CN1889779A - 一种基站内异频硬切换功率控制的方法及系统 - Google Patents

一种基站内异频硬切换功率控制的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基站内异频硬切换功率控制的方法，用以解决现有技术中存在由于终端设备的发射功率偏高而导致接收带宽总功率尖峰出现，形成对其他用户的巨大干扰甚至掉话的问题；该方法包括：终端设备发起异频硬切换；终端设备所在小区的基站向终端设备发送传输功率控制TPC命令，指示终端设备提升发射功率，该TPC命令在无线链路同步前以降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生；所述终端设备根据基站发送的TPC命令调整发射功率。本发明还同时公开一种基站和一种通信系统。

Description

一种基站内异频硬切换功率控制的方法及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基站内异频硬切换功率控制的方法及系统。
背景技术
为了在连接模式下处理由于移动造成的越区从而保证覆盖的连续性，以及进行负载调整，宽带码分多址接入(WCDMA)系统具备切换功能，包括更软切换、软切换、同频/异频硬切换及系统间切换。
软切换与硬切换的主要区别如下：
软切换先加再断，即终端设备在原有链路保持状态下，再增加一条即将进入新小区的链路，到新小区链路的质量达到一定的门限后删除原有链路，完成一次切换；硬切换则是先断再加，即先断开原有链路，在新小区内重新搜索，当搜索到的新小区链路的质量达到一定的门限后切换到新小区上。
软切换时，在切换区中可同时保持多条链路；硬切换时，在切换区中只有一条链路。
软切换没有切换中断，硬切换有切换中断。例如：语音业务在软切换时感觉不到中断，在硬切换时感觉有轻微中断。
异频硬切换包括基站间异频硬切换和基站内异频硬切换。基站内异频硬切换在同一基站内的两个频点之间进行硬切换，可实现各载频间的负载平衡和无缝接续。
WCDMA系统是一种自干扰系统，其容量主要受多址干扰的限制。终端设备在小区内的位置随机分布，若按照固定值设置发射功率，则上行链路的“远近效应”十分突出。为了克服“远近效应”以提高上行链路容量，上行功率控制十分必要。上行功率控制是由基站(NodeB)估计接收信号的信干比(SIR)并与信干比目标值(SIRTarget)比较，产生上行传输功率控制(TPC)来精确调整终端设备的发射功率。下行功率控制主要是为了：(1)合理控制下行发射功率，保证解调所需的信噪比(Eb/N0)，同时最小化对邻近小区的干扰；(2)给处于小区边缘的终端设备提供足够的功率；(3)当由于快衰落导致信号质量恶化，使用交织、前向纠错(FEC)等手段无能为力时，通过增加发射功率满足接收指标。下行闭环功率控制主要通过终端设备发送的下行TPC来精确调整NodeB的发射功率。
基站内异频硬切换时，终端设备向无线网络控制器(RNC)发起异频硬切换请求，RNC响应该请求，并通知基站建立专用物理信道(DPCH)。基站在建立专用物理信道(DPCH)后，在新频点的整个小区范围内进行全程搜索，即从传输时延(Tp)为0开始一直搜索到最大传输时延，搜索时基站将终端设备的SIR与SIRTarget进行比较，以测定终端设备的发射功率是否满足要求，若不满足，则产生一个提升发射功率的TPC命令，并通过下行专用物理信道(DPCH)把该TPC命令发送给终端设备；终端设备根据该TPC命令后提升发射功率(一般为1dB)。TPC命令每时隙产生1个，在新链路未同步前，基站不根据实际SIR的强弱，强制性的发全1，即每一个时隙升1dB，一直让终端设备升功率，到新链路同步后，恢复为正常模式进行上行功率控制，即基站估计接收信号的SIR并与SIRTarget比较，产生上行TPC命令以调整终端设备的发射功率。
上述技术会导致在新链路同步前，终端设备的发射功率非常高，甚至接近最大发射功率，进一步导致基站的接收带宽总功率(RTWP)攀升，引起RTWP尖峰出现，形成对其他用户的巨大干扰甚至掉话。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基站内异频硬切换功率控制的方法及系统，用以解决现有技术中存在由于终端设备的发射功率偏高而导致才(RTWP)尖峰出现，形成对其他用户的巨大干扰甚至掉话的问题。
本发明提供以下技术方案：
一种基站内异频硬切换功率控制的方法，该方法包括步骤：
终端设备发起异频硬切换；
终端设备所在小区的基站向终端设备发送传输功率控制TPC命令，指示终端设备提升发射功率，该TPC命令在无线链路同步前以降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生；
