CN1917393A - 上行发射功率控制的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种上行发射功率控制的方法，包括以下步骤：网络侧仅根据UE的HSDPA服务RLS信号进行上行DPCCH的外环功控；HSDPA服务小区所在的基站根据外环功控的结果对上行DPCCH的发射功率进行内环功控；UE根据上行DPCCH的发射功率对HS－DPCCH的发射功率进行设置。本发明还涉及一种上行发射功率控制装置，包括顺次连接的外环功控模块、内环功控模块和功率设置模块。本发明只根据UE的HSDPA服务RLS信号进行上行外环功控，无论是否处于软切换状态，只需配置一套HS－DPCCH功率偏置参数，在降低***信令处理负担的同时，也降低了空中接口的负载；并且不需在进入离开软切换状态进行判决，减小了功控的处理时延。

Description

上行发射功率控制的方法及装置
技术领域
本发明涉及调制载波***下数据传输的控制均衡方法，尤其是一种高速下行分组接入(High Speed Downlink Packet Access，简称HSDPA)的上行链路的高速专用物理控制信道(High Speed-dedicated Physical ControlChannel，简称HS-DPCCH)的发射功率控制的方法及装置。
背景技术
HSDPA是3GPP在R5版本中提出的一种高速数据传输技术，可以在不改变已经建设的WCDMA***网络结构的基础上，通过自适应调制和编码、混合重传以及基站的快速调度等一系列关键技术，大大提高用户设备下行数据业务速率。(可参考文献25.308 HSDPA Overall description，3GPP；25.858HSDPA Physical Layer Aspects，3GPP；25.211 Physical channels andmapping of transport channels onto physical channels，3GPP；25.214Physical layer procedures，3GPP)
HSDPA在空中接口引入了三种新的物理信道，分别是下行的高速物理下行共享信道(High Speed Physical Downlink Shared Channel，简称HS-PDSCH)、高速共享控制信道(High Speed Shared Control Channel，简称HS-SCCH)以及上行的高速专用物理控制信道(High Speed-dedicatedPhysical Control Channel，简称HS-DPCCH)。
如图1所示，为HSDPA各物理信道的定时关系示意图，不同物理信道的数据帧相差有固定的时隙。在此基础上，数据发送的过程可以如图2所示(HSDPA的数据发送流程示意图)，包括以下步骤：步骤101，用户设备(UserEquipment，简称UE)接收到HS-SCCH帧后，读取HS-SCCH信道上的指示信息；步骤102，判断与HS-SCCH信道对应的HS-PDSCH信道是否是该用户设备需要接收的数据，是则执行步骤103，否则结束操作；步骤103，用户设备根据HS-SCCH信道上的指示信息接收并解调出HS-PDSCH信道传输的数据，其中HS-SCCH信道上的指示信息包括HS-PDSCH信道所使用的信道码、调制方式和新数据指示等；步骤104，用户设备判断数据是否接收成功，是则在HS-DPCCH信道上发送确认(Acknowledgement，简称ACK)指示，并结束操作，否则执行步骤105；步骤105，在HS-DPCCH信道上发送非确认(NegativeAcknowledgement，简称NACK)指示。当网络侧发送方收到NACK指示时，在该用户设备的下个可用时刻就重复发送前述HS-PDSCH信道传输的数据给移动用户设备。其中，步骤104和步骤105中的ACK和NACK是在同一个子帧中一同发送的。
在HSDPA发送流程中，用户设备还通过HS-DPCCH信道将用户设备所处的信道环境以信道质量指示(Channel Quality Indicator，简称CQI)值的方式上报给网络侧的发送方，这样发送方就可以根据信道环境的好坏来调整发送数据的大小，并选择合适的数据调制方式。为了更清楚地说明这个过程，请参考图3，图3为HS-DPCCH信道的帧结构示意图，其中一个HS-DPCCH子帧包括ACK/NACK部分1和CQI部分2，ACK/NACK部分1通过用户设备的数据解***况向网络侧发送方发送ACK/NACK指示，而CQI部分2根据用户设备所处的环境发送CQI值给网络侧发送方。
