CN101790229B - 一种家庭基站导频功率的控制方法和系统 - Google Patents

一种家庭基站导频功率的控制方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种家庭基站(HNB)导频功率的控制方法，初始化HNB，并建立与移动终端用户的通信连接，该方法包括：确定当前数据通信业务的设定类型；当前数据通信业务为第一类型时，在当前信噪比小于预设的门限值时，增加当前导频功率；当前数据通信业务为第二类型时，在当前信噪比大于等于预设的门限值时，减少当前导频功率；本发明还提供了一种HNB导频功率的控制系统，能够合理地分配导频功率资源。

Description

一种家庭基站导频功率的控制方法和系统
技术领域
本发明涉及通信领域，特别是指一种家庭基站(HNB，Home NodeB)导频功率的控制方法和系统。
背景技术
随着第三代数字通信(3G，3rd Generation)技术的快速发展和电信移动运营商的重组，在网络建设中信号的无缝接入技术和室内覆盖技术越来越成为运营商密切关注的热点。良好的网络覆盖，特别是室内覆盖，是移动通信飞速发展的关键。在此需求背景下，HNB作为一种小型、低功率基站，已经受到国内外运营商和设备制造商的热切关注和青睐。HNB一方面以较低的成本就能快速地解决信号的室内覆盖问题，为用户提供高速数据通信业务，减少宏基站的负荷；另一方面也为运营商实现固定和移动相结合，使得移动通信在家庭市场得到发展。
目前，HNB作为私人用户的专属资源，主要部署和应用在家庭、学校、公司、小型团体区域等室内场所。HNB可以补充粗放式宏小区的覆盖，在3G通信系统中为用户提供高速数据、话音及多媒体服务。
HNB的网络架构主要包括HNB和HNB网关。HNB通过HNB网关连接到核心网，HNB网关负责验证HNB的安全性、HNB的注册、维护管理、配置和控制等，实现核心网与HNB之间的数据信令交换。
HNB中，导频信号用于移动终端的相位定时、相干载波提取、过境切换时信号强度的比较等。导频信号在基站工作期间是被连续不断地发送的，为了确保小区内各个移动终端都能正确的解调和通信，导频信号的发射功率、即导频功率占到小区下行总发射功率的约12％。导频功率增大的好处是会扩大信号覆盖区域，但是导频功率过大就会造成导频污染，干扰其他小区的导频信号，并且会减小本小区基站的下行业务信道的功率，其支持的业务量就会受到影响而减小。
例如，HNB中，如果导频信号泄露到房间或是HNB的覆盖范围之外的区域，那么就会对邻近区域或是路过该区域的其他移动终端用户产生干扰，从而引起很多不必要的移动性事件，如：测量、小区重选、切换、区域位置更新等。这些移动性事件都会加重核心网络的负载，并且会增加HNB和核心网之间很多不必要的信令交互。
现有技术中有关于如何控制导频功率的方法策略，如固定导频功率法和自动优化导频功率法。固定导频功率法的主要缺点是：不能根据实际情况及时的修改导频功率，只能在HNB初始化自动配置的时候，设置一个固定的导频功率；自动优化导频功率法目前主要包括基于测量、基于距离、基于移动性事件这几个自动调节导频功率的方法，但是不能针对移动终端的业务类型进行导频功率的调节。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种HNB导频功率的控制方法和系统，能够解决由于导频资源的不合理分配造成的导频资源泄露的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种家庭基站HNB导频功率的控制方法，初始化HNB，并建立与移动终端用户的通信连接，该方法包括：
确定当前数据通信业务的设定类型；
