CN101072054A - 一种时分同步码分多址***的下行功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种TD－SCDMA***的下行功率控制方法，包括：确定UE上行同步的起始时间及收到UE产生的下行功率控制命令字的时间，并确定这两个时间之间的时间间隔；若时间间隔小于下行同步检测时间，不调整Node B的下行功率；若时间间隔大于或者等于下行同步检测时间，调整Node B的下行功率。为了防止UE在下行同步检测时间内不能获得下行同步，向UE发送上行同步测试命令序列，再次确认UE的下行同步情况。此外，UE在无线链路失步时，根据其SNR_Target产生相应的功率控制命令字。利用本发明，能够减少及防止Node B下行功率的误调，有利于功率控制的快速收敛；还可减小同频切换后对源小区的下行干扰，同时也可减小对其他相邻同频小区的下行干扰。

Description

一种时分同步码分多址***的下行功率控制方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种时分同步码分多址(TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)***的下行功率控制方法。

背景技术

在通信过程中，同频切换是经常发生的，由于频谱资源的稀缺，同频组网也是必然的。而在同频切换过程中，如果源小区的下行功率控制不当，会迅速提高同频相邻小区的干扰信号码功率(ISCP，Interference Signal CodePower)，影响相邻小区的通信质量；同频相邻小区在下行目标信噪比(SNR_Target，Signal to Noise Ratio_Target)不能满足要求时会提高基站(NodeB)的下行功率，导致源小区的下行ISCP的提高。这样互相恶化，将导致两个小区的用户设备(UE，User Equipment)或者收不到同频切换命令，或者不能获得下行同步信号，使得切换没法成功地进行或切换质量下降，因此有效降低***内下行的干扰，对于同频切换尤其重要。同频切换时无线链路处于初始状态，UE接收的SNR是不确定的，当SNR大于SNR_Target时，如果UE仍然产生上调(UP)功率控制命令字，就会导致NodeB的下行功率过调，不利于功率控制的快速收敛，同时还会增大源小区和相邻小区的下行干扰。在实际的通信过程中，由于环境恶化等因素，无线链路经常会出现失步情况，此时如果源小区的下行功率控制不当，在提高源小区的下行ISCP的同时，会迅速提高相邻同频小区的下行ISCP，进而影响相邻小区的通信质量。

鉴于上述问题，目前的TD-SCDMA***采用下述方法控制基站的下行功率：

Node B上行失步时，不发送下行功率，获得上行同步后再发送下行功率，同时Node B的下行功率控制进入闭环调整阶段，调整时需要满足下行码道间功率相差不超过12db；

按照3GPP TS 25.224协议，UE在其下行失步时向Node B发送UP功率控制命令字，UE下行同步后再根据其下行SNR_Target向Node B发送相应的下行功率控制命令字。

无线链路刚建立时，其处于初始状态，此时UE开始下行链路同步状态的检测。为了快速获得空中接口(UU口)同步，从无线链路初始建立到第一次进入同步状态，UE物理层以160ms为周期检测无线链路的同步原语，当UE在无线链路刚建立时其启动的定时器的定时时间(T312)内检测到最大次数(N312)个无线链路的同步原语后，才认为下行链路进入同步状态。当无线链路进入同步状态后，UE物理层继续以160ms为周期检测无线链路的失步原语，当UE连续检测到最大次数(N313)个无线链路的失步原语后，就认为下行链路进入失步状态，UE启动定时时间为T313的定时器，当UE在T313时间内监测到最大次数(N315)次同步之后，才认为下行链路同步。所以无论无线链路在初始状态还是连接状态，都会有失步出现，而且一旦失步UE就需要一定的时间检测同步，在此期间Node B的下行功率控制已进入闭环调整，这样就会导致Node B在一段时间内收到的UE产生的下行功率控制命令字都是UP。也就是说，在UE下行同步前，Node B如果响应UE的下行功率控制命令字，一定会导致Node B下行功率的误调，不但不利于功率控制的快速收敛，而且由于下行码道间功率相差不能超过12db，在Node B响应UE的下行功率控制命令字的相同时隙内其他UE的下行功率也会骤然提高，即导致源小区下行干扰加大，更导致相邻同频小区的下行ISCP迅速抬高，造成相邻小区用户的信道质量变差，严重时UE会发生小区更新(cell_update)。

