CN1859029A - 一种上行高速专用物理控制信道的自适应功率控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种上行高速专用物理控制信道(HS－DPCCH信道)的自适应功率控制方法，该方法包括当处于软切换状态时，移动终端根据各链路的信道质量变化要求来调整上行HS－DPCCH信道的实际发射功率。本发明解决了网络需要为调整上行HS－DPCCH信道的功率偏置而发送专门的消息的问题，在降低系统信令处理负担的同时，降低空中接口的负载。另外，用户根据自身的状态来选择合适的数值，提高了响应速度和准确度，使上行HS－DPCCH信道的功率控制得到了充分的优化。
Description
技术领域
本发明涉及一种信道功率控制方法，尤指一种信道的自适应功率控制方法。
背景技术
作为WCDMA标准的升级技术，高速下行分组接入(High SpeedDownlink Packet Access，以下简称HSDPA)是3GPP R5版本的重要特性，其通过自适应调制和编码(Adaptive Modulation and Coding，以下简称AMC)、混合重传(Hybrid-Automatic Repeat request，以下简称HARQ)，以及基站的快速调度等一系列关键技术，可以使下行数据传输速率提高到14Mbit/s(理论值)，实现下行的高速数据传输，从而帮助运营商降低运营成本并提高其业务吸引力。
HSDPA在空中接口中引入了三个信道，分别是下行的负责下行链路传输用户数据的高速物理下行共享信道(High Speed Physical Downlink SharedChannel，以下简称HS-PDSCH)、下行的负责下行链路传输对HS-PDSCH信道解码所必须的控制信息的高速共享控制信道(High Speed Shared ControlChannel，以下简称HS-SCCH)和上行的负责上行链路传输下行链路质量的反馈信息等控制信息的高速专用物理控制信道(High Speed DedicatedPhysical Control Channel，以下简称HS-DPCCH)。这三种信道之间的时序关系如图1所示，对于移动终端来说，下行HS-SCCH信道中的HS-SCCH帧会先于HS-PDSCH信道中对应的HS-PDSCH帧2个时隙到达；而移动终端向网络侧发送的上行HS-DPCCH帧，相对于对应的HS-PDSCH帧迟后10.5个时隙。
基于上述关系，移动终端通过读取HS-SCCH信道上的指示信息，获知对应的HS-PDSCH信道上有没有需要自己接收的数据。如果有，则根据HS-SCCH信道上提供的信息，如HS-PDSCH信道所使用的信道码、调制方式和新数据指示等，接收并解调出HS-PDSCH信道上传输的数据。然后，移动终端把数据是否被正确恢复的信息通过上行的HS-DPCCH信道通知给网络侧的发送方，如果数据正确接收，移动终端在HS-DPCCH信道上发送ACK指示；如果数据接收失败，则发送NACK指示。当发送方收到NACK指示时，在下个可用的时刻就可以把该数据重复发送给接收端。
在上述HSDPA的收发过程中，移动终端需要将用户当前所处的信道环境以信道质量指示(Channel Quality Indication，以下简称CQI)值的方式上报给发送方，发送方则根据CQI值来调整发送数据的大小，并选择使用适合的数据调制方式。因此，上行HS-DPCCH信道的帧结构如图2所示，每个HS-DPCCH子帧包括ACK/NACK和CQI两部分。其中，ACK/NACK部分为根据数据解调情况发送的ACK或NACK指示，CQI部分为根据用户所处环境的发送给网络侧发送方的CQI值。下行HS-PDSCH信道上的数据传输效率，在很大程度上受到上行HS-DPCCH信道上ACK/NACK和CQI上报质量的影响，也就是说，对HS-DPCCH信道的功率控制的好坏，决定了下行HS-PDSCH信道上的数据传输性能。
