CN101141157A - 上行功率控制方法及网络侧设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及移动通信领域，公开了一种上行功率控制方法及网络侧设备，使得在用户获得相同传输速率的情况下，降低无线终端的功率浪费。本发明中，网络侧根据测量到的上行链路的SINR和最大BLER门限为对应的无线终端选择MCS，并在测量到的SINR减去所选定的MCS在最大BLER门限下所需的SINR所得的差值大于预置值时，通知无线终端降低其上行链路的发射功率。网络侧在通知无线终端其选定的MCS的同时，通过下发上行链路控制命令通知该无线终端降低其上行链路发射功率。无线终端每收到一次上行链路功率控制命令，将其上行链路发射功率降低一个步长。

Description

上行功率控制方法及网络侧设备
技术领域
本发明涉及移动通信领域，特别涉及无线终端的上行功率控制技术。
背景技术
第三代移动通信系统宽带码分多址(Wideband Code Division MultipleAccess，简称“WCDMA”)系统由于其强大的多媒体通信能力、高速的数据传输速率和高效的频谱利用率等许多优点而倍受青睐，并成为未来移动通信的发展目标。然而，技术的发展是无止境的，迅速上升的移动多媒体通信需求和越来越紧张的无线资源也对WCDMA系统的性能提出了越来越高的要求。
在以WCDMA为首的蜂窝通信系统中，无线终端的接收信号质量与很多因素有关，如终端与基站及相邻小区基站的距离、路径损耗指数、Rayleigh快衰落、噪声等。为了改善系统容量、峰值数据速率和小区覆盖范围，系统的上下行链路通过链路自适应技术来应对信号质量的起伏。常用的链路自适应技术有功率控制。
功率控制可分为开环功率控制和闭环功率控制。开环功率控制主要是由接收端利用发送端发送的已知信标信号来粗略估计路径损耗和阴影衰落，并以此调整接收端的发射功率。闭环功率控制的基本思路是由接收端测量接收到的信号的信干比(Signal to Interference Ratio，简称“SIR”)并通过判断给出功率控制指令，通过反馈信道传送给发送端，由发送端执行调整发送功率。
在WCDMA中，同一个小区内的无线终端工作于同一个频率，基站只依靠两者各自的扩频码来区分它们。处于小区边缘的无线终端的路径损耗比靠近基站位置的无线终端的路径损耗要高出很多。如果不采取某种功率控制，当靠近基站的无线终端的发射功率过大时，很容易阻塞小区边缘无线终端的通信，产生“远近效应”的问题。
对此，WCDMA中主要采用了快速闭环功率控制进行避免。在上行链路的快速闭环功率控制中，基站频繁地测量上行链路上信号的SIR值，并把它同目标SIR值相比较。如果测得的SIR值高于目标SIR值，基站就命令无线终端降低功率；如果测得的SIR值比目标SIR值低，基站就命令无线终端提高功率。对每一个无线终端，这个“测量-指示-反应”的频率为1500次/秒，比任何明显的路径损耗的改变都要快，实际上，甚至比以低速或中速运动的无线终端产生的Rayleigh快衰落的速度还快。这样闭环功率控制就能够有效防止在基站接收的上行链路信号中出现功率不平衡的现象。下行链路中采用同样的快速闭环功率控制技术，当无线终端处于小区边缘，受到的来自其他小区的干扰增加时，下行链路中也会增加信号发射功率。
随着用户对传输高速数据的需求越来越高，WCDMA标准制定组织随后陆续推出了R4、R5、R6三个阶段的网络协议，引入了高速下行分组接入(HighSpeed Downlink Packet Access，简称“HSDPA”)技术与高速上行分组接入(High Speed Uplink Packet Access，简称“HSUPA”)技术。与WCDMARelease99版本中的快速功率控制技术不同，HSDPA和HSUPA中主要使用自适应调制和编码(Adaptive Modulation and Coding，简称“AMC”)技术。
AMC的基本原则是根据当前的信道状况动态地选择最合适的编码速率和调制方式。在信噪比较低时，可以通过自适应采用纠错能力强的编码与低阶调制组合以提高其抗干扰能力；在信噪比较高时，则可采用冗余较少的编码和高阶调制以提高数据速率。
