CN102404832B - 一种分配上行链路功率资源的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分配上行链路功率资源的方法。该方法包括：A、预先为用户设备UE分配时隙资源和码道资源，判断在分配的时隙内是否还有空闲码道资源或空闲的授权控制信道资源，如果是，执行步骤B，否则，执行步骤C；B、在保持当前分配的码道资源不变的条件下，根据UE待传输的业务类型以及待传输数据量，按照预先设置的授权功率分配策略分配授权功率，将授权功率、时隙和码道资源，携带在授权命令中，输出至UE；C、将分配的时隙可提供的最大功率作为授权功率，将授权功率、时隙和码道资源，携带在授权命令中，输出至UE。本发明还公开了一种分配上行链路功率资源的装置。应用本发明，可以减少授权功率资源的浪费、提高小区容量和吞吐量。

Description

一种分配上行链路功率资源的方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信资源分配技术，特别涉及一种分配上行链路功率资源的方法及装置。

背景技术

作为时分同步码分多址(TD-SCDMA，Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access)系统的进一步演进，第三代移动通信伙伴计划(3GPP，3^rd Generation Partnership Project)在R8中引入时分双工(TDD，Time Division Duplex)高速分组接入增强(HSPA+，High Speed PackageAccess Plus)技术。从TD-SCDMA系统的高速上行分组接入(HSUPA，HighSpeed Uplink Packet Access)演进到HSPA+，调度算法作为系统无线资源管理以及资源分配的核心算法，一直是研究的重点。基站通过调度算法合理分配小区用户设备(UE，User Equipment)时隙、码道资源以及UE发射功率，用以实现业务质量(QoS，Quality of Service)保证要求，尽可能提高系统吞吐量，并兼顾UE公平性以及控制小区负载水平，抑制小区间干扰，以保证系统性能稳定。

上行调度算法中，基站分配的资源为包括时隙、码道和功率的三维资源，并通过授权命令发送给UE，具体来说，包括：用于指示增强的上行物理信道(E-PUCH，Enhanced Uplink Physical Channel)占用时隙情况的时隙资源相关信息(TRRI，Timeslot Resource Related Information)、用于指示为E-PUCH信道分配的信道化码的码道资源相关信息(CRRI，Code ResourceRelated Information)以及用于指示E-PUCH信道的发送功率与参考发送功率的最大允许差值的功率资源相关信息(PRRI，Power Resource RelatedInformation)。UE接收授权命令后，按照预先设置的调度算法计算实际的发射功率，在一个传输时间间隔(TTI，Transmission Timing Interval)内分配的多个时隙内采用相同的信道化码以及相同的发射功率。

基站在进行调度决策和上行资源分配时，参考无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)发送的基站应用部分NBAP(Node B ApplicationPart)信令和UE上报的调度信息为UE分配TRRI、CRRI以及PRRI。其中，NBAP信令中，RNC为基站配置了E-PUCH信道的期望接收功率、功率增益-调制编码方式(MCS，Modulation Code Scheme)映射表、传输块(TB，Transport Block)表以及为抑制小区间干扰或避免本小区过载而限定的最大功率增益：宽带接收总功率(RTWP，Received Total Wideband Power)，即邻小区干扰功率上限。UE上报的调度信息包括缓冲区信息、UE传输功率空间(UPH，UE Power Headroom)，即功率余量UPH，也就是UE根据自身最大发射功率、路损、期望接收功率以及功控命令进行计算得到的、服务小区和邻小区路损差(SNPL，Serving and Neighbor cell Path Loss)测量信息等，其中，缓冲区信息是映射到增强上行专用信道(E-DCH，EnhancedDedicated Channel)上的逻辑信道缓冲区的待发送数据量，也就是UE的缓存量。

上述上行调度算法中，每个子帧可用的上行时隙资源由高层即RNC配置，最多可配置5个上行时隙。每个时隙中的码道资源与采用的扩频因子(SF，Spreading Factor)有关，例如，对于HSUPA，上行可采用的SF＝1、2、4、8、16，分别相当于16条、8条、4条、2条和1条SF＝16的码道，对于HSPA+，上行可采用的扩频因子SF＝1、2、4、8；UE的功率增益(发射功率)可通过PRRI进行表述，与UE待传输的业务类型、扩频因子和调制编码方式相关，其中，业务类型决定了混和自动重传请求(HARQ，HybridAutomatic Repeat Request)功率偏移。

根据UPH和RTWP的限制，每个UE可以使用的功率增益应满足以下两点：

i)α_e+β+Δ_harq＝min{UPH，RTWP}(1)

式中，

α_e是分配的扩频因子产生的固定对应的功率增益；

Δ_harq是UE业务类型决定的功率增益；

β则是分配的调制编码方式可用的最大的功率增益，β+Δ_harq即授权命令中的PRRI，也就是UE可以使用的功率增益。

ii)每个时隙中的所有UE传送到基站侧的功率总和不能超过P_RTWP。

由上述描述可见，基站可分配的时隙、码道和功率三维物理资源中，时隙资源由RNC配置，最多可配置5个上行时隙；码道资源与采用的扩频因子有关；功率资源与UE传输的业务类型、扩频因子以及调制编码方式相关。也就是说，分配给UE的时隙、码道以及上行功率资源都是有限的；而且，三维资源之间也存在着相互限制和关联，例如，UE可以使用的功率增益的大小影响着SF-MCS，进而影响分配的时隙数。

同时，RNC还通过无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)信令为UE配置了功率增益-MCS映射表以及TB表，该两个表和RNC通过NBAP信令配置给基站的相同，UE接收授权命令后，根据授权命令中包含的上述信息以及为UE配置的RRC信令选择MCS以及发射功率。其中，功率增益-MCS映射表用于指示UE如何根据基站授权的PRRI功率选择MCS，TB表规定了UE实际上传的有效信息比特数大小。

