CN100393018C - 时分同步码分多址通信系统联合的速率和功率调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时分同步码分多址通信系统的联合速率和功率调整方法：对业务s占用时隙的发射码功率进行测量后，若该业务s占用的一个或多个时隙处于发射码功率状态EV_A，则降低该业务s的传输速率，其中时隙的发射码功率状态EV_A是指测得的该时隙上分配的码道的发射码功率满足设定的高功率判决条件。本发明能够解决在信道质量恶化时，速率和功率需求矛盾的问题。

Description

时分同步码分多址通信系统联合的速率和功率调整方法

技术领域

本发明涉及一种联合的速率和功率调整方法，特别是涉及一种时分同步码分多址通信系统(TD-SCDMA)中下行链路联合的速率和功率调整方法。

背景技术

第三代移动通信系统可以同时支持多种不同业务类型的业务，而不同类型的业务具有不同的Qos要求，如语音、视频要求低时延和时延抖动，而WEB浏览、文件下载、电子邮件等业务要求低误码率，但对时延不敏感，数据速率有较大的可变范围。一方面，数据分组业务具有较大的突发性，基于业务量4A/4B事件触发的速率调整可以有效地根据分组业务的突发性需求动态地调整无线信道带宽，提高了资源的利用效率。另一方面，由于无线信道具有很强的时变性，对这种时变性进行自适应跟踪会给系统性能的改善带来很大好处。链路自适应技术的主要思想是：信道质量好(如离基站近或存在视距)时，使用更高的功率并尽量传输更多的数据；信道质量差(如离基站远或不存在视距)时，使用以低速率传输数据。当信道质量恶化时，如果给定功率不能满足当前传输速率的需求，如不及时下调速率，势必产生大量的误块，不得不重传大量的分组而浪费功率，甚至有中断业务的可能。联合的速率和功率调整正是链路自适应技术在实际系统中的具体实现，这一机制对下行链路的速率调整来说尤为重要，因为下行链路一般是系统的瓶颈。

在TD-SCDMA系统中，由于一个物理信道的数据传输速率比较低，一个业务往往由多个时隙和/或多条码道并行传输。由于一条CCTrCH映射的同一时隙的所有码道都使用相同的功率控制命令，所以在相应的码道(本发明中所述的码道都指的是扩频因子为16的码道，若使用了1条扩频因子为1的码道，可将该码道等效为16条扩频因子为16的码道)都使用相同的发射码功率(Transmitted Code Power，TCP)。若一个业务占用多个时隙，不同时隙的干扰情况不同，因而不同时隙测得的TCP可能不同。此时应根据不同时隙的具体情况采取不同的速率和功率调整措施。其中主要涉及以下两种情况：

