CN101527957A - 一种外环功率控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外环功率控制方法及装置，本发明在信道传输数据时，选择每个TTI的第一个TB块作为控制TB块；针对个传输信道的每一个控制TB块，根据控制TB块的质量评估信道质量，并根据评估得到的信道质量确定是否需要调整目标SIR；在需要调整目标SIR时，在预设SIR范围内上调或下调目标SIR。本发明方法中，由于每个传输信道的目标SIR的调整是独立的，不需要多个信道之间的交互信息，而且不需要在多个信道之间进行外环控制的选择，也不需要事先知道组合业务多个信道满足各自BLER和SIR之间关系，保证了实现的简单和方便。

Description

一种外环功率控制方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信系统中的功率控制技术，尤指一种组合业务外环功率控制方法及装置。
背景技术
CDMA通信系统是一个码分复用系统，一个用户发射信号会对系统内的其它用户造成干扰。为了使系统达到最大容量，需要对数据发送方进行功率控制，使得每个用户在满足业务质量的条件下以最小功率发射。
功率控制分为开环功率控制和闭环功率控制。开环功率控制根据路径损耗来确定物理信道第一次发送数据的功率。闭环功率控制由外环功率控制和内环功率控制共同完成。图1是外环/内环功率控制的关系示意图。
外环功率控制根据业务要求的误块率(BLER)(或者BER、FER)和测量的BLER，设置内环功率控制的目标SIR，以达到满足业务要求的BLER。通过外环功率控制调整内环功率控制的目标SIR，使得业务的BLER满足系统设置的要求，从而保证通信的质量。
内环功率控制通过接收端测量的信噪比(SIR)，与目标SIR的比较来实现功率控制，如果测量SIR＞目标SIR，则通过发送TPC命令要求发送方降低发送功率；如果测量SIR＜目标SIR，则通过发送TPC命令要求发送方提高发送功率。内环功率控制可以克服多径、衰落和用户移动引起链路质量的变化，保证通信链路的接收端SIR和外环设置的目标SIR一致。
3G系统的组合业务是指多个业务复用在一个物理信道上，这些业务的数据在物理信道发送时的功率是相同的。外环功率控制需要调整该物理信道内环目标SIR，使复用在同一个物理信道上的多个业务的要求得到满足。
目前，对于组合业务外环功率控制的方法大致有以下几种。
方案一，综合考虑组合业务中两种业务的服务质量(QoS)与其目标值的偏差，总是以QoS最差的业务作为功率控制的控制对象，对外环功率进行控制。
方案二，首先，选择一个传输信道作为外环功率控制的参考传输信道；当参考传输信道的外环功率控制收敛之后，再判断其他业务的QoS；若其他业务的QoS均接近或优于对应的质量目标值，则参考传输信道保持不变；若其他业务中有一个或多个业务的服务质量低于对应的质量目标值，则在所有服务质量低于对应质量目标值的业务中，选择实际QoS与目标质量差距最大的业务对应的信道为新的参考传输信道，使用新的参考传输信道进行外环功率控制，如此循环，直到所有其他业务的QoS均接近或优于对应的质量目标值。
方案三，分别测量组合业务中的各业务的BLER，并使用测量的结果分别与各业务的目标BLER进行比较；根据比较的结果调整各业务的SIR目标值，并将调整后的值设定为各业务的新的SIR目标值；比较各业务的新的SIR目标值，选择出一最大SIR目标值；将最大SIR目标值与外环功率控制上一周期的SIR目标值进行比较，根据比较的结果调整SIR目标值，并将调整后的值作为外环功率控制新的SIR目标值。
在方案一、二和三中，需要评估比较不同业务/传输信道的质量，然后进行信道控制的选择，而在控制信道转换的过程中，外环输出的结果可能会发生跳变，使得目标SIR波动的范围大。而且，多个信道之间的切换，影响了外环控制的稳定性，同时实现复杂。