在功率增益-MCS映射表中，每种MCS和相应的传输码率组合对应一种功率增益值，其中传输码率以0.1为步长在一定范围内递增。TB表中一共包括64种固定大小的传输块。这样，实际信道的可传输比特数、可传输信息比特数和调制编码方式以及传输码率的换算关系如下：

${\mathrm{\λ}}_e=\frac{S_e}{R_e}---\left(2\right)$

其中，

λ_e是对于选定的E-DCH传输格式组合(E-TFC，E-DCH Transport FormatCombination)、物理资源配置以及调制编码方式的E-DCH传输码率；

S_e表示选择的E-TFC的传输块的大小，即可传输信息比特数；

R_e表示E-DCH传输信道映射到物理信道的比特数，即实际信道的可传输比特数。这样，可以根据实际信道的可传输比特数以及可传输信息比特数计算获取传输码率，再查询功率增益-MCS映射表中，获取相应的MCS以及发射功率，并进行数据传输。

下面对现有协议中规定的UE选择MCS的过程进行说明。

图1为现有协议中规定的UE选择MCS的流程示意图。参见图1，该流程包括：

步骤101，根据授权的PRRI值获取授权的调制编码方式功率增益；

本步骤中，UE根据授权的PRRI值，以下式计算得到授权的调制编码方式功率增益：

β_0e=PRRI-Δ_e                (3)

式中，

β_0e为授权的调制编码方式功率增益；

PRRI为基站授权功率；

Δ_e为高层配置的针对业务的功率增量。

步骤102，根据获取的授权的调制编码方式功率增益，以下式计算得到基站授权功率对应的传输码率；

${\mathrm{\λ}}_{0e}={\mathrm{\λ}}_0+\frac{{\mathrm{\λ}}_1-{\mathrm{\λ}}_0}{{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λ}1}-{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λ}0}}({\mathrm{\β}}_{0e}-{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λ}0})---\left(4\right)$

式中，

λ_0e为基站授权功率对应的传输码率；

β_λ1为RRC配置给UE的beta-MCS映射表中刚好大于β₀的功率增益，beta-MCS映射表以β_0e为横坐标、以λ_0e为纵坐标；

β_λ0为RRC配置给UE的beta-MCS映射表中刚好小于β_0e的功率增益；

λ₀为β_λ0对应的码率；

λ₁为β_λ1对应的码率。

步骤103，获取E-TFC传输块大小；

本步骤中，根据基站授权功率对应的传输码率、相应的调制编码方式以及物理资源配置计算出当前子帧实际信道的可传输比特数，根据当前子帧实际信道的可传输比特数查询E-DCH TB块映射表，获取相应的E-TFC传输块。其中，

物理资源配置是指在基站授权的时隙和码道物理资源下，采用一定的调制编码方式和码率可传输的信息比特数，E-DCH TB块映射表为上述的TB表。

实际应用中，由于协议规定UE实际的E-PUCH发送功率需要小于或等于授权功率，隐含着实际的码率小于或等于授权功率对应的码率，也就是实际的E-TFC传输块(TB)大小需要小于或等于依据授权功率计算的实际信道的可传输比特数，因此，在查询E-DCH TB块映射表时，进行向下匹配并取小于且最接近依据授权功率计算的实际信道的可传输比特数的TB大小作为UE传输数据的E-TFC传输块大小，即替换依据授权功率计算的实际信道的可传输比特数。

步骤104，根据E-TFC传输块大小计算得到E-DCH传输码率，进而选择用于传输的MCS。

本步骤中，由公式

计算得到E-DCH传输码率，在获取E-DCH传输码率后，查询功率增益-MCS映射表，得到对应的MCS及其功率增益，然后，UE根据确定的MCS对待发送数据进行调制，在确定的功率增益上进行发射。

至此，UE选择MCS以进行数据发送的流程结束。

由上述可见，UE根据基站授权功率选择MCS时，功率增益-MCS映射表中的功率增益、调制编码方式以及传输码率之间有严格的对应关系和比例关系。由于RRC信令为UE配置的功率增益-MCS映射表中的传输码率为以固定步长(0.1)为单位进行变化的码率点，而TB表中的实际信道的可传输比特数也为固定的64种中的一种，因此，在一定的授权时隙码道资源下，实际信道的可传输比特数为64种传输块大小之一时，其对应的传输码率不一定刚好就是0.1的整倍数，需要在功率增益-MCS映射表中采取向下对应的方式，选择对应的MCS及其功率增益，这样，将使得实际上UE发送的功率增益小于或等于基站授权功率，由于基站将已授权的功率资源标记为已使用，不会再分配给同一时隙传输的其他的UE，这样就造成了基站授权功率资源的浪费，也影响了小区UE容量和吞吐量；进一步地，当同一时隙分配给UE的功率资源总和达到RTWP后，为了避免对邻小区产生过量的干扰，基站即使在还有剩余的码道资源的情况下也不会再进行其它UE调度传输，造成码道资源的浪费，从而减小了小区UE容量和吞吐量。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提出一种分配上行链路功率资源的方法，减少基站授权功率资源的浪费、提高小区UE容量和吞吐量。

本发明的另一目的在于提出一种分配上行链路功率资源的装置，减少基站授权功率资源的浪费、提高小区UE容量和吞吐量。

为达到上述目的，本发明提供了一种分配上行链路功率资源的方法，该方法包括：

A、预先为用户设备UE分配时隙资源和码道资源，判断在分配的时隙内是否还有空闲码道资源或空闲的授权控制信道资源，如果是，执行步骤B，否则，执行步骤C；

B、在保持当前分配的码道资源不变的条件下，根据UE待传输的业务类型以及待传输数据量，按照预先设置的授权功率分配策略分配授权功率，将授权功率、时隙和码道资源，携带在授权命令中，输出至UE；

