CN1797982B - 时分双工通信系统中功率控制目标信噪比的调整方法 - Google Patents

Abstract

一种TDD系统上行增强相关的功率控制目标信噪比调整方法，包括步骤：基站首先获取用户设备数据传输格式与用户设备发射功率调整因子的对应关系；基站监测外环功率控制的指令，如果有目标信噪比更新或是调整的指令，则对用于闭环功率控制的目标信噪比进行更新或调整；基站实时接收用户设备发送的数据传输格式指示，并判别其数据传输格式是否发生变化；如果基站判断出用户设备的数据传输格式发生了变化，就要依据传输格式的变化，确定目标信噪比的调整值，并对用于闭环功率控制的目标信噪比进行调整；将调整后的目标信噪比作为输入参数，进行闭环功率控制，向用户设备发送功率控制指令。

Description

时分双工通信系统中功率控制目标信噪比的调整方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统中数据业务传输增强的方法，具体说来，本发明涉及一种时分双工(TDD)系统上行增强相关的功率控制目标信噪比调整方法。

背景技术

由于无线通信系统受到频率资源有限、相互干扰严重以及衰落信道的影响，如何提高系统的频谱效率一直是无线通信的重点，其中功率控制技术是无线通信系统中降低用户间的相互干扰，提高系统频谱效率的一项重要技术。

目前在TDD系统中的上行功率控制主要有三种方式：

●高码率TDD系统的功率控制方案

高码率TDD系统采用了一种开环功率控制方案，用户设备的发射功率将由下述的输入得到：

信标信道上测量到的路径损耗；

每个时隙上的上行干扰电平；

无线网络控制器利用高层信令指配的目标信噪比值，目标信噪比值将依据上行误码情况进行不断地更新；

物理信道所采用的扩频因子。发射功率将依据物理信道上所采用的扩频因子进行调整；

用户设备的媒体接入控制所采用的传输格式。发射功率将依据所采用的传输格式进行调整。

图1给出了高码率TDD系统上行功率控制方案的示意图。

●低码率TDD系统的功率控制方案在低码率TDD系统中采用了传统的闭环功率控制方式。用户设备发射功率将基于基站发送的发射功率控制命令进行调整。系统的高层将会为内环功率控制设定目标信噪比值。在进入闭环功率控制之前，将采用开环功率控制确定用户设备的初始发射功率。在闭环功率控制开始之后，基站就要实时测量接收信噪比，并与目标信噪比进行比较，如果接收信噪比大于目标信噪比，则要给出降低用户设备发射功率的功控指令；而如果接收信噪比小于目标信噪比，则要给出提高用户设备发射功率的功控指令。低码率TDD系统的功率控制方案示意图如图2所示。

●开环加闭环的组合功率控制方案

为了提高功率控制的性能，以适应数据传输的增强，近来还提出了一种高码率TDD系统和低码率TDD系统都适用的开环加闭环功率控制方案，如图3所示，此方案的特征如下：

可以根据在用户设备端测量到的路径损耗通过开环的调整对信道进行快速的适应；

通过闭环功率控制可以快速适应上行干扰的变化；

在数据传输和闭环功控反馈暂停时，开环功控仍然可以对发射功率进行更新并跟踪路径损耗的变化；

在数据传输的上行增强中，高码率和低码率TDD系统可以用统一的功率控制机制进行功控；

确定目标信噪比的外环功率控制模块可以在基站中实现，这样无线网络控制器和基站间就无需传输相应的误块率或业务质量信令。

上述的三种功率控制方案中：

开环的功率控制方案由于基站要通过广播信道将上行的干扰信息通知给用户设备，而这种广播的方式频率不会太高，因此干扰信息的传输较慢，实时性较差。

闭环功率控制由于受到功率控制步长的限制，其对信道的跟踪能力较差，无法适应快速的信道变化，另外对于数据传输暂停时的功率控制也很难处理。

而开环加闭环的组合功率控制方法，可以较好地满足数据传输增强的需求，但是仍然有可以改进之处，可以对其性能进行进一步优化。

在目前的低码率TDD系统中的功率控制方案和开环加闭环的组合功率控制方案中，都有闭环功率控制。在闭环功率控制的过程中，要依据目标信噪比给出功率控制命令，因此所依据的目标信噪比是否准确，将直接影响到功率控制的效果。