HSDPA的链路自适应功能和AMC技术使靠近基站的无线终端(或在短期意义上具有好的SIR的无线终端)可以得到更高数据速率的编码调制组合，这就无代价地提高了用户的吞吐量。反之，无线终端离基站越远，则所采用的调制编码组合的数据速率越低。
具体地说，在采用AMC时，链路自适应按照某种准则，动态的调整调制编码方案(MCS)。通常由数据接收端对信道质量进行测量，如测量上/下行链路的信干噪比(Signal-to-Noise Ratio where noise includes both thermalnoise and interference，简称“SINR”)，并根据所得到的信道质量的测量结果，结合指定的硬门限，选择合适的MCS。常用的一种方法是根据SINR测量结果，结合误块率(Block Error Rate，简称“BLER”)硬门限，选择合适的MCS。如图1所示，不同MCS方案对应不同的SINR-BLER性能曲线，接收端参照这些性能曲线，根据检测到的SINR值(反映该终端的信道质量)，在满足系统BLER要求的前提下，即BLER小于硬门限的前提下(如BLER＜10-2、BLER＜10-3等)，选择传输速率最高的MCS。
在实际应用中，存在以下问题：浪费无线终端的发射功率，加大了无线终端的负担。
造成这种情况的主要原因在于，由于在现有技术中，当可供选择的MCS方案不够多时，在SINR-BLER性能曲线中，有些相邻曲线之间的SINR间距会比较大(如间距1db以上)，从而在满足指定BLER硬门限的情况下，信道实际的SINR值比AMC最终选择的MCS所需的SINR超出较多。不考虑信道SINR测量的偏差和时延的情况下，此时实际的SINR存在较多的富余，造成了无线终端的发射功率的浪费，加大了无线终端的负担。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种上行功率控制方法及其网络侧设备，使得在用户获得相同传输速率的情况下，降低无线终端的功率浪费。
为实现上述目的，本发明提供了一种上行功率控制方法，包含以下步骤：
网络侧根据测量到的上行链路的信干噪比和预置的最大误块率门限为对应的无线终端选择调制编码方案；
如果测量到的所述信干噪比与所述选定的调制编码方案在所述最大误块率门限下所需的信干噪比的差值大于预置值，则所述网络侧通知所述无线终端降低所述上行链路的发射功率。
其中，所述网络侧通过下发上行链路控制命令通知该无线终端降低其上行链路发射功率。
此外在所述方法中，所述无线终端每收到一次所述上行链路功率控制命令，将其上行链路发射功率降低一个步长。
此外在所述方法中，根据所述测得的上行链路信干噪比，在满足所述最大误块率门限的前提下，所述网络侧为所述无线终端选择传输速率最高的调制编码方案。
此外在所述方法中，所述网络侧通过基站选择所述调制编码方案，控制所述无线终端的上行链路功率。
本发明还提供了一种网络侧设备，包含：
选择模块，用于根据测量到的上行链路的信干噪比和预置的最大误块率门限为对应的无线终端选择调制编码方案；
通知模块，用于通知无线终端降低其上行链路的发射功率；
判断模块，用于判断测量到的所述信干噪比与所述选择模块选定的调制编码方案在所述最大误块率门限下所需的信干噪比的差值是否大于预置值，如果大于所述预置值，则指示所述通知模块通知所述无线终端降低其上行链路的发射功率。
其中，所述通知模块在通知所述无线终端降低其上行链路的发射功率的同时，还通知该无线终端所述选定的调制编码方案。
此外在所述网络侧设备中，所述通知模块通过发送上行链路功率控制命令通知所述无线终端降低其上行链路的发射功率；所述通知模块每发送一次所述上行链路功率控制命令，指示所述无线终端将其上行链路发射功率降低一个步长。
此外在所述网络侧设备中，所述选择模块根据所述测得的上行链路信干噪比，在满足最大误块率门限的前提下，为所述无线终端选择传输速率最高的调制编码方案。
