专利名称：多业务情况下的外环功率控制方法
技术领域：
本发明涉及码分多址接入(CDMA)移动通信系统中的功率控制方法，尤其涉及多业务情况下的外环功率控制方法。
背景技术：
CDMA移动通信系统是一个自干扰系统，也即一个用户功率的增加也将增大对其他用户的干扰，引入外环功率控制的目的就是用最少的功率资源来保证用户服务的质量(QoS)，避免功率资源的浪费同时减小对其他用户的干扰，提高系统容量。
外环功率控制的基本原理是通过比较实际估计或监测的业务质量(如误块率或误码率)与用户请求的服务质量(如误块率或误码率的目标值)，来确定内环功率控制的信干比目标值，以达到满足用户所需服务质量的目的。
外环功率控制(OLPC)的基本方法如图1所示，接收信号的质量一般用传输信道(TrCH)的误块率(BLER)表示，OLPC首先设置一个初始的信干比目标值(SIRtarget)，然后估计对应TrCH的BLER，我们称为BLERest(误块率的估计值)，再与上层给出的BLER目标值(BLERtarget)进行比较，如果BLERest小于BLERtarget，说明实际业务质量优于目标值，存在功率浪费，则降低内环功率控制(ILPC)的SIRtarget；如果BLERest大于BLERtarget，说明实际业务质量低于目标值，则提高ILPC的SIRtarget。OLPC与ILPC之间的关系如图2所示，ILPC的基本方法是接收端通过比较测量/估计的接收信号的信干比(SIRest)与SIRtarget，如果SIRest＜SIRtarget，则发送功率调整命令(称TPC)以提升发射端的发射功率；如果SIR＞SIRtarget，则发送TPC命令以降低发射端的发射功率。
在本文中，我们称OLPC中使用的估计BLERest的TrCH为参考传输信道，记为TrCHref，而该TrCH上传输的业务称为参考业务。需要说明的是，在逻辑信道复用的情况下，一条TrCH上可能传输多个业务，此时我们视这几个业务为一个等同业务；另外，在实际的通信过程中，还有一个专用的信令信道，用于承载接入层和非接入层的信令，为用户之间的通信服务，该信令信道对应一个TrCH，也有对应的QoS要求，这里我们视信令的传输业务也为一个等同业务。
UMTS的一个基本要求是可将几个业务复用到一条物理连接上，而一条物理连接对应一个ILPC，即所有业务只有一个ILPC的目标值SIRtarget。对于多业务的情况下，如何保证每个业务的QoS，目前有不同的做法，现简要介绍如下1、只根据一个业务进行控制，保证该业务对应的QoS，而其他业务的QoS则由上层配置的对应的速率匹配属性(RMA)参数决定，该参数不同意味着的速率匹配增益不同。该方法的缺点很明显如果上层对不同业务配置的相应RMA不合理，则其他业务的QoS就不能得到保证；2、同时根据所有业务进行功率控制，即估计每一个业务的质量，只要有一个业务的质量低于目标质量，都增加SIRtarget。这种方法的结果是各业务的实际质量都偏高于目标质量，造成功率资源的浪费，在系统建网初期由于用户较少，该方法关系不大，但随着用户数的增加，该方法将限制系统的容量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多业务下的外环功率控制方法，其能在满足用户各业务QoS的前提下，减少功率资源的浪费，提高系统容量。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案包括如下步骤步骤A首先选择一个传输信道作为外环功率控制的参考传输信道；步骤B当参考传输信道的外环功率控制收敛之后，再判断其他业务的服务质量；步骤C若其他业务的服务质量均接近或优于对应的质量目标值，则参考传输信道保持不变；步骤D若其他业务中有一个或多个业务的服务质量低于对应的质量目标值，则在所有服务质量低于对应质量目标值的业务中，选择实际质量与目标质量差距最大的业务对应的信道为新的参考传输信道，使用新的参考传输信道进行外环功率控制，如此循环，直到所有其他业务的服务质量均接近或优于对应的质量目标值。
本发明与与前面提到的第一种方法相比，该方法克服了方法1对RMA配置的依赖，能够满足每个业务的QoS。与方法2相比，该方法保证了参考TrCH的OLPC收敛，其他TrCH也基本满足或优于所需质量，相比于方法2的各个业务的质量都偏优来讲，降低了功率浪费，提高了系统容量。
图1为现有的外环功率控制方法的工作流程图。
图2为现有的外环功率控制与内环功率控制关系示意图。
图3为本发明的外环功率控制方法工作流程图。
图4为现有的外环功率控制锯齿算法的工作流程图。
具体实施例方式
下面详细描述本发明的具体处理流程，流程图参见附图3。
步骤1选择一个传输信道作为OLPC的TrCHref。这里选择优先级最高的业务对应的TrCH，各业务的优先级由网络端设置。
步骤2启动一个定时器Timer。初始定时长度TimerLenght计算公式为 TimerLength＝MAX{TimerLengthi}其中i＝1，2，...，N，N为传输信道总数，OLPCPeriodi为第i个TrCH对应的功控周期，BLERtargeti为第i个TrCH对应的质量目标值，TTIi和MaxTBPerTTIi分别为第i个TrCH的发送时间间隔和在一个TTI内发送的最大的传输块个数。该定时器重启时的定时长度在下面描述。