第一种情况，当根据测得的TCP得知业务部分或全部信道质量恶化时，需要对速率和功率进行调整，以恢复信道质量。

第二种情况，当基于业务量4A/4B事件触发进行提升速率的操作时，需要根据当前该业务的信道质量情况，判断允许或不允许进行该操作，以免引起信道质量的恶化。

在现有技术中，没有提供解决上述问题的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种时分同步码分多址通信系统联合的速率和功率调整方法，能够解决在信道质量恶化时，速率和功率需求矛盾的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种时分同步码分多址通信系统的联合速率和功率调整方法：对业务s占用时隙的发射码功率进行测量后，若该业务s占用的一个或多个时隙处于发射码功率状态EV_A，则降低该业务s的传输速率，其中时隙的发射码功率状态EV_A是指测得的该时隙上分配的码道的发射码功率满足设定的高功率判决条件。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述高功率判决条件是指测得的该时隙上码道的发射码功率大于或等于设定的高功率门限As(i)，As(i)小于该时隙上码道的最大发射码功率MPs(i)。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：对业务s占用时隙的发射码功率进行测量后，若该业务s所占用的全部时隙均处于发射码功率状态EV_B，则允许该业务s的传输速率提升，其中时隙的发射码功率状态EV_B是指测得的该时隙上分配的码道的发射码功率满足设定的低功率判决条件。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述低功率判决条件是指测得的该时隙上码道的发射码功率小于或等于设定的低功率门限Bs(i)，其中Bs(i)小于最大发射码功率MPs(i)。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：高功率门限As(i)为最大发射码功率MPs(i)的一个固定的百分比，在降低业务s的传输速率后，若最大发射码功率MPs(i)有所变化，则根据新的MPs(i)计算新的门限As(i)，并在进行下一次功率状态判定时使用该新门限As(i)。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：若该业务s占用1个时隙且只有一个码道，且该时隙处于状态EV_A，则在该业务MAC层已配的传输格式组合集中选择较低速率的传输格式组合，通过降低该码道上承载的数据速率的措施，降低该业务s的传输速率。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：若该业务s占用了1个时隙且有多个码道，且该时隙处于状态EV_A，则在该业务MAC层已配的传输格式组合集中选择较低速率的传输格式组合，通过降低各码道上承载的数据速率的措施，或/和删除部分码道并提高剩余码道的最大发射码功率的措施，降低该业务s的传输速率。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：若该业务s占用了多个时隙且有时隙处于状态EV_A，则为状态处于EV_A的时隙重新选择较低速率的传输格式组合，通过降低这些时隙上码道承载的数据速率的措施，或/和删除这些时隙上的部分码道并提高剩余码道的最大发射码功率的措施，降低该业务s的传输速率。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：只有连续t次测得的某时隙上码道的发射码功率满足设定的高功率判决条件或低功率判断条件时，才认为该时隙处于状态EV_A或状态EV_B，其中t是设置的记数门限，t大于等于1。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述业务是指可变速率业务，包括PS域的交互类、背景类和流类业务。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述高功率判决条件或低功率判决条件，是由无线网络控制器RNC配置的，在节点B测量到各时隙上码道的发射码功率后，由节点B根据所述判决条件判断存在处于状态EV_A或状态EV_B的时隙时上报RNC，或者，由节点B将各时隙上码道的发射码功率周期上报RNC，由RNC完成判决。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种时分同步码分多址通信系统联合的速率和功率调整方法，能够避免因提高业务速率而引起信道质量恶化的情况。

为了解决上述技术问题，本发明又提供了一种时分同步码分多址通信系统的联合速率和功率调整方法：对业务s占用时隙的发射码功率进行测量后，若该业务s所占用的全部时隙均处于发射码功率状态EV_B，则允许该业务s的传输速率提升，其中时隙的发射码功率状态EV_B是指连续N次测得的该时隙上分配的码道的发射码功率满足设定的低功率判决条件，N大于等于1。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述高功率判决条件是指测得的该时隙上码道的发射码功率小于或等于设定的低功率门限Bs(i)，其中Bs(i)小于最大发射码功率MPs(i)。

本发明结合TD-SCDMA系统的特点给出了一种针对下行链路进行联合的速率和功率的调整方法，通过对可变速率业务进行联合速率和功率调整来缓解信道质量恶化时速率与功率需求的矛盾。

附图说明

图1是本发明实施例TD-SCDMA联合的速率和功率调整流程图。

图2是本发明实施例图1中所用到的降速率过程流程图。

具体实施方式

本发明结合TD-SCDMA系统的特点提供了一种针对专用连接模式下可变速率业务的下行链路联合速率和功率调整方法，可变速率业务包括PS域的交互类、背景类和流类业务。

设TD-SCDMA系统为业务s分配的时隙集合为SLOT(s)，在时隙i∈SLOT(s)上分配的码道集合为CODE(i)。对于TD-SCDMA来说，系统对CODE(i)中的所有专用物理信道DPCH的发射码功率TCP都是相同的。系统对业务s占用的同一时隙i的每一码道设置了一个最大下行发射码功率MPs(i)、下行发射码的高功率门限As(i)和低功率门限Bs(i)。本实施例中，高功率门限As(i)设置为最大发射码功率MPs(i)的一个固定的百分比，而低功率门限Bs(i)设置为一定值，满足As(i)＝a×MPs(i)，0＜a＜1；Bs(i)＜As(i)＜MPs(i)。

为便于后续说明，特定义如下发射码功率状态：

EV_A：对于时隙i∈SLOT(s)，若在CODE(i)中码道上测得的发射码功率TCP≥As(i)(同一时隙中各码道的发射码功率相同)，并且连续测量结果数目达到一定的记数门限t，则定义该时隙i的发射码功率状态为“EV_A”，表示发射码功率已处于高水平，信道质量较差。引入记数门限t的主要目的是为了避免测量结果的波动引起的“乒乓”调整。

