CN102625374B

CN102625374B - 一种功率调整方法

Info

Publication number: CN102625374B
Application number: CN201110031018.4A
Authority: CN
Inventors: 朱颖; 杨茜
Original assignee: Potevio Institute of Technology Co Ltd
Current assignee: Potevio Institute of Technology Co Ltd
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: CN102625374A

Abstract

本发明提供了一种功率调整方法，该方法根据用户实际传输的有效比特数，自适应地调整用户的下行发送功率，使得网络侧可以对不同用户采用足以满足需求又不浪费的发射功率，从而可以有效避免由于单码道固定发射功率所造成的功率浪费，又可以给需要提升传输速率的用户调配更大的发射功率。

Description

一种功率调整方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统的调度技术，特别是TD-SCDMA系统中的功率调整方法。

背景技术

作为TD-SCDMA系统的进一步演进，3GPP在R7中引入时分双工高速分组接入增强(High Speed Package Access Plus，HSPA+)技术。由HSDPA演进到HSPA+，数据传输呈现新的特点：CELL_DCH状态下的增强上行物理信道(E-PUCH)和高速共享数据信道(HS-DSCH)支持更加多样和灵活的业务，可以传输动态调度专用业务信道(DTCH)业务数据、半静态调度DTCH业务数据、专用控制信道(DCCH)信令数据、下行广播控制信道(BCCH)广播消息数据；在CELL_FACH状态下的数据传输不再使用随机接入信道(RACH)和前向接入信道(FACH)，而是和CELL_DCH状态一样使用E-PUCH和HS-DSCH高速共享传输信道，CELL_FACH状态下的数据传输速率得到提高，可传输的业务类型也更加灵活多样，可以传输动态调度DTCH业务数据、DCCH信令数据、CCCH信令数据、下行BCCH广播消息数据。

系统中存在许多小数据量的业务，比如小数据量的半静态传输的业务数据包、小数据量的重传数据包、以及小数据量的信令数据包等，对于这类业务，其业务数据量不多且业务数据的产生也不连续，但是对时延的要求较高，且较为重要。因此，1)在信道资源分配时尽量保证业务数据能够一次传完，分配的信道资源足以满足业务数据量，或许还有很大的余量；2)协议配置了HS-DSCH传输块映射表，规定了基站实际传输的有效信息比特数大小，传输块表中一共64种固定的传输块大小。对于小数据量业务，直接以数据量匹配传输块表即取大于等于数据量的传输块。

在链路自适应过程中，自适应调制编码(AMC)技术是在发送功率不变的情况下，利用编码速率和编码方案的改变实现链路自适应，在信道条件较好时采用码率高的编码方案，而当信道条件变差时，通过减少码率提高纠错性能以实现链路自适应。HSDPA发送的下行总功率等于HS-SCCH信道的总功率与HS-PDSCH信道的总功率之和，HS-PDSCH和HS-SCCH在每时隙的最大发射功率由RNC确定。由于不同用户间HS-SCCH信道的调制方式和所承载的数据量都是固定的，通常为各条HS-SCCH配置固定的发送功率。这样，每时隙HS-PDSCH的发送功率也是固定的，而每时隙HS-PDSCH对应的码道数是固定的，因此，折算到每个码道的发送功率也是固定的。各用户根据分配的码道数的多少，配置发送传输块时采用的发送功率大小。

在实际应用中，Node B侧能够根据用户设备(UE)反馈的CQI决定下一次发送的传输格式，使得HS-PDSCH信道的调制方式和所承载的数据量可以随着用户的业务需求和信道环境进行动态调整。具体过程为：UE通过测量下行物理信道(HS-PDSCH)的接收信号码功率或干扰信号码功率(RSCP/ISCP)进行信道估计。根据该估计结果，UE按照已知的HS-PDSCH资源分配状态选取合适的信道质量信息(CQI)进行反馈。该CQI包含传输块大小和调制方式两种信息，它为基站(Node B)提供了通过上次传输HS-DSCH解码得到的能够最大化单次传输吞吐量的编码速率的估计值。CQI的测量要求考虑Node B分配的HS-PDSCH资源。CQI的参考资源是指在一个单独的TTI内，UE接收的一组HS-PDSCH资源，上面承载一个完整的传输块。Node B可以用这些资源信息，通过承载CQI的HS-SICH和上一次给UE的HS-DSCH传输之间的相对定时关系得到CQI所包含的两个域：推荐传输块大小(RTBS)和推荐调制方式(RMF)。UE采用的这两个域的映射表与Node B侧在HS-SCCH采用的一致。Node B收到UE反馈的CQI后，将根据该CQI决定下一次发送的传输格式即MCS。

