CN103118338B - 基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法，该方法包括：将PMCH信道上所有集群用户的路损从小到大排序；根据集群业务需要保证正常通信的用户比例，在路损排序形成的队列上找到对应的路损，作为PMCH信道上用户的最大路损；根据用户的最大路损，计算PMCH信道的下行发送功率，并根据是否超出邻区干扰限制的功率门限值及小区最大发送功率确定实际下行发送功率。本发明实现了对基于eMBMS的集群通信系统下行功率的有效控制，降低了集群通信系统干扰。本发明还公开了一种基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制装置，该装置包括最大路损确定模块、发送功率计算模块、发送功率核定模块和功率等级表设置模块。

Description

基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法及装置

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，特别是涉及一种基于eMBMS(增强型多媒体广播/多播)的移动宽带集群通信系统的下行链路功率控制方法及装置。

背景技术

MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service，多媒体广播多播业务)业务在第三代移动通讯系统已经支持，架构于第四代移动通讯LTE系统中的eMBMS(EvolvedMultimedia Broadcast Multicast Service，增强型多媒体广播/多播)业务被业界看作非常有应用场景的一项业务。其实现方式是具有视频功能的智能终端通过PMCH(Physicalmulticast channel，物理组播信道)接收广播/组播形式的数字音/视频业务。对于eMBMS业务实现和组网方式，3GPP协议给出了完整的技术支撑。

集群通信系统是为了满足行业用户指挥调度需求而开发的、面向特定行业应用的专用无线通信系统，系统中无线用户可共享无线信道，以指挥调度为主体应用，是一种多用途、高效能的无线通信系统，并具备特有的组呼功能以及快速呼叫的特性。

集群通信系统在政府部门、公共安全、应急通信、电力、民航、石油化工和军队等领域有着广泛的应用市场。集群通信系统在技术上也将向系统IP化、业务多样化、数据宽带化、终端多模化的方向发展。从具体的应用角度来看，主要体现在高速数据、视频以及构建于此基础之上的多种应用。

宽带集群业务下行链路与MBMS业务类似，采用广播发射，上行链路和普通业务是一致的。集群系统区别于公众系统的特性在于，集群系统需要具备高效的指挥调度特性，并且要求网络具有高可靠性和安全性。

根据集群业务特性，下行链路是广播发射。集群接收用户随机散落不同小区内，距离远近也是随机的。下行链路发射功率面向小区随机散落用户是全向发射的，传统的功率控制方法无法起作用。

因此有必要寻求一种新的技术方案，对基于eMBMS的集群通信系统的下行链路功率进行有效控制。

发明内容

本发明提供一种基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法及装置，以解决传统的功率控制方法无法实现对基于eMBMS的集群通信系统下行功率进行有效控制的问题。

本发明提供一种基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法，包括：

依照集群业务需要保证正常通信的用户比例，确定PMCH信道上用户的最大路损；

根据所述用户的最大路损，计算PMCH信道的下行发送功率。

进一步地，所述依照集群业务需要保证正常通信的用户比例，确定PMCH信道上用户的最大路损，包括：

对PMCH信道上所有集群用户的路损按照从小到大的顺序进行排序；

根据集群业务需要保证正常通信的用户比例，在路损排序形成的队列上找到对应的路损，作为所述用户的最大路损。

更进一步地，所述集群用户的路损，是根据集群用户的功率测量信息计算得到的。

进一步地，本发明所述基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法还包括：

如果计算得到的PMCH信道的下行发送功率超过配置的邻区干扰限制的发送功率门限值，则以所述邻区干扰限制的发送功率门限值作为PMCH信道的实际下行发送功率；如果未超过配置的邻区干扰限制的发送功率门限值，则以计算得到的PMCH信道的下行发送功率作为PMCH信道的实际下行发送功率。

更进一步地，本发明所述基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法还包括：

如果计算得到的PMCH信道的下行发送功率超过配置的小区最大发送功率，则以所述小区最大发送功率作为PMCH信道的实际下行发送功率；如果未超过配置的小区最大发送功率，则以计算得到的PMCH信道的下行发送功率作为PMCH信道的实际下行发送功率。

