CN101631376B - 功率状态的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功率状态的确定方法及装置，该方法包括：根据帧中的每个上传时隙的第一发射功率和传输格式组合集中未使用的传输格式组合的信息确定在每个上传时隙中使用传输格式组合所需要的第二发射功率；将第二发射功率与用户设备的最大发射功率逐一进行比较，确定第二发射功率超过最大功率的次数；根据次数确定传输格式组合的功率状态。通过本发明解决了TFC三种功率状态之间如何进行转移的问题，保证了实时监控每一个TFC的功率状态，从而避免使用处于禁止状态的TFC，保证业务的QoS。

Description

功率状态的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种功率状态的确定方法及装置。 

背景技术

在数据链路层中，媒体接入控制(Media Access Control，简称为MAC)层为无线链路控制(Radio Link Control，简称为RLC)提供逻辑信道(Logical Channel，简称为LC)用于承载RLC的数据，而物理层为MAC层提供传输信道(Transport Channel，简称为TrCH)用于承载MAC层的数据，每条传输信道TrCH只能以某些固定的格式传输数据，这些固定的格式被成为传输格式集(TransportFormat Set，简称为TFS)，被复用到一条编码组合传输信道(CodeComposite Transport Channel，简称为CCTrCH)的所有的传输信道TrCH被配置一个传输格式组合集(Transport Format CombinationsSet，简称为TFCS)，TFCS中的一个元素是传输格式组合(TransportFormat Combinations，简称为TFC)，其是在某个传输时间间隔(Transport Time Interval，简称为TTI)时刻每个传输信道TrCH的传输格式(Transport Format，简称为TF)的组合。传输格式TF可以分为动态部分和半静态部分，动态部分包括传输块(TransportBlock，简称为TB)大小和传输块个数，半静态部分包括TTI、信道编码类型、编码速率、CRC尺寸等。其中，CRC(Cyclic RedundancyCheck)为循环冗余校验。 

MAC提供的传输信道TrCH分公共传输信道和专用传输信道(Dedicated Transport Channel，简称为DCH)。公共传输信道和专用传输信道不能复用到一条CCTrCH上，它们的TFCS被分别配置。配置了每条传输信道TrCH的TFS和CCTrCH的TFCS后，用户设备(User Equipment，简称为UE)和通用地面无线接入网(UniversalTerrestrial Radio Access Network，简称为UTRAN)之间对等的MAC层就可以根据约定的传输格式通信。在每个TTI。MAC为每条传输信道TrCH上的瞬时源速率在TFS中选择一个TF，而所有传输信道TrCH的传输格式组合必须在TFCS中。 

在进行移动通讯系统的设计时，要保证MAC层能根据一个TTI内的数据选择出合适的TFC而不能选择失败，并且还要保证MAC层能快速地选择出TFC。 

TFC的选择过程就是从当前有效的TFC集合中为传输选择最适合的TFC格式。每个TFC依照其TFC所需要发送的数据量具有的发送功率不同。一个TFC所需功率可能超过当前UE的核定发射功率。图1是根据相关技术的TFC的状态转移的示意图，如图1所示，当前的协议中规定了TFC的功率状态有三种：可容状态、过功率状态、阻塞状态，其中，过功率状态和阻塞状态称为禁用状态，即，所需的发射功率超过当前终端的核定发射功率的TFC会被禁用，TFC选择中要求有效的TFC不能处于禁用状态。在当前的协议中，只规定了三种状态以及三种状态之间可以进行转移，但对于三种状态之间如何进行转移没有详细的规定。 

发明内容

针对相关技术中缺少能够解决TFC三种功率状态之间进行转移的技术方案而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种功率状态的确定方案，以解决上述问题。 

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种功率状态的确定方法。 

根据本发明的功率状态的确定方法包括：根据帧中的每个上传时隙的第一发射功率和传输格式组合集中未使用的传输格式组合的信息确定在每个上传时隙中使用传输格式组合所需要的第二发射功率；将第二发射功率与用户设备的最大发射功率逐一进行比较，确定第二发射功率超过最大功率的次数；根据次数确定传输格式组合的功率状态。 