在现有系统中，功率增益和MCS(包括调制方式和传输码率)存在一定的对应关系。无线网络控制器(RNC)通过NBAP信令为基站配置了功率增益-MCS映射表，用于指导终端的E-TFC选择，功率增益-MCS映射表中每种调制方式和传输码率组合对应了一种功率增益值，其中传输码率以0.1为步长在一定范围内递增。下行传输同样可以应用该映射表，供基站选择调制和编码方案(MCS)时参考。

实际信道的可传输比特数、可传输信息比特数和调制方式以及编码效率的换算关系如下：其中，λ为对于选定的信道资源(即时隙码道资源)以及调制方式的编码效率，S表示所选择的传输块大小，R是HS-DSCH传输信道映射到物理信道的比特数。

通过上述分析可以看出，HS-PDSCH信道的调制方式和所承载的数据量随着用户的业务需求和信道环境能够动态调整，各用户每码道能够承载的数据量是不同的，这样，上述采用固定的单码道发送功率的配置方式显然存在着一定的浪费。特别是对于小数据量业务而言，由于业务数据量较小，分配的信道资源往往高于实际的业务数据量对应的传输块，而UE反馈的CQI提供的传输码率所能传的数据量大于实际需要传输的数据量，因为功率增益和MCS(包括调制方式和传输码率)存在一定的对应关系，那么传输待传数据量所需的功率并不需要达到实际采用的功率大小，由此带来发送功率的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种功率调整方法，该方法能减少发送功率的浪费。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种功率调整方法，该方法包括以下步骤：

a、对于当前子帧的各待调度用户反馈的信道质量信息CQI，将该CQI对应的调制编码方案MCS修正为在预设的单码道发送功率下的MCS；按照所述修正后的MCS，确定所述各待调度用户的调度优先级；选择调度优先级最高的待调度用户作为当前待调度用户；

b、判断当前是否存在当前子帧已调度用户所节约的单码道功率余量，如果是，则根据当前待调度用户提高传输MCS的需求，利用所述单码道功率余量对当前待调度用户进行MSC补偿，得到补偿后的MCS，根据所述补偿后的MCS，确定单位资源块的理论可传比特；否则，根据当前待调度用户的所述修正后的MCS，确定单位资源块的理论可传比特；

c、根据当前待调度用户的缓存数据量和所述单位资源块的理论可传比特数，确定需要分配给当前待调度用户的资源块大小，判断利用当前系统资源池中的空闲资源按照所述资源块大小为当前待调度用户分配资源后是否还有空闲资源，如果是，则执行步骤d，否则执行步骤f；

d、根据所述资源块大小，计算当前待调度用户本次调度时的实际传输码率；

e、根据所述实际传输码率，确定当前待调度用户实际的单码道发送功率相对于当前可使用的发送功率能够节约的单码道功率余量，根据当前待调度用户节约的单码道功率余量，确定下一待调度用户可获得的单码道功率余量，以及当前待调度用户实际的单码道发送功率，将所述实际的单码道发送功率配置给当前待调度用户，将所述下一待调度用户作为当前待调度用户，执行步骤b；

f、判断是否已对当前待调度用户进行了MSC补偿，如果是，则确定配置给当前待调度用户的单码道发送功率为所述预设的单码道发送功率与所述单码道功率余量之和；否则，确定配置给当前待调度用户的单码道发送功率为所述预设的单码道发送功率；

g、结束当前子帧的功率调整方法。

综上所述，本发明提出的功率调整方法，根据用户实际传输的有效比特数对用户的单码道发送功率进行调整，可以有效避免由于单码道固定发射功率所造成的功率浪费，同时还可以给需要提升传输速率的用户调配更大的发射功率。

附图说明

图1为本发明实施例一的流程示意图。

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。

本发明的核心思想是：基站在进行功率配置时，针对用户业务的特点或用户信道质量的差异，自适应地调整用户的下行发送功率，使得不同用户采用足以满足需求又不浪费的最匹配的发射功率，以有效减少发送功率的浪费。

图1为本发明实施例一的流程示意图，如图1所示，该实施例主要包括：

步骤101、对于当前子帧的各待调度用户反馈的信道质量信息CQI，将该CQI对应的调制编码方案MCS修正为在预设的单码道发送功率下的MCS；按照所述修正后的MCS，确定所述各待调度用户的调度优先级；选择调度优先级最高的待调度用户作为当前待调度用户。

