CN108243492A - 无线蜂窝网络功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线蜂窝网络功率控制方法，所述无线蜂窝网络功率控制方法提出了两种进入深度衰落状态后SIR目标值的选取方法，一是在最近若干个SIR目标值的平均值上增加了一个第一增量值，二是取最近若干个SIR目标值的平均值和终端进入所述深度衰落状态前最近的一个SIR目标值的平均值；通过设置终端进入深度衰落状态的时间门限值，增加了深度衰落状态计时器。本发明在信道环境突然变差，但并非深衰落环境，终端进入深度衰落状态时，快速算出适合当前信道环境的SIR目标值，帮助终端快速跳出深度衰落状态，解决了目前方案存在的进入深度衰落状态后无法跳出，导致链路断开的问题。

Description

无线蜂窝网络功率控制方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种无线蜂窝网络功率控制方法。

背景技术

无线蜂窝网络为每个用户提供的服务需要满足一定的服务质量(QoS)，QoS主要由每个用户接收到信号的信干比(SIR)决定。因此，无线蜂窝网络对无线资源的分配，特别是对每个用户链路的功率分配就更加重要。对于WCDMA***，虽然同一小区用户依靠正交的扩频码相互隔离，但由于使用相同的频段和时隙，无线信道的多径、延时仍然会导致用户间信号互相干扰。功率控制技术可以有效的解决这个问题，可以在保证物理信道传输质量要求的前提下，尽可能地限制基站或用户的发射功率，从而尽可能降低对其他用信号的干扰，提高***容量，同时延长手机的待机时间。

从上下行的角度，WCDMA中分上行功率控制和下行功率控制，上行功率控制主要指对移动台UE的发射功率进行控制，下行功率控制主要指对基站特定信道的发射功率进行控制。图1是下行功率控制示意图，如图1所示，下行功率控制包括外环功率控制和内环功率控制。为了保证终端接收到的下行信号满足网络侧的误块率(BLER)要求，外环功率控制生成用于内环功率控制的SIR目标值，SIR目标值根据下行数据块的循环冗余检验(CRC)结果调整，CRC正确则SIR目标值下调，CRC错误则SIR目标值上调。内环功率控制通过比较下行接收信号的SIR估计值与外环功率控制生成的SIR目标值，生成调整基站功率的TPC命令。当SIR估计值小于等于SIR目标值时，TPC发送上调命令“1”；否则TPC发送下调命令“0”。

当终端处于深衰落环境时，基站以最大发射功率发射依然不能使终端接收信号质量达到期望值。如果没有保护机制，终端的外环功率控制将不断的增加SIR目标值，这种现象为深度衰落(Wind up)状态。在这种情况下，SIR目标值可能会增加到最大值，当链路质量恢复正常时，由于SIR目标值下调步长远小于上调步长，终端需要花费比较长的时间才可以将SIR目标值减少到正常值。在这段时间内，基站发射功率高于实际所需要的值，从而对其他用户造成较大的干扰。因此，需要对进入深度衰落状态后的SIR目标值进行特殊设置，不能直接根据下行CRC结果调整。

如图2所示，现有深度衰落检测技术根据下行接收数据BLER统计值和反馈给基站的TPC命令的上调比例检测深度衰落状态，存在深度衰落状态误检的问题。实际情况下，在信道环境突然变差的时候，BLER也会突然变大，TPC上调的比例也会上升，终端可能会进入深度衰落状态，但此时基站功率并没有达到最大值，误判将导致使用进入深度衰落状态前满足BLER要求的SIR目标值作为SIR_windup，低于信道环境变差后需要的SIR目标值，基站功率无法抬升，用户下行信号质量始终得不到改善，长期处于深度衰落状态无法跳出，最终链路断开，严重影响终端性能。

进一步的，深度衰落状态期间使用的目标值SIR_windup选取不合理。按照当前的算法，进入深度衰落状态前，如果0.7BLER_target≤BLER≤1.3BLER_target，则更新并记录此时的SIR目标值的平均值作为SIR_windup，可以看出，SIR_windup选用的是历史经验值，但其实进入深度衰落状态时下行链路环境已经变差，曾经合理的值在这里偏低。

因此，需要设计一种信道环境突然变差或深衰落环境，终端进入深度衰落状态时，快速选择适合当前信道环境的SIR目标值，帮助终端快速跳出深度衰落状态的无线蜂窝网络功率控制方法，以解决目前存在的进入深度衰落状态后无法跳出，导致链路断开的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种误进深度衰落状态快速退出算法，以解决目前存在的终端进入深度衰落状态后无法跳出，导致链路断开的问题。

