发明内容
本发明的目的是提供一种用于终端的下行功率控制的方法,以克服现有技术中只考虑信号接收质量而未考虑不同信号间的功率差别,在用户间功率差别过大时使得终端解调性能下降、无线链路不稳定的缺点,保证系统通信质量。
为此,本发明提供如下的技术方案:
一种用于终端的下行功率控制的方法,包括以下步骤:
A、所述终端根据接收信号的质量,分别获取接收信号质量参数、终端占用码道的接收功率、及与所述终端占用码道具有相同载频和相同时隙的本小区所有码道的功率;
B、根据所述与终端占用码道具有相同载频和相同时隙的本小区所有码道的功率确定所述终端占用码道允许的接收功率最小值;
C、根据所述终端占用码道允许的接收功率最小值、所述终端占用码道的接收功率及所述接收信号质量参数生成功率控制命令。
所述步骤B包括:
获取与终端占用码道具有相同载频和相同时隙的本小区所有码道的功率中的最大码道功率;
将所述最大码道功率与预先设定的不同码道功率差值门限的差值作为所述终端占用码道允许的接收功率最小值。
优选地,由所述终端预先设定或高层信令预先指定不同码道功率差值门限。
如果只允许功率控制对发射功率进行上调和下调,则所述步骤C具体包括:
C1、当所述终端占用码道的接收功率小于等于所述终端占用码道允许的接收功率最小值时,生成要求提高发射功率的命令;
C2、当所述终端占用码道的接收功率大于所述终端占用码道允许的接收功率最小值时,根据所述接收信号质量参数与外环功控设定的质量参数目标值生成功率控制命令。
所述步骤C2具体为:
当所述接收信号质量参数大于所述质量参数目标值时,生成要求降低发射功率的命令;
当所述接收信号质量参数小于等于所述质量参数目标值时,生成要求提高发射功率的命令。
如果允行功率控制对发射功率不作调整,则所述步骤C具体包括:
C1′、当所述终端占用码道的接收功率小于所述终端占用码道允许的接收功率最小值时,生成要求提高发射功率的命令;
C2′、当所述终端占用码道的接收功率等于所述终端占用码道允许的接收功率最小值时,根据所述接收信号质量参数与外环功控设定的质量参数目标值生成功率控制命令;
C3′、当所述终端占用码道的接收功率大于所述终端占用码道允许的接收功率最小值时,根据所述接收信号质量参数、外环功控设定的质量参数目标值生成功率控制命令。
所述步骤C2′具体为:
当所述接收信号质量参数大于所述质量参数目标值时,生成要求不调整发射功率的命令;
当所述接收信号质量参数小于等于所述质量参数目标值时,生成要求提高发射功率的命令。
所述步骤C3′具体为:
当所述接收信号质量参数大于所述质量参数目标值一个第一预定门限时,生成要求降低发射功率的命令;
当所述接收信号质量参数小于所述质量参数目标值一个第二预定门限时,生成要求提高发射功率的命令;
否则,生成不调整发射功率的命令。
优选地,所述第一预定门限等于所述第二预定门限。
可选地,所述接收信号质量参数具体为:接收信号解调前的信干比、和/或接收信号解调后的信噪比、和/或接收信号功率。
由以上本发明提供的技术方案可以看出,本发明由终端在对接收信号的质量进行测量或估计时,同时估计占用同一载频、同一时隙的所有码道的功率,根据这些码道的功率确定终端自己的码道功率下限值,然后综合该值以及表征接收信号质量的信噪比(可以是解调前的信噪比,也可以是解调后的信噪比)、或者接收信号的功率,生成功率控制命令。这样,均衡了同一载频、同一时隙的所有码道的发射功率,避免了终端接收的不同码道信号差别过大而对自己所需信号解调性能的影响,可以使终端在本码道信号功率较小的情况下也能正确解调出所需信号保证了通信的质量,降低了出现无线链路失步甚至掉线的可能;同时由于本码道信号功率本身可以很小,因此适当提高该信号的发射功率时,不会对其他用户产生较大的干扰,也不会对系统容量产生较大的影响。
具体实施方式
本发明的核心在于对移动通信系统进行内环功控时,由终端限定同一载频、同一时隙的所有码道的功率差别,均衡不同码道间的信号功率。在对接收信号的质量进行测量或估计的同时,估计占用同一载频、同一时隙的所有码道的功率,根据这些码道的功率确定终端自己的码道功率下限值,然后综合该值以及表征接收信号质量的信噪比(可以是解调前的信噪比,也可以是解调后的信噪比)、或者接收信号的功率,生成功率控制命令。
本发明的功率控制过程为一闭环控制过程,因此,为了更好地理解本发明,首先对现有技术中的闭环控制过程作一简单说明。
在现有技术中,利用表征接收信号质量的参数(解调前的信干比SIR或者解调后的信噪比SNR)或者接收信号的功率来生成终端的下行功率控制命令。
以解调前的信干比SIR为例,如图1所示,现有技术中终端的下行功率控制命令生成的流程包括以下步骤:
步骤101:从测量模块得到接收信号的信干比SIR;
步骤102:获取外环功控设定的信干比目标值SIRtarget;
