专利名称：用于宽带码分多址系统软切换的功率控制方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及移动通信系统的功率控制技术。
背景技术：
随着移动通信业务的迅猛发展，移动数据和多媒体通信的应用将越来越广泛，在不久的将来，甚至将超过传统的话音成为移动通信承载的主要业务。而传统的第二代全球移动通信系统(Global System for mobileCommunication，简称“GSM”)移动通信网络已无法适应这种新的发展趋势，为此，GSM将逐步过渡到第三代移动通信系统。其中，第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)所规范的宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)/通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，简称“UMTS”)以其不断完善和成熟的技术标准，以其灵活的网络架构、平滑的演进模式、有效的投资等诸多优势，而逐渐发展成为第三代移动通信的主要技术，并为越来越多的移动通信运营商和设备提供商所接受。
WCDMA/UMTS系统包括无线接入网络(Radio Access Network，简称“RAN”)和核心网络(Core Network，简称“CN”)两大部分。其中，RAN主要包括两类节点基站(NodeB)和无线网络控制器(Radio NetworkController，简称“RNC”)。NodeB负责无线信号的收发和底层处理，例如调制解调、编码解码等。RNC用于空中无线资源的管理，例如，发送小区广播、分配无线信道、配置小区参数、管理手机和系统之间的无线接入承载等等。
WCDMA系统是一个自扰系统，所有移动用户都占用相同带宽和频率，通过不同的扩频码加以区分，但由于扩频码之间存在着非理想的相关特性，使得远近效应问题特别突出。这里的远近效应，是指功率强的用户对功率弱的用户带来的多址干扰比相反方向即功率弱的用户对功率强的用户带来的多址干扰要大，因此需要功率控制技术，平衡用户功率。由此可见，用户发射功率的大小将直接影响系统的总容量，从而使得功率控制技术成为WCDMA系统中的最为重要的核心技术之一。
WCDMA系统中功率控制的目标就是在保证用户通信质量的条件下，使用户的发射功率尽量小。在WCDMA系统中，功控可以分为两大类内环功控和外环功控。内环功控的主要作用是通过控制物理信道的发射功率，使接收信号干扰比(Signal-to-Interference ratio，简称“SIR”)收敛于SIR的目标值。外环功控是通过动态地调整内环功控的SIR目标值，使通信质量始终满足要求。
在移动通信系统中，当移动台慢慢走出原先的服务小区，将要进入另一个服务小区时，原基站与移动台之间的链路将由新基站与移动台之间的链路来取代，这就是切换的含义。WCDMA系统支持多种类型的切换，根据切换发生时用户设备(User Equipment，简称“UE”)与原NodeB和目标NodeB连接的不同，切换可分为以下主要类型硬切换、软切换、更软切换以及空闲切换等。其中，软切换指当UE开始与一个目标NodeB联系时，并不立即中断与原NodeB之间的通信。软切换仅仅能运用于具有相同频率的WCDMA信道之间。另外，熟悉本领域的技术人员可以理解，UE与NodeB之间的链路包含上行方向和下行方向。其中，上行方向是指UE发送、NodeB接收的方向；下行方向是指NodeB发送、UE接收的方向。
在软切换过程中，可能会出现软切换链路间耦合损耗不平衡和链路间接收信号不平衡的情况。
熟悉本领域的技术人员可以理解，耦合损耗是指一个链路的发射信号与接收信号之间的比值。软切换链路间耦合损耗不平衡是指在软切换中，设有两条链路存在，如果一条链路的上行耦合损耗小于另一条链路而下行却大于另一条链路，或者如果该链路上行大于另一条链路而下行却小于另一条链路，则认为链路间耦合损耗不平衡。链路间耦合损耗不平衡主要由于频分复用(Frequency Division Duplex，简称“FDD”)系统上、下行快衰落的非相关性引起。
而软切换链路间接收信号不平衡是指在软切换中，设有两条链路存在，如果一条链路的上行接收信号质量差于另一条链路而下行却好于另一条链路，或者该链路上行好于另一条链路而下行却差于另一条链路，则认为链路间接收信号不平衡。链路间耦合损耗不平衡可以引起链路间接收信号不平衡，另外下行发射功率不一致也会引起链路间接收信号不平衡。