首先对于现有的低码率TDD系统的功率控制方案，依据规范，要测量的信噪比定义如下：

${\mathrm{SIR}}_m=\frac{\mathrm{RSCP}}{\mathrm{Interference}}\·\mathrm{SF}---\left(1\right)$

从前面的技术描述中可以看出，在用户设备端，除了闭环功率控制之外，依据所使用的扩频因子和传输格式，要给用户设备的发射功率分别加一个功率偏移γ和β。

当用户设备使用的扩频因子发生变化时，用户设备的发送功率就要以一定变化因子γ子进行调整，如果γ按规范中所给出的列表中取值时，当干扰和信道条件不发生变化时，所测量到的信噪比值将不会随着所使用扩频因子的变化而变化，因此闭环功率控制过程也不会随着所使用扩频因子的变化而变化。

然而，当传输格式发生变化时，用户设备的发送功率将会以变化因子β发生变化，从公式(1)中可以看出，如果信道和干扰没有发生变化时，所测量到的信噪比将发生变化。

在低码率TDD系统的功率控制过程之中，并没有相应的依据传输格式变化而调整目标信噪比的过程，而只能依据外环功控，依据循环冗余校验信息，对传输块误块进行判别，然后再通过高层信令对目标信噪比进行调整。对于现有方案来说，此外环功控实现的实体位于无线网络控制器，因而其对于目标信噪比的调整也就较为缓慢，而在上行增强过程中，由于基站控制的调度使得用户设备上行所采用的传输格式往往会发生频繁的变化，而仅靠外环功控对目标信噪比进行调整，是很难跟的上传输格式的变化频率的，在功率控制的过程中，有可能使用不准确的目标信噪比。

而在开环加闭环的组合功率控制方案中，尽管外环功率控制实现的实体可以位于基站，但是其同样没有依据传输格式的变化，对目标信噪比进行调整，而只是依据循环冗余校验信息，对传输块进行判别，然后再依据一定的算法对目标信噪比进行调整。这样当传输格式发生变化时，目标信噪比需要在经过若干次误块判决和若干次的信令调整之后，才能将闭环功率控制中使用的目标信噪比调整到与所使用传输格式相对应的目标信噪比。因而在这个过程中，仍然会有一个延时，并且会造成初始的几个传输块的误块。

从上述描述中可以看出，两种方案都没有依据传输格式的变化对目标信噪比进行调整，而是依据循环冗余校验信息，对传输块进行误块判别，之后对目标信噪比进行修正。这样，当数据传输格式发生变化时，目标信噪比的调整将会有较大的时延，这将会影响到闭环功率控制的性能。尤其是在上行数据传输增强时，数据传输格式将会发生频繁的变化，这样在数据传输的过程中，闭环功率控制经常会使用不准确的目标信噪比，影响到功率控制的效果，从而降低了数据业务传输的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种TDD系统上行增强相关的功率控制目标信噪比调整方法，用于数据业务传输的增强。

为实现上述目的，一种TDD系统上行增强的功率控制目标信噪比调整方法，包括步骤：

a)基站首先获取用户设备数据传输格式与用户设备发射功率调整因子的对应关系；

b)基站监测外环功率控制的指令，如果有目标信噪比更新或是调整的指令，则对用于闭环功率控制的目标信噪比进行更新或调整；

c)基站实时接收用户设备发送的数据传输格式指示，并判别其数据传输格式是否发生变化；

d)如果基站判断出用户设备的数据传输格式发生了变化，就要依据传输格式的变化，确定目标信噪比的调整值，并对用于闭环功率控制的目标信噪比进行调整，其中，确定目标信噪比的调整值由当前数据传输格式相应的发射功率调整因子减去之前的数据传输格式相应的发射功率调整因子得到；

