CN100499429C - 码分多址集群通信系统前向功率控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码分多址集群通信系统前向功率控制的方法，该方法包括：确定基站的基本发射功率，在集群终端建立前向共享信道后，从所述基本发射功率开始，按照保证当前集群组内所有集群终端正确接收的情况，调整该当前集群组前向共享信道发射功率值，对所述发射功率值进行调整的步长根据当前网络的情况、集群组的优先级以及集群组内的终端数目和密度动态确定。本发明解决了在CDMA系统中增加集群功能时，在一个前向共享信道对应多个集群终端的情况下进行前向功率控制。

Description

码分多址集群通信系统前向功率控制的方法

技术领域

本发明涉及集群通信技术，具体地说，涉及码分多址集群通信系统前向功率控制的方法。

背景技术

码分多址(CDMA)标准属于3G系统标准体系之一，目前已经在多个国家商用，为终端提供语音和高速分组数据服务，单个基站能够支持的终端数目受到码资源、功率等条件的限制。

CDMA集群通信系统是一种对现有的CDMA网络升级以实现专用调度业务的通信系统，一方面可以使多个集群终端共享无线资源，提高无线蜂窝系统的容量，另一方面，集群系统可提供的集群功能能够满足一部分特殊终端的特殊要求。CDMA集群通信系统的全体终端共用系统所具有的全部可用信道，即系统内的任一终端想要和系统内另一终端通话，只要有空闲信道，就可以在中心控制台的控制下，利用空闲信道进行通话。

在CDMA系统中，终端的前向业务信道与反向业务信道成对建立，每个激活终端对应一前向业务信道与反向业务信道，基站分别对每个终端各自的前向业务信道进行功率控制，互不干扰。前向功控过程是每个终端通过反向业务信道发送前向功率控制信息到基站，基站按照反向业务信道发送来的前向功控信息，对已经建立的当前反向业务信道对应的前向业务信道发送功率进行调整。

在CDMA集群通信系统中，由于多个集群终端共享一个前向共享信道(为区别于CDMA中的前向业务信道，将多个集群终端共享的一个前向业务信道称为前向共享信道)，基站无法分别对每个集群终端各自的前向业务信道进行功率控制。因此CDMA系统中前向功率控制的方法无法直接应用在CDMA集群系统中。并且，由于CDMA系统属于自干扰系统，受网络规划和其他一些因素的影响，基站子系统前向功率资源是有限的，如果所有在当前小区下的集群组都按照处在网络边缘的集群终端可以正确接收的前向功率值发送，系统前向功率会很快饱和，严重影响集群终端的容量，也对当前CDMA系统中的正常终端使用造成一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种码分多址集群通信系统前向功率控制的方法，以在CDMA系统中增加集群功能时，在一个前向共享信道对应多个终端的情况下进行前向功率控制。

一种码分多址集群通信系统前向功率控制的方法，该方法包括：

确定基站的基本发射功率，在集群终端建立前向共享信道后，集群组内每个集群终端同时监听来自其前向共享信道的功率控制信息，判断当前前向共享信道的发射功率值是否满足要求，如果不满足，则通过反向信道上报前向功率调整申请，基站根据前向功率调整申请中的参数判决出最差终端，确定当前对前向共享信道的发射功率值进行调整的步长，调整当前前向共享信道的发射功率值，否则将当前前向共享信道的发射功率值降低一步长；

其中，在集群终端建立前向共享信道后首次对前向共享信道的发射功率值进行调整是从所述基本发射功率开始的；对所述发射功率值进行调整的步长根据当前网络的情况、集群组的优先级以及集群组内的终端数目和密度动态确定。

本发明解决了集群终端共享前向业务通道的情况下，不仅使处于网络边缘的集群终端能够正确接收前向共享信道的内容，并且在接收状况最差的终端正确接收的条件下，通过从基本发射功率开始降低前向共享信道的发射功率值，减小了基站前向功率资源的消耗，提高系统容量。从而解决了在集群组比较多的情况下，浪费基站前向功率资源的情况非常严重、制约基站能够支持最大集群组数目的瓶颈问题。

附图说明

图1为本发明实现集群终端前向功率控制的示意图。

图2为当前集群组内所有集群终端上报前向功率调整申请的示意图。

图3为在无前向功率调整申请上报的情况下直接降低前向共享信道的发射功率值时，基站信号覆盖区域变化示意图。

图4表示了集群终端在两个基站重叠覆盖区域移动时的情况。

具体实施方式

由于在CDMA系统中前向功率控制的方法是针对系统的每个终端分别进行调整的，相互之间不影响，而CDMA集群系统中集群终端共享前向业务信道，无法对每个集群终端分别进行前向功率控制调整，因此CDMA系统中前向功率控制的方法无法直接应用在CDMA集群系统中。