在实际应用中，处于软切换状态时，UE和网络侧同时保持多条无线链路。功率控制算法可参见《3GPP TS 25.214 Physical Layer Procedures(FDD)》(可译为《3GPP TS 25.214物理层过程(频分双工)》)。对于上行内环功控，UE接收多个无线链路的信号，对数据域进行最大比合并，对控制域要兼顾各无线链路的TPC命令来调整UE的上行发射功率。然而，由于各个下行链路的质量可能不同，因此某个链路上的发射功率控制(Transmit PowerControl，简称“TPC”)命令会不可靠。当一个TPC命令不可靠时，不同终端的做法略有区别，有些终端完全不使用这些不可靠的TPC命令，有些终端对这些不可靠的TPC命令进行了加权处理，相当于部分使用这些不可靠的TPC命令。总的说来，当存在一个TPC命令不可靠时，则UE的功率控制主要受控于下行链路好的TPC命令。
如前所述，由于各种原因，在软切换的过程中，会出现链路间接收信号不平衡的情况。当出现链路间接收信号不平衡时，由于UE的发射功率受控于接收信号较好的下行链路，对应的上行链路质量差，因而会要求UE升功率，使得UE发射功率提高，加大了对其他用户的干扰、对系统资源造成浪费。
熟悉本领域的技术人员可以理解，在软切换的过程中，对于网络侧而言，新链路的建立包含径搜索过程和上行初始同步过程。附图1是现有技术中，新链路建立过程中，内环功率控制的方法示意图。
如图所示，在软切换新加链路的上行链路建立过程中，新建上行链路10先后处于两个阶段径搜索过程和上行初始同步过程。从新链路开始建立至径搜索完成，这个阶段属于径搜索过程；从径搜索完成至上行同步完成，这个阶段属于上行初始同步过程。在径搜索过程和上行初始同步过程中，NodeB都始终保持下行发射功率20不变，同时NodeB向UE发送全1的TPC命令字30，用于控制UE的上行功率，使得UE不断提升发射功率。当上行同步完成后，NodeB根据UE发送的TPC命令对下行发射功率进行控制，即进入了正常的内环功控；同时NodeB发送给UE的TPC命令字30将根据上行接收的SIR质量生成。
在实际应用中，上述方案存在以下问题由于新链路开始建立时，初始的下行发射功率20是网络侧估计的，该值存在偏差，为了保证下行链路的质量，通常该值大于实际的需求。而现有技术中，在径搜索过程和上行同步过程中一直维持着这种存在偏差的下行发射功率，很容易发生软切换链路间接收信号不平衡，导致在上行出现很大的SIR尖锋，即UE浪费了功率。严重时对上行造成严重干扰，影响系统的上行容量。
造成这种情况的主要原因在于，新链路建立过程中，在上行同步完成前，一直使用一个由网络侧估计的存在偏差的下行发射功率，换句话说，对下行发射功率没有及时的进行功率控制。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于宽带码分多址系统软切换的功率控制方法，使得能够尽快地对下行发射功率进行功率控制，以避免长时间的出现软切换链路间接收信号不平衡的情况。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于宽带码分多址系统软切换的功率控制方法，在新加链路时包含径搜索和上行初始同步两个过程，其中，在径搜索开始后，维持初始的下行发射功率不变，在所述径搜索完成后，上行初始同步完成之前，对上行链路进行解调，监测上行信号干扰比是否达到预设门限，一旦上行信号干扰比达到预设门限则立即根据解调得到的发射功率控制命令字对所述下行发射功率进行功率控制。
其中，所述预设门限可以通过仿真获得。
此外，所述预设门限也可以按经验值设置。
此外，在所述上行初始同步过程完成后，根据解调得到的发射功率控制命令字对所述下行发射功率进行功率控制。
此外，所述对上行信号干扰比是否达到预设门限的监测由基站执行。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，本发明在径搜索完成后，只要上行链路的SIR达到门限值，即尝试对下行发射功率进行功率控制，而无须等待上行同步完成后才开始功控。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即在软切换新加链路过程中，本发明尽可能早的使下行功率控制起作用，以避免长时间的出现软切换链路间接收信号不平衡，防止上行出现很高的SIR尖锋，保证系统的上行容量。
图1是根据现有技术的软切换新链路建立过程中内环功率控制的方法示意图；图2是根据本发明的第一实施例的软切换新链路建立过程中内环功率控制的方法示意图；图3是根据本发明的第二实施例的带部分功率控制过程的功控流程。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
首先说明本发明的基本原理。本发明为了能尽快地对下行发射功率进行功率控制，于是在径搜索完成后就判断上行链路的质量，如果SIR达到预定数值，就使用UE发送的TPC命令对下行链路的下行发射功率进行功率控制，而不必等到整个同步过程完成。
