CN1808936A - 无线通信系统中上行不连续发射时的上行功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线通信系统中上行不连续发射时的上行功率控制方法，具体包括：步骤一，基站利用上行不连续发射期间接收到的特殊突发判断上行链路的通信质量；步骤二，基站根据步骤一中的上行链路通信质量判断结果产生相应的功率控制命令；步骤三，基站将生成的功率控制命令下发给用户设备；步骤四，用户设备通过基站下发的功率控制命令计算上行特殊突发或上行数据恢复发射后初始的上行信号的功率补偿量；步骤五，根据步骤四的计算结果，用户设备调整上行特殊突发的发射功率或上行数据恢复发射后初始的上行信号的发射功率。本发明的方法提高了无线通信系统中上行不连续发射时的上行功控精度。

Description

无线通信系统中上行不连续发射时的上行功率控制方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线通信系统中上行不连续发射时的上行功率控制方法。

背景技术

闭环功率控制技术广泛应用于UTRA(Universal Telecommunication RadioAccess)FDD和UTRA(Universal Telecommunication Radio Access)TDD3.84/1.28Mcps系统，在闭环功率控制机制中，用户设备/基站根据来自基站/用户设备的反馈链路所携带的功率控制命令周期性地调整发射功率。

在上行功控过程中，基站接收到来自用户设备的信号后，根据对上行信号的SIR(信干比)测量值决定是否需要增加或者减少用户设备的发射功率，并产生相应的功率控制命令。基站将功率控制命令通过下行的反馈信道传递给用户设备，用户设备接收到功率控制命令后调整上行发射功率。

对于UTRA TDD系统，如果基站或者用户设备的高层在传输时间间隔(TTI)内没有数据提供给编码组合传输信道(CCTrCH)时，基站和用户设备可以以编码组合传输信道为单位实施不连续发射(DTX)。当不连续发射作用于某个CCTrCH时，该CCTrCH停止常规的数据发射，转变为以一定的周期发射特殊突发(SBs、Special Bursts)，上行的SB发射周期称为SBGP(special burst generationperiod)，下行的SB发射周期称为SBSP(special burst scheduling period)。不连续发射的实施对减少空口干扰、节省设备能耗和实施无线系统的频间/系统间切换有积极作用。

对于UTRATDD3.84/1.28Mcps系统，当不连续发射作用于上行CCTrCH时，对于上行的闭环功控会产生影响。由于上行的CCTrCH处于不连续发射状态，上行不连续发射时基站只能以SBGP个无线帧的周期接收SBs，这时基站无法按照按照常规的闭环方式控制DTX期间的SBs功率和DTX结束后的最初的上行数据功率。

上行不连续发射过程中，用户设备一般只能通过用户设备侧执行开环功控的方式确定上行的SBs或者上行数据恢复后初始的上行信号发射功率，这种上行的开环功率控制方式的功控误差较大，对DTX期间的上行链路性能和链路保持的可靠性容易产生不利影响。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种无线通信系统中上行不连续发射时的上行功率控制方法，克服现有技术中功控误差大、链路性能低、可靠性低的缺点。

为了解决上述问题，本发明提供的无线通信系统中上行不连续发射时的上行功率控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一，基站利用上行不连续发射期间接收到的特殊突发判断上行链路的通信质量；

步骤二，基站根据步骤一中的上行链路通信质量判断结果产生相应的功率控制命令；

步骤三，基站将生成的功率控制命令下发给用户设备；

步骤四，用户设备通过基站下发的功率控制命令计算上行特殊突发或上行数据恢复发射后初始的上行信号的功率补偿量；

步骤五，根据步骤四的计算结果，用户设备调整上行特殊突发的发射功率或上行数据恢复发射后初始的上行信号的发射功率。

由上述技术方案可以看到，在通信过程中，本发明的方法以闭环手段实现了上行DTX时的上行功控过程。本发明的方法相对于上行DTX时的开环上行功控方法，增强了无线通信系统中上行不连续发射时的上行功控精度。特别对于上行不连续发射的SBGP周期较小时，上述的功率控制方法相对于开环上行功控方法，对上行DTX时的上行链路性能有较大提高。

附图说明

图1是本发明方法的流程图

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实现做出进一步详细说明。

如图1所示是本发明方法的流程图，具体步骤如下：

步骤1：基站利用DTX期间接收到的SBs来判断上行链路的通信质量；

步骤2：基站根据步骤1中的上行通信质量判断产生相应的功率控制命令；

步骤3：基站将生成的功率控制命令下发给用户设备；

步骤4：用户设备通过基站下发的功率控制命令来计算上行SBs或者上行数据恢复后初始的上行信号的功率补偿量；

步骤5：根据步骤4的计算结果，用户设备适当调整上行SBs的发射功率或者上行数据恢复后初始的上行信号的发射功率。

上述方法由基站、用户设备对系统中每个上行DTX的CCTrCH分别实施。

上述算法步骤由基站、用户设备对系统中每个上行DTX的CCTrCH循环地连续实施以完成上行闭环功率控制的过程。

上述的步骤1、2可以有多种具体实现方法，现举例如下。

方案一：

步骤1中基站判断上行链路的通信质量包括判断上行链路的功率需要增加还是减少。具体包括：如果基站测量的上行链路信干比小于目标信干比，则判定上行链路的功率应该增加；如果基站测量的上行链路信干比等于目标信干比，则判定上行链路的功率应该保持不变；如果基站测量的上行链路信干比大于目标信干比，则判定上行链路的功率应该减少。

