CN101094015B - 移动通信系统中开环初始发射功率的控制方法 - Google Patents

移动通信系统中开环初始发射功率的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种移动通信系统中开环初始发射功率的控制方法，包括以下步骤：A1、为网络控制设备配置基站使用的智能天线的波束赋形增益；A2、根据网络控制设备内部配置的业务信号质量参数、网络控制设备获取的时隙干扰信号码功率、为网络控制设备配置的智能天线波束赋形增益以及下行路径损耗计算开环初始发射功率，并将业务数据以计算出的开环初始发射功率发送。本发明的技术方案充分考虑了智能天线对开环初始发射功率的影响，提高了网络系统的稳定性。而且，基站根据智能天线的不同类型，内部设置存储相应的参数，使得本发明的技术方案对所有使用智能天线的移动通信系统具有通用性。

Description

移动通信系统中开环初始发射功率的控制方法
技术领域
本发明涉及功率控制技术，特别涉及一种移动通信系统中开环初始发射功率的控制方法。
背景技术
随着无线移动通信技术的迅速发展，如何消除同信道干扰(CCI)、多址干扰(MAI)与多径衰落的影响成为提高无线移动通信系统性能的主要问题。智能天线由于能够利用数字信号处理技术，充分高效地利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号，因而越来越广泛地应用于移动通信系统。
移动通信系统一般包括用户设备(UE)、基站和网络控制设备，基站通过天线与用户设备互发信息，实现与网络的接入。而两者之间用于互发信息的上行和下行物理信道的开环初始发射功率需要由网络控制设备进行控制。开环初始发射功率是指当发起一个业务时，基站和UE发送业务信息的初始发射功率。其中，3G移动通信系统中的网络控制设备为无线网络控制器(RNC)；2G移动通信系统中的网络控制设备为基站控制器(BSC)。
以移动通信系统为时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统为例，现有下行物理信道的开环初始发射功率是由RNC根据信道的路径损耗LPCCPCH和UE的期待接收信号码功率Pdes来控制的；现有上行物理信道的开环初始发射功率是由RNC根据信道的路径损耗LPCCPCH和基站的期待接收信号码功率(PRXdes)来控制的。
其中，用于控制上行和下行物理信道的开环初始发射功率的主要控制参数，包括UE和基站的期待接收信号码功率，可以通过在网络规划时，由RNC直接设定为一个固定值。
但是，此方法存在以下问题：如果设定的功率值过小，则可能导致处于较差信道环境的UE无法接入移动通信网络；如果设定的功率值过大，则将对其它UE造成很强的干扰，影响网络的稳定性，严重的情况下甚至会直接导致其它UE出现掉话的情况。
为了避免上述方法中存在的问题，现有技术中还有一种确定UE和基站的期待接收信号码功率的方法：根据基站或者UE的时隙干扰信号码功率(ISCP)和相应业务的缺省信干比(SIRdes)来确定。
该方法考虑了用户的信道环境及干扰水平，在一定程度上解决了直接设定期待接收信号码功率带来的问题。
但是，对于使用智能天线的移动通信系统来说，现有的控制方法没有考虑不同种类智能天线由于波束赋形对开环初始发射功率带来的影响，依然可能出现通过控制得到的开环初始发射功率过大或者过小的情况，导致UE无法接入移动通信网络或者其他UE掉话，从而不能提高网络系统的稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于：提供一种移动通信系统中开环初始发射功率的控制方法，该方法能够降低智能天线对开环初始发射功率的影响。
根据上述的发明目的，本发明提供了一种移动通信系统中开环初始发射功率的控制方法，包括以下步骤：
A0、在网络规划时根据基站的站点分布情况为各基站选择使用的智能天线类型，并将所有基站的包含基站能力的信息存储于操作维护系统中，所述基站能力包括所述基站使用的智能天线类型及参数；
A1、操作维护系统向无线网络控制器(RNC)发送包含所述基站能力的信息，用于为RNC配置基站使用的智能天线的波束赋形增益；
A2、RNC根据其内部配置的业务信号质量参数与其获取的时隙干扰信号码功率以及下行路径损耗之和，再计算所述的和与接收到的智能天线波束赋形增益之差，并以计算出的所述差作为下行物理信道的开环初始发射功率发送业务数据。
所述业务信号质量参数为当前业务申请所对应的数值、或者为固定默认值；
所述业务信号质量参数为载干比、或者信干比；
所述下行路径损耗为主公共控制物理信道(PCCPCH)的发送功率与接收信号码功率之差；