例如，如图1所示，为四个UE依照公知的下行功率控制方法切换到目标小区的功率变化比较图，其中横坐标表示时间(单位为子帧)，纵坐标表示NodeB的下行发送功率(单位为dbm)。每个UE出现时Node B的下行发送功率都会有一个尖峰，这个尖峰就是由于UE的下行功率控制引起的，当新建UE的下行功率提高后，受下行码道间功率相差不能超过12db的限制，已存在的UE的下行功率也会随着增大，直到所有UE的下行功率控制都进入正常闭环调整后，四个UE的下行功率才恢复正常。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种TD-SCDMA***的下行功率控制方法，以解决目前在同频切换时由于Node B下行功率的误调及TD-SCDMA***的下行干扰，影响通信质量的问题。

为达到上述目的，本发明的一种TD-SCDMA***的下行功率控制方法，包括：

A、Node B记录UE上行同步的起始时间(为单位子帧)及其收到UE产生的下行功率控制命令字的时间(为单位子帧)，并确定所述UE上行同步的起始时间与所述Node B收到UE产生的下行功率控制命令字的时间之间的时间间隔；

B、当所述时间间隔小于UE的下行同步检测时间时，Node B不对其下行功率进行调整；当所述时间间隔大于或者等于UE的下行同步检测时间时，Node B根据所述下行功率控制命令字对其下行功率进行调整。

进一步，RNC将所述UE使用的N312配置给Node B；所述UE的下行同步检测时间为UE检测其下行同步的周期所转化的子帧(Period)与所述N312之积，即下行同步检测时间为Period×N312。

其中，当RNC无法将所述N312配置给Node B时，Node B将所述N312设置为一个常数，例如默认为1。

进一步，该方法包括：Node B启动定时器并在所述定时器的定时时间内向所述UE发送上行同步测试命令序列。

其中，所述Node B按照下述步骤对其下行功率进行调整：

Node B记录在其开始响应所述下行功率控制命令字时收到的所述UE的上行信道冲激响应的峰值位置；

Node B在所述定时器的定时时间内监测并记录在所述上行同步测试命令序列对UE作用期间UE的瞬时上行信道冲激响应的峰值位置；

Node B在所述定时器的定时时间内监测所述UE的上行信道冲激响应的峰值位置之差的绝对值是否大于或者等于所述UE的上行同步测试命令序列调整门限，若是，则所述Node B的下行功率控制及上行同步进入闭环调整阶段；否则，所述Node B判断所述定时器是否超时。

其中，若所述定时器超时，则所述Node B将其下行功率恢复至其初始发送功率，并重新启动所述定时器；若所述定时器未超时，则所述Node B重新向所述UE发送上行同步测试命令序列。

优选地，所述定时器的定时时间为单位子帧，且为1码片(1chip)时间与UE的同步调整步长(SS_Step，Synchronization Shuffling_Step)所需时间之商的整数部分，即定时时间为1chip/SS_Step。

优选地，所述上行同步测试命令序列由所述UE上行同步的同步调整目标(SS_Target，Synchronization Shuffling_Target)位置确定，其可以为Delay序列或Advance序列；例如，当SS_Target为1/3窗长时，所述上行同步测试命令序列为Delay序列。

优选地，所述UE的上行同步测试命令序列调整门限为所述定时器的定时时间与所述UE的SS_Step之积的一半，即上行同步测试命令序列调整门限为定时时间×SS_Step/2。

为达到上述目的，本发明的一种TD-SCDMA***的下行功率控制方法，包括：UE在无线链路失步时，所述UE根据其SNR_Target产生相应的下行功率控制命令字，其中所述SNR_Target可以为所述UE联合检测前的信干比(SIR，Signal to Interference Ratio)或联合检测后的SNR中的一种。