步骤103:判断是否存在不调整状态;
如果不存在不调整状态,则进到步骤104:判断SIR是否大于SIRtarget;
如果SIR>SIRtarget,则进到步骤105:生成下调发射功率的命令;否则,进到步骤106:生成上调发射功率的命令;
如果存在不调整状态,则进到步骤107:判断SIR是否超过SIRtarget一阈值Th_donothing,即SIR>SIRtarget+Th_donothing;
如果超过,则进到步骤108:生成下调发射功率的命令;
否则,进到步骤109:继续判断SIR是否低于SIRtarget一阈值Th_donothing,即SIR<SIRtarget-Th_donothing;
如果低于,则进到步骤110:生成上调发射功率的命令;
否则,进到步骤111:生成不调整发射功率的命令;
然后,进到步骤112:结束。
单独利用解调后信噪比或利用接收信号的功率来产生功率控制命令的流程与上述类似,在此不再赘述。
本发明根据外环设定的目标值,在内环功控过程中,由终端综合考虑接收信号的质量及不同码道接收信号的功率,根据这些综合参数来生成功率控制命令,从而避免现有技术中只考虑终端接收质量、不考虑不同码道间信号功率的差别对终端解调性能的影响。
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图2示出了本发明方法的实现流程,包括以下步骤:
步骤201:由终端预先设定或高层信令预先指定不同码道功率差值门限。
这样,终端就可以根据该门限值来确定自己码道的接收功率最小值。由于各种原因,对于同一码道,基站每次发射信号时的功率都有可能不同,因此,对于这些功率动态变化的信号,只要保证终端和与其占用码道具有相同载频和相同时隙的本小区所有码道的功率的差别不超过预定的门限值,就不会对终端的解调性能产生较大的影响。
步骤202:终端根据接收信号的质量,分别获取接收信号质量参数、终端占用码道的接收功率、及与终端占用码道具有相同载频和相同时隙的本小区所有码道的功率。
通过对接收信号进行测量,可以获得接收信号的质量参数:可以是接收信号解调前的信干比SIR、接收信号解调后的信噪比SNR、接收信号功率,还可以是这些参数的任意组合。
通过物理层测量方法可以估计终端占用码道的接收功率,以及与终端占用码道具有相同载频和相同时隙的本小区所有码道的功率。
步骤203:根据与终端占用码道具有相同载频和相同时隙的本小区所有码道的功率确定终端占用码道允许的接收功率最小值。
首先,获取与终端占用码道具有相同载频和相同时隙的本小区所有码道的功率中的最大码道功率;将最大码道功率与不同码道功率差值门限的差值作为终端占用码道允许的接收功率最小值。
步骤204:根据终端占用码道允许的接收功率最小值、终端占用码道的接收功率及接收信号质量参数生成功率控制命令。
前面已经提到,在生成功率控制命令的判决中,除了考虑实际测量的终端占用码道的接收功率与终端占用码道允许的接收功率最小值的比较外,还要综合考虑接收信号的质量,可以根据接收信号解调前的信干比SIR、接收信号解调后的信噪比SNR、接收信号功率,还可以根据这些参数的任意组合来与外环功控设定的目标值进行比较,如果高于目标值,则生成一个要求降低发射功率的命令,反之则生成一个要求提高发射功率的命令。如果发射功率存在不调整状态,即当信号质量在目标值附近的一定范围内允许对当前发射功率不作调整,则当实际接收的信号质量高于目标值一定门限时,生成一个要求降低发射功率的命令,如果低于目标值一定门限,则生成一个要求提高发射功率的命令,其余情况生成一个要求不改变发射功率的命令。然后,通过控制信道或其他方式将控制命令发送给基站,基站根据接收到的控制命令,按照高层信令指定的或预先定义的步长作出相应的调整。
下面以解调前的信干比SIR为例,详细说明本发明综合终端占用码道允许的接收功率最小值、终端占用码道的接收功率及所述接收信号质量参数生成功率控制命令的过程。
在生成控制命令前,需要根据接收信号,通过测量或估计得到信干比SIR、终端占用码道的接收功率Pr、以及占用同一无线资源的所有用户中的接收功率最大值P_max,根据预先设定的不同码道功率差值门限Thres计算得到终端占用码道允许的接收功率最小值P_lower_limit。
在移动通信系统功率控制过程中,根据实际需要,可以只允许功率控制对发射功率上调和下调;也可以允许功率控制对发射功率不作调整。通常在系统启动后,由高层通过配置命令来确定选择哪种方式。
如果只允许功率控制对发射功率进行上调和下调,则终端只能生成降低发射功率或者提高发射功率的命令。
在这种情况下,控制命令生成的流程如图3所示:
首先,在步骤301:获取外环功控设定的信干比目标值SIRtarget;
为了实现方便,在下面的流程中假定Δ=SIR-SIRtarget;