e)将调整后的目标信噪比作为输入参数，进行闭环功率控制，向用户设备发送功率控制指令。

本发明依据用户设备所使用的数据传输格式变化，对用于闭环功率控制的目标信噪比进行调整，使得闭环功率控制可以采用较为准确的目标信噪比，优化了闭环功率控制的性能。目标信噪比调整过程在基站中实现，因此目标信噪比调整的过程比较快，可以适应上行数据传输增强中快速变化的速率调度。使得在数据传输格式快速变化数据传输过程中，目标信噪比可以得到及时的更新，避免了在数据传输增强过程中的闭环功率控制性能的恶化。

附图说明

图1是现有技术高码率TDD系统上行功率控制方案示意图；

图2是现有技术低码率TDD系统上行功率控制方案示意图；

图3是开环加闭环组合上行功率控制方案示意图；

图4是目标信噪比的调整方法；

图5是基站中闭环功率控制处理流程图；

图6是目标信噪比调整方法应用于现有低码率TDD系统的闭环功率控制过程；

图7是目标信噪比调整方法应用于开环加闭环组合上行功率控制过程示意图。

具体实施方式

本发明给出了一种TDD系统上行增强相关的功率控制目标信噪比调整方法。该方法可以依据用户设备所采用的数据传输格式，对用于闭环功率控制的目标信噪比进行快速调整，使得闭环功率控制可以更好地适应上行增强中的快速的数据传输格式变化，避免了功率控制性能的降低。

本发明中功率控制目标信噪比调整方法的基本原理是当用户设备的上行数据传输格式发生变化时，将会对其上行发射功率进行一定的调整，而用户设备也会在数据传输时，将所采用的数据传输格式指示发给基站，因此基站可以依据此传输格式指示，确定其上行发射功率的调整值，而用此调整值对用于闭环功率控制的目标信噪比进行修正。从而使目标信噪比可以对上行增强数据传输中快速变化的数据传输格式进行适应，从而避免了功率控制性能的降低。

本发明给出了一种TDD系统上行增强相关的功率控制目标信噪比调整方法。为了实现该方法，在本发明中首先给出了所提出的目标信噪比调整方法；其次，给出了利用了该目标信噪比调整方法的闭环功率控制实现步骤。

下面对本发明的动作进行说明：

首先，给出了所提出的目标信噪比调整方法，如图4所示。

从图中可以看出用于闭环功率控制的目标信噪比值，将由2个输入得到，一个是由外环功率控制依据循环冗余校验对数据传输块进行误块判别，如果正确接收将适当调低目标信噪比；而如果错误接收则将适当调高目标信噪比。另外的一个输入就是，基站根据用户设备所发送的数据传输格式指示变化，确定传输格式指示变化相应的发射功率调整因子的变化，确定用户设备用户数据传输格式变化相应的发射功率调整值，作为目标信噪比的调整值。

假如原来用户设备是据传输格式为TF1其相应的发射功率调整因子为γ₁dB，如果用户设备的数据传输格式变为TF2其相应的发射功率调整因子为γ₂dB，那么相应的闭环功率控制的目标信噪比的调整值就应该为(γ₂-γ₁)dB。

其次，本发明方法实现的实体位于基站，下面给出了利用了该目标信噪比调整方法的基站中的闭环功率控制过程实现流程图，如图5所示。

501，流程开始；

502，监测是否有外环功率控制所指示的目标信噪比值或目标信噪比的调整值，如果是，执行503，如果否转到504；

503，依据外环功率控制指令设置或修改用于闭环功率控制的目标信噪比值；

504，监测用户设备使用的数据传输格式是否发生变化，如果是，执行505，如果否，转到506；

505，依据数据传输格式的变化，确定目标信噪比的调整值，并对目标信噪比进行调整。此调整值为当前数据传输格式相应的发射功率调整因子减去之前的数据传输格式相应的发射功率调整因子；

