖然其它單元的干擾功率由于瑞利衰落象該單元內的干擾功率一樣經歷瞬時波動，但其波動與預期信道中的不同。

圖4說明移動站所接收信號的行為。在由美國電信工業協會(TIA)標準化的CDMA系統中，基本上不在正向信道中進行發射功率控制。與之相反，基站檢測所接收信號的幀錯誤率，并且如果幀錯誤率超過一預定值就增加向移動站的發射功率。這是因為很大地增加發射功率會增加對其它單元的干擾。其它單元基站的發射功率構成瞬時波動干擾。