专利名称：对前向接入信道进行功率控制的方法
技术领域：
本发明涉及到移动通信系统的功率控制技术，特别涉及到一种对前向接入信道(FACH，Forward Access Channel)进行功率控制的方法。
背景技术：
FACH信道是承载一个小区下行数据的公共传输信道，其上可以承载无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)层的信令消息以及来自更上层的业务数据。
由于FACH信道是一个公共传输信道，因此，要求FACH信道应当能够覆盖整个小区内同时通信的所有用户。通常情况下，为了实现上的简单，无线通信系统一般不对FACH信道进行功率控制，也就是说，基站通常使用固定的发射功率发送FACH信道承载的数据。
考虑到无线信号自身的衰落效应，以及其他小区无线信号对本小区的干扰，无线信号在小区边缘的传播条件将变得非常恶劣；另外，已知小区中用户对RRC层信令消息的正确接收概率将极大影响该无线网络的质量以及用户的使用感受，经测试表明，适当提高FACH信道的发射功率，就可以大幅提高小区内用户对FACH信道所承载RRC消息的正确接收概率，从而可以显著改善小区边缘用户的接通率以及通信质量。因此，为了保证FACH信道上无线信号的可靠传输，保证小区内用户的通信质量，一般情况下，无线通信系统会为FACH信道配置一个较大的固定发射功率。这样一来，就可以基本保证小区内用户的接通率及通信质量了。但是，从另一方面来看，对于小区中靠近基站位置的用户来讲，由于这些用户的无线信号传输条件较好，可能不需要这么高的FACH信道发射功率，因此，使用较高的固定发射功率发送FACH信道承载的数据将造成较大的功率资源浪费。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种对FACH信道进行功率控制的方法，可以动态调整FACH信道的发射功率，从而在满足小区内各个用户通信质量的条件下，达到节约系统功率资源的目的。
本发明所述的对前向接入信道进行功率控制的方法，包括以下步骤A、网络侧设备从用户设备发送的上行消息中获取一个小区内各个用户的下行信道质量参数的测量值；B、网络侧设备根据该小区内各个用户的下行信道质量参数的测量值计算该小区发送当前前向接入信道数据帧的发射功率；C、网络侧设备控制基站使用步骤B所述当前前向接入信道数据帧的发射功率发送当前数据帧。
步骤A所述上行消息为无线资源控制连接请求消息、小区更新消息、初始直接移植消息或上行直接移植消息。
步骤B所述网络侧设备根据该小区内各个用户的下行信道质量参数计算该小区发送当前前向接入信道数据帧的发射功率包括B1、网络侧设备根据该小区内各个用户的下行信道质量参数计算该用户对应的前向接入信道发射功率；B2、若该用户对应的前向接入信道发射功率大于预先配置的前向接入信道最大发射功率，则令该用户对应的前向接入信道发射功率为所述的最大发射功率；若该用户对应的前向接入信道发射功率小于预先配置的前向接入信道最小发射功率，则令该用户对应的前向接入信道发射功率为所述最小发射功率；若该用户对应的前向接入信道发射功率在所述最大发射功率和最小发射功率之间，则保持该用户对应的前向接入信道发射功率不变；B3、取当前前向接入信道数据帧承载的所有用户对应的前向接入信道发射功率中的最大值，作为所述当前前向接入信道数据帧的发射功率。
步骤B所述下行信道质量参数为能量干扰比；步骤B1所述计算的方法为所述该用户对应的前向接入信道发射功率等于预先配置的参考能量干扰比数值对应的缺省发射功率加上所述参考能量干扰比数值与在步骤A得到的该用户设备的能量干扰比测量值的差值。
步骤B所述下行信道质量参数为下行接收信号强度；步骤B1所述计算的方法为所述该用户对应的前向接入信道发射功率等于预先配置的参考下行接收信号强度数值对应的缺省发射功率加上所述参考下行接收信号强度数值与网络侧设备在步骤A得到的该用户设备的下行接收信号强度测量值的差值。
步骤B所述下行信道质量参数为下行路径损耗；步骤B1所述计算的方法为所述该用户对应的前向接入信道发射功率等于预先配置的参考下行路径损耗数值对应的缺省发射功率减去所述参考下行路径损耗数值与网络侧设备在步骤A得到的该用户设备的下行路径损耗测量值的差值。
步骤C所述控制包括C1、网络侧设备用预先配置的前向接入信道最大发射功率减去步骤B所述当前前向接入信道数据帧的发射功率得到一个功率偏置值；C2、网络侧设备将所述功率偏置值承载在Iub接口前向接入信道的数据帧中，发送到基站；C3、基站用所述前向接入信道最大发射功率减去接收到的功率偏置值，得到当前前向接入信道数据帧的发射功率，并使用该发射功率发送所述数据帧。
在步骤C2中，所述功率偏置值由所述前向接入信道的数据帧中的发射功率信元承载。