506，在确定了目标信噪比之后，就可以进入到闭环功率控制过程中。测量信噪比，并与目标信噪比进行比较，如果小于，则执行507，否则，执行508；

507，将功率控制指令设为正的功率控制步长，并发送给用户设备；

508，将功率控制指令设为负的功率控制步长，并发送给用户设备；

509，判断数据传输是否结束，如果是，执行510，如果否转到502。

需要注意的是，在本方法中基站要知道用户设备的每个数据传输格式相对应的发射功率调整因子，获取此对应关系的方式可以是双方事先约定，也可以由高层信令通知。

实施例

本发明给出了一种TDD系统上行增强相关的功率控制目标信噪比调整方法，用于数据业务传输的增强。为了便于理解本发明，下面分别给出的将此方法应用于现有低码率TDD系统的功率控制过程和开环加闭环组合功率控制过程的实施例。

图6中给出了将所提出的目标信噪比调整方法应用于现有低码率TDD系统中的闭环功率控制过程示意图。

从图中可以看出，用户设备在数据传输过程中，如果其数据传输格式发生了变化，由传输格式TF1变为了传输格式TF2，而传输格式TF1相应的功率调整因子为γ₁dB，传输格式TF2相应的功率调整因子为γ₂dB，那么用户设备的发射功率就会调整(γ₂-γ₁)dB。而在数据的传输过程中，用户设备要所采用的数据传输格式指示发送给基站，并且基站也知道数据传输格式与功率调整因子的对应关系，因此基站也可以知道用户设备的发射功调整了(γ₂-γ₁)dB，因此基站可以将用于闭环功率控制的目标信噪比调整(γ₂-γ₁)dB，从而使闭环功率控制适应了数传输格式的变化，避免了闭环功率控制使用偏差较大的目标信噪比，提高了闭环功率控制的性能。

图7中给出了将所提出的目标信噪比调整方法应用于开环加闭环的组合功率控制过程示意图。从图中可以看出，在开环加闭环的组合功率控制过程中同样加入了基站依据用户设备上报的数据传输格式指示变化对目标信噪比进行调整的过程。此方案由于把外环功率控制功能已到了基站实现使得可以对误块事件快速做出反应，对目标信噪比可以快速地修正。在引入了本发明所提出的方法之后，又可以对快速变化的数据传输格式做出反应，对目标信噪比进一步的修正，使得闭环功率控制可以使用更为准确的目标信噪比，作为闭环功率控制的输入参数，使得闭环功率控制的性能得到了提高。

综上，本发明所提出的TDD系统上行增强相关的功率控制目标信噪比调整方法，不仅适用于现有低码率TDD系统中所使用的闭环功率控制过程，还适用于闭环加开环的组合功率控制过程，使得在闭环功率控制过程中，可以使用较为准确的目标信噪比，优化了闭环功率控制的性能。

Claims (4)

1.一种TDD系统上行增强的功率控制目标信噪比调整方法，包括步骤：

a)基站首先获取用户设备数据传输格式与用户设备发射功率调整因子的对应关系；

b)基站监测外环功率控制的指令，如果有目标信噪比更新或是调整的指令，则对用于闭环功率控制的目标信噪比进行更新或调整；

c)基站实时接收用户设备发送的数据传输格式指示，并判别其数据传输格式是否发生变化；

d)如果基站判断出用户设备的数据传输格式发生了变化，就要依据传输格式的变化，确定目标信噪比的调整值，并对用于闭环功率控制的目标信噪比进行调整，其中，确定目标信噪比的调整值由当前数据传输格式相应的发射功率调整因子减去之前的数据传输格式相应的发射功率调整因子得到；

e)将调整后的目标信噪比作为输入参数，进行闭环功率控制，向用户设备发送功率控制指令。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤a)包括：

所述基站根据用户设备所发送的数据传输格式指示变化，确定传输格式指示变化相应的发射功率调整因子的变化；

确定用户设备用户数据传输格式变化相应的发射功率调整值，作为目标信噪比的调整值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述目标信噪比调整过程在基站中实现。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤a)中，数据传输格式与用户设备发射功率调整因子的关系，可以是事先约定，也可以由高层信令给出。

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