进一步地，本发明所述基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法还包括：

设置功率等级表，将计算得到的PMCH信道的下行发送功率通过查表得到对应的功率索引，MCE(Multi-cell/multicast Coordination Entity，多小区/多播协调实体)将所述功率索引下发给eNodeB(演进型基站)；

eNodeB通过查找功率对照表，将所述功率索引还原到功率值，以该功率值进行PMCH信道的下行数据发送。

本发明还提供了一种基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制装置，包括：

最大路损确定模块，用于依照集群业务需要保证正常通信的用户比例，确定PMCH信道上用户的最大路损；

发送功率计算模块，用于根据所述用户的最大路损，计算PMCH信道的下行发送功率。

进一步地，所述依照集群业务需要保证正常通信的用户比例，确定PMCH信道上用户的最大路损，包括：

对PMCH信道上所有集群用户的路损按照从小到大的顺序进行排序；

根据集群业务需要保证正常通信的用户比例，在路损排序形成的队列上找到对应的路损，作为所述用户的最大路损。

进一步地，本发明所述基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制装置还包括发送功率核定模块，该模块用于：

如果计算得到的PMCH信道的下行发送功率未超过配置的邻区干扰限制的发送功率门限值及小区最大发送功率，则以计算得到的PMCH信道的下行发送功率作为PMCH信道的实际下行发送功率；

如果计算得到的PMCH信道的下行发送功率超过配置的邻区干扰限制的发送功率门限值和/或小区最大发送功率，则将PMCH信道的实际下行发送功率限制在所述邻区干扰限制的发送功率门限值和/或小区最大发送功率之内。

进一步地，本发明所述基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制装置还包括功率等级表设置模块，该模块用于：

设置功率等级表，将计算得到的PMCH信道的下行发送功率通过查表得到对应的功率索引，通过MCE将所述功率索引下发给eNodeB；

eNodeB通过查找功率对照表，将所述功率索引还原到功率值，以该功率值进行PMCH信道的下行数据发送。

本发明有益效果如下：

本发明提出的基于eMBMS的集群通信系统下行链路的功率控制方案，利用集群用户反馈的功率测量信息，得到集群用户的路损，再按照保证正常通信的用户比例计算出下行发送功率，实现了对基于eMBMS逻辑架构的宽带集群通信系统的有效功率控制，降低了宽带集群通信系统干扰。这种有针对性的下行发送功率控制，优化了基于eMBMS的集群通信系统的性能，尤其适用于用户相对分散，无线信道环境变化较大的场景。

附图说明

图1为本发明实施例的基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法流程示意图；

图2为本发明实施例的单频网组网示意图；

图3为实施例1的PMCH信道下行功率控制流程示意图；

图4为实施例2的PMCH信道下行功率控制流程示意图；

图5为本发明实施例的基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制装置结构示意图。

具体实施方式

为以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

方法实施例

根据本发明的实施例，提供了一种基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法，图1是本发明实施例的基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法的流程图，如图1所示，本发明实施例的基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法，包括如下处理：

步骤S101，单频网组网方式下，多小区同时发送PMCH信道时，各集群业务会话的集群用户使用的PMCH信道的下行发送功率控制由MCE集中处理。eNodeB汇总所有集群用户反馈的功率测量信息，并且传给MCE，MCE根据eNodeB汇总的集群用户反馈的功率测量信息，获得集群用户的路损，进而得到集群用户在单频网中的分布特性。

单频网组网方式下，单小区发送PMCH信道时，功率计算由eNodeB独立完成。eNodeB按照集群用户反馈的功率测量信息，获得集群用户的路损，进而得到集群用户在单小区的分布特性。

本发明实施例中，单频网组网方式如图2所示。

步骤S102，MCE或者eNodeB对集群业务占用的PMCH信道上面所有集群用户的路损进行排序，依照集群业务需要保证正常通信的用户比例，选择相应的最大路损。

需要保证正常通信的用户比例，即用户的接通比例，由集群系统的应用场景、信道环境的变化和业务类型综合确定。接通比例的最大范围为所有用户都能接通，接通比例的最小范围为集群组内只有一个用户接通。