其中，当所述UE的当前SNR大于或者等于所述SNR_Target时，所述UE产生下调(Down)功率控制命令字；当所述UE的当前SNR小于所述SNR_Target或所述UE没有有效的接收信号时，所述UE产生UP功率控制命令字。

由以上本发明提供的技术方案可以看出：

在同频切换时，Node B在其上行同步且下行功率控制进入闭环调整的前N个子帧内，考虑UE的下行同步检测时间，对其下行功率进行适当的调整；而UE在无线链路失步时，根据其SNR_Target产生相应的下行功率控制命令字。本发明所述方法能够减少及防止Node B下行功率的误调，有利于功率控制的快速收敛；更不会因为12db的下行码道间功率差的限制，而在Node B响应UE的下行功率控制命令字的相同时隙内将其它UE的功率拉高，可减小源小区的下行干扰，同时也可减小对相邻同频小区的下行干扰。

附图说明

图1为四个UE依照公知的下行功率控制方法切换到目标小区的功率变化比较图；

图2为本发明所述下行功率控制方法的主要流程图；

图3是本发明一较佳实施例中Node B对其下行功率进行控制的流程图；

图4是本发明无线链路失步的状态图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：在同频切换时，Node B在其上行同步且下行功率控制进入闭环调整的前N个子帧内，考虑UE的下行同步检测时间，对其下行功率进行适当的调整；而UE在无线链路失步时，根据其SNR_Target产生相应的下行功率控制命令字。

在同频切换过程中，在UE切换到目标小区以后，如图2所示，首先，进入步骤201：Node B记录UE上行同步的起始时间及其收到UE产生的下行功率控制命令字的时间，并确定所述UE上行同步的起始时间与所述NodeB收到UE产生的下行功率控制命令字的时间之间的时间间隔。

其中，在所述UE还未开始上行同步时，Node B一直判断所述UE是否上行同步；之后，Node B记录所述UE上行同步的起始时间。

在Node B还未收到所述UE产生的下行功率控制命令字时，Node B将一直判断其是否收到所述UE产生的下行功率控制命令字；之后，Node B记录其收到所述UE产生的下行功率控制命令字的时间。

此外，所述UE上行同步的起始时间与Node B收到UE产生的下行功率控制命令字的时间均为单位子帧。

其次，进入步骤202：Node B判断所述时间间隔与由Node B根据UE使用的N312确定的UE的下行同步检测时间的大小关系。

若所述时间间隔大于或者等于所述UE的下行同步检测时间，则进入步骤203：Node B根据所述下行功率控制命令字对其下行功率进行调整。

其中，当所述时间间隔等于所述UE的下行同步检测时间时，在无线链路信道条件比较好的环境下，UE应该获得下行同步，因此Node B此时响应所述下行功率控制命令字，就会将Node B下行功率的误调概率减少。

若所述时间间隔小于所述UE的下行同步检测时间，则进入步骤204：Node B不对其下行功率进行调整。

其中，所述UE的下行同步检测时间为Period×N312，且本技术领域的普通技术人员应当知道这是本技术领域中确定UE的下行同步检测时间的唯一方法。

值得注意的是，当Node B无法获得所述N312时，Node B将所述N312设置为一个常数，例如默认为1。

在同频切换过程中，在UE切换到目标小区以后，UE在无线链路失步时，根据其SNR_Target产生相应的下行功率控制命令字。即，当所述UE的当前SNR大于或者等于所述SNR_Target时，所述UE产生Down功率控制命令字；当所述UE的当前SNR小于所述SNR_Target或所述UE没有有效的接收信号时，所述UE产生UP功率控制命令字。其中所述SNR_Target为所述UE联合检测前的SIR或联合检测后的SNR中的一种。这样就防止了现有技术中UE在无线链路失步时一直产生UP功率控制命令字的情况，从而减少或防止了Node B下行功率的误调。