方案四，根据业务所需SIR目标值高低定义各种业务的外环功率控制的优先级，业务所需SIR目标值要求越高，其优先级越高；每种业务根据所接收到的接收信号质量和业务质量目标值，产生各自的目标SIR调整命令；对所接收到的所有业务的目标SIR调整命令进行合并处理，产生最终的目标SIR调整命令。
对于方案四，由于无线链路的错误具有突发性，而方案四中采用接收数据块后立即作出控制的原则，因此突发错误会导致该方法立即提高目标SIR(SIRTarget)。这样会导致在业务质量已经达到满足情况下，接收端提高SIRTarget，最终使得发送端不得不提高功率。发送端功率不必要的提高，会增加了对其它用户的干扰，减小了系统的容量，同时也增加了设备的功耗。
该方法设计两个信道间互相偶合，会一个信道调整SIRTarget后，另外一个信道后续向相反的方向调整SIRTarget，导致SIRTarget差波动较大，同时实现的复杂度高。该方法设计需要事先知道信道在满足业务质量时对应得SIR，由于业务的组合类型种类很多，而且每个业务的BLER/FER设置发生变化，在实际应用中不方便。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种外环功率控制方法，能够方便、简单地实现组合业务外环功率的稳定控制。
本发明的另一目的在于提供一种外环功率控制装置，能够方便、简单地实现组合业务外环功率的稳定控制。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种外环功率控制方法，该方法包括以下步骤：
A.在信道传输数据时，选择每个TTI的第一个TB块作为控制TB块；
B.针对各传输信道的每一个控制TB块，根据控制TB块的质量评估信道质量，并根据评估得到的信道质量确定是否需要调整目标SIR；
C.在需要调整目标SIR时，在预设SIR范围内上调或下调目标SIR。
步骤B中所述评估信道质量的方法为：
如果所述控制TB块循环冗余码校验CRC正确，则所述控制TB块的传输信道质量为自身减去该信道的目标误块率；
如果所述控制TB块CRC错误，则所述控制TB块的传输信道质量为自身加上该信道的目标误块率。
预先设置突发错误过滤系数M，该突发错误过滤系数M用来过滤突发错误造成的不当调整。步骤B中所述确定是否需要调整目标SIR的方法为：
如果所述传输信道质量的绝对值小于突发错误过滤系数M，那么不发出调整目标SIR的请求；
如果所述传输信道质量小于负的突发错误过滤系数M且当前信道是主信道，那么，发出下调目标SIR的请求，同时信道质量为自身加上预设的突发错误过滤系数M；
如果所述传输信道质量小于负的突发错误过滤系数M且当前信道是辅助信道，那么，信道质量为自身加上突发错误过滤系数M，并不发出调整目标SIR的请求；
如果所述传输信道质量大于突发错误过滤系数M，那么，发出上调目标SIR的请求，同时信道质量为自身减去突发错误过滤系数M。
预先设置用于平衡收敛时间和外环稳定时波动的范围的平衡系数δ，预先设置SIR调整范围[SIRmin， SIRmax]；所述步骤C具体为：
如果收到下调目标SIR的请求，则目标SIR为自身减去平衡系数δ；如果收到上调目标SIR的请求，则目标SIR为自身加上平衡系数δ；
如果调整后的目标SIR小于预设调整范围的下限值SIRmin，则取目标SIR为SIRmin；如果调整后的目标SIR小大于预设调整范围的上限值SIRmax，则取目标SIR为SIRmax；
否则目标SIR为调整后的目标SIR。
一种外环功率控制装置，包括对应不同传输信道DCH的控制质量选择单元，对应不同DCH的信道调整单元，以及所有DCH公用的SIR控制单元，其中，
控制质量选择单元，接收对应传输信道的数据，选择每个TTI的第一个TB块作为控制TB块，并输出给信道调整单元；
信道调整单元，根据控制TB块的质量评估信道质量，根据评估得到的信道质量确定是否需要调整目标SIR，并向SIR调整控制单元发送调整指令；
SIR调整控制单元，根据接收的调整指令，在预设SIR范围内上调或下调目标SIR。
所述SIR调整控制单元包括SIR调整模块和SIR控制模块，其中，
