CN100413223C - 硬切换的功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信领域，公开了一种硬切换的功率控制方法，使得当进行异频或同频硬切换而新增无线链路时，能够更好的控制UE的发射功率。从而确保UE切换到新小区后发射功率平稳变化，没有大的突变，不对其他用户产生大的干扰。本发明中，在硬切换新链路还没有同步前，即在进行无TP搜索时，所使用的TPC是一个可配置的值。根据无线环境的不同，灵活地配置不同的TPC形式，控制UE上行功率的上升速度。

Description

硬切换的功率控制方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及移动通信系统中小区切换时的用户设备(User Equipment，简称“UE”)发射功率控制技术。

背景技术

随着移动通信业务的迅猛发展，移动数据和多媒体通信的应用将越来越广泛，在不久的将来，甚至将超过传统的话音成为移动通信承载的主要业务。而传统的第二代全球移动通信系统(Global System for mobileCommunication，简称“GSM”)移动通信网络已无法适应这种新的发展趋势，为此，GSM将逐步过渡到第三代移动通信系统。其中，第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)所规范的宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)/通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，简称“UMTS”)以其不断完善和成熟的技术标准，以其灵活的网络架构、平滑的演进模式、有效的投资等诸多优势，而逐渐发展成为第三代移动通信的主要技术，并为越来越多的移动通信运营商和设备提供商所接受。

WCDMA/UMTS系统包括无线接入网络(Radio Access Network，简称“RAN”)和核心网络(Core Network，简称“CN”)两大部分。其中，RAN主要包括两类节点：基站(NodeB)和无线网络控制器(Radio NetworkController，简称“RNC”)。NodeB负责无线信号的收发和底层处理，例如调制解调、编码解码等。RNC用于空中无线资源的管理，例如，发送小区广播、分配无线信道、配置小区参数、管理手机和系统之间的无线接入承载等等。

WCDMA系统支持多种类型的切换，根据切换发生时用户设备(UserEquipment，简称“UE”)与源NodeB和目标NodeB连接的不同，切换可分为以下主要类型：硬切换、软切换、更软切换以及空闲切换等。其中，硬切换是时间离散的事件，当呼叫从一个小区交换到另一个小区或者从一个载波交换到另一个载波时发生，它是一个时刻只有一个业务信道可用时发生的切换。在WCDMA系统中，硬切换又可进一步细分为同频硬切换和异频硬切换。

WCDMA的异频硬切换主要用于不同载频小区间的负载调整和不同载频小区间的无缝接续。其基本流程为：UE测量本小区导频信号质量，当满足一定的质量门限后，向RNC发送2D事件测量报告(关于2D事件测量报告的详细内容请参见现有协议《3GPP TS 25.331》)，RNC通知UE进行异频小区信号质量测量，当被测量异频小区信号质量满足一定的门限后，RNC在该目标小区增加一条无线链路，目标小区NodeB开始上行同步，RNC同时通知UE切换到新的小区。在UE进行两个频点切换的过程中，会关闭发射机。

同频硬切换是指在同一载波上的硬切换。它的基本流程与异频硬切换基本相同，但UE向RNC发送的不是2D事件测量报告，而是1D事件测量报告(关于1D事件测量报告的详细内容请参见现有协议《3GPP TS 25.331》)。此外，异频硬切换和同频硬切换还有两个主要区别。

首先，异频硬切换的两个小区频点是不同的，对于只有一套收发信机的UE来说，需要启动下行压缩模式进行另一个频点的测量。同频硬切换的两个小区的频点是相同的，UE不需要启动下行压缩模式就可以测量到另一个小区的信号。

其次，异频硬切换和同频硬切换主要应用的场景不同。异频硬切换主要用于不同载频小区间负载调整或者不同载频小区间的无缝接续；同频硬切换主要用于为避免高速业务做软切换占用太多信道和功率资源，而采用硬切换来实现连续接续。

按照目前3GPP规定的协议，对于异频硬切换，如果UE从A小区切换到异频的B小区，RNC需要在B小区增加一条无线链路，对于只有一套收发信机的UE来说，无法测量到B小区的定时关系。因此RNC在B小区增加的无线链路会要求NodeB采用无传输时延搜索(无TP搜索)的方法进行多径搜索。无TP搜索是指NodeB无法预先知道UE距离基站的实际距离，也就是不知道UE发送的信号到达NodeB的传送时延，这样，NodeB只能从和基站距离为0的地方一直搜索到配置的小区半径，多次搜索直到找到UE发送信号或者搜索结束。