最大路损的选择取决于集群用户的接通比例，可按照从小到大的顺序对PMCH信道上的所有集群用户的路损进行排序，然后根据接通比例，在路损排序形成的队列上找到对应的路损，作为最大路损。

步骤S103，依照最大路损、编码调制扩频对应的功率偏移值、满足一定信噪比要求的发送功率综合计算出PMCH信道的下行发送功率。

例如，PMCH信道的下行发送功率可以用如下公式计算：PMCH信道的下行发送功率dBm＝RB(资源块)数目转成dB值+MCE配置的满足一定信噪比要求的PMCH信道每个RB的下行发送功率(dBm)+路损值(dB)+编码调制扩频对应的功率偏移量(dB)+集群业务会话功率修正值。

步骤S104，为了抑制相邻小区的干扰，判断计算出的下行发送功率是否满足邻区干扰限制的发送功率门限值，将发送功率限制在邻区干扰的发送功率门限内。

并且判断计算出得下行发送功率是否低于小区最大发送功率，将发送功率限制在小区最大发送功率内。

步骤S105，为了降低MCE和eNodeB的接口流量，MCE将功率划分为两个以上功率等级，每个功率等级对应一个功率索引。在MCE中完成PMCH物理信道的功率计算后，将功率值映射为功率索引。

MCE通过控制信令将功率索引值下发给单频网内的所有eNodeB，eNodeB依据功率索引反查功率对照表得出相应的下行发送功率。

上述步骤S101指出，单频网组网方式下，可以采用多小区同时发送PMCH信道，也可以采用单小区发送PMCH信道，下面结合附图和两个具体实施例对这两种方式分别做进一步详细说明。

实施例1

该实施例采用单频网多个小区同时发送的组网模式，集群用户随机散落在单频网的多个小区中，集群用户的测量信息通过eNodeB汇总到MCE，在MCE中完成用户测量信息的解析，以及集群业务承载的PMCH信道的下行功率控制。

图3为实施例1的PMCH信道下行功率控制流程示意图，如图3所示，实施例1中PMCH信道下行功率控制流程具体包括：

步骤S301：集群业务会话初始建立时，下行使用开环初始发送功率，保证所有集群业务会话用户都能够正确接收。开环初始发送功率为满足小区边缘用户接收下行数据的下行发送功率。开环初始发送功率和最终确定的发送功率没有数值上的联系，开环初始发送功率的设置是为了确保用户正确接收从而得到用户的反馈信息。

步骤S302：eNodeB接收集群用户反馈的功率测量信息，并且上报给MCE。

步骤S303：MCE根据集群用户上报的测量信息，计算集群用户的路损，并且得到集群用户在单频网中的分布情况。

步骤S304：根据当前业务和应用场景，MCE设置PMCH信道上保证正常通信的用户比例。如果需要保证所有集群用户都能正确接收，此时能正常通信的用户比例设为100％；如果用户比较分散，处于小区边缘用户较多，用户的路损较大的时候，选择保证能正常通信的用户比例值，减少对相邻小区的干扰。

步骤S305：对单频网内集群业务承载的PMCH物理信道上的所有用户的路损排序，利用保证能正常通信的用户比例即接通比例，找出排序形成的路损队列上与该比例对应的路损，该路损作为PMCH信道的最大路损。依照最大路损、编码调制扩频增益、MCE配置的满足信噪比要求的发送功率综合计算出每条PMCH物理信道每个RB的下行发送功率。

步骤S306：判断当前计算的下行功率是否符合在MCE中配置的邻区干扰的门限值，若超过邻区干扰限制的发送功率门限值，则使用邻区干扰限制的发送功率门限值进行下行数据发送；否则使用计算的下行功率发送。