为解决上述技术问题，所述无线蜂窝网络功率控制方法包括：

判断终端是否进入深度衰落状态；

若终端进入深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态时的SIR目标值设置为若干个SIR目标值的平均值加上一第一增量值。

可选的，在所述的无线蜂窝网络功率控制方法中，所述第一增量值为2dB～4dB。

可选的，在所述的无线蜂窝网络功率控制方法中，所述若干个SIR目标值的平均值为BLER的值处于0.7倍BLER目标值和1.3倍BLER目标值的范围内时，最近的若干个SIR目标值的平均值。

可选的，在所述的无线蜂窝网络功率控制方法中，所述无线蜂窝网络功率控制方法还包括：

若终端进入深度衰落状态的时间达到时间门限值，且终端没有退出深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态的SIR目标值上调一第二增量值，且终端进入深度衰落状态的时间清零。

可选的，在所述的无线蜂窝网络功率控制方法中，所述第二增量值为1dB～3dB。

本发明还提供一种无线蜂窝网络功率控制方法，无线蜂窝网络功率控制方法包括：

判断终端是否进入深度衰落状态；

若终端进入深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态的SIR目标值的初始值设置为若干个SIR目标值的平均值和终端进入所述深度衰落状态前最近的一个SIR目标值的平均值。

可选的，在所述的无线蜂窝网络功率控制方法中，所述若干个SIR目标值的平均值为BLER的值处于0.7倍BLER目标值和1.3倍BLER目标值的范围内时，最近的若干个SIR目标值的平均值。

可选的，在所述的无线蜂窝网络功率控制方法中，所述无线蜂窝网络功率控制方法还包括：

若终端进入深度衰落状态的时间达到时间门限值，且终端没有退出深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态的SIR目标值上调一第二增量值，且终端进入深度衰落状态的时间清零。

可选的，在所述的无线蜂窝网络功率控制方法中，所述第二增量值为1dB～3dB。

本发明还提供一种无线蜂窝网络功率控制方法，所述无线蜂窝网络功率控制方法包括：

若终端进入深度衰落状态的时间达到时间门限值，且终端没有退出深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态的SIR目标值上调一第二增量值，且终端进入深度衰落状态的时间清零。

可选的，在所述的无线蜂窝网络功率控制方法中，所述第二增量值为1dB～3dB。

在本发明提供的无线蜂窝网络功率控制方法中，通过提出两种进入深度衰落状态后SIR目标值的选取方法，在最近若干个SIR目标值的平均值上增加了一个第一增量值，或取最近若干个SIR目标值的平均值和终端进入所述深度衰落状态前最近的一个SIR目标值的平均值，增加了对进入深度衰落状态后下行信道环境会变差的影响的考虑，对深度衰落状态期间使用的SIR目标值选取更加合理，并采用了自适应调整算法，使SIR目标值尽快调整到满足退出深度衰落状态的需求，从而提高下行信号质量，帮助终端尽快跳出深度衰落状态。

进一步的，本发明通过设置终端进入深度衰落状态的时间门限值，增加了深度衰落状态计时器，如果在达到门限时间后，还不能满足深度衰落退出条件，则终端进入深度衰落状态的SIR目标值上调一第二增量值；如果门限时间内满足了深度衰落退出条件，则直接退出深度衰落状态。在信道环境突然变差但并非深衰落环境，终端误进深度衰落状态时，快速算出适合当前信道环境的SIR目标值，帮助终端快速跳出深度衰落状态。解决了目前方案存在的误进深度衰落状态后无法跳出，导致链路断开的问题。

附图说明

图1是下行功率控制示意图；

图2是现有的无线蜂窝网络功率控制方法示意图；

图3～5是本发明具体实施例无线蜂窝网络功率控制方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的无线蜂窝网络功率控制方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的核心思想在于提供一种解决终端进入深度衰落状态后无法跳出，导致链路断开的问题。

为实现上述思想，本发明提供了一种无线蜂窝网络功率控制方法，包括在最近若干个SIR目标值的平均值上增加了一个第一增量值，或取最近若干个SIR目标值的平均值和终端进入所述深度衰落状态前最近的一个SIR目标值的平均值。