进一步，在Node B对其下行功率进行调整的过程中，主要包括对UE下行同步的初步确认和再次确认两部分。

其中，初步确认过程为：Node B在UE的下行同步检测时间内不响应UE产生的下行功率控制命令字，并假设UE在该下行同步检测时间内可以获得下行同步，且Node B在UE下行同步后响应所述下行功率控制命令字，以减少Node B下行功率的误调，同时减少源小区及其相邻同频小区的下行干扰，保证相邻小区的通信质量。此外，在无线链路信道条件比较恶劣的环境下，为了使Node B下行功率的误调降至最低或者根本不发生Node B下行功率的误调，且使相邻小区的通信质量最好，有必要接着对UE的下行同步进行再次确认。

在进行所述UE下行同步的再次确认之前，Node B将启动定时器并在所述定时器的定时时间内向所述UE发送上行同步测试命令序列。这样就能在同频切换中尽量避免现有技术所存在的缺陷或将该缺陷降至最小。

其中，所述再次确认的过程具体包括：Node B记录在其开始响应所述下行功率控制命令字时收到的所述UE的上行信道冲激响应的峰值位置；NodeB在所述定时器的定时时间内监测并记录在所述上行同步测试命令序列对UE作用期间UE的瞬时上行信道冲激响应的峰值位置；Node B在所述定时器的定时时间内监测所述UE的上行信道冲激响应的峰值位置之差的绝对值是否大于或者等于所述UE的上行同步测试命令序列调整门限，若是，则所述Node B的下行功率控制及上行同步进入闭环调整阶段；否则，所述Node B判断所述定时器是否超时。

其中，若所述定时器超时，则所述Node B将其下行功率恢复至其初始发送功率，并重新启动所述定时器；若所述定时器未超时，则所述Node B重新向所述UE发送上行同步测试命令序列。

此外，所述定时器的定时时间为单位子帧，本技术领域的普通技术人员可根据各种公知的方法来确定所述定时器的定时时间，但为了使同频切换效果更好，本发明优选定时器的定时时间为1chip/SS_Step。同理，本技术领域的普通技术人员可根据各种公知的方法来确定所述UE的上行同步测试命令序列调整门限，但为了使同频切换效果更好，本发明优选UE的上行同步测试命令序列调整门限为所述定时器的定时时间×SS_Step/2。

另外，所述上行同步测试命令序列由所述UE上行同步的SS_Target位置确定，其可以为Delay序列或Advance序列；例如，当SS_Target为1/3窗长时，所述上行同步测试命令序列为Delay序列。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图3示出了本发明一较佳实施例中Node B对其下行功率进行控制的流程。参照图3，在UE切换到目标小区时，进入步骤301：RNC将无线链路切换信息通知Node B。

在RNC将切换至目标小区的UE使用的N312配置给Node B后，进入步骤302：Node B根据所述N312确定所述UE的下行同步检测时间Ninvar，其中Ninvar＝Period×N312。

此外，在本实施例中，当RNC无法将所述N312配置给Node B时，NodeB将所述N312设置为1。但此处假设RNC能将所述N312配置给NodeB。

接着Node B确定所述UE上行同步的起始时间T1(为单位子帧)，具体进入步骤303：Node B判断所述UE是否开始上行同步。

若所述UE开始上行同步，则进入步骤304：Node B记录所述UE上行同步时的起始时间T1。

若所述UE还未开始上行同步，则继续进入步骤303：Node B判断所述UE是否开始上行同步。

之后，Node B确定其收到UE产生的下行功率控制命令字的时间T2(为单位子帧)，具体进入步骤305：Node B判断其是否收到所述UE产生的下行功率控制命令字。

