CN101026396A - 分组数据传输中的功率控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及移动通信技术，公开了一种分组数据传输中的功率控制方法，使得在上行DPCCH非连续发射时也可以有效进行上行闭环功率控制。本发明中，在上行DPCCH停止发送的期间，Node B不再根据上行DPCCH进行SIR的估计并以此产生TPC命令，而是直接用固定的TPC图案来发送TPC命令。TPC图案中0和1的数目可以是相同的，或者TPC图案中1的数目略大于0的数目。上行DPCCH根据激活图案进行非连续发射，在该激活图案给出的上行DPCCH发射时间内，采用比连续发射时更大的上行闭环功率控制步长。

Description

分组数据传输中的功率控制方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术，特别涉及分组数据传输中的功率控制。
背景技术
第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)作为移动通信领域的重要组织推动了第三代移动通信(The Third Generation，简称“3G”)技术的标准化工作，其早期的协议版本中上行和下行业务的承载都是基于专用信道的。
随着移动通信技术的发展，3G技术也在不断的发展演进。高速下行分组接入(High Speed Downlink Packet Access，简称“HSDPA”)和高速上行分组接入(High Speed Uplink Packet Access，简称“HSUPA”)就是3G技术的重要演进。HSDPA和HSUPA中的数据包的调度和重传等由基站节点(Node B)控制。
其中，HSDPA作为下行高速数据包接入技术在2002年被引入到3GPP第5版(Release 5，简称“R5”)的版本中，采用更短的2ms传输时间间隔(Transmission Timing Interval，简称“TTI”)，以实现快速自适应控制。在物理层使用自适应的编码和调制(Adaptive Modulation and Coding，简称“AMC”)和混合自动重传请求(Hybrid Auto Repeat reQuest，简称“HARQ”)。
为了实现用户设备(User Equipment，简称“UE”)下行数据的高速传输，HSDPA新增了两个下行物理信道和一个上行物理信道，它们分别是用于承载用户数据的高速物理下行共享信道(High Speed Physical DownlinkShared Channel，简称“HS-PDSCH”)，用于承载解调伴随数据信道HS-PDSCH所需的信令的下行的高速共享控制信道(High Speed Shared Control Channel，简称“HS-SCCH”)，以及用于承载UE的确认/不确认信息(ACK/NACK)和信道质量指示(Channel Quality Indicator，简称“CQI”)等反馈信息的上行的高速专用物理控制信道(High Speed Dedicated Physical Control Channel，简称“HS-DPCCH”)。Node B通过HS-DPCCH获知数据是否被正确接收，如果不正确，将发起重传，否则发送新数据。
HSUPA作为高速上行数据包接入技术，在2004年引入到了3GPP第6版(Release 6，简称“R6”)的版本中。与HSDPA类似，HSUPA采用更短的TTI和帧长以实现快速自适应控制，使用HARQ和基于Node B的快速上行调度技术，提高了上行的频谱效率。
HARQ技术综合了前向纠错码和重传，用于增强的专用信道(EnhancedDedicated Channel，简称“E-DCH”)的物理层快速重传，并通过初传和重传之间的软合并来提高物理层的译码性能。
在3GPP R6的协议版本中还引入了一种特殊的下行专用信道——分片专用物理信道(Fractional-Dedicated Physical Channel，简称“F-DPCH”)，其帧(frame)格式如图1所示。它与HSDPA组合取代了下行的专用物理数据信道(Dedicated Physical Data Channel，简称“DPDCH”)/专用物理控制信道(Dedicated Physical Control Channel，简称“DPDCH”)，有效提高下行信道化码的利用效率。
根据无线资源控制(Radio Resource Control，简称“RRC”)的情况，UE状态如图2所示，分为空闲模式(UE Idle Mode)和连接模式(UTRA RRCConnected Mode)。在空闲模式下，UE没有任何的RRC信号连接，除了寻呼(Paging)和广播(Broadcast)所使用的资料传输信道外，不占用系统的无线信道资源。
而在连接模式下，建立了RRC信令连接，可以在UE与RNC之间传输RRC消息。根据UE对无线资源的使用情况，又可细分为通用移动通信系统地面无线接入网(UMTS Terrestrial Radio Access Network，简称“UTRAN”)注册区寻呼信道(UTRAN Registration Area Paging Channel，简称“URA_PCH”)、小区寻呼信道(Cell_PCH)、小区专用传输信道(Cell_DCH)和小区前向接入信道(Cell_FACH)四种状态。