这里需要说明的是，鉴于采用本发明后用户的下行发送功率不再固定，而是根据用户业务特点和信道环境实时调整用户间的发送功率，这样，由于功率调整补偿了某些UE的路径损耗，因此，UE无法获得真实的下行信道质量信息，而网络侧需要根据UE反馈的信道质量信息，通过比较这些信道质量信息对应的MCS，来确定调度的顺序，以尽量优先调度信道质量的用户，确保系统性能。可见，如果UE无法反馈准确的下行信道质量信息，将会影响到下行调度的准确性。为了避免这个问题，本步骤中，基站在确定各调度用户的调度优先级之前，先对UE反馈的CQI进行一定的修正，即先将根据UE反馈CQI得到的MCS(包括调制方式和传输码率)，转化为固定发送功率下的MCS，以反映UE实际的信道质量。这样，将当前子帧接收到的所有CQI对应的MCS均转化为固定发送功率下的MCS后，便可以通过比较各待调度用户的固定发送功率下的MCS，来准确的确定出各待调度用户的调度顺序，提高系统的调度性能。

本步骤中，确定所述各待调度用户的调度优先级可采用现有方法实现，在此不再赘述。

本步骤中，对于每个CQI，将该CQI对应的调制编码方案MCS修正为在预设的单码道发送功率下的MCS，具体可采用下述方法实现：

步骤a、基站根据该CQI得到对应的MCS，根据预设的MCS-功率增益表，得到该MCS对应的功率增益值β_CQI；

较佳地，可以利用插值法得到β_CQI，具体如下：

根据CQI反馈的MCS(包括调制方式RMF_CQI和传输码率λ_CQI)，查询MCS-功率增益表，得到与传输码率λ_CQI相邻的两个码率λ₀、λ₁及其对应的功率增益β_λ0、β_λ1，由关系式计算得到输出功率增益β_CQI。

步骤b、计算所述预设的单码道发送功率P_{code_fixed}与该CQI对应的实际单码道发送功率P_code的差Δβ；

步骤c、按照计算修正后的功率增益

步骤d、根据和所述MCS-功率增益表，得到修正后的MCS的传输码率和调制方式。

较佳地，可以利用插值法得到修正后的MCS的传输码率，具体方法为：

根据查询所述MCS-功率增益表，得到与相邻的两个功率增益β_λ0、β_λ1及其对应的传输码率λ₀、λ₁，由关系式计算得到修正后的MCS的传输码率相应地，根据通过查询所述MCS-功率增益表可以得到对应的调制方式。

步骤102、判断当前是否存在当前子帧已调度用户所节约的单码道功率余量，如果是，则根据当前待调度用户提高传输MCS的需求，利用所述单码道功率余量对当前待调度用户进行MCS补偿，得到补偿后的MCS，根据所述补偿后的MCS，确定单位资源块的理论可传比特；否则，根据当前待调度用户的所述修正后的MCS，确定单位资源块的理论可传比特。

这里，如果当前有上一调度用户所节约的单码道功率余量，则当前待调度用户可以利用该功率余量，因此这里首先利用当前所获得的单码道功率余量进行MCS补偿，这里进行MCS补偿时，需要考虑当前待调度用户提高传输MCS的需求，即只有在当前待调度用户有提高传输MCS需求时，才进行MCS补偿，例如，用户即使当前获得了MCS补偿，但是也可以在认为没必要进行MCS补偿时，不进行MCS补偿操作，或是在CQI低到一阈值时再执行MCS补偿操作，如此可灵活地满足用户需求。

本步骤中，所述单位资源块即由单码道单时隙确定的资源块，根据所述补偿后的MCS，确定单位资源块的理论可传比特的具体方法，已为本领域技术人员所掌握，在此不再赘述。

本步骤中，利用所述单码道功率余量对当前待调度用户进行MSC补偿，较佳地可采用下述步骤实现：

按照计算当前调度用户在获得所述单码道功率余量Δβ′之后得到的新的功率增益其中，为所述修正后的MCS对应的功率增益；

根据和所述MCS-功率增益表，得到进行所述补偿后的MCS的传输码率和调制方式。

较佳地，可以利用插值法根据得到补偿后的MCS，具体方法与前述步骤d的方法相同，在此不再赘述。

步骤103、根据当前待调度用户的缓存数据量和所述单位资源块的理论可传比特数，确定需要分配给当前待调度用户的资源块大小，判断利用当前系统资源池中的空闲资源按照所述资源块大小为当前待调度用户分配资源后是否还有空闲资源，如果是，则执行步骤104，否则执行步骤106。

