CN100382456C - 无线通讯系统初始建立无线链路时的下行功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线通讯系统初始建立无线链路时的下行功率控制方法，该无线通讯系统包括基站，该方法包括：A、在无线通讯系统建立Iub接口连接后，基站开始以初始功率发射下行专用信道码，并在一定时延后，执行步骤B；B、基站攀升下行专用信道码的发射功率，并以攀升后的发射功率发射下行专用信道码；C、在接收到来自用户设备的信号后，基站判断是否达到上行同步，如果是，停止攀升下行专用信道码发射功率，开始正常的内环功控；否则，返回步骤B。本发明可以防止因下行同步超时导致建链失败，缩短下行专用信道的同步时间，提高服务质量。

Description

无线通讯系统初始建立无线链路时的下行功率控制方法

技术领域

本发明涉及无线通讯系统中的功率控制技术，尤其涉及一种无线通讯系统初始建立无线链路时的下行功率控制方法。

背景技术

当前，通用移动通信系统(UTMS，Universal Mobile TelecommunicationsSystem)陆地无线接入网(UTRAN，UTMS Territorial Radio Access Network)已经被广泛应用，UTRAN中包括无线网络控制器(RNC，Radio NetworkController)和基站(Node B)。图1为3GPP TS25.214公布的UTRAN初始建立无线链路(RL)的物理层过程图，在本文中将上述初始建立无线链路的过程简称为初始建链过程，初始建链过程包含在无线资源控制(RRC)连接建立过程之中及硬切换过程中，本文主要描述了RRC连接建立过程中的初始建链过程，硬切换过程中新链路的建立过程与之相同，不再进行重复描述。参见图1，在t₁时刻，RRC连接请求到达RNC；在t₂时刻RNC决定建立无线链路，开始初始建链，向Node B发送无线链路建链请求；在T₂期间，完成Iub接口连接的建立和用户面承载的建立，其中包括完成RNC与Node B之间Iub接口的同步过程，Iub接口建立成功后，Node B开始发射下行专用信道码，且RNC通过NodeB给UE发送RRC连接建立消息；Node B在t₃时刻接收到RRC连接建立消息，并通过副公共控制物理信道(S-CCPCH，Secondary Common Control Physical Channel)将RRC连接建立消息向用户设备(UE，User Equipment)转发；UE在t₄时刻收到RRC连接建立消息，开始进行下行专用物理控制信道(DPCCH)同步，即下行同步；当UE获得下行同步后在t₅时刻向Node B发送上行功控前缀信号，该前缀信号的长度由网络层指定，Node B在此期间建立上行专用物理控制信道同步，即上行同步，上行同步后，初始建链结束；当前缀信号结束后在t₆时刻UE开始向Node B发送上行专用物理通道(DPCH)信号，其中包括RRC连接建立完成消息，NodeB再向RNC转发该RRC连接建立完成消息，在t₇时刻RNC收到该消息，结束整个RRC连接建立过程。

图2为3GPP TS25.214公布的RRC连接建立的信令流程图。参见图2，该信令流程由Node B与RNC之间的Iub标准接口信令流程，以及UE与UTRAN之间的Uu标准接口信令流程组成。RRC连接建立以及初始建链的过程主要包括如下两个串行的过程：

第一过程：Iub接口的Node B应用协议(NBAP)的信令过程与用户面承载建立过程，包括：

步骤1、UE向RNC发送RRC连接请求，在所述t₁时刻该RRC连接请求到达RNC。

步骤2、在所述t₂时刻RNC根据RRC连接请求分配RNT1和L1/L2资源，并向Node B发送无线链路建立请求，请求Node B分配RRC连接所需的特定无线链路资源，即为无线链路分配上下行专用信道。

步骤3、Node B在无线链路资源准备成功后，向RNC应答无线链路建立响应，以此告知RNC可以进行初始建链。

以下步骤4至步骤5为Iub接口连接的建立过程：

步骤4、使用ALCAP协议发起Iub接口用户面传输承载的建立。

步骤5、利用专用信道-帧协议完成Node B和RNC之间Iub接口的下行同步过程。

步骤6、利用专用信道-帧协议完成Node B和RNC之间Iub接口的上行同步过程，Iub接口上行同步后，Iub接口连接的建立成功，Node B开始以初始功率向UE发送下行专用信道码。