由于集群终端和普通终端的分布模型不同，很多情况下，集群终端在全网内都不是均匀分布的，如果当前集群终端距离基站比较近，信道状况都比较好，通过前向功率控制，可以大幅度地降低前向共享信道的发射功率，节省前向功率资源，从而提高系统的前向容量。因此，为满足当前集群组内所有集群终端可以正确地接收到前向共享信道的信息，其前向功率控制可以按照当前集群组内状况最差的集群终端的情况来进行调整。

实施例1

参见图1所示，图1为本发明实现集群终端前向功率控制的示意图。具体过程如下：

步骤101，确定基站的基本发射功率。在当前集群组的前向共享信道刚刚建立时，由于在本集群组服务的区域内，网络侧并不知道当前集群终端的分布情况，因此，刚开始时按照小区边缘的当前集群组内所有集群终端可以接收到前向共享信道的信息来确定基本发射功率。通常，基本发射功率可按照网络设计时基站发射功率覆盖的小区半径时的值确定。

步骤102，建立完成前向共享信道后，当前集群组的所有集群终端同时监听来自本集群组的前向共享信道的信息，判断来自当前集群组前向共享信道的误帧率(FER)是否大于某个指定值，以获知当前前向共享信道的发射功率值是否能保证集群终端能够正确地接收，如果是，则执行步骤103，否则，执行步骤104。

上述指定值可按协议规定，例如CDMA前向业务信道的目标误帧率FER＝1％，也可根据集群终端的优先级的不同或其他一些原因设置。

上述获知当前前向共享信道的发射功率值是否能保证集群终端能够正确地接收也可根据其他参数来判断，例如，根据前向帧循环冗余校验(CRC)是否正确、或前向帧是否是好帧、或由误帧率计算出的信噪比(E_b/N_t)是否满足集群终端设定的目标信噪比来判断。

步骤103，集群终端上报前向功率调整申请。具体为：集群终端通过反向信道将用户标识、当前FER、接收信号灵敏度(RSSI)、接收信号实际码片能量与功率普密度的比值(Ec/Io)以及该集群终端目标Ec/Io等值发送到基站，基站统计在一段时间内收到所有该集群组终端上报的参数，经过一定的算法，对多个集群终端做综合比较，判断出接收状况最差集群终端，在满足情况最差集群终端的前向共享信道功率要求前提下，确定前向功控调整步长。步长由最差集群终端提供的共享信道前向功率控制参数经过计算得到。

此处的反向信道可以是反向基本信道(R-FCH)，反向专用控制信道(R-DCCH)，反向公共控制信道(R-CCCH)，也可以是反向接入信道(R-ACH)或反向增强接入信道(R-EACH)。上报前向功率调整申请的集群终端可以是当前集群组内所有集群终端，如图2所示；也可以是需要调整前向功率的集群终端。

上述判断出接收状况最差集群终端可采用如下方法：首先，基站计算上报的前向功率调整申请中携带的终端目标Ec/Io与实际Ec/Io的差值，然后在所有上报集群终端中选出差值最大的集群终端，作为最差集群终端处理。

上述前向功率调整申请所携带的参数可根据系统中实际需要增加或删除部分参数。

步骤104，按照一定的时间间隔，对前向共享信道进行功率调整，从最初刚建立的基本发射功率开始，每次将前向共享信道的发射功率值降低一个步长。此处，每次降低的步长大小可根据当前网络的情况、本集群组的优先级以及本组内集群终端的数目和密度来动态确定。

如图3所示，假设基站的覆盖半径为R1，刚开始建立集群组时，基站系统并不清楚在本小区内的集群终端分布情况，因此初始基本发射功率的覆盖范围为R1，一段时间内，如果该小区内无集群终端发起前向功率调整申请，基站控制前向共享信道的发射功率值降低一个步长，对应于图3表示的前向功率所覆盖半径缩小，变为R2。如果再经过一段时间还没有集群终端发起前向功率调整申请，基站控制前向共享信道的发射功率值在当前发射功率的基础上再降低一个步长，对应于图3表示的前向功率所覆盖半径再降低一些，变为R3，依次类推。

对于处于切换边缘的集群终端，需要通过基站判断是否忽略当前集群终端上报的前向功率调整申请，即基站需要判断此集群终端是否已经出了本小区的切换区，是否需要从本小区将此集群终端删除。参见图4所示，图4表示了两个基站重叠覆盖区域。具体方法如下：

