CN1744464A - 时分－同步码分多址接入系统中用户设备测量报告的修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明中提出了时分－同步码分多址接入系统中用户设备测量报告的修正方法，在每个所述用户设备的测量报告周期中，首先，所述节点B自所述用户设备发出测量报告的时刻开始，至其收到所述用户设备的测量报告为止，将所述期间上行闭环控制周期中的闭环控制命令累计，并将所述控制命令的累计结果，与其收到的所述测量报告相加；然后，所述节点B在收到所述测量报告后的每个上行闭环控制周期中，将每个闭环控制命令与所述相加结果依次累加，直至其收到下一所述测量报告周期中的所述测量报告为止，可以改进用户设备测量报告的实时性，提高用户设备测量报告的准确度。

Description

时分-同步码分多址接入系统中用户设备测量报告的修正方法

技术领域

本发明涉及一种数字信号处理方法，更具体地说涉及时分-同步码分多址接入(TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access)系统中用户设备(User Equipment)测量报告(Measurement Report)的修正方法，可以提高用户设备测量报告的准确度。

背景技术

在时分-同步码分多址接入系统中，物理层测量(Physical layer measurement)是物理层(Physical Layer或Layer 1)中的一项关键技术，用以触发(Trigger)或辅助完成系统的某些功能。物理层测量分为用户设备端的测量(UE measurement)和网络侧的测量(UTRANmeasurement)，其中包括频段内(Intra-frequency)测量、频段间(Inter-frequency)测量、系统间(Inter-system)测量、业务流量(Traffic volume)测量、业务质量(Traffic quality)测量和内部测量(Intemal measurement)；在用户设备端的测量中，测量值(Measurement quantities)包括主要公共控制物理信道接收信号码道功率(P-CCPCH RSCP)、干扰信号码道功率(Timeslot ISCP)、接收载波信号宽带功率(UTRA carrier RSSI)、信扰比(SIR)、用户设备发送功率(UE transmitted power)及时间提前量(Timing advance)等，在网络侧的测量中，测量值包括接收信号码道功率(RSCP)、干扰信号码道功率(Timeslot ISCP)、接收信号宽带总功率(Received total wide band power)、信扰比(SIR)、传输信道误比特率(Transportchannel BER)、上行同步序列接收时间偏差(Received SYNC-UL timing deviation)等。物理层测量由高层(Higher layers)启动并进行控制，测量报告(Measurement report)由物理层周期性(Periodical)的或者经由事件触发(Event-triggered)的方式向高层报告(请参见时分-同步码分多址接入系统标准文档3GPP TS 25.225、TS 25.302和TS 25.331，3GPP网站www.3gpp.org中提供文档的下载)。

在用户设备端的测量值中，用户设备发送功率和时间提前量在上行闭环功率控制(Closedloop uplink power control)方法和上行闭环同步控制(Closed loop uplink synchronizationcontrol)方法中分别有着很重要的作用：在一种上行闭环功率控制的方法中，节点B(Node B)在接收到用户设备的上行信号后，首先测量或计算如下量值，n表示当前上行闭环功率控制周期的序号：

a.当前上行闭环功率控制周期和之前一个上行闭环功率控制周期中无线信道传输特性的相关系数ρ_p， ${\mathrm{\ρ}}_p=\frac{E\{h^{\′}\left(n\right)-E[h^{\′}\left(n\right)\left]\right\}\{h^{\′}(n-1)-E[h^{\′}(n-1)\left]\right\}}{\sqrt{D\left[h^{\′}\left(n\right)\right]}\·\sqrt{D\left[h^{\′}(n-1)\right]}};$

b.当前上行闭环功率控制周期中所述上行接收信号的信噪比(Signal to NoiseRatio)

