专利名称：多业务情况下提高外环功率控制性能的方法
技术领域：
本发明涉及一种码分多址接入(CDMA)移动通信系统中的功率控制方法，尤其涉及一种多业务情况下提高外环功率控制性能的方法。
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(传输信道)的BLER(误块率)，我们称为BLERest(传输信道误块率的估计值)，再与上层给出的误块率目标值(BLERtarget)进行比较，如果BLERest(传输信道误块率的估计值)小于BLERtarget(误块率目标值)，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(信干比目标值)；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，我们称估计BLERest的TrCH为参考传输信道，记为TrCHref(参考传输信道)，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。
在多业务情况下，物理层速率匹配过程对保证各业务的QoS起重要作用。速率匹配就是通过比特重复或打孔的方法将待发送比特数与对应帧可用的比特数匹配起来。物理层对每个TrCH分别进行速率匹配，每个TrCH上的比特是重复还是打孔由物理层每帧可用比特数以及对应的速率匹配属性(RMA)有关，具体的速率匹配处理过程在3GPP协议25.212中有详细描述。这里强调的是，每个TrCH对应的RMA由高层协议提供，对每个TrCH来说，对应RMA的不同可能导致该TrCH复用到同一帧时重复比例或打孔比例不同，也即对应的速率匹配增益(GainRM)不同，进而对通信质量的影响不同，因此在多业务情况下，需要高层对每个TrCH配置合适的RMA，以保证各业务的QoS。本文速率匹配增益定义为GainRM=10×log10NafterRMNbeforeRM---(1)]]>公式(1)的NbeforeRM表示该TrCH在速率匹配之前每帧对应的比特数，NafterRM表示该TrCH在速率匹配之后每帧对应的比特数。
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，则共他业务的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情况下提高外环功率控制性能的方法，该方法通过改变传输信道对应的速率匹配属性，保证用户各业务QoS要求，以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，本发明提供一种多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，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对参考传输信道进行外环功率控制，同时估计其他传输信道的传输信道误块率；步骤C判断参考传输信道的外环功率控制是否收敛，如果收敛，则判断其他传输信道的质量估计是否基本满足对应的质量目标值；步骤D若满足，则保持各传输信道对应的速率匹配属性值不变；若其他传输信道中有一个或多个业务的质量偏优或偏差，则调整传输信道对应的速率匹配属性值，对质量偏差传输信道增加速率匹配属性值，而对质量偏优的传输信道降低速率匹配属性值。
本发明与前面提到的第一种方法相比，该方法克服了方法1对初始RMA配置的依赖，通过对RMA的调整，能够保证每个业务都基本满足对应的质量要求。与方法2相比，该方法保证了所有TrCH都基本满足质量目标，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是现有的外环功率控制方法的流程示意图。
图2是现有的外环功率控制与内环功率控制关系示意图。
图3是本发明的外环功率控制方法的流程图。
图4是现有的外环功率控制锯齿算法的流程图。
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的参考传输信道TrCHref。这里选择优先级最高的业务对应的TrCH为参考信道，各业务的优先级有网络端设置。
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，如果都满足BLEResti∈[BLERtargeti-Threshold1i，BLERtargeti+Threshold2i] (3)其中Threshold1i＝Threshold2i＝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，此时不需要调整RMA，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的质量偏差或偏优，此时需要调整TrCH的RMA，进入步骤7。
步骤7确定质量偏差的TrCH和偏好的TrCH的个数，我们认为所有满足BLEResti＞BLERtargeti+Threshold2i的是质量偏差的TrCH，假设有Nworse个，所有满足BLEResti＜BLERtargeti-Threshold1i的是质量偏好的TrCH，假设有Nbetter个。若Nworse＞0，则进入步骤8；反之，进入步骤9。本步骤中参数Threshold1i，Threshold2i的取值同步骤6。
步骤8对Nworse个TrCH分别向上调整对应的RMA值，然后进入步骤2，Timer定时长度设置为初始定时长度。