现有技术中，上行HS-DPCCH的功率是由服务无线网络控制器(ServingRadio Network Controller，以下简称SRNC)配置的，由于对应每个用户都存在上行专用物理控制信道(Dedicated physical control channel，以下简称DPCCH)和HS-DPCCH信道两条并行传输的上行信道，根据协议规定，这两条信道的功率应该保持同步地升高或降低，所以针对HS-DPCCH信道上的不同部分，SRNC分别配置了相对于DPCCH信道的功率偏置：ΔACK、ΔNACK和ΔCQI。如图3所示，ΔACK和ΔNACK分别在HS-DPCCH信道上传输ACK或NACK时使用；ΔCQI在HS-DPCCH信道上传输CQI值时使用，用于决定CQI比特的功率，三个功率偏置是不同的。配置这三个参数时，需要先确定配置相应的功率偏置后希望得到的数据传输性能，再根据期望的数据传输性能进行相应的配置。比如：以ACK/NACK/CQI的误比特率作为数据传输性能为例，误比特率要求的越高，所需配置的功率就越大，具体如何设置可取决于不同的算法，也可通过实际运行环境中的经验值或实验室的仿真值得到。
图4为进入软切换状态的HSDPA用户的信道使用情况示意图。如图所示，HSDPA用户进入软切换状态，同时与基站1和基站2保持通信。该二基站为同频的具有HSDPA功能的基站。图中的实线代表上行HS-DPCCH信道，虚线代表上行DPCCH信道，点划线代表下行的HS-PDSCH信道。
由于DPCCH信道具有软切换功能，那么，当DPCCH信道进入软切换状态时，上行链路会有两个或两个以上的基站接收来自该用户的DPCCH信号，并将接收到的信号进行合并，因此DPCCH信道就获得了上行的软切换增益。这种情况下，为达到同样的传输性能，上行DPCCH信道的发射功率就在网络的控制下被调整到一个比较低的值。但是，上行HS-DPCCH信道不具有软切换能力，所以，在上行DPCCH信道进入软切换时，HS-DPCCH信道只能根据下行HS-PDSCH信道的发射来选择其中的一条上行DPCCH信道作为参考并设置相应的功率偏置。
因此，当用户的上行DPCCH信道进入软切换时，网络侧就需要通过专门的信令来通知用户适当提高上行HS-DPCCH信道相对于上行DPCCH信道的功率偏置，以继续保证上行HS-DPCCH信道的质量，从而保证下行HS-PDSCH信道的高速数据传输。
现有技术方案中，当某个用户的上行DPCCH信道接入或离开软切换状态时，网络就需要发送一个消息给相应的用户，而目前的移动通信系统中存在着以万计的用户，尤其是那些移动速度比较快的用户和那些处于软切换区域的用户，都在以一个比较高的频率进入或离开软切换区。因此，对移动通信系统来说，巨大的用户量为系统发送进入或离开软切换状态的通知消息带来了信令处理的负担，及空中接口的负载，从而降低了上行HS-DPCCH信道的功率控制性能。
另外，由于网络侧在作出判决之后需要发送专门的消息给用户，整个过程涉及到判决、发送消息两个步骤，这两个步骤的处理时间带来了响应速度的降低，也就降低了上行HS-DPCCH信道的功率控制性能。
最后，当用户进入软切换区后，网络侧发送一个提高功率偏置的消息，这在实际情况下也是不完全必要的。当服务小区所在链路的信号质量远好于其它链路时(例如信噪比高6dB以上)，此时上行DPCCH的功率控制是以该服务小区为主，其余链路对上行信号的接收基本没有增益，也就是说没有软切换增益，所以这个时候网络也应该保持原有的功率偏置不变而不是提高功率偏置。而从另一方面来说，由于软切换状态下各条链路的信号质量都在快速变化中，网络也不可能及时判决并作出响应。
鉴于上述原因，本发明提出一种HS-DPCCH信道的自适应功率控制方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种HS-DPCCH信道的自适应功率控制方法，通过移动终端的自适应控制来实时响应的软切换状态下的信号质量变化，优化上行HS-DPCCH信道的功率控制，同时减少信令交互，提高响应速度和准确度，最终实现下行HS-PDSCH信道的高速数据传输。
本发明目的通过以下技术方案实现：一种上行高速专用物理控制信道(HS-DPCCH信道)的自适应功率控制方法，包括当移动终端处于软切换状态时，移动终端根据各链路的信道质量变化要求来调整上行HS-DPCCH信道的实际发射功率。
当移动终端处于非软切换状态时，上行HS-DPCCH信道跟随上行DPCCH信道进行功率控制，也就是说，在非软切换状态下，移动终端保持前一时刻的功率偏置值不变。