c.所述上行接收信号的平均信噪比 SNR；

然后，所述节点B利用上述的结果计算监控信噪比snr(n)， $\mathrm{snr}\left(n\right)=[\widehat{\mathrm{snr}}\left(n\right)-\stackrel{\‾}{\mathrm{SNR}}]{\mathrm{\ρ}}_p+\stackrel{\‾}{\mathrm{SNR}};$ 将所得的监控信噪比与目标信噪比(Target SNR)进行比较，生成上行功率控制命令：当所述的监控信噪比高于设定的目标信噪比时，节点B生成上行功率控制命令“下降”，控制所述用户设备减小上行信号的发送功率，当所述的监控信噪比低于或等于设定的目标信噪比时，节点B生成上行功率控制命令“上升”，控制所述用户设备增大上行信号的发送功率；每个上行闭环功率控制周期中，所述上行信号的一个上行功率控制步长可为1dB、2dB或3dB；所述的目标信噪比可由高层根据传送业务质量的要求或通过外环控制(Outer loop control)动态进行设定；在计算所述相关系数ρ_p时，随机变量的数学期望和方差用随机变量的时间平均值近似，例如，对连续15个上行闭环功率控制周期中的随机变量进行滑动平均，所述的15个上行闭环功率控制周期包括当前上行闭环功率控制周期以及之前14个上行闭环功率控制周期； $h^{\′}\left(n\right)=\frac{h\left(n\right)}{x\left(n\right)},h^{\′}(n-1)=\frac{h(n-1)}{x(n-1)},$ h(n)和h(n-1)分别表示当前上行闭环功率控制周期和之前一个上行闭环功率控制周期中的无线信道传输特性，其中包括无线信道的路径损耗(Pathloss)、慢速衰落(Slow fading)和快速衰落(Fast fading)特性，x(n)和x(n-1)分别表示当前上行闭环功率控制周期和之前一个上行闭环功率控制周期中的噪声功率，所述的噪声中包括加性白高斯噪声(additive white Gaussian noise)、所述小区之间和小区内部的干扰；所述上行接收信号的信噪比

为当前上行闭环功率控制周期中上行信号接收功率与噪声功率之比，上行接收信号的平均信噪比 SNR为连续的15个上行闭环功率控制周期中所述上行接收信号信噪比的滑动时间平均，所述的15个上行闭环功率控制周期包括当前上行闭环功率控制周期以及之前14个上行闭环功率控制周期；上述滑动平均窗口的长度可以根据信道传输特性的先验知识或者预测进行时时的调整。为了获得当前上行闭环功率控制周期中的无线信道传输特性h(n)，所述节点B利用其测量的所述上行信号的接收功率，与所述用户设备周期性报告的所述上行信号的发送功率P_t(n)相比，即 $h\left(n\right)=\frac{P_r\left(n\right)}{P_t\left(n\right)}.$

在一种上行闭环同步控制方法中，节点B在接收到用户设备的上行信号后，首先检测或计算如下量值，n表示当前上行闭环同步控制周期的序号：

a.当前上行闭环同步控制周期和之前一个上行闭环同步控制周期中无线信道传输特性的相关系数ρ_t， $\mathrm{\ρ}=\frac{E\{h_t\left(n\right)-E[h_t\left(n\right)\left]\right\}\{h_t(n-1)-E[h_t(n-1)\left]\right\}}{\sqrt{D\left[h_t\left(n\right)\right]}\·\sqrt{D\left[h_t(n-1)\right]}};$

b.所述无线信道冲激响应的平均最大峰值位置 然后，所述节点B利用上述的结果计算监控位置

$\widehat{h_p}\left(n\right)=[h_p\left(n\right)-\stackrel{\‾}{H_p}]{\mathrm{\ρ}}_t+\stackrel{\‾}{H_p};$ 将所得的监控位置与设定的目标位置进行比较，生成同步调整命令：当所述的监控位置早于设定的目标位置时，所述节点B生成同步调整命令“减小”，控制所述用户设备减小上行信号的发送时间提前量，当所述的监控位置晚于设定的目标位置时，所述节点B生成同步调整命令“增大”，控制所述用户设备增大上行信号的发送时间提前量，当所述的监控位置等于设定的目标位置时，所述节点B生成同步调整命令“不变”，控制所述用户设备对上行信号的发送时间提前量保持不变，每个上行闭环同步控制周期中，所述发送时间提前量的同步调整步长可为

…或1码片(Chip)。在计算所述相关系数ρ_t时，随机变量的数学期望和方差用随机变量的时间平均值近似，例如，对连续15个上行闭环同步控制周期中的随机变量进行滑动平均，所述的15个上行闭环同步控制周期包括当前上行闭环同步控制周期以及之前14个上行闭环同步控制周期； $h_t\left(n\right)=\frac{h_p\left(n\right)+x_{\mathrm{TA}}\left(n\right)-T_{\mathrm{pos}}}{2},$ $h_t(n-1)=\frac{h_p(n-1)+x_{\mathrm{TA}}(n-1)-T_{\mathrm{pos}}}{2},$ h_p(n)和h_p(n-1)分别表示当前上行闭环同步控制周期和之前一个上行闭环同步控制周期中无线信道冲激响应的最大峰值位置，x_TA(n)和x_TA(n-1)分别表示当前上行闭环同步控制周期和之前一个上行闭环同步控制周期中上行信号的发送提前量，T_pos表示节点B设定的目标位置；所述无线信道冲激响应的平均最大峰值位置