优选地，功率状态包括可容状态、过功率状态、阻塞状态，根据次数确定传输格式组合的功率状态包括：在次数大于或等于第一预设数量的情况下，确定传输格式组合的功率状态为阻塞状态；在次数小于第一预设数量且大于第二预设数量的情况下，确定传输格式组合的功率状态为过功率状态；在次数小于第二预设数量的情况下，确定传输格式组合的功率状态为可容状态；其中，第一预设数量大于第二预设数量。 

优选地，根据当前使用的传输格式组合确定用户设备的最大发射功率。 

优选地，上述帧为连续的两个帧。 

优选地，传输格式组合的信息为增益因子。 

优选地，在根据次数确定传输格式组合的功率状态之后，上述方法还包括：根据业务和功率状态为业务确定传输格式组合。 

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种功率状态的确定装置。 

根据本发明的功率状态的确定装置包括：第一确定模块，用于根据帧中的每个上传时隙的第一发射功率和传输格式组合的信息确定在每个上传时隙中使用传输格式组合所需要的第二发射功率；比较模块，用于将第二发射功率与用户设备的最大发射功率逐一进行比较；次数确定模块，用于确定第二发射功率超过最大功率的次数；第二确定模块，用于根据次数确定传输格式组合的功率状态。 

优选地，第二确定模块包括：第一确定子模块，用于在次数大于或等于第一预设数量的情况下，确定传输格式组合的功率状态为阻塞状态；第二确定子模块，用于在次数小于第一预设数量且大于第二预设数量的情况下，确定传输格式组合的功率状态为过功率状态，其中，第一预设数量大于第二预设数量；第三确定子模块，用于在次数小于第二预设数量的情况下，确定传输格式组合的功率状态为可容状态。 

优选地，第一确定模块还用于根据连续两个帧中的每个上传时隙的第一发射功率和传输格式组合的信息确定在连续两个帧中的每个上传时隙中使用传输格式组合所需要的第二发射功率。 

优选地，上述装置还包括：第三确定模块，用于根据当前使用的传输格式组合确定用户设备的最大发射功率。 

通过本发明，采用根据TFC在上传时隙的发射功率超过用户设备的最大发射功率的次数来确定TFC的功率状态，解决了TFC三种功率状态之间如何进行转移的问题，保证了实时监控每一个TFC的功率状态，从而避免使用处于禁止状态的TFC，保证业务的QoS。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 

图1是根据相关技术的TFC的状态转移的示意图； 

图2是根据本发明实施例的功率状态确定方法的流程图； 

图3是根据本发明实施例的TFC的状态转移的示意图； 

图4为根据本发明实施例的TFC功率状态确定方法具体的流程图； 

图5是根据本发明实施例的功率状态的确定装置的结构框图； 

图6是根据本发明实施例的功率状态的确定装置优选的结构框图一； 

图7是根据本发明实施例的功率状态的确定装置优选的结构框图二； 

图8是根据本发明实施例的功率状态的确定装置优选的结构框图三。 

具体实施方式

功能概述 

本发明实施例提供了一种功率状态的确定方案，该方案可以用于但不限于宽带码分多址接入(Wideband Code Division Multiple Access，简称为WCDMA)，例如，还可以应用于时分同步码分多址接入(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，简称为TD-SCDMA)系统，本发明实施例以WCDMA系统为例进行说明，该方案的处理原则是：根据当前使用的TFC的发射功率，估算TFCS(传输格式组合集)中其他未使用的TFC(传输格式组合)的发射功率。该方案的详细处理如下：根据帧中的每个上传时隙的第一发射功率和TFC的信息确定在每个上传时隙中使用TFC所需要的第二发射功率；将第二发射功率与用户设备的最大发射功率逐一进行比较，确定第二发射功率超过最大功率的次数；根据次数确定TFC的功率状态。 