基站根据UE上报的HS-DPCCH中是ACK还是NACK，决定是发新数据，还是重发旧的数据；根据CQI大小来选择下行发送的数据块的大小。
所以，如果功控导致HS-DPCCH的功率太小的话，基站接收HS-DPCCH后解调ACK/NACK、CQI时很可能出错，导致基站该发送新数据时却重传旧的数据，降低下行的有效吞吐率(ACK错译成NACK)或是该重传时不重传，UE接收到的出错数据块还得保留在缓存中等待基站重传，增大UE的缓存需求和数据传输时延(NACK错译成ACK)或是选择不适合当前信道条件的数据块大小进行传输，降低下行的有效吞吐率。如果功控导致HS-DPCCH的功率太大的话，则增加了小区用户设备的上行干扰，增大基站接收的干扰水平，有可能导致功率上升较快。
可以看出，下行HS-PDSCH信道上的数据传输效率在很大程度上受到了上行HS-DPCCH信道上ACK、NACK和CQI的上报质量的影响，也就是说，对HS-DPCCH信道的功率控制的好坏，直接影响了了下行HS-PDSCH信道的数据传输性能。
在现有技术方案中，上行HS-DPCCH的功率偏置值是由无线网络控制器(Radio Network Controller，简称RNC)进行配置的，针对HS-DPCCH信道上的不同部分分别配置了相对于上行专用物理控制信道(DedicatedPhysical Control Channel，简称DPCCH)信道导频位的功率偏置：ΔACK，ΔNACK，ΔCQI，这三种功率偏置分别对应传输ACK、NACK以及CQI指令的时候使用。由于上行DPCCH信道具有软切换的功能，当用户设备进入软切换状态，这时用户设备与多个基站之间存在有专用信道连接，上行DPCCH信道就可以获得软切换增益，从而使上行DPCCH信道的发射功率就在网络的控制下调整到一个比较低的值。而上行HS-DPCCH信道只存在于UE与HSDPA服务小区之间，所以不存在软切换增益。HS-DPCCH信道的功率总是与上行DPCCH信道的功率保持一个配置的功率偏置值。所以，当上行DPCCH信道进入软切换状态时，HS-DPCCH信道的功率值是偏低的。
因此，当用户设备的上行DPCCH信道进入软切换时，网络侧需要通过专用的信令来通知用户设备适当的提高上行HS-DPCCH信道相对于上行DPCCH信道的功率偏置，这样才能够保证上行HS-DPCCH信道的质量，进而保证下行HS-PDSCH信道的高速数据传输。当更软切换时(即用户设备与基站内的多个小区有链路连接时)，基站是可以合并处理内部多个小区收到的来自同一个用户设备的多条HS-DPCCH消息，因此更软切换时的上行外环功率控制过程是与单链路情况相同的，即可以不调整HS-DPCCH的功率偏置值。
在现有技术方案中，由于上行HS-DPCCH信道在软切换状态和非软切换状态下功率偏置不同，因此当上行DPCCH信道进入和离开软切换状态时，网络侧需要向用户设备发送一个消息来改变上行HS-DPCCH信道的功率偏置。然而通信***内存在的用户设备数量非常庞大，尤其是移动速度比较快的用户设备和那些处于软切换区域的用户设备，都在以较高的频率进入或离开软切换区域，这样大量的消息发送自然给通信***带来了额外的信令处理负担，还包括空中接口的额外负载，从而降低了***的整体性能。网络侧还需要对软切换状态进行判决以及发送相关消息的操作，这都需要一定的处理时间，必然影响到响应速度，从而降低了上行HS-DPCCH信道的功控性能。
另外，在某些恶劣的软切换环境下，即使HS-DPCCH的功率偏置值取到最大，接收端HS-DPCCH信道的ACK/NACK、CQI错误概率仍比较大，无法保证顺畅的数据传输。
发明内容
本发明的目的是针对现有调整HS-DPCCH信道发射功率方法的缺陷，提出了一种上行发射功率控制方法及控制装置，能够在用户设备进入或离开软切换状态时不对配置的HS-DPCCH功率偏置值进行调整，从而减少了信令交互以及功控处理时延。
为实现上述目的，本发明提供了一种上行发射功率控制的方法，包括以下步骤：
步骤1，网络侧仅根据用户设备的高速下行分组接入服务无线链路集信号进行上行专用物理控制信道的外环功控；
步骤2，高速下行分组接入服务小区所在的基站根据外环功控的结果对上行专用物理控制信道的发射功率进行内环功控；
步骤3，所述用户设备根据所述上行专用物理控制信道的发射功率对高速专用物理控制信道的发射功率进行设置。