C、将分配的时隙可提供的最大功率作为授权功率，将授权功率、时隙和码道资源，携带在授权命令中，输出至UE。

步骤B中根据UE待传输的业务类型以及待传输数据量，按照预先设置的授权功率分配策略分配授权功率具体包括：

B11、判断UE待传输的业务类型，如果为需要一次性传完、且不能或不用传输更多比特数的业务类型，执行步骤B 14，否则，执行步骤B 12；

B12、查询获取授权的调制编码方式MCS功率增益对应的等效MCS，获取等效MCS映射的每码片比特数；

B13、根据等效MCS映射的每码片比特数、用户分配的时隙码道资源和码率计算授权的调制编码方式功率增益对应的等效可传输有效比特数；

B14、根据等效可传输有效比特数计算需要传输的传输块TB大小，获取实际传输的数据量大小；

B15、计算传输实际传输的数据量大小数据的单时隙单码道可传输数据量；

B16、根据单时隙单码道可传输数据量计算最终的功率增益值，根据计算的最终的功率增益值获取授权功率。

步骤B12中查询获取授权的调制编码方式MCS功率增益对应的等效MCS具体包括：

根据基站为UE授权的调制编码方式功率增益，查询无线网络控制器RNC下发给基站的基站应用部分NBAP信令中携带的功率增益-MCS映射表，得到最接近该授权的调制编码方式功率增益值的两个功率增益值及其对应的传输码率；

根据插值公式计算得到等效传输码率，等效传输码率和其对应的调制方式即为等效MCS。

所述插值公式为：

${\mathrm{\λ}}_{0e}={\mathrm{\λ}}_0+\frac{{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λ}1}-{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λ}0}}{{\mathrm{\λ}}_1-{\mathrm{\λ}}_0}({\mathrm{\β}}_{0e}-{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λ}0})$

式中，

λ_0e为等效传输码率；

β_0e为授权的调制编码方式功率增益；

β_λ0、β_λ1为最接近β_0e的两个功率增益值；

λ₀、λ₁分别为β_λ0、β_λ1对应的传输码率。

步骤B13中计算等效可传输有效比特数的公式为：

$\mathrm{Pdu}\_\mathrm{Size}=\frac{704}{\mathrm{SF}}\×B\×{\mathrm{\λ}}_{0e}\×{\mathrm{Slot}}_{\mathrm{num}}$

式中，

Pdu_Size为等效可传输有效比特数；

SF为扩频因子；

B为等效MCS映射的每码片比特数；

Slot_mum为预先选定的时隙数。

所述步骤B14具体包括：

根据获取的等效可传输有效比特数查询增强上行专用信道E-DCH传输块映射表，取略小于或等于等效可传输有效比特数大小的TB，将该TB大小TB_Size与UE的缓存量大小User_Buffer_Size进行比较：

如果TB_Size＞User_Buffer_Size，则再查询E-DCH传输块映射表，取略大于或等于User_Buffer_Size的TB大小作为实际传输的数据量大小TB_Size₀；

如果TB_Size≤User_Buffer_Size，则将该TB_Size作为实际传输的数据量大小TB_Size₀。

所述步骤B14具体包括：

获取所述UE待传输的业务类型的业务数据量大小，查询增强上行专用信道E-DCH传输块映射表，获取略大于或等于业务数据量大小User_Buffer_Size_T的TB作为实际传输的数据量大小TB_Size₀。

步骤B15中计算单时隙单码道可传输数据量的公式为：

$\mathrm{Pdu}\_\mathrm{SlotCode}=\frac{\mathrm{TB}\_\mathrm{Siz}{e}_0\×\mathrm{SF}}{16\×\mathrm{Slo}{t}_{\mathrm{num}}}$

式中，Pdu_SlotCode为单时隙单码道可传输数据量。

步骤B16中根据单时隙单码道可传输数据量计算最终的功率增益值具体包括：

确定Pdu_Size_i≤Pdu_SlotCode≤Pdu_Size_i+1；

计算 ${\mathrm{\β}}_e={\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λi}}+\frac{{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λ}(i+1)}-{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λi}}}{\mathrm{Pdu}\_\mathrm{Siz}{e}_{i+1}-\mathrm{Pdu}\_\mathrm{Siz}{e}_i}(\mathrm{Pdu}\_\mathrm{SlotCode}-\mathrm{Pdu}\_\mathrm{Siz}{e}_i);$

式中，Pdu_Size_i和β_λi分别为MCS_i所对应的单时隙单码道可传输数据量以及功率增益，i为自然数；MCS_i和MCS_i+1为功率增益-MCS映射表中连续两个相邻的调制编码方式；β_e为最终的功率增益值。

步骤B16中根据计算的最终的功率增益值获取授权功率具体包括：

对计算得到的最终的功率增益值向上取整作为最终的MCS功率增益，查询功率增益-MCS映射表得到授权功率。

所述当前时隙可提供的最大功率为UE上报的UE传输功率空间、宽带接收总功率与服务小区和邻小区路损差之和中的较小值。

一种分配上行链路功率资源的装置，该装置包括：物理资源存储模块、时隙和码道资源分配模块、功率资源分配判断模块、功率资源分配模块，其中，

物理资源存储模块，用于存储基站小区可用的物理资源；

时隙和码道资源分配模块，用于参考无线网络控制器RNC发送的无线资源控制RRC信令和用户设备UE上报的调度信息，从物理资源存储模块获取可用的物理资源，为UE分配时隙和码道资源；

功率资源分配判断模块，用于根据物理资源存储模块中的可用的物理资源信息以及时隙和码道资源分配模块中为UE分配的时隙和码道资源信息，判断在分配的时隙内是否还有空闲码道资源或空闲的授权控制信道资源，如果是，向功率资源分配模块输出计算功率资源指示，否则，向功率资源分配模块输出分配功率资源指示；

功率资源分配模块，用于接收分配功率资源指示，将分配的时隙可提供的最大功率作为授权功率；接收计算功率资源指示，根据UE待传输的业务类型以及待传输数据量，按照预先设置的授权功率分配策略分配授权功率；