所述终端设备根据基站发送的TPC命令调整发射功率。
根据上述方法：
在基站中预先配置TPC参数值，根据该参数值确定降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列。
所述交替序列中降低发射功率命令和提升发射功率命令依次交替。
在每个交替序列之后增加1个提升发射功率命令。
在无线链路同步后，根据信道的信干比(SIR)和信干比目标值(SIRTarget)的比较结果产生TPC命令。
一种基站，包括：
用于在异频硬切换过程中的无线链路同步前，以降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生TPC命令的模块；
用于将产生的TPC命令发送给终端设备的模块。
其中，在基站中预先配置TPC参数值，根据该参数值确定降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列。
所述交替序列中降低发射功率命令和提升发射功率命令依次交替。
在每个交替序列之后增加1个提升发射功率命令。
所述基站还包括：
用于在无线链路同步后，根据信道的信干比(SIR)和信干比目标值(SIRTarget)的比较结果产生TPC命令的模块。
一种通信系统，包括：
终端设备，用于发起异频硬切换请求以及根据接收到的TPC命令调整发射功率；
基站，用于在异频硬切换过程中的无线链路同步前，以降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生TPC命令，并将其发送给所述终端设备。
所述基站包括：
用于在异频硬切换过程中的无线链路同步前，以降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生TPC命令的模块；
用于将产生的TPC命令发送给终端设备的模块。
其中，在基站中预先配置TPC参数值，根据该参数值确定降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列。
所述交替序列中降低发射功率命令和提升发射功率命令依次交替。
在每个交替序列之后增加1个提升发射功率命令。
所述基站还包括：
用于在无线链路同步后，根据信道的信干比(SIR)和信干比目标值(SIRTarget)的比较结果产生TPC命令的模块。
本发明的有益效果如下：
本发明在基站内异频硬切换过程中的无线链路同步前以降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生传输功率控制TPC命令，终端设备根据该TPC命令调整发射功率，以控制发射功率的提升速度，有效地防止了终端设备发射功率的快速上升，进一步解决了由此导致的接收带宽总功率(RTWP)尖峰的出现以及对小区内其余用户产生的巨大干扰，提高了网络质量和小区容量。
附图说明
图1为本发明实施例中通信系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中基站的结构示意图；
图3为本发明实施例中上行无线链路的状态迁移示意图；
图4为本发明实施例中基站内异频硬切换功率控制的流程图。
具体实施方式
为了解决现有技术中存在由于终端设备的发射功率偏高而导致接收带宽总功率(RTWP)尖峰出现等问题，本发明在基站内异频硬切换过程中的无线链路同步前以在降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生传输功率控制(TPC)命令，终端设备根据该TPC命令调整发射功率，以控制发射功率的提升速度。
基站预先配置TPC参数值，根据该参数值确定所述降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列。
所述TPC参数值根据信道状态的不同而不同，如根据信道是第一条信道，或者是同频切换信道，或者是异频切换信道，产生不同的TPC参数值；该参数值的设置主要根据功率攀升的实际要求和对空口干扰的程度来确定，如设置TPC参数值为14，即14组0、1(降功率、升功率)后增加一个1(升功率)。每一个TPC命令的降功率下降一个功控步长，升功率上升一个功控步长，若一个功控步长为1dB，当按照在14组0、1后增加一个1的形式进行功率控制时，相当于大约每秒功率上升50db，与现有技术每秒功率上升1500dB相比，功率上升速度得到了明显的抑制。
所述交替序列中降低发射功率命令和提升发射功率命令依次交替，在每个交替序列之后增加1个提升发射功率命令的方式，如这里的14组0、1(降功率、升功率)后增加一个1(升功率)，为一种较佳的方式，也可以设置降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列为1、0(升功率、降功率)或保证发射功率在此交替序列完成后不变的其它方式，如0、0、1、1的组合等。