在上述Iub接口信令过程完成之后，才启动以下第二过程。

第二过程：Uu接口的RRC信令过程与用户面承载建立过程，包括：

步骤7、RNC发出RRC连接建立消息，由Node B将该RRC连接建立消息转发给UE，UE在t₄时刻到达RRC。

与图1所示对应，在上述步骤7所述的t₄时刻后，UE开始进行下行同步；下行同步后，在t₅时刻向Node B发送上行信号，由Node B进行上行同步，上行同步后，所述初始建链结束。

步骤8、Node B向RNC发送无线链路恢复请求，告知RNC初始建链结束。

步骤9、UE发送RRC连接建立完成消息，由Node B将该消息转发给RNC。

以下表1为UTRAN初始建链过程中功率控制明细表：

表1

参见表1，在上述的初始建链时，没有初始外环功率控制，只有初始内环功率控制，初始内环功率控制的目的是弥补初始开环功控的误差，使上下行专用链路尽快同步。在3GPP已经公布的TS25.214协议所提出的方案中，初始内环功率控制主要分为上行和下行两种情况，其中：

上行内环功率控制过程为：Node B在Iub接口连接建立后，上行同步前一直按照发射功率控制方式(TPC Pattern，Transmit Power Control Pattern)发送上行TPC命令，即以RNC指定的TPC序列发送上行TPC命令，进行上行功控；UE直到下行同步后，才开始发送上行DPCCH信号，并按照Node B发送的上行TPC命令进行上行功控。

下行内环功率控制过程为：Node B在Iub接口连接建立后，开始发射下行专用信道码，在Node B上行同步前，一直以初始配置的功率发射下行专用信道码，并解析收到的上行DPCCH信号，根据解析结果正确与否判断是否获得上行同步；当上行同步后，Node B解析收到有效的下行TPC命令字，才开始按照下行TPC命令字进行正常的功率控制调整。

上述的现有技术表明，在初始建链的过程中，Node B在获得上行同步前，其下行专用信道码发射功率始终保持不变，始终以初始功率发射。此种情况下，一旦初始下行专用信道码发射功率设置偏低，则可能引发下列问题：

1、由于下行专用信道码的初始发射功率是根据RRC连接建立请求消息中上报的导频信号质量(EcNo)来确定的，而导频的EcNo是变化的，当UE开始下行同步的时候，导频的EcNo已发生变化。例如：UE在小区信号较好的地方发起RRC连接请求，此时导频的EcNo较高，依此确定的下行专用信道码的初始下行码发射功率较低；当UE开始下行同步时，UE移动到导频的EcNo较差的地方，如进入了深衰落区，此时所述较低的初始下行码发射功率会进一步导致在该段时间内接收端的比特能量和噪声能量比(Eb/No)低于要求值，此时又没有对应的调整机制调高初始下行码发射功率，因此会导致下行同步过程比较困难，甚至因下行同步超时而使初始建链失败。

2、导致下行同步进展缓慢，时间偏长，会使业务的建立时延变大，影响服务质量。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种无线通讯系统初始建立无线链路时的下行功率控制方法，防止因下行同步超时导致初始建链失败，缩短下行同步的时间。