将授权功率与时隙和码道资源分配模块为UE分配的时隙和码道资源，携带在授权命令中，输出至UE。

所述功率资源分配模块包括：第一功率资源分配单元、授权命令单元、业务类型判断单元、等效调制编码方式计算单元、等效可传输有效比特数计算单元、实际传输的数据量大小计算单元、单时隙单码道可传输数据量计算单元以及第二功率资源分配单元，其中，

第一功率资源分配单元，用于接收分配功率资源指示，将分配的时隙可提供的最大功率作为授权功率，输出至授权命令单元；

业务类型判断单元，用于接收计算功率资源指示，判断UE待传输的业务类型，如果为需要一次性传完、且不能或不用传输更多比特数的业务类型，向实际传输的数据量大小计算单元输出实际传输的数据量大小计算指示；否则，向等效调制编码方式计算单元输出计算指示；

等效调制编码方式计算单元，用于接收计算指示，查询RNC下发给基站的基站应用部分NBAP信令中携带的功率增益-调制编码方式MCS映射表，得到最接近基站为UE授权的MCS功率增益值的两个功率增益值及其对应的传输码率，进行计算得到等效传输码率，等效传输码率和其对应的调制方式即为等效MCS，将等效MCS映射的每码片比特数输出至等效可传输有效比特数计算单元；

等效可传输有效比特数计算单元，用于按照UE选定的时隙数、扩频因子SF以及等效MCS映射的每码片比特数计算等效可传输有效比特数，并输出至实际传输的数据量大小计算单元；

实际传输的数据量大小计算单元，用于接收实际传输的数据量大小计算指示，获取UE待传输的业务类型的业务数据量大小，查询增强上行专用信道E-DCH传输块映射表，获取略大于或等于业务数据量大小的传输块TB作为实际传输的数据量大小，输出至单时隙单码道可传输数据量计算单元；

接收等效可传输有效比特数，查询E-DCH传输块映射表，获取略小于或等于等效可传输有效比特数大小的TB，根据获取的TB、UE的缓存量大小以及E-DCH传输块映射表，确定实际传输的数据量大小，并输出至单时隙单码道可传输数据量计算单元；

单时隙单码道可传输数据量计算单元，用于根据接收的实际传输的数据量大小计算单时隙单码道可传输数据量，输出至第二功率资源分配单元；

第二功率资源分配单元，用于根据接收的单时隙单码道可传输数据量计算最终的功率增益值，根据计算的最终的功率增益值获取授权功率，输出至授权命令单元；

授权命令单元，用于将授权功率与时隙和码道资源分配模块为UE分配的时隙和码道资源，携带在授权命令中，输出至UE。

由上述的技术方案可见，本发明提供的一种分配上行链路功率资源的方法及装置，通过预先为用户设备UE分配时隙资源和码道资源，判断在分配的时隙内是否还有空闲码道资源或空闲的授权控制信道资源，如果是，执行步骤B，否则，执行步骤C；B、在保持当前分配的码道资源不变的条件下，根据UE待传输的业务类型以及待传输数据量，按照预先设置的授权功率分配策略分配授权功率，将授权功率、时隙和码道资源，携带在授权命令中，输出至UE；C、将分配的时隙可提供的最大功率作为授权功率，将授权功率、时隙和码道资源，携带在授权命令中，输出至UE。这样，在判断能够提高单时隙可传输UE数和吞吐量时才进行授权功率调整，可以最大限度地降低算法的计算量；同时，根据UE待传输的业务类型以及待传输数据量，为UE分配了足以满足需求又不浪费的最匹配的发射功率，在不损失UE需求的通信性能的前提下，避免多余的授权功率浪费；进一步地，节省的授权功率资源可用于调度其他UE，从而提高系统码道资源利用率、吞吐量以及可容纳的最大UE数。

附图说明

图1为现有协议中规定的UE选择MCS的流程示意图。

图2为本发明实施例分配上行链路功率资源的方法流程示意图。

图3为本发明实施例基站分配授权功率的流程示意图。

图4为本发明实施例分配上行链路功率资源的方法具体流程示意图。

图5为本发明实施例分配上行链路功率资源的装置结构示意图。

图6为本发明实施例功率资源分配模块结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

在HSPA+系统中，业务传输更加多样化，存在着信令以及SPS业务等小数据量的资源需求，并利用上行共享信道E-PUCH传输各种业务和信令。但由于协议中功率增益-MCS映射表存在严格的对应关系、且传输码率是以固定步长变化，而基站分配的三维物理资源中，其功率资源并未考虑传输码率由于固定步长变化对功率的影响，因此，分配给UE的功率资源总是要大于或等于UE的功率资源需求，这种现象对于小数据量的业务传输尤为突出。例如，当UE的业务数据量较少或传输小数据量信令时，由于只需在一个时隙内分配部分码道资源来传输UE数据，不仅可能存在由于折算到固定的传输块造成的授权功率浪费，而且，如果按照UE可用的最大传输功率进行授权，而实际UE并不需要采用该最大传输功率进行传输也可保证其通信质量，这样，也造成了授权功率浪费，使得小区UE容量和吞吐量减少，从而降低了整个通信系统的容量。

本发明实施例中，考虑UE根据授权命令、功率增益-MCS映射表、TB表选择的功率增益与基站侧分配的授权功率存在差异造成的授权功率浪费的问题，参照协议里规定的UE使用授权功率选择MCS的逆过程，在基站侧对分配给UE的授权功率进行调节，从而使基站侧分配给UE的授权功率与UE根据授权命令、功率增益-MCS映射表、TB表选择的功率增益相一致，以降低授权功率的浪费。因而，本发明实施例的分配上行链路功率资源采用的算法可以和UE采用的算法有很好的匹配度，并适应不同的厂家的UE。