SIR调整模块，用于接收所述调整指令，在调整指令显示需要调整目标SIR时，上调或下调目标SIR。
SIR控制模块，用于判断接收到的调整后的当前的目标SIR是否在预设的调整范围，如果是，以调整后的当前的目标SIR为目标SIR输出；
否则，如果调整后的当前SIR小于预设调整范围的下限值SIRmin，则取输出的目标SIR为SIRmin；如果调整后的当前SIR大于预设调整范围的上限值SIRmax，则取输出的目标SIR为SIRmax。
由上述技术方案可见，本发明在信道传输数据时，选择每个TTI的第一个TB块作为控制TB块；针对个传输信道的每一个控制TB块，根据控制TB块的质量评估信道质量，并根据评估得到的信道质量确定是否需要调整目标SIR；在需要调整目标SIR时，在预设SIR范围内上调或下调目标SIR。本发明方法中，由于每个传输信道的目标SIR的调整是独立的，不需要多个信道之间的交互信息，而且不需要在多个信道之间进行外环控制的选择，也不需要事先知道组合业务多个信道满足各自BLER和SIR之间关系，保证了实现的简单和方便。进一步，本发明引入用于平衡收敛时间和外环稳定时波动的范围的平衡系数，对目标SIR进行调整，克服了信道突发错误引起链路SIRTarget不必要的调整，增加了外环功率控制的稳定性。
附图说明
图1是外环/内环功率控制的关系示意图；
图2是本发明外环功率控制方法的流程图；
图3是本发明外环功率控制装置的组成结构示意图；
图4是本发明实现外环功率控制的实施例的流程图。
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。
图2是本发明外环功率控制方法的流程图，本发明方法包括以下步骤：
步骤200：在信道传输数据时，选择每个TTI的第一个TB块作为控制TB块。
在信道没有数据传输时，不产生控制TB块。
步骤201：针对每一个控制TB块，根据控制TB块的质量评估信道质量，并根据评估得到的信道质量确定是否需要调整目标SIR。这里，目标SIR是指信道当前的目标SIR即SIRtarget。
如果该控制TB块循环冗余吗校验(CRC)正确，则该控制TB块的传输信道质量Ashort将按照公式(1)进行更新：
Ashort＝Ashort-BLERtarget    (1)
其中，目标误块率BLERtarget是该信道的目标误块率。Ashort的获取方法属于现有公知技术，且与本发明无关，这里不再详述。
如果该控制TB块CRC校验错误，则该控制TB块的信道质量Ashort将按照公式(2)进行更新：
Ashort＝Ashort+BLERtarget    (2)
按照公式(1)或(2)评估得到当前信道质量后，确定是否需要调整目标SIR。具体实现方法为：
如果|Ashort|＜M，那么确定不需要调整目标SIR。其中，M为突发错误过滤系数，可以预先设置，用于过滤突发错误造成的不当调整，典型M＝[5，10]，也可以根据环境设置为其他值。
如果Ashort＜-M且当前信道是主信道，那么，确定需要调整目标SIR且为下调即降低当前的目标SIR，同时更新信道质量为：Ashort＝Ashort+M。
如果Ashort＜-M且当前信道是辅助信道，那么，更新信道质量为：Ashort＝Ashort+M并确定不需要调整目标SIR。
如果Ashort＞M，那么，确定需要调整目标SIR且为上调即提高当前的目标SIR，同时更新信道质量为：Ashort＝Ashort-M；
当确定为不需要调整时，退出本流程。
步骤202：在需要调整目标SIR时，在预设SIR范围内上调或下调目标SIR。
如果需要降低当前的目标SIR，则当前的目标SIR按照公式(3)进行调整：
SIRtarget＝SIRtarget-δ    (3)
其中，δ平衡系数，可以预先设置，用于平衡收敛时间和外环稳定时波动的范围，δ的取值与控制的收敛时间和收敛时的稳定度有关，典型δ＝[1，3]，也可以根据环境设置为其他值。关于收敛时间、外环稳定时波动的范围为本领域技术人员公知概念，这里不再详述，这里强调的是利用平衡系数对SIR进行平衡调整，保证外环功率控制的稳定性。
