CN1983849A - 信道功率控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了两种高速上行链路分组接入(HSUPA)下行控制信道功率的控制方法。一种方法是通过TPC发射功率和信道相应的固定功率偏置来确定该信道的发射功率;另一种方法是根据HICH信道上ACK的情况对HICH发射功率进行调整,并进一步根据RGCH相对于HICH的固定功率偏置来确定RGCH发射功率。通过本发明所提供的控制方法,可以有效控制HSUPA下行控制信道RGCH和HICH的发射功率,并可以在满足用户解调要求前提下,使发射功率要求最小化。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信控制方法,特别是指高速上行链路分组接入(HSUPA)下行控制信道功率的控制方法。
背景技术
HSUPA是宽带码分多址(WCDMA)系统中的上行高速数据业务增强技术,它采用快速重传、混合自动重发请求(ARQ)及基于基站的分布式控制方法来完成高速的上行数据传输功能。
系统在下行为每个用户分配了两条控制信道:混合ARQ指示信道(HICH)和相对授权信道(RGCH),分别用来传送数据包确认信息与针对用户的控制授权信息。其中,HICH上携带了对上行的增强专用信道(E-DCH)数据的确认信息,包括确认(ACK)、否认(NACK)和不发射(DTX)三种;RGCH上携带的信息包括上升(RG_UP)、下降(RG_DOWN)和不发射(DTX)三种。基站必须合理设置这两条信道的发射功率,以保证用户对这两条信道的解调错误概率控制在一定的水平之下。
在现有技术中,基站通常为每条信道配置固定的功率,而且基站配置的功率必须保证小区边缘的用户有足够好的信号质量。这种方法虽然实现方式简单,但其存在的问题是:总的信道功率消耗会远大于实际需要。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供两种HSUPA下行控制信道功率的控制方法,以更好地控制HICH和RGCH的发射功率。
本发明的技术方案如下所示:
本发明提供的第一种信道功率控制方法,包括以下步骤:
A1、根据设置的信道错误解调概率门限值,得出信道解调所需的信噪比;
B1、根据设置的功控命令字(TPC)错误解调概率门限值,得出TPC解调所需的信噪比;
C1、计算步骤A1与步骤B1得出的两个信噪比之差,作为信道相对于TPC的固定功率偏置;
D1、根据TPC发射功率和信道相对于TPC的固定功率偏置设置信道发射功率。
其中,上述步骤A1或步骤B1中所述得出解调所需的信噪比是:通过理论计算得出、或者通过仿真得出。
根据上述的第一种控制方法,所述的信道是HICH,步骤A1中所述的信道错误解调概率门限值是:HICH上DTX错误解调为ACK的概率门限值和ACK错误解调为DTX的概率门限值。
根据上述的第一种控制方法,所述的信道是RGCH,步骤A1中所述的信道错误解调概率门限值是:RGCH上DTX错误解调为RG_UP或RG_DOWN的概率门限值和RG_UP或RG_DOWN错误解调为DTX的概率门限值。
本发明还提供了第二种功率控制方法,包括以下步骤:
A2、获取HICH上ACK的情况;
B2、根据所获得的ACK情况对HICH发射功率进行调整。
根据上述的第二种控制方法,所述步骤B2进一步包括以下步骤:
B21、判断HICH上的ACK信息是否是用户错误接收的ACK,如果是用户错误接收的ACK,则计入ACK错误接收个数;
B22、周期统计ACK错误接收个数和总发送个数;
B23、计算ACK错误接收个数估计概率为:错误接收个数/总发送个数;
B24、判断计算出的ACK错误接收个数估计概率是否大于预设的ACK错误接收概率门限值,如果大于ACK错误接收概率的预设门限值,则上调HICH发射功率;否则,下调HICH发射功率。
根据上述的第二种控制方法,所述步骤B2具体为:判断HICH上的ACK信息是否是用户错误接收的ACK,如果是用户错误接收的ACK,则上调HICH发射功率;否则,下调HICH发射功率。所述上调HICH发射功率的上调值PUP、所述下调HICH发射功率的下调值PDOWN和预设的ACK错误接收概率门限值Er之间,满足以下关系:ErPUP=(1-Er)PDOWN。