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 

方法实施例 

在以下实施例中，附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。 

根据本发明的实施例，提供了一种功率状态的确定方法，图2是根据本发明实施例的功率状态确定方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下的步骤S202至步骤S206： 

步骤S202，根据帧中的每个上传时隙的第一发射功率和TFC的信息确定在每个上传时隙中使用TFC所需要的第二发射功率，其中，TFC的信息可以是增益因子Beta d(简称为Bd)和Beta c(简称为Bc)。 

步骤S204，将第二发射功率与用户设备的最大发射功率逐一进行比较，确定第二发射功率超过最大功率的次数，其中，用户设备(User Equipment，简称为UE)的最大发射功率是由当前使用的TFC确定的。 

步骤S206，根据次数确定TFC的功率状态。该功率状态包括可容状态、过功率状态、阻塞状态。根据次数确定TFC的功率状态，首先需要规定两个数量值，即，第一预设数量和第二预设数量，其中，第一预设数量大于第二预设数量。在该次数大于或等于所有第一预设数量的情况下，确定TFC的功率状态为阻塞状态；在该次数小于数量且大于第二预设数量的情况下，确定TFC的功率状态为过功率状态；在该次数小于第二预设数量的情况下，确定TFC的功率状态为可容状态。同时，如果处于阻塞状态或过功率状态的TFC满足可容状态的要求时，即，该TFC在上传时隙的发射功率超过用户设备最大发射功率的次数小于第二预设数量时，将该TFC的功率状态重新设置为可容状态。 

需要说明的是，在步骤S202中，可以根据连续两个帧中的每个上传时隙的第一发射功率和TFC的信息确定在连续两个帧中的每个上传时隙中使用TFC所需要的第二发射功率，在这种情况下，步骤S206中的第一预设数量可以设置为连续两个帧中所有上传时隙的数量总和，第二预设数量可以设置为一个帧中的上传时隙数量的总和。 

在确定所有的TFC的功率状态后，根据业务和功率状态为该业务确定TFC。 

下面结合各个层的具体处理来对上述步骤S202至步骤S206进行详细的说明。 

步骤一，物理层接收到由无线资源管理层下发的一组TFCS，并将TFCS中所有的TFC(TFCS中每个TFC均包括与之对应的增益因子Beta d和Beta c)按照其增益因子Beta d/Beta c的值由小到大进行排序，即，将TFCS中所有的TFC依照其可以传输的数据量由小到大进行排列，并形成内部结构数组nof_tx_power_max[2]用于保存相邻的两帧中每帧超过最大传输功率的时隙的计数信息，内部变量nof_tx_power_sum用于统计两帧中超出期望功率的时隙总数。 

步骤二，在每一帧，物理层测量每个上行发送时隙的发送功率，并上报给媒体接入控制(Media Access Control，简称为MAC)层。 

步骤三，MAC层对物理层每帧上报的当前帧每个时隙的发射功率按照从大到小进行排列，并针对当前发射功率，依照TFCS(传输格式组合集)中每个TFC(传输格式组合)所对应的增益因子，评估未使用的TFC的所需要的发射功率，并且记录所需发射功率中可能超过UE允许的最大发射功率的次数，即，将物理层上报的当前帧所有15个上行发送时隙每个时隙的发送功率依照其发送功率大小由大到小进行排列，根据已经从大到小排序的每个时隙的功率信息，评估本TFC在几个时隙中会超出期望功率。nof_tx_power_max保存上一个TTI和本TTI的计数信息，将两个TTI的超出期望功率的时隙个数相加，得到nof_tx_power_sum，然后，根据nof_tx_power_sum，根据状态迁移准则判断相应TFC状态是否需要发生改变。根据上述的依照状态转移准则进行评估后，就可以滤去处于禁用状态(包括阻塞状态和过功率状态)的TFC。 