由此可以看出，在本发明所述的方法中，网络侧设备可以根据小区中各个用户的下行信道质量计算当前FACH数据帧所需的发射功率，然后通过Iub接口上传输的FACH数据帧将计算得到的发射功率通知基站，完成对FACH信道的功率控制，从而一方面满足小区内各个用户的通信质量对FACH信道发射功率的要求，另一方面达到节约系统功率资源的目的。
图1为本发明所述的对FACH进行功率控制的方法流程图；图2显示了Iub接口FACH信道的数据帧结构。
具体实施例方式
下面结合附图及本发明的优选实施例详细说明本发明的方法。
为了解决现有技术中采用较大的固定发射功率发送FACH信号所带来的功率资源浪费的问题，本发明提供了一种对FACH信道进行功率控制的方法，该方法的核心思想是网络侧根据各个用户设备(UE)在其上行消息中上报的该UE下行信道的质量参数，计算满足该小区内的所有UE正确接收RRC消息所要求的FACH信道发射功率，并根据计算的结果控制基站动态调整FACH信道的发射功率。
参见图1，本发明所述的对FACH信道进行功率控制的方法主要包括以下步骤A、网络侧设备从UE的上行消息中获取一个小区内各个用户的下行信道质量参数。
根据3GPP协议规定，在某些信令流程，例如RRC连接建立流程、小区更新流程及非接入层信令流程中，在网络侧设备，如RNC，使用FACH信道传输一条下行消息之前，均会首先接收到用户设备(UE)通过随机接入信道(RACH，Random Access Channel)上传的一条上行消息，例如RRC连接建立流程中的RRC连接请求(RRC CONNECTION REQUEST)消息、小区更新流程中的小区更新(CELL UPDATE)消息以及非接入层信令流程中的初始直接移植(INITIAL DIRECT TRANSFER)消息和上行直接移植(UPLINK DIRECT TRANSFER)消息。在上述这些上行消息中，通常均可以包含用于指示该UE下行信道质量的参数，例如能量干扰比Ec/Io、下行接收信号强度(RSSI，Received Signal Strength Indication)、下行路径损耗(PathLoss)等，在这里将这些参数通称为下行信道质量参数，这些下行信道质量参数都是UE通过测量本小区下行公共导频信道获得的。在具体的实现过程中，网络侧设备可以根据实际情况，要求UE在上述上行消息中上报上述下行信道质量参数中的一个或者多个。这样，网络侧设备就可以根据这些UE上报的参数得到每个用户对应的下行信道的质量，其中，能量干扰比Ec/Io或者下行接收信号强度越大，又或者下行路径损耗越小，则说明该用户的下行信道质量越好；反之，则说明该用户的下行信道质量越差。
B、网络侧设备根据该小区内各个用户的下行信道质量参数计算该小区发送当前FACH信道数据帧的发射功率。
网络侧设备计算所述FACH发射功率的基本原则是下行信道质量越好，当前FACH信道数据帧的发射功率就越低。
在具体的实现过程中，网络侧设备可以根据实际情况，选择使用任意的下行信道质量参数，进行FACH信道发射功率的计算。
在本发明的一个优选实施例中，网络侧设备使用能量干扰比来进行所述计算。具体方法如下网络侧设备需要预先配置FACH信道的最大发射功率Max-Power和最小发射功率Min-Power，同时还需要配置一个基站在给定参考能量干扰比数值Default(Ec/Io)下对应的缺省发射功率Default-Power。
假设网络侧设备在步骤A得到的该小区内某个UE上报的能量干扰比测量值为Meas(Ec/Io)，则该UE对应的FACH信道的发射功率Trans-Power将采用如下公式计算得到Trans-Power＝Default-Power+Default(Ec/Io)-Meas(Ec/Io)从上述计算公式可以看出，在能量干扰比测量值Meas(Ec/Io)越大的情况下，计算得到的发射功率Trans-Power就越小，因此，就可以在下行信道通信质量较好的情况下，适当减小FACH信道的发射功率，从而实现本发明的目的。
在计算完成后，还要进一步将计算得到的该用户对应的FACH信道发射功率限制在所设置的最大和最小发射功率的范围之内。具体方法为如果计算的发射功率Trans-Power大于所配置的最大发射功率Max-Power，则令所述的Trans-Power为Max-Power；如果计算的发射功率Trans-Power小于所配置的最小发射功率Min-Power，则令所述的Trans-Power为Min-Power；若Trans-Power在所述Max-Power和Min-Power之间，则Trans-Power保持不变。
如果FACH信道在当前的数据帧内仅承载了一个用户的下行信令，则计算得到的该用户对应的Trans-Power就为当前FACH信道数据帧的发射功率；如果FACH信道在当前的数据帧内承载了多个用户的下行信令，则取经过上述步骤限制的，本小区内所有用户对应的FACH信道发射功率中的最大值作为当前FACH信道数据帧的发射功率。
