CN101359938B

CN101359938B - 一种蜂窝移动通信系统小区间功率控制方法

Info

Publication number: CN101359938B
Application number: CN2007101434493A
Authority: CN
Inventors: 张禹强; 郝鹏; 郁光辉; 戴博
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: CN101359938A

Abstract

本发明涉及一种蜂窝移动通信系统小区间功率控制方法，包括：利用各相邻扇区传递过来的过载指示值判断是否对本扇区内UE进行小区间功率控制；进行功率控制的UE计算服务基站和最强相邻基站的路损差并确定各自的功率控制步长；UE保存并更新一个小区间功率控制积累量，通过比较该积累量与系统设定门限值来确定降低还是增加UE的发射功率，发射功率调整的幅度为该积累量与功率控制步长的乘积。这种方法能够对小区边缘用户和中心用户采用不同的功率控制步长，更好地均衡各小区之间的干扰，在较好地满足系统整体吞吐量情况下，较大地增加小区边缘用户的谱效率并提升边缘用户吞吐量。

Description

一种蜂窝移动通信系统小区间功率控制方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统，具体涉及一种蜂窝移动通信系统小区间功率控制方法。

背景技术

小区间干扰是蜂窝移动通信系统的一个固有问题。传统的解决办法是采用频率复用，复用因子只有特定的几个选择，如1、3、7等。采用比较高的复用因子，如取复用因子为1即相邻小区都使用相同的频率资源，会造成小区边缘的干扰很严重。而采用较低的复用因子，如取复用因子为3或7则可以有效地抑制载波间干扰，但频谱效率将减低到1/3或1/7。随着蜂窝移动通信系统的不断演进，系统对频谱效率的要求越来越高，而且需要保持更高的数据吞吐量和更好的网络性能，这就要求采用比较高的复用因子，如CDMA2000、WCDMA以及3GPP长期演进Long Term Evolution，简称LTE系统都要求频率复用因子为1，此时高效的小区间功率控制算法对保证链路质量、降低同频干扰就起着至关重要的作用。为适应B3G或4G等宽带蜂窝移动通信系统的发展，在较为紧凑的频率复用模式下，实现频率资源的高效利用，并确保空中接口的干扰维持在最低水平上，需要有一套好的小区间功率控制方法。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种蜂窝移动通信系统小区间功率控制方法，能够利用各相邻小区传递的过载指示来控制用户设备或称终端User Equipment，简称UE的发射功率，并在功率控制过程中对小区边缘用户和中心用户采用不同的功率控制步长。

本发明的上述技术问题这样解决，一种蜂窝移动通信系统小区间功率控制方法，包括以下步骤：

1)在每个小区间功率控制周期内，各基站监视其控制扇区的上行数据信道干扰强度并根据对应监视指标将其映射成过载指示通知给相邻基站；

2)各扇区利用各相邻扇区传递过来的过载指示值判断基站是否广播通知本扇区内UE进行小区间功率控制并广播各相邻扇区的过载指示值；

3)每个进行小区间功率控制的UE分别计算服务基站和最强相邻基站的路损差并根据下行路损差和小区间功率控制步长的关系曲线确定各自的功率控制步长；

4)每个UE保存一个小区间功率控制积累量，在功率控制操作时当UE的功率控制积累量大于系统设定的门限时，则用该UE当前的发射功率减去功率控制积累量与该UE功率控制步长的乘积来更新该UE的发射功率，当UE的功率控制积累量小于系统设定的门限时，则用该UE当前的发射功率加上功率控制积累量与该UE功率控制步长的乘积来更新该UE的发射功率。

按照本发明提供的控制方法，所述步骤1.1)中上行数据信道干扰强度的监视指标包括但不局限于热噪上的干扰水平，简称IoT值。

按照本发明提供的控制方法，所述步骤1.1)中所述基站是通过X2接口向相邻基站发送过载指示值的。

按照本发明提供的控制方法，所述步骤1.2)中判断基站是否广播通知本扇区内UE进行小区间功率控制并广播各相邻扇区的过载指示值的一种但不限于此种准则的方法是：先计算各相邻扇区传递过来的过载指示的和值(定义为变量SumIndictor)，当和值SumIndictor超过一个预先设定上门限(定义为变量ThreshH)或低于一个预先设定下门限(定义为变量ThreshL)时，则该基站广播通知本扇区内UE进行小区间功率控制并广播各相邻扇区的过载指示值。