步骤2具体包括如果上行链路的功率应该增加，则基站产生增加功率的功率控制命令Up(1)；如果上行链路的功率应该保持不变，则基站产生功率维持不变的功率控制命令Do nothing(0)；如果上行链路的功率应该减少，则基站产生减少功率的功率控制命令Down(-1)。

方案二：

步骤1中基站判断上行链路的通信质量包括基站直接计算出上行链路的功率需要调整的数量，即上行链路的功率调整量＝目标SIR-测量的上行链路SIR；

步骤2具体包括如果上行链路的功率调整量为P，基站和用户设备事先商定的功控步长为Step，则

如果P的绝对值大于等于Step且P值大于0，则基站产生连续N个增加功率的功率控制命令Up(1)；

如果P的绝对值大于等于Step且P值小于0，产生连续N个减少功率的功率控制命令Down(-1)；

如果P的绝对值小于Step，产生一个功率维持不变的功率控制命令Donothing(0)；

其中的

||为绝对值运算符，

为上取整运算符。

上述的步骤3中，具体包括将步骤2产生的每个Up功率控制命令分别映射为物理层功控比特TCPbit(1)，将步骤2产生的每个Down功率控制命令分别映射为物理层功控比特TCPbit(-1)，将步骤2产生的每个Do nothing功率控制命令分别映射为物理层功控比特TCPbit(0)。若经上述映射所得的物理层功控比特数目小于物理层可发送的功控比特数目，不足部分以TCPbit(0)补足。映射并补足后的物理层功控比特按照物理层要求的所在位置和调制格式发送给用户设备。

对于UTRATDD 1.28Mcps等物理层功控比特只有TCPbit(1)和TCPbit(-1)的无线系统，步骤3的方法还包括将步骤2产生的每个Up功率控制命令分别映射为物理层功控比特TCPbit(1)，将步骤2产生的每个Down功率控制命令分别映射为物理层的功控比特TCPbit(-1)，将步骤2产生的每个Do nothing功率控制命令映射到一个无线帧(frame)，该无线帧的两个子帧(subframe)的功控比特分别为TCPbit(1)和TCPbit(-1)的格式，并以该帧的下发代替Donothing(0)功率控制命令的下发。若经上述映射所得的物理层功控比特数目小于物理层可发送的功控比特数目，不足部分以TCPbit(1)和TCPbit(-1)交替的序列补足。映射并补足后的物理层功控比特按照物理层要求的所在位置和调制格式发送给用户设备。

对于UTRATDD 1.28Mcps等物理层功控比特只有TCPbit(1)和TCPbit(-1)且DTX以无线帧(frame，10ms)为周期而物理层功控命令以子帧(subframe，5ms)下发的系统，步骤3的方法还包括当步骤2中产生的是连续N个非Donothing的功率控制命令且N为奇数时，将此连续N个功控命令的前N-1个功控命令映射为N-1个物理层功控比特，将此连续N个功控命令的最后一个功控命令映射为两个相同物理层功控比特。若经上述映射所得的物理层功控比特数目小于物理层可发送的功控比特数目，不足部分以TCPbit(1)和TCPbit(-1)交替的序列补足。映射并补足后的物理层功控比特按照物理层要求的所在位置和调制格式发送给用户设备。

上述的步骤4中，“用户设备通过下行的功控控制命令来计算上行SBs的发射功率或者上行数据恢复后初始的上行信号的发射功率的补偿量”的方法包括：用户设备接收基站下发的物理层功控比特，本次上行功率的补偿量的计算方法为： $\mathrm{SumTPC}=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{TPCbit}}_i*\mathrm{Step}$

其中M为从基站根据用户设备上一次上行的SBs所计算的功控命令以及相关物理层映射所在的下行子帧到本次上行的前一个下行子帧的范围内的子帧数目；TPCbit_i为用户设备从基站根据用户设备上一次上行的SBs所计算的功控命令以及相关物理层映射所在的下行子帧到本次上行的前一个下行子帧的范围内的第i个子帧中接收的物理层功控比特；Step为与步骤2中基站和用户设备事先商定的功控步长Step相同的值。

上述步骤5中，“根据步骤4的计算结果，用户设备适当调整上行SBs的发射功率或者上行数据恢复后初始的上行信号的发射功率”的方法包括：

P_ul，i＝P_ul，i-1+SumTPC

其中P_ul，i为本次上行信号的发射功率，可能是本次上行SBs的上行功率或者上行数据恢复后初始的上行信号所在的CCTrCH的第一个物理码道的上行功率；P_ul，i-1是上一次上行的SBs的发射功率；SumTPC为步骤4中计算出来的上行功率补偿量。

