CN102056278B - 内环功率控制的基站及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供内环功率控制的基站及方法，包括：基站设置宽带接收总功率门限(RTWP_Th)，之后，基站接收用户设备的上行功率的过程中周期性地测量小区的当前RTWP，对于每个用户设备，若下列条件均满足，则基站设置所述用户设备的本次功率控制字为下降功率，并发送至所述用户设备：(a)所述当前RTWP大于RTWP_Th；(b)所述用户设备上次的功率控制字为抬升功率。采用本发明的技术方案，可有效地根据当前RTWP对小区内的UE的上行功率进行控制，使RTWP能较好的稳定在RTWPtarget附近，保证CDMA系统较稳定地运行。

Description

内环功率控制的基站及方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及内环功率控制的基站及方法。
背景技术
在码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)无线通信系统中，各个无线终端(UE：User Equipment)的信号相互干扰，邻近小区(Cell)之间的信号也相互干扰。为了防止各个小区内各个终端的信号相互攀升，功率控制方法至关重要。以宽带码分多址(WCDMA：Wideband CDMA)为例，在3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)协议中定义了多种功率控制的方法。比如在3GPP规范TS 25.214即《Technical Specification Group RadioAccess Network：Physical layer procedures(FDD)》中，定义了上行内环功控方法：
为了保持上行接收信干比(SIR)在一个给定的信干比目标值SIRtarget附近，上行内环功控要调整UE的发射功率。激活集小区应该估计上行专用物理信道(DPCH)的信干比得到SIRest。然后，各激活集小区每个时隙根据以下规则生成并发送功率控制命令TPC：如果SIRest＞SIRtarget，则发送的TPC为“0”，如果SIRest＜SIRtarget，则发送的TPC为“1”。
图1为现有技术的内环功率控制流程。正如背景技术中所描述的，可以根据SIR测量值和SIRtarget比较得到TPCcommand。得到TPCcommand后不经过RTWP(宽带接收总功率)判断就直接发给UE。
另外，根据3GPP协议TS 25.433，系统会设置一个基站(Node B)接收宽带总功率RTWP(Received Total Wideband Power)的参考值(ReferenceRTWP)和RTWP的目标值(MaximumTarget RTWP)，可以分别计为RTWPref和RTWPtarget。其中RTWPref相当于没有任何UE时的系统接收噪声(底噪)。RTWP与RTWPref的差值也称ROT(Rise over Thermal)，RTWPtarget-RTWPref的结果也称ROTtarget。随着基站接收到的UE功率的抬升，RTWP也跟着抬升，但为了系统的稳定性，防止UE功率相互攀升而性能得不到改善，不能让RTWP抬升过高，要把RTWP控制在RTWPtarget附近或小于RTWPtarget。然而现有技术中，内环功率控制并没有参考RTWP的状态，RTWP主要由HSUPA(High speed uplink packet access)调度器和RNC(无线网络控制器，radio network controller)进行间接控制。RTWPtarget这种控制的缺点是：
(1)控制速度缓慢。不能及时根据RTWP变化来控制。
(2)HSUPA调度器控制和功率控制不完全一致，会导致功率控制使RTWP大幅度超过RTWPtarget的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供内环功率控制的基站及方法，可有效地根据当前RTWP对小区内的UE的上行功率进行控制，确保接收的RTWP小于或接近于给定的RTWP最大目标值RTWPtarget。
为了解决上述问题，本发明提供了一种内环功率控制的方法，包括：