按照本发明提供的控制方法，所述步骤1.3)中所述路损差包括下行传播损耗、阴影衰落和穿透损耗，在测得小区内的路损差的动态范围后即可根据路损差进行各UE的功率控制步长分配。

按照本发明提供的控制方法，所述路损差的动态范围可以通过计算机仿真或者通过派测量车进行实地测量来获取。

按照本发明提供的控制方法，所述步骤1.4)中小区间功率控制积累量保存在每个UE的缓存中。

按照本发明提供的控制方法，所述步骤1.4)还包括基站通知UE进行功率控制操作时，各UE读取其最强干扰相邻基站的过载指示值并进行累加来更新功率控制积累量。

按照本发明提供的控制方法，所述步骤1.4)中小区间功率控制积累量是本小区广播的相邻小区过载指示值的函数。

按照本发明提供的控制方法，所述本小区广播的相邻小区过载指示值的函数可以定义为最强干扰小区过载指示值的累加。

本发明提供的蜂窝移动通信系统小区间功率控制方法，利用各相邻小区传递的过载指示来控制UE的发射功率，并通过各自路损差的不同对小区边缘用户和中心用户分配不同的功率控制步长。与现存的其他方案相比，在相同条件下，本发明能够更好地均衡各小区之间的干扰，在较好地满足系统整体吞吐量情况下，较大地增加小区边缘用户的谱效率并提升边缘用户吞吐量。

附图说明

下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明。

图1是19基站57扇区配置索引示意图。

图2是本发明下行路损差和小区间功率控制步长的关系曲线图。

图3是仿真得到的站间距500米时下行服务基站和相邻基站的路损差范围的积累分布函数(C.D.F)曲线图。

具体实施方式

以3GPP LTE的频分双工Frequency Division Duplex，简称FDD系统为例。在每个小区间功率控制周期，例如20ms，每个基站监视其控制扇区上行数据信道的干扰情况，如果干扰IoT值超过或等于一个阈值，例如5dB，则该基站通过X2接口向相邻基站发送逻辑过载指示“+1”；相反如果干扰IoT值低于这个阈值，则该基站向相邻基站发送逻辑过载指示“-1”。

在每个小区间功率控制周期内，某扇区衡量来自相邻N个扇区传递过来的过载指示值，然后根据某种准则来判断基站是否广播通知本扇区内UE进行小区间功率控制并广播这N个扇区的过载指示值。其中一种但不限于此种衡量的准则方法是先计算过载指示的和值，定义为变量SumIndictor，若SumIndictor超过一个门限，定义为变量ThreshH，或低于一个门限，定义为变量ThreshL，则该基站广播通知本扇区内UE进行小区间功率控制并广播这N个扇区的过载指示值，否则该扇区内UE不对本次小区间功率控制操作进行响应。选择多个相邻扇区传递过来的过载指示值作为小区间功率控制的触发条件原因在于：某扇区一邻区干扰负载过高并不一定是由该扇区UE所引起。如果此时该扇区接收了这个邻区的过载指示而降低了发射功率显然是不合理的。

以图1所示的网络配置为例，扇区1接收来自扇区2、3、5、6、8、21共6个相邻扇区的过载指示并将6个逻辑过载指示值相加，如果结果大于等于3，则表明该扇区极有可能对周围邻区产生较大干扰，则该基站通知本服务区内各UE降低发射功率；如果扇区1接收来自扇区2、3、5、6、8、21共6个相邻扇区的过载指示逻辑和小于-1，则表明该扇区对邻区干扰不高，则该基站可以增加本服务区各UE的发射功率以增加系统吞吐量。