本步骤中，如果判断出利用当前系统资源池中的空闲资源按照所述资源块大小为当前待调度用户分配资源后还有空闲资源，说明当前待调度用户非本子帧的最后一个可以调度的用户，因此，可以考虑按照待调度用户的实际需要为其配置功率，以节省功率资源给下一个待调度用户，如果判断出利用当前系统资源池中的空闲资源按照所述资源块大小为当前待调度用户分配资源后没有空闲资源了，说明当前待调度用户是本子帧的最后一个可以调度的用户，不需要再考虑节省功率资源了，因此，直接执行步骤106利用当前可用的功率资源进行功率配置。

步骤104、根据所述资源块大小，计算当前待调度用户本次调度时的实际传输码率。

在实际应用中，将按照λ＝S/R计算所述实际传输码率λ，其中，S为所述资源块大小能够传输的比特数，R为在当前待调度用户获得的最新MCS的调制方式下HS-DSCH传输信道映射到物理信道的比特数。具体地，首先，按照用户反馈的CQI中推荐的调制方式(RMF)来计算R值，如果按照公式λ＝S/R计算的λ小于该RMF的最小码率范围(最多只有三个调制方式等级，QPSK、16QAM和64QAM，每种调制方式对应一段范围的码率)，则将RMF的调制方式下调一个等级，如从16QAM下调为QPSK，再次计算R和λ，直到计算出的λ在对应的调制方式所涵盖的码率范围内。最终算出的λ可能小于CQI反馈的参考传输码率，同时调制方式等级也更低。

步骤105、根据所述实际传输码率，确定当前待调度用户实际的单码道发送功率相对于当前可使用的单码道发送功率能够节约的单码道功率余量，根据当前待调度用户节约的单码道功率余量，确定下一待调度用户可获得的单码道功率余量，以及当前待调度用户实际的单码道发送功率，将所述实际的单码道发送功率配置给当前待调度用户，将所述下一待调度用户作为当前待调度用户，执行步骤102。

这里需要说明的是，如果当前待调度用户已进行了所述MSC补偿，则所述当前可使用的单码道发送功率为所述补偿时获得的单码道功率余量与所述预设的单码道发送功率之和，否则，所述当前可使用的单码道发送功率为所述预设的单码道发送功率。

确定当前待调度用户实际的单码道发送功率相对于当前可使用的单码道发送功率能够节约的单码道功率余量，具体可采用下述方法：

根据所述MCS-功率增益表，得到所述实际传输码率对应的发送功率增益β₀；

较佳地，可以利用插值法得到β₀，具体方法与前述步骤a中得到功率增益值β_CQI的方法相同，在此不再赘述。

按照Δβ₁＝β₁-β₀，得到当前待调度用户实际的单码道发送功率相对于当前可使用的发送功率节约的单码道功率余量Δβ₁。

其中，当当前待调度用户已进行了所述MSC补偿时，β₁为所述补偿后的MSC对应的发送功率增益，当当前待调度用户未进行所述MSC补偿时，β₁为所述修正后的MSC对应的发送功率增益。

本步骤中，可以按照P′＝(P_now-Δβ₁)×Code_num，确定当前待调度用户实际的单码道发送功率。其中，Δβ₁为当前待调度用户节约的单码道功率余量，P_now为当前可使用的单码道发送功率，Code_num为当前待调度用户分配到的码道数。

本步骤中，可以按照Δβ_now＝Δβ₁×Code_num/Code_now，确定下一待调度用户可获得的单码道功率余量Δβ_now。

其中，Δβ₁为当前待调度用户节约的单码道功率余量，Code_num为当前待调度用户分配到的码道数，Code_now为当前待调度用户分配到码道之后系统中剩余的可用码道数。

步骤106、判断是否已对当前待调度用户进行了MSC补偿，如果是，则确定配置给当前待调度用户的单码道发送功率为所述预设的单码道发送功率与所述单码道功率余量之和；否则，确定配置给当前待调度用户的单码道发送功率为所述预设的单码道发送功率。

步骤107、结束当前子帧的功率调整方法。

通过上述技术方案可以看出，本发明具有如下优点：

(1)结合实际传输的有效比特数进行发送功率调整，采用与发送给用户的传输块匹配的发送功率，实现码资源和功率资源分配匹配，尽量避免不匹配造成的功率浪费，节省下来的功率资源可以用于同一时隙的其他用户，以提高其他用户的传输码率，进而提高整个系统的吞吐量。

