专利名称：增强上行物理信道的功率控制方法
技术领域：
本发明涉及高速上行分组接入(High Speed Uplink Packet Access, HSUPA ) 技术领域，特别涉及 一 种增强上行物理信道(Enhanced Physical Uplink Channel, E-PUCH)的功率控制方法。
背景技术：
高速上行分组接入(High Speed Uplink Packet Access, HSUPA )是在第三 代移动通信技术基础上为进行上行数据的高速传输所开发的技术，它能提高网 络数据传输的吞吐量、提高小区的覆盖能力和减少数据传输时延。在HSUPA技术中，基站(NodeB)采用基于调度的方法通过资源授权信 道(E-DCH Absolute Grant Channel, E-AGCH)给用户分配资源，这里的资源 包括码道、时隙、功率等。每个用户(UserEquipment, UE)都有自己的功率 资源， 一个用户的功率对另一个用户来说是干扰，因此这也是上行链路中产生 干扰的一个原因。为了保证上行干扰保持在一个稳定的水平，就必须对用户上 行发送功率进行适当的控制。上行功率控制的目标就是在满足干扰噪声比 (noise Rise over Thermal ，简写为RoT,是用户间干扰功率、小区间干扰功率、 热噪声功率三项之和与热噪声功率之比)资源限制的基础上，尽量提高数据传输速率。在第三代合作伙伴计划(The Third Generation Partnership Project, 3GPP ) 的R4/R5/R6版本中都是通过无线资源控制(Radio Resource Control, RRC )信令发送期望接收功率给用户来进行上行功率控制的。上行功率控制包括两种 方式， 一种是开环功率控制，是基站与用户初始建立链接时基站通过RRC信 令发送期望接收功率给用户，该期望接收功率是基站期望用户发送的数据到达
基站时基站接收到的功率，该期望接收功率与路径损耗值的和为用户初始发送
功率值；另一种是闭环功率控制，是基站根据对用户上行链路接收质量的测量 得到发射控制命令(Transmit Power Control, TPC ),通过发射该TPC命令对 用户发送功率进行调节，以补偿路径损耗误差及信道衰落。
在HSUPA技术中，引入了上行方向的数据传输信道(Enhanced DCH， E-DCH)和下行方向的资源授权信道(E-DCH Absolute Grant Channel, E-AGCH)。基站釆用调度方法通过E-AGCH给用户分配资源。用户给基站发 送消息时，由于新引入E-DCH,必须根据基站分配的资源进行E-DCH传输格 式组合(E-DCH Transport Format Combination, E-TFC)的选择，最终确定一 个E-TFC,并将确定E-TFC后的E-DCH上的数据映射到E-PUCH发射出去。 如果在这个过程中仍按照以前的用户初始发送功率等于基站发送的期望接收 功率与路径损耗之和的计算方法进行开环功率控制，由于E-TFC是用户选择
决定的，每次发送上行数据时E-TFC都可能不一样，而不同的E-TFC对应不 同的期望接收功率，则基站不可能事先知道选定的E-TFC对应的期望接收功 率，因此基站通过RRC信令给用户发送期望接收功率时不会反映E-TFC对应 的期望接收功率，所以用户初始发射功率按照以前的计算方法也不会反映 E-TFC对应的实际需要的发射功率，结果不能进行有效的功率控制。
在之后的基站与用户的通信过程中，基站采取发送TPC命令的方式进行 闭环功率控制。但是在闭环功率控制过程中还存在连续接收的两个TPC命令 时间间隔过大的情况，这时的TPC命令已不能及时跟踪信道环境的变化，即 不满足功率控制要求的情况，这样也无法对E-PUCH进行准确的功率控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种增强上行物理信道的功率控制方法，以克服现有 技术开环功率控制中用户期望接收功率无法反映用户每次选择的E-TFC需要 的期望接收功率而导致的不能进行有效功率控制的缺点，还克服了闭环功率控
制中两个TPC命令时间间隔过大时无法对E-PUCH进行准确的功率控制的缺点。为解决上述技术问题，本发明提供一种增强上行物理信道的功率控制方法是这样实现的一种增强上行物理信道的功率控制方法，包括步骤 基站与用户建立链接；基站发送基准期望接收功率参数给用户并分配物理资源；用户以确定的功率发送数据来进行开环功率控制，所述确定的功率由包括物理资源确定的增益因子和基准期望接收功率参数在内的因素决定。按照下述步骤完成所述基站发送基准期望接收功率参数给用户并分配物理资源基站发送由包括增强物理信道上各时隙的干扰平均值和基准目标载干比这在内的因素决定的基准期望接收功率参数给用户； 基站分配物理资源给用户。 按照下述步骤完成所述开环功率控制 根据所述物理资源选择传输格式组合并确定其增益因子； 用户以包括由传输格式组合所确定的增益因子和基准期望接收功率参数在内的因素决定的功率发送数据。按照下述步骤完成所述选择传输格式组合并确定其增益因子 根据物理资源确定不同传输格式组合对应的期望接收载干比；益因子。按照下述步骤完成所述确定不同传输格式组合对应的期望接收载干比 根据物理资源确定传输格式组合中不同传输块对应的码率； 根据所述码率确定每个传输块对应的期望接收载干比。 按照下述步骤完成所述确定每个传输块对应的期望接收载干比 根据高层提供的码率与期望接收载干比映射关系，由码率得到每个传输块