基站设置宽带接收总功率门限(RTWP_Th)，之后，基站接收用户设备的上行功率的过程中周期性地测量小区的当前RTWP，对于每个用户设备，若下列条件均满足，则基站设置所述用户设备的本次功率控制字为下降功率，并发送至所述用户设备：
(a)所述当前RTWP大于RTWP_Th；(b)所述用户设备上次的功率控制字为抬升功率。
进一步地，对于每个用户设备，基站计算出用户设备的功率控制字，且当所述条件(a)和(b)中的任意一个或两个不满足时，所述基站将计算出的功率控制字作为所述用户设备的本次功率控制字下发至所述用户设备。
进一步地，所述基站在每个测量周期内均对各用户设备的功率控制字进行计算，或是当所述条件(a)和(b)中的任意一个或两个不满足时才对对应用户设备的功率控制字进行计算。
本发明还提供一种内环功率控制的方法，包括：
基站设置宽带接收总功率门限(RTWP_Th)，之后，基站接收用户设备的上行功率的过程中周期性地测量小区的当前RTWP，对于每个用户设备，若所述当前RTWP大于RTWP_Th，则将所述用户设备的本次功率控制字设置为下降功率，并将所述本次功率控制字发送给所述用户设备。
进一步地，若所述当前RTWP小于或等于RTWP_Th，则基站计算小区内各用户设备的本次功率控制字，并将计算的所述本次功率控制字下发至各用户设备。
进一步地，所述基站在每个测量周期内均对各用户设备的功率控制字进行计算，或是当所述当前RTWP小于或等于RTWP_Th时才对各用户设备的功率控制字进行计算。
本发明还提供一种内环功率控制的基站，包括测量模块、设置模块、控制模块及发送模块；
所述设置模块，用于设置宽带接收总功率门限(RTWP_Th)；
所述测量模块，用于基站接收用户设备的上行功率的过程中周期性地测量小区的当前RTWP；
所述控制模块，用于当下列条件均满足时，将用户设备的本次功率控制字设置为下降功率，并将用户设备的本次功率控制字发送至发送模块：
(a)所述当前RTWP大于RTWP_Th；(b)所述用户设备上次的功率控制字为抬升功率；
所述发送模块，用于将接收的用户设备的本次功率控制字发送所述用户设备。
进一步地，所述基站还包括计算模块，用于计算各用户设备的功率控制字，并将计算的功率控制字发送至控制模块；
所述控制模块还用于当所述条件(a)和(b)中的任意一个或两个不满足时，将计算模块计算出的用户设备的本次功率控制字发送至发送模块。
进一步地，所述计算模块在每个测量周期内均对各用户设备的功率控制字进行计算，或是当所述条件(a)和(b)中的任意一个或两个不满足时才对对应用户设备的功率控制字进行计算。
本发明还提供一种内环功率控制的基站，包括测量模块、测量模块、控制模块及发送模块；
所述设置模块，用于设置宽带接收总功率门限(RTWP_Th)；
所述测量模块，用于基站接收用户设备的上行功率的过程中周期性地测量小区的当前RTWP；
所述控制模块，用于判断所述当前RTWP是否大于RTWP_Th，若大于RTWP_Th则将各用户设备的本次功率控制字设置为下降功率，并将各用户设备的本次功率控制字发送至发送模块；
所述发送模块，用于将各用户设备的所述本次功率控制字发送至用户设备。
进一步地，所述基站还包括计算模块，用于计算出各用户设备的功率控制字，并将计算出的各用户设备的功率控制字发送至控制模块；
所述控制模块还用于当所述当前RTWP等于或小于RTWP_Th时将计算模块计算得到的各用户设备的功率控制字作为各用户设备的本次功率控制字。
进一步地，所述计算模块在每个测量周期内均对各用户设备的功率控制字进行计算，或是当所述当前RTWP小于或等于RTWP_Th时才对各用户设备的功率控制字进行计算。
综上所述，本发明提供一种内环功率控制的基站及方法，可有效地根据当前RTWP对小区内的UE的上行功率进行控制，使RTWP能较好的稳定在RTWPtarget附近，保证CDMA系统较稳定地运行。
附图说明
图1为现有技术的内环功率控制流程图；
图2为本发明基站结构示意图；
图3为本发明实施例一的内环功率控制流程图；
图4为本发明实施例二的内环功率控制流程图；
图5为本发明应用实例一的功控效果示意图；
图6为本发明应用实例二的功控效果示意图。
具体实施方式
系统实施例
实施例一
本实施例提供一种内环功率控制的基站，如图2所示，该基站包括控制模块、设置模块、测量模块、计算模块及发送模块；
设置模块，用于设置宽带接收总功率门限(RTWP_Th)；RTWP_Th＝RTWPtarget+Delta；其中，-6≤Delta≤6dB。