<实施例一>

图3是本发明具体实施例无线蜂窝网络功率控制方法流程图，如图3所示，本实施例提供一种无线蜂窝网络功率控制方法，所述无线蜂窝网络功率控制方法包括：判断终端是否进入深度衰落状态；若终端进入深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态时的SIR目标值设置为若干个SIR目标值的平均值加上一第一增量值，所述第一增量值为2dB～4dB，优选的为3dB。所述若干个SIR目标值的平均值为BLER的值处于0.7倍BLER目标值和1.3倍BLER目标值的范围内时，最近的若干个SIR目标值的平均值。如果0.7BLER_target≤BLER≤1.3BLER_target，则计算最近的若干个SIR目标值的平均值SIR_avg，则SIR_avg即为所述的若干个SIR目标值的平均值。

进一步的，进入深度衰落状态后，深度衰落状态标志Flag_windup为1，退出深度衰落状态后，深度衰落状态标志Flag_windup为0，深度衰落状态标志Flag_windup初始值为0，且所述SIR目标值的初始值为SIR_init，即先设置为未进入深度衰落状态，若CRC结果正确，则SIR目标值降低Δ_dw，若CRC结果错误，则SIR目标值升高Δ_up。

***中包含BLER统计窗，窗内的CRC校验结果的个数保持不变，每进行一次CRC检验并进入BLER统计窗，BLER统计窗内最陈旧的CRC检验结果被挤出，就会产生一个新的BLER值，若开始出现BLER值减小，则BLER连续减小的次数C_dw开始计数，如果连续出现BLER值减小，则C_dw可继续计数，否则，C_dw清零。***实时更新BLER统计窗并根据窗内的CRC校验结果统计BLER值和BLER连续减小的次数C_dw。

***中还包含有TPC统计窗，窗内的TPC命令个数保持不变，当SIR估计值小于等于SIR目标值时，TPC发送上调命令；当SIR估计值大于SIR目标值时，TPC发送下调命令，TPC每发送一次命令，则TPC统计窗内会进入一个新的命令，挤出一个最陈旧的命令，通过判断SIR估计值是否达到SIR目标值，***实时更新TPC统计窗内的TPC命令，并实时统计窗内TPC命令上调的次数N_up和TPC命令下调的次数N_dw。

更进一步的，在未进入深度衰落状态时，***进行判断，如果BLER值大于等于门限InTh_BLER且N_up大于等于门限InTh_TPC，则进入深度衰落状态，在进入深度衰落状态后，***进行判断，如果C_dw大于等于门限OutTh_BLER且N_dw大于等于门限OutTh_TPC，则退出深度衰落状态。在未退出深度衰落状态之前，通过CRC校验和判断SIR估计值是否达到SIR目标值，更新TPC统计窗，并统计窗内TPC命令下调的个数N_dw，更新BLER统计窗内的CRC校验结果，并计算BLER连续减小的次数C_dw，最后判断C_dw是否大于等于门限OutTh_BLER和N_dw是否大于等于门限OutTh_TPC。

当终端处于深度衰落状态中时，若终端进入深度衰落状态的时间达到时间门限值，且终端没有退出深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态的SIR目标值上调一第二增量值，且终端进入深度衰落状态的时间清零。所述第二增量值为1dB～3dB。每进行一次终端是否退出深度衰落状态的判断，进入深度衰落状态的时间计时器T_windup增1，并判断进入深度衰落状态的时间计时器T_windup与时间门限值T_max的大小，如果T_windup≥T_max，且不能满足所述深度衰落状态退出条件，则SIR目标值SIR_windup增加一第二增量值Delta，T_windup清零；如果T_windup＜T_max，且满足所述深度衰落状态退出条件，则直接退出所述深度衰落状态。

<实施例二>

图4是本发明具体实施例无线蜂窝网络功率控制方法流程图，如图4所示，与上一实施例不同的是，本实施例提出的一种无线蜂窝网络功率控制方法包括：判断终端是否进入深度衰落状态；若终端进入深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态的SIR目标值的初始值设置为若干个SIR目标值的平均值和终端进入所述深度衰落状态前最近的一个SIR目标值的平均值，即SIR_windup＝(SIR_agv+SIR_tgt)/2，所述SIR_tgt为进入所述深度衰落状态前最近的一个SIR目标值。所述若干个SIR目标值的平均值为BLER的值处于0.7倍BLER目标值和1.3倍BLER目标值的范围内时，最近的若干个SIR目标值的平均值，即0.7BLER_target≤BLER≤1.3BLER_target，则计算的最近若干个SIR目标值的平均值SIR_avg，则SIR_avg即为所述的若干个SIR目标值的平均值。

