CN101938822B - 反向功率控制方法及反向功率控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反向功率控制方法及反向功率控制装置，用以在通信***出现严重拥塞时，通过调整移动终端的发射功率改善拥塞状况。该方法包括：根据当前带宽资源使用率，在预定的带宽资源使用率范围与各个拥塞等级的对应关系中，确定出当前带宽的拥塞等级；并在预定的与各个拥塞等级对应的功率控制策略中，选择出与确定的拥塞等级对应的功率控制策略；以及根据选择出的功率控制策略，指示移动终端调整发射功率。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种反向功率控制方法及反向功率控制装置。
背景技术
对于OFDMA、WCDMA等各类通信***而言，快速、准确的功率控制是保证通信***性能的基本要求，特别是上行链路的功率控制尤为重要，如果不进行功率控制，超功率发射的移动终端将会使整个小区的通信状况发生阻塞。通常功率控制可以分为前向功率控制(即控制基站的发射功率)和反向功率控制(即控制移动终端的发射功率)，其中反向功率控制对于保证***容量和通信质量、克服衰落和解决远近效应等问题更为重要。
反向功率控制又被称为上行链路功率控制(Uplink Power Control)，借助实时调整各移动终端的发射功率，使本小区内的任一移动终端无论离基站多远，在信号到达基站接收机时刚好达到保证通信质量所需的最小信噪比门限，从而保证***容量。
现有的反向功率控制技术主要有反向开环功率控制、反向闭环功率控制以及反向外环功率控制。
反向开环功率控制使所有移动台发出的信号在到达基站时有相同的功率值。
反向闭环功率控制是由基站协助移动终端，迅速纠正移动终端做出的开环功率预测，使移动终端始终保持最理想的发射功率。基站对解调后反向业务信道信号的信噪比(SNR，Signal-to-Noise Ratio)每隔一定时间检测一次，然后将其与事先设定的门限值(或称设定值)比较，若收到的SNR高于门限值，基站就在前向信道上送出一个减小移动终端发射功率的指令；反之，就送出一个增大移动终端发射功率的指令。
反向外环功率控制是为了适应无线信道的衰耗变化，动态调整反向闭环功率控制中的信噪比门限。例如，在话音业务中，影响服务质量的是***误帧率(FER，Frame Error Rate)，因此在基站端收到的反向信道FER统计值将作为调整门限信噪比的指标，使功率控制直接与通信质量相联系，而不仅仅体现在改善信噪比上。
然而，上述现有的反向功率控制方法均未考虑***当前的拥塞情况，因而无法在***出现严重拥塞时，通过反向功率控制改善***的拥塞情况。
发明内容
本发明实施例提供一种反向功率控制方法，用以在通信***出现严重拥塞时，通过调整移动终端的发射功率改善拥塞状况。
对应地，本发明实施例还提供了一种反向功率控制装置。
本发明实施例提供的技术方案如下：
一种反向功率控制方法，包括：根据当前带宽资源使用率和预定的带宽资源使用率范围与各个拥塞等级的对应关系，确定当前拥塞等级；并根据确定出的当前拥塞等级，以及预定的与各个拥塞等级对应的功率控制策略，选择与当前拥塞等级对应的功率控制策略，其中，所述功率控制策略是基于移动终端发送的数据帧的反向信噪比和当前调制编码方式对应的设定值而制定的；以及根据选择出的功率控制策略，指示移动终端调整发射功率。
一种反向功率控制装置，包括：确定单元，用于根据当前带宽资源使用率和预定的带宽资源使用率范围与各个拥塞等级的对应关系，确定当前拥塞等级；选择单元，用于根据确定单元确定出的当前拥塞等级，以及预定的与各个拥塞等级对应的功率控制策略，选择与当前拥塞等级对应的功率控制策略，其中，所述功率控制策略是基于移动终端发送的数据帧的反向信噪比和当前调制编码方式对应的设定值而制定的；指示单元，用于根据选择单元选择出的功率控制策略，指示移动终端调整发射功率。
本发明实施例首先根据当前带宽资源使用率指标和预定的带宽资源使用率范围与各个拥塞等级的对应关系，确定反映当前拥塞程度的当前拥塞等级；根据确定出的当前拥塞等级，从预定的与各个拥塞等级对应的功率控制策略中选择与当前拥塞等级对应的功率控制策略；以及根据选择出的功率控制策略，指示移动终端调整发射功率，提供了可行的在***发生严重拥塞时，通过控制移动终端的发射功率，改善***拥塞状况的解决方案。
附图说明
图1为本发明实施例的主要实现原理流程图；
图2为本发明实施例中空闲等级对应的功率控制策略的示意图；
图3为本发明实施例中轻度拥塞等级对应的功率控制策略的示意图；
图4为本发明实施例中中度拥塞等级对应的功率控制策略的示意图；
图5为本发明实施例中严重拥塞等级对应的功率控制策略的示意图；
图6为本发明实施例提供的反向功率控制装置的结构示意图。
具体实施方式
由于现有的反向功率控制方案是根据误帧率等通信质量指标，指示移动终端调整发射功率的，未考虑***当前的拥塞情况，因而无法通过反向功率控制在***出现拥塞时改善***的拥塞状况。本发明实施例通过根据***当前的拥塞情况，选择不同的功率控制策略，并根据选择出的功率控制策略来指示移动终端调整发射功率，解决了现有技术存在的上述问题。