参阅图1所示，本实施例中的通信系统包括终端设备100、无线网络控制器101、基站102。
所述终端设备100向无线网络控制器101发起异频硬切换请求；所述无线网络控制器101响应终端设备100的异频硬切换请求，并通知基站102建立专用物理信道；所述基站102在无线网络控制器101要求下建立专用物理信道，并在异频硬切换过程中的无线链路同步前以在降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生TPC命令发送给所述终端设备100；所述终端设备100根据该TPC命令调整发射功率，以控制发射功率的提升速度。
所述基站102在无线链路同步后后，根据信道的信干比SIR和信干比目标值SIRTarget的比较结果产生TPC命令，并将其发送给所述终端设备100，所述终端设备100根据该TPC命令调整发射功率，以控制发射功率的提升速度。
参阅图2所示，本实施例中一种基站包括：TPC命令产生模块200和TPC命令发送模块201；所述TPC命令产生模块200，用于在异频硬切换过程中的无线链路同步前以在降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生TPC命令；所述TPC命令发送模块201，用于将产生的TPC命令发送给终端设备100。
参阅图3所示，对于NodeB侧的一条上行无线链路，从其建立到删除，分为三种状态：初始状态(initial state)300、同步状态(In-sync state)301和失步状态(Out-of-sync state)302。各状态的迁移过程如下：
NodeB在无线网络控制器(RNC)要求下建立上行专用信道，并在建立完成后打开接收机/发射机进行专用信道搜索，此时上行无线链路处于初始状态300，NodeB按相关协议规定向终端设备发送TCP命令进行功率控制。
NodeB判断接收帧质量，对连续40ms内(窗口大小40ms，每10ms窗口向后滑动一帧)的帧质量结果进行统计，若统计均值大于同步门限，就发送“同步(In sync)”原语一次，在发送连续N_INSYNC_IND次后认为上行无线链路进入同步状态301，向RNC上报无线链路恢复指示(Radio_Link_Restore)，指示物理层上行同步，此时上行无线链路迁移到同步状态301。
NodeB在上行无线链路进入同步状态301后，对连续160ms内(窗口大小160ms，每10ms窗口向后滑动一帧)的帧质量结果进行统计，若统计均值小于失步门限，就发送“失步(out of sync)”原语一次，在发送连续N_OUTSYNC_IND次后启动定时器T_RLFAIL终端设备。在该定时器超时之前，若检测到连续N_INSYNC_IND个“同步in sync”原语，则停止该定时器，继续同步状态301；否则定时器超时，NodeB向RNC上报无线链路失步指示(Radio_Link_Failure)，指示物理层上行失步，此时上行无线链路迁移到失步状态302。
所述TPC命令产生模块200在异频硬切换过程中的无线链路同步前，以在降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生TPC命令，并将该TPC命令发送给终端设备100，终端设备100根据该TPC命令对发射功率进行调整。
在上行无线链路进入同步状态301时，所述TPC命令产生模块200根据信道的信干比SIR和信干比目标值SIRTarget的比较结果产生TPC命令，若SIR≥＝SIRTarget，则TPC命令为0(降功率)；若SIR＜SIRTarget，则TPC命令为1(升功率)，并且将该TPC命令发送给所述终端设备100，所述终端设备100根据该TPC命令对发射功率进行调整。
参阅图4所示，所述基站102内异频硬切换的功率控制处理流程如下：
步骤400、所述终端设备100向无线网络控制器101发起异频硬切换请求。
步骤401、所述无线网络控制器101响应终端设备100的异频硬切换请求，通知基站102建立专用物理信道。
步骤402、所述基站102在无线网络控制器101要求下建立专用物理信道。
步骤403、所述基站102在异频硬切换期间的无线链路同步前，以在降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加1个提升发射功率命令的方式产生TPC命令。
步骤404、所述基站102将产生的TPC命令发送给所述终端设备100。
步骤405、所述终端设备100根据接收到的TPC命令对发射功率进行调整。
步骤406、所述基站102在无线链路同步后，根据信道的信干比SIR和信干比目标值SIRTarget的比较结果产生TPC命令。