图2为本发明实施例分配上行链路功率资源的方法流程示意图。参见图2，该流程包括：

步骤201，预先为UE分配时隙资源和码道资源，判断在分配的时隙内是否还有空闲码道资源或空闲的授权控制信道资源，如果是，执行步骤203，否则，执行步骤202；

本步骤中，预先为UE分配时隙资源和码道资源属于现有技术，具体可参见前述或相关技术文献，在此不再赘述。在为UE授权的时隙和码道资源已确定的情况下，判断是否需要进行授权功率调整，即判断在当前时隙内为UE分配了当前待分配的UE码道资源后是否还有空闲码道资源，或当前时隙内是否只剩下最后一条授权控制信道。具体可通过查询资源池中码道资源标识或授权控制信道标识，如果码道资源标识为空闲，则确定该码道为空闲码道资源，或只存在一条空闲的授权控制信道标识，则该授权控制信道为空闲的授权控制信道。

授权控制信道为E-DCH绝对授权信道(E-AGCH，E-DCH Absolute GrantChannel)。

步骤202，将分配的时隙可提供的最大功率作为授权功率分配给UE；

本步骤中，如果分配的当前时隙内分配了目前待分配的UE码道资源后没有空闲码道资源，或当前时隙内只剩下最后一条授权控制信道，则表明即使进行授权功率调整，由于没有剩余的码道资源或信道资源，节约下的授权功率也不足以提供给其他UE使用，因而，避免进行不必要的授权功率调整计算以增加基站的计算量，由UE根据现有技术自行进行功率调整即可。

当前时隙可提供的最大功率为UE上报UPH、RTWP与SNPL之和中的较小值，也就是基站在该当前时隙还可以接收的最大功率。

步骤203，在保持当前分配的码道资源不变的条件下，根据UE待传输的业务类型以及待传输数据量，按照预先设置的授权功率分配策略分配授权功率。

本步骤中，如果当前时隙内分配了目前待分配的UE码道资源后还有空闲码道资源，或当前时隙内除了授权控制信道外还包括业务信道，例如E-PUCH，则表明为该UE分配的SF码道，且码道和UE可用的最大功率增益足以满足当前数据的传输要求，或许还有很大的余量，因而，在保持现有分配的SF码道资源不变的前提下，分配授权功率，即调整分配的时隙可提供的最大功率以节省授权功率资源。

图3为本发明实施例基站分配授权功率的流程示意图。参见图3，该流程包括：

步骤301，判断UE待传输的业务类型，如果为需要一次性传完、且不能或不用传输更多比特数的业务类型，执行步骤304，否则，执行步骤302；

本步骤中，判断UE待传输的业务类型是否为需要一次性传完、且不能或不用传输更多比特数的业务类型，具体可参见相关技术文献，在此不再赘述。

步骤302，查询获取授权的调制编码方式功率增益对应的等效MCS，获取等效MCS映射的每符号比特数(码片比特数)；

本步骤中，由于预先无法获取UE待传输的业务类型的业务量信息比特，通过功率增益进行推算，获取其对应的传输码率。

由于系统配置的传输码率以0.1为步长，本步骤中，需要以插值法计算获取实际的传输码率以及采用的调制编码方式。

设基站为UE授权的调制编码方式功率增益为β_0e，查询RNC下发给基站的RRC信令中携带的功率增益-MCS映射表，得到最接近该β_oe值的两个功率增益值β_λ0、β_λ1及其对应的传输码率λ₀、λ₁，通过公式

计算得到等效传输码率λ_0e，根据λ_0e再次查询功率增益-MCS映射表，可以得到λ_0e对应的等效调制编码方式以及等效MCS映射的每符号(码片)比特数，将等效传输码率和其对应的调制方式作为等效MCS。

步骤303，根据等效MCS映射的每符号比特数计算授权的调制编码方式功率增益对应的等效可传输有效比特数；

本步骤中，按照UE选定的时隙数、SF、等效MCS映射的每符号(码片)比特数可得出等效可传输有效比特数，计算公式如下：

$\mathrm{Pdu}\_\mathrm{Size}=\frac{704}{\mathrm{SF}}\×B\×{\mathrm{\λ}}_{0e}\×{\mathrm{Slot}}_{\mathrm{num}}---\left(5\right)$

式中，

Pdu_Size为等效可传输有效比特数；

SF为扩频因子；

B为等效MCS映射的每码片比特数；

Slot_num为选定的时隙数。

步骤304，根据等效可传输有效比特数计算需要传输的TB大小，获取实际传输的数据量大小；

本步骤中，对于从步骤302开始的数据传输，根据获取的等效可传输有效比特数查询E-DCH传输块映射表，即TB表，取略小于或等于等效可传输有效比特数大小的TB，将该TB大小TB_Size与UE的缓存量大小User_Buffer_Size进行比较：

如果TB_Size＞User_Buffer_Size，则再查询E-DCH传输块映射表，取略大于或等于User_Buffer_Size的TB大小作为本次调度实际传输的数据量大小TB_Size₀，当然，如果查询E-DCH传输块映射表，取略大于或等于User_Buffer_Size的TB大小作为进行比较的TB大小TB_Size，则将TB大小TB_Size作为本次调度实际传输的数据量大小TB_Size₀；所应说明的是，本发明实施例的最接近指的是略大于或略小于或等于，而略大于或略小于User_Buffer_Size指的是E-DCH传输块映射表中与User_Buffer_Size相差最小的TB大小。

如果TB_Size≤User_Buffer_Size，则该TB_Size即为本次调度实际传输的数据量大小TB_Size₀。

对于直接跳到步骤304开始执行的数据传输，例如，对于小数据量的SPS半静态传输业务数据包、小数据量的重传数据包，以及小数据量的信令数据包等数据传输，由于需要一次性传输完毕，可以获取其待传输的业务类型的业务数据量大小，则直接查询E-DCH传输块映射表，获取略大于或等于业务数据量大小User_Buffer_Size_T的TB为本次调度实际传输的数据量大小TB_Size₀。

步骤305，计算传输实际传输的数据量大小数据的单时隙单码道可传输数据量；

本步骤中，计算公式为：

$\mathrm{Pdu}\_\mathrm{SlotCode}=\frac{\mathrm{TB}\_\mathrm{Siz}{e}_0\×\mathrm{SF}}{16\×\mathrm{Slo}{t}_{\mathrm{num}}}---\left(6\right)$