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，网络侧根据测量到的上行链路的SINR和最大BLER门限为对应的无线终端选择MCS，并在测量到的SINR减去所选定的MCS在最大BLER门限下所需的SINR所得的差值大于预置值时，通知无线终端降低其上行链路的发射功率。使得无线终端在其传输速率已确定的情况下，仅提供满足该传输速率所必须的发射功率，在避免或降低无线终端的功率浪费的同时，也降低了对小区内其他用户以及对相邻小区的干扰。
网络侧在通知无线终端其选定的MCS的同时，通过下发上行链路控制命令通知该无线终端降低其上行链路发射功率。使得该无线终端在调整MCS的同时，能够相配合地调整发射功率，及时减少无线终端的功率消耗，减轻无线终端的负担。
无线终端每收到一次上行链路功率控制命令，将其上行链路发射功率降低一个步长，高频率小幅度调整其上行链路发射功率，有效避免与现有技术中的慢速功率控制相互影响，提高了本发明与现有技术的兼容性。
根据测得的上行链路SINR，在满足最大BLER门限的前提下，网络侧为无线终端选择传输速率最高的MCS，使得无线终端在并不影响其数据传输速率的情况下，降低可能存在的不必要的功率浪费。
附图说明
图1是AWGN信道下SINR-BLER参考曲线分布示意图；
图2是根据本发明第一实施方式的上行功率控制方法流程图；
图3是根据本发明第二实施方式的网络侧设备的结构图。
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。
本发明的核心在于，网络侧根据测量到的上行链路的SINR和最大BLER门限为对应的无线终端选择MCS，并在测量到的SINR减去所选定的MCS在最大BLER门限下所需的SINR所得的差值大于预置值时，通知相应无线终端降低该上行链路的发射功率。促使无线终端在其传输速率已确定的情况下，仅提供满足该传输速率所必须的发射功率，避免或降低无线终端以及网络侧的功率浪费，并降低该无线终端对小区内其他用户以及对相邻小区的干扰。
下面根据发明原理，以网络侧设备为基站为例，对本发明第一实施方式上行功率控制方法进行说明。
如图2所示，在步骤210中，网络侧的基站对无线终端的上行链路进行测量，根据测量到的上行链路的SINR，在满足预置的最大BLER门限的前提下，为对应的无线终端选择速率最高的MCS。
接着进入步骤220，基站判断其测量到的SINR减去当前选定的MCS在最大BLER门限下所需的SINR后所得的差值是否大于预置值，如果不是则进入步骤250，反之，如果大于预置值，则进入步骤230，基站向相应的无线终端下发该选定的MCS以及上行链路控制命令，通过该上行链路控制命令通知该无线终端降低其上行链路发射功率。在现有技术中，由于某些条件限制，可供选择的MCS方案有时会不够多，如图1所示，在SINR-BLER性能曲线中，有些相邻曲线之间的SINR间距比较大(如间距1db以上)，从而在满足指定BLER硬门限的情况下，无线终端上行链路实际的SINR比基站选定的MCS所需的SINR超出较多，在不考虑信道SINR测量的偏差和时延的情况下，此时实际的SINR存在较多的富余，造成无线终端部分发射功率的浪费。因此在本步骤中，基站将无线终端实际SINR与当前选定的MCS在最大BLER门限下所需的SINR进行比较，在两者的差值大于预置值时，通知该无线终端降低其上行链路的发射功率。从而在确定无线终端传输速率的情况下，促使其将实际发射功率降低到满足对应传输速率所必须的发射功率，从而避免或减少无线终端的功率浪费，并且降低无线终端对小区内其他用户以及对相邻小区的干扰。
接着进入步骤240，无线终端收到该上行链路功率控制命令后，将本终端的上行链路发射功率降低一个步长。
由于基站对无线终端上行链路检测周期短、频率高这一特点，使得基站时刻在对无线终端当前的发射功率进行判断，并在发射功率偏高时及时通知无线终端降低发射功率，相应地，无线终端每收到一次来自基站的上行链路功率控制命令，就将其上行链路发射功率降低一个步长，做到高频率小幅度调整其上行链路发射功率，有效避免与现有技术中的慢速功率控制相互影响，在不影响技术效果的同时，提高本发明与现有技术的兼容性。
