专利名称：基站公共信道发射功率的控制方法
技术领域：
本发明涉及移动通信中信道发射功率的控制方法，尤其是一种第三代移动通信网络中用于基站公共信道发射功率的控制方法。
背景技术：
在目前的移动通信网络中，无线信道包括两个部分，公共信道和业务信道。以第三代的宽带码分多址(WCDMA)为例，公共信道包括公共导频信道(CPCICH)、主同步信道(P-SCH)、从同步信道(S-SCH)、公共控制信道(CCPCH)等；业务信道包括专用物理业务信道(DPDCH)、专用物理控制信道(DPCCH)等。
其中业务信道的发射功率与当前承载的用户数有关，同时也与业务类型(用于提供不同QOS服务质量和GOS服务等级的服务)有关。业务信道的发射功率是不断变化的，在业务量少的时候降低功率，在业务量大的时候提高功率。在现有技术中公共信道的发射功率是保持不变的，而且在网络规划中，公共信道的发射功率一般占用其满发射功率的15-25％左右。
由于码分多址(CDMA)系统是一个自干扰系统，因而具有呼吸效应，即当用户量减少时，如果基站发射功率保持不变，则其有效覆盖范围将扩大。但在实际的网络规划中，各小区间的切换区域已经根据网络实际情况进行了适当的规划，基站覆盖范围的扩大对网络运营并不会带来更多的好处。这种情况在城市中比较明显，在城市或人口较密集的地区，网络覆盖的重点已经不是通过扩大覆盖面消除盲区，而是通过实现深度覆盖消除盲区，因而多数情况下，即使是在业务量不大的时候，基站覆盖范围的扩大对于提高网络覆盖质量也是没有很大作用的。因此在业务量不大的时候，可以在继续保持原先覆盖范围的前提下，降低公共信道的发射功率，从而降低耗电，提高环保，延长相关器件寿命。
目前在控制信道的发射功率方面，对于业务信道的功率控制已经有比较完善的算法，包括闭环功率控制和开环功率控制，其中闭环功率控制又包括内环功率控制和外环功率控制。上行链路采用开环功率控制和闭环功率控制两种方式，当上行链路没有建立时，开环功率控制用来调节物理随机接入信道的发射功率，链路建立之后，使用闭环功率控制，外环功率控制以误码率或者误帧率作为控制目标，内环功率控制以信干比作为控制目标。下行链路只有闭环功率控制。这些方法保证在一定接收质量的前提下，让移动终端以尽可能低的功率发射信号，以减小对其它用户的干扰，提高容量。对于公共信道，目前的网络中均采用固定的发射功率，即在网络初始化时设置好公共信道的发射功率后，除非重新进行人为设置，否则将不会对公共信道的发射功率进行自动控制。一方面公共信道的发射功率一定程度上保证网络的覆盖范围，另一方面，目前的观点认为公共信道发射功率的控制对于提高网络质量的效果与业务信道的功率控制对提高网络质量的效果相比是次要的，因而目前还没有一种方法用于公共信道的功率控制，同时由于公共信道不同于业务信道的功能，其对基站的覆盖范围起着关键的作用，而基站的覆盖范围应该具有相对的稳定性而不应该进行快速的变换，所以用于业务信道的功率控制方法并不适合用于对公共信道发射功率的控制。
现有网络中，公共信道以固定的功率发射，而在业务量不高时，公共信道的发射功率不必维持在原有的较高功率上，因为维持原功率进行发射对提高网络覆盖质量不会带来更多的有益效果，却可能加大基站间公共信道的相互干扰，如产生导频污染等，影响了网络质量(如出现终端在网络中切换更加频繁的情况)，同时公共信道发射功率维持不变消耗了不必要的能源，也不利于延长器件寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种控制公共信道发射功率的方法，以根据实际需求决定基站的公共信道的发射功率，从而总体上降低基站公共信道的发射功率。
为解决上述问题，本发明提供了一种基站公共信道发射功率的控制方法，该方法具体实现为首先，检测网络下行负载；将网络下行负载与预置的门限值进行比较，若比较结果满足进行功率调整的条件，则将公共信道的发射功率进行与功率转换条件相应的调整。
其中，对网络下行负载的检测为周期性检测。
所述的功率变换条件包括降低公共信道发射功率的条件和提高公共信道发射功率的条件；所述降低公共信道发射功率的条件为测量结果不大于降低当前发射功率的门限值；所述提高公共信道发射功率的条件为测量结果大于提高当前发射功率的负载门限值。
与现有技术相比，本发明带来的有益效果为由于本发明所提供了一种公共信道发射功率的控制方法，这种方法以网络的实际负载状况为依据，通过一定的算法决定基站公共信道的发射功率。与现有网络相比，本方法使得可以在保证网络通信质量的前提下，适当的降低基站公共信道的发射功率，避免由于公共信道发射功率过大而导致增大基站间公共信道的相互干扰，一定程度上提高了网络的性能，同时由于公共信道的发射功率仅为满足网络通信质量所需的最低发射功率，因而达到了降低耗电量的效果，并且公共信道发射功率的降低有利于延长设备中器件的使用寿命。