在上述技术方案中，所述步骤1具体为：网络侧的无线网络控制器仅测量用户设备的高速下行分组接入服务小区所在的基站提交的上行专用物理信道的误块率，并根据所述误块率调整上行专用物理控制信道的目标信噪比。
进一步地，所述步骤2具体为：所述高速下行分组接入服务小区所在的基站测量上行专用物理控制信道的信噪比，并根据测量的信噪比与所述目标信噪比比较结果通知所述用户设备调整所述上行专用物理控制信道的发射功率。
进一步地，所述步骤3具体为：将上行专用物理控制信道的发射功率加上一个配置的功率偏置值后作为上行高速专用物理控制信道的发射功率。
进一步地，在所述步骤1之前，当进行无线承载建立时，网络侧向所述用户设备发送配置固定功率偏置值的信令。所述网络侧向所述用户设备发送设置固定功率偏置值的信令的操作具体为：所述网络侧向所述用户设备发送设置固定功率偏置值的信令，该信令中包括配置的上行高速专用物理控制信道中确认、非确认以及信道质量指示的功率偏置值。
为实现上述目的，本发明还提供了一种上行发射功率控制装置，包括：
外环功控模块，用于使网络侧仅根据用户设备的高速下行分组接入服务无线链路集信号进行上行专用物理控制信道的外环功控；
内环功控模块，与所述外环功控模块连接，用于使高速下行分组接入服务小区所在的基站根据外环功控的结果对上行专用物理控制信道的发射功率进行内环功控；
功率设置模块，与所述内环功控模块连接，用于使所述用户设备根据所述上行专用物理控制信道的发射功率对高速专用物理控制信道的发射功率进行设置。
在上述技术方案中，所述外环功控模块包括：
第一测量模块，用于使网络侧的无线网络控制器仅测量用户设备的高速下行分组接入服务小区所在的基站提交的上行专用物理信道的误块率；
第一调整模块，与所述测量模块和内环功控模块连接，用于使所述无线网络控制器根据所述误块率调整上行专用物理控制信道的目标信噪比。
所述内环功控模块包括：
第二测量模块，与所述第一调整模块连接，用于使所述高速下行分组接入服务小区所在的基站测量上行专用物理控制信道的信噪比；
第二调整模块，与所述第二测量模块和功率设置模块连接，用于根据测量的信噪比与所述目标信噪比比较结果，通知所述用户设备调整所述上行专用物理控制信道的发射功率。
进一步的，还包括功率偏置值设置模块，与所述外环功控模块连接，用于使所述网络侧向所述用户设备发送设置固定功率偏置值的信令，该信令中包括配置的上行高速专用物理控制信道中确认、非确认以及信道质量指示的功率偏置值。
基于上述技术方案，本发明具有以下优点：
1、本发明只根据UE的HSDPA服务RLS信号进行上行DPCCH外环功控，再通过配置的HS-DPCCH功率偏置值来计算出HS-DPCCH信道的功率，不需要在用户设备进入或离开软切换状态时调整配置的HS-DPCCH功率偏置值，减少了信令交互以及空口的负载；
2、本发明中网络侧不需要判决用户设备是否处在软切换状态，也不需要因此而发送HS-DPCCH功率偏置参数变更消息，因此减少了上行功控的处理时延；
3、本发明克服了当软切换环境比较恶劣时，现有技术中HS-DPCCH功率偏置即便取到最大值也无法保证接收端HS-DPCCH的ACK/NACK、CQI的错误概率要求的问题。
4、经过仿真实验测试用户设备处于两个NodeB的软切换区域时，Ior/Ioc＝-3(dB)，(Ior/Ioc是指有用信号谱密度与干扰谱密度之比)。采用现在协议规定的方法(即RNC根据两个RLS选择性合并后的结果进行上行外环功控)，即便HS-DPCCH中ACK功率偏置取到最大值8(即30/15)，ACK的错误概率仍达到5％～10％；而采用本发明的技术方案时，当RNC只根据HSDPA服务小区所在的RLS进行上行外环功控时，同样的参数配置，ACK的错误概率可以根据场景的不同分别降到2％以下或1％以下。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为现有HSDPA各物理信道的定时关系示意图。
图2为现有HSDPA的数据发送流程示意图。
图3为现有HS-DPCCH信道的帧结构示意图。
图4为本发明上行发射功率控制的方法的基本流程示意图。
图5为本发明上行发射功率控制的方法的实施例的流程示意图。
图6为本发明上行发射功率控制装置的基本结构示意图。
图7为本发明上行发射功率控制装置的具体结构示意图。
具体实施方式
本发明在软切换时，RNC不再根据多个无线链路集(Radio Link Set，简称RLS)信号的选择性合并结果进行上行DPCCH外环功控，而是仅仅根据UE的HSDPA服务RLS信号进行上行DPCCH外环功控。