如果需要提高当前的目标SIR，则当前的目标SIR按照公式(4)进行调整：
SIRtarget＝SIRtarget+δ    (4)
我们知道，对当前SIR的调整应该在预设的调整范围[SIRmin，SIRmax]内进行，因此：如果调整后的当前的目标SIR小于预设调整范围的下限值SIRmin即SIRtarget＜SIRmin，则取目标SIR为SIRmin即SIRtarget＝SIRmin；如果调整后的当前的目标SIR小大于预设调整范围的上限值SIRmax即SIRtarget＞SIRmin，则取目标SIR为SIRmax即SIRtarget＝SIRmax。
图3是本发明外环功率控制装置的组成结构示意图，如图2所示，本发明装置包括对应不同传输信道(DCH)的控制质量选择单元(如图3中对应DCH1的控制质量选择单元1，对应DCH2的控制质量选择单元2.....对应DCHn的控制质量选择单元n)，对应不同DCH的信道调整单元(如图3中对应DCH1的信道调整单元1，对应DCH2的信道调整单元2.....对应DCHn的信道调整单元n)，以及所有DCH公用的SIR控制单元，其中，
控制质量选择单元，用于接收来自其对应传输信道的传输的数据，选择每个TTI的第一个TB块作为控制TB块，并输出给信道调整单元。
信道调整单元，用于针对每一个控制TB块，根据控制TB块的质量评估信道质量，并根据评估得到的信道质量确定是否需要调整目标SIR，并向SIR调整控制单元发送调整指令。信道调整单元的具体实现可参见图2中步骤201的描述，这里不再赘述。
SIR调整控制单元，用于接收调整指令，在调整指令显示需要调整目标SIR时，在预设SIR范围内上调或下调目标SIR。SIR调整控制单元包括SIR调整模块和SIR控制模块：
其中，SIR调整模块，用于接收调整指令，在调整指令显示需要调整目标SIR时，上调或下调目标SIR。
SIR控制模块，用于判断接收到的调整后的当前SIR是否在预设的调整范围，如果是，以调整后的当前的目标SIR为目标SIR输出；否则，如果调整后的当前SIR小于预设调整范围的下限值SIRmin即SIRtarget＜SIRmin，则取输出的目标SIR为SIRmin；如果调整后的当前的目标SIR大于预设调整范围的上限值SIRmax即SIRtarget＞SIRmax，则取输出的目标SIR为SIRmax。
图4是本发明实现外环功率控制的实施例的流程图，如图4所示，假设预先设置有突发错误过滤系数M、平衡系数δ、调整范围[SIRmin，SIRmax]等，本实施例针对传输信道i进行描述，包括：
步骤400～步骤401：接收传输信道i的数据块，并判断是否为TTI的第一TB块，如果是，将该第一TB块作为控制TB块并进入步骤402，否则返回步骤400。
步骤402：判断控制TB块CRC校验是否正确，如果正确，进入步骤403，否则进入步骤404。
步骤403：将该控制TB块的信道质量Ashort更新为Ashort-BLERtarget后进入步骤405。Ashort的获取方法属于现有公知技术，且与本发明无关，这里不再详述。
步骤404：将该控制TB块的信道质量Ashort更新为Ashort+BLERtarget后进入步骤405。
步骤405：判断更新后的Ashort的绝对值是否小于M，如果是返回步骤400；否则进入步骤406。
步骤406：判断更新后的Ashort是否大于M，如果是进入步骤407，否则进入步骤408。
步骤407：更新后的Ashort为自身减去M，当前目标SIR为上调δ，即SIRtarget＝SIRtarget+δ，之后进入步骤411。
步骤408～步骤409：更新后的Ashort为自身加上M，并判断当前传输信道为主信道，如果是进入步骤410，否则返回步骤400。
步骤410：当前目标SIR为下调δ，即SIRtarget＝SIRtarget-δ。
步骤411：判断调整后的当前目标SIR是否小于调整范围的下限值SIRmin，如果是进入步骤412，否则进入步骤413。