然后，根据业务的需要为业务选择合适的TFC。 

下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。 

下面以连续两帧为例说明本发明的实施例，其中，一个帧中包括15个上传时隙。 

图3是根据本发明实施例的TFC的状态转移的示意图，如图3所示，TFC可以是下列三种状态之一：可容状态、过功率状态；阻塞状态。 

如果UE在CELL_FACH状态下使用发射上行数据信道(uplinkshared channel，简称为USCH)或者在CELL_DCH状态，应将UE所需要的传输功率和UE的最大传输功率进行比较，来持续检测每个TFC的状态。图3中还包括了排除准则、阻塞准则和过功率准则，下面对图3中的准则进行详细的描述：排除准则：在连续30个测量周期中至少15个测量周期，该TFC所需要的发送功率大于最大发射功率，则认为满足排除准则；阻塞准则：在过功状态连续30个测量周期；恢复准则：处于过功或者阻塞态的TFC连续15个测量周期都小于最大发射功率。 

根据业务需要，在不涉及语音业务的要求下，可以参与TFC选择的TFC应不处于阻塞态，有语音业务的情况下，过功态的TFC也不能参与TFC选择。 

在WCDMA系统中，一条专用物理信道(Dedicated PhysicalChannel，简称为DPCH)传输信道被解复用成一条专用物理控制信道(Dediccated Physical Control Channel，简称为DPCCH)传输信道以及零条或者多条专用物理数据信道(Dediccated Physical DataChannel，简称为DPDCH)传输信道。其中，控制和数据信道被扩频成正交序列，所以，可以认为某一时刻的UE发射功率可以认为是k*[(Bc)^2+(Bd)^2]Watt；k可以认为是功率环路控制的加权系数，用以调节总的发射功率，其中，Bc和Bd是当前使用的TFC的增益因子。 

控制信道的发射功率为k*(Bc)^2；在WCDMA系统中由于内环功控只在控制信道上进行，所以，可以认为控制信道上的功率维持不变。 

假设在连续的两个TTI中分别使用了两种TFC，那么： 

Tx Power Before＝k1*[(Bc1)^2+(Bd1)^2] 

Tx Power after＝k2*[(Bc2)^2+(Bd2)^2] 

其中，Tx Power Before表示第一种TFC的功率，Tx Power after标识第二种TFC的功率。 

那么，前后两个TTI之间的功率比为：k1*[(Bc1)^2+(Bd1)^2]/k2*[(Bc2)^2+(Bd2)^2] 

由于内环功控的存在，因此，k1*(Bc1)^2＝k2*(Bc2)^2；由此可以得出： 

k1*[(Bc1)^2+(Bd1)^2]/k2*[(Bc2)^2+(Bd2)^2] 

＝[1+[k2*(Bd2)^2]/[k1*(Bc1)^2]/[1+[k1*(Bd1)^2]/[k1*(Bc1)^2]] 

＝[1+k2/k1*(Bd2/Bc1)^2]/[1+(Bd1/Bc1)^2] 

由前述可知，k1*(Bc1)^2＝k2*(Bc2)^2，所以可以推出k2/k1＝(Bc1/Bc2)^2 

两次功率的比值为[1+(Bc1/Bc2)^2*(Bd2/Bc1)^2]/[1+(Bd1/Bc1)^2]＝[1+(Bd2/Bc2)^2]/[1+(Bd1/Bc1)^2]。 