如图4所示，为本发明上行发射功率控制的方法的基本流程示意图，包括以下步骤：
步骤201，网络侧仅根据UE的HSDPA服务RLS信号进行上行DPCCH的外环功控，其中UE的HSDPA服务RLS信号即UE与HSDPA服务小区的链路所在的RLS；
步骤202，HSDPA服务小区所在的基站根据外环功控的结果对上行DPCCH的发射功率进行内环功控；
步骤203，UE根据上行DPCCH的发射功率对HS-DPCCH的发射功率进行设置。
本发明中的外环功控适用于软切换状态和非软切换状态(单链路和更软切换)，当处于非软切换状态时，用户设备只与HSDPA服务小区所在的NodeB存在链路，其上行链路只包括一条DPCH和一条HS-DPCCH，而用户设备的HSDPA服务RLS信号只通过该NodeB提交给RNC，上行外环功控根据该唯一的HSDPA服务RLS信号的误块率(Block Error Rate，简称BLER)来调整目标性噪比。
而当处于软切换状态时，用户设备在上行链路上包括与HSDPA服务小区的一条DPCH和一条HS-DPCCH以及与周围其他基站的小区的一条或多条DPCH，用户设备的RLS信号通过多个NodeB提交给RNC，此时上行外环功控只根据用户设备的HSDPA服务小区所在的NodeB提交的上行DPCCH信道的误块率情况来调整目标信噪比(Signal to Interference Noise Ratio，简称SIR)，而不是根据多个NodeB提交的上行DPCCH信道选择性合并后的结果来调整。
本发明只根据用户设备的HSDPA服务小区所在的NodeB提交的上行DPCCH信道的误码率情况来调整目标性噪比，的方式不需要在用户设备进入或离开软切换状态时调整配置的HS-DPCCH功率偏置值，可以减少信令的交互，降低信令处理的负担，尤其对于那些移动速度较快，或者处于软交换区域的UE，可以大大的提高整体的通信性能。
如图5所示，为本发明发射功率调整的方法的实施例的流程示意图，包括以下步骤：
步骤301，网络侧的RNC仅根据UE的HSDPA服务小区所在的基站提交的上行DPDCH的BLER，并根据该BLER调整DPCCH的目标SIR；
步骤302，HSDPA服务小区的基站测量UE在上行DPCCH中的SIR，并根据SIR测量值与目标SIR的比较结果通知UE调整DPCCH的发射功率；
步骤303，随着上行DPCCH的发射功率的动态调整，将上行DPCCH的发射功率加上一个配置的功率偏置值后作为HS-DPCCH的发射功率。该功率偏置值是通过网络侧发送无线承载建立(Radio Bearer Setup，简称RB建立)消息时配置给用户设备的，该无线承载建立消息同时作为配置功率偏置值的信令，在该信令中包括配置的高速专用物理控制信道中ACK、NACK以及CQI的功率偏置值。
配置了HS-DPCCH功率偏置后，用户设备的上行DPCCH信道进入和离开软切换状态时，网络侧不再需要发送一个消息给用户设备以改变上行HS-DPCCH信道的功率偏置，即无论用户设备是否处于软切换状态，只需配置一套HS-DPCCH功率偏置参数。由此也省去了传统方法中用户设备的上行DPCCH信道进入和离开软切换状态时，网络侧要进行判决、发送消息的两个步骤，节省了处理时间，降低了处理时延。
只根据UE的HSDPA服务RLS信号进行上行功控的另一个优点是，避免了原有技术在一些恶劣的软切换环境下，即使偏置值取到最大，HS-DPCCH信道的ACK/NACK以及CQI的错误概率依旧比较大的情况。
如图6所示，为本发明上行发射功率控制装置的基本结构示意图，包括以下几个组件：顺次连接的外环功控模块4、内环功控模块5和功率设置模块6，其中外环功控模块4用于使网络侧仅根据用户设备的高速下行分组接入服务无线链路集信号进行上行专用物理控制信道的外环功控；内环功控模块5与所述外环功控模块4连接，用于使高速下行分组接入服务小区所在的基站根据外环功控的结果对上行专用物理控制信道的发射功率进行内环功控；功率设置模块6与所述内环功控模块5连接，用于使所述用户设备根据所述上行专用物理控制信道的发射功率对高速专用物理控制信道的发射功率进行设置。
如图7所示，为本发明上行发射功率控制装置的具体结构示意图，其中外环功控模块4包括：第一测量模块41和第一调整模块42，第一测量模块41用于使网络侧的无线网络控制器仅测量用户设备的高速下行分组接入服务小区所在的基站提交的上行专用物理信道的误块率；而第一调整模块42与所述测量模块和内环功控模块连接，用于使所述无线网络控制器根据所述误块率调整上行专用物理控制信道的目标信噪比。