图1为根据本方法的一具体实施例流程图。
具体实施例方式
本发明提供了一种基站公共信道发射功率的控制方法。在这种方法中首先需要定义分别对应公共信道不同的发射功率的状态。
下面先以定义了两种状态的情况为例对本发明进行具体的说明。
将基站的两种状态分别定义为工作态和睡眠态。工作态代表网络负载较大时基站的工作状态，此时基站的公共信道以满功率进行发射；睡眠态代表网络负载较小时基站的工作状态，此时基站的公共信道以允许的较低的功率进行发射。
对于两种状态的转换，设定一门限值用于判断网络条件是否允许基站的公共信道由一种发射功率转换到另一种发射功率。门限值的取定是根据网络具体情况而定，可以依据网络负载的变化情况，选择一个适当的负载的值作为两种状态的划分标准。本实施例中取门限值为20％，即认为网络负载高于或等于20％时，网络处于负载较大的情况，此时的公共信道应以工作态时的发射功率进行发射，否则公共信道应该选择睡眠态时的发射功率进行发射。门限值的选择对于各个工作状态起到了决定性的作用，在门限值的选择时应该注意尽量满足一下两点要求实际网络在一天中会有大部分时间的网络负载维持在一个或几个范围内，因此所选择的门限值应不过分靠近这些范围，以尽量避免使不同状态间出现频繁的转换；门限值的选择应在不影响网络质量的前提下使基站公共信道的发射功率尽量降低。
本发明所提供方法的工作方式具体为，在基站第一次初始化时将当前的工作状态设置为工作态，即此时的公共信道应以网络负载较大时的功率进行发射。开始计时或计数的过程，用于监视转换中的检测过程是否达到检测时长所要求的检测时间。基站开始检测网络负载，基站对网络负载的检测可以是间歇性的，本方法中推荐采用周期性的检测，并且检测周期值小于预置的检测时长。每次基站完成对网络负载的检测后，即将测量值与预置的转换门限值进行比较。判断当前基站以何种状态进行工作，若此时基站刚刚进行过初始化，则当前工作状态为工作态，否则当前工作状态可能已经经过了转换，可能为工作态也可能为睡眠态。
假设本例中的当前工作状态为工作态，将测量得到的网络负载与转换门限进行比较，若测量得到的负载大于或等于预置的门限值20％，说明此时的网络负载较大，基站应该保持目前工作态时的发射功率对公共信道进行发射，则应重新开始计时或计数，并且等待下一次测量的网络负载值重新进行比较判断。若测量得到的负载值小于或等于预置的门限值20％，则说明此刻的网络负载较小，因而具有将当前工作状态从工作态转换到睡眠态的可能。考虑到此时因网络负载变小而导致需要进行状态转换的需求可能是短暂的或者是偶然突发的情况，有可能在基站的状态刚刚进行转换后就由于不满足网络通信质量的需求而不得不将状态再次转换回来，因而，为了避免状态的频繁转换，要判断是否满足检测时长的要求。若没有达到预置的检测时长，说明需要根据网络当前的负载状态对是否需要转换状态继续进行判断，则应该继续计时或计数的过程，并且等待下一次测量的网络负载值用以判断是否仍然符合状态转换的条件；若此时已经达到或超出检测时长，则说明经过一段时间的监视，将基站工作状态从工作态转换到睡眠态的需求不是偶然突发的，则此时应该将当前工作状态从工作态转换为睡眠态，即将公共信道的发射功率降低，同时重新开始计时或计数过程，用于监视将当前工作状态从睡眠态转换到工作态的转换过程。总体看，此步骤的目的是只有在检测时长内，测量得到的网络负载与预置的状态转换门限值比较的结果始终满足转换条件的时候才进行状态转换，否则应该对是否满足状态转化的条件继续进行判断。
图1描述了在定义了两种状态时本发明所述的控制基站公共信道发射功率方法的流程图，对应于图1，本发明具体实现为步骤10为预置公共信道的两个发射功率，定义对应于这两个发射功率的基站的工作状态分别为工作态和睡眠态，步骤11将基站初始化为工作态，步骤12设置检测时长为T，进行步骤13，开始周期性对网络负载L进行检测，检测周期为P，检测得到网络负载L后，进行步骤14，判断当前基站工作于何种状态，假设基站当前工作状态为工作态，则进行步骤15，判断测量得到的网络负载是否小于预置的门限值20％，若网络负载不小于20％，则返回步骤12，重置检测时长，若网络负载小于20％，则进行步骤16，设置检测时长的当前值为前次检测时长值与检测周期的差，并且进行步骤17，判断当前的检测时长是否小于等于零，若检测时长当前值小于等于零，则进行步骤18，将工作态转换为睡眠态，并且返回步骤12，重置检测时长，若检测时长当前值不小于零，则说明需要继续对是否需要进行状态转换进行判断，则返回步骤13，继续检测网络负载，而且保留当前的检测时长值。在图1所示具体实施例中，用判断当前检测时长值是否小于零的方法达到监视转换过程是否满足检测时长要求的目的，同样，可以利用预置计时器的方法达到相同的目的。