所述时隙干扰信号码功率为下行物理信道时隙干扰信号码功率。
所述PCCPCH的发送功率为预先设定在RNC中的功率值，并在小区建立时由RNC通过广播方式发送给用户设备。
所述PCCPCH的接收信号码功率、以及所述下行物理信道时隙干扰信号码功率由用户设备上报。
步骤A2所述的计算方法包括以下步骤：
A31、RNC通过对其内部配置的当前业务申请所对应的业务信号质量参数和用户设备上报的下行物理信道时隙干扰信号码功率求和，计算用户设备的期待接收信号码功率；
A32、RNC计算下行路径损耗同用户设备的期待接收信号码功率的和与接收到的智能天线波束赋形增益之差。
由上述技术方案可见，本发明的技术方案通过操作维护系统为网络控制设备配置智能天线的波束赋形增益，网络控制设备在控制开环初始发射功率时，消除了智能天线的波束赋形增益对开环初始发射功率的影响，因此能更加精确地估计出开环初始发射功率，从而提高了网络系统的稳定性。而且，本发明根据智能天线的不同类型，在操作维护系统内部存储相应的参数，使得本发明的技术方案对所有使用智能天线的移动通信系统具有通用性。
附图说明
图1为本发明实施例一中下行专用物理信道的开环初始发射功率的控制方法流程图；
图2为本发明实施例二中上行专用物理信道的开环初始发射功率的控制方法流程图；
图3为本发明实施例三中上行分组随机接入信道的开环初始发射功率的控制方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明的基本思想是：通过操作维护系统(OMCR)为网络控制设备配置智能天线的波束赋形增益，网络控制设备在控制上行物理信道和下行物理信道的开环初始发射功率时，消除波束赋形增益对开环初始发射功率的影响。这里所述的网络控制设备可以是RNC或者BSC。
本发明的实施例均以在TD-SCDMA系统中上行和下行物理信道的开环初始发射功率控制方法为例，以网络控制设备为RNC为例。
基站向UE发送信息和从UE接收信息是分别通过下行物理信道和上行物理信道来实现的。下面以具体的上行物理信道和下行物理信道为例，如下行和上行专用物理信道(DPCH)、上行分组随机接入信道(PRACH)，对本发明的开环初始发射功率控制方法进行详细说明。
实施例一
图1为本发明实施例一中下行专用物理信道的开环初始发射功率的控制方法流程图。如图1所示，下行专用物理信道的开环初始发射功率的控制方法包括以下步骤：
步骤101，在网络规划时，根据NodeB的站点分布情况选择各NodeB使用的智能天线类型，并将所有NodeB的包括使用的智能天线类型及参数的NodeB能力的信息存储于操作维护系统中。
步骤102，操作维护系统向RNC发送包含NodeB能力的信息；其中，NodeB能力包括智能天线类型及赋形增益GNodeB。
步骤103，UE检测主公共物理信道(PCCPCH)的接收信号码功率(RSCPPCCPCH)以及下行各时隙上的干扰信号码功率(ISCPdown)。
步骤104，UE向RNC报告所检测到的PCCPCH的接收信号码功率以及下行各时隙上的干扰信号码功率。
步骤105，RNC根据PCCPCH的发送功率PPCCPCH和接收到的接收信号码功率采用公式(1.1)计算下行物理信道的路径损耗LPCCPCH。
LPCCPCH＝PPCCPCH-RSCPPCCPCH    (1.1)
其中，PPCCPCH可以预先设定在RNC中，再通过广播方式在小区建立时发送给UE。PPCCPCH也可以预先设定在其它设备中，并在小区建立时发送给UE。
步骤106，RNC根据当前的业务申请所对应的缺省载干比(C/I)des和接收到的上行时隙干扰信号码功率，采用公式(1.2)计算UE的期待接收信号码功率。
Pdes＝(C/I)des+ISCPdown    (1.2)
步骤107，RNC根据接收到的智能天线波束赋形增益GNodeB、计算出的下行路径损耗、计算出的UE的期待接收信号码功率，采用公式(1.3)计算下行DPCH的开环初始发射功率。
PDPCH＝LPCCPCH+PDes-GNodeB    (1.3)
本实施例的步骤106中，用于计算UE的期待接收信号码功率的相应业务信号质量参数为(C/I)des，是一个较佳方案。相应业务信号质量参数也可以为SIRdes。相应业务信号质量参数(C/I)des和SIRdes可以为当前业务申请所对应的数值，也可以是一个固定默认值。相应业务信号质量参数是根据业务的服务质量(QoS)预先配置在RNC中的，即：不同的业务类型分别对应不同的信号质量参数。步骤106～步骤107可以按照本实施例的顺序执行，也可以按照公式(1.4)同时执行。
PDPCH＝LPCCPCH+(C/I)des+ISCPdown-GNodeB    (1.4)
