CN1155182C - 基于混合自动重传机制的功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于混合自动重传机制的功率控制方法，该方法通过用户端对接收到的数据包进行校验，当结果正确时，向基站反馈ACK消息，由基站按照上一个数据包的发射功率发送下一个数据包，否则，向基站反馈NACK消息，以及接收到的数据包的质量信息，基站根据所述数据包的质量信息，调整重传数据包的发射功率，并重新发送所述数据包，采用上述方案对发送失败的数据包重传时根据数据包的总质量信息配以不同的发射功率，从而可以在保证数据包重传效率的基础上，最大限度地减少系统的资源消耗，减少不同用户之间的信号干扰。

Description

基于混合自动重传机制的功率控制方法

技术领域：

本发明涉及无线通信系统中的功率控制方法，具体涉及在混合自动重传请求机制下的功率控制方法。

背景技术：

在WCDMA(宽带码分多址)系统中，电路交换的数据和包交换的数据具有不同的特性。电路交换的数据具有实时特点，可忍受一定的误包；包交换数据通常可忍受一定的时延，对误包要求尽量低。为了保证包交换数据的正确，通常采用HARQ(混合自动重传请求)机制，通过用户端对每一个TTI(传输时间间隔)接收到的数据进行校验，来判断接收的数据是否正确。如果接收的数据正确，则向基站返回确认信息(ACK，Acknowledge)；如果不正确，则返回不确认信息(NACK，NotAckowledge)信息，基站在接收到NACK信息后，将相应发送失败的数据包重新发送，由用户端再进行检验后，反馈回ACK或NACK信息，直到用户端正确接收该数据包。通过上述的HARQ机制，可以保证由于信道情况变化造成的数据包误码得以通过重传解决，进而保证接收数据的正确。

由于信道条件的恶化将导致数据包的传输错误，解决这种问题的一种方法是在HARQ机制下谋求解决。采用这种方法时，为了提高数据包的重传效率，重传解码可充分利用先前失败数据包的信息。如果第一次发送和重传发送的数据包一样，则重传接收解码时根据两次发送数据包的质量进行合并，以提高解码正确率；如果重传发送的是第一次发送数据包的增量信息，不能单独解码，需要和第一次发送数据包拼凑才能解码，相对于第一次失败的数据包，由于增加了冗余纠错信息，也可以提高解码正确率。

解决数据包的传输错误的另一种方法是根据信道衰落等条件的变化进行快速功率控制。即在每个时隙传送数据时调整数据包的发送功率，所述调整是依据接收端对信道质量的估计，即信干比(SIR，Signal InterfernceRatio，信号和干扰的功率比值)估计。SIR差时，提高发射功率；SIR过好时，降低发射功率。

在WCDMA系统中，为了能够更高速地通过无线空中接口传送数据，引入了高速下行共享信道(HS-DSCH，High Speed Downlink SharedChannel)，通常用户、功率越大，所占这个小区(Cell)的资源就越多，对其他用户的干扰就越大。相对于一般的语音和数据用户来说，HS-DSCH的用户是下行资源消耗和负荷很重的用户。因此对于HS-DSCH信道来说，在链路通信过程中，不进行一般意义上的功控，而是保持下行的发射功率基本不变。对信道变化的响应，通过HARQ重传来解决瞬时的误码，通过AMC(Adaptive Modulation and Coding)来适应信道衰落的变化。这样可以避免增加功率导致的系统资源崩溃或无法提供资源而导致的HS-DSCH质量下降。

由上所述，尽管在HS-DSCH中禁止功率控制会带来很多好处，并且有HARQ和AMC机制来适应信道的变化，保证传送质量。但是，在一些瞬时的场合，例如基站重传数据包时，由于可以充分利用先前失败数据包的信息，合并后的解码前数据包质量可能已远高于正确解码的要求，这对于WCDMA系统来说，意味着是一种资源的浪费。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于混合自动重传机制的功率控制方法，使用该方法能减少系统的资源消耗和用户间信号的相互干扰。

为达到上述目的，本发明提供的基于混合自动重传机制的功率控制方法，包括：

(1)基站按照确定的发射功率向用户端发送数据包；

(2)用户端对接收到的数据包进行校验，如果结果正确，向基站反馈ACK消息，由基站按照上一个数据包的发射功率发送下一个数据包，否则，

(3)向基站反馈NACK消息，以及接收到的数据包的质量信息；

(4)基站根据所述数据包的质量信息，调整重传数据包的发射功率，并重新发送所述数据包；所述调整重传数据包的发射功率，是在所述数据包的重传时刻，根据反馈的数据包质量信息，确定降低重传数据包发射功率的幅度。