为连续15个上行闭环同步控制周期中所述无线信道冲激响应最大峰值位置的滑动时间平均，所述的15个上行闭环同步控制周期包括当前上行闭环同步控制周期以及之前14个上行闭环同步控制周期；所述无线信道的冲激响应利用所述上行接收信号中的训列序列部分(Midamble part)进行检测；上述滑动平均窗口的长度可以根据信道传输特性的先验知识或者预测进行时时的调整。为了获得当前上行闭环同步控制周期中上行发送信号的时间提前量x_TA(n)，所述节点B可以从所述用户设备周期性发送的时间提前量测量报告中获得。

用户设备发送功率和时间提前量的测量报告由用户设备周期性向网络侧报告，报告的周期在250ms、500ms、1000ms、2000ms、3000ms、4000ms、6000ms、8000ms、12000ms、16000ms、20000ms、24000ms、28000ms、32000ms或64000ms中可选，网络侧将其设定的报告周期通过测量控制消息(Measurement control message)发送给用户设备。在上述的上行闭环功率控制与上行闭环同步控制方法中，上行闭环功率控制的频率在0～200次/秒之间可选，上行闭环同步控制的频率在25～200次/秒之间可选，当设定上行闭环功率控制频率与上行闭环同步控制频率均为200次/秒时，即上行闭环功率控制周期与上行闭环同步控制周期均为最小值5ms(请参见时分-同步码分多址接入系统标准文档3GPP TS 25.224和TS 25.331，3GPP网站www.3gpp.org中提供文档的下载)，将其与报告周期的最小值250ms相比，可以看出：最小的报告周期为最小上行闭环功率控制和同步控制周期的50倍，在计算所述无线信道传输特性h(n)和时间提前量x_TA(n)时，节点B使用用户设备发送功率和时间提前量的周期性测量报告，将远远不能适应所述上行闭环功率控制和上行闭环同步控制的周期，即在每个上行闭环功率控制周期和上行闭环同步控制周期中，节点B并不能通过所述用户设备的测量报告，实时获得所述用户设备的发送功率和时间提前量，从而在无线信道的传输特性变化很快时，所述无线信道传输特性的相关系数ρ_p和ρ_t的计算结果，并不能准确反映无线信道传输特性的时时变化，因而降低了所述上行闭环功率控制方法和上行闭环同步控制方法自适应调整的性能。

发明内容

本发明的目的在于针对上述时分-同步码分多址接入系统中，所述用户设备依测量控制消息进行测量的报告周期较长，而上行闭环功率控制周期和上行闭环同步控制周期较短，因而所述用户设备测量报告的实时性不能较好的满足上行闭环功率控制或上行闭环同步控制的计算要求，提出时分-同步码分多址接入系统中用户设备测量报告的修正方法，可以改进用户设备测量报告的实时性，提高用户设备测量报告的准确度。

上述的发明目的是由本发明的以下方法实现的：时分-同步码分多址接入系统中用户设备测量报告的修正方法，其中，在所述系统内的一个小区中，一个用户设备上行信号的发送参量由小区节点B通过上行闭环控制方法进行控制；所述用户设备依照测量控制消息对所述发送参量进行测量，并周期性向网络侧发送测量报告，其特征在于：在每个所述用户设备的测量报告周期中，首先，所述节点B自所述用户设备发出测量报告的时刻开始，至其收到所述用户设备的测量报告为止，将所述期间上行闭环控制周期中的闭环控制命令累计，并将所述控制命令的累计结果，与其收到的所述测量报告相加；然后，所述节点B在收到所述测量报告后的每个上行闭环控制周期中，将每个闭环控制命令与所述相加结果依次累加，直至其收到下一所述测量报告周期中的所述测量报告为止。