EV_B：对于时隙i∈SLOT(s)，若在CODE(i)中码道上测得的发射码功率TCP≤Bs(i)，并且连续测量结果数目达到一定的记数门限t，则定义该时隙i的发射码功率状态为“EV_B”，表示发射码功率处于低水平，信道质量良好。

定义发射码功率状态“EV_B”主要是用作传输信道传输速率提升的约束条件。如分组调度算法会提高某个业务的传输速率；当传输信道业务量的缓冲占用过高时，无线承载控制算法将触发传输信道传输速率的提升。本实施例中，传输信道传输速率的提升需要满足下面的约束条件：只有当业务占用时隙集SLOT(s)中所有时隙的发射码功率状态均为“EV_B”时，才能提升该业务的传输速率；否则，不进行速率的提升。

EV_N：若不存在时隙的发射码功率状态为“EV_A”，并且并非所有时隙的发射码功率状态为“EV_B”，则称该业务s的发射码功率状态为“EV_N”。

当然，判决时隙是否处于EV_A或EV_B状态的方法并不局限于上文所述，也可以采用其它的判决方法。

本发明给出联合的速率和功率调整方法来缓解信道质量恶化时速率与功率需求的矛盾。针对业务占用时隙集SLOT(s)中发射码功率状态为“EV_A”的时隙，需要在MAC层已配的传输格式组合集(TFCS)中选择较低速率的传输格式组合(TFC)。针对不同情况，会采用以下两种具体的降速率的措施：

措施A

在保持码道数不变及每条码道的最大发射码功率不变的情况下，降低每条码道上承载的数据速率，减少每条码道的发射码功率需求：

原理：在码道数不变的情况下降低每条码道上承载的数据速率(主要通过减少打孔位数或/和增大重复的方式)，从而提高了处理增益，减少每条码道的发射码功率需求。

实施方法：利用传输信道重配在TFCS中选择较低的传输速率格式。通过物理层的速率匹配过程减小了原先的打孔位数或增大了重复位数从而提高了处理增益。

信令开销：一条传输信道重配命令，不需要再进行物理信道重配。

优点：控制速度快；若TCP满足要求，通过重配传输格式能方便地满足业务速率的回升。

措施B

保持每条码道的发射码功率需求不变，增大每条码道的最大发射码功率，减小处于“EV_A”状态的时隙上的码道数。

原理：通过释放部分码道，并以同一时隙上释放的码道在释放前所占用的功率份额(部分功率)来补偿该时隙上剩下码道所需的最大发射码功率。如：用户在时隙6上占用了4条码道SF1、SF2、SF3、SF4，每条码道的最大发射码功率为P，删除两条码道SF3和SF4后，配置码道SF1和SF2的最大发射码功率为1.5P，还可以留出P功率为该时隙的其他用户使用。

实施方法：在3GPP R4协议中可以通过无线链路重配过程将相应的每条DPCH最大发射码功率加以修改，而在3GPP R6协议中对一条CCTrCH RL的最大发射码功率修改，功率的配置更为直接、方便。

信令开销：因为要删除码道，无线链路重配是必须的，因而这样的功率重配是顺带的，没有额外的信令开销。

优点：改善该用户业务的服务质量(降低了误块率，时延)；减轻对系统中其他用户的干扰；节省出部分功率给其他用户使用；腾出码道，可以接纳更多的用户。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。图1示出了本实施例TD-SCDMA联合的速率和功率调整流程，包括以下步骤：

步骤401：初始状态，RAB指派建立分组业务，并且该业务s使用的是专用传输信道DCH。设系统为业务s分配的时隙集合为SLOT(s)，在时隙i∈SLOT(s)上分配的码道集合为CODE(i)，对于TD-SCDMA来说，系统对CODE(i)中的所有专用物理信道DPCH的发射码功率TCP都是相同的；