同时，判断当前计算的功率是否超过小区最大发送功率，若超过小区最大发送功率，则使用小区最大发送功率发送下行数据；否则，使用计算的下行功率发送。

步骤S307：在MCE中设置了功率等级表，将计算出的下行发送功率通过查表得到对应的功率索引，MCE通过控制信令将功率索引发给eNodeB。

步骤S308：eNodeB通过查找功率对照表，将功率索引还原到功率值，以此下行发送功率进行PMCH信道的发送。

步骤S309：通过集群用户周期或者事件触发反馈的测量信息，并且在一定的评估周期内MCE重复步骤S303～步骤S308，更新PMCH物理信道的下行发送功率。

实施例2

该实施例采用单频网中单个小区发送的模式，图4为实施例2的PMCH信道下行功率控制流程示意图，如图4所示，该实施例中，PMCH信道下行功率控制流程具体包括：

步骤S401：集群业务会话初始建立时，下行使用开环初始发送功率，保证所有集群用户都能够正确接收。

步骤S402：eNodeB接收集群用户反馈的功率测量信息，并且eNodeB计算用户的路损和用户分布特性。

步骤S403：根据当前业务和应用场景，eNodeB设置每个PMCH信道上保证正常通信的用户比例。如果需要保证所有集群用户都能正确接收，此时能正常通信的用户比例设为100％；如果观察用户的分布特性，发现用户比较分散，处于小区边缘用户较多，用户的路损较大的时候，选择保证能正常通信的用户比例值，减少对相邻小区的干扰。该实施例中，可以通过计算上行路损的均值和方差，然后根据路损方差和均值的范围计算保证能正常通信的用户比例。

步骤S404：对集群业务承载的PMCH信道上的所有用户的路损排序，利用保证能正常通信的用户比例，反查出对应的路损，从而算出下行的发送功率。

步骤S405：判断当前计算的下行功率是否低于邻区干扰限制的发送功率门限值并且低于小区最大发送功率，若低于邻区干扰限制的发送功率门限值并且低于小区最大发送功率，则使用计算的下行发送功率；否则将PMCH信道的实际下行发送功率限制在邻区干扰限制的发送功率门限值及小区最大发送功率之内。

步骤S406：通过集群用户周期或者事件触发反馈的测量信息，并且在一定的评估周期内eNodeB重复步骤S402～步骤S405，更新PMCH物理信道的下行发送功率。

装置实施例

根据本发明的实施例，提供了一种基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制装置，图5是本发明实施例的基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制装置的结构示意图，如图5所示，本发明实施例的基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制装置包括：最大路损确定模块501、发送功率计算模块502、发送功率核定模块503和功率等级表设置模块504。以下对本发明实施例的各个模块进行详细的说明。

具体地，最大路损确定模块501用于依照集群业务需要保证正常通信的用户比例，确定PMCH信道上用户的最大路损。其采用的具体方案包括：对PMCH信道上所有集群用户的路损按照从小到大的顺序进行排序；根据集群业务需要保证正常通信的用户比例，在路损排序形成的队列上找到对应的路损，作为用户的最大路损。

发送功率计算模块502用于根据用户的最大路损，计算PMCH信道的下行发送功率。

发送功率核定模块503用于：如果计算得到的PMCH信道的下行发送功率未超过配置的邻区干扰限制的发送功率门限值及小区最大发送功率，则以计算得到的PMCH信道的下行发送功率作为PMCH信道的实际下行发送功率；如果计算得到的PMCH信道的下行发送功率超过配置的邻区干扰限制的发送功率门限值和/或小区最大发送功率，则将PMCH信道的实际下行发送功率限制在邻区干扰限制的发送功率门限值和/或小区最大发送功率之内。具体地，如果计算得到的PMCH信道的下行发送功率超过配置的邻区干扰功率门限值或小区最大发送功率，则以邻区干扰功率门限值或小区最大发送功率作为PMCH信道的实际下行发送功率；如果计算得到的PMCH信道的下行发送功率超过配置的邻区干扰功率门限值及小区最大发送功率，则以邻区干扰功率门限值和小区最大发送功率中的较小者作为PMCH信道的实际下行发送功率。

功率等级表设置模块504用于：设置功率等级表，将计算得到的PMCH信道的下行发送功率通过查表得到对应的功率索引，通过MCE将所述功率索引下发给eNodeB；eNodeB通过查找功率对照表，将功率索引还原到功率值，以该功率值进行PMCH信道的下行数据发送。

