CN101247147B - 一种高速下行共享信道所映射物理信道的功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速下行共享信道所映射物理信道的功率控制方法，包括以下步骤：(a)无线网络控制器根据用户设备上报的测量报告值、媒体接入控制协议数据单元的尺寸大小计算发送该数据单元所需要的发射功率水平，并在高速下行共享信道的数据帧中携带该发射功率水平发送给基站；(b)基站发送数据给用户设备时，基站依据该发射功率水平确定高速下行共享信道的发射功率，并使用确定的发射功率在高速下行共享信道上发送信令和/或数据。采用上述方法使得基站对于处于加强连接模式公共状态下的用户设备发送数据时能使用合适的功率进行发送，保证了用户设备的正确接收，同时提高了系统的容量。

Description

一种高速下行共享信道所映射物理信道的功率控制方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统中一种加强连接模式公共状态下的高速下行共享信道所映射物理信道的功率控制方法。

背景技术

为了提高用户高数据流量和系统的吞吐量，3GPP的R5标准协议引入了一种高速分组共享传输信道(High Speed Downlink Shared Channel：HS-DSCH)，该信道所映射的物理信道采用时分和码分方式，且该信道采用了混合自动重传(HARQ)和自适应调制编码(AMC)技术，使得峰值速率可达10.8Mbps～30Mbps。其最终目的是通过提供对高速分组业务接入来增加系统的容量以及减小传输延迟以提高用户对服务质量(QoS)的要求。

目前协议对于无线资源控制(RRC)连接模式下的前向接入状态(CELL_FACH)的用户设备是使用辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)进行信令和数据的传输，无线资源控制(RRC)连接模式下的寻呼状态(CELL_PCH/URA_PCH)的用户设备是使用辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)进行寻呼消息的接收，基于S-CCPCH信道是多用户共享信道，不具有闭环功控的功能，因此为了保证覆盖边缘的用户也能正确接收信令和数据，其功率要设置的比较高，因此为了减小CELL_FACH和(或)CELL_PCH/URA_PCH状态所占用的功率资源，S-CCPCH的带宽有一定的限制。

可以通过增加在CELL_FACH和(或)CELL_PCH/URA_PCH状态使用高速共享信道，提高有效峰值速率来减小CELL_FACH、CELL_PCH、URA_PCH状态下的信令延时并减小状态转换的延时。因此3GPP协议标准对无线资源控制(RRC)连接模式下的前向接入状态(CELL_FACH)和(或)无线资源控制(RRC)连接模式下的寻呼状态(CELL_PCH/URA_PCH)进行了加强，即在CELL_FACH和(或)CELL_PCH/URA_PCH状态也可使用高速共享信道技术(本文把在CELL-FACH和(或)CELL_PCH/URA_PCH状态使用高速共享信道的能力简称为加强连接模式公共状态)，通过高速共享信道技术的短时间间隔、HARQ和AMC机制，提高加强连接模式公共状态的有效峰值速率。与高速共享信道相关的公共物理信道有高速物理下行共享信道(HS-PDSCH)和为高速下行共享信道使用的共享控制信道(HS-SCCH)，为了保证加强连接模式公共状态的高速共享的物理信道能够正常工作，需要对这两条物理信道进行功率控制。

然而，目前针对CELL_FACH和/或CELL_PCH/URA_PCH状态的用户设备，还没有对这两条物理信道进行功率控制的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高速下行共享信道所映射物理信道的功率控制方法，提供一种加强连接模式公共状态下高速下行共享信道相关的物理信道功率控制方法，使得基站对于处于加强连接模式公共状态下的用户设备发送数据时能使用合适的功率进行发送，保证用户设备的正确接收。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高速下行共享信道所映射物理信道的功率控制方法，包括以下步骤：

(a)无线网络控制器根据用户设备上报的测量报告值、媒体接入控制协议数据单元的尺寸大小计算发送该数据单元所需要的发射功率水平，并在高速下行共享信道的数据帧中携带该发射功率水平发送给基站；