应当指出，从工作态转换到睡眠态和从睡眠态转换到工作态的预置时长的值可以不同，从睡眠态转换到工作态的预置时长的值可以设置的稍短一些，这是因为通信网络需要时刻满足服务的需要，当网络中的负载提高时，基站应该仍然能够保证较好的覆盖质量，因而将从睡眠态到工作态的预置时长设置的短一些可以使基站能够及时的对网络负载的增大做出反应，提高公共信道的发射功率以满足网络通信质量的需求。
以上介绍了定义两种状态时实现本发明的具体实施例，本发明的方法同样可以应用于预置了三种及三种以上公共信道不同发射功率的情况。
定义基站可分别工作于A、B、C三种状态对应于公共信道采用不同的发射功率。其中，A为网络负载最大时基站公共信道满功率发射的状态，C为网络负载较低时基站低功率发射的状态，B为介于A和C状态间的状态。预置满足向状态A转换的门限值为50％，向状态C转换的门限值为20％，则在20％至50％之间时，基站应工作于状态B。
若此时基站工作在状态B，测得网络负载为40％，说明当前基站的工作状态可以满足网络质量的需求，应保持当前工作状态不变，则用于监视状态转换的计时器重新计时，并且等待下次测量的网络负载以判断是否需要进行状态转换。若第一次测得的网络负载为55％，与门限值的比较大于向状态A转换的门限值50％，比较结果说明基站应该提高公共信道的发射功率，工作状态应该由B转换到A，此时应该继续计时器的计时，并且等待下一次的判断结果。若间隔一个周期后新一次测量的网络负载不大于等于50％，说明前次测量得到的网络负载为偶然值，这种情况下，有可能测量值维持在20％至50％之间，也可能测量得到的负载已经小于20％，虽然小于20％也可认为满足了状态转换的条件，但与前次比较所得到的结果是不同的，即判断结果是向不同方向的状态进行转换，因而无论测量得到的负载是多少，只要与前次比较的结果不同(即不大于等于50％)，就应将计时器重新计时，并等待下一次测量的网络负载以判断是否需要进行状态转换。若间隔一个周期后新一次测量的网络负载仍然大于50％，则计时器继续计时，直到到达或超过检测时长时，测量得到的网络负载始终大于50％，则将基站的工作状态由B转换到A，并且计时器重新计时，开始判断基站的工作状态是否需要从A向其他状态转换。
当基站的工作状态定义为三个或三个以上时，对于状态的转换可仅考察是否满足向与当前状态相邻状态的转换条件。以上述实施例为例，当前工作状态为A时，仅判断是否满足状态向B转换的条件；或当前工作状态为C时，仅判断是否满足状态向B转换的条件；当前工作状态为B时，判断是否满足向状态A或状态C转换的条件。
同样，在进行状态转换的判断中，可以将各个状态的门限值与检测得到的网络负载分别进行比较，此时可以设置多个计时器，分别监视由当前状态向其他各个状态转换的过程。即当前状态若为C时，分别监视网络负载状况是否满足向状态B或状态A转换的条件，若出现状态B和状态A同时可以进行转换时，选择状态A进行转换。即在本实施例中推荐选择距当前工作状态最远的满足转换条件的状态进行转换。同样，也可以规定选择距目前工作状态较近的状态进行转换，或者在多个可以进行转换的状态中择一的进行转换。这种处理方法会增加系统运算的复杂度，但其好处是在网络负载提高时，可以更及时的做出反应，提高公共信道的发射功率以保证网络的通信质量。
上述实施例中，通过一预置的检测时长，控制公共信道发射功率的调整，避免了发射功率过分频繁的变化，通过在状态转换的判断中设置双门限值，也可以达到相同的目的。例如公共信道发射状态A和B，A状态的发射功率小于B状态的发射功率，预置由状态A向状态B转换的门限值和由状态B向状态A转换的门限值，并且前述门限值高于后者门限值，只有当网络负载大于前者门限值，才允许公共信道发射状态由A转向B，只有当网络负载小于后者门限时，才允许公共信道发射状态由B转向A。通过该设置同样可以避免状态间的频繁切换。
本发明提供了一种基站公共信道发射功率的控制方法，在网络业务量降低时可以适当降低基站公共信道的发射功率，即公共信道发射功率降低的程度要根据网络负载的实际情况决定。此处建议一种方法，可用于参考选择适当的状态转换门限值。