而内环功控模块5包括：第二测量模块51和第二调整模块52，其中第二测量模块51与第一调整模块42连接，用于使所述高速下行分组接入服务小区所在的基站测量上行专用物理控制信道的信噪比；第二调整模块52，与所述第二测量模块51和功率设置模块6连接，用于根据测量的信噪比与所述目标信噪比比较结果，通知所述用户设备调整所述上行专用物理控制信道的发射功率。
上行发射功率控制装置还包括功率偏置值设置模块(图中未示出)，该功率偏置值设置模块3与外环功控模块4连接，用于使所述网络侧向所述用户设备发送设置固定功率偏置值的信令，该信令中包括配置的上行高速专用物理控制信道中确认、非确认以及信道质量指示的功率偏置值。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1、一种上行发射功率控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，网络侧仅根据用户设备的高速下行分组接入服务无线链路集信号进行上行专用物理控制信道的外环功控；
步骤2，高速下行分组接入服务小区所在的基站根据外环功控的结果对上行专用物理控制信道的发射功率进行内环功控；
步骤3，所述用户设备根据所述上行专用物理控制信道的发射功率对高速专用物理控制信道的发射功率进行设置。
2、根据权利要求1所述的上行发射功率控制的方法，其特征在于，所述步骤1具体为：网络侧的无线网络控制器仅测量用户设备的高速下行分组接入服务小区所在的基站提交的上行专用物理信道的误块率，并根据所述误块率调整上行专用物理控制信道的目标信噪比。
3、根据权利要求2所述的上行发射功率控制的方法，其特征在于，所述步骤2具体为：所述高速下行分组接入服务小区所在的基站测量上行专用物理控制信道的信噪比，并根据测量的信噪比与所述目标信噪比比较结果通知所述用户设备调整所述上行专用物理控制信道的发射功率。
4、根据权利要求3所述的上行发射功率控制的方法，其特征在于，所述步骤3具体为：将上行专用物理控制信道的发射功率加上一个配置的功率偏置值后作为上行高速专用物理控制信道的发射功率。
5、根据权利要求4所述的上行发射功率控制的方法，其特征在于，在所述步骤1之前，当进行无线承载建立时，网络侧向所述用户设备发送配置固定功率偏置值的信令。
6、根据权利要求5所述的上行发射功率控制的方法，其特征在于，所述网络侧向所述用户设备发送设置固定功率偏置值的信令的操作具体为：所述网络侧向所述用户设备发送设置固定功率偏置值的信令，该信令中包括配置的上行高速专用物理控制信道中确认、非确认以及信道质量指示的功率偏置值。
7、一种上行发射功率控制装置，其特征在于，包括：
外环功控模块，用于使网络侧仅根据用户设备的高速下行分组接入服务无线链路集信号进行上行专用物理控制信道的外环功控；
内环功控模块，与所述外环功控模块连接，用于使高速下行分组接入服务小区所在的基站根据外环功控的结果对上行专用物理控制信道的发射功率进行内环功控；
功率设置模块，与所述内环功控模块连接，用于使所述用户设备根据所述上行专用物理控制信道的发射功率对高速专用物理控制信道的发射功率进行设置。
8、根据权利要求7所述的上行发射功率控制装置，其特征在于，所述外环功控模块包括：
第一测量模块，用于使网络侧的无线网络控制器仅测量用户设备的高速下行分组接入服务小区所在的基站提交的上行专用物理信道的误块率；
第一调整模块，与所述测量模块和内环功控模块连接，用于使所述无线网络控制器根据所述误块率调整上行专用物理控制信道的目标信噪比。
9、根据权利要求8所述的上行发射功率控制装置，其特征在于，所述内环功控模块包括：
第二测量模块，与所述第一调整模块连接，用于使所述高速下行分组接入服务小区所在的基站测量上行专用物理控制信道的信噪比；
第二调整模块，与所述第二测量模块和功率设置模块连接，用于根据测量的信噪比与所述目标信噪比比较结果，通知所述用户设备调整所述上行专用物理控制信道的发射功率。
10、根据权利要求7所述的上行发射功率控制装置，其特征在于，还包括功率偏置值设置模块，与所述外环功控模块连接，用于使所述网络侧向所述用户设备发送设置固定功率偏置值的信令，该信令中包括配置的上行高速专用物理控制信道中确认、非确认以及信道质量指示的功率偏置值。
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