(b)基站发送数据给用户设备时，基站依据该发射功率水平确定高速下行共享信道的发射功率，并使用确定的发射功率在高速下行共享信道上发送信令和/或数据。

进一步地，上述方法还可包括以下特点：在所述步骤(a)中，所述发送该数据单元所需要的发射功率水平是指用于高速下行共享信道的控制信道HS-SCCH和一条或多条高速物理下行共享信道HS-PDSCH传送该数据时可使用的第一发射功率水平；在所述步骤(b)中，基站发送数据给用户设备时，依据媒体接入控制协议数据单元的第一发射功率水平大小决定分配给HS-SCCH和HS-PDSCH的总发射功率，依据HS-SCCH和HS-PDSCH的功率分配比例，确定HS-SCCH和HS-PDSCH的发射功率。

进一步地，上述方法还可包括以下特点：在所述步骤(a)中，所述发送该数据单元所需要的发射功率水平是指一条或多条HS-PDSCH可使用的第二发射功率水平；在所述步骤(b)中，基站依据媒体接入控制协议数据单元的第二发射功率水平大小决定分配给HS-PDSCH的发射功率，然后依据HS-SCCH和HS-PDSCH的功率分配比例，确定HS-SCCH的发射功率。

进一步地，上述方法还可包括以下特点：在所述步骤(a)中，用户设备通过小区更新请求消息、无线资源控制连接请求消息或者测量报告消息向无线网络控制器上报其对公共导频信道的测量结果，所述测量结果为公共导频信道的信干比或公共导频信道的接收信号强度或路损，当所述公共导频信道的信干比越大，或者当公共导频信道的接收信号强度越强，或者HS-PDSCH和HS-SCCH的处理增益越大，则此时所需要的发射功率水平越小；当路损越大，或者当媒体接入控制协议数据单元的尺寸越大，则此时所需要的发射功率水平也越大。

进一步地，上述方法还可包括以下特点：在所述步骤(a)中，HS-SCCH和HS-PDSCH的第一发射功率水平的计算公式如下：

$\mathrm{TPL}=2(L+[N_T+(1-\mathrm{\γ}+i)\×\mathrm{Load}/L-\mathrm{CpichPower}])-\mathrm{PG}1-\mathrm{PG}2+\frac{E_b}{N_{\mathrm{O\; hspdsch}}}+\frac{E_b}{N_{\mathrm{O\; hsscch}}}$

其中：TPL为第一发射功率水平，L为用户设备上报的路损，N_T为噪声功率，γ为非正交因子，i为相邻小区的干扰因子，Load为当前小区的负荷，CpichPower为公共导频信道的发射功率，E_b/N_o为信干比，PG1为HS-PDSCH信道的处理增益，PG2为HS-SCCH信道的处理增益。

进一步地，上述方法还可包括以下特点：所述处理增益等于带宽与业务速率的比值，所述HS-PDSCH信道的处理增益PG1＝W/R，其中，W＝3.84M，

MacPduSize是数据帧中相关的协议数据单元的尺寸，所述HS-SCCH信道的处理增益PG2＝W/128。

进一步地，上述方法还可包括以下特点：在所述步骤(b)中，所述HS-SCCH和HS-PDSCHs的总发射功率为公共导频信道发射功率与所述第一发射功率水平之和。

进一步地，上述方法还可包括以下特点：在所述步骤(a)中，所述HS-PDSCH的第二发射功率水平的计算公式如下：

$\mathrm{TPL}=L+[N_T+(1-\mathrm{\γ}+i)\×\mathrm{Load}/L]-\mathrm{PG}+\frac{E_b}{N_{\mathrm{O\; hspdsch}}}-\mathrm{CpichPower}$