下面结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细的阐述。
如图1所示，本发明实施例的主要实现原理流程如下：
步骤10，根据当前带宽资源使用率、从预定的带宽资源使用率范围与各个拥塞等级的对应关系中，确定出当前带宽的拥塞等级；
步骤20，根据步骤10确定出的当前拥塞等级，从预定的与各个拥塞等级对应的功率控制策略中，选择当前拥塞等级对应的功率控制策略；
步骤30，根据步骤20选择出的功率控制策略，指示移动终端调整发射功率。
下面将依据本发明上述发明原理，详细介绍一个实施例来对本发明方法的主要实现原理进行详细的阐述和说明。
通常移动通信***中的基站是以时隙(slot)为单位，给移动终端分配带宽资源的，因此可以根据分配给每个移动终端的时隙数量，来确定***当前的带宽使用状况。带宽使用率为已分配给移动终端使用的时隙数量占***可提供的时隙总数的百分比。
本发明实施例中预设3个带宽使用率阈值：无拥塞阈值PerOfNoCongestion、轻度拥塞阈值PerOfLightCongestion、中度拥塞阈值PerOfMiddleCongestion；例如PerOfNoCongestion为10％、PerOfLightCongestion为30％、PerOfMiddleCongestion为60％。
基于上述带宽使用率阈值，设定了4个拥塞等级：当***资源使用率小于等于无拥塞阈值PerOfNoCongestion时，为空闲等级；当***资源使用率大于无拥塞阈值PerOfNoCongestion、且小于等于轻度拥塞阈值PerOfLightCongestion时，为轻度拥塞等级；当***资源使用率大于轻度拥塞阈值PerOfLi ghtCon g，estion、且小于等于中度拥塞阈值PerOfMiddleCongestion时，为中度拥塞等级；当***资源使用率大于中度拥塞阈值PerOfMiddleCongestion时，为严重拥塞等级。
其中，上述3个带宽使用率阈值的取值是可以动态调整的，此外也可以采用其他方式来设定拥塞等级的数量和对应的带宽使用率范围。
基站在对移动终端的反向功率进行控制时，首先根据当前***的带宽使用率和上述预定的带宽资源使用率范围与各个拥塞等级的对应关系，确定***当前的拥塞等级。
然后，从预定的各个拥塞等级分别对应的功率控制策略中，选择出与***当前拥塞等级对应的功率控制策略。
在本实施例中，预定的分别与各个拥塞等级对应的功率控制策略是基于移动终端发送的数据帧的反向信噪比和当前调制编码方式对应的设定值的，具体如下：
请参照附图2，为空闲等级对应的功率控制策略的示意图，基站首先确定移动终端发来的反向数据帧的信噪比，在本发明中反向数据帧的信噪比是基站中的物理层处理单元根据移动终端发来的反向数据帧中脉冲的每个子载波信号的平均功率与噪声信号平均功率之间的比值确定出的，进入步骤201，
步骤201，判断移动终端发来的反向数据帧的信噪比CINRreceived是否小于当前调制编码方式的设定值CINRsetpoint(***可能能够支持多种调制编码方式，例如四相相移键控QPSK、频移键控FSK、正交调幅16QAM等，但是在同一时刻，***只采用其中的一种调制编码方式)，若是，进入步骤202，否则进入步骤203；
步骤202，判断当前的调制编码方式是否处于最低阶，若是，进入步骤204，否则进入步骤205；
步骤203，指示移动终端降低发射功率，例如通过向移动终端发送PowerControlIE、Fast PowerControl Message等功率控制消息，来告知移动终端降低发射功率；
步骤204，指示移动终端提高发射功率，例如通过向移动终端发送PowerControlIE、Fast PowerControl Message等功率控制消息，来告知移动终端提高发射功率；
步骤205，不做处理，因为当前的调制编码方式不是最低阶，并且有大量未分配的带宽。
请参照附图3，为轻度拥塞等级对应的功率控制策略的示意图：
步骤301，判断移动终端发来的反向数据帧的信噪比CINRreceived是否小于当前调制编码方式的设定值CINRsetpoint，若是，进入步骤302，否则，进入步骤303；
步骤302，指示移动终端提高发射功率，例如通过向移动终端发送PowerControlIE、Fast PowerControl Message等功率控制消息，来告知移动终端提高发射功率；
步骤303，判断当前的调制编码方式是否处于最高阶，若是，进入步骤304，否则进入步骤305；
步骤304，指示移动终端降低发射功率，例如通过向移动终端发送PowerControlIE、Fast PowerControl Message等功率控制消息，来告知移动终端降低发射功率；
步骤305，不做处理，因为当前的调制编码方式不是最高阶，而且当前的拥塞状况并不严重。