当前数据通信业务为第一类型时，在当前信噪比小于预设的门限值时，增加当前导频功率；
当前数据通信业务为第二类型时，在当前信噪比大于等于预设的门限值时，减少当前导频功率。
其中，所述确定当前数据通信业务的设定类型为：
依据数据通信业务所占用的资源量，将占用资源量少的所述数据通信业务设定为第一类型；将占用资源量多的所述数据通信业务设定为第二类型；或者，
依据数据通信业务的服务质量QoS评价值，将QoS评价低的所述数据通信业务设定为第一类型；将QoS评价高的所述数据通信业务设定为第二类型。
另外，当前数据通信业务为第一类型时，该方法还包括：当前信噪比大于等于预设的门限值时，保持当前导频功率为初始值。
当前数据通信业务为第二类型时，该方法还包括：当前信噪比小于预设的门限值时，保持当前导频功率为初始值。
所述增加当前导频功率后，该方法还包括：依据调整后的所述当前导频功率，在确定当前信噪比大于等于预设的门限值、或者当前导频功率大于等于最大导频功率时，停止调整当前导频功率；或者在确定当前信噪比小于预设的门限值且当前导频功率小于最大导频功率时，继续增加当前导频功率。
所述减少当前导频功率后，该方法还包括：依据调整后的所述当前导频功率，在确定当前信噪比小于预设的门限值、或者当前导频功率小于等于最小导频功率时，停止调整当前导频功率；或者在确定当前信噪比大于等于预设的门限值且当前导频功率大于最小导频功率时，继续减少当前导频功率。
该方法还包括，当所述HNB与移动终端用户的通信完成后，使当前导频功率恢复到初始值。
本发明还提供了一种HNB导频功率的控制系统，该系统包括：
初始化单元，用于初始化HNB，并建立与移动终端用户的通信连接；
类型判断单元，用于判断当前数据通信业务的设定类型，得到判断结果；
第一判断单元，用于依据所述类型判断单元的判断结果，在当前数据通信业务为第一类型时或第二类型时，判断当前信噪比是否大于等于预设的门限值，得到判断结果；
导频调整单元，用于依据所述类型判断单元和所述第一判断单元的判断结果，在当前数据通信业务为第一类型，且当前信噪比小于预设的门限值时，逐步增加当前导频功率；还用于在当前数据通信业务为第二类型时，且当前信噪比大于等于预设的门限值时，逐步减少当前导频功率。
其中，所述初始化单元，还用于依据数据通信业务所占用的资源量，或QoS评价值将所述数据通信业务设定为第一类型或第二类型；还用于当所述HNB与移动终端用户的通信完成后，使当前导频功率恢复到初始值。
所述导频调整单元，还用于依据所述类型判断单元和所述第一判断单元的判断结果，在当前数据通信业务为第一类型时，且当前信噪比大于等于预设的门限值时；或者在当前数据通信业务为第二类型时，且当前信噪比小于预设的门限值时，保持当前导频功率为初始值。
该系统还包括：
第二判断单元，用于在增加当前导频功率后，判断当前信噪比是否大于等于预设的门限值、或者当前导频功率是否大于等于最大导频功率；还用于在减少当前导频功率后，判断当前信噪比是否小于预设的门限值、或者当前导频功率是否小于等于最小导频功率；
所述导频调整单元，还用于依据所述第二判断单元的判断结果，在当前信噪比大于等于预设的门限值、或者当前导频功率大于等于最大导频功率时；或者在当前信噪比小于预设的门限值、或者当前导频功率小于等于最小导频功率时，停止调整导频功率；在当前信噪比小于预设的门限值且当前导频功率小于最大导频功率时，继续增加当前导频功率；在当前信噪比大于等于预设的门限值且当前导频功率大于最小导频功率时，继续减少当前导频功率。