在现有技术中，HSDPA和E-DCH都需要UE处于Cell_DCH状态，需要同时发射上行方向的DPCCH等信道，并接收下行方向的F-DPCH或下行DPCCH、HS-SCCH等信道。下行专用物理信道(Dedicated Physical Channel，简称“DPCH”)的帧结构如图3所示。
在没有数据传输的非活跃期，通常的做法是将UE从Cell_DCH状态转入Cell_PCH或URA_PCH等非活跃状态，从而降低对无线资源的占用并降低UE的功耗。当用户数据进入活跃期需要进行数据传输时，UE需要通过RRC(无线资源控制)信令过程从Cell_PCH或URA_PCH等非活跃状态返回Cell_DCH状态，而通常该过程需要较长的切换时间，从而使用户感觉到较明显的停顿，频繁发生这种切换将对无线数据业务的服务质量产生较大的影响。
一种较好的做法是让UE一直停留在Cell_DCH状态，从而使用户获得连续的业务连接体验，大大提高无线数据业务的服务质量。因为UE需要长期停留在Cell_DCH状态，UE的功耗就成为一个非常突出的问题。
为此，3GPP在Release 7中提出了一个新的工作项(WI)“ContinuousConnectivity for Packet Data Users(分组数据用户连续的连接性)”，该工作项的技术报告，即3GPP TR25.903，提出了在上行方向都没有数据发送时，对上行DPCCH采用非连续传输方案。
在实际应用中，上述方案存在以下问题：上行闭环功率控制失效，系统性能低。
造成这种情况的主要原因在于，由于根据3GPP的规范TS25.214，NodeB对UE进行上行闭环功率控制的下行发射功率控制(Transmit PowerControl，简称“TPC”)命令是根据上行DPCCH的信号干扰比(Signal toInterference Ratio，简称“SIR”)估计产生的，然而在上行方向没有数据发送时，对上行DPCCH采用非连续传输方案，Node B无法获得上行信号的SIR，所以导致了上行闭环功率控制的失效，大大降低了系统的性能。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种分组数据传输中的功率控制方法，使得在上行DPCCH非连续发射时也可以有效进行上行闭环功率控制。
为实现上述目的，本发明提供了一种分组数据传输中的功率控制方法，包含以下步骤：
用户设备在上行专用物理控制信道进行非连续发射；
在所述上行专用物理控制信道暂停发射期间，基站节点根据预置的发射功率控制图案产生发射功率控制命令，并将其发送给所述用户设备；
所述用户设备根据收到的发射功率控制命令进行上行闭环功率控制。
其中，还包含以下步骤：
在所述上行专用物理控制信道发射期间，所述基站节点根据所述上行专用物理控制信道的信号获得信号干扰比，根据该信号干扰比产生发射功率控制命令，并将其发送给所述用户设备。
此外在所述方法中，所述发射功率控制图案中，指示降低功率的信号0与指示提升功率的信号1数目相同。
此外在所述方法中，所述发射功率控制图案中，所述信号0与所述信号1依次交替出现。
此外在所述方法中，所述发射功率控制图案中，N与M的比值在1到2之间，其中，N是指示提升功率的信号1的数目，M是指示降低功率的信号0的数目。
此外在所述方法中，所述用户设备根据预置的激活图案进行所述非连续发射。
此外在所述方法中，所述用户设备在所述激活图案给出的上行专用物理控制信道发射的时间段内，根据收到的发射功率控制命令进行上行闭环功率控制时，使用比在所述上行专用物理控制信道进行连续发射期间更大的功率控制步长。
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，在上行DPCCH停止发送的期间，Node B不再根据上行DPCCH进行SIR的估计并以此产生TPC命令，而是直接用固定的TPC图案来发送TPC命令。TPC图案中0和1的数目可以是相同的，或者TPC图案中1的数目略大于0的数目。
上行DPCCH根据激活图案进行非连续发射，在该激活图案给出的上行DPCCH发射时间内，采用比连续发射时更大的上行闭环功率控制步长。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即因为Node B使用固定的TPC图案来发送TPC命令，所以可以防止在上行DPCCH非连续发射期间出现功率控制异常，一般非连续发射时暂停发射的间隙不会很长，使用固定的TPC图案虽不会有最佳的功控效果，但足够将UE功率维持在合理的范围内。
当TPC图案中1的数目略大于0的数目，使得UE的功率有缓慢的攀升，从而确保上行信道的可靠发送。
通过采用较大的上行闭环功率控制的步长，使得每次调整的幅度变大，从而UE可以在激活图案给出的短暂的上行DPCCH发射时间内，快速调整到合适的发射功率。
附图说明
图1是现有技术中F-DPCH的帧结构示意图；
图2是现有技术中UE的状态转换示意图；
图3是现有技术中下行专用物理信道的帧结构示意图；
图4是本发明的上行DPCCH非连续发射模式示意图；
图5是根据本发明第一实施方式的分组数据传输中的功率控制方法流程图；
