CN108551687A - 一种用于lte通信系统的上行功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于LTE通信系统的上行功率控制方法，其特征在于：基站侧给各传输功率控制组tpc‑group及所包含的用户UE分别配置计时器，并根据调度时UE的业务状态实时更新；根据计数器选择满足条件的tpc‑group加入候选列表，按大小排序结果依次给相应的tpc‑group分配调度完成后剩余的CCE资源；最后下发TPC命令字，所述TPC命令字为传输功率控制命令字。本发明支持在用户一段时间没有上/下行业务时没有上/下行授权下发TPC命令字的场景下，通过选择合适的tpc‑group下发TPC命令字，以达到充分利用信道资源、减少信令开销、及时有效地调整上行发射功率保证基站上/下行吞吐量的目的。

Description

一种用于LTE通信系统的上行功率控制方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其是涉及一种用于LTE(Long Term Evolution，长期演进)通信系统的上行功率控制方法。

背景技术

在LTE通信系统中，由于用户(UE)在服务小区内的路径损耗，不合理的上行发射功率会产生小区间干扰，增加用户的电池损耗缩短使用寿命，从而影响系统的整体业务性能。当用户在做上/下行数据业务时可以实时利用上/下行授权下发TPC命令字(TransmitPower Control Command，传输功率控制命令字)，方便用户对上行信号发射功率进行调整，但在实际应用场景中，用户位置具有时移性，数据业务量也具有不确定性，当由于位置发生变化使得用户一段时间没有数据业务时，会导致基站无法及时有效地下发TPC命令字，功率调整滞后可能导致终端上/下行性能变差，从而影响基站的上/下行吞吐量。

目前对于用户在没有上/下行数据业务的情况下，上行发射功率调整的问题有多种实现方案。第一种是将用户信息加入到命令字TPC3/3A(Transmit Power Control 3/3A，传输功率控制3/3A)队列中，当队列非空时，在PDCCH(Physical Downlink ControlChannel，物理下行控制信道)剩余资源上组包TPC命令字下发，这种方案能够非常有效地对上行发射功率进行调整，但是当上/下行无数据业务时间较长时，会造成基站侧和用户间通信频繁，增加耗电量，减少终端使用时长，使得用户体验变差；第二种是给每个tpc-group(transmit power control-group，传输功率控制组)配置一个定时器，超时则触发对该组用户的功控，这种方案降低了基站侧和用户通信频繁性，但由于每次只能对一组用户下发TPC命令字进行上行发射功率调整，时效性降低，且PDCCH公共空间中CCE资源不能得到充分利用。

本发明基于上述的两种现有技术实现方案的缺陷，提出一种用于LTE通信系统的上行功率控制方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：在用户进行上/下行数据业务时，由于位置变化的原因导致用户一段时间没有数据业务的场景下，基站如何通过选择更合适的tpc-group下发TPC命令字，以达到充分利用信道资源、减少信令开销、及时准确地调整上行发射功率保证基站的上/下行吞吐量。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案为一种用于LTE通信系统的上行功率控制方法，基站侧给各传输功率控制组tpc-group及所包含的用户UE分别配置计时器，并根据调度时UE的业务状态实时更新；根据计数器选择满足条件的tpc-group加入候选列表，按大小排序结果依次给相应的tpc-group分配调度完成后剩余的CCE资源；最后下发TPC命令字，所述TPC命令字为传输功率控制命令字。

而且，实现过程包括在基站中执行以下步骤，

1)UE接入过程中，基站侧给各UE配置tpc无线网络临时标识tpc-rnti、tpc索引tpc-index和计时器，并按照tpc-group进行统一管理，同时给各tpc-group配置计时器T_{tpc_rnti}；

2)调度时根据UE是否做上行或下行数据业务，更新UE计时器及UE所属的tpc-group计时器T_{tpc_rnti}，将T_{tpc_rnti}与门限值T_th进行比较，如果T_{tpc_rnti}≥T_th，则该tpc-group加入候选列表中；