步骤407、所述基站102将产生的TPC命令发送给所述终端设备100。
步骤408、所述终端设备100根据接收到的TPC命令对发射功率进行调整。
从上述实施例可知，本发明在基站内异频硬切换过程中的无线链路同步前以在降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生传输功率控制TPC命令，并将其发送给终端设备，终端设备根据该TPC命令调整发射功率，以控制发射功率的提升速度，有效地防止了终端设备发射功率的快速上升，进一步解决了由此导致的接收带宽总功率(RTWP)尖峰的出现以及对小区内其余用户产生的巨大干扰，提高了网络质量和小区容量。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1、一种基站内异频硬切换功率控制的方法，其特征在于，该方法包括步骤：
终端设备发起异频硬切换；
终端设备所在小区的基站向终端设备发送传输功率控制TPC命令，指示终端设备提升发射功率，该TPC命令在无线链路同步前以降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生；
所述终端设备根据基站发送的TPC命令调整发射功率。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在基站中预先配置TPC参数值，根据该参数值确定降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交替序列中降低发射功率命令和提升发射功率命令依次交替。
4、如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在每个交替序列之后增加1个提升发射功率命令。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，在无线链路同步后，根据信道的信干比SIR和信干比目标值SIRTarget的比较结果产生TPC命令。
6、一种基站，其特征在于，包括：
用于在异频硬切换过程中的无线链路同步前，以降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生TPC命令的模块；
用于将产生的TPC命令发送给终端设备的模块。
7、如权利要求6所述的基站，其特征在于，在基站中预先配置TPC参数值，根据该参数值确定降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列。
8、如权利要求6所述的基站，其特征在于，所述交替序列中降低发射功率命令和提升发射功率命令依次交替。
9、如权利要求6、7或8所述的基站，其特征在于，在每个交替序列之后增加1个提升发射功率命令。
10、如权利要求9所述的基站，其特征在于，还包括：
用于在无线链路同步后，根据信道的信干比SIR和信干比目标值SIRTarget的比较结果产生TPC命令的模块。
11、一种通信系统，其特征在于，包括：
终端设备，用于发起异频硬切换请求以及根据接收到的TPC命令调整发射功率；
基站，用于在所述终端设备进行异频硬切换过程中的无线链路同步前，以降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生TPC命令，并将其发送给所述终端设备。
12、如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述基站包括：
用于在异频硬切换过程中的无线链路同步前，以降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列之后增加提升发射功率命令的方式产生TPC命令的模块；
用于将产生的TPC命令发送给终端设备的模块。
13、如权利要求11所述的系统，其特征在于，在基站中预先配置TPC参数值，根据该参数值确定降低发射功率命令和提升发射功率命令的交替序列。
14、如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述交替序列中降低发射功率命令和提升发射功率命令依次交替。
15、如权利要求11至14任一项所述的系统，其特征在于，在每个交替序列之后增加1个提升发射功率命令。
16、如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述基站还包括：
用于在无线链路同步后，根据信道的信干比SIR和信干比目标值SIRTarget的比较结果产生TPC命令的模块。
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