上述的第二种控制方法中,步骤B2中所述判断HICH上的ACK信息是否是用户错误接收的ACK是:在上行增强专用信道E-DCH检查下一个相应时刻收到的数据包状态,如果该数据包为上一时刻的重传数据包,则认为这个ACK是被用户错误接收的ACK。
根据上述的第二种控制方法,在所述根据获得的ACK情况对HICH发射功率进行调整之后,该方法进一步对RGCH发射功率进行调整,包括以下步骤:
a、根据对HICH设置的DTX错误解调为ACK的概率门限值和ACK错误解调为DTX的概率门限值,得出HICH解调所需的信噪比;
b、根据对RGCH设置的DTX错误解调为RG_UP或RG_DOWN的概率门限值和RG_UP或RG_DOWN错误解调为DTX的概率门限值,得出RGCH解调所需的信噪比;
c、计算步骤a与步骤b得出的两个信噪比之差,作为RGCH相对于HICH的固定功率偏置;
d、根据HICH发射功率和RGCH相对于HICH的固定功率偏置,设置RGCH发射功率。
其中,上述的步骤a或步骤b中所述的得出解调所需的信噪比是:通过理论计算得出、或通过仿真得出。
本发明公开了两种HSUPA下行控制信道功率的控制方法。一种方法是通过功控命令字(TPC)的发射功率和信道相应的固定功率偏置来确定该信道的发射功率;另一种方法是根据HICH信道上ACK的情况对HICH发射功率进行调整,并进一步根据RGCH相对于HICH的固定功率偏置来确定RGCH发射功率。通过本发明所提供的控制方法,可以有效控制HSUPA下行控制信道RGCH和HICH的发射功率,并可以在满足用户解调要求前提下,使发射功率要求最小化。
附图说明
图1为根据本发明提供的第一种控制方法确定HICH发射功率的实施例示意图;
图2为根据本发明提供的第一种控制方法确定RGCH发射功率的实施例示意图;
图3为根据本发明提供的第二种控制方法确定HICH和RGCH发射功率的第一实施例示意图;
图4为根据本发明提供的第二种控制方法确定HICH和RGCH发射功率的第二实施例示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
为了完成对用户上行信道的快速功率控制,与用户有连接的基站都会周期性的在下行发射一个TPC,TPC的发射功率是由专用物理数据信道(DPDCH)的功率和功率偏置确定的。由于每个基站发射的下行TPC都不相同,因此用户不能用最大比合并方法进行接收。在WCDMA系统中TPC的功率偏置是由无线网络控制器(RNC)控制的,RNC可以根据用户无线连接状态实时调整TPC的功率偏置以弥补软切换状态改变带来的TPC与DPDCH在功率需求上的差异。与TPC的情况类似,每个基站上HICH和RGCH上携带的信息也是不同的,二者的发射功率也可以根据DPDCH功率和相应的功率偏置来设置。这样,HICH和RGCH的发射功率就可以根据TPC功率和相应的功率偏置来实时地设置,以适应软切换状态的改变。
对于上述的根据TPC发射功率和相应的功率偏置来确定HICH或RGCH信道发射功率的方法,其中的功率和功率偏置均以dB为单位。这样,实际上将TPC发射功率加上相应的信道功率偏置,就可以确定信道发射功率。
在本发明提供的HSUPA下行控制信道功率的第一种控制方法中,通过TPC发射功率和预先计算的固定功率偏置来确定HICH、RGCH的发射功率。当用户无线连接数改变时,TPC发射功率也随之改变,此时,可根据HICH和RGCH相对于TPC的固定功率偏置,来分别确定和调整HICH和RGCH的发射功率,以实时适应网络状态。
图1为根据本发明提供的第一种控制方法确定HICH发射功率的实施例示意图,具体步骤如下:
步骤110,根据对HICH设置的错误解调概率门限值,计算出HICH解调所需的信噪比SIRHICH。这里,所述错误解调概率门限值,是指预先设置的DTX错误解调为ACK的概率门限值和ACK错误解调为DTX的概率门限值。这一步骤可采用理论计算或仿真的方法实现。具体如下:
假设干扰为白高斯噪声,则用户将DTX错误解调为ACK的概率为:
其中,