步骤302:判断终端占用码道的接收功率Pr是否小于等于终端占用码道允许的接收功率最小值P_lower_limit;
如果Pr≤P_lower_limit,则进到步骤303:生成要求提高发射功率的命令;
否则,进到步骤304:进一步判断信干比SIR是否大于信干比目标值SIRtarget,即Δ是否大于0;
如果Δ>0,则进到步骤305:生成要求降低发射功率的命令;
否则,进到步骤306:生成要求提高发射功率的命令;
上述不同功率控制命令生成后,进到步骤307:结束本次控制命令生成过程。
如果允许功率控制对发射功率不作调整,则终端可以生成降低发射功率或者提高发射功率或者不调整发射功率的命令。
在这种情况下,同样需要根据当前终端测得信干比SIR、信干比目标值SIRtarget、终端占用码道的接收功率Pr、以及终端占用码道允许的接收功率最小值P_lower_limit生成功率控制命令。
功率控制命令的生成过程如下:
当终端占用码道的接收功率Pr小于终端占用码道允许的接收功率最小值P_lower_limit时,生成要求提高发射功率的命令;
当终端占用码道的接收功率Pr等于终端占用码道允许的接收功率最小值P_lower_limit时,根据信干比SIR与信干比目标值SIRtarget的大小来决定是应该降低还是不调整发射功率,具体为:当SIR<SIRtarget时,生成要求提高发射功率的命令;否则,生成要求不调整发射功率的命令;
当终端占用码道的接收功率Pr大于终端占用码道允许的接收功率最小值P_lower_limit时,按下列方式生成功控命令:
1.如果信干比SIR大于信干比目标值SIRtarget一个第一预定门限Th_1,则生成要求降低发射功率的命令;
2.如果信干比SIR小于信干比目标值SIRtarget一个第二预定门限Th_2时,则生成要求提高发射功率的命令;
3.其余情况生成不调整发射功率的命令。
上述功率控制命令的生成流程如图4所示:
首先,在步骤401:获取外环功控设定的信干比目标值SIRtarget;
同样,为了实现方便,在下面的流程中假定Δ=SIR-SIRtarget;
步骤402:判断终端占用码道的接收功率Pr是否小于终端占用码道允许的接收功率最小值P_lower_limit;
如果Pr<P_lower_limit,则进到步骤403:生成要求提高发射功率的命令;
否则,进到步骤404:进一步判断终端占用码道的接收功率Pr是否等于终端占用码道允许的接收功率最小值P_lower_limit;
如果Pr=P_lower_limit,则进到步骤405:进一步判断信干比SIR是否小于信干比目标值SIRtarget;
如果SIR<SIRtarget,即Δ<0,则进到步骤406:生成要求提高发射功率的命令;
否则,进到步骤407:生成不调整发射功率的命令;
如果Pr>P_lower_limit,则进到步骤408:进一步判断信干比SIR是否大于信干比目标值SIRtarget一个第一预定门限Th_1;
如果SIR>SIRtarget+Th_1,即Δ>Th_1,则进到步骤409:生成要求降低发射功率的命令;
否则,进到步骤410:进一步判断信干比SIR是否小于信干比目标值SIRtarget一个第二预定门限Th_2;
如果SIR<SIRtarget-Th_2,即Δ<-Th_2,则进到步骤411:生成要求提高发射功率的命令;
否则,不满足步骤408及步骤410中的条件时,进到步骤412:生成不调整发射功率的命令;
上述不同功率控制命令生成后,进到步骤413:结束本次控制命令生成过程。
为了进一步简化实现过程,可以使第一预定门限Th_1等于所述第二预定门限Th_2。
在实际应用中,还可以综合考虑信号质量参数SIR、SNR及信号功率的任意组合,当终端自己占用码道的功率低于其他码道的最大接收功率一定值时,不生成要求基站降低发射功率的控制命令;终端自己占用码道的功率高于其他码道的最大接收功率一定值时,结合信号质量参数SIR、SNR、信号功率生成相应的控制命令。其控制命令生成过程与上述类似,在此不再赘述。
可见,本发明通过限制同一载频、同一时隙所有码道的发射功率的差别,从根本上解决了CDMA系统中由于使用下行功率控制技术可能导致的码道间功率差别过大的问题。保证了通信质量。
本发明适用于所有采用CDMA技术的无线通信系统,例如TD-SCDMA(时分-同步码分多址)、WCDMA(宽带码分多址)、CDMA2000、IS95等,此外,也适用于功率电平差别过大会影响接收信号质量的其他通信系统。
虽然通过实施例描绘了本发明,本领域普通技术人员知道,本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神,希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。