其中：TPL为第二发射功率水平，L为用户设备上报的路损，N_T为噪声功率，γ为非正交因子，i为相邻小区的干扰因子，Load为当前小区的负荷，E_b/N_o为信干比，PG为HS-PDSCH信道的处理增益，PG＝W/R，其中，W＝3.84M，

MacPduSize为数据帧中相关的协议数据单元的尺寸，CpichPower为公共导频信道的发射功率。

进一步地，上述方法还可包括以下特点：在所述步骤(b)中，所述HS-PDSCH的总发射功率为公共导频信道发射功率与所述第二发射功率水平之和。

进一步地，上述方法还可包括以下特点：所述HS-SCCH和HS-PDSCH的功率分配比例是依据HS-SCCH和HS-PDSCH所承载的数据比特、扩频增益、重要程度确定的。

进一步地，上述方法还可包括以下特点：所述功率分配比例为二者的扩频因子之比与权重的乘积。

进一步地，上述方法还可包括以下特点：当HS-PDSCH有多条时，将HS-PDSCH信道的发射功率平均分配给每条HS-PDSCH。

进一步地，上述方法还可包括以下特点：在所述步骤(b)中，如果在一个传输时间间隔中有多个数据块被复用在一个媒体接入控制协议数据单元中被发送，则HS-SCCH信道的发射功率取多个数据块发射功率的最大值，HS-PDSCH信道的发射功率取这多个数据块的发射功率之和，且HS-SCCH和HS-PDSCHs的发射功率之和小于等于所述最大发射功率与公共导频信道发射功率之和。

本发明提供了一种加强连接模式公共状态下高速下行共享信道相关的物理信道功率控制方法，使得基站对于处于加强连接模式公共状态下的用户设备发送数据时能使用合适的功率进行发送，保证了用户设备的正确接收，同时提高了系统的容量。

附图说明

图1为本发明第一实施例HS-PDSCH和HS-SCCH的功率控制方法流程图；

图2为本发明第二实施例HS-PDSCH和HS-SCCH的功率控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

图1为加强连接模式公共状态下高速共享信道相关的物理信道功率控制方法的实施例1。

步骤110，用户设备通过小区更新请求消息、无线资源控制连接请求消息或者测量报告消息向无线网络控制器报告其对公共导频信道的测量结果；

对公共导频信道的测量结果为：公共导频信道的信干比(Ec/N0)或公共导频信道的接收信号强度(RSCP)或路损(pathloss)。

步骤120，当无线网络控制器需要传送用户设备的数据给基站时，根据用户设备上报的测量报告值、媒体接入控制协议数据单元的尺寸大小计算HS-SCCH和HS-PDSCH(1条或多条)传送该数据时可使用的发射功率水平，并在高速下行共享信道的数据帧中携带发射功率水平发送给基站；

所述发射功率水平为用户目前所处位置正确接收数据所需要的最小发射功率和上述最大发射功率的偏差，换句话说，也就是用户当前位置相对于在小区边缘正确接收数据所需要的发射功率的偏差。用户设备离基站越近所需要的发射功率越小，由此得到的发射功率水平为负值，当用户设备处于小区边缘时，该发射功率水平则取零。

无线网络控制器可以通过以下方法确定发射功率水平，但不局限于此：通过用户设备在随机接入传输信道上上报给无线网络控制器的公共导频信道的测量报告，比如公共导频信道的信干比(CPICH_Ec/N0)或公共导频信道的接收信号强度(RSCP)或路损(pathloss)，以及媒体接入控制协议数据单元的尺寸大小确定该数据单元所需要的发射功率水平。当公共导频信道的信干比越大，或者当公共导频信道的接收信号强度越强，表明用户设备距离基站越近，则此时所需要的发射功率水平越小；当路损越大，说明用户设备距离基站越远，或者当媒体接入控制协议数据单元的尺寸越大，则此时所需要的发射功率水平也越大。除此之外，发射功率水平还与处理增益有关系，HS-PDSCH和HS-SCCH的处理增益越大，发射功率水平越小。