根据本发明的一个方面，所述用户设备上行信号的发送功率由所述节点B通过上行闭环功率控制方法进行控制，所述用户设备依照测量控制消息测量其发送功率，并周期性向网络侧发送用户设备发送功率测量报告；在每个所述用户设备的测量报告周期中，首先，所述节点B自所述用户设备发出所述测量报告的时刻开始，至其收到所述用户设备的所述测量报告为止，将所述期间上行闭环功率控制周期中的上行功率控制命令累计，并将所述上行功率控制命令的累计结果，与其收到的所述测量报告相加；然后，所述节点B在收到所述测量报告后的每个上行闭环功率控制周期中，将每个上行功率控制命令与所述相加结果依次累加，直至其收到下一所述测量报告周期中的所述测量报告为止。

根据本发明的另一个方面，所述用户设备上行信号的发送时间由所述节点B通过上行闭环同步控制方法进行控制，所述用户设备依照测量控制消息测量其发送时间，并周期性向网络侧发送时间提前量测量报告；在每个所述用户设备的测量报告周期中，首先，所述节点B自所述用户设备发出所述测量报告的时刻开始，至其收到所述用户设备的所述测量报告为止，将所述期间上行闭环同步控制周期中的同步调整命令累计，并将所述同步调整命令的累计结果，与其收到的所述测量报告相加；然后，所述节点B在收到所述测量报告后的每个上行闭环同步控制周期中，将每个同步调整命令与所述相加结果依次累加，直至其收到下一所述测量报告周期中的所述测量报告为止。

根据本发明的又一个方面，所述用户设备发出所述测量报告的时刻由所述用户设备与所述节点B协商确定。

具体实施例

将本发明的方法应用于所述时分-同步码分多址接入系统中的上行闭环功率控制方法和上行闭环同步控制方法中。

在所述时分-同步码分多址接入系统的上行闭环功率控制方法中，所述节点B在接收到用户设备的上行信号后，首先测量或计算如下量值，n表示当前上行闭环功率控制周期的序号：

a.当前上行闭环功率控制周期和之前一个上行闭环功率控制周期中无线信道传输特性的相关系数ρ_p， ${\mathrm{\ρ}}_p=\frac{E\{h^{\′}\left(n\right)-E[h^{\′}\left(n\right)\left]\right\}\{h^{\′}(n-1)-E[h^{\′}(n-1)\left]\right\}}{\sqrt{D\left[h^{\′}\left(n\right)\right]}\·\sqrt{D\left[h^{\′}(n-1)\right]}};$

b.当前上行闭环功率控制周期中所述上行接收信号的信噪比

c.所述上行接收信号的平均信噪比 SNR；

然后，所述节点B利用上述的结果计算监控信噪比snr(n)， $\mathrm{snr}\left(n\right)=[\widehat{\mathrm{snr}}\left(n\right)-\stackrel{\‾}{\mathrm{SNR}}]{\mathrm{\ρ}}_p+\stackrel{\‾}{\mathrm{SNR}};$ 将所得的监控信噪比与目标信噪比进行比较，生成上行功率控制命令： $h^{\′}\left(n\right)=\frac{h\left(n\right)}{x\left(n\right)},$ $h^{\′}(n-1)=\frac{h(n-1)}{x(n-1)},$ h(n)和h(n-1)分别表示当前上行闭环功率控制周期和之前一个上行闭环功率控制周期中的无线信道传输特性，x(n)和x(n-1)分别表示当前上行闭环功率控制周期和之前一个上行闭环功率控制周期中的噪声功率。为了获得当前上行闭环功率控制周期中的无线信道传输特性h(n)，所述节点B利用其测量的所述上行信号的接收功率，与根据本发明的方法修正后的所述用户设备发送功率测量报告P_t(n)相比，即 $h\left(n\right)=\frac{P_r\left(n\right)}{P_t\left(n\right)};$ 根据本发明的方法，所述节点B对所述用户设备发送功率测量报告的修正方法为：根据测量控制消息，所述用户设备对其发送功率进行测量，测量报告周期为250ms，即50个子帧；所述用户设备上行信号的发送功率由所述节点B通过上行闭环功率控制方法进行控制，上行闭环功率控制周期为5ms，即1个子帧；所述用户设备在第I帧发出所述测量报告，I≥1，所述节点B在第I+A子帧收到所述测量报告，0＜A＜50，首先，所述节点B将所述期间内A个上行闭环功率控制周期中的上行功率控制命令累计，并将所述上行功率控制命令的累计结果，与其收到的所述测量报告相加；然后，所述节点B在收到所述测量报告后的第I+A+1、I+A+2、…子帧中，将所述相加结果与每个上行闭环功率控制周期中的上行功率控制命令依次累加，直至其在第I+A+50子帧收到下一所述测量报告为止。