Claims (18)

1.一种无线通信系统中上行不连续发射时的上行功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，基站利用上行不连续发射期间接收到的特殊突发判断上行链路的通信质量；

步骤二，基站根据步骤一中的上行链路通信质量判断结果产生相应的功率控制命令；

步骤三，基站将生成的功率控制命令下发给用户设备；

步骤四，用户设备通过基站下发的功率控制命令计算上行特殊突发或上行数据恢复发射后初始的上行信号的功率补偿量；

步骤五，根据步骤四的计算结果，用户设备调整上行特殊突发的发射功率或上行数据恢复发射后初始的上行信号的发射功率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中基站判断上行链路的通信质量包括判断上行链路的功率需要增加还是减少。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤一中基站判断上行链路的通信质量包括：

如果基站测量的上行链路信干比小于目标信干比，则判定上行链路的功率应该增加；

如果基站测量的上行链路信干比等于目标信干比，则判定上行链路的功率应该保持不变；

如果基站测量的上行链路信干比大于目标信干比，则判定上行链路的功率应该减少。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：

如果上行链路的功率应该增加，则基站产生增加功率的功率控制命令；

如果上行链路的功率应该保持不变，则基站产生功率维持不变的功率控制命令；

如果上行链路的功率应该减少，则基站产生减少功率的功率控制命令。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中基站判断上行链路的通信质量包括基站直接计算出上行链路的功率需要调整的数量。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤一中基站判断上行链路的通信质量包括基站按照目标信干比与基站测量到的上行链路信干比的差值来计算上行链路的功率需要调整的数量。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：

设上行链路的功率调整量为P，基站和用户设备事先商定的功控步长为Step，则

如果P的绝对值大于等于Step且P值大于0，则基站产生连续N个增加功率的功率控制命令；

如果P的绝对值大于等于Step且P值小于0，则基站产生连续N个减少功率的功率控制命令；

如果P的绝对值小于Step，则基站产生一个功率维持不变的功率控制命令；

其中的 ||为绝对值运算符， 为上取整运算符。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三具体包括基站将所述的功率控制命令映射为物理层的功控比特，并将物理层功控比特按照物理层要求的所在位置和调制格式发送给用户设备。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述映射所得的物理层功控比特数目小于物理层可发送的功控比特数目，则不足部分以维持功率不变的功控比特补足。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，如果所述的无线通信系统中只有功率升/降的功控比特，而基站需要下发的功控命令为维持功率不变时，基站将该功率控制命令映射到一个无线帧，该无线帧的两个子帧的功控比特分别为功率升的功控比特和功率降的功控比特的格式，并以该帧的下发代替维持功率不变的功率控制命令的下发。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，如果经所述映射所得的物理层功控比特数目小于物理层可发送的功控比特数目，不足部分以功率升的功控比特和功率降的功控比特交替的序列补足。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，如果所述的无线通信系统中只有功率升/降的功控比特，并且不连续发射以无线帧为周期而物理层功控命令以子帧下发，基站需要下发N个功率升/降的功率控制命令，其中N为奇数时，将此连续N个功控命令的前N-1个功控命令映射为N-1个物理层功控比特，将此连续N个功控命令的最后一个功控命令映射为两个相同物理层功控比特。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，如果经所述映射所得的物理层功控比特数目小于物理层可发送的功控比特数目，不足部分以功率升的功控比特和功率降的功控比特交替的序列补足。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤四计算功率补偿量包括从基站根据用户设备上一次上行的特殊突发所计算的功控命令所在的下行子帧到本次上行发射的前一个下行子帧的范围内，用户设备根据基站在上述范围内各个子帧下发的功控命令计算相应的本次上行发射功率调整量。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述计算功率补偿量的公式为：

$\mathrm{SumTPC}=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{TPC}{\mathrm{bit}}_i*\mathrm{Step}$

其中M为从基站根据用户设备上一次上行的特殊突发所计算的功控命令以及相关物理层映射所在的下行子帧到本次上行的前一个下行子帧的范围内的子帧数目；TPCbit_i为用户设备从基站根据用户设备上一次上行的特殊突发所计算的功控命令以及相关物理层映射所在的下行子帧到本次上行的前一个下行子帧的范围内的第i个子帧中接收的物理层功控比特；Step为基站和用户设备事先商定的功控步长。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述步骤五用户设备调整功率的公式为：

P_ul，i＝P_ul，i-1+SumTPC

其中P_ul，i为本次上行信号的发射功率，是本次上行特殊突发的上行功率或者上行数据恢复发射后初始的上行信号所在的编码组合传输信道的第一个物理码道的上行功率；P_ul，i-1是上一次上行的特殊突发的发射功率；SumTPC为步骤四中计算出来的上行功率补偿量。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的功率控制方法是由基站、用户设备对系统中每个上行不连续发射的编码组合传输信道分别实施。

18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的功率控制方法是由基站、用户设备对系统中每个上行不连续发射的编码组合传输信道循环地连续实施以完成上行闭环功率控制的过程。