所述的发射功率水平用于确定HS-SCCH和一条或多条HS-PDSCH的总发射功率，以路损为例，发射功率水平(TPL)的计算方法如下：

$\mathrm{TPL}=2(L+[N_T+(1-\mathrm{\γ}+i)\×\mathrm{Load}/L-\mathrm{CpichPower}])-\mathrm{PG}1-\mathrm{PG}2+\frac{E_b}{N_{\mathrm{O\; hspdsch}}}+\frac{E_b}{N_{\mathrm{O\; hsscch}}}$

其中：L为用户设备上报的路损，N_T为噪声功率，γ为非正交因子，i为相邻小区的干扰因子，Load为当前小区的负荷，E_b/N_o为信干比，PG1为HS-PDSCH物理信道的处理增益，PG1＝W/R(带宽与业务速率的比值)，其中，W＝3.84M， 表示上取整，PG2为HS-SCCH物理信道的处理增益，PG2＝W/128，MacPduSize是数据帧中相关的协议数据单元的尺寸，CpichPower为公共导频信道的发射功率。

步骤130，基站发送数据给用户设备时，依据媒体接入控制协议数据单元的发射功率水平大小决定分配给HS-SCCH和HS-PDSCH的总发射功率，然后依据HS-SCCH和HS-PDSCH所承载的数据比特、扩频增益、重要程度决定分配给HS-SCCH和HS-PDSCHs的功率分配比例，从而最终确定HS-SCCH和HS-PDSCHs的发射功率，基站使用确定的发射功率分别在HS-SCCH和HS-PDSCH上发送信令和/或数据。

具体计算方法如下，但不局限于此：

HS-SCCH和HS-PDSCHs的总发射功率：

TransmitPowerforHs＝TPL+CpichPower

基站依据TransmitPowerforHs决定HS-SCCH和HS-PDSCH的发射功率比例方法如下：

$\frac{\mathrm{TransimtPowerforHsscch}}{\mathrm{TransimtPowerforHsPdsch}}=\frac{1}{N}\×\frac{16}{128}\×\mathrm{\α}$

其中：N是HS-PDSCH物理信道条数，若调制方式为QPSK，则

若调制方式为16QAM，则

其中，MachsPduSize是MAC-hs要发送的协议数据单元尺寸，16为HS-PDSCH的扩频因子；128为HS-SCCH的扩频因子，α是重要程度权重，大于等于1。

可见，当HS-PDSCH只有一条时，且权重等于1时，HS-SCCH与HS-PDSCH的功率分配比例为二者的扩频因子之比。

图2为加强连接模式公共状态下高速共享信道相关的物理信道功率控制方法的实施例2。

步骤210，用户设备通过小区更新请求消息、无线资源控制连接请求消息或者测量报告消息向无线网络控制器报告其对公共导频信道的测量结果；

对公共导频信道的测量结果为：公共导频信道的信干比(Ec/N0)或公共导频信道的接收信号强度(RSCP)或路损(pathloss)。

步骤220，当无线网络控制器需要传送用户设备的数据给基站时，根据用户上报的测量报告值、媒体接入控制协议数据单元的尺寸大小计算HS-PDSCHs可使用的发射功率水平，并在在高速下行共享信道的数据帧中携带发射功率水平发送给基站；

所述的发射功率水平用于确定一条或多条HS-PDSCH的总发射功率时，发射功率水平(TPL)的计算方法如下：

$\mathrm{TPL}=L+[N_T+(1-\mathrm{\γ}+i)\×\mathrm{Load}/L]-\mathrm{PG}+\frac{E_b}{N_{\mathrm{O\; hspdsch}}}-\mathrm{CpichPower}$

其中：L为用户设备上报的路损，N_T为噪声功率，γ为非正交因子，i为相邻小区的干扰因子，Load为当前小区的负荷，E_b/N_o为信干比，PG为HS-PDSCH信道的处理增益，PG等于带宽与业务速率的比值W/R，其中，W＝3.84M，