移动终端在软切换状态下，根据下行链路的功率控制命令字来调整上行HS-DPCCH相对于DPCCH的功率偏置。
当移动终端要提高上行DPCCH发射功率而HSDPA所在链路的功控命令字要降低DPCCH发射功率时，移动终端对功率偏置自动降低两个功率控制单位。
当移动终端要降低上行DPCCH发射功率而HSDPA所在链路的功控命令字要提高DPCCH发射功率时，移动终端对功率偏置自动提高两个功率控制单位。
当移动终端要提高或降低上行DPCCH发射功率而HSDPA所在链路的功控命令字具有相同的功率控制方向时，移动终端保持前一时刻的功率偏置。
网络侧结合移动终端当前所处的状态(软切换或非软切换)配置初始的HS-DPCCH信道相对于上行DPCCH信道的功率偏置，移动终端把网络侧配置的功率偏置作为自适应处理的初始值。
所述功率偏置参数包括ACK的功率偏置参数、NACK的功率偏置参数以及CQI的功率偏置参数。
与现有技术相比，本发明解决了网络需要为调整上行HS-DPCCH信道的功率偏置而发送专门的消息的问题，在降低系统信令处理负担的同时，也降低了空中接口的负载。另外，移动终端根据不同链路的状态来调整合适的功率偏置值，提高了响应速度和准确度，使上行HS-DPCCH信道的功率控制得到了充分的优化。
附图说明
图1为HSDPA中各物理信道的时序关系图。
图2为HS-DPCCH信道的帧结构图。
图3为HS-DPCCH信道各部分相对于上行DPCCH信道的功率偏置示意图。
图4为进入软切换状态的HSDPA用户的信道使用情况示意图。
具体实施方式
本发明一种HS-DPCCH信道的自适应功率控制方法，包括当处于软切换状态时，移动终端根据各链路的信道质量变化要求来调整上行HS-DPCCH信道的实际发射功率；当处于非软切换状态时，移动终端对上行HS-DPCCH信道跟随DPCCH信道进行功率控制。该方法的具体过程如下：
SRNC在网络侧结合移动终端当前所处的状态(软切换或非软切换)配置初始的HS-DPCCH信道相对于上行DPCCH信道的功率偏置。移动终端把网络侧配置的功率偏置作为自适应处理的初始值。该功率偏置参数中包括ACK、NACK和CQI的功率偏置值。
假定网络期望HSDPA用户的ACK/NACK和CQI比特的误比特率控制在1％之内，当用户处于非软切换状态下，由于上行DPCCH信道没有获得额外的软切换增益，则上行DPCCH信道的功率被网络控制的比较高，所以只要为上行HS-DPCCH信道配置比较低的相对于上行HS-DPCCH信道的功率偏置，就能够获得满足误比特率要求的上行HS-DPCCH信道的发射功率。相反，当用户处于软切换状态下，由于上行DPCCH信道获得了软切换增益，所以上行DPCCH信道的功率被网络控制得相对来说比较低。为保证同样的误比特率，则需要配置相对比较高的功率偏置。
当用户处于非软切换状态时，如现有技术，移动终端保持前一时刻的功率偏置参数对上行HS-DPCCH信道进行功率控制，即：当上行DPCCH信道功率升高时，HS-DPCCH信道的功率也随之提升；当DPCCH功率下降时，则HS-DPCCH功率随之下降。
当处于软切换状态时，用户根据从每条下行链路上获得的功控命令字(下行DPCCH信道上的传输功率控制「Transmission Power Control，以下简称TPC 」比特)来调整上行HS-DPCCH信道的发射功率。具体的调整方式如下：
如果用户根据不同链路上获得的功率控制命令字要求提高上行DPCCH信道的发射功率，而用户从HSDPA所在下行链路上获得的功率控制命令是下降发射功率，则用户自动降低HS-DPCCH相对上行DPCCH的功率偏置，降低的幅度是两个功率控制单位。
如果用户根据不同链路上获得的功率控制命令字要求降低上行DPCCH信道的发射功率，而用户从HSDPA所在链路上获得的功控命令是提高发射功率，则用户自动提高HS-DPCCH信道功率相对于上行DPCCH的功率偏置，提高的幅度是两个功率控制单位。
如果用户根据不同链路上获得的功率控制命令字要求提高(或降低)上行DPCCH信道的发射功率，而用户自动从HSDPA所在链路上获得的功率控制命令也是提高(或降低)发射功率，则用户保持前一时刻的功率偏置值。