所述数据包的质量信息可以根据传输信道的SIR判定。

所述方法还包括：

划分数据包的质量等级，创建数据包的质量等级表，用以确定接收到的数据包质量等级。

创建反馈的数据包质量信息与功率调整幅度的功率调整表，用以确定重传数据包时的发射功率调整幅度。

在本发明所述的方法中，在通过HARQ机制进行数据包的重传时，由于用户端对接收到的数据包进行校验，当检验如果不正确时，向基站反馈NACK消息以及接收到的数据包的质量信息，由基站根据所述数据包的质量信息，调整重传数据包的发射功率，并重新发送所述数据包，所述调整重传数据包的发射功率，是在所述数据包的重传时刻，根据反馈的数据包质量信息，确定降低重传数据包发射功率的幅度，采用上述方案对发送失败的数据包重传时根据数据包的总质量信息配以不同的发射功率，从而可以在保证数据包的重传效率的基础上，最大限度地减少系统的资源消耗，减少不同用户之间的信号干扰。

附图说明：

图1是本发明所述方法的第一个实施例流程图；

图2是本发明所述方法的第二个实施例流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

在WCDMA系统的高速数据传输中，为了提高数据的传输速度，增加实时响应能力，数据业务往往采用HARQ技术，使用分组数据包的形式传输。基站的每个传输时间间隔(TTI)内的数据包都通过附加循环冗余校验码(CRC，Cyclic Redundancy Code)，用户端在接收时通过CRC对该TTI之内的接收解码数据进行校验，来判断接收的数据是否正确，如果正确，则返回确认信息(ACK)；如果不正确，则返回不确认信息(NACK)，发送方在接收到NACK信息后，重新传输该数据包，接收方再进行CRC检验，反馈回ACK和NACK信息。

在系统中，为提高数据传输的效率，适应信道衰落等条件的变化，还根据对信道传输质量的判断，调整信号的发射功率。由于在HARQ机制下数据包的重传处理不只是对最新一次传送的数据包进行正确性判断，而是将第一次传送的数据包的质量和所有该数据包每一次重传的质量相加进行判断和处理，由于可以充分利用先前失败数据包的消息，使得解码前的数据包可能远远高于正确解码的要求，从而导致系统资源的浪费，同时，不恰当的功率控制加剧用户间信号的干扰。

基于以上分析，对于传输失败的数据包，可以通过NACK信息反馈失败数据包的质量，从而确定是否重传时的功率控制，使得已经获得的数据包质量与发射信号的功率控制的目标相适应。

图1是本发明所述方法的第一个实施例流程图。按照图1实施本发明，首先应划分数据包的质量等级，创建数据包的质量等级表，依据该表确定用户端接收到的数据包质量等级。本例中的质量等级表具有三个质量等级，较好、一般和较差，分别用NACK_Good、NACK_Normal和NACK_Bad表示。如下表所示：

质量等级	代表信息
		较好	NACK_Good
一般	NACK_Normal
		较差	NACK_Bad

所述数据包的质量等级信息可以根据传输信道的SIR(信干比)判定。此外还要创建反馈的数据包质量信息与功率调整幅度的功率调整表，用以确定重传数据包时的发射功率调整幅度。参考下表：

数据包质量(NACK级别)	功率调整幅度
		NACK_Good	降低A dB
NACK_Normal	降低B dB
		NACK_Bad	降低0 dB

也就是说，若在用户端接收解码失败的数据包SIR估计质量较好，则反馈NACK_Good信息；若SIR估计质量一般，则反馈NAGK_Normal信息；若SIR估计质量一般，则反馈NACK_Bad信息。基站端在接收到反馈信息后，在重传时刻，若反馈信息为NACK_Good，则降低重传数据包的功率，降低幅度为A dB；若反馈信息为NACK_Normal，则降低重传数据包功率的幅度为B dB，其中B≥0，A≥B。若反馈信息为NACK_Bad，则不降低重传数据包的功率，也不增加功率。

按照图1，当基站按照确定的发射功率向用户端发送数据包后，仍然保留该数据包，直到接收到ACK反馈信息后才将其丢弃。这样，用户端作为接收方在步骤101接收基站发送过来的数据包，即发送方发来的数据包，对该数据包进行解码校验，然后在步骤102判断校验结果是否正确，如果结果正确，正在步骤103向基站反馈ACK消息，由基站在步骤104按照上一个数据包的发射功率发送下一个数据包，否则，基站根据所述数据包的质量信息，调整重传数据包的发射功率，并重新发送所述数据包；所述调整重传数据包的发射功率，是在所述数据包的重传时刻，根据反馈的数据包质量信息，确定增加或降低重传数据包发射功率的幅度；上述过程在本里中按如下步骤实现：在步骤105向基站反馈NACK消息，以及接收到的数据包的质量信息，所述质量信息通过反馈的NACK级别得到；接着在步骤106判断NACK级别是否为NACK_Good，如果是，在步骤108使重传数据包的发射功率在上一次发射功率的基础上降低A dB，否则在步骤107判断NACK级别是否为NACK_Normal，如果是，在步骤109使重传数据包的发射功率在上一次发射功率的基础上降低B dB，否则在步骤110使重传数据包的发射功率在上一次发射功率的基础上保持不变，在上述功率调整完毕后重传数据包。