现有技术中，根据协议25.214，在新链路还没有同步前，此时新链路上发送的控制UE功率的传输功率控制命令字(Transmission Power Control，简称“TPC”)为全1。发送TPC全1的目的是尽快提升UE的发射功率，使得上行链路能够尽快同步，增加切换成功率。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：由于NodeB搜索资源的限制以及考虑到搜索效率，NodeB的上行搜索窗一般都是固定大小的。这个搜索窗尺度比小区半径小，无TP搜索就采用小区半径内的搜索窗多次循环搜索。然而，如果在一次搜索循环中错过UE的信号，那么在该次循环的剩余时间内，UE将根据全1的TPC，按固定速率提升发射功率，造成接收宽带总功率(Received total wide band power，简称“RTWP”)突然抬升，会对全小区用户造成很大干扰，影响系统容量。

下面以一个例子说明现有技术的问题。对于小区半径比较大的小区，比如60KM以上，新链路在小区半径内不断搜索，NodeB不知道UE何时开始在新链路上发射信号，于是设置了一个大小为96码片(chip)的搜索窗，搜索窗第一次放在0和96chip之内搜索UE信号，如果没有信号，就放在97chip和96×2chip内搜索，依此类推，一直到小区半径，然后再从0开始第二轮搜索。如果UE实际发射信号在0到96chip内，而此时搜索窗已经移到96chip后面，那么就会在这一轮搜索中错过UE实际的多径位置，控制UE功率的TPC全1就会导致UE功率突然上升很快，即使上行信号质量已经足够好到满足同步门限，但NodeB没有搜索到，还是要求UE继续抬升发射功率，造成RTWP突然抬升，对全小区用户造成很大干扰，影响系统容量。

造成这种情况的主要原因在于，NodeB在搜索到UE信号之前，以全1的TPC来提升UE发射功率。这种单一的高速提升方式无法应情况各异的无线环境，有可能使得UE功率上升过快。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种硬切换的功率控制方法，使得当进行异频或同频硬切换而新增无线链路时，能够更好的控制UE的发射功率。从而确保UE切换到新小区后发射功率平稳变化，没有大的突变，不对其他用户产生大的干扰。

为实现上述目的，本发明提供了一种硬切换的功率控制方法，其中，目标小区的新增无线链路在上行同步前，基站向用户设备发送一组发射功率控制命令字，该组发射功率控制命令字是根据期望的发射功率上升速度预先配置的，其中包含至少一个表示使发射功率下降的发射功率控制命令字。

其中，所述的一组发射功率控制命令字是按预先配置的模式重复发送的，该模式至少由两个发射功率控制命令字组成，其中包含至少一个表示使功率下降的发射功率控制命令字和至少一个表示使功率上升的发射功率控制命令字。

此外，所述模式可配置为连续N对{0，1}和一个1的组合，其中0表示使功率下降的发射功率控制命令字，1表示使功率上升的发射功率控制命令字，N为大于0的整数。

此外，所述N的取值范围是1至30之间。

此外，当功控步长为1分贝时，所述N取14。

此外，所述模式可配置为连续N对{0，1}，其中，0表示使功率下降的发射功率控制命令字，1表示使功率上升的发射功率控制命令字，N为大于0的整数。

此外，所述方法应用于异频硬切换或同频硬切换。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，本发明在硬切换新链路还没有同步前，即在进行无TP搜索时，所使用的TPC是一个可配置的值。根据无线环境的不同，灵活地配置不同的TPC形式，控制UE上行功率的上升速度。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即能够使得UE在进行硬切换后功率能平稳变化，对小区内其余用户产生的干扰比较小，从而改善网络质量和小区容量。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的采用TPC PATTERN＝N模式的TPC；

图2是根据本发明的一个实施例的采用连续{0，1}模式的TPC。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步地详细描述。

总的来说，本发明的原理在于，在硬切换过程中的目标小区的新增无线链路上行同步前，基站向UE发送的发射功率控制命令字是根据期望的发射功率上升速度预先配置的，换句话说，按照一定的模式重复发送。在该模式中，可将命令字配置为连续N对{0，1}和一个1的组合，N的取值范围可以是1至30之间。也可配置为1对或多对{0，1}。由此可见，本发明对硬切换过程中，新链路还没有同步前的TPC命令字进行了改造，在现有技术中，此时的TPC命令字仅有全1的形式，而在本发明，TPC命令字是一个可配置的形式。根据复杂的无线环境，TPC命令字可被配置成若干{0，1}对和1的组合，或者若干{0，1}对的组合等。由此，UE在进行硬切换后功率能平稳变化，对小区内其余UE产生的干扰较小，改善了网络质量和小区容量。