THICH为解调门限。因此,根据预先设置的用户将DTX错误解调为ACK的概率Pf的门限值,可以计算出用户应该使用的解调门限THICH。
在给定的SIR与解调门限T下,用户将ACK错误解调为DTX的概率为:
其中GHICH为HICH符号的扩频增益。则由上式可计算出HICH解调所需的信噪比SIRHICH。
步骤120,根据对TPC预先设置的错误解调概率门限值,计算出TPC解调所需的信噪比SIRTPC。这一步骤同样可以采用理论计算或仿真的方法实现,具体计算方法与步骤110中的方法类似,则TPC的错误解调概率计算
公式为:
其中GTPC为TPC符号的扩频增益。由上式可计算出TPC解调所需的信噪比SIRTPC。
步骤130,HICH相对于TPC发射功率的固定功率偏置BIASHICH,为步骤110和步骤120中分别计算出来的两个信噪比之差,即:
BIASHICH=SIRHICH-SIRTPC (4)
其中,上述公式(4)中,BIASHICH、SIRHICH和SIRTPC的单位均为dB。
步骤140,由TPC发射功率和HICH固定功率偏置BIASHICH,来确定HICH的发射功率。
图2为根据本发明提供的第一种控制方法确定RGCH发射功率的实施例示意图,具体计算方法与如图1所示的确定HICH发射功率的方法类似,具体步骤如下:
步骤210,根据对RGCH设置的错误解调概率门限值,计算出RGCH解调所需要的信噪比SIRRGCH。这里,所述错误解调概率门限值,是指预先设置的DTX错误解调为RG_UP或RG_DOWN的概率门限值和RG_UP或RG_DOWN错误解调为DTX的概率门限值。这一步骤可采用理论计算或仿真的方法实现。具体如下:
假设干扰为白高斯噪声,上述预先设置的错误解调概率门限值,是指预先设置的DTX错误解调为RG_UP的概率门限值和RG_UP错误解调为DTX的概率门限值,则用户将DTX错误解调为RG_UP的概率为:
其中,
TRGCH为解调门限。因此,根据预先设置的用户将DTX错误解调为RG_UP的概率Pf的门限值,可以计算出用户应该使用的解调门限TRGCH。在给定的SIR与解调门限T下,用户将RG_UP错误解调为DTX的概率为:
其中GRGCH为RGCH符号的扩频增益。则由上式可计算出RGCH解调所需的信噪比SIRRGCH。
步骤220,根据对TPC预先设置的错误解调概率门限值,计算出TPC解调所需的信噪比SIRTPC。这一步骤同样可以采用理论计算或仿真的方法实现。通过如图1中步骤120所示的相同的方法,得出TPC解调所需的信噪比SIRTPC。
步骤230,RGCH相对于TPC发射功率的固定功率偏置BIASRGCH,为步骤210和步骤220中分别计算出来的两个信噪比之差,即:
BIASRGCH=SIRRGCH-SIRTPC (7)
其中,上述公式(7)中,BIASRGCH、SIRRGCH和SIRTPC的单位均为dB。
步骤240,由TPC发射功率和RGCH固定功率偏置BIASRGCH,来确定RGCH的发射功率。
由此可见,采用本发明提供的第一种信道功率控制方法,HICH的发射功率可由TPC发射功率和HICH固定功率偏置BIASHICH来确定,如图1所示;而RGCH发射功率可由TPC发射功率和RGCH固定功率偏置BIASRGCH来确定,如图2所示。但如果TPC发射功率本身设置不准确,就会影响HICH、RGCH的发射功率设置。
因此,本发明还提供了第二种信道功率控制方法,这是一种基站自适应调整HICH、RGCH发射功率的方法,根据对HICH上ACK错误接收个数的统计分析,实时调整HICH的发射功率,可以使系统更准确地设置HICH、RGCH的发射功率。
图3为根据本发明提供的第二种控制方法确定HICH和RGCH发射功率的第一实施例示意图,具体步骤如下:
步骤310,当基站在HICH上发射了一个确认信息ACK后,在上行E-DCH检查下一个相应时刻收到的数据包状态:如果该数据包为上一时刻的重传数据包,则判定这个ACK是被用户错误接收的,计入错误接收个数;否则判定是用户正确接收的ACK,不计入错误接收个数。
步骤320,周期统计ACK错误接收个数和总发送个数。
步骤330,计算ACK错误接收个数估计概率为:错误接收个数/总发送个数,并将计算出的错误接收估计概率与所设置的ACK错误接收概率门限值Er进行比较。