若Node B收到所述下行功率控制命令字，则进入步骤306：Node B记录其收到所述下行功率控制命令字的时间T2；并确定时间间隔ΔT＝T2-T1。

若Node B还未收到所述下行功率控制命令字，则继续进入步骤305：Node B判断其是否收到所述下行功率控制命令字。

步骤307：Node B判断所述时间间隔ΔT与所述下行同步检测时间Ninvar的大小关系。

若所述时间间隔ΔT大于或者等于所述下行同步检测时间Ninvar，说明所述UE已获得下行同步，进入步骤308：Node B响应所述下行功率控制命令字，并记录在其开始响应所述下行功率控制命令字时收到的所述UE的上行信道冲激响应的峰值位置PEAK_BEGIN。

其中，该步骤的目的为对UE的下行同步情况进行初步确认以减少NodeB下行功率的误调。

若所述时间间隔ΔT小于所述下行同步检测时间Ninvar，说明所述UE还未获得下行同步，进入步骤309：Node B不对其下行功率进行调整，以防止现有技术中所存在的缺陷再次出现。且在执行完所述步骤309后，返回重新进入步骤305。

这样在无线链路信道条件比较好的环境下就能保证Node B在UE下行同步后才响应UE产生的下行功率控制命令字，解决现有技术中相应的缺陷。

在无线链路信道条件比较恶劣的环境下，为了防止UE在所述下行同步检测时间内没能真正获得下行同步，则还需对UE的下行同步情况进行再次确认。

因此，在执行完所述步骤308后，接着执行步骤310：Node B启动定时时间为Tsync的定时器。其中本实施例中选择所述定时器的定时时间为：Tsync＝1chip/SS_Step。

当然，所述定时器的定时时间的确定方案并不限于Tsync＝1chip/SS_Step，本技术领域的普通人员也可以根据实际应用中的需求，使用其他的方法来确定所述定时器的定时时间。

进入步骤311：Node B在所述定时器的定时时间Tsync内向所述UE发送上行同步测试命令序列。

值得注意的是，上行同步测试命令序列会根据UE上行同步的SS_Target位置的不同而有所不同，在本实施例中假设所述上行同步测试命令序列为Delay序列。

之后，进入步骤312：Node B在所述定时器的定时时间Tsync内监测并记录在所述上行同步测试命令序列对UE作用期间UE的瞬时上行信道冲激响应的峰值位置PEAK_INSTANT。

进入步骤313：Node B确定步骤312及步骤308中所述UE的上行信道冲激响应的峰值位置之差的绝对值Δchip，并判断所述Δchip与UE的上行同步测试命令序列调整门限的大小关系。

其中，所述Δchip＝|PEAK_INSTANT-PEAK_BEGIN|，且所述UE的上行同步测试命令序列调整门限＝Tsync×SS_Step/2。值得注意的是，所述门限的确定方案并不限于Tsync×SS_Step/2，本技术领域的普通人员可以根据实际应用中的需求，使用其他的方法来确定所述门限。

若所述Δchip大于或者等于所述门限，则进入步骤314：Node B的下行功率控制及上行同步进入闭环调整阶段。这样就能在同频切换中尽量避免现有技术所存在的缺陷或将该缺陷降至最小。

若所述Δchip小于所述门限，则进入步骤315：Node B判断所述定时器是否超时。

若所述定时器未超时，则重新进入步骤311：Node B在所述定时器的定时时间Tsync内向所述UE发送上行同步测试命令序列。

值得注意的是，此时的上行同步测试命令序列可能随着UE上行同步的SS_Target位置的变化而变化了；因此，虽然上述步骤311中假设所述上行同步测试命令序列为Delay序列，此时的上行同步测试命令序列则可能为Advance序列。

若所述定时器超时，则进入步骤316：Node B将其下行功率恢复至其初始发送功率，并重新进入步骤310：启动所述定时器。

这样就保证了在UE下行同步前，Node B的下行功率一直保持为初始发送功率，避免了Node B下行功率的误调。

图4示出了无线链路失步的状态图，参照图4，在UE从无线链路的初始状态向无线链路的同步状态的转换期间，及UE从无线链路的失步状态向无线链路的同步状态的转换期间，本发明均将此转换期间的无线链路视为失步。且在本发明中，UE在无线链路失步时根据其SNR_Target产生相应的下行功率控制命令字。这样就可防止现有技术中Node B在一段时间内收到的UE产生的下行功率控制命令字恒为UP的缺陷。