本实施例中的下行物理信道为DPCH信道，其他使用智能天线的移动通信系统中，包括2G、3G和B3G的移动通信系统，所有使用智能天线波束赋型和开环初始发射功率控制的下行物理信道也可以通过本实施例所述流程来实现开环初始发射功率的控制，从而实现本发明的目的。
本实施例中，在执行完所有的步骤之后，NodeB将业务数据以计算出的开环初始发射功率发送。
实施例二
图2为本发明实施例二中上行专用物理信道的开环初始发射功率的控制方法流程图。如图2所示，上行专用物理信道的开环初始发射功率的控制方法包括以下步骤：
步骤201，在网络规划时，根据NodeB的站点分布情况选择各NodeB使用的智能天线类型，并将所有NodeB的包括使用的智能天线类型及参数的NodeB能力的信息存储于操作维护系统中。
步骤202，操作维护系统向RNC发送包含NodeB能力的信息；其中，NodeB能力包括智能天线类型及赋形增益GNodeB。
步骤203，NodeB检测上行各时隙上的干扰信号码功率(ISCPup)并上报给RNC。
步骤204，RNC根据接收到的NodeB的智能天线波束赋形增益GNodeB、接收到的时隙干扰信号码功率、当前业务申请所对应的缺省载干比(C/I)des采用公式(2.1)计算NodeB的期待接收信号码功率PRXDPCHdes。
PRXPDCHdes＝(C/I)des-GNodeB+ISCPup    (2.1)
步骤205，RNC将计算出的NodeB的期待接收信号码功率PRXDPCHdes发送给UE。
步骤206，UE检测PCCPCH的接收信号码功率(RSCPPCCPCH)，并根据PCCPCH信道的发送功率PPCCPCH采用公式(2.2)计算下行物理信道的路径损耗LPCCPCH。
LPCCPCH＝PPCCPCH-RSCPPCCPCH    (2.2)
其中，PPCCPCH可以为预先设定在RNC中的功率值，通过广播方式在小区建立时发送给UE。PPCCPCH也可以预先设定在其它设备中，并在小区建立时发送给UE。
步骤207，UE根据计算出的下行物理信道的路径损耗、计算出的NodeB的期待接收信号码功率PRXDPCHdes，采用公式(2.3)计算上行DPCH的开环初始发射功率。
PDPCH＝LPCCPCH+PRXDPCHdes      (2.3)
本实施例的步骤204中，用于计算NodeB的期待接收信号码功率PRXDPCHdes的相应业务信号质量参数为(C/I)des，是一个较佳方案。相应业务信号质量参数也可以为SIRdes。相应业务信号质量参数(C/I)des和SIRdes可以为当前业务申请所对应的数值，也可以是一个固定默认值。相应业务信号质量参数是根据业务的QoS预先配置在RNC中的，即：不同的业务类型对应不同的信号质量参数。
步骤204也可以为：RNC将接收到的NodeB的智能天线波束赋形增益GNodeB、接收到的时隙干扰信号码功率、当前业务申请所对应的缺省载干比发送给UE；则步骤207可以将公式(2.1)和公式(2.3)的计算过程按照公式(2.4)同时执行。
PDPCH＝LPCCPCH+(C/I)des+ISCPup-GNodeB    (2.4)
实施例三
图3为本发明实施例三中上行分组随机接入信道的开环初始发射功率的控制方法流程图。如图3所示，上行分组随机接入信道的开环初始发射功率的控制方法包括以下步骤：
步骤301，在网络规划时，根据NodeB的站点分布情况选择各NodeB使用的智能天线类型，并将所有NodeB的包括使用的智能天线类型及参数的NodeB能力的信息存储于操作维护系统中。
步骤302，操作维护系统向RNC发送包含NodeB能力的信息；其中，NodeB能力包括智能天线类型及赋形增益GNodeB。
步骤303，NodeB检测上行各时隙上的干扰信号码功率(ISCPup)并上报给RNC。
步骤304，RNC根据接收到的NodeB的智能天线波束赋形增益、接收到的时隙干扰信号码功率、为一个固定默认值的缺省载干比(C/I)des，采用公式(3.1)计算出NodeB的期待接收信号码功率PRXPRACHdes。
PRXPRACHdes＝(C/I)des-GNodeB+ISCPup    (3.1)
步骤305，RNC将计算出的NodeB的期待接收信号码功率PRXPRACHdes发送给UE。
步骤306，UE检测PCCPCH的接收信号码功率(RSCPPCCPCH)，并根据PCCPCH的发送功率PPCCPCH采用公式(3.2)计算下行物理信道的路径损耗LPCCPCH。
LPCCPCH＝PPCCPCH-RSCPPCCPCH    (3.2)
其中，PPCCPCH可以为预先设定在RNC中的功率值，通过广播方式在小区建立时发送给UE。PPCCPCH也可以预先设定在其它设备中，并在小区建立时发送给UE。