步骤340,判断错误接收估计概率是否大于ACK错误接收概率门限值Er,如果大于Er,则执行步骤340A,即上调HICH发射功率;如果小于Er,则执行步骤340B,即下调HICH发射功率。其中,HICH发射功率的上调值或下调值可以是一个或多个步长,而且,上调与下调的值可以相同也可以不同。
步骤350,根据对HICH设置的DTX错误解调为ACK的概率门限值和ACK错误解调为DTX的概率门限值,计算HICH解调所需的信噪比SIRHICH。
步骤360,根据对RGCH设置的DTX错误解调为RG_UP或RG_DOWN的概率门限值和RG_UP或RG_DOWN错误解调为DTX的概率门限值,计算RGCH解调所需要的信噪比SIRRGCH。
步骤370,RGCH相对于HICH的固定功率偏置BIASRGCH,为步骤331和步骤332中分别计算出来的两个信噪比之差,即:
BIASRGCH=SIRRGCH-SIRHICH (8)
其中,上述公式(8)中,BIASRGCH、SIRRGCH和SIRHICH的单位均为dB。
步骤380,由HICH发射功率和RGCH固定功率偏置BIASRGCH确定RGCH发射功率。
如图3中的步骤310、320、330、340所示,系统周期统计和计算ACK错误接收个数的概率,并与ACK错误接收概率门限值Er进行比较,以此对HICH发射功率进行动态自适应调整,如图3中的步骤340A或340B所示。在此后的步骤350、360、370中,采用了与如图1及图2所示的本发明提供的第一种方法中类似的计算方法,计算出RGCH相对于HICH的固定功率偏置BIASRGCH,如上述的公式(8)所示,并在步骤380中根据HICH发射功率和BIASRGCH进一步实时调整RGCH的发射功率。
图4为根据本发明提供的第二种控制方法确定HICH和RGCH发射功率的第二实施例示意图,本实施例采取了与图3所示实施例不同的自适应调整方法,具体步骤如下:
步骤410,当基站在HICH上发射了一个确认信息ACK后,在上行E-DCH检查下一个相应时刻收到的数据包状态:如果该数据包为上一时刻的重传数据包,则判定这个ACK是被用户错误接收的;否则判定是用户正确接收的ACK。
步骤420,判断步骤430中所述的ACK是否是用户错误接收的ACK,如果是用户错误接收的ACK,则执行步骤420A,即将HICH发射功率上调一个步长PUP;否则,执行步骤420B,即将HICH发射功率下调一个步长PDOWN。其中,HICH发射功率的上调步长PUP、下调步长PDOWN与预设的ACK错误接收概率门限值Er之间,满足以下关系:
ErPUP=(1-Er)PDOWN (9)
步骤430,根据对HICH设置的DTX错误解调为ACK的概率门限值和ACK错误解调为DTX的概率门限值,计算HICH解调所需的信噪比SIRHICH。
步骤440,根据对RGCH设置的DTX错误解调为RG_UP或RG_DOWN的概率门限值和RG_UP或RG_DOWN错误解调为DTX的概率门限值,计算RGCH解调所需要的信噪比SIRRGCH。
步骤450,RGCH相对于HICH的固定功率偏置BIASRGCH,为步骤431和步骤432中分别计算出来的两个信噪比之差,即:
BIASRGCH=SIRRGCH-SIRHICH
步骤460,由HICH发射功率和RGCH固定功率偏置BIASRGCH确定RGCH发射功率。
在如图4所示的本发明提供的第二种方法的第二实施例中,系统根据对收到的数据包状态的检测,判断ACK信息是否为用户错误收到的ACK,并根据该ACK信息的错误与否分别对HICH发射功率采取不同的动态调整策略。在此后的步骤430、440、450中,也采用了与如图1及图2所示的本发明提供的第一种方法中类似的计算方法,计算出RGCH相对于HICH的固定功率偏置BIASRGCH,如前述的公式(8)所示,并在步骤460中根据HICH发射功率和BIASRGCH进一步实时调整RGCH的发射功率。
总之,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (11)
1、一种高速上行链路分组接入HSUPA下行控制信道功率的控制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