本发明提出的基于业务的HNB导频功率控制方法，在用户使用HNB的不同业务时，HNB依据具体的业务类型和当前HNB的通信质量，对导频功率进行适当的调整，如此可以合理地分配导频功率资源，减小了对其他非使用该HNB的用户的干扰，提高了HNB的覆盖范围和服务效率；并且，由于导频功率资源的合理分配，使导频功率在一个合理的范围内，因此避免了导频资源的泄露，使HNB覆盖区域外的移动终端用户不会受到该HNB导频信号的影响，如此可以减少移动性事件的发生，从而就减轻了核心网络的负载，同时也减少了HNB与核心网的信令交互。
附图说明
图1为本发明HNB导频功率控制方法的适用场景示意图；
图2为本发明HNB导频功率控制方法的流程示意图；
图3为本发明中通信数据的结构示意图；
图4为本发明HNB导频功率控制系统的结构关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
本发明提出的HNB导频功率控制方法是基于业务的，可以根据具体的业务类型来分配导频功率。如图1所示，本发明主要适用于移动终端处于宏基站和HNB同一覆盖区域的情况。
图2为本发明HNB导频功率控制方法的流程示意图，如图所示，该方法包括：
步骤101，初始化HNB，建立与移动终端的通信连接。
HNB上电之后，对HNB进行初始化设置，其中，为导频功率设置一个固定值Psetup，该导频功率可以满足80-90％的室内覆盖要求，例如：初始化导频功率为-10dBm，则该HNB导频信号的覆盖范围可以达到10m。可以为导频功率设置一个当前值Ppilot，令其在初始化时等于Psetup，即Ppilot＝Psetup。
初始化HNB后，建立与移动终端的通信连接。具体的，移动终端用户通过监听HNB由广播信道发出的导频功率，再经过同步、接收系统信息、闭环功率控制等步骤完成与HNB的通信连接。
步骤102，确定当前所使用的数据通信业务是第一类型或者第二类型；如果是第一类型，执行步骤103；如果是第二类型，执行步骤107。
移动终端用户使用的通信数据通信业务有：语音业务、视频业务、网页浏览业务、下载业务等业务类型。可以根据数据通信业务所占用的资源量，如带宽等，将占用资源量少的业务类型将通信数据通信业务设定为第一类型；将占用资源量多的数据通信业务设定为第二类型。其中，第一类型也可以命名为：小带宽业务或者A类业务，如语音业务和网页浏览业务；第二类型也可以命名为：大带宽业务或者B类业务，如视频业务和下载业务。
另外，也可以根据数据通信业务的服务质量(QoS，Quality of Service)评价值，将QoS评价低的数据通信业务设定为第一类型，将QoS评价高的数据通信业务设定为第二类型。需要指出的是，通常QoS评价低的数据通信业务所占用的资源量较少；QoS评价高的数据通信业务所占用的资源量较多。
较佳地，可以维护一个业务类型对应关系表，用于记录实际的通信数据通信业务与设定的业务类型的对应关系。
当前如果移动终端在该HNB的覆盖范围下使用数据通信业务时，HNB可以依据业务类型对应关系表确定当前数据通信业务属于哪种设定类型，如果当前移动终端正在使用语音业务，则根据业务类型对应关系表可以得知，语音业务属于第一类型，则执行步骤103；如果当前移动终端正在使用下载业务，则根据业务类型对应关系表可以得知，下载业务属于第二类型，则执行步骤107。
步骤103，判断当前信噪比是否大于等于预设的门限值，如果大于等于，执行步骤106；如果小于，执行步骤104。
本发明中，信噪比为码片能量EC和干扰功率谱密度IO的比值，即EC/IO，预设的门限值Threshold是为了确保通信的信号质量的信噪比门限值。对于第一类型业务，该类型业务占用的资源和能量比较小，如果EC/IO大于等于Threshold，即(EC/IO)≥Threshold，说明噪声干扰信号没有对当前的通信质量造成很大的影响，移动终端用户在良好的HNB覆盖范围内，执行步骤106，保持当前的导频功率值不变，即Ppilot＝Psetup。如果(EC/IO)＜Threshold，说明移动终端用户在该HNB的覆盖范围内受到了较高的噪声干扰，执行步骤104。