(2)本发明可用于提高SPS传输的接入用户数。SPS用户的业务量较少且业务量较为稳定，特别是对于处于小区边缘的SPS用户，节省的功率余量可以提高MCS，那么业务传输需要的时隙和码资源减少，可接纳的SPS用户数提高。

(3)为进行HS-PDSCH用户间快速功率调整，对用户反馈的CQI进行一定的修正，根据用户反馈CQI得到的MCS(包括调制方式和传输码率)是在用户实际发送功率的条件下获得，将其转化为固定发送功率下的MCS，可以反映用户实际的信道质量。

(4)判断在可以提高单时隙可传输用户数和吞吐量时才进行功率调整，避免盲目的计算，最大限度的降低算法的计算量。

综上所述，以上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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种功率调整方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

b、判断当前是否存在当前子帧已调度用户所节约的单码道功率余量，如果是，则根据当前待调度用户提高传输MCS的需求，利用所述单码道功率余量对当前待调度用户进行MCS补偿，得到补偿后的MCS，根据所述补偿后的MCS，确定单位资源块的理论可传比特；否则，根据当前待调度用户的所述修正后的MCS，确定单位资源块的理论可传比特；

e、根据所述实际传输码率，确定当前待调度用户实际的单码道发送功率相对于当前可使用的单码道发送功率能够节约的单码道功率余量，根据当前待调度用户节约的单码道功率余量，确定下一待调度用户可获得的单码道功率余量，以及当前待调度用户实际的单码道发送功率，将所述实际的单码道发送功率配置给当前待调度用户，将所述下一待调度用户作为当前待调度用户，执行步骤b；

f、判断是否已对当前待调度用户进行了MCS补偿，如果是，则确定配置给当前待调度用户的单码道发送功率为所述预设的单码道发送功率与所述单码道功率余量之和；否则，确定配置给当前待调度用户的单码道发送功率为所述预设的单码道发送功率；

g、结束当前子帧的功率调整方法。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中将该CQI对应的调制编码方案MCS修正为在预设的单码道发送功率下的MCS包括：

基站根据该CQI得到对应的MCS，根据预设的MCS-功率增益表，得到该MCS对应的功率增益值β_CQI；

计算所述预设的单码道发送功率P_{code_fixed}与该CQI对应的实际单码道发送功率P_code的差Δβ；

按照β′_CQI＝β_CQI+Δβ，计算修正后的功率增益β′_CQI；

根据β′_CQI和所述MCS-功率增益表，得到修正后的MCS的传输码率和调制方式。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤b中的利用所述单码道功率余量对当前待调度用户进行MCS补偿包括：

按照β″_CQI＝β′_CQI+Δβ′，计算当前调度用户在获得所述单码道功率余量Δβ′之后得到的新的功率增益β″_CQI，其中，β′_CQI为所述修正后的MCS对应的功率增益；

根据β″_CQI和所述MCS-功率增益表，得到进行所述补偿后的MCS的传输码率和调制方式。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤e中，如果当前待调度用户已进行所述MCS补偿，则所述当前可使用的单码道发送功率为所述补偿时获得的单码道功率余量与所述预设的单码道发送功率之和，否则，所述当前可使用的单码道发送功率为所述预设的单码道发送功率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤e中确定当前待调度用户实际的单码道发送功率相对于当前可使用的单码道发送功率能够节约的单码道功率余量包括：

按照Δβ₁＝β₁-β₀，得到当前待调度用户实际的单码道发送功率相对于当前可使用的单码道发送功率节约的单码道功率余量Δβ₁；

其中，当当前待调度用户已进行了所述MCS补偿时，β₁为所述补偿后的MCS对应的发送功率增益，当当前待调度用户未进行所述MCS补偿时，β₁为所述修正后的MCS对应的发送功率增益。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤e中按照P′＝(P_now-Δβ₁)×Code_num，确定当前待调度用户实际的单码道发送功率，其中，Δβ₁为当前待调度用户节约的单码道功率余量，P_now为当前可使用的单码道发送功率，Code_num为当前待调度用户分配到的码道数。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤e中按照Δβ_now＝Δβ₁×Code_num/Code_now，确定下一待调度用户可获得的单码道功率余量Δβ_now，其中，Δβ₁为当前待调度用户节约的单码道功率余量，Code_num为当前待调度用户分配到的码道数，Code_now为当前待调度用户分配到码道之后系统中剩余的可用码道数。