其中，当所述UE的当前SNR大于或者等于所述SNR_Target时(即无线链路失步)，所述UE产生Down功率控制命令字；当所述UE的当前SNR小于所述SNR_Target(即无线链路同步)或所述UE没有有效的接收信号时，所述UE产生UP功率控制命令字。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1、一种时分同步码分多址***的下行功率控制方法，包括：

A、基站记录用户设备上行同步的起始时间及其收到用户设备产生的下行功率控制命令字的时间，并确定所述用户设备上行同步的起始时间与所述基站收到用户设备产生的下行功率控制命令字的时间之间的时间间隔；

B、当所述时间间隔小于用户设备的下行同步检测时间时，基站不对其下行功率进行调整；当所述时间间隔大于或者等于用户设备的下行同步检测时间时，基站根据所述下行功率控制命令字对其下行功率进行调整。

2、根据权利要求1所述的下行功率控制方法，其特征在于，

无线网络控制器将所述用户设备接收的无线链路的同步原语的最大次数配置给基站；

所述用户设备的下行同步检测时间为用户设备检测其下行同步的周期所转化的子帧与所述用户设备接收的无线链路的同步原语的最大次数之积。

3、根据权利要求2所述的下行功率控制方法，其特征在于，当无线网络控制器无法将所述用户设备接收的无线链路的同步原语的最大次数配置给基站时，基站将所述用户设备接收的无线链路的同步原语的最大次数设置为一个常数。

4、根据权利要求1所述的下行功率控制方法，其特征在于，基站启动定时器并在所述定时器的定时时间内向所述用户设备发送上行同步测试命令序列。

5、根据权利要求4所述的下行功率控制方法，其特征在于，所述基站按照下述步骤对其下行功率进行调整：

基站记录在其开始响应所述下行功率控制命令字时收到的所述用户设备的上行信道冲激响应的峰值位置；

基站在所述定时器的定时时间内监测并记录在所述上行同步测试命令序列对用户设备作用期间用户设备的瞬时上行信道冲激响应的峰值位置；

基站在所述定时器的定时时间内监测所述用户设备的上行信道冲激响应的峰值位置之差的绝对值是否大于或者等于所述用户设备的上行同步测试命令序列调整门限，若是，则所述基站的下行功率控制及上行同步进入闭环调整阶段；否则，所述基站判断所述定时器是否超时。

6、根据权利要求5所述的下行功率控制方法，其特征在于，

若所述定时器超时，则所述基站将其下行功率恢复至其初始发送功率，并重新启动所述定时器；

若所述定时器未超时，则所述基站重新向所述用户设备发送上行同步测试命令序列。

7、根据权利要求4所述的下行功率控制方法，其特征在于，所述定时器的定时时间单位为子帧，且为1码片时间与用户设备的同步调整步长所需时间之商的整数部分。

8、根据权利要求4所述的下行功率控制方法，其特征在于，所述上行同步测试命令序列由所述用户设备上行同步的同步调整目标位置确定。

9、根据权利要求5所述的下行功率控制方法，其特征在于，所述用户设备的上行同步测试命令序列调整门限为所述定时器的定时时间与所述用户设备的同步调整步长之积的一半。

10、一种时分同步码分多址***的下行功率控制方法，其特征在于：用户设备在无线链路失步时，所述用户设备根据其目标信噪比产生下行功率控制命令字，其中所述目标信噪比为所述用户设备联合检测前的信干比或联合检测后的信噪比中的一种。

11、根据权利要求10所述的下行功率控制方法，其特征在于，

当所述用户设备的当前信噪比大于或者等于所述目标信噪比时，所述用户设备产生下调功率控制命令字；

当所述用户设备的当前信噪比小于所述目标信噪比或所述用户设备没有有效的接收信号时，所述用户设备产生上调功率控制命令字。

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