表示上取整，MacPduSize是数据帧中相关的协议数据单元的尺寸，CpichPower为公共导频信道的发射功率。

步骤230，基站发送数据给用户设备时，依据媒体接入控制协议数据单元的发射功率水平大小决定分配给HS-PDSCHs的发射功率，然后依据HS-SCCH和HS-PDSCH所承载的数据比特、扩频增益、重要程度决定分配给HS-SCCH和HS-PDSCHs的功率分配比例，从而确定HS-SCCH的发射功率，基站使用确定的发射功率分别在HS-SCCH和HS-PDSCH上发送信令和/数据。

基站依据媒体接入控制协议数据单元的发射功率水平大小决定分配给HS-PDSCHs的发射功率，然后依据HS-SCCH和HS-PDSCH所承载的数据比特、扩频增益、重要程度决定分配给HS-SCCH和HS-PDSCHs的功率分配比例，从而确定HS-SCCH的发射功率。

具体计算方法如下，但不局限于此：

HS-PDSCHs的总发射功率TransmitPowerforHspdsch＝TPL+CpichPower基站依据TransmitPowerforHspdsch决定HS-SCCH的发射功率：

$\frac{\mathrm{TransimtPowerforHsscch}}{\mathrm{TransimtPowerforHsPdsch}}=\frac{1}{N}\×\frac{16}{128}\×\mathrm{\α}$

其中：N是HS-PDSCH物理信道条数，若调制方式为QPSK，则

若调制方式为16QAM，则

MachsPduSize是MAC-hs要发送的协议数据单元尺寸。

如果在高速下行共享信道的媒体接入控制实体(MAC-hs)的一个传输时间间隔中有多个MAC-c/sh/m的数据块被复用在一个媒体接入控制协议数据单元中被发送，则HS-SCCH的发射功率取多个数据块的最大值，HS-PDSCH取这多个数据块的发射功率之和，且HS-SCCH和HS-PDSCHs的发射功率之和不能超过高速下行共享信道相关的物理信道可使用的最大发射功率。

对于一个MAC-hs pdu，一个传输时间间隔只需要一条HS-SCCH，而HS-PDSCH在一个传输时间间隔可以为一条或者多条。如果HS-PDSCH为多条，则可在确定的发射功率基础上平均分配到每条物理信道。

本发明提供了一种加强连接模式公共状态下高速下行共享信道相关的物理信道功率控制方法，以使得基站对于处于加强连接模式公共状态下的用户设备发送数据时能使用合适的功率进行发送，保证用户设备的正确接收和提高系统的容量。

Claims (13)

1.一种加强连接模式公共状态下高速下行共享信道所映射物理信道的功率控制方法，所述加强连接模式公共状态是无线资源控制连接模式下的前向接入状态和/或无线资源控制连接模式下的寻呼状态使用高速共享信道的能力，包括以下步骤：

(a)无线网络控制器根据用户设备上报的测量报告值、媒体接入控制协议数据单元的尺寸大小计算发送该数据单元所需要的发射功率水平，并在高速下行共享信道的数据帧中携带该发射功率水平发送给基站；