在UE侧，每个发射时间间隔Transmission Time Interval，简称TTI中UE计算服务基站和最强相邻基站的路损差，包括下行传播损耗、阴影衰落和穿透损耗，路损差的动态范围可以通过仿真或者可以通过派测量车进行实地测量来获取，从而获取其大致位置。对于具有不同路损差的UE，根据预先配置好的下行路损差和小区间功率控制步长的关系曲线确定其功率控制步长。UE在缓存中保存一个功率控制指令积累量，如果基站通知UE进行功率控制操作，则各UE读取其最强干扰相邻基站的负载指示并进行累加来更新功率控制指令积累量。每次更新UE的发射功率时，如果其功率控制积累量大于0，则将原有UE的发射功率减掉该功率控制积累量乘以该UE的功率控制步长来更新UE的发射功率；如果功率控制积累量小于0，该UE的新发射功率为当前发射功率加上功率控制步长与功率控制积累量的乘积。为防止边缘用户功率过减，限制UE在小区间功率控制操作过程中降低功率的最大值为-10dB。

UE功率控制步长应该体现边缘用户和中心用户的区别。一种但不限于该种分配步长的策略如下：由于边缘用户对邻区干扰明显，如果功率控制指令通知本扇区需要降低发射功率，则边缘用户可以配置较大的功率控制步长，而中心用户可以配置较小的功率控制步长；如果功率控制指令通知本扇区需要增加发射功率时，由于增加发射功率的期望目标是提高系统整体吞吐量或提高边缘用户吞吐量且把干扰控制在一定范围内，所以边缘用户可以配置较小的功率控制步长，而中心用户可以配置较大的功率控制步长。在测得小区内的路损差的动态范围后即可根据路损差进行各UE的功率控制步长分配。功率控制步长分配的一个实例如图2所示，其中小区间功率控制的最大步长为InterCell PC Step[dB]，从图2可以看出，如果某UE的路损差为7dB，则该UE在调整发射功率时选择的功率控制步长为0.6×InterCell PC Step。图3为通过计算机仿真得到的站间距500米时下行服务基站和相邻基站的路损差范围的积累分布函数曲线，通过该积累分布函数曲线可以得到图2所示的功率控制步长分配曲线。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种蜂窝移动通信系统小区间功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1.1)在每个小区间功率控制周期内，各基站监视其控制扇区的上行数据信道干扰强度并根据对应监视指标将其映射成过载指示通知给相邻基站；

1.2)基站中各扇区利用各相邻扇区传递过来的过载指示值判断基站是否广播通知本扇区内终端进行小区间功率控制并广播各相邻扇区的过载指示值；

1.3)每个进行小区间功率控制的终端分别计算服务基站和最强干扰相邻基站的路损差并根据所述路损差和小区间功率控制步长的关系曲线确定各自的功率控制步长；

1.4)每个终端保存一个小区间功率控制积累量，在功率控制操作时当终端的功率控制积累量大于系统设定的门限时，则用该终端当前的发射功率减去功率控制积累量与该终端功率控制步长的乘积来更新该终端的发射功率；当终端的功率控制积累量小于系统设定的门限时，则用该终端当前的发射功率加上功率控制积累量与该终端功率控制步长的乘积来更新该终端的发射功率。

2.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述步骤1.1)中上行数据信道干扰强度的监视指标是干扰IoT值或干扰功率值。

3.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述步骤1.1)中所述基站是通过X2接口向相邻基站发送过载指示值的。

4.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述步骤1.2)中判断基站是否广播通知本扇区内终端进行小区间功率控制并广播各相邻扇区的过载指示值的准则是：对各相邻扇区传递过来的过载指示值进行求和，当和值高于预先设定上门限或低于预先设定下门限，则该基站广播通知本扇区内终端进行小区间功率控制并广播各相邻扇区的过载指示值。

5.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述步骤1.3)中所述路损差包括下行传播损耗、阴影衰落和穿透损耗，在测得小区内的所述路损差的动态范围后即根据所述路损差进行各终端的功率控制步长分配。

6.根据权利要求5所述控制方法，其特征在于，所述路损差的动态范围通过计算机仿真或者通过派测量车进行实地测量来获取。

7.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述步骤1.4)中小区间功率控制积累量保存在每个终端的缓存中。

8.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述步骤1.4)还包括基站通知终端进行功率控制操作时，各终端读取其最强干扰相邻基站的过载指示值并进行累加来更新功率控制积累量。

9.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述步骤1.4)中小区间功率控制积累量是本小区广播的相邻小区过载指示值的函数。

10.根据权利要求9所述控制方法，其特征在于，所述本小区广播的相邻小区过载指示值的函数定义为最强干扰相邻基站过载指示值的累加。