测量模块，用于基站接收用户设备的上行功率的过程中周期性地测量小区的当前RTWP；
计算模块，用于计算出各UE的TPCcommand，并将计算的TPCcommand发送至控制模块；
控制模块，用于当下列条件均满足时，将UE的本次TPCcommand设置为下降功率，并将UE的本次TPCcommand发送至发送模块：
(a)当前RTWP大于RTWP_Th；(b)UE上次的TPCcommand为抬升功率；
控制模块还用于当上述条件(a)和(b)中的任意一个或两个不满足时，将计算模块计算出的UE的本次TPCcommand发送至发送模块。
发送模块，用于将接收的UE的本次TPCcommand发送UE。
计算模块可以是在每个测量周期内均对各UE的TPCcommand进行计算，或是当条件(a)和(b)中的任意一个或两个不满足时才对对应UE的TPCcommand进行计算。
实施例二
本实施例提供一种内环功率控制的基站，如图2所示，该基站包括控制模块、设置模块、测量模块、计算模块及发送模块；
设置模块，用于设置宽带接收总功率门限(RTWP_Th)；RTWP_Th＝RTWPtarget+Delta；其中，-6≤Delta≤6dB。
测量模块，用于基站接收用户设备的上行功率的过程中周期性地测量小区的当前RTWP(RTWPcurrent)；
计算模块，用于计算出各UE的TPCcommand，并将计算出的各UE的TPCcommand发送至控制模块；
控制模块，用于判断RTWPcurrent是否大于RTWP_Th，若大于RTWP_Th则将各UE的本次TPCcommand设置为下降功率；以及当上述RTWPcurrent等于或小于RTWP_Th时将计算模块计算得到的各UE的TPCcommand作为各UE的本次TPCcommand；
控制模块还用于将各UE的本次TPCcommand发送至发送模块；
发送模块，用于将接收的各UE的本次TPCcommand发送至对应的UE。
计算模块可以是在每个测量周期内均对各UE的TPCcommand进行计算，或是当所述当前RTWP小于或等于RTWP_Th时才对各UE的TPCcommand进行计算。
方法实施例
实施例一
本实施例提供一种内环功率控制的方法，系统初始化时，NodeB设置一个门限RTWP_Th＝RTWPtarget+Delta。这些值的单位可以为dB(分贝)。其中RTWPtarget是无线网络控制器配置并发送至NodeB的参数。Delta可以取值-6～6dB。每个UE的第一条无线链路建立时可以设置TPCsent＝0；
TPCsent表示上次向UE发送的TPCcommand，0表示下降功率，1表示抬升功率。
如图3所示为本实施例基站接收UE的上行功率的过程中进行内环功率控制的流程图；
步骤30l：NodeB周期性地测量当前RTWP(即RTWPcurrent)，该测量周期可以是1个时隙(slot)；
RTWPcurrent表示基站中的小区当前接收到的所有信号和干扰的总功率，包括本小区所有UE的功率和其它小区UE对本小区的干扰，以及其它噪声。
步骤302：对于每个UE，NodeB根据测量的RTWPcurrent及其TPCsent设置UE的本次TPCcommand；
具体为，如果以下2个条件同时满足，则NodeB设置UE的本次TPCcommand＝0：
(a)RTWPcurrent大于RTWP_Th，(b)TPCsent＝1，即UE上次的功率控制字为抬升功率；
否则，若上述2个条件中的任意一个或两个不满足，对于每个UE的上行功率控制，NodeB计算出TPCcommand，并将计算出的TPCcommand作为该UE的本次TPCcommand；计算方法同现有技术；
NodeB可以是在每个测量周期内均对各UE的TPCcommand进行计算，或是当上述条件(a)和(b)中的任意一个或两个不满足时才对对应UE的TPCcommand进行计算。
步骤303：NodeB将UE的本次TPCcommand通过下行物理信道发送给UE。并记录TPCSent＝TPCcommand。
TPCsent在无线链路集建立时可以赋值为下降功率“0”或者抬升功率“1”，初始值如何对系统性能影响极其微小，完全可以忽略。本实施例所述的内环功率控制机制保证在RTWPcurrent大于RTWP_Th时，所有UE不会连续抬升功率，也不会连续降低功率，要么以“抬升，降低，抬升，降低......”的方式保持功率(系统中没有定义保持功率的TPCcommand)，从而使系统功率能够较稳定的保持在RTWPtarget及其以下。