RMA调整算法为根据公式(1)定义的速率匹配增益和协议25.212中规定的速率匹配计算过程，计算RMA调整之前的速率匹配增益GainRM_old，然后确定RMA调整后的速率匹配增益GainRM_new，再根据GainRM_new计算新的RMA值。GainRM_new计算公式为GainRM_new=GainRM_old+]]> (4)公式(4)中GainStepUP的取值分两种情况对卷积编码的TrCH，该参数取值0.1dB；对Turbo编码的TrCH，该参数取值0.05dB。MaxGainStepUP的取值也分两种情况，对对卷积编码的TrCH，该参数取值0.5dB；对Turbo编码的TrCH，该参数取值0.3dB。
RMA调整过程为对于上行OLPC，网络端首先发起无线链路同步重配置过程，通知基站改变RMA，然后发起传输信道重配置过程，通知移动终端改变RMA；对于下行OLPC，移动终端首先通过空口信令向网络端发起RMA修改请求，网络端再发起无线链路同步重配置过程并通知UE进行传输信道重配置。举例来讲，对3GPP WCDMA系统而言，无线链路同步重配置可以采用协议25.331规定的信令过程。
步骤9对Nbetter个TrCH分别向下调整对应的RMA值，然后进入步骤2，Timer定时长度设置为初始定时长度。
RMA调整算法为根据公式(1)定义的速率匹配增益和协议25.212中规定的速率匹配计算过程，计算RMA调整之前的速率匹配增益GainRM_old，然后确定RMA调整后的速率匹配增益GainRM_new，再根据GainRM_new计算新的RMA值。GainRM_new计算公式为GainRM_new=GainRM_old-]]> (5)公式(5)中GainStepDown的取值分两种情况对卷积编码的TrCH，该参数取值0.05dB；对Turbo编码的TrCH，该参数取值0.03dB。MaxGainStepDown的取值也分两种情况，对对卷积编码的TrCH，该参数取值0.4dB；对Turbo编码的TrCH，该参数取值0.2dB。
RMA调整过程同步骤8。
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，除了上面提到的选择标准之外，还有直接选择信令或CS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BER的估计值或接收Eb/No等信息。OLPC的调整周期可以是一个TTI，也可以是TTI的整数倍。OLPC对SIRtar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Threshold1i，Threshold2i的取值可以相等，也可以不相等，另外二者还可以取其他值。
步骤8中RMA调整算法中的参数GainStepUP、MaxGainStepUP取值可以灵活设置，另外，RMA调整算法可以为其他算法。
步骤9中RMA调整算法中的参数GainStepDown、MaxGainStepDown取值可以灵活设置，另外，RMA调整算法可以为其他算法。
权利要求
1.一种多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，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对参考传输信道进行外环功率控制，同时估计其他传输信道的误块率；步骤C判断参考传输信道的外环功率控制是否收敛，如果收敛，则判断其他传输信道的质量估计是否基本满足对应的质量目标值；步骤D若满足，则保持各传输信道对应的速率匹配属性值不变；若其他传输信道中有一个或多个业务的质量偏优或偏差，则调整传输信道对应的速率匹配属性值，对质量偏差传输信道增加速率匹配属性值，而对质量偏优的传输信道降低速率匹配属性值。
2.根据权利要求1所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，所述步骤A与步骤B之间还有一个启动定时器的步骤，该定时器设置有一个初始定时长度。
3.根据权利要求2所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，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，如果超时则执行步骤C，如果不超时则返回执行步骤C。
4.根据权利要求3所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，所述的步骤C还包括当参考传输信道的外环功率控制不收敛时，返回执行启动定时器的步骤，所述定时器的定时长度设置与初始定时长度相等。
5.根据权利要求4所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，步骤D中若其他传输信道的质量基本满足对应的质量目标值，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。
6.根据权利要求5所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，所述步骤D中调整速率匹配属性值后返回执行启动定时器的步骤，此时，定时器的定时长度设置为初始定时长度。
7.根据权利要求1所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，所述的参考传输信道为优先级最高的业务所对应的传输信道。
8.根据权利要求1所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，所述的参考传输信道还可以为信令或CS域语音业务所对应的传输信道。
9.根据权利要求2所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，所述的定时器的初始定时长度为 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TTI内发送的最大的传输块个数。
10.根据权利要求2所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，所述的定时器的初始定时长度还可以为外环功率控制的的功控周其或功控制周期的整数倍。