步骤307，UE根据计算出的下行物理信道的路径损耗、计算出的NodeB的期待接收信号码功率PRXPRACHdes，采用公式(3.3)计算上行PRACH的开环初始发射功率。
PPRACH＝LPCCPCH+PRXPRACHdes。  (3.3)
步骤308，UE进一步根据上行同步的最后成功的总共尝试次数iUpPCH及上行导频信道(UpPCH)的功率增加步长Pramp采用公式(3.4)对步骤307的计算结果进行补偿。
PPRACH＝LPCCPCH+PRXPRACHdes+(iUpPCH-1)×Pramp    (3.4)
上行同步的最后成功的总共尝试次数iUpPCH为UE检测到的，上行导频信道的功率增加步长Pramp为预先设定的。
本实施例的步骤304中，用于计算NodeB的期待接收信号码功率PRXPRACHdes的相应业务信号质量参数为(C/I)des，是一个较佳方案，(C/I)des是根据业务的QoS预先配置在RNC中的，即不同的业务类型对应一定的(C/I)des。相应业务信号质量参数也可以为SIRdes。
步骤304也可以为：RNC将接收到的NodeB的智能天线波束赋形增益GNodeB、接收到的时隙干扰信号码功率、当前业务申请所对应的缺省载干比发送给UE；则步骤307可以将公式(3.1)和公式(3.3)的计算过程按照公式(3.5)同时执行。
PPRACH＝LPCCPCH+(C/I)des-GNodeB+ISCPup    (3.5)
将公式(3.1)和公式(3.3)的计算过程按照公式(3.5)同时执行时，步骤308的计算方法可按照公式(3.6)来进行。
PPRACH＝LPCCPCH+(C/I)des-GNodeB+ISCPup+(iUpPCH-1)×Pramp    (3.6)
实施例二和实施例三均为TD-SCDMA系统中上行物理信道的开环初始发射功率控制方法，其他使用智能天线的移动通信系统中，包括2G、3G和B3G的移动通信系统，所有使用智能天线波束赋形和开环初始发射功率控制的上行物理信道也可以通过本实施例所述流程来实现开环初始发射功率的控制，从而实现本发明的目的。
实施例二和实施例三中，在执行完所有的步骤之后，UE将业务数据以计算出的开环初始发射功率发送。
如果本发明的技术方案应用于2G移动通信系统，方案中的网络控制设备则为BSC。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种移动通信系统中开环初始发射功率的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A0、在网络规划时根据基站的站点分布情况为各基站选择使用的智能天线类型，并将所有基站的包含基站能力的信息存储于操作维护系统中，所述基站能力包括所述基站使用的智能天线类型及参数；
A1、操作维护系统向无线网络控制器(RNC)发送包含所述基站能力的信息，用于为RNC配置基站使用的智能天线的波束赋形增益；
A2、RNC根据其内部配置的业务信号质量参数与其获取的时隙干扰信号码功率以及下行路径损耗之和，再计算所述的和与接收到的智能天线波束赋形增益之差，并以计算出的所述差作为下行物理信道的开环初始发射功率发送业务数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务信号质量参数为当前业务申请所对应的数值、或者为固定默认值；
所述业务信号质量参数为载干比、或者信干比；
所述下行路径损耗为主公共控制物理信道(PCCPCH)的发送功率与接收信号码功率之差；
所述时隙干扰信号码功率为下行物理信道时隙干扰信号码功率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述PCCPCH的发送功率为预先设定在RNC中的功率值，并在小区建立时由RNC通过广播方式发送给用户设备。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述PCCPCH的接收信号码功率、以及所述下行物理信道时隙干扰信号码功率由用户设备上报。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤A2所述的计算方法包括以下步骤：
A31、RNC通过对其内部配置的当前业务申请所对应的业务信号质量参数和用户设备上报的下行物理信道时隙干扰信号码功率求和，计算用户设备的期待接收信号码功率；
A32、RNC计算下行路径损耗同用户设备的期待接收信号码功率的和与接收到的智能天线波束赋形增益之差。
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