步骤412：取目标SIR为SIRmin。
步骤413：判断调整后的当前目标SIR是否大于调整范围的上限值SIRmax，如果是进入步骤414，否则进入步骤415。
步骤414：取目标SIR为SIRmax。
步骤415：取目标SIR为调整后的当前目标SIR。
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 (6)

1.一种外环功率控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A.在信道传输数据时，选择每个TTI的第一个TB块作为控制TB块；
B.针对各传输信道的每一个控制TB块，根据控制TB块的质量评估信道质量，并根据评估得到的信道质量确定是否需要调整目标SIR；
C.在需要调整目标SIR时，在预设SIR范围内上调或下调目标SIR。
2.根据权利要求1所述的外环功率控制方法，其特征在于，步骤B中所述评估信道质量的方法为：
如果所述控制TB块循环冗余码校验CRC正确，则所述控制TB块的传输信道质量为自身减去该信道的目标误块率；
如果所述控制TB块CRC错误，则所述控制TB块的传输信道质量为自身加上该信道的目标误块率。
3.根据权利要求2所述的外环功率控制方法，其特征在于，预先设置突发错误过滤系数M，该突发错误过滤系数M用来过滤突发错误造成的不当调整。步骤B中所述确定是否需要调整目标SIR的方法为：
如果所述传输信道质量的绝对值小于突发错误过滤系数M，那么不发出调整目标SIR的请求；
如果所述传输信道质量小于负的突发错误过滤系数M且当前信道是主信道，那么，发出下调目标SIR的请求，同时信道质量为自身加上预设的突发错误过滤系数M；
如果所述传输信道质量小于负的突发错误过滤系数M且当前信道是辅助信道，那么，信道质量为自身加上突发错误过滤系数M，并不发出调整目标SIR的请求；
如果所述传输信道质量大于突发错误过滤系数M，那么，发出上调目标SIR的请求，同时信道质量为自身减去突发错误过滤系数M。
4.根据权利要求1所述的外环功率控制方法，其特征在于，预先设置用于平衡收敛时间和外环稳定时波动的范围的平衡系数δ，预先设置SIR调整范围[SIRmin，SIRmax]；所述步骤C具体为：
如果收到下调目标SIR的请求，则目标SIR为自身减去平衡系数δ；如果收到上调目标SIR的请求，则目标SIR为自身加上平衡系数δ；
如果调整后的目标SIR小于预设调整范围的下限值SIRmin，则取目标SIR为SIRmin；如果调整后的目标SIR小大于预设调整范围的上限值SIRmax，则取目标SIR为SIRmax；
否则目标SIR为调整后的目标SIR。
5.一种外环功率控制装置，其特征在于，包括对应不同传输信道DCH的控制质量选择单元，对应不同DCH的信道调整单元，以及所有DCH公用的SIR控制单元，其中，
控制质量选择单元，接收对应传输信道的数据，选择每个TTI的第一个TB块作为控制TB块，并输出给信道调整单元；
信道调整单元，根据控制TB块的质量评估信道质量，根据评估得到的信道质量确定是否需要调整目标SIR，并向SIR调整控制单元发送调整指令；
SIR调整控制单元，根据接收的调整指令，在预设SIR范围内上调或下调目标SIR。
6.根据权利要求5所述的外环功率控制装置，其特征在于，所述SIR调整控制单元包括SIR调整模块和SIR控制模块，其中，
SIR调整模块，用于接收所述调整指令，在调整指令显示需要调整目标SIR时，上调或下调目标SIR。
SIR控制模块，用于判断接收到的调整后的当前的目标SIR是否在预设的调整范围，如果是，以调整后的当前的目标SIR为目标SIR输出；
否则，如果调整后的当前SIR小于预设调整范围的下限值SIRmin，则取输出的目标SIR为SIRmin；如果调整后的当前SIR大于预设调整范围的上限值SIRmax，则取输出的目标SIR为SIRmax。
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