请参照附图4，为中度拥塞等级对应的功率控制策略的示意图：
步骤401，判断移动终端发来的反向数据帧的信噪比CINRreceived是否小于当前调制编码方式的设定值CINRsetpoint，若是，进入步骤402，否则，进入步骤403；
步骤402，指示移动终端提高发射功率，例如通过向移动终端发送PowerControlIE、Fast PowerControl Message等功率控制消息的方式，来告知移动终端提高发射功率；
步骤403，判断当前的调制编码方式是否为最高阶，若是，进入步骤404，否则进入步骤405；
步骤404，指示移动终端降低发射功率，例如通过向移动终端发送PowerControlIE、Fast PowerControl Message等功率控制消息，来告知移动终端降低发射功率；
步骤405，进一步判断所述反向信噪比CINRreceived是否小于当前调制编码方式高一阶的调制编码方式的设定值(CurUIUC+1)cinrsetpoint，若是，进入步骤406，否则不做处理；
步骤406，指示移动终端提高发射功率，例如通过向移动终端发送PowerControlIE、Fast PowerControl Message等功率控制消息，来告知移动终端提高发射功率。
请参照附图5，为严重拥塞等级对应的功率控制策略的示意图：
步骤501，判断当前的调制编码方式是否为最高阶，若是，进入步骤502，否则，进入步骤503；
步骤502，进一步判断移动终端发来的反向数据帧的信噪比CINRreceived是否小于当前调制编码方式的设定值CINRsetpoint，若是，进入步骤504，否则进入步骤505；
步骤503，判断所述CINRreceived是否小于最高阶调制编码方式的设定值EndUIUCINRsetpoint，若是，进入步骤506，否则，不做处理；
步骤504，指示移动终端提高发射功率，例如通过向移动终端发送PowerControlIE、Fast PowerControl Message等功率控制消息的方式，来告知移动终端提高发射功率；
步骤505，指示移动终端降低发射功率，例如通过向移动终端发送PowerControlIE、Fast PowerControl Message等功率控制消息，来告知移动终端降低发射功率；
步骤506，指示移动终端提高发射功率，例如通过向移动终端发送PowerControlIE、Fast PowerControl Message等功率控制消息的方式，来告知移动终端提高发射功率。
最后，根据选择出当前拥塞等级对应的功率控制策略，指示移动终端调整发射功率。
本发明实施例中上述的功率控制策略是基于移动终端发送的数据帧的反向信噪比和当前调制编码方式对应的设定值的，同样还可以选择其他有助于在***出现严重拥塞时，能够有助于减轻***拥塞状况的移动终端功率调整策略。
本发明实施例提出的反向功率控制方案适用于多种类型的无线通信***，例如CDMA、或基于正交频分多址(OFDMA，Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access)和MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术的全球微波接入兼容(WiMAX，Worldwide Interoperability for Microwave Access)***中。
本发明实施例首先根据当前带宽资源使用率指标、以及预定的带宽资源使用率范围与各个反映不同拥塞严重程度的拥塞等级的对应关系，确定当前拥塞等级；并根据确定出的当前拥塞等级，从预定的各个拥塞等级对应的功率控制策略中选择当前拥塞等级对应的功率控制策略，在本实施例中，针对不同的拥塞程度，选择不同的功率控制策略，例如，在当前拥塞等级较为严重时，选择能够通过调整移动终端的发射功率来改善***的拥塞状况的功率控制策略，例如倾向于降低移动终端发射功率的功率控制策略；以及根据选择出的功率控制策略，指示移动终端调整发射功率，提供了可行的通过反向功率控制，改善***拥塞状况的解决方案。
相应地，本发明实施例还提供了一种反向功率控制装置，如图6所示，该装置包括确定单元601、选择单元602和指示单元603，具体如下：
确定单元601，根据当前带宽资源使用率，在预定的带宽资源使用率范围与各个拥塞等级的对应关系中，确定出当前带宽的拥塞等级；
选择单元602，用于在预定的与各个拥塞等级对应的功率控制策略中，选择出与确定单元601确定的拥塞等级对应的功率控制策略；
指示单元603，用于根据选择单元602选择出的功率控制策略，指示移动终端调整发射功率。
较佳地，上述反向功率控制装置可以设置于基站中。
较佳地，上述反向功率控制装置可以设置于WiMAX基站中。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (14)
1.一种反向功率控制方法，其特征在于，包括：
根据当前带宽资源使用率，在预定的带宽资源使用率范围与各个拥塞等级的对应关系中，确定出当前带宽的拥塞等级；