实施例二
本实施例提供一种内环功率控制的方法，系统初始化时，NodeB设置一个门限RTWP_Th＝RTWPtarget+Delta。这些值的单位可以为dB(分贝)。其中RTWPtarget是无线网络控制器配置并发送至NodeB的参数。Delta可以取值-6～6dB。
如图4所示为本实施例基站接收UE的上行功率的过程中进行内环功率控制的流程图；
步骤401：NodeB周期性地测量当前RTWP(即RTWPcurrent)，该测量周期可以是1个时隙(slot)；
步骤402：根据测量的RTWPcurrent设置各UE的本次TPCcommand；
具体地，如果RTWPcurrent大于RTWP_Th，则设置各UE的本次TPCcommand＝0，即下降各UE的上行功率；否则：
对于每个UE的上行功率控制，NodeB计算出TPCcommand，并将计算出的TPCcommand作为该UE的本次TPCcommand；可以用0表示下降功率，1表示抬升功率；TPCcommand的计算方法同现有技术。
NodeB可以是在每个测量周期内均对各UE的TPCcommand进行计算，或是当所述当前RTWP小于或等于RTWP_Th时才对UE的TPCcommand进行计算。
步骤403：NodeB将各UE的本次TPCcommand通过下行物理信道发送给UE。
本实施例UE进行内环功率控制时，考虑当前RTWP的大小，当RTWPcurrent较大时限制功率的抬升，即保证在RTWP大于RTWP_Th时，所有UE都降低功率，从而得到功率控制和RTWP控制的协调统一，并能及时的控制住RTWP，使系统功率能够较稳定的保持在RTWPtarget及其以下。
以下通过应用实例进一步描述本发明
假设在WCDMA系统中，有3个UE，他们的SIRtarget都为10.5dB，UE总功率与控制信道DPCCH功率的比值为10dB，ROTtarget(即RTWPtarget-RTWPref)为6dB。刚开始时，3个UE的SIR分别为8.71，9.31，9.87dB，此时ROT恰好为6dB。如果按照现有的功控方法，会对这3个UE连续的抬升功率，以达到他们的SIRtarget，最后ROT会抬升到10.11dB左右，大大超过了ROTtarget，此时系统很不稳定。
应用实例一
在上述假设场景中，图5上方的实曲线反映的就是现有算法情况下ROT的变化曲线，在最初的短短5个时隙内，ROT就由6dB抬升到9.5dB。RNC和HSUPA调度器根本无法及时控制这种功率抬升速度。以后ROT一直降不到ROTtarget，ROT的均值为10.11dB，均方差为0.3dB。
在上述假设场景中，图5中下面的点划线为本发明方法情况下ROT的变化曲线。这个例子中假设Delta＝0，即RTWP_Th＝RTWPtarget。如图所示为600个时隙内的ROT曲线图，在这600个时隙内，ROT的均值为6.39dB，均方差为0.1dB。可见，RTWP能较好的稳定在RTWPtarget附近。如果觉得6.39还是太高了，可以设置Delta＝-0.39，即RTWP_Th＝RTWPtarget-0.39dB，这样可以更加准确的保持在RTWPtarget附近。
根据上面分析，可见本发明方法比现有方法有更准确的均值和更小的方差，即对RTWPtarget有更好的控制能力。在码分多址的系统中应用本发明方法，可以取得非常明显的有益效果。
应用实例二
在上述假设场景中，图6中下面的点划线为本发明实施例二的情况下ROT的变化曲线。这个例子中假设Delta＝0，即RTWP_Th＝RTWPtarget。如图所示为600个时隙内的ROT曲线图，在这600个时隙内，ROT的均值为5.94dB，均方差为0.2dB。可见，用本发明实施例二，RTWP也能较好的稳定在RTWPtarget附近。
实施例一和实施例二相比，实施例二更加简单一点，但实施例二的方差比实施例二大，性能差一点。但无论实施例二还是实施例二，都比现有方法有更准确的均值和更小的方差，有更好的RTWPtarget控制能力。
根据上面分析，可见本发明方法码分多址的系统中，可以取得非常明显的有益效果。根据上面分析，可见本发明方法比现有方法有更准确的均值和更小的方差，有更好的RTWPtarget控制能力。在码分多址的系统中应用本发明方法，可以取得非常明显的有益效果。

Claims (12)