在本发明的另一个优选实施例中，网络侧设备使用下行接收信号强度来进行所述计算。在该实施例中，网络侧设备也需要预先配置FACH信道的最大发射功率Max-Power和最小发射功率Min-Power，此外，还要配置基站在给定参考下行接收信号强度Default(RSSI)下对应的缺省发射功率Default-Power。
假设网络侧设备在步骤A得到的该小区内某个UE上报的下行接收信号强度的测量值为Meas(RSSI)，则该UE对应的FACH信道的发射功率Trans-Power将采用如下公式计算Trans-Power＝Default-Power+Default(RSSI)-Meas(RSSI)从上述计算公式可以看出，在下行接收信号强度测量值Meas(RSSI)越大的情况下，计算得到的发射功率Trans-Power就越小，因此可以实现本发明的目的。
与上一实施例相同的是，在上述计算完成后，也需要进一步将计算得到的该用户对应的FACH信道发射功率限制在所设置的最大和最小发射功率的范围之内。另外，如果FACH信道在当前的数据帧内承载了多个用户的下行信令，则也需要取经过上述限制的，本小区内所有用户对应的FACH信道发射功率中的最大值作为当前FACH信道数据帧的发射功率。
在本发明的又一个优选实施例中，网络侧设备使用下行路径损耗来进行所述计算。在该实施例中，网络侧设备也需要预先配置FACH信道的最大发射功率Max-Power和最小发射功率Min-Power。此外，还要配置基站在给定参考下行路径损耗Default(PathLoss)下对应的缺省发射功率Default-Power。
假设网络侧设备在步骤A得到的该小区内某个UE上报的下行路径损耗的测量值为Meas(PathLoss)，则该UE对应的FACH信道的发射功率Trans-Power将采用如下公式计算Trans-Power＝Default-Power-Default(PathLoss)+Meas(PathLoss)从上述计算公式可以看出，在下行路径损耗测量值Meas(PathLoss)越小的情况下，计算得到的发射功率Trans-Power就越小，因此也可以实现本发明的目的。
与上述两个实施例相同的是，在上述计算完成后，还需要进一步将计算得到的该用户对应的FACH信道发射功率限制在所设置的最大和最小发射功率的范围之内。另外，在承载了多个用户下行信令的情况下，则也需要取经过上述步骤限制的、本小区内所有用户对应的FACH信道发射功率中的最大值作为当前FACH信道数据帧的发射功率。
另外，需要说明的是，上述计算当前FACH信道数据帧发射功率的方法仅是本发明的优选实施例，所述发射功率的计算方法并不限于上述三种，在实际操作过程中，还可以结合UE上报的多个标识该UE下行信道质量的参数进行综合计算。
C、网络侧设备控制基站使用计算得到的当前FACH信道数据帧的发射功率发送所述FACH信道数据帧。
该步骤所述的控制，可以通过网络侧设备RNC与基站之间Iub接口上传输的FACH信道数据帧的结构来实现。根据3GPP协议规定，如图2所示的Iub接口上的FACH信道数据帧主要包括信头(Header)和净荷(Payload)两部分。其中，Header主要包括的信元有信头循环冗余校验(Header CRC)、标志位(FT)、帧号(CFN)、传输格式标识(TFI)、发射功率(Transmitpower level)以及保留字节，而Payload主要包括的信元有第一传输块(FirstTB)、最后传输块(Last TB)、保留扩展(Spare Extension)以及净荷循环冗余校验(Pay Load CRC)等。在上述信元中，所述的Transmit power level信元用于指示当前FACH数据帧在无线传输时实际使用的发射功率T-Power相对于无线通信系统配置的FACH信道的最大发射功率Max-Power的偏置值Bias-Power，即Bias-Power＝Max-Power-T-Power。因此，网络侧设备可以首先根据系统配置的最大发射功率以及在步骤B计算得到的当前FACH信道实际使用的发射功率计算出所述偏置值Bias-Power，再将计算得到的偏置值Bias-Power，通过Transmit power level信元发送到基站。基站在接收到当前FACH数据帧中Transmit power level信元携带所述偏置值Bias-Power后，根据系统配置的最大发射功率Max-Power以及所述偏置值Bias-Power计算得到当前FACH信道数据帧实际使用的发射功率T-Power，所述计算方法为T-Power＝Max-Power-Bias-Power，然后，再使用该发射功率发送所述数据帧，实现以数据帧为单位的FACH信道功率控制。