式中，Pdu_SlotCode为单时隙单码道可传输数据量。

步骤306，根据单时隙单码道可传输数据量计算最终的功率增益值，根据计算的最终的功率增益值获取授权功率。

本步骤中，设MCS_i所对应的单时隙单码道可传输数据量和功率增益分别为Pdu_Size_i和β_λi，其中，i为自然数。如果Pdu_Size_i≤Pdu_SlotCode≤Pdu_Size_i+1，则最终的功率增益值计算如下，并对最终的功率增益值向上取整作为最终的MCS功率增益，查询功率增益-MCS映射表即可得到授权功率。

${\mathrm{\β}}_e={\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λi}}+\frac{{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λ}(i+1)}-{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λi}}}{\mathrm{Pdu}\_\mathrm{Siz}{e}_{i+1}-\mathrm{Pdu}\_\mathrm{Siz}{e}_i}(\mathrm{Pdu}\_\mathrm{SlotCode}-\mathrm{Pdu}\_\mathrm{Siz}{e}_i)---\left(7\right)$

式中，

β_e为最终的功率增益值。

图4为本发明实施例分配上行链路功率资源的方法具体流程示意图。参见图4，该流程包括：

步骤400，获取授权的时隙和码道资源；

步骤401，判断当前时隙内除待分配码道外是否还有空闲码道，或者，当前时隙内是否只剩下最后一条授权信道，如果是，执行步骤402，否则，执行步骤403；

步骤402，将当前时隙可提供的最大功率作为授权功率分配给UE，结束该流程；

步骤403，判断当前业务是否需要一次传完、且不能或不用传输更多比特的数据包，如果是，执行步骤404，否则，执行步骤405；

步骤404，查询E-DCH传输块映射表，取略大于或等于当前业务数据量的TB，得到本次调度实际传输的数据量大小TB_Size₀，执行步骤410；

本步骤中，对于小数据量的SPS半静态传输业务数据包、小数据量的重传数据包，以及小数据量的信令数据包等数据传输，由于需要一次性传输完毕，可以获取其待传输的业务类型的业务量信息比特，则直接查询E-DCH传输块映射表，获取略大于或等于业务数据量大小User_Buffer_Size_T的TB为本次调度实际传输的数据量大小TB_Size₀。

步骤405，计算授权的调制编码方式功率增益对应的等效传输码率；

本步骤中，授权的调制编码方式功率增益为UE可用最大功率增益。通过公式计算得到等效传输码率λ_0e。

步骤406，计算授权的调制编码方式功率增益对应的等效可传输有效比特数Pdu_Size，查询E-DCH传输块映射表，取略小于或等于等效可传输有效比特数的TB；

步骤407，比较该TB大小TB_Size与UE的缓存量User_Buffer_Size大小，如果TB_Size＞User_Buffer_Size，执行步骤408，否则，执行步骤409；

步骤408，查询E-DCH传输块映射表，取略大于或等于User_Buffer_Size的TB大小作为本次调度实际传输的数据量大小TB_Size₀，执行步骤410；

步骤409，将当前TB大小TB_Size作为本次调度实际传输的数据量大小TB_Size₀；

步骤410，计算实际传输的数据量大小数据的单时隙单码道可传输数据量Pdu_SlotCode；

步骤411，查询功率增益-MCS  映射表，获取满足Pdu_Size_i-1≤Pdu_SlotCode≤Pdu_Size_i的两种MCS及其功率增益，并通过插值计算得到最终的功率增益，完成功率分配。

本步骤中，插值计算公式为：

${\mathrm{\β}}_e={\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λi}}+\frac{{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λ}(i+1)}-{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λi}}}{\mathrm{Pdu}\_\mathrm{Siz}{e}_{i+1}-\mathrm{Pdu}\_\mathrm{Siz}{e}_i}(\mathrm{Pdu}\_\mathrm{SlotCode}-\mathrm{Pdu}\_{\mathrm{Size}}_i)$

对进行插值计算得到的功率增益向上取整运算，根据向上取整得到的MCS功率增益，查询功率增益-MCS映射表即可得到授权功率。

由上述可见，本发明实施例的分配上行链路功率资源的方法，判断在分配的时隙内还有空闲码道资源或空闲的授权控制信道资源时，在不损失UE需求的通信性能的前提下，根据UE待传输的业务类型和传输要求，参照协议里规定的UE使用授权功率选择MCS的逆过程，在基站侧考虑传输码率由于固定步长变化对授权功率的影响，对按照现有技术分配给UE的授权功率进行调节，从而使基站侧分配给UE的授权功率与UE根据授权命令、功率增益-MCS映射表、TB表选择的功率增益相一致，从而可以最大限度地节省功率资源，适用于HSUPA和HSPA+上行系统；同时，节省的功率资源可用于调度其他UE，进而可提高系统码道资源利用率以及可容纳的最大UE数，有效提高了小区UE容量和吞吐量。

图5为本发明实施例分配上行链路功率资源的装置结构示意图。参见图5，该装置包括：物理资源存储模块、时隙和码道资源分配模块、功率资源分配判断模块、功率资源分配模块，其中，

物理资源存储模块，用于存储基站小区可用的物理资源；

时隙和码道资源分配模块，用于参考RNC发送的RRC信令和UE上报的调度信息，从物理资源存储模块获取可用的物理资源，为UE分配时隙和码道资源；

功率资源分配判断模块，用于根据物理资源存储模块中的可用的物理资源信息以及时隙和码道资源分配模块中为UE分配的时隙和码道资源信息，判断在分配的时隙内是否还有空闲码道资源或空闲的授权控制信道资源，如果是，向功率资源分配模块输出计算功率资源指示，否则，向功率资源分配模块输出分配功率资源指示；

功率资源分配模块，用于接收分配功率资源指示，将分配的时隙可提供的最大功率作为授权功率；接收计算功率资源指示，根据UE待传输的业务类型以及待传输数据量，按照预先设置的授权功率分配策略分配授权功率；