所述无线蜂窝网络功率控制方法还包括：若终端进入深度衰落状态的时间达到时间门限值，且终端没有退出深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态的SIR目标值上调一第二增量值，且终端进入深度衰落状态的时间清零，所述第二增量值为1dB～3dB。每进行一次终端是否退出深度衰落状态的判断，进入深度衰落状态的时间计时器T_windup增1，并判断进入深度衰落状态的时间计时器T_windup与时间门限值T_max的大小，如果T_windup≥T_max，且不能满足所述深度衰落状态退出条件，则SIR目标值SIR_windup增加一第二增量值Delta，T_windup清零；如果T_windup＜T_max，且满足所述深度衰落状态退出条件，则直接退出所述深度衰落状态。

本实施例算法的其他部分与上一实施例相同，本实施例不进行重复说明。两者结合的技术方案皆为本发明的保护范围。

<实施例三>

本实施例提供的所述无线蜂窝网络功率控制方法包括：若终端进入深度衰落状态的时间达到时间门限值，且终端没有退出深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态的SIR目标值上调一第二增量值，且终端进入深度衰落状态的时间清零，所述第二增量值为1dB～3dB。每进行一次终端是否退出深度衰落状态的判断，进入深度衰落状态的时间计时器T_windup增1，并判断进入深度衰落状态的时间计时器T_windup与时间门限值T_max的大小，如果T_windup≥T_max，且不能满足所述深度衰落状态退出条件，则SIR目标值SIR_windup增加一第二增量值Delta，T_windup清零；如果T_windup＜T_max，且满足所述深度衰落状态退出条件，则直接退出所述深度衰落状态。

<实施例四>

图5是本发明具体实施例无线蜂窝网络功率控制方法流程图，如图5所示，本实施例的技术方案如下：

步骤1：深度衰落状态标志Flag_windup设为0，即当前为非深度衰落状态。

步骤2：根据CRC结果调整SIR目标值，如果CRC正确，则SIR目标值降低Δ_dw，否则，SIR目标值升高Δ_up(初始值为SIR_init)。

步骤3：更新TPC统计窗，窗内为最近产生的若干个TPC控制字(首次交替填充上调和下调命令)，并统计窗内TPC命令上调的个数N_up；更新BLER统计窗内的CRC校验结果，并计算BLER。

外环功率控制主要生成用于内环功率控制需要的SIR目标值，根据CRC校验结果调整，CRC正确则SIR目标值下调Δ_dw，CRC错误则SIR目标值上调Δ_up。同时，每得到一个CRC校验结果，统计最近的若干个校验结果，输出BLER统计值。内环功率控制通过比较SIR估计值与SIR目标值，生成调整基站功率的TPC命令。当SIR估计值小于等于SIR目标值时，TPC发送上调命令“1”；否则TPC发送下调命令“0”。每生成一个TPC控制字，统计最近W_TPC个TPC结果，输出TPC上调次数N_up和下调次数N_dw。

步骤4：如果0.7BLER_target≤BLER≤1.3BLER_target，则计算最近若干个SIR目标值的平均值SIR_avg(首次填充初始值SIR_init)；否则直接转入步骤5。

步骤5：如果BLER大于等于门限InTh_BLER且N_up大于等于门限InTh_TPC，则状态转移到深度衰落状态，进入步骤6；否则返回步骤1。深度衰落状态的检测作为下行功率控制的补充，根据BLER和返回的下行TPC命令的上调下调比例进行检测和跳出，具体的规则如下：BLER值大于等于判决门限InTh_BLER并且TPC上调次数N_up大于等于门限InTh_TPC时，进入深度衰落状态；BLER连续减小的次数C_dw大于等于判决门限OutTh_BLER并且TPC下调次数N_dw大于等于门限OutTh_TPC时，跳出深度衰落状态。当终端处于深度衰落状态时，SIR目标值根据进入深度衰落状态前的平均值SIR_avg计算，不再根据CRC结果调整，一直到出深度衰落状态。

步骤6：深度衰落状态计时器T_windup清零，深度衰落状态初始的SIR目标值在下面两种方法中取一种设置：(1)设为SIR_windup＝SIR_agv+Δ_comp，其中Δ_comp为常量补偿值，取经验值3dB；(2)设为SIR_windup＝(SIR_agv+SIR_tgt)/2，其中SIR_tgt进入深度衰落状态前最近的一个SIR目标值。