步骤3对TrCHref进行OLPC，同时估计其他TrCH的BLERest。这里OLPC算法采用典型的锯齿(sawtooth)算法，如图4所示该算法的首先启动一个周期定时器，定时器时长即为OLPC的周期，在OLPC周期内，估计BLERest，然后在定时器超时后比较BLERest和误块率目标值BLERtarget并根据比较结果决定是降低还是增大内环功控的信干比目标值SIRtarget，其中StepSize为外环功控的调整步长。对每个TrCH都计算并保存对应的BLER估计值，记为BLEResti。每次功控调整之后都进入下一步。
步骤4判断Timer是否超时。若没有超时，则进入步骤3；若超时，进入步骤5。
步骤5判断OLPC是否收敛，若不收敛，进入步骤2，定时长度设置与初始定时长度相等；若收敛，进入步骤6。这里OLPC的收敛定义为TrCHref的质量估计BLERest落在范围[BLERtarget-Threshold1，BLERtarget+Theshold2]中，此处的BLERtarget指的是TrCHref对应的质量目标值，而Threshold1和Threshold2取值都为BLERtarget的30％。
步骤6判断其他TrCH的质量，对其他任意TrCH，如果都不满足BLEResti＞BLERtargeti+Thresholdi(2)其中Thresholdi＝BLERtargeti×30％，则说明其他TrCH的质量都基本满足或优于对应的质量目标，此时不需要更新OLPC的参考TrCH，进入步骤2，定时长度设置为原来定时长度的2倍，但最长不超过MAX_TIMER_LENGTH，此处MAX_TIMER_LENGTH＝5s；反之，则说明有一个或多个TrCH的质量差，此时需要更新OLPC的参考TrCH，进入步骤7。
步骤7选择BLEResti相对于对应BLERtargeti最差的TrCH为新的TrCHref，也即在所有质量差的TrCH中，新的TrCHref应满足对应的下式取值最大BLEResti-BLERtargetiBLERtargeti]]>更新完参考TrCH之后，进入步骤2，Timer定时长度设置为初始定时长度。
当然，本发明并不局限于上述具体实施例，凡本领域技术人员所熟知的技术变换均落在本发明的保护范围内，比如步骤1中初始参考TrCH的选择标准有多种，除了上面提到的公式(1)之外，还有直接选择信令或CS(电路)域语音业务对应的TrCH作为TrCHref。
步骤2、5、6、7中定时器的定时长度的设置还可选择其他方法，如初始定时长度直接设置为OLPC的功控周期或功控周期的整数倍，定时器重启时的定时长度可以设置与初始定时长度相同，也可以每次增加一个固定值。
步骤3中的OLPC算法的判决依据还可以是物理信道误码率(BER)的估计值或接收到的信噪比(Eb/No)等信息。具体的OLPC参数可以灵活设置，如OLPC的调整周期可以是一个TTI，也可以是TTI的整数倍，OLPC对SIRtarget的调整步长也可以灵活设置。
步骤5中判断OLPC是否收敛中的Threshold1和Theshold2大小可灵活设置，二者可以不相等。
步骤6中的公式(2)中的Thresholdi可以设置为其他值，如BLERtargeti×20％或BLERtargeti×10％等等。
步骤6中的MAX_TIMER_LENGTH可以设置为其他值，如3s或10s等等。
步骤7中新的TrCHref的选择标准有多种，除了上面提到的标准之外，还可以选其他标准，如对所有质量差的TrCH进行优先级排序，选择优先级最高的TrCH为新的TrCHref。
权利要求
1.一种多业务情况下的外环功率控制方法，其特征在于，包括如下步骤步骤A首先选择一个传输信道作为外环功率控制的参考传输信道；步骤B当参考传输信道的外环功率控制收敛之后，再判断其他业务的服务质量；步骤C若其他业务的服务质量均接近或优于对应的质量目标值，则参考传输信道保持不变；步骤D若其他业务中有一个或多个业务的服务质量低于对应的质量目标值，则在所有服务质量低于对应质量目标值的业务中，选择实际质量与目标质量差距最大的业务对应的信道为新的参考传输信道，使用新的参考传输信道进行外环功率控制，如此循环，直到所有其他业务的服务质量均接近或优于对应的质量目标值。
2.根据权利要求1所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征在于，所述的步骤A与步骤B之间还包括一个启动定时器的步骤，该定时器设置有初始定时长度。
3.根据权利要求2所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征在于，所述的步骤B与步骤C之间还包括一个判断定时器是否超时的步骤，若没有超时，则进入步骤B；若超时，进入步骤C。
4.根据权利要求3所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征在于，所述的步骤B还包括判断外环功率控制是否收敛，若不收敛，进入启动定时器步骤，并设置定时长度与初始定时长度相等；若收敛，进入步骤C。