要实现UE功率在硬切换后能平稳变化，达到本发明的技术效果，关键在于产生合适的TPC，因为TPC是用于控制UE的上行功率。然而，现有技术的协议算法是在新链路同步前发TPC全为1的功控命令，也就是说，要求UE每个时隙都提升功率。这种功控模式无法全部适应实际复杂的无线环境，特别对于WCDMA高容量情况下的异频硬切换，由于WCDMA网络本身就是一个自干扰系统，大量UE较高的发射功率尖峰就会使得UE间发生相互的功率攀升，从而增加系统的上行干扰，减少系统上行容量。因此，本发明采用了一种可配置的功率控制方法。在网络规划的时候，可以根据具体的无线网络环境，配置不同的切换功控模式，使得UE在切换前后发射功率无明显的突变，这样，UE切换带来到的上行干扰就少，系统上行容量就不会明显减少。

作为本发明的一个较佳实施例，在新链路还没有同步前，即正在进行无TP搜索时，在新链路上发送的控制UE功率的TPC采用TPC PATTERN(模式)＝N的模式。如图1所示，在新链路上行同步前，NodeB固定发送连续N对TPC为{0，1}的功控命令字，然后发一个TPC＝1的TPC命令字，循环采用这种功控模式来控制UE的发射功率。也就是说，TPC由若干个循环组成，每一个循环中包含N个{0，1}功控命令字和一个TPC＝1的功控命令字。在WCDMA系统中，对NodeB实际网络的异频硬切换进行测试，当N＝14，即TPC PATTERN＝14时，UE上行功率大约每秒上升50db，此时的功控步长为1db。由此可见，使用本发明后，UE切换后功率基本和切换前比较接近，功率变化比较平稳。在实际使用中，N的取值范围为0至30。当N取0值时，相当于TPC为全1的情况。

作为本发明的另一较佳实施例，在新链路还没有同步前，即正在进行无TP搜索时，在新链路上发送的控制UE功率的TPC采用{0，1}交替的模式，参见图2。也就是说，在这段时间内，TPC由一系列{0，1}组成。这样UE的发射功率就不升不降，对UE切换后的功控控制有明显的改善。

在本发明的其他实施例中，对TPC还可以配置其他的模式，例如配置为N对{0，0，1，1，1}，重复发送，或者配置为N对{0，1}和一对{1，1}，循环发送，都能够实现本发明的目的，达到使UE在进行硬切换后功率能平稳变化的效果。

综上所述，本发明和现有3GPP协议的不同就是在新链路同步前，NodeB发送的控制UE发射功率的TPC命令字不同。现有3GPP协议规定新链路在同步前会要求UE每个时隙都抬升发射功率，若设功控步长为1db，那么功率上升速度就是每秒150db；而本发明规定新链路在同步前可以按照预先配置的一个功率上升速度进行控制UE发射功率，例如每秒50db，而且这个值可配置的，切换成功率不会受影响。

此外，由于TPC是一个可配置的变量，RNC可以不考虑该变量的具体值，由NodeB根据网络规划测试结果，配置到上行功控模块。

熟悉本领域的技术人员可以理解，由于同频硬切换和异频硬切换的有关流程大致相同，它们都可使用本发明的可配置TPC的方法。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1. 一种硬切换的功率控制方法，其中，目标小区的新增无线链路在上行同步前，基站向用户设备发送一组发射功率控制命令字，

其特征在于，该组发射功率控制命令字是根据期望的发射功率上升速度预先配置的，其中包含至少一个表示使发射功率下降的发射功率控制命令字。

2. 根据权利要求1所述的硬切换的功率控制方法，其特征在于，所述的一组发射功率控制命令字是按预先配置的模式重复发送的，该模式至少由两个发射功率控制命令字组成，其中包含至少一个表示使功率下降的发射功率控制命令字和至少一个表示使功率上升的发射功率控制命令字。

3. 根据权利要求2所述的硬切换的功率控制方法，其特征在于，所述模式可配置为连续N对{0，1}和一个1的组合，其中0表示使功率下降的发射功率控制命令字，1表示使功率上升的发射功率控制命令字，N为大于0的整数。

4. 根据权利要求3所述的硬切换的功率控制方法，其特征在于，所述N的取值范围是1至30之间。

5. 根据权利要求4所述的硬切换的功率控制方法，其特征在于，当功控步长为1分贝时，所述N取14。

6. 根据权利要求2所述的硬切换的功率控制方法，其特征在于，所述模式可配置为连续N对{0，1}，其中，0表示使功率下降的发射功率控制命令字，1表示使功率上升的发射功率控制命令字，N为大于0的整数。

7. 根据权利要求1至6中任一项所述的硬切换的功率控制方法，其特征在于，所述方法应用于异频硬切换或同频硬切换。

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