步骤7：深度衰落状态标志Flag_windup设为1，即当前为深度衰落状态。

步骤8：计时器T_windup增1。

步骤9：如果T_windup达到最大值T_max，则SIR_windup增加Delta，T_windup清零，否则直接进入步骤10。

步骤10：更新TPC统计窗，并统计窗内TPC命令下调的个数N_dw；更新BLER统计窗内的CRC校验结果，并计算BLER连续减小的次数C_dw。

步骤11：如果C_dw大于等于门限OutTh_BLER且N_dw大于等于门限OutTh_TPC，则状态转移到非深度衰落状态，返回步骤1；否则保持深度衰落状态，返回步骤7。

在本发明提供的误进深度衰落状态快速退出算法中，通过提出两种进入深度衰落状态后SIR目标值的选取方法，在历史平均值SIR_avg的基础上叠加一个补偿量Δ_comp，或取进入深度衰落状态前最近的SIR_tgt和历史平均值SIR_avg的平均值，增加了对进入深度衰落状态后下行信道环境会变差的影响的考虑，对深度衰落状态期间使用的SIR目标值SIR_windup选取更加合理，并采用了自适应调整算法，使SIR_windup尽快调整到满足BLER_target的需求，从而提高下行信号质量，帮助终端尽快跳出深度衰落状态。

进一步的，本发明通过增加深度衰落状态计时器T_windup，如果在时间T_max后，还不能满足深度衰落退出条件，那么将SIR_windup增加Delta；如果T_max时间内满足深度衰落退出条件，则直接退出深度衰落状态。在信道环境突然变差但并非深衰落环境，终端误进深度衰落状态时，快速算出适合当前信道环境的SIR目标值，帮助终端快速跳出深度衰落状态。解决了目前方案存在的误进深度衰落状态后无法跳出，导致链路断开的问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (11)

1.一种无线蜂窝网络功率控制方法，其特征在于，所述无线蜂窝网络功率控制方法包括：

判断终端是否进入深度衰落状态；

若终端进入深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态时的SIR目标值设置为若干个SIR目标值的平均值加上一第一增量值。

2.如权利要求1所述的无线蜂窝网络功率控制方法，其特征在于，所述第一增量值为2dB～4dB。

3.如权利要求1所述的无线蜂窝网络功率控制方法，其特征在于，所述若干个SIR目标值的平均值为BLER的值处于0.7倍BLER目标值和1.3倍BLER目标值的范围内时，最近的若干个SIR目标值的平均值。

4.如权利要求1所述的无线蜂窝网络功率控制方法，其特征在于，所述无线蜂窝网络功率控制方法还包括：

若终端进入深度衰落状态的时间达到时间门限值，且终端没有退出深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态的SIR目标值上调一第二增量值，且终端进入深度衰落状态的时间清零。

5.如权利要求4所述的无线蜂窝网络功率控制方法，其特征在于，所述第二增量值为1dB～3dB。

6.一种无线蜂窝网络功率控制方法，其特征在于，无线蜂窝网络功率控制方法包括：

判断终端是否进入深度衰落状态；

若终端进入深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态的SIR目标值的初始值设置为若干个SIR目标值的平均值和终端进入所述深度衰落状态前最近的一个SIR目标值的平均值。

7.如权利要求6所述的无线蜂窝网络功率控制方法，其特征在于，所述若干个SIR目标值的平均值为BLER的值处于0.7倍BLER目标值和1.3倍BLER目标值的范围内时，最近的若干个SIR目标值的平均值。

8.如权利要求6所述的无线蜂窝网络功率控制方法，其特征在于，所述无线蜂窝网络功率控制方法还包括：

若终端进入深度衰落状态的时间达到时间门限值，且终端没有退出深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态的SIR目标值上调一第二增量值，且终端进入深度衰落状态的时间清零。

9.如权利要求8所述的无线蜂窝网络功率控制方法，其特征在于，所述第二增量值为1dB～3dB。

10.一种无线蜂窝网络功率控制方法，其特征在于，所述无线蜂窝网络功率控制方法包括：

若终端进入深度衰落状态的时间达到时间门限值，且终端没有退出深度衰落状态，则终端进入深度衰落状态的SIR目标值上调一第二增量值，且终端进入深度衰落状态的时间清零。

11.如权利要求10所述的无线蜂窝网络功率控制方法，其特征在于，所述第二增量值为1dB～3dB。