对应的期望接收载干比。该方法进一步包括步骤A. 基站发送发射功率控制命令给用户，用户以确定的功率进行数据发送来基准期望接收功率参数及发射功率控制命令在内的因素决定。 所述步骤A中的进行闭环功率控制进一步包括B. 当连续收到的两个发射功率控制命令之间时间间隔大于门限值时，执行 开环功率控制。按照下述步骤完成所述步骤B中的执行开环功率控制C. 当连续收到的两个发射功率控制命令之间时间间隔大于门限值时，用户 以确定的功率发送数据来进行开环功率控制，所述确定的功率由包括物理资源 确定的增益因子和基准期望接收功率参数在内的因素决定。按照下述步骤完成所述步骤C中的进行开环功率控制 当连续收到的两个发射功率控制命令之间时间间隔大于门限值时，用户以 确定的功率发送数据来进行开环功率控制，所述确定的功率由包括物理资源确 定的增益因子和初始的或基站根据具体实现情况再次发送的基准期望接收功 率参数在内的因素决定。由以上本发明提供的技术方案可见，本发明由基站发送的基准期望接收功 率参数和用户选择E-TFC对应的归一化增益因子这两个因素决定期望接收功 率，这样，E-PUCH初始发送时采用该期望接收功率与路径损耗之和发射，实 现了有效的开环功率控制；并在用户收到连续两个TPC命令间隔大于一个门 限值时，也采用开环功率过程，其它情况下采用闭环功率控制的方式实现了对 E-PUCH的准确的功率控制。
图1为本发明中E-PUCH上功率控制的流程图。
具体实施例方式
本发明的核心是提供一种增强上行物理信道的功率控制方法。真体实施
时，基站通过RRC信令发送一个基准期望接收功率参数，E-PUCH初始发送 时以基准期望接受功率和物理资源确定的增益因子这两个因素决定的功率发
射来进行开环功率控制，之后的基站与用户传输数据过程中进行闭环功率控 制，并在用户收到连续两个TPC命令间隔大于门限值时，也采用开环功率过程。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图对本发明 作进一 步的详细说明。
图1示出了本发明实现的流程图。 步骤101:用户和基站建立链接。
步骤102:基站通过RRC信令发送基准期望接收功率参数给用户。 基站首先通过RRC信令发送一个基准期望接收功率参数PRXdes—base给用户。
该PRXdes base由以下表达式确定 该表达式及之后的表达式中都以dB为单位运算。
其中，CIRe-b^为基准目标载干比，这个参数的引入有别于现有技术对期 望功率的计算方法。该值可以设置为0以简化实现。Iini为RRC信令发送 PRXdes—b^前测量的E-PUCH信道的各个时隙的干扰平均值。
如果CIRe—b^设置为0，则此时基准期望接收功率参数为
尸^^Cfe 一6aj( —力"/
当闭环功率控制过程中用户收到连续两个TPC命令间隔大于一个门限值， 需要由闭环功率控制转入开环功率控制时，基站可以通过RRC信令再次给用 户发送基准期望接收功率参数。此过程取决于具体实现情况。
步骤103:用户根据E-TFC选择算法选择E-TFC,并得到对应的增益因子，
再结合基准期望接收功率参数，采用开环功率控制设置E-PUCH的发送功率。 基站通过E-AGCH给用户授权可用的物理资源，该物理资源包括分配的码道、时隙和相对功率^f直(Power Resource Related Information, PRRI)等。之后用户根据授权的时隙和码道信息确定E-TFC。 E-PUCH信道的发射功率由以下公式确定尸E-尸f/CW =尸e-6證+丄+ "e +《￡-/^0/ (1)E-PUCH初始发送数据时，采用开环功率控制。Pe.base此时等于初始建立链接时RRC发送的基准期望接收功率参数PRXdes一base， 反卩L是从信标(beacon)物理信道测量得到的路损值，在采用开环功率控制 时，该值采用平滑值，在采用闭环功率控制时，可以根据高层信令的配置和用 户具体实现的不同进行适当的修改，关于这一点，与3GPP的TS25.224章节中的规定是相同的，在此不再赘述。卩e为 一个增益因子，具体为用户选定某一 E-TFC对应的归一化增益因子。 前面提到，每次用户发送上行数据时，要选择一个E-TFC，将E-DCH的数据 映射到E-PUCH，再通过空中接口发送给基站。这里，Pe的取值与基准目标载 千比CIRe-base、传输块(Transport Block Set， TBS )大小、分配的物理资源、 扩频因子和调制方式有关，表示为可见，Pe是相对于基准目标载干比设置的值，具体可由以下参数确定1. 选择的E-TFC传输块的大小；2. 在E-DCH的传输时间间隔(Transmission Time Interval, TTI)中E-PUCH信道占用的资源；3. 调制方式，包括四进制相移键控(Quarter nary Phase Shift Keying, QPSK) 和16阶正交幅度调制(16Quadrature Amplitude Modulation, 16QAM)。E-TFC选取算法的原理如下
1. 基站通过E-AGCH给用户授权可用的物理资源，这些物理资源包括码 道、时隙、相对功率值PRRI等；
2. 用卢根据授权的信息会确定一个E-TFC选取范围，整个范围包括一系列 的TBS;
3. 用户计算这个范围内的不同TBS对应的码率人e; 其中，<formula>formula see original document page 10</formula>
Se为选纟奪的E-TFC的传输块的大小，&为E-DCH映射到物理信道之后的 物理信道比特数，进一步由时隙数、扩频因子和调制方式等决定；
4. 根据码率、和归一化期望接收载干比CIRE.ttc之间的映射关系，得到每
个TBS对应的期望接收载干比。
确定CIRE—tfc时，高层会提供一个映射函数或者是映射关系表，这个映射
函数定义了 E-DCH传输码率入e和每个资源单元的参考载干比CIRE.Trc之间的
关系。定义为在基准目标误块率BLER (对应KE.PUCH为1的目标BLER)要
求下， 一个资源单元上传输的码率为Xe时，接收端的归一