下行链路预算公式为PL_DL＝Pout_BS-Lc_BS-Lf_BS+Ga_BS+Ga_UE-Mf-MI-Lp-Lb-S_UE其中PL_DL为下行链路最大传播损耗；Pout_BS为下行信道最大发射功率；Lc_BS为基站内合路器损耗；Lf_BS为馈线损耗；Ga_BS为基站天线增益；Ga_UE为移动台天线增益；Mf为阴影衰落余量(与传播环境相关)；MI为干扰余量(与系统设计容量相关)；Lp为建筑物穿透损耗(要求室内覆盖时使用)；Lb为人体损耗；S_UE为移动台接收机灵敏度。CDMA系统为自干扰系统，在链路预算中表现为干扰余量的引入，对于反向链路，不同的负载水平对应不同的干扰上升。对于前向链路，负载与干扰的关系要比上行复杂的多，准确的关系需要通过仿真确定，但是为了使得系统和算法简单，可以借用反向关系加上一个偏移量。于是下行的干扰余量可以简化为MI＝10lg(1/(1-LoadR))+Noffset其中Noffset为干扰偏移量，该偏移量可以根据具体环境下的测试结果，通过数管台配置给系统。LoadR为下行负载，定义该负载为LoadR＝Wc/Wb，其中Wc表示本载频扇区当前发射功率，Wb表示载频扇区最大发射功率。
由链路预算公式可以得到Pout_BS＝PL_DL+Lc_BS+Lf_BS-Ga_BS-Ga_UE+Mf+MI+Lp+Lb+S_UE在保持小区覆盖范围不变的前提下，由于干扰的降低，可以降低的信道发射功率为ΔPout_BS＝ΔMI＝10lg(1/(1-LoadR_high))-10lg(1/(1-LoadR_low))＝10lg((1-LoadR_low)/(1-LoadR_high)) (1)其中LoadR_high表示系统忙时负载，典型的如系统话务高峰期负载。
LoadR_low表示系统空闲时负载，典型的如夜间系统负载。
基站公共信道发射功率可以将低的额度可以根据公式(1)决定。
以上对本发明所提供的方法进行了详细论述。应认识到，所述仅以示意的方式给出了详细描述和具体实例。对于本领域的一般技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本系统进行若干种改进或变型，这些改进或变型都应视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基站公共信道发射功率的控制方法，其特征在于1)检测网络下行负载；2)将预置的门限值与网络下行负载进行比较，若比较结果满足进行功率调整的条件，则进行步骤3)；3)将公共信道的发射功率进行与功率转换条件相应的调整。
2.如权利要求1所述的基站公共信道发射功率的控制方法，其特征在于步骤1)所述检测为周期性检测。
3.如权利要求1或2所述的基站公共信道发射功率的控制方法，其特征在于所述的公共信道发射功率包括公共信道初始化的最大发射功率。
4.如权利要求1所述的基站公共信道发射功率的控制方法，其特征在于，步骤3)中所述的功率变换条件包括降低公共信道发射功率的条件和提高公共信道发射功率的条件；所述降低公共信道发射功率的条件为测量结果不大于降低当前发射功率的门限值；所述提高公共信道发射功率的条件为测量结果大于提高当前发射功率的负载门限值。
5.如权利要求1所述的基站公共信道发射功率的控制方法，其特征在于步骤2)中还包括步骤21)判断比较结果是否与前次比较结果相同，若相同则进行步骤22)；22)判断预置计时器的计时是否到达预置的检测时长，若是，则计时器重新计时并且进行步骤3)，否则继续计时器的计时。
6.如权利要求5所述的基站公共信道发射功率的控制方法，其特征在于对于公共信道不同发射功率时的检测过程，预置不同的检测时长。
7.如权利要求1所述的基站公共信道发射功率的控制方法，其特征在于步骤1)所述检测为周期性检测，且检测周期小于所述检测时长。
全文摘要
本发明提供了一种基站公共信道发射功率的控制方法。该方法具体实现为检测网络下行负载；将网络下行负载与预置的门限值进行比较，若比较结果满足进行功率调整的条件，则将公共信道的发射功率进行与功率转换条件相应的调整。本方法可以在保证网络通信质量的前提下，适当的降低基站公共信道的发射功率，避免基站公共信道间的相互干扰，提高了网络的性能，同时该方法能够降低设备耗电量，也有利于设备中器件使用寿命的延长。
文档编号H04B7/005GK1780171SQ20041009626
公开日2006年5月31日 申请日期2004年11月26日 优先权日2004年11月26日
发明者杜建成, 吕武 申请人:华为技术有限公司