步骤402：RNC为业务s占用的各个时隙配置测量控制参数，包括各个时隙i∈SLOT(s)中每条码道的初始最大下行发射码功率MPs(i)、下行发射码功率低功率门限Bs(i)、参数a(根据a值可确定下行发射码功率高功率门限As(i))、记数门限t及测量报告准则等；本实施例采用周期上报准则，然后RNC向NODE B发送专用TCP初始化请求消息，要求进行发射码功率的测量，Node B完成测量后，上报测量结果，RNC收到Node B上报测量结果后，根据设定的判决条件对各时隙的状态进行判决。

在另一实施例，当Node B专用TCP测量报告准则设置为事件报告时，由Node B按上述判决方式完成状态判断，当有处于状态EV_A或EV_B的时隙时，再触发事件，上报给RNC。这时RNC可以采用估计方法来判断是否发生了EV_N事件：RNC收到EV_A或EV_B的测量报告后，启动一个定时器，若定时器超时仍未收到EV_A或EV_B的测量报告，则认为发生了EV_N事件。

下面用|SLOT(s)|表示系统为业务s分配的时隙个数；用|CODE(i)|表示系统为业务s在时隙i∈SLOT(s)上分配的码道个数。

步骤403：RNC等待NODE B上报测量结果，收到后执行下一步；

步骤404：根据测量结果，判定SLOT(s)中是否存在时隙的发射码功率状态为″EV_A″，如果不存在，执行步骤405，如果存在，执行步骤408；

步骤405：判定SLOT(s)中是否所有时隙发射码功率状态均为″EV_B″，如果是，执行步骤406，否则执行步骤407；

步骤406：如果业务s占用时隙集SLOT(s)中所有时隙的发射码功率状态均为“EV_B”时，置允许速率提升的状态标志“IncFlag”为“TRUE”，从而允许PS调度模块或业务量4A事件触发的业务速率提升，返回步骤403；

步骤407：业务s占用时隙集SLOT(s)中只要存在一个时隙的发射码功率状态不为“EV_B”，即业务s的发射码功率状态为“EV_N”(此为正常状态)，置允许速率提升的状态标志“IncFlag”为“FALSE”，从而不允许PS调度模块或业务量4A事件触发的业务速率提升，返回步骤403；

步骤408：是对业务s的各时隙执行联合的降速率措施，完成后执行步骤409；

步骤409：降低速率措施执行完后，由于可能对码道的最大下行发射码功率作过修改(如以下步骤4067)，会导致门限As(i)改变，因此需要更新相关参数，然后返回步骤403。

上述步骤408对所有处于″EV_A″状态的时隙i执行降速率措施时，具体的处理过程如图2所示，包括以下步骤：

步骤4081：判断业务s占用的时隙个数|SLOT(s)|是否大于1，如果是，则执行步骤4085，否则执行步骤4082；

步骤4082：判断业务s占用的码道个数|CODE(i)|是否大于1，如果是，则执行步骤4084；否则执行步骤4083；

步骤4083：业务s占用1个时隙并且只有一个码道，该码道的发射码功率已处于非常高的水平，在选择较低速率的传输格式组合(TFC)后，由于码道数已为最低不可能再减少，只能在码道数不变的情况下，降低该码道上承载的数据速率从而减少该码道的发射码功率需求，即采用措施A降低业务的传输速率；

步骤4084：业务s占用1个时隙和多条码道，该时隙所有码道的发射码功率已处于非常高的水平，在选择较低速率的传输格式组合(TFC)后，本实施例通过措施B，即删除部分码道并提高剩下码道的最大发射码功率来降低业务的传输速率，但在其它实施方式中，也可以采用措施A，即降低各码道上承载的数据速率来减少每条码道的发射码功率需求，或者，同时采用两种措施来降低业务的传输速率。

步骤4085：业务s占用多个时隙，则对每一个处于″EV_A″状态的时隙进行步骤4085～4087的处理：判断该处于″EV_A″状态的时隙占用的码道个数|CODE(i)|是否大于1，如是，执行步骤4087，否则执行步骤4086；

步骤4086：删除该时隙上的码道，并释放码道资源和功率资源；当然，也不排除对该码道采用措施A。

步骤4087：对该时隙上的多条码道，处理方式与步骤4084相同，本实施例采用措施B，但也可以采用措施A，或者同时采用措施A和措施B。

综上所述，本发明方法通过对可变速率业务进行联合速率和功率调整来缓解信道质量恶化时速率与功率需求的矛盾，从而尽可能多地接纳用户的同时达到系统规划的覆盖，并最大化系统总的吞吐量，以满足运营商对较高的网络容量、良好的无线覆盖，有效保证业务服务质量的需求。