一种无线通讯系统初始建立无线链路时的下行功率控制方法，该无线通讯系统包括基站，该方法包括：

A、在无线通讯系统建立Iub接口连接后，基站开始以初始功率发射下行专用信道码，并在一定时延后，执行步骤B；

B、基站按预定规则攀升下行专用信道码的发射功率，并以攀升后的发射功率发射下行专用信道码；

C、在接收到来自用户设备的信号后，基站判断是否达到上行同步，如果是，停止按预定规则攀升下行专用信道码发射功率；否则，返回步骤B。

作为本发明的一种优选方案，步骤A中，所述一定的时延为零。

作为本发明的又一种优选方案，所述步骤B中按预定规则攀升下行专用信道码的发射功率的方法为：在固定周期内攀升固定的功率幅度。

作为本发明的再一种优选方案，所述步骤B中按预定规则攀升下行专用信道码的发射功率的方法为：

基站自身循环生成可控制发射功率平稳攀升的连续下行发射功率控制TPC命令，并以该连续的下行TPC命令控制下行专用信道码发射功率。

所述生成连续下行TPC命令的方法为：连续交替生成降低功率的下行TPC命令和升高功率的下行TPC命令，之后再生成至少一个升高功率的TPC命令。

作为本发明的又一种优选方案，步骤C中，所述基站判断是否达到上行同步的方法为：基站判断能否正确解析接收到的来自用户设备的信号，如果能正确解析，则判定达到上行同步；否则，判定没有达到上行同步。

作为本发明的又一种优选方案，步骤C中，基站达到上行同步后，进一步包括：基站按照来自用户设备的下行TPC命令控制下行专用信道码发射功率。

在所述步骤B中，进一步包括：

实时判断下行专用信道码发射功率是否达到预定的最大下行专用信道码发射功率，如果是，则保持该最大下行专用信道码发射功率；否则，执行继续按预定规则攀升下行码发射功率的步骤。

所述无线通讯系统为通用移动通信系统陆地无线接入网。

由于本发明所述方法在基站上行同步前，将下行专用信道码发射功率按一定规则进行攀升，从而防止了在某些场合下，例如UE进入深衰落区后，因同步超时而导致初始建链失败，提高了初始建链的成功率；并且，由于攀升下行专用信道码发射功率，使用户设备更快地解析成功下行专用信道码，因此缩短了下行专用信道的同步时间，并进一步缩短了业务建立时延，从而提高了服务质量。

附图说明

图1为现有技术中UTRAN初始建链的物理层时序图；

图2为现有技术中UTRAN初始建链的信令流程图；

图3为本发明所述方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明的实施方法。

本发明的核心思想为：初始建链时，Node B在获得上行同步前，攀升下行专用信道码的发射功率。

本发明适用于协议TS25.214的4.3.2.1中所述的同步过程A，即UTRAN的初始建链的同步。在UTRAN的初始建链的流程中，从NodeB开始发射下行专用信道码发射功率，到t₄时刻UE接收到RRC Connection Setup消息的这段时间内，由于UE还没有开始下行同步过程，因此这段时间下行专用信道码发射功率的大小对初始建链没有任何影响，因此NodeB仍可按现有TS25.214协议规定，保持初始发射功率不变。

当UE在t₄时刻接收到RRC Connection Setup消息后，开始下行专用信道的初始同步。因此，应在此时开始攀升下行专用信道码发射功率，以便UE能迅速完成下行专用信道同步过程。

通过上述分析，本发明可以确定t₄为开始攀升下行专用信道码发射功率的最佳时刻。

在本实施例中，由于从NodeB开始发射下行专用信道码至t₄时刻这段时间非常短，一般来说只有几十毫秒，所以可以忽略不计，因此，本实施例中，NodeB可在初始发射下行专用信道码的时刻，就进行功率攀升。实践证明，从NodeB初始发射下行专用信道码的时刻开始功率攀升同样可以达到从t₄时刻开始功率攀升的效果。

图3为本发明实施例的流程图。参见图3，本实施例包括：

步骤3 1、UTRAN在收到UE的RRC连接请求后，开始初始建链，为该无线链路分配上下行专用信道，完成Iub接口连接的建立过程。

步骤32、Iub接口连接的建立成功后，Node B开始以预先设定的初始功率发射下行专用信道码，并在初始发送下行专用信道码的时刻，即执行步骤33。

步骤33、Node B攀升下行专用信道码的发射功率。

步骤34、Node B判断能否正确解析来自UE的上行DPCCH信号，即能否达到上行同步，如果能，则执行步骤35；否则，返回步骤33。

步骤35、Node B停止攀升下行专用信道码发射功率，进行上行同步后的功率控制，即根据来自UE的下行TPC命令控制下行专用信道码的发射功率，结束本流程。

本发明可采用多种方法攀升下行专用信道码发射功率，本实施例中，可分别采用如下两种方法：

方法一：在固定周期(T)内攀升固定功率幅度(Pdelt)。攀升的周期和功率幅度可以根据实际的信号变化情况灵活设置。例如，可设置T＝40ms，Pdelt＝0.5dB。