集群终端在基站1和基站2重叠区域运动，当集群终端处于A点时，集群终端接受基站1的服务，同时，通过导频搜索，发现了基站2的导频，当前基站2的导频强度相对基站1的导频强度差值大于某一个设定的值，集群终端合并来自基站1和基站2的前向共享信道的信息，如果合并后的前向帧FER集群终端不满足条件，则发送前向功率调整申请到基站1，调整基站1的前向共享信道发送功率。

当集群终端移动到位置B时，通过导频搜索，发现基站1和基站2两者导频强度的差值小于某一个设定的值，这时集群终端合并来自基站1和基站2的前向共享信道的信息，如果合并后的前向帧FER集群终端不满足条件，则同时发送前向功率调整申请到基站1和基站2，同时调整基站1和基站2的前向共享信道发送功率。

当集群终端处于C点时，通过导频搜索，发现基站2导频强度与基站1的频强度的差值大于某一个设定的值，这时集群终端合并来自基站1和基站2的前向共享信道的信息，如果合并后的前向帧FER集群终端不满足条件，则发送前向功率调整申请到基站2，调整基站2的前向共享信道发送功率。

实施例2

首先，与实施例1步骤101相同，确定基站的基本发射功率；

然后，在建立前向共享信道后，每个集群终端都将前向功控信息发送到基站。由于每次功控时，基站都要收到每个终端发来的前向功控消息，而对集群终端而言，终端大多都处于只听不说的状态下，导致基站并不能知道当前在自己覆盖范围内到底有多少集群终端，在对多个集群终端的功控信息进行比较时，很可能比较不完全。因此，基站在接收到每个集群终端发来的功控信息后，设定一个时间参数，在定时时间内，基站等待更多的集群终端上报功控参数，对这些信息进行分析比较，如果有其中任一个集群终端期望增加前向共享信道的发射功率值，则增加前向共享信道的发射功率值，如果所有的集群终端都期望降低前向共享信道的发射功率值，则降低前向共享信道的发射功率值。

集群系统的之一特点是同一集群组内集群终端数目不受限，如果在当前小区内的集群终端比较多，所有的集群终端都向基站发送功控信息，会造成很大的反向干扰，在定时时间内，基站等待更多的集群终端上报功控参数，耗费较多的反向资源，因此，实施例2的方法适用于集群组内集群终端数目较少的情形。

Claims (8)

1、一种码分多址集群通信系统前向功率控制的方法，其特征在于，该方法包括：

确定基站的基本发射功率，在集群终端建立前向共享信道后，集群组内每个集群终端同时监听来自其前向共享信道的功率控制信息，判断当前前向共享信道的发射功率值是否满足要求，如果不满足，则通过反向信道上报前向功率调整申请，基站根据前向功率调整申请中的参数判决出最差终端，确定当前对前向共享信道的发射功率值进行调整的步长，调整当前前向共享信道的发射功率值，否则将当前前向共享信道的发射功率值降低一步长；

其中，在集群终端建立前向共享信道后首次对前向共享信道的发射功率值进行调整是从所述基本发射功率开始的。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述发射功率值进行调整的步长根据当前网络的情况、集群组的优先级以及集群组内的终端数目和密度动态确定。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断当前前向共享信道的发射功率值是否满足要求是根据前向共享信道的误帧率、或前向帧的循环冗余校验是否正确、或前向帧是否是好帧、或者由误帧率所计算出的信噪比进行判断。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前向功率调整申请中的参数至少包括，误帧率、终端目标码片能量与功率谱密度之比以及接收信号码片能量与功率谱密度之比。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基站根据前向功率调整申请中的参数判决出最差终端进一步包括，基站计算上报的前向功率调整申请中携带的终端目标码片能量与功率谱密度之比与接收信号码片能量与功率谱密度之比的差值，然后在所有上报终端中选出差值最大的终端，作为最差终端。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前向功率调整申请由期望增加前向共享信道的发射功率值的集群终端上报。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括，如果集群终端处于多个基站覆盖的重叠区域，合并来自各基站的前向共享信道的信息，判断合并后的当前前向共享信道的发射功率值是否满足要求，

如果不满足，则上报前向功率调整申请至导频强度强的基站，调整该基站发射的前向共享信道的发射功率值，若各基站的导频强度相同，则向所有覆盖该区域的基站上报前向功率调整申请，调整所有覆盖该区域的基站的前向共享信道的发射功率值；

如果合并后的当前前向共享信道的发射功率值满足要求，则降低前向共享信道的发射功率值。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基本发射功率根据处于小区边缘的集群终端可以接收到信息确定。

Images