下面结合附图2说明本发明的一个较佳实施例，该实施例描述了软切换时新链路建立过程中内环功率控制的方法。
如图所示，和现有技术一样，在软切换新加链路的建立过程中，新建上行链路10也先后处于两个阶段径搜索过程和上行初始同步过程。对于NodeB向UE发送的TPC命令字30，在这两个阶段中，都处于全1的状态，用于控制UE的上行功率，使得UE不断提升发射功率；当上行同步完成后，该TPC命令字30将根据上行接收的SIR质量生成。
对于下行发射功率20，在径搜索过程中，由于NodeB无法得到UE侧发送的信息，此时可以使用一个估计的初始下行发射功率。
当径搜索完成后，进入上行初始同步过程，由于NodeB已经找到了径的位置，并可以对上行链路进行解调。此时判断上行链路的接收质量，只要上行SIR大于一个门限，就使用UE发送的TPC命令对下行发射功率20进行控制，而不必等到整个同步过程完成。这过程称为部分功率控制。上述门限是通过仿真获得的。之所以要设立一个门限，是因为要保证从上行链路解调出来的TPC命令的正确性。如果SIR太低，那么从上行链路获得的TPC命令字很可能是没有意义的。设立一个门限，平衡了正确性和时效性。不难理解，在根据本发明的另一个实施例中，上述门限也可以是按经验值设置。
当上行同步完成后，对下行发射功率20进行正常的内环功控，即根据UE发送的TPC命令对下行发射功率进行控制。
综上所述，本发明的关键是在上行初始同步过程中引入了部分功率控制，使得下行发射功率20尽快地获得功率控制。下面结合附图3进一步说明带部分功率控制的功控流程。
首先，新链路建立开始后，进入步骤100，NodeB维持下行发射功率为一初始值。该初始值是一个估计值。
然后进入步骤101，判断径搜索是否完成，如果完成则进入步骤102，否则返回步骤100。
在步骤102中，判断上行SIR是否大于预设的门限值，如果是则进入步骤103，否则进入步骤104。
在步骤103中，NodeB使用UE发送的TPC命令对下行发射功率20进行控制。通过步骤101的判断，可知NodeB已经找到了径的位置，并可以对上行链路进行解调；通过步骤102的判断，可知上行链路的质量已经达到一定水平，从它调解出来的TPC命令字是可用的。步骤103说明了只要径搜索完成且上行链路的SIR达到门限，就可对下行发射功率进行功率控制，而无须等待上行同步完成后才进行功控。这就是部分功率控制过程的含义。此后进入步骤105。
在步骤104中，NodeB继续维持当前的下行发射功率不变，并进入步骤105。由于SIR达不到门限，说明即使能从上行链路中解调出TPC命令字，它的正确性也是得不到保证的，因而还不能进行功率控制。
在步骤105中，NodeB判断上行初始同步是否完成，如果是，则进入步骤106，否则进入步骤102。
在步骤106中，进行正常的下行发射功率控制，具体方法和现有技术相同，这里就不详细说明了。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于宽带码分多址系统软切换的功率控制方法，在新加链路时包含径搜索和上行初始同步两个过程，其中，在径搜索开始后，维持初始的下行发射功率不变，其特征在于，在所述径搜索完成后，上行初始同步完成之前，对上行链路进行解调，监测上行信号干扰比是否达到预设门限，一旦上行信号干扰比达到预设门限则立即根据解调得到的发射功率控制命令字对所述下行发射功率进行功率控制。
2.根据权利要求1所述的用于宽带码分多址系统软切换的功率控制方法，其特征在于，所述预设门限可以通过仿真获得。
3.根据权利要求1所述的用于宽带码分多址系统软切换的功率控制方法，其特征在于，所述预设门限可以按经验值设置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于宽带码分多址系统软切换的功率控制方法，其特征在于，在所述上行初始同步过程完成后，根据解调得到的发射功率控制命令字对所述下行发射功率进行功率控制。
5.根据权利要求1所述的用于宽带码分多址系统软切换的功率控制方法，其特征在于，所述对上行信号干扰比是否达到预设门限的监测由基站执行。
全文摘要
本发明涉及通信领域，公开了一种用于WCDMA系统软切换的功率控制方法，能够尽快地对下行发射功率进行功率控制，以避免长时间的出现软切换链路间接收信号不平衡的情况。本发明中，在径搜索完成后，只要上行链路的SIR达到门限值，即尝试对下行发射功率进行功率控制，而无须等待上行同步完成后才开始功控。
文档编号H04B7/005GK1688113SQ20051002530
公开日2005年10月26日 申请日期2005年4月21日 优先权日2005年4月21日
发明者王成毅, 施锐 申请人:上海华为技术有限公司