方法二：Node B自行循环生成连续的N个取值为(“0”，“1”)后接一个取值为“1”的下行TPC命令，并以此下行TPC命令控制下行专用信道码发射功率，此处，取值为“0”的下行TPC命令表示调低一定功控步长的发射功率，取值为“1”的下行TPC命令表示调高一定功控步长的发射功率，连续N个取值为(“0”，“1”)的下行TPC命令字表示在该段时间内平均发射功率保持不变；连续N个取值为(“0”，“1”)后接至少一个取值为“1”的下行TPC命令表示在保持一段时间发射功率不变后，调高至少一个功控步长的发射功率，以平稳地攀升发射功率。N为预先设置的自然数，且N和功率攀升步长可以根据实际的信号变化情况灵活设置。例如，可设置N＝15，功率攀升步长可按需要设置为0.5、1、1.5或2dB。

本发明可采用的攀升下行码发射功率的方法不只限于以上两种，本领域内的一般技术人员依照上述方法，通过简单变换得到的攀升下行码发射功率的方法都在本发明所述之列。

另外，在本实施例中，Node B下行专用信道码的发射功率受RNC预先设定的最大下行码发射功率的限制，该最大下行码发射功率由RNC预先传输给Node B，因此在上述进行功率攀升的同时，进一步包括：

判断下行专用信道码发射功率是否达到预定最大下行专用信道码发射功率，如果是，则保持该最大下行专用信道码发射功率，直到Node B达到上行同步，再按来自UE的下行TPC命令控制下行专用信道码的发射功率；否则继续攀升下行专用信道码发射功率。

上述实施例中，Node B在初始发送下行专用信道码时就立即攀升下行专用信道码发射功率。本发明所述的方法也可以在Node B初始发送下行专用信道码的一段时延之后，再攀升下行专用信道码的功率。该段时延一般是几十毫秒，可以用定时器控制该时延，定时触发Node B攀升下行专用信道码的功率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无线通讯系统初始建立无线链路时的下行功率控制方法，该无线通讯系统包括基站，该方法包括：

A、在无线通讯系统建立Iub接口连接后，基站开始以初始功率发射下行专用信道码，并在一定时延后，执行步骤B；

B、基站按预定规则攀升下行专用信道码的发射功率，并以攀升后的发射功率发射下行专用信道码；

C、在接收到来自用户设备的信号后，基站判断是否达到上行同步，如果是，停止按预定规则攀升下行专用信道码发射功率；否则，返回步骤B。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中，所述一定的时延为零。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中按预定规则攀升下行专用信道码的发射功率的方法为：在固定周期内攀升固定的功率幅度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中按预定规则攀升下行专用信道码的发射功率的方法为：

基站自身循环生成可控制发射功率平稳攀升的连续下行发射功率控制TPC命令，并以该连续的下行TPC命令控制下行专用信道码发射功率。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述生成连续下行TPC命令的方法为：连续交替生成降低功率的下行TPC命令和升高功率的下行TPC命令，之后再生成至少一个升高功率的TPC命令。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C中，所述基站判断是否达到上行同步的方法为：基站判断能否正确解析接收到的来自用户设备的信号，如果能正确解析，则判定达到上行同步；否则，判定没有达到上行同步。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C中，基站达到上行同步后，进一步包括：基站按照来自用户设备的下行TPC命令控制下行专用信道码发射功率。

8.如权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤B中，进一步包括：

实时判断下行专用信道码发射功率是否达到预定的最大下行专用信道码发射功率，如果是，则保持该最大下行专用信道码发射功率；否则，执行继续按预定规则攀升下行码发射功率的步骤。

9.如权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述无线通讯系统为通用移动通信系统陆地无线接入网。

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