设Power Ratio＝[1+(Bd2/Bc2)^2]/[1+(Bd1/Bc1)^2]，设当前发射功率为Current Power。 

所以，评估功率Power Estimate＝Current Power*Power Ratio以dBm来表示就是： 

Power Estimate＝Current Power(dBm)+ 

10*log10(1+(Bd2/Bc2)^2)-10*log10(1+(Bd1/Bc1)^2)。 

图4为根据本发明实施例的TFC功率状态确定方法具体的流程图，在计算出Power Estimate后，执行图4中的步骤S401至步骤S406： 

步骤S401，对物理层送上来的所有时隙的功率按照从大到小进行排序。 

步骤S402，对最大发射功率依照下面的公式，采用当前配置的所有TFC中最大的(Bd/Bc)进行估算最大所需发射功率： 

Power Estimate＝Current Power(dBm)+10*log10(1+(Bd2/Bc2)^2)-10*log10(1+(Bd1/Bc1)^2) 

用估算值Power Estimate同UE可以允许的最大发射功率进行比较。 

步骤S403，若Power Estimate小于UE可以允许的最大发射功率，则可以认为，所有TFC的所需发射功率均应小于UE可以允许的最大发射功率，在相应结构中记录本帧15个时隙中所有TFC的发射功率均未超出。 

步骤S404，检查当前TFC的状态，对处于过功或者阻塞态的TFC，将其状态迁回到可容态。 

步骤S405，计算每个TFC的估算发射功率，同时记录下超过最大发射功率的时隙数目。 

步骤S406，检查内部结构，对所有处于可容态的TFC，若前后两帧中共超过最大发射功率次数大于15次，则将其状态迁移到过功态。对所有处于过功态的TFC，若其连续30个时隙均超过最大发射功率，则将其状态迁移到阻塞态。 

通过本发明实施例对每个TFC功率状态进行监控，从而限制了过功率情形的发生，保证了业务所需要达到的QoS。 

装置实施例 

根据本发明的实施例，提供了一种功率状态的确定装置，图5是根据本发明实施例的功率状态的确定装置的结构框图，如图5所示，该装置包括：第一确定模块52、比较模块54、次数确定模块56、第二确定模块58，下面对该结构进行详细的说明。 

第一确定模块52，用于根据帧中的每个上传时隙的第一发射功率和TFC的信息确定在每个上传时隙中使用TFC所需要的第二发射功率；比较模块54连接至第一确定模块52，用于将第二发射功率与用户设备的最大发射功率逐一进行比较；次数确定模块56连接至比较模块54，用于确定第二发射功率超过最大功率的次数；第二确定模块58连接至次数确定模块56，用于根据次数确定TFC的功率状态。 

图6是根据本发明实施例的功率状态的确定装置优选的结构框图一，如图6所示，第二确定模块58包括：第一确定子模块62、第二确定子模块64、第三确定子模块66，其中，第一确定子模块62，用于在次数大于或等于所有第一预设数量的情况下，确定TFC的功率状态为阻塞状态；第二确定子模块64，用于在次数小于数量 且大于第二预设数量的情况下，确定TFC的功率状态为过功率状态，其中，第一预设数量大于第二预设数量；第三确定子模块66，用于在次数小于第二预设数量的情况下，确定TFC的功率状态为可容状态。 

优选地，第一确定模块还用于根据连续两个帧中的每个上传时隙的第一发射功率和TFC的信息确定在连续两个帧中的每个上传时隙中使用TFC所需要的第二发射功率。 

图7是根据本发明实施例的功率状态的确定装置优选的结构框图二，如图7所示，优选地，该装置还包括：第三确定模块72连接至比较模块54，用于根据当前使用的TFC确定用户设备的最大发射功率。 

下面结合根据不同层划分的模块对上述实施例进行详细的说明。 

图8是根据本发明实施例的TFC功率状态的确定装置优选的结构框图三，如图8所示，该装置包括：无线资源控制(RRC)模块81、MAC模块82和物理层模块83，其中，MAC模块82包括上述的第一确定模块52、比较模块54、次数确定模块56、第二确定模块58。 

RRC模块81，用于向MAC模块82发送传输信道TrCH的属性(或称属性信息)，MAC模块82和物理层模块83用于根据传输信道的属性配置TFCS。 

需要说明的是，RRC模块81也可以直接根据传输信道TrCH的属性配置TFCS。 

MAC模块82每帧接收到物理层模块83上报的该帧每个上行发送时隙的发送功率. 