步骤104，逐步增加当前导频功率Ppilot。
当(EC/IO)＜Threshold时，说明当前的噪声干扰信号对通信质量造成了较大的影响，移动终端用户没有在HNB的良好覆盖范围内。这时需要通过增加该HNB所在小区的下行链路信道中的导频功率Ppilot来适当的提高导频信号覆盖密度，由于第一类型业务所占用的能量和资源较小，所以适当地增加当前导频功率Ppilot不会影响通信和服务质量。
HNB与移动终端之间是以数据流的形式交换数据的，一个数据流被封装成N个数据帧，其中，N为自然数，如图3所示，每个数据帧中都含有当前导频功率Ppilot，在调整Ppilot时，只需要在一个数据流的第二个数据帧中调整Ppilot的值即可。
增加Ppilot时，需要在第二帧中逐步增加Ppilot的值，如每次增加一个步长，即1个dBm。
步骤105，判断当前信噪比是否大于等于预设的门限值，或者当前导频功率是否大于等于最大导频功率，如果否，返回步骤104；如果是，则执行步骤110。
在逐步增加Ppilot的过程中，将Ppilot每增加一次，如Ppilot每增加1dBm，就需要进行一次EC/IO是否大于等于Threshold、或者Ppilot是否大于等于Pmax最大导频功率的判断，其中Pmax是导频功率调整值的上限。
如果(EC/IO)≥Threshold，说明将Ppilot的值增加后，移动终端用户就处在一个良好的HNB覆盖范围内；或者Ppilot≥Pmax时，说明将Ppilot的值增加后，当前Ppilot已经达到或超过了导频功率调整值的上限，此时执行步骤110，停止调整导频功率。
如果(EC/IO)＜Threshold且Ppilot＜Pmax，说明Ppilot的值增加后，移动终端用户还是受到较大的噪声信号干扰，并且当前Ppilot还没有达到导频功率调整值的上限，还有调整的空间，此时，返回执行步骤104，继续逐步增加Ppilot的值。
步骤107，判断当前信噪比是否大于等于预设的门限值；如果大于等于，则执行步骤108；如果小于，执行步骤106。
对于第二类型业务，该类型业务占用的资源和能量比较大，如果(EC/IO)＜Threshold，说明当前的导频资源被充分的利用，没有多余的导频能量可供调整，则执行步骤106，保持当前的导频功率值不变，即Ppilot＝Psetup；如果(EC/IO)≥Threshold，说明噪声干扰信号没有对当前的通信质量造成很大的影响，移动终端用户在良好的HNB覆盖范围内，执行步骤108。
步骤108，逐步减少当前导频功率Ppilot。
如果(EC/IO)≥Threshold，说明移动终端用户在良好的HNB覆盖范围内，此时需要通过降低导频功率来适当的提高数据传输所占用的功率，即在第二帧中逐步减少导频功率Ppilot的值。因为第二类型业务所占用的能量和资源比较大，所以降低导频功率会提高数据通信业务的传输速率和服务质量，也可以节省系统资源，减少对室外和覆盖范围外的其他终端用户的导频干扰。
对于逐步减少Ppilot的步骤，可以采用一次减少一个步长，即1个dBm来实现。
步骤109，判断当前信噪比是否小于预设的门限值，或者当前导频功率是否小于等于最小导频功率，如果否，返回步骤108；如果是，则执行步骤110。
在逐步减少Ppilot的过程中，将Ppilot每减少一次，如Ppilot每减少1dBm，就需要进行一次EC/IO是否小于Threshold，或者Ppilot是否小于等于Pmin最小导频功率的判断，其中Pmin是导频功率调整值的下限。
如果(EC/IO)＜Threshold，说明Ppilot的值减少后，当前导频功率已经被充分利用，没有多余的导频资源可供调整；或者Ppilot≤Pmin时，说明Ppilot已经达到或超出了导频功率调整值的下限，此时，执行步骤110，停止调整导频功率。