在所述时分-同步码分多址接入系统的上行闭环同步控制方法中，类似的，根据本发明的方法，所述节点B对所述用户设备时间提前量的修正方法为：根据测量控制消息，所述用户设备对其发送时间提前量进行测量，测量报告周期为250ms，即50个子帧；所述用户设备上行发送信号的时间提前量由所述节点B通过上行闭环同步控制方法进行控制，上行闭环同步控制周期为5ms，即1个子帧；所述用户设备在第I帧发出所述测量报告，I≥1，所述节点B在第I+A子帧收到所述测量报告，0＜A＜50，首先，所述节点B将所述期间内A个上行闭环同步控制周期中的同步调整命令累计，并将所述同步调整命令的累计结果，与其收到的所述测量报告相加；然后，所述节点B在收到所述测量报告后的第I+A+1、I+A+2、…子帧中，将所述相加结果与每个上行闭环同步控制周期中的同步调整命令依次累加，直至其在第I+A+50子帧收到下一所述测量报告为止。

在所述节点B对所述用户设备发送功率和时间提前量的测量报告进行修正时，所述用户设备发出所述测量报告的时刻可由所述用户设备，与所述节点B通过握手消息协商确定。

从上述实施例可以看出，通过本发明的方法，在每个所述用户设备的测量报告周期中，所述节点B对所述用户设备发送功率和时间提前量的测量报告进行修正，减小了因所述测量报告的传送时间延迟，对所述节点B实时获取所述用户设备发送功率和时间提前量的影响，同时考虑了所述上行闭环功率控制对所述用户设备发送功率，及所述上行闭环同步控制对所述时间提前量的控制作用，从而能够提高所述用户设备测量报告的准确度。

Claims (4)

1.时分-同步码分多址接入系统中用户设备测量报告的修正方法，其中，在所述系统内的一个小区中，一个用户设备上行信号的发送参量由小区节点B通过上行闭环控制方法进行控制；所述用户设备依照测量控制消息对所述发送参量进行测量，并周期性向网络侧发送测量报告，其特征在于：在每个所述用户设备的测量报告周期中，首先，所述节点B自所述用户设备发出测量报告的时刻开始，至其收到所述用户设备的测量报告为止，将所述期间上行闭环控制周期中的闭环控制命令累计，并将所述控制命令的累计结果，与其收到的所述测量报告相加；然后，所述节点B在收到所述测量报告后的每个上行闭环控制周期中，将每个闭环控制命令与所述相加结果依次累加，直至其收到下一所述测量报告周期中的所述测量报告为止。

2.如权利要求1所述时分-同步码分多址接入系统中用户设备测量报告的修正方法，其特征在于：所述用户设备上行信号的发送功率由所述节点B通过上行闭环功率控制方法进行控制，所述用户设备依照测量控制消息测量其发送功率，并周期性向网络侧发送用户设备发送功率测量报告；在每个所述用户设备的测量报告周期中，首先，所述节点B自所述用户设备发出所述测量报告的时刻开始，至其收到所述用户设备的所述测量报告为止，将所述期间上行闭环功率控制周期中的上行功率控制命令累计，并将所述上行功率控制命令的累计结果，与其收到的所述测量报告相加；然后，所述节点B在收到所述测量报告后的每个上行闭环功率控制周期中，将每个上行功率控制命令与所述相加结果依次累加，直至其收到下一所述测量报告周期中的所述测量报告为止。

3.如权利要求1所述时分-同步码分多址接入系统中用户设备测量报告的修正方法，其特征在于：所述用户设备上行信号的发送时间由所述节点B通过上行闭环同步控制方法进行控制，所述用户设备依照测量控制消息测量其发送时间，并周期性向网络侧发送时间提前量测量报告；在每个所述用户设备的测量报告周期中，首先，所述节点B自所述用户设备发出所述测量报告的时刻开始，至其收到所述用户设备的所述测量报告为止，将所述期间上行闭环同步控制周期中的同步调整命令累计，并将所述同步调整命令的累计结果，与其收到的所述测量报告相加；然后，所述节点B在收到所述测量报告后的每个上行闭环同步控制周期中，将每个同步调整命令与所述相加结果依次累加，直至其收到下一所述测量报告周期中的所述测量报告为止。

4.如权利要求1所述时分-同步码分多址接入系统中用户设备测量报告的修正方法，其特征在于所述用户设备发出所述测量报告的时刻由所述用户设备与所述节点B协商确定。