A1、根据设置的信道错误解调概率门限值,得出信道解调所需的信噪比;
B1、根据设置的功控命令字TPC错误解调概率门限值,得出TPC解调所需的信噪比;
C1、计算步骤A1与步骤B1得出的两个信噪比之差,作为信道相对于TPC的固定功率偏置;
D1、根据TPC发射功率和信道相对于TPC的固定功率偏置设置信道发射功率。
2、如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述的信道是混合自动重发请求指示信道HICH,步骤A1中所述的信道错误解调概率门限值是:HICH上不发射信息DTX错误解调为确认信息ACK的概率门限值和ACK错误解调为DTX的概率门限值。
3、如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述的信道是相对授权信道RGCH,步骤A1中所述的信道错误解调概率门限值是:RGCH上DTX错误解调为RGCH上升信息RG_UP或RGCH下降信息RG_DOWN的概率门限值和RG_UP或RG_DOWN错误解调为DTX的概率门限值。
4、如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,步骤A1或步骤B1中所述得出解调所需的信噪比是:通过理论计算得出、或者通过仿真得出。
5、一种HSUPA下行控制信道功率的控制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
A2、获取HICH上ACK的情况;
B2、根据所获得的ACK情况对HICH发射功率进行调整。
6、如权利要求5所述的控制方法,其特征在于,所述步骤B2进一步包括以下步骤:
B21、判断HICH上的ACK信息是否是用户错误接收的ACK,如果是用户错误接收的ACK,则计入ACK错误接收个数;
B22、周期统计ACK错误接收个数和总发送个数;
B23、计算ACK错误接收个数估计概率为:错误接收个数/总发送个数;
B24、判断计算出的ACK错误接收个数估计概率是否大于预设的ACK错误接收概率门限值,如果大于ACK错误接收概率的预设门限值,则上调HICH发射功率;否则,下调HICH发射功率。
7、如权利要求5所述的控制方法,其特征在于,所述步骤B2具体为:判断HICH上的ACK信息是否是用户错误接收的ACK,如果是用户错误接收的ACK,则上调HICH发射功率;否则,下调HICH发射功率。
8、如权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述上调HICH发射功率的上调值PUP、所述下调HICH发射功率的下调值PDOWN和预设的ACK错误接收概率门限值Er之间,满足以下关系:ErPUP=(1-Er)PDOWN。
9、如权利要求6或7所述的控制方法,其特征在于,所述判断HICH上的ACK信息是否是用户错误接收的ACK是:在上行增强专用信道E-DCH检查下一个相应时刻收到的数据包状态,如果该数据包为上一时刻的重传数据包,则认为这个ACK是被用户错误接收的ACK。
10、如权利要求5、6或7所述的控制方法,其特征在于,在所述根据获得的ACK情况对HICH发射功率进行调整之后,该方法进一步对RGCH发射功率进行调整,包括以下步骤:
a、根据对HICH设置的DTX错误解调为ACK的概率门限值和ACK错误解调为DTX的概率门限值,得出HICH解调所需的信噪比;
b、根据对RGCH设置的DTX错误解调为RG_UP或RG_DOWN的概率门限值和RG_UP或RG_DOWN错误解调为DTX的概率门限值,得出RGCH解调所需的信噪比;
c、计算步骤a与步骤b得出的两个信噪比之差,作为RGCH相对于HICH的固定功率偏置;
d、根据HICH发射功率和RGCH相对于HICH的固定功率偏置,设置RGCH发射功率。
11、如权利要求10所述的控制方法,其特征在于,步骤a或步骤b中所述的得出解调所需的信噪比是:通过理论计算得出、或通过仿真得出。
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