1.一种内环功率控制的方法，包括：
基站设置宽带接收总功率门限（RTWP_Th），之后，基站接收用户设备的上行功率的过程中周期性地测量小区的当前RTWP，对于每个用户设备，若下列条件均满足，则基站设置所述用户设备的本次功率控制字为下降功率，并发送至所述用户设备：
（a）所述当前RTWP大于RTWP_Th；（b）所述用户设备上次的功率控制字为抬升功率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对于每个用户设备，基站计算出用户设备的功率控制字，且当所述条件（a）和（b）中的任意一个或两个不满足时，所述基站将计算出的功率控制字作为所述用户设备的本次功率控制字下发至所述用户设备。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述基站在每个测量周期内均对各用户设备的功率控制字进行计算，或是当所述条件（a）和（b）中的任意一个或两个不满足时才对对应用户设备的功率控制字进行计算。
4.一种内环功率控制的方法，包括：
基站设置宽带接收总功率门限（RTWP_Th），之后，基站接收用户设备的上行功率的过程中周期性地测量小区的当前RTWP，对于每个用户设备，若所述当前RTWP大于RTWP_Th，则将所述用户设备的本次功率控制字设置为下降功率，并将所述本次功率控制字发送给所述用户设备。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述当前RTWP小于或等于RTWP_Th，则基站计算小区内各用户设备的本次功率控制字，并将计算的所述本次功率控制字下发至各用户设备。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述基站在每个测量周期内均对各用户设备的功率控制字进行计算，或是当所述当前RTWP小于或等于RTWP_Th时才对各用户设备的功率控制字进行计算。
7.一种内环功率控制的基站，包括测量模块、设置模块、控制模块及发送模块；其特征在于：
所述设置模块，用于设置宽带接收总功率门限（RTWP_Th）；
所述测量模块，用于基站接收用户设备的上行功率的过程中周期性地测量小区的当前RTWP；
所述控制模块，用于当下列条件均满足时，将用户设备的本次功率控制字设置为下降功率，并将用户设备的本次功率控制字发送至发送模块：
（a）所述当前RTWP大于RTWP_Th；（b）所述用户设备上次的功率控制字为抬升功率；
所述发送模块，用于将接收的用户设备的本次功率控制字发送所述用户设备。
8.如权利要求7所述的基站，其特征在于：
所述基站还包括计算模块，用于计算各用户设备的功率控制字，并将计算的功率控制字发送至控制模块；
所述控制模块还用于当所述条件（a）和（b）中的任意一个或两个不满足时，将计算模块计算出的用户设备的本次功率控制字发送至发送模块。
9.如权利要求8所述的基站，其特征在于：
所述计算模块在每个测量周期内均对各用户设备的功率控制字进行计算，或是当所述条件（a）和（b）中的任意一个或两个不满足时才对对应用户设备的功率控制字进行计算。
10.一种内环功率控制的基站，包括测量模块、设置模块、控制模块及发送模块；其特征在于：
所述设置模块，用于设置宽带接收总功率门限（RTWP_Th）；
所述测量模块，用于基站接收用户设备的上行功率的过程中周期性地测量小区的当前RTWP；
所述控制模块，用于判断所述当前RTWP是否大于RTWP_Th，若大于RTWP_Th则将各用户设备的本次功率控制字设置为下降功率，并将各用户设备的本次功率控制字发送至发送模块；
所述发送模块，用于将各用户设备的所述本次功率控制字发送至用户设备。
11.如权利要求10所述的基站，其特征在于：
所述基站还包括计算模块，用于计算出各用户设备的功率控制字，并将计算出的各用户设备的功率控制字发送至控制模块；
所述控制模块还用于当所述当前RTWP等于或小于RTWP_Th时将计算模块计算得到的各用户设备的功率控制字作为各用户设备的本次功率控制字。
12.如权利要求11所述的基站，其特征在于：
所述计算模块在每个测量周期内均对各用户设备的功率控制字进行计算，或是当所述当前RTWP小于或等于RTWP_Th时才对各用户设备的功率控制字进行计算。
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