在基站测量到的SINR与当前选定的MCS在最大BLER门限下所需的SINR的差值未大于预置值时，表明无线终端当前的上行链路发射功率与选定的MCS相匹配，并未形成浪费，进入步骤250，基站仅向相应的无线终端下发该选定的MCS，结束本流程。
本发明第二实施方式网络侧设备如图3所示，包含为无线终端选择MCS的选择模块；用于通知无线终端降低其上行链路发射功率的通知模块；和判断模块，用于判断测量得到的SINR减去选定的MCS在预定的最大BLER门限下所需的SINR后所得的差值是否大于预置值。在本实施方式中，该网络侧设备是基站。
具体地说，基站对无线终端的上行链路进行测量后，由选择模块根据测量到的上行链路的SINR，在满足最大BLER门限的前提下，为该无线终端选择传输速率最高的MCS。接着由判断模块根据选择模块选定的MCS，判断测量到的SINR减去该MCS在最大BLER门限下所需的SINR后所得的差值是否大于预置值，如果大于预置值，则指示通知模块通知该无线终端降低其上行链路的发射功率。从而在确定无线终端传输速率的情况下，促使其将实际发射功率调整为满足该传输速率所必须的发射功率，从而避免或减少无线终端的功率浪费，并且降低无线终端对小区内其他用户以及对相邻小区的干扰。该通知模块根据判断模块的指示，在向该无线终端下发选定的MCS的同时，下发上行链路控制命令，通过该命令通知该无线终端降低其上行链路发射功率，使得该无线终端在调整MCS的同时，能够相配合地调整发射功率。并且，每发送一次所述上行链路功率控制命令，指示所述无线终端将其上行链路发射功率降低一个步长，从而高频率小幅度调整其上行链路发射功率，有效避免与现有技术中的慢速功率控制相互影响，在不影响技术效果的同时，提高本发明与现有技术的兼容性。
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 (10)

1.一种上行功率控制方法，其特征在于，包含以下步骤：
网络侧根据测量到的上行链路的信干噪比和预置的最大误块率门限为对应的无线终端选择调制编码方案；
如果测量到的所述信干噪比与所述选定的调制编码方案在所述最大误块率门限下所需的信干噪比的差值大于预置值，则所述网络侧通知所述无线终端降低所述上行链路的发射功率。
2.根据权利要求1所述的上行功率控制方法，其特征在于，所述网络侧通过下发上行链路控制命令通知该无线终端降低其上行链路发射功率。
3.根据权利要求2所述的上行功率控制方法，其特征在于，所述无线终端每收到一次所述上行链路功率控制命令，将其上行链路发射功率降低一个步长。
4.根据权利要求1所述的上行功率控制方法，其特征在于，根据所述测得的上行链路信干噪比，在满足所述最大误块率门限的前提下，所述网络侧为所述无线终端选择传输速率最高的调制编码方案。
5.根据权利要求1-4所述的上行功率控制方法，其特征在于，所述网络侧通过基站选择所述调制编码方案，控制所述无线终端的上行链路功率。
6.一种网络侧设备，其特征在于，包含：
选择模块，用于根据测量到的上行链路的信干噪比和预置的最大误块率门限为对应的无线终端选择调制编码方案；
通知模块，用于通知无线终端降低其上行链路的发射功率；
判断模块，用于判断测量到的所述信干噪比与所述选择模块选定的调制编码方案在所述最大误块率门限下所需的信干噪比的差值是否大于预置值，如果大于所述预置值，则指示所述通知模块通知所述无线终端降低其上行链路的发射功率。
7.根据权利要求6所述的网络侧设备，其特征在于，所述通知模块在通知所述无线终端降低其上行链路的发射功率的同时，还通知该无线终端所述选定的调制编码方案。
8.根据权利要求7所述的网络侧设备，其特征在于，所述通知模块通过发送上行链路功率控制命令通知所述无线终端降低其上行链路的发射功率；所述通知模块每发送一次所述上行链路功率控制命令，指示所述无线终端将其上行链路发射功率降低一个步长。
9.根据权利要求6所述的网络侧设备，其特征在于，所述选择模块用于根据所述测得的上行链路信干噪比，在满足最大误块率门限的前提下，为所述无线终端选择传输速率最高的调制编码方案。
10.根据权利要求6-9所述的网络侧设备，其特征在于，所述网络侧设备是基站。
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