Claims (10)

1.一种时分同步码分多址通信系统的联合速率和功率调整方法，其特征在于：对业务s占用时隙的发射码功率进行测量后，根据业务s占用的时隙所处的发射码功率状态来调整该业务s的传输速率：若该业务s占用的一个或多个时隙处于发射码功率状态EV_A，则降低该业务s的传输速率，其中时隙的发射码功率状态EV_A是指测得的该时隙上分配的码道的发射码功率满足设定的高功率判决条件；所述高功率判决条件是指测得的该时隙上码道的发射码功率大于或等于设定的高功率门限As(i)，As(i)小于该时隙上码道的最大发射码功率MPs(i)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：对业务s占用时隙的发射码功率进行测量后，若该业务s所占用的全部时隙均处于发射码功率状态EV_B，则允许该业务s的传输速率提升，其中时隙的发射码功率状态EV_B是指测得的该时隙上分配的码道的发射码功率满足设定的低功率判决条件；所述低功率判决条件是指测得的该时隙上码道的发射码功率小于或等于设定的低功率门限Bs(i)，其中Bs(i)小于最大发射码功率MPs(i)。

3.如权利要求1至2中任一权利要求所述的方法，其特征在于：高功率门限As(i)为最大发射码功率MPs(i)的一个固定的百分比，在降低业务s的传输速率后，若最大发射码功率MPs(i)有所变化，则根据新的MPs(i)计算新的门限As(i)，并在进行下一次功率状态判定时使用该新门限As(i)。

4.如权利要求1至2中任一权利要求所述的方法，其特征在于：若该业务s占用1个时隙且只有一个码道，且该时隙处于状态EV_A，则在该业务MAC层已配的传输格式组合集中选择较低速率的传输格式组合，通过降低该码道上承载的数据速率的措施，降低该业务s的传输速率。

5.如权利要求1至2中任一权利要求所述的方法，其特征在于：若该业务s占用了1个时隙且有多个码道，且该时隙处于状态EV_A，则在该业务MAC层已配的传输格式组合集中选择较低速率的传输格式组合，通过降低各码道上承载的数据速率的措施，或/和删除部分码道并提高剩余码道的最大发射码功率的措施，降低该业务s的传输速率。

6.如权利要求1至2中任一权利要求所述的方法，其特征在于：若该业务s占用了多个时隙且有时隙处于状态EV_A，则为状态处于EV_A的时隙重新选择较低速率的传输格式组合，通过降低这些时隙上码道承载的数据速率的措施，或/和删除这些时隙上的部分码道并提高剩余码道的最大发射码功率的措施，降低该业务s的传输速率。

7.如权利要求1至2中任一权利要求所述的方法，其特征在于：只有连续t次测得的某时隙上码道的发射码功率满足设定的高功率判决条件或低功率判断条件时，才认为该时隙处于状态EV_A或状态EV_B，其中t是设置的记数门限，t大于等于1。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述业务是指可变速率业务，包括分组数据业务域的交互类、背景类和流类业务。

9.如权利要求1至2中任一权利要求所述的方法，其特征在于：所述高功率判决条件或低功率判决条件，是由无线网络控制器RNC配置的，在节点B测量到各时隙上码道的发射码功率后，由节点B根据所述判决条件判断存在处于状态EV_A或状态EV_B的时隙时上报RNC，或者，由节点B将各时隙上码道的发射码功率周期上报RNC，由RNC完成判决。

10.一种时分同步码分多址通信系统的联合速率和功率调整方法，其特征在于：对业务s占用时隙的发射码功率进行测量后，根据业务s占用的时隙所处的发射码功率状态来调整该业务s的传输速率：若该业务s所占用的全部时隙均处于发射码功率状态EV_B，则允许该业务s的传输速率提升，其中时隙的发射码功率状态EV_B是指连续N次测得的该时隙上分配的码道的发射码功率满足设定的低功率判决条件，N大于等于1；所述低功率判决条件是指测得的该时隙上码道的发射码功率小于或等于设定的低功率门限Bs(i)，其中Bs(i)小于最大发射码功率MPs(i)。

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