5.根据权利要求4所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征于，所述的步骤C中若其他业务的服务质量均接近或优于对应的质量目标值，则返回执行启动定时器的步骤，此时定时长度设置为原来定时长度的2倍，但最长不超过MAX_TIMER_LENGTH，此处MAX_TIMER_LENGTH＝3s~10s。
6.根据权利要求5所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征在于，所述的步骤D中更新的参考传输信道后返回执行启动定时器的步骤，此时定时长度为原初始定时长度。
7.根据权利要求1或6所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征在于，步骤A中所述的参考传输信道为优先级最高的业务对应的传输信道。
8.根据权利要求1或6所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征在于，所述步骤A中所述的参考传输信道为直接选择信令或CS域语音业务对应的传输信道。
9.根据权利要求2、3、4、5、6之一所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征于，所述初始定时长度TimerLenght的计算公式为 TimerLength＝MAX{TimerLengthi}其中i＝1，2，...，N，N为传输信道总数，OLPCPeriodi为第i个TrCH对应的功控周期，BLERtargeti为第i个TrCH对应的质量目标值，TTIi和MaxTBPerTTIi分别为第i个TrCH的发送时间间隔和在一个TTI内发送的最大的传输块个数。
10.根据权利要求2、3、4、5、6之一所述的多业务情况下的外环功率控制方法，所述初始定时长度直接设置为外环功率控制的功控周期或功控周期的整数倍。
11.根据权利要求1所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征在于，步骤B所述的参考传输信道的外环功率控制算法为锯齿算法，其包括如下步骤首先启动一个周期定时器，定时器时长即为OLPC的周期，在OLPC周期内，估计BLERest，然后在定时器超时后比较BLERest和误块率目标值，并根据比较结果决定是降低还是增大内环功控的信干比目标值。
12.根据权利要求1或11所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征在于，步骤B所述的外环功率控制收敛是指参考传输信道的质量估计BLERest落在范围[BLERtarget-Threshold1，BLERtarget+Theshold2]中，此处的BLERtarget指的是TrCHref对应的质量目标值。
13.根据权利要求12所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征在于，所述Threshold1和Threshold2取值为BLERtarget的10％~30％。
14.根据权利要求12所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征在于，所述Threshold1和Threshold2取值可以相等也可以不相等。
15.根据权利要求1所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征在于步骤C中所述的其他业务的服务质量均接近或优于对应的质量目标值的判断方法为质量估计不满足BLEResti＞BLERt arg eti+Thresholdi
16.根据权利要求1所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征在于，步骤D中所述的新的参考传输信道应满足对应的下式取值最大BLEResti-BLERtargetiBLERtargeti]]>
17.根据权利要求1所述的多业务情况下的外环功率控制方法，其特征在于，步骤D中所述的选择新的参考传输信道的方法为对所有质量差的传输信道进行优先级排序，选择优先级最高的传输信道为新的参考传输信道。
全文摘要
本发明提供一种多业务下的外环功率控制方法，包括如下步骤步骤A首先选择一个传输信道作为外环功率控制的参考传输信道；步骤B当参考传输信道的外环功率控制收敛之后，再判断其他业务的服务质量；步骤C若其他业务的服务质量均接近或优于对应的质量目标值，则参考传输信道保持不变；步骤D若其他业务中有一个或多个业务的服务质量低于对应的质量目标值，则在所有服务质量低于对应质量目标值的业务中，选择实际质量与目标质量差距最大的业务对应的信道为新的参考传输信道，使用新的参考传输信道进行外环功率控制，如此循环，直到所有其他业务的服务质量均接近或优于对应的质量目标值。其能在满足用户各业务QoS的前提下，减少功率资源的浪费，提高系统容量。
文档编号H04B7/005GK1665155SQ200510024470
公开日2005年9月7日 申请日期2005年3月18日 优先权日2005年3月18日
发明者张严 申请人:展讯通信(上海)有限公司