将授权功率与时隙和码道资源分配模块为UE分配的时隙和码道资源，携带在授权命令中，输出至UE。

图6为本发明实施例功率资源分配模块结构示意图。参见图6，该功率资源分配模块包括：第一功率资源分配单元、授权命令单元、业务类型判断单元、等效调制编码方式计算单元、等效可传输有效比特数计算单元、实际传输的数据量大小计算单元、单时隙单码道可传输数据量计算单元以及第二功率资源分配单元，其中，

第一功率资源分配单元，用于接收分配功率资源指示，将分配的时隙可提供的最大功率作为授权功率，输出至授权命令单元；

业务类型判断单元，用于接收计算功率资源指示，判断UE待传输的业务类型，如果为需要一次性传完、且不能或不用传输更多比特数的业务类型，向实际传输的数据量大小计算单元输出实际传输的数据量大小计算指示；否则，向等效调制编码方式计算单元输出计算指示；

等效调制编码方式计算单元，用于接收计算指示，查询RNC下发给基站的RRC信令中携带的功率增益-MCS映射表，得到最接近基站为UE授权的调制编码方式功率增益值的两个功率增益值及其对应的传输码率，进行计算得到等效传输码率，根据等效传输码率再次查询功率增益-MCS映射表，可以得到等效传输码率对应的等效调制编码方式，将等效MCS映射的每码片比特数输出至等效可传输有效比特数计算单元；

等效可传输有效比特数计算单元，用于按照UE选定的时隙数、SF以及等效MCS映射的每码片比特数计算等效可传输有效比特数，并输出至实际传输的数据量大小计算单元；

实际传输的数据量大小计算单元，用于接收实际传输的数据量大小计算指示，获取UE待传输的业务类型的业务数据量大小，查询E-DCH传输块映射表，获取略大于或等于业务数据量大小的TB作为实际传输的数据量大小，输出至单时隙单码道可传输数据量计算单元；

接收等效可传输有效比特数，查询E-DCH传输块映射表，获取略小于或等于等效可传输有效比特数大小的TB，根据获取的TB、UE的缓存量大小以及E-DCH传输块映射表，确定实际传输的数据量大小，并输出至单时隙单码道可传输数据量计算单元；

单时隙单码道可传输数据量计算单元，用于根据接收的实际传输的数据量大小计算单时隙单码道可传输数据量，输出至第二功率资源分配单元；

第二功率资源分配单元，用于根据接收的单时隙单码道可传输数据量计算最终的功率增益值，根据计算的最终的功率增益值获取授权功率，输出至授权命令单元；

授权命令单元，用于将授权功率与时隙和码道资源分配模块为UE分配的时隙和码道资源，携带在授权命令中，输出至UE。

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 (12)

1.一种分配上行链路功率资源的方法，其特征在于，该方法包括：

A、预先为用户设备UE分配时隙资源和码道资源，判断在分配的时隙内是否还有空闲码道资源或空闲的授权控制信道资源，如果是，执行步骤B，否则，执行步骤C；

B、在保持当前分配的码道资源不变的条件下，根据UE待传输的业务类型以及待传输数据量，按照预先设置的授权功率分配策略分配授权功率，将授权功率、时隙和码道资源，携带在授权命令中，输出至UE；

C、将分配的时隙可提供的最大功率作为授权功率，将授权功率、时隙和码道资源，携带在授权命令中，输出至UE；

步骤B中根据UE待传输的业务类型以及待传输数据量，按照预先设置的授权功率分配策略分配授权功率具体包括：

B11、判断UE待传输的业务类型，如果为需要一次性传完、且不能或不用传输更多比特数的业务类型，执行步骤B14，否则，执行步骤B12；

B12、查询获取授权的调制编码方式MCS功率增益对应的等效MCS，获取等效MCS映射的每码片比特数；

B13、根据等效MCS映射的每码片比特数、用户分配的时隙码道资源和码率计算授权的调制编码方式功率增益对应的等效可传输有效比特数；

B14、根据等效可传输有效比特数计算需要传输的传输块TB大小，获取实际传输的数据量大小；

B15、计算传输实际传输的数据量大小数据的单时隙单码道可传输数据量；

B16、根据单时隙单码道可传输数据量计算最终的功率增益值，根据计算的最终的功率增益值获取授权功率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B12中查询获取授权的调制编码方式MCS功率增益对应的等效MCS具体包括：

根据基站为UE授权的调制编码方式功率增益，查询无线网络控制器RNC下发给基站的基站应用部分NBAP信令中携带的功率增益-MCS映射表，得到最接近该授权的调制编码方式功率增益值的两个功率增益值及其对应的传输码率；

根据插值公式计算得到等效传输码率，等效传输码率和其对应的调制方式即为等效MCS。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述插值公式为：

${\mathrm{\λ}}_{0e}={\mathrm{\λ}}_0+\frac{{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λ}1}-{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λ}0}}{{\mathrm{\λ}}_1-{\mathrm{\λ}}_0}({\mathrm{\β}}_{0e}-{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λ}0})$

式中，

λ_0e为等效传输码率；

β_0e为授权的调制编码方式功率增益；

β_λ0、β_λ1为最接近β_0e的两个功率增益值；

λ₀、λ₁分别为β_λ0、β_λ1对应的传输码率。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B13中计算等效可传输有效比特数的公式为：

$\mathrm{Pdu}\_\mathrm{Size}=\frac{704}{\mathrm{SF}}\×B\×{\mathrm{\λ}}_{0e}\×{\mathrm{Slot}}_{\mathrm{num}}$

式中，

λ_0e为等效传输码率；

Pdu_Size为等效可传输有效比特数；

SF为扩频因子；

B为等效MCS映射的每码片比特数；

Slot_num为预先选定的时隙数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤B14具体包括：

根据获取的等效可传输有效比特数查询增强上行专用信道E-DCH传输块映射表，取略小于或等于等效可传输有效比特数大小的TB，将该TB大小TB_Size与UE的缓存量大小User_Buffer_Size进行比较：