图6是根据本发明第二实施方式的分组数据传输中的功率控制方法流程图。
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。
本发明通过预先定义一定的上行DPCCH激活图案(Activity Pattern)，UE通过监测上下行的数据传输情况，在上下行都没有数据传输时，对上行DPCCH按照所预定的激活图案进行非连续发射，即在上行DPCCH在某些子帧不发射控制信息，而仅在激活图案规定的某些子帧发射，如图4所示。
其中，在上行DPCCH停止发射期间，Node B根据预置的TPC图案产生TPC命令，来对UE进行上行闭环功率控制。
本发明第一实施方式的分组数据传输中的功率控制方法如图5所示。
在步骤501中，UE由激活图案对上行DPCCH进行非连续发射。
在步骤502中，根据激活图案，如果UE处于上行DPCCH的发射状态，则转入步骤503；如果UE处于上行DPCCH的停止发射状态，则转入步骤505。
在步骤503中，Node B根据上行DPCCH的信号获得SIR，根据该SIR产生TPC命令，并将其发送给UE。
在步骤504中，UE根据收到的TPC命令进行上行闭环功率控制，其中，UE根据该TPC命令进行上行闭环功率控制所采用的步长ΔDPCCH Gating值比DPCCH连续发射时的功率控制步长大，使得每次调整的幅度变大，这样，将有利于在上行DPCCH非连续传输期间，保持上行闭环功率控制的跟踪性能。并且有利于UE在激活图案给出的短暂的上行DPCCH发射时间内，快速地调整到合适的发射功率。
在步骤505中，Node B不再根据上行DPCCH的SIR来产生TPC命令，而根据预置的TPC图案(TPC Pattern)来产生TPC命令，可以防止在上行DPCCH非连续发射期间出现功率控制异常，一般非连续发射时暂停发射的间隙不会很长，使用固定的TPC图案虽不会有最佳的功控效果，但足够将UE功率维持在合理的范围内。
并且，Node B将所产生的TPC命令发送给UE。其中，TPC图案中指示降低功率的信号0与指示提升功率的信号1数目相同，并交替出现，即每个时隙TPC交替地发送信号0和信号1。
在步骤506中，UE根据收到的TPC命令进行上行闭环功率控制，UE的上行发射功率将保持不变。
本发明第二实施方式的分组数据传输中的功率控制方法如图6所示。
步骤601至步骤604分别类似于步骤501至步骤504，此处不再赘述。
在步骤605中，Node B不再根据上行DPCCH的SIR来产生TPC命令，而根据预置的TPC图案(TPC Pattern)来产生TPC命令，并将其发送给UE。其中，TPC图案中所包含的指示提升功率的信号1的数目N与指示降低功率的信号0的数目M的比值，即N∶M的值在1到2之间，TPC图案中1的数目略大于0的数目，例如，TPC图案可以采用“010101，1，01010，1，01010，...”的模式，即每传输6个时隙的“010101”即传输一个1。
在步骤606中，UE根据收到的TPC命令进行上行闭环功率控制，UE的上行发射功率将缓慢地逐渐增加。这样做的好处在于可以保证上行DPCCH停止发送的期间，以及上行DPCCH恢复发送的初始阶段UE上行信道的可靠发送。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，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)

1.一种分组数据传输中的功率控制方法，其特征在于，包含以下步骤：
用户设备在上行专用物理控制信道进行非连续发射；
在所述上行专用物理控制信道暂停发射期间，基站节点根据预置的发射功率控制图案产生发射功率控制命令，并将其发送给所述用户设备；
所述用户设备根据收到的发射功率控制命令进行上行闭环功率控制。
2.根据权利要求1所述的分组数据传输中的功率控制方法，其特征在于，还包含以下步骤：
在所述上行专用物理控制信道发射期间，所述基站节点根据所述上行专用物理控制信道的信号获得信号干扰比，根据该信号干扰比产生发射功率控制命令，并将其发送给所述用户设备。
3.根据权利要求1所述的分组数据传输中的功率控制方法，其特征在于，所述发射功率控制图案中，指示降低功率的信号0与指示提升功率的信号1数目相同。
4.根据权利要求3所述的分组数据传输中的功率控制方法，其特征在于，所述发射功率控制图案中，所述信号0与所述信号1依次交替出现。
5.根据权利要求1所述的分组数据传输中的功率控制方法，其特征在于，所述发射功率控制图案中，N与M的比值在1到2之间，其中，N是指示提升功率的信号1的数目，M是指示降低功率的信号0的数目。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的分组数据传输中的功率控制方法，其特征在于，所述用户设备根据预置的激活图案进行所述非连续发射。
7.根据权利要求6所述的分组数据传输中的功率控制方法，其特征在于，所述用户设备在所述激活图案给出的上行专用物理控制信道发射的时间段内，根据收到的发射功率控制命令进行上行闭环功率控制时，使用比在所述上行专用物理控制信道进行连续发射期间更大的功率控制步长。
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