11.根据权利要求1所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，步骤B中所述的对参考传输信道进行外环功率控制的方法采用锯齿算法，包括如下步骤首先启动一个周期定时器，定时器时长即为外环功率控制的周期，在外环功率控制周期内，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。
12.根据权利要求1所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，步骤B中所述的对参考传输信道进行外环功率控制的方法所采用的判决依据还可以为物理信道误比特率的估计值或接收信噪比信息。
13.根据权利要求1所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，所述步骤C中判断参考传输信道的外环功率控制是否收敛的方法为判断参考传输信道的质量估计是否落在范围[BLERtarget-Threshold1，BLERtarget+Theshold2]中，此处的BLERtarget指的是TrCHref对应的质量目标值。
14.根据权利要求13所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，所述的Threshold1和Threshold2取值为BLERtarget的10％~30％。
15.根据权利要求14所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，所述的Threshold1和Threshold2取值可以相同，也可以不相同。
16.根据权利要求1所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，步骤C中判断其他传输信道的质量估计是否基本满足对应的质量目标值的方法为判断其他传输信道是否满足BLEResti∈[BLERt arg eti-Threshold1i，BLERt arg eti+Threshold2i](3)其中Threshold1i＝Threshold2i＝BLERt arg eti×30％。
17.根据权利要求1所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，步骤D中所述的质量偏差的传输信道是指满足BLEResti＞BLERt arg eti+Threshold2i，所述的质量偏优的传输信道是指满足BLEResti＜BLERt arg eti-Threshold1i。
18.根据权利要求1所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，步骤D中所述的增加速率匹配属性值的方法为计算调整之前的速率匹配增益GainRM_old，然后确定RMA调整后的速率匹配增益GainRM_new，再根据GainRM_new计算新的RMA值，所述的速率匹配增益GainRM_new计算公式为GainRM_new=GainRM_old+]]> 式中GainStepUP的取值分两种情况对卷积编码的TrCH，该参数取值0.1dB；对Turbo编码的TrCH，该参数取值0.05dB。MaxGainStepUP的取值也分两种情况，对对卷积编码的TrCH，该参数取值0.5dB；对Turbo编码的TrCH，该参数取值0.3dB。
19.根据权利要求1所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，步骤D中所述的降低速率匹配属性值的方法为计算RMA调整之前的速率匹配增益GainRM_old，然后确定RMA调整后的速率匹配增益GainRM_new，再根据GainRM_new计算新的RMA值，GainRM_new计算公式为GainRM_new=GainRM_old-]]> 式中GainStepDown的取值分两种情况对卷积编码的TrCH，该参数取值0.05dB；对Turbo编码的TrCH，该参数取值0.03dB。MaxGainStepDown的取值也分两种情况，对对卷积编码的TrCH，该参数取值0.4dB；对Turbo编码的TrCH，该参数取值0.2dB。
20.根据权利要求18或19所述的多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，其特征在于，所述的调整速率匹配属性值的过程为对于上行OLPC，网络端首先发起无线链路同步重配置过程，通知基站改变RMA，然后发起传输信道重配置过程，通知移动终端改变RMA；对于下行OLPC，移动终端首先通过空口信令向网络端发起RMA修改请求，网络端再发起无线链路同步重配置过程并通知UE进行传输信道重配置。
全文摘要
本发明提供一种多业务情况下提高外环功率控制性能的方法，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对参考传输信道进行外环功率控制，同时估计其他传输信道的传输信道误块率；步骤C判断参考传输信道的外环功率控制是否收敛，如果收敛，则判断其他传输信道的质量估计是否基本满足对应的质量目标值；步骤D若满足，则保持各传输信道对应的速率匹配属性值不变；若其他传输信道中有一个或多个业务的质量偏优或偏差，则调整传输信道对应的速率匹配属性值，对质量偏差传输信道增加速率匹配属性值，而对质量偏优的传输信道降低速率匹配属性值。该方法通过改变传输信道对应的速率匹配属性，保证用户各业务QoS要求，以减少功率资源的浪费，提高系统容量。
文档编号H04B7/005GK1665156SQ20051002447
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