由此可以看出，本发明所述的方法可以根据小区中各个用户的下行信道质量以数据帧为单位动态调整FACH信道的发射功率，完成对FACH信道的功率控制。本发明所述方法一方面可以满足小区内各个用户通信质量要求，另一方面还节约了系统的功率资源。
权利要求
1.一种对前向接入信道进行功率控制的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤A、网络侧设备从用户设备发送的上行消息中获取一个小区内各个用户的下行信道质量参数的测量值；B、网络侧设备根据该小区内各个用户的下行信道质量参数的测量值计算该小区发送当前前向接入信道数据帧的发射功率；C、网络侧设备控制基站使用步骤B所述当前前向接入信道数据帧的发射功率发送当前数据帧。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述上行消息为无线资源控制连接请求消息、小区更新消息、初始直接移植消息或上行直接移植消息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述网络侧设备根据该小区内各个用户的下行信道质量参数计算该小区发送当前前向接入信道数据帧的发射功率包括B1、网络侧设备根据该小区内各个用户的下行信道质量参数计算该用户对应的前向接入信道发射功率；B2、若步骤B1所述该用户对应的前向接入信道发射功率大于预先配置的前向接入信道最大发射功率，则令该用户对应的前向接入信道发射功率为所述的最大发射功率；若步骤B1所述该用户对应的前向接入信道发射功率小于预先配置的前向接入信道最小发射功率，则令该用户对应的前向接入信道发射功率为所述最小发射功率；若步骤B1所述该用户对应的前向接入信道发射功率在所述最大发射功率和最小发射功率之间，则保持该用户对应的前向接入信道发射功率不变；B3、取当前前向接入信道数据帧承载的所有用户对应的前向接入信道发射功率中的最大值，作为所述当前前向接入信道数据帧的发射功率。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤B所述下行信道质量参数为能量干扰比；步骤B1所述计算的方法为所述该用户对应的前向接入信道发射功率等于预先配置的参考能量干扰比数值对应的缺省发射功率加上所述参考能量干扰比数值与在步骤A得到的该用户设备的能量干扰比测量值的差值。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤B所述下行信道质量参数为下行接收信号强度；步骤B1所述计算的方法为所述该用户对应的前向接入信道发射功率等于预先配置的参考下行接收信号强度数值对应的缺省发射功率加上所述参考下行接收信号强度数值与网络侧设备在步骤A得到的该用户设备的下行接收信号强度测量值的差值。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤B所述下行信道质量参数为下行路径损耗；步骤B1所述计算的方法为所述该用户对应的前向接入信道发射功率等于预先配置的参考下行路径损耗数值对应的缺省发射功率减去所述参考下行路径损耗数值与网络侧设备在步骤A得到的该用户设备的下行路径损耗测量值的差值。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C所述控制包括C1、网络侧设备用预先配置的前向接入信道最大发射功率减去步骤B所述当前前向接入信道数据帧的发射功率得到一个功率偏置值；C2、网络侧设备将所述功率偏置值承载在Iub接口前向接入信道的数据帧中，发送到基站；C3、基站用所述前向接入信道最大发射功率减去接收到的功率偏置值，得到当前前向接入信道数据帧的发射功率，并使用该发射功率发送所述数据帧。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤C2中，所述功率偏置值由所述前向接入信道的数据帧中的发射功率信元承载。
全文摘要
本发明公开了一种对前向接入信道进行功率控制的方法，包括网络侧设备从用户设备发送的上行消息中获取一个小区内各个用户的下行信道质量参数测量值；网络侧设备根据该小区内各个用户的下行信道质量参数测量值计算该小区发送当前前向接入信道数据帧的发射功率；网络侧设备控制基站使用所述当前前向接入信道数据帧的发射功率发送所述数据帧。本发明所述的方法可以根据小区中各个用户的下行信道质量以数据帧为单位动态调整前向接入信道的发射功率，完成对前向接入信道的功率控制，一方面可以满足小区内各个用户通信质量要求，另一方面还节约了系统的功率资源。
文档编号H04B7/005GK1866774SQ200510069580
公开日2006年11月22日 申请日期2005年5月16日 优先权日2005年5月16日
发明者胡军 申请人:上海华为技术有限公司