其中，用户根据根据不同链路上获得的功率控制命令字进行上行DPCCH功率控制的判决的方法为现有技术，功率控制单位采用现有技术中网络配置给用户的功率控制步长(1或2dB)。
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步说明。
如图4所示，某用户同时与小区1和小区2保持连接，用户和小区1之间建立了HSDPA连接，下行方向通过HS-PDSCH信道发送数据业务，上行方向通过HS-DPCCH发送ACK/NACK和CQI信息。在下行方向，用户接收来自两个小区发送的DPCCH信道上的TPC命令，并且网络要求用户每个时隙都要调整上行发射功率，每次功率调整的步长是1dB。
假设某个时刻上行HS-DPCCH信道相对于上行DPCCH信道的功率偏置是2dB，用户从小区1接收到的TPC命令是1(即升高功率)，而用户从小区2接收到的命令是0(即降低功率)。此时用户结合两条链路上接收到的TPC命令字，发现用户和小区2之间的链路质量比较好，实时降低发射功率也能满足信号正确接收的要求，因此在下个发射时隙，用户可以降低上行DPCCH信道的发射功率。
而此时，用户从小区1收到的TPC命令字是提高发射功率，也就是说，用户和小区1之间的链路处于信道质量比较差的状态，上行HS-DPCCH信道也相应有比较差的数据传输性能，从HS-DPCCH信道本身而言具有升高功率的需求。
因此，为了同时满足降低上行DPCCH信道以及升高HS-DPCCH信道发射功率的要求，在下个信号发送时刻，用户需要在降低上行DPCCH信道功率1个dB的同时把HS-DPCCH信道相对于DPCCH信道的功率偏置从当前状态的2dB提高到4dB。
本发明解决了网络需要为调整上行HS-DPCCH信道的功率偏置而发送专门的消息的问题，在降低系统信令处理负担的同时，也降低了空中接口的负载。另外，用户根据不同链路的状态来调整合适的功率偏置值，提高了响应速度和准确度，使上行HS-DPCCH信道的功率控制得到了充分的优化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种上行高速专用物理控制信道(HS-DPCCH信道)的自适应功率控制方法，其特征在于：该方法包括当处于软切换状态时，移动终端根据各链路的信道质量变化要求来调整上行HS-DPCCH信道的实际发射功率。
2.如权利要求1所述的上行HS-DPCCH信道的自适应功率控制方法，其特征在于：当移动终端处于非软切换状态时，上行HS-DPCCH信道跟随上行DPCCH信道进行功率控制。
3.如权利要求1所述的上行HS-DPCCH信道的自适应功率控制方法，其特征在于：移动终端在软切换状态下，根据下行链路的功率控制命令字来调整上行HS-DPCCH相对于DPCCH的功率偏置。
4.如权利要求3所述的上行HS-DPCCH信道的自适应功率控制方法，其特征在于：当移动终端要提高上行DPCCH发射功率而HSDPA所在链路的功控命令字要降低DPCCH发射功率时，移动终端对功率偏置自动降低两个功率控制单位。
5.如权利要求3所述的上行HS-DPCCH信道的自适应功率控制方法，其特征在于：当移动终端要降低上行DPCCH发射功率而HSDPA所在链路的功控命令字要提高DPCCH发射功率时，移动终端对功率偏置自动提高两个功率控制单位。
6.如权利要求3所述的上行HS-DPCCH信道的自适应功率控制方法，其特征在于：当移动终端要提高或降低上行DPCCH发射功率而HSDPA所在链路的功控命令字具有相同的功率控制方向时，移动终端保持前一时刻的功率偏置。
7.如权利要求1-6任一项所述的上行HS-DPCCH信道的自适应功率控制方法，其特征在于：网络侧结合移动终端当前所处的状态(软切换或非软切换)配置初始的HS-DPCCH信道相对于上行DPCCH信道的功率偏置，移动终端把网络侧配置的功率偏置作为自适应处理的初始值。
8.如权利要求7所述的上行HS-DPCCH信道的自适应功率控制方法，其特征在于：所述功率偏置参数包括ACK的功率偏置参数、NACK的功率偏置参数以及CQI的功率偏置参数。
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