(b)基站发送数据给用户设备时，基站依据该发射功率水平确定高速下行共享信道的发射功率，并使用确定的发射功率在高速下行共享信道上发送信令和/或数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，所述发送该数据单元所需要的发射功率水平是指用于高速下行共享信道的控制信道HS-SCCH和一条或多条高速物理下行共享信道HS-PDSCH传送该数据时可使用的第一发射功率水平；在所述步骤(b)中，基站发送数据给用户设备时，依据媒体接入控制协议数据单元的第一发射功率水平大小决定分配给HS-SCCH和HS-PDSCH的总发射功率，依据HS-SCCH和HS-PDSCH的功率分配比例，确定HS-SCCH和HS-PDSCH的发射功率。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，所述发送该数据单元所需要的发射功率水平是指一条或多条HS-PDSCH可使用的第二发射功率水平；在所述步骤(b)中，基站依据媒体接入控制协议数据单元的第二发射功率水平大小决定分配给HS-PDSCH的发射功率，然后依据HS-SCCH和HS-PDSCH的功率分配比例，确定HS-SCCH的发射功率。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，用户设备通过小区更新请求消息、无线资源控制连接请求消息或者测量报告消息向无线网络控制器上报其对公共导频信道的测量结果，所述测量结果为公共导频信道的信干比或公共导频信道的接收信号强度或路损，当所述公共导频信道的信干比越大，或者当公共导频信道的接收信号强度越强，或者HS-PDSCH和HS-SCCH的处理增益越大，则此时所需要的发射功率水平越小；当路损越大，或者当媒体接入控制协议数据单元的尺寸越大，则此时所需要的发射功率水平也越大。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，HS-SCCH和HS-PDSCH的第一发射功率水平的计算公式如下：

$\mathrm{TPL}=2(L+[N_T+(1-\mathrm{\γ}+i)\×\mathrm{Load}/L-\mathrm{CpichPower}\left]\right)-\mathrm{PG}1-\mathrm{PG}2+\frac{E_b}{N_{\mathrm{Ohspdsch}}}+\frac{E_b}{N_{\mathrm{Ohsscch}}}$

其中：TPL为第一发射功率水平，L为用户设备上报的路损，N_T为噪声功率，γ为非正交因子，i为相邻小区的干扰因子，Load为当前小区的负荷，CpichPower为公共导频信道的发射功率，E_b/N_o为信干比，PG1为HS-PDSCH信道的处理增益，PG2为HS-SCCH信道的处理增益。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述处理增益等于带宽与业务速率的比值，所述HS-PDSCH信道的处理增益PG1＝W/R，其中，W＝3.84M，

MacPduSize是数据帧中相关的协议数据单元的尺寸，所述HS-SCCH信道的处理增益PG2＝W/128。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，所述HS-SCCH和HS-PDSCHs的总发射功率为公共导频信道发射功率与所述第一发射功率水平之和。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，所述HS-PDSCH的第二发射功率水平的计算公式如下：

$\mathrm{TPL}=L+[N_T+(1-\mathrm{\γ}+i)\×\mathrm{Load}/L]-\mathrm{PG}+\frac{E_b}{N_{\mathrm{Ohspdsch}}}-\mathrm{CpichPower}$

其中：TPL为第二发射功率水平，L为用户设备上报的路损，N_T为噪声功率，γ为非正交因子，i为相邻小区的干扰因子，Load为当前小区的负荷，E_b/N_o为信干比，PG为HS-PDSCH信道的处理增益，PG＝W/R，其中，W＝3.84M，

MacPduSize为数据帧中相关的协议数据单元的尺寸，CpichPower为公共导频信道的发射功率。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，所述HS-PDSCH的总发射功率为公共导频信道发射功率与所述第二发射功率水平之和。

10.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述HS-SCCH和HS-PDSCH的功率分配比例是依据HS-SCCH和HS-PDSCH所承载的数据比特、扩频增益、重要程度确定的。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述功率分配比例为二者的扩频因子之比与权重的乘积。

12.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，当HS-PDSCH有多条时，将HS-PDSCH信道的发射功率平均分配给每条HS-PDSCH。

13.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，如果在一个传输时间间隔中有多个数据块被复用在一个媒体接入控制协议数据单元中被发送，则HS-SCCH信道的发射功率取多个数据块发射功率的最大值，HS-PDSCH信道的发射功率取这多个数据块的发射功率之和，且HS-SCCH和HS-PDSCHs的发射功率之和小于等于所述最大发射功率与公共导频信道发射功率之和。

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