如果(EC/IO)≥Threshold且Ppilot＞Pmin，说明将Ppilot的值减少后，移动终端用户就处在一个良好的HNB覆盖范围内，此时需要通过降低导频功率来适当的提高数据传输所占用的功率，并且当前Ppilot还没有达到导频功率调整值的下限，还有调整的空间，此时返回执行步骤108，继续逐步减少当前导频功率Ppilot。
步骤111，通信结束时，使Ppilot＝Psetup。
当移动终端在该HNB的覆盖范围内结束数据通信业务时，HNB将Ppilot恢复到初始值，即Ppilot＝Psetup。
为了实现HNB导频功率的控制方法，本发明提供了一种HNB导频功率的控制系统，如图4所示，该系统包括：初始化单元10、类型判断单元20、第一判断单元30和导频调整单元40。
初始化单元10，用于初始化HNB，并建立与移动终端用户的通信连接。
另外，初始化单元10，还用于依据数据通信业务所占用的资源量，或QoS评价值将数据通信业务设定为第一类型或第二类型；还用于当HNB与移动终端用户的通信完成后，将当前导频功率恢复到初始值。
类型判断单元20，用于判断当前数据通信业务的设定类型，得到判断结果。
第一判断单元30，用于依据类型判断单元20的判断结果，在当前数据通信业务为第一类型时或第二类型时，判断当前信噪比是否大于等于预设的门限值，得到判断结果。
导频调整单元40，用于依据类型判断单元20和第一判断单元30的判断结果，在当前数据通信业务为第一类型，且当前信噪比小于预设的门限值时，增加当前导频功率；还用于在当前数据通信业务为第二类型，且当前信噪比大于等于预设的门限值时，减少当前导频功率。
另外，导频调整单元40，还用于依据类型判断单元20和第一判断单元30的判断结果，在当前数据通信业务为第一类型，且当前信噪比大于等于预设的门限值时；或者在当前数据通信业务为第二类型，且当前信噪比小于预设的门限值时，保持当前导频功率为初始值。
该系统进一步包括：第二判断单元50，用于在增加当前导频功率后，判断当前信噪比是否大于等于预设的门限值、或者当前导频功率是否大于等于最大导频功率；还用于在减少当前导频功率后，判断当前信噪比是否小于预设的门限值、或者当前导频功率是否小于等于最小导频功率。
相应的，导频调整单元40，还用于依据第二判断单元50的判断结果，在当前信噪比大于等于预设的门限值、或者当前导频功率大于等于最大导频功率时；或者在当前信噪比小于预设的门限值、或者当前导频功率小于等于最小导频功率时，停止调整导频功率；在当前信噪比小于预设的门限值且当前导频功率小于最大导频功率时，继续增加当前导频功率；在当前信噪比大于等于预设的门限值且当前导频功率大于最小导频功率时，继续减少当前导频功率。
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。

Claims (9)

1.一种家庭基站HNB导频功率的控制方法，初始化HNB，并建立与移动终端用户的通信连接，其特征在于，该方法包括：
确定当前数据通信业务的设定类型，依据数据通信业务所占用的资源量，将占用资源量少的所述数据通信业务设定为第一类型；将占用资源量多的所述数据通信业务设定为第二类型；或者，
依据数据通信业务的服务质量QoS评价值，将QoS评价低的所述数据通信业务设定为第一类型；将QoS评价高的所述数据通信业务设定为第二类型；
当前数据通信业务为第一类型时，在当前信噪比小于预设的门限值时，增加当前导频功率；
当前数据通信业务为第二类型时，在当前信噪比大于等于预设的门限值时，减少当前导频功率。