在预定的与各个拥塞等级对应的功率控制策略中，选择出与确定的拥塞等级对应的功率控制策略，其中，所述功率控制策略是基于移动终端发送的数据帧的反向信噪比和当前调制编码方式对应的设定值而制定的；以及
根据选择出的功率控制策略，指示移动终端调整发射功率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拥塞等级至少包含空闲等级，与所述空闲等级对应的功率控制策略为：
在移动终端发送的反向数据帧的信噪比不小于当前调制编码方式对应的设定值时，指示发送所述反向数据帧的移动终端降低发射功率。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拥塞等级至少包含空闲等级，与所述空闲等级对应的功率控制策略为：
在移动终端发送的反向数据帧的信噪比小于当前调制编码方式对应的设定值、且当前的调制编码方式为最低阶时，指示发送所述反向数据帧的移动终端提高发射功率。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拥塞等级至少包含轻度拥塞等级，与所述轻度拥塞等级对应的功率控制策略为：
在移动终端发送的反向数据帧的信噪比小于当前调制编码方式对应的设定值时，指示发送所述反向数据帧的移动终端提高发射功率。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拥塞等级至少包含轻度拥塞等级，与所述轻度拥塞等级对应的功率控制策略为：
在移动终端发送的反向数据帧的信噪比不小于当前调制编码方式对应的设定值、且当前的调制编码方式为最高阶时，指示发送所述反向数据帧的移动终端降低发射功率。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拥塞等级至少包含中度拥塞等级，与所述中度拥塞等级对应的功率控制策略为：
在移动终端发送的反向数据帧的信噪比小于当前调制编码方式对应的设定值时，指示发送所述反向数据帧的移动终端提高发射功率。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拥塞等级至少包含中度拥塞等级，与所述中度拥塞等级对应的功率控制策略为：
在移动终端发送的反向数据帧的信噪比小于当前调制编码方式对应的设定值、并且当前的调制编码方式为最高阶时，指示发送所述反向数据帧的移动终端降低发射功率。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拥塞等级至少包含中度拥塞等级，与所述中度拥塞等级对应的功率控制策略为：
在移动终端发送的反向数据帧的信噪比不小于当前调制编码方式对应的设定值、并小于比当前调制编码方式高一阶的调制编码方式对应的设定值、且当前的调制编码方式不是最高阶时，指示发送所述反向数据帧的移动终端提高发射功率。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拥塞等级至少包含严重拥塞等级，与所述严重拥塞等级对应的功率控制策略为：
在当前的调制编码方式为最高阶、且移动终端发送的反向数据帧的信噪比小于当前调制编码方式对应的设定值时，指示发送所述反向数据帧的移动终端提高发射功率。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拥塞等级至少包含严重拥塞等级，与所述严重拥塞等级对应的功率控制策略为：
在当前的调制编码方式为最高阶、且移动终端发送的反向数据帧对应的信噪比不小于当前调制编码方式对应的设定值时，指示发送所述反向数据帧的移动终端降低发射功率。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拥塞等级至少包含严重拥塞等级，与所述严重拥塞等级对应的功率控制策略为：
在当前的调制编码方式不为最高阶、且移动终端发送的反向数据帧对应的信噪比小于最高阶调制编码方式对应的设定值时，指示发送所述反向数据帧的移动终端提高发射功率。
12.一种反向功率控制装置，其特征在于，包括：
确定单元，用于根据当前带宽资源使用率，在预定的带宽资源使用率范围与各个拥塞等级的对应关系中，确定出当前带宽的拥塞等级；
选择单元，用于在预定的与各个拥塞等级对应的功率控制策略中，选择出与确定单元确定的拥塞等级对应的功率控制策略，其中，所述功率控制策略是基于移动终端发送的数据帧的反向信噪比和当前调制编码方式对应的设定值而制定的；
指示单元，用于根据选择单元选择出的功率控制策略，指示移动终端调整发射功率。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置设置于基站中。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述基站为全球微波接入兼容基站。
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