MAC模块82对该帧中所有时隙的发送功率从大到小进行排列，然后，依据每个TFC的增益因子比值大小，对TFC进行排列，并记录最大的比值。 

MAC模块82根据已经从大到小排序的每个时隙的功率信息，评估本TFC在几个时隙中会超出期望功率。然后根据基数依据状态转移准则对每个TFC的状态进行切换。即，MAC模块82依据计算出的未使用的TFC的估算发射功率，同最大发射功率进行比较，记录下每个TFC大于最大发射功率的次数，对每个TFC的功率状态进行监控。 

通过本实施例保证了MAC层能实时的监控每一个TFC的功率状态，从而避免使用处于禁止状态的TFC，保证业务的QoS。 

综上所述，从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：1.3GPP协议只是规定了媒体接入子层需要对TFC状态转移进行监控，但并没有描述具体实现方法，本发明实施例给出了一种实现思路；2.通过对TFC功率状态的监控，滤去了超过UE允许的最大发射功率的TFC，缩小了可选TFC的范围，提高了TFC选择的速度；3.通过对TFC功率状态的监控，为媒体接入控制层选择最佳TFC提供了一种参考，使得选择出的TFC更能够保证业务所需要的QoS。 

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储 在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。 

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种功率状态的确定方法，其特征在于，包括：

根据帧中的每个上传时隙的第一发射功率和传输格式组合集中未使用的传输格式组合的信息确定在所述每个上传时隙中使用所述传输格式组合所需要的第二发射功率；

将所述第二发射功率与用户设备的最大发射功率逐一进行比较，确定所述第二发射功率超过所述最大功率的次数；

根据所述次数确定所述传输格式组合的功率状态；

其中，所述功率状态包括可容状态、过功率状态、阻塞状态，根据所述次数确定所述传输格式组合的功率状态包括：

在所述次数大于或等于第一预设数量的情况下，确定所述传输格式组合的功率状态为阻塞状态；

在所述次数小于所述第一预设数量且大于第二预设数量的情况下，确定所述传输格式组合的功率状态为过功率状态；

在所述次数小于所述第二预设数量的情况下，确定所述传输格式组合的功率状态为可容状态；

其中，第一预设数量大于第二预设数量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据当前使用的传输格式组合确定所述用户设备的最大发射功率。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述帧为连续的两个帧。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述传输格式组合的信息为增益因子。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在根据所述次数确定所述传输格式组合的功率状态之后，所述方法还包括：

根据业务和所述功率状态为所述业务确定传输格式组合。

6.一种功率状态的确定装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于根据帧中的每个上传时隙的第一发射功率和传输格式组合的信息确定在所述每个上传时隙中使用所述传输格式组合所需要的第二发射功率；

比较模块，用于将所述第二发射功率与用户设备的最大发射功率逐一进行比较；

次数确定模块，用于确定所述第二发射功率超过所述最大功率的次数；

第二确定模块，用于根据所述次数确定所述传输格式组合的功率状态；

其中，所述第二确定模块包括：

第一确定子模块，用于在所述次数大于或等于第一预设数量的情况下，确定所述传输格式组合的功率状态为阻塞状态；

第二确定子模块，用于在所述次数小于所述第一预设数量且大于第二预设数量的情况下，确定所述传输格式组合的功率状态为过功率状态，其中，第一预设数量大于第二预设数量；

第三确定子模块，用于在所述次数小于所述第二预设数量的情况下，确定所述传输格式组合的功率状态为可容状态。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

第一确定模块还用于根据连续两个帧中的每个上传时隙的第一发射功率和所述传输格式组合的信息确定在所述连续两个帧中的每个上传时隙中使用所述传输格式组合所需要的第二发射功率。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

第三确定模块，用于根据当前使用的传输格式组合确定所述用户设备的最大发射功率。

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