如果在eNodeB中完成功率控制，则模块504在eNodeB中不调用。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种基于增强型多媒体广播/多播eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法，其特征在于，包括：

对集群业务占用的物理组播信道PMCH信道上面所有集群用户的路损进行排序，依照集群业务需要保证正常通信的用户比例，确定PMCH上用户的最大路损；

根据所述用户的最大路损，计算PMCH信道的下行发送功率。

2.如权利要求1所述的基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法，其特征在于，所述依照集群业务需要保证正常通信的用户比例，确定PMCH信道上用户的最大路损，包括：

对PMCH信道上所有集群用户的路损按照从小到大的顺序进行排序；

根据集群业务需要保证正常通信的用户比例，在路损排序形成的队列上找到对应的路损，作为所述用户的最大路损。

3.如权利要求2所述的基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法，其特征在于，所述集群用户的路损，是根据集群用户的功率测量信息计算得到的。

4.如权利要求1所述的基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法，其特征在于，还包括：

如果计算得到的PMCH信道的下行发送功率超过配置的邻区干扰限制的发送功率门限值，则以所述邻区干扰限制的发送功率门限值作为PMCH信道的实际下行发送功率；如果未超过配置的邻区干扰限制的发送功率门限值，则以计算得到的PMCH信道的下行发送功率作为PMCH信道的实际下行发送功率。

5.如权利要求4所述的基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法，其特征在于，还包括：

如果计算得到的PMCH信道的下行发送功率超过配置的小区最大发送功率，则以所述小区最大发送功率作为PMCH信道的实际下行发送功率；如果未超过配置的小区最大发送功率，则以计算得到的PMCH信道的下行发送功率作为PMCH信道的实际下行发送功率。

6.如权利要求1至5中任一项所述的基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制方法，其特征在于，还包括：

设置功率等级表，将计算得到的PMCH信道的下行发送功率通过查表得到对应的功率索引，多小区/多播协调实体MCE将所述功率索引下发给演进型基站eNodeB；

eNodeB通过查找功率对照表，将所述功率索引还原到功率值，以该功率值进行PMCH信道的下行数据发送。

7.一种基于增强型多媒体广播/多播eMBMS的集群通信系统下行功率控制装置，其特征在于，包括：

最大路损确定模块，用于对集群业务占用的物理组播信道PMCH信道上面所有集群用户的路损进行排序，依照集群业务需要保证正常通信的用户比例，确定PMCH上用户的最大路损；

发送功率计算模块，用于根据所述用户的最大路损，计算PMCH信道的下行发送功率。

8.如权利要求7所述的基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制装置，其特征在于，所述依照集群业务需要保证正常通信的用户比例，确定PMCH信道上用户的最大路损，包括：

对PMCH信道上所有集群用户的路损按照从小到大的顺序进行排序；

根据集群业务需要保证正常通信的用户比例，在路损排序形成的队列上找到对应的路损，作为所述用户的最大路损。

9.如权利要求7或8所述的基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制装置，其特征在于，还包括发送功率核定模块，该模块用于：

如果计算得到的PMCH信道的下行发送功率未超过配置的邻区干扰限制的发送功率门限值及小区最大发送功率，则以计算得到的PMCH信道的下行发送功率作为PMCH信道的实际下行发送功率；

如果计算得到的PMCH信道的下行发送功率超过配置的邻区干扰限制的发送功率门限值和/或小区最大发送功率，则将PMCH信道的实际下行发送功率限制在所述邻区干扰限制的发送功率门限值和/或小区最大发送功率之内。

10.如权利要求7或8所述的基于eMBMS的集群通信系统下行功率控制装置，其特征在于，还包括功率等级表设置模块，该模块用于：

设置功率等级表，将计算得到的PMCH信道的下行发送功率通过查表得到对应的功率索引，通过MCE将所述功率索引下发给eNodeB；

eNodeB通过查找功率对照表，将所述功率索引还原到功率值，以该功率值进行PMCH信道的下行数据发送。