2.根据权利要求1所述HNB导频功率的控制方法，其特征在于，当前数据通信业务为第一类型时，该方法还包括：当前信噪比大于等于预设的门限值时，保持当前导频功率为初始值。
3.根据权利要求1所述HNB导频功率的控制方法，其特征在于，当前数据通信业务为第二类型时，该方法还包括：当前信噪比小于预设的门限值时，保持当前导频功率为初始值。
4.根据权利要求1所述HNB导频功率的控制方法，其特征在于，所述增加当前导频功率后，该方法还包括：依据调整后的所述当前导频功率，在确定当前信噪比大于等于预设的门限值、或者当前导频功率大于等于最大导频功率时，停止调整当前导频功率；或者在确定当前信噪比小于预设的门限值且当前导频功率小于最大导频功率时，继续增加当前导频功率。
5.根据权利要求1所述HNB导频功率的控制方法，其特征在于，所述减少当前导频功率后，该方法还包括：依据调整后的所述当前导频功率，在确定当前信噪比小于预设的门限值、或者当前导频功率小于等于最小导频功率时，停止调整当前导频功率；或者在确定当前信噪比大于等于预设的门限值且当前导频功率大于最小导频功率时，继续减少当前导频功率。
6.根据权利要求1至5中任一项所述HNB导频功率的控制方法，其特征在于，该方法还包括，当所述HNB与移动终端用户的通信完成后，使当前导频功率恢复到初始值。
7.一种HNB导频功率的控制系统，其特征在于，该系统包括：
初始化单元，用于初始化HNB，并建立与移动终端用户的通信连接；还用于依据数据通信业务所占用的资源量，将占用资源量少的所述数据通信业务设定为第一类型；将占用资源量多的所述数据通信业务设定为第二类型；或者，依据数据通信业务的服务质量QoS评价值，将QoS评价低的所述数据通信业务设定为第一类型；将QoS评价高的所述数据通信业务设定为第二类型；
类型判断单元，用于判断当前数据通信业务的设定类型，得到判断结果；
第一判断单元，用于依据所述类型判断单元的判断结果，在当前数据通信业务为第一类型时或第二类型时，判断当前信噪比是否大于等于预设的门限值，得到判断结果；
导频调整单元，用于依据所述类型判断单元和所述第一判断单元的判断结果，在当前数据通信业务为第一类型，且当前信噪比小于预设的门限值时，逐步增加当前导频功率；还用于在当前数据通信业务为第二类型时，且当前信噪比大于等于预设的门限值时，逐步减少当前导频功率。
8.根据权利要求7所述HNB导频功率的控制系统，其特征在于，
所述初始化单元，还用于当所述HNB与移动终端用户的通信完成后，使当前导频功率恢复到初始值。
所述导频调整单元，还用于依据所述类型判断单元和所述第一判断单元的判断结果，在当前数据通信业务为第一类型时，且当前信噪比大于等于预设的门限值时；或者在当前数据通信业务为第二类型时，且当前信噪比小于预设的门限值时，保持当前导频功率为初始值。
9.根据权利要求8所述HNB导频功率的控制系统，其特征在于，该系统还包括：
第二判断单元，用于在增加当前导频功率后，判断当前信噪比是否大于等于预设的门限值、或者当前导频功率是否大于等于最大导频功率；还用于在减少当前导频功率后，判断当前信噪比是否小于预设的门限值、或者当前导频功率是否小于等于最小导频功率；
所述导频调整单元，还用于增加当前导频功率后，依据所述第二判断单元的判断结果，在当前信噪比大于等于预设的门限值、或者当前导频功率大于等于最大导频功率时，停止调整导频功率；在当前信噪比小于预设的门限值且当前导频功率小于最大导频功率时，继续增加当前导频功率；还用于减少当前导频功率后，在当前信噪比小于预设的门限值、或者当前导频功率小于等于最小导频功率时，停止调整当前导频功率；在当前信噪比大于等于预设的门限值且当前导频功率大于最小导频功率时，继续减少当前导频功率。
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