3)对候选列表中所有tpc-group的计时器T_{tpc_rnti}进行排序，数值大的优先分配CCE资源，按排序结果依次给相应的tpc-group分配公共空间的CCE资源；

4)使用PDCCH DCI format3/3A给成功分配到CCE资源的tpc-group下发TPC命令字，所述PDCCH DCI format3/3A为PDCCH下行控制信息格式3/3A。

而且，步骤2)中，对每个tpc-group分别处理，包括对tpc-group中的UE业务状态进行判断，如果有业务，则将该UE计时器清零，否则UE计时器加1；待tpc-group内所有UE计时器更新完后再更新tpc-group计时器T_{tpc_rnti}；如果T_{tpc_rnti}≥T_th，则该tpc-group的所有UE加入候选列表中。

而且，在每个无线帧执行步骤2)～4)，门限值T_th在每个无线帧的子帧0进行滤波更新。

而且，所述门限值T_th的更新方式如下，

T_th＝X_n-1×α+X_n×(1-α)

其中，X_n-1是上一个无线帧所有未调度UE的计时器的平均值，X_n是当前帧所有未调度UE的计时器平均值，α为滤波因子。

而且，α优选取值范围0.9～1。

而且，步骤3)中，如果某tpc-group的CCE资源分配成功，则该tpc-group的计时器T_{tpc_rnti}清零，同时tpc-group中所有UE_i的计时器T_i清零。

本发明所述的一种用于LTE通信系统的上行功率控制方法，在用户一段时间没有上/下行业务时没有上/下行授权下发TPC命令字的场景下，通过选择合适的tpc-group下发TPC命令字，以达到充分利用信道资源、减少信令开销、及时有效地调整上行发射功率保证基站上/下行吞吐量的目的。本技术方案门限值设置方便，选择tpc-group灵活，均能够根据系统实际情况进行适当调整，流程处理复杂度低便于实现，且与数据业务功控流程相互独立，在增加较小计算复杂度的情况下，与数据业务功控流程相结合，能够很好地提升整个系统的性能稳定性，具有实用价值。

附图说明

图1为本发明实施例流程图。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明技术方案作进一步详细说明。

本发明通过基站侧对所有UE按tpc-group进行统一管理，给各tpc-group及所包含的UE均配置计时器，并根据UE的业务状态实时更新，更新后的tpc-group计时器T_{tpc_rnti}与门限值T_th进行比较，大于等于门限值的tpc-group加入候选列表，并对候选列表中所有T_{tpc_rnti}按从大到小进行排序，按排序结果依次给相应的tpc-group分配调度完成后剩余的CCE资源，最后使用PDCCH DCI format3/3A(PDCCH Downlink Control Informationformat 3/3A，PDCCH下行控制信息格式3/3A)对分配到CCE资源的tpc-group下发TPC命令字。

参见附图1，实施例所提供用于LTE通信系统的上行功率控制方法包含以下步骤：

1)UE接入过程中，基站侧给各用户UE配置tpc-rnti(tpc-radio networktemporary identifier，tpc无线网络临时标识)、tpc-index(tpc索引)和计时器，并按照传输功率控制组tpc-group进行统一管理，同时给各传输功率控制组tpc-group配置计时器T_{tpc_rnti}；

实施例中，步骤1)采用以下子步骤，

步骤101，当任一用户UE_i接入过程中，基站侧给用户端UE_i配置tpc-rnti和tpc-index；

步骤102，基站侧将所有接入的用户UE_i按传输功率控制组tpc-group进行统一管理，即一个tpc无线网络临时标识tpc-rnti对应一个传输功率控制组tpc-group，每个tpc-group中最大UE数为N，这些UE_i具有相同的tpc-rnti，且通过tpc-index进行区分；

这里，N是PDCCH DCI format3/3A能够支持的最大tpc-index数，标准协议规定，本发明不再赘述；

步骤103，基站侧给各tpc-group及各tpc-group所包含的每个用户UE_i均配置计时器，这里，设某用户UE_i计时器为T_i，表示该用户UE_i连续未被调度的TTI数，设某tpc-group计时器为T_{tpc_rnti}，T_{tpc_rnti}＝MAX{T_i}，i∈(0，N-1)，表示该tpc-group连续未被调度的TTI数，即一个传输功率控制组tpc-group的计时器T_{tpc_rnti}取值为组内所有用户UE₀、UE₁…UE_N-1的计时器的最大值，并统计传输功率控制组tpc-group的总数为K，即共有K个tpc-group；

2)调度时根据UE是否做上/下行数据业务，更新UE计时器及UE所属的tpc-group计时器T_{tpc_rnti}，将T_{tpc_rnti}与门限值T_th进行比较，如果T_{tpc_rnti}≥T_th，则该tpc-group加入候选列表中；

实施例中，步骤2)采用以下子步骤，

步骤201，令k为初始值为1的整数，表示当前处理的传输功率控制组tpc-group为第一个tpc-group；

步骤202，对当前处理的传输功率控制组tpc-group的组内所有用户UE_i进行遍历，如果某用户UE_i有上/下行数据业务传输，则将该用户相应的计时器T_i清零，且按上/下行授权下发TPC命令字；如果没有，则该用户相应的计时器T_i加1，i∈(0，N-1)；依据以上标准，更新该tpc-group组内所有UE_i的计时器T_i；

本步骤中，如果UE_i有上行或下行数据业务传输，都将计时器T_i清零，上行对应pusch功控，下行对应pucch功控，二者流程相同；

步骤203，根据步骤201的结果，更新tpc-group计时器T_{tpc_rnti}＝MAX{T_i}；

步骤204，如果k≥K，说明所有传输功率控制组tpc-group的计时器更新处理完毕，进入步骤205；否则k++，取当前处理的传输功率控制组tpc-group为下一个tpc-group并重复步骤202～203；

通过步骤201～204，完成所有tpc-group组内所有UE_i计时器T_i及tpc-group计时器T_{tpc_rnti}的更新；

步骤205，更新门限值T_th。

这里T_th＝X_n-1×α+X_n×(1-α),其中，X_n-1是上一个无线帧所有未调度UE的计时器的平均值，X_n是当前帧所有未调度UE(即针对当前帧执行步骤201～204所得所有没有上/下行数据业务传输的用户)的计时器平均值，初始值X₀设为10；n是门限值滤波次数，初始值为1，每次滤波更新后自加1；α为滤波因子，取值范围是0～1。因此，T_th由历史值和当前值共同决定，α值越大，表示门限值T_th受历史值影响越大，反之，受当前值影响越大。考虑到本发明的初衷是适当减少TPC命令下发，故应该受历史值影响较大，建议α优选取值范围0.9～1。

门限值T_th在每个无线帧的子帧0滤波更新(一个无线帧的时长是10ms，每个无线帧分为10个长度为1ms的子帧，编号为0,1，…,9)，即如果当前的子帧号为0，且与上次更新相隔10ms，则按T_th＝X_n-1×α+X_n×(1-α)更新T_th，否则，T_th值保持不变。

所有未调度UE，是统计所有tpc-group内未调度的UE。

步骤206，令k为初始值为1的整数，表示当前处理的传输功率控制组tpc-group为第一个tpc-group；

步骤207，将tpc-group计时器T_{tpc_rnti}与门限值T_th进行比较，如果T_{tpc_rnti}≥T_th，则将该tpc-group加入候选列表；否则，不加入；

步骤208，如果k≥K，说明所有传输功率控制组tpc-group的判别处理完毕，则进入步骤3)，否则k++，取当前处理的传输功率控制组tpc-group为下一个tpc-group且重复步骤206；

通过步骤206～208，对所有tpc-group的计时器进行比较，将满足条件的tpc-group加入候选列表。

3)候选列表中所有tpc-group的计时器T_{tpc_rnti}按从大到小排序，数值大的具有优先分配CCE资源的资格，按排序结果依次给相应的tpc-group分配公共空间的CCE资源；

步骤3)采用以下子步骤，

步骤301，统计候选列表中的tpc-group数量M，如果M＝0，表示没有tpc-group可以下发TPC命令字，因此不做处理；否则，对候选列表中所有tpc-group的T_{tpc_rnti}按从大到小进行排序，T_{tpc_rnti}值大的具有优先分配CCE资源的资格；

步骤302，根据排序结果依次给对应的tpc-group分配调度完成后PDCCH公共空间剩余的CCE资源，如果某tpc-group的CCE资源分配成功，则该tpc-group的计时器T_{tpc_rnti}清零，同时tpc-group中所有UE_i的计时器T_i清零；否则，不处理；

4)使用PDCCH DCI format3/3A给成功分配到CCE资源的tpc-group下发TPC命令字，实现上行功率控制；

通过以上步骤，基站侧选择符合条件的tpc-group分配调度完成后剩余的CCE资源并下发TPC命令字，实现充分利用信道资源、减少信令开销、及时有效地调整上行发射功率保证基站侧上/下行吞吐量的目的。在调度器开启时，每个TTI都会执行步骤2)～4)，以实现实时调整。

具体实施时，本发明所提供方法可基于软件技术实现自动运行流程。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于LTE通信系统的上行功率控制方法，其特征在于：基站侧给各传输功率控制组tpc-group及所包含的用户UE分别配置计时器，并根据调度时UE的业务状态实时更新；根据计数器选择满足条件的tpc-group加入候选列表，按大小排序结果依次给相应的tpc-group分配调度完成后剩余的CCE资源；最后下发TPC命令字，所述TPC命令字为传输功率控制命令字。

2.根据权利要求1所述用于LTE通信系统的上行功率控制方法，其特征在于：实现过程包括在基站中执行以下步骤，

1)UE接入过程中，基站侧给各UE配置tpc无线网络临时标识tpc-rnti、tpc索引tpc-index和计时器，并按照tpc-group进行统一管理，同时给各tpc-group配置计时器T_{tpc_rnti}；

2)调度时根据UE是否做上行或下行数据业务，更新UE计时器及UE所属的tpc-group计时器T_{tpc_rnti}，将T_{tpc_rnti}与门限值T_th进行比较，如果T_{tpc_rnti}≥T_th，则该tpc-group加入候选列表中；

3)对候选列表中所有tpc-group的计时器T_{tpc_rnti}进行排序，数值大的优先分配CCE资源，按排序结果依次给相应的tpc-group分配公共空间的CCE资源；

4)使用PDCCH DCI format3/3A给成功分配到CCE资源的tpc-group下发TPC命令字，所述PDCCH DCI format3/3A为PDCCH下行控制信息格式3/3A。

3.根据权利要求2所述用于LTE通信系统的上行功率控制方法，其特征在于：步骤2)中，对每个tpc-group分别处理，包括对tpc-group中的UE业务状态进行判断，如果有业务，则将该UE计时器清零，否则UE计时器加1；待tpc-group内所有UE计时器更新完后再更新tpc-group计时器T_{tpc_rnti}；如果T_{tpc_rnti}≥T_th，则该tpc-group的所有UE加入候选列表中。

4.根据权利要求3所述用于LTE通信系统的上行功率控制方法，其特征在于：在每个无线帧执行步骤2)～4)，门限值T_th在每个无线帧的子帧0进行滤波更新。

5.根据权利要求4所述用于LTE通信系统的上行功率控制方法，其特征在于：所述门限值T_th的更新方式如下，

T_th＝X_n-1×α+X_n×(1-α)

其中，X_n-1是上一个无线帧所有未调度UE的计时器的平均值，X_n是当前帧所有未调度UE的计时器平均值，α为滤波因子。

6.根据权利要求5所述用于LTE通信系统的上行功率控制方法，其特征在于：α优选取值范围0.9～1。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述用于LTE通信系统的上行功率控制方法，其特征在于：步骤3)中，如果某tpc-group的CCE资源分配成功，则该tpc-group的计时器T_{tpc_rnti}清零，同时tpc-group中所有UE_i的计时器T_i清零。