上述确定重传数据包时的发射功率调整幅度，也可以参考专用信道上的TPC命令进行。具体参考图2所示的本发明所述方法的第二个实施例流程图。图2中，当TPC命令解析后发送方需要调整发射功率C dB时(本例中C有可能为负值；C＞0值，表明信道情况较差，需要增加该用户的专用信道的发射功率以保证传输质量；C＝0，表明信道情况较好，不需要调整功率；C＜0，表明该用户现在的信道情况相当好，降低功率也可以保证传送质量)，相对于图1所示的方案，重传数据包发送时的功率变化为，1)A-C，当NACK_Good时，且A-C≥0；2)B-C，当NACK_Normal时，且B-C≥0；3)否则除1)、2)外，不改变发射功率。具体如下属过程所述：

当基站按照确定的发射功率向用户端发送数据包后，用户端作为接收方在步骤201接收基站发送过来的数据包，即发送方发来的数据包，对该数据包进行解码校验，然后在步骤202判断校验结果是否正确，如果结果正确，正在步骤203向基站反馈ACK消息，由基站在步骤204按照上一个数据包的发射功率发送下一个数据包，否则，在步骤205根据SIR估计得到数据质量向基站反馈NACK级别消息，基站，即数据包发送方在步骤206通过TPC命令解析获得专用信道的功率调整值C dB，在步骤207判断用户端反馈的NACK级别是否为NACK_Good，如果是，在步骤208判断A-C是否大于0，如果大于0，则在步骤209使数据包发射功率降低A-C dB，否则不降低发射功率，在步骤213维持原来的发射功率；如果在步骤207判断用户端反馈的NACK级别不为NACK_Good，则在步骤210判断用户端反馈的NACK级别是否为NACK_Normal，如果是，在步骤211判断B-C是否大于0，如果大于0，则在步骤212使数据包发射功率降低B-C dB，否则也不降低发射功率，而在步骤213维持原来的发射功率；如果在步骤210判断用户端反馈的NACK级别不为NACL_Normal，则仍在步骤213维持原来的发射功率。在上述功率调整完毕后重传数据包。

需要说明，上述数据包的质量等级表和功率调整表的内容实际中可以根据仿真或实验确定。

本发明的功率调整只涉及高速共享信道重传数据包，并且只降低重传数据包的功率以减少干扰。对于非重传数据包，仍然用事先设定的功率发射。

Claims (8)

1、一种基于混合自动重传机制的功率控制方法，包括：

(1)基站按照确定的发射功率向用户端发送数据包；

(2)用户端对接收到的数据包进行校验，如果结果正确，向基站反馈ACK消息，由基站按照上一个数据包的发射功率发送下一个数据包，否则，

(3)向基站反馈NACK消息，以及接收到的数据包的质量信息；

(4)基站根据所述数据包的质量信息，调整重传数据包的发射功率，并重新发送所述数据包；所述调整重传数据包的发射功率，是在所述数据包的重传时刻，根据反馈的数据包质量信息，确定降低重传数据包发射功率的幅度。

2、根据权利要求1所述的基于混合自动重传机制的功率控制方法，其特征在于：基站在第一次发送数据包后，还保留该数据包，直到接收到ACK反馈信息后将其丢弃。

3、根据权利要求1所述的基于混合自动重传机制的功率控制方法，其特征在于：所述数据包的质量信息根据传输信道的SIR判定。

4、根据权利要求1所述的基于混合自动重传机制的功率控制方法，其特征在于所述方法还包括：划分数据包的质量等级，创建数据包的质量等级表，用以确定接收到的数据包质量等级。

5、根据权利要求1所述的基于混合自动重传机制的功率控制方法，其特征在于所述方法包括：创建反馈的数据包质量信息与功率调整幅度的功率调整表，用以确定重传数据包时的发射功率调整幅度。

6、根据权利要求1所述的基于混合自动重传机制的功率控制方法，其特征在于：所述确定重传数据包时的发射功率调整幅度，参考专用信道上的TPC命令进行。

7、根据权利要求4所述的基于混合自动重传机制的功率控制方法，其特征在于：所述数据包的质量等级表的内容根据仿真或实验确定。

8、根据权利要求5所述的基于混合自动重传机制的功率控制方法，其特征在于：所述功率调整表的内容根据仿真或实验确定。

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