如果TB_Size＞User_Buffer_Size，则再查询E-DCH传输块映射表，取略大于或等于User_Buffer_Size的TB大小作为实际传输的数据量大小TB_Size₀；

如果TB_Size≤User_Buffer_Size，则将该TB_Size作为实际传输的数据量大小TB_Size₀。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B14具体包括：

获取所述UE待传输的业务类型的业务数据量大小，查询增强上行专用信道E-DCH传输块映射表，获取略大于或等于业务数据量大小User_Buffer_SizeT的TB作为实际传输的数据量大小TB_Size0。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤B15中计算单时隙单码道可传输数据量的公式为：

$\mathrm{Pdu}\_\mathrm{SlotCode}=\frac{\mathrm{TB}\_{\mathrm{Size}}_0\×\mathrm{SF}}{16\×{\mathrm{Slot}}_{\mathrm{num}}}$

式中，Pdu_SlotCode为单时隙单码道可传输数据量。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤B16中根据单时隙单码道可传输数据量计算最终的功率增益值具体包括：

确定Pdu_Size_i≤Pdu_SlotCode≤Pdu_Size_i+1；

计算 ${\mathrm{\β}}_e={\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λi}}+\frac{{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λ}(i+1)}-{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\λi}}}{\mathrm{Pdu}\_{\mathrm{Size}}_{i+1}-\mathrm{Pdu}\_{\mathrm{Size}}_i}(\mathrm{Pdu}\_\mathrm{SlotCode}-\mathrm{Pdu}\_{\mathrm{Size}}_i);$

式中，Pdu_Size_i和β_λi分别为MCS_i所对应的单时隙单码道可传输数据量以及功率增益，i为自然数；MCS_i和MCS_i+1为功率增益-MCS映射表中连续两个相邻的调制编码方式；β_e为最终的功率增益值。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤B16中根据计算的最终的功率增益值获取授权功率具体包括：

对计算得到的最终的功率增益值向上取整作为最终的MCS功率增益，查询功率增益-MCS映射表得到授权功率。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述当前时隙可提供的最大功率为UE上报的UE传输功率空间、宽带接收总功率与服务小区和邻小区路损差之和中的较小值。

11.一种分配上行链路功率资源的装置，其特征在于，该装置包括：物理资源存储模块、时隙和码道资源分配模块、功率资源分配判断模块、功率资源分配模块，其中，

物理资源存储模块，用于存储基站小区可用的物理资源；

时隙和码道资源分配模块，用于参考无线网络控制器RNC发送的无线资源控制RRC信令和用户设备UE上报的调度信息，从物理资源存储模块获取可用的物理资源，为UE分配时隙和码道资源；

功率资源分配判断模块，用于根据物理资源存储模块中的可用的物理资源信息以及时隙和码道资源分配模块中为UE分配的时隙和码道资源信息，判断在分配的时隙内是否还有空闲码道资源或空闲的授权控制信道资源，如果是，向功率资源分配模块输出计算功率资源指示，否则，向功率资源分配模块输出分配功率资源指示；

功率资源分配模块，用于接收分配功率资源指示，将分配的时隙可提供的最大功率作为授权功率；接收计算功率资源指示，根据UE待传输的业务类型以及待传输数据量，按照预先设置的授权功率分配策略分配授权功率；

将授权功率与时隙和码道资源分配模块为UE分配的时隙和码道资源，携带在授权命令中，输出至UE。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述功率资源分配模块包括：第一功率资源分配单元、授权命令单元、业务类型判断单元、等效调制编码方式计算单元、等效可传输有效比特数计算单元、实际传输的数据量大小计算单元、单时隙单码道可传输数据量计算单元以及第二功率资源分配单元，其中，

第一功率资源分配单元，用于接收分配功率资源指示，将分配的时隙可提供的最大功率作为授权功率，输出至授权命令单元；

业务类型判断单元，用于接收计算功率资源指示，判断UE待传输的业务类型，如果为需要一次性传完、且不能或不用传输更多比特数的业务类型，向实际传输的数据量大小计算单元输出实际传输的数据量大小计算指示；否则，向等效调制编码方式计算单元输出计算指示；

等效调制编码方式计算单元，用于接收计算指示，查询RNC下发给基站的基站应用部分NBAP信令中携带的功率增益-调制编码方式MCS映射表，得到最接近基站为UE授权的MCS功率增益值的两个功率增益值及其对应的传输码率，进行计算得到等效传输码率，等效传输码率和其对应的调制方式即为等效MCS，将等效MCS映射的每码片比特数输出至等效可传输有效比特数计算单元；

等效可传输有效比特数计算单元，用于按照UE选定的时隙数、扩频因子SF以及等效MCS映射的每码片比特数计算等效可传输有效比特数，并输出至实际传输的数据量大小计算单元；

实际传输的数据量大小计算单元，用于接收实际传输的数据量大小计算指示，获取UE待传输的业务类型的业务数据量大小，查询增强上行专用信道E-DCH传输块映射表，获取略大于或等于业务数据量大小的传输块TB作为实际传输的数据量大小，输出至单时隙单码道可传输数据量计算单元；

接收等效可传输有效比特数，查询E-DCH传输块映射表，获取略小于或等于等效可传输有效比特数大小的TB，根据获取的TB、UE的缓存量大小以及E-DCH传输块映射表，确定实际传输的数据量大小，并输出至单时隙单码道可传输数据量计算单元；

单时隙单码道可传输数据量计算单元，用于根据接收的实际传输的数据量大小计算单时隙单码道可传输数据量，输出至第二功率资源分配单元；

第二功率资源分配单元，用于根据接收的单时隙单码道可传输数据量计算最终的功率增益值，根据计算的最终的功率增益值获取授权功率，输出至授权命令单元；

授权命令单元，用于将授权功率与时隙和码道资源分配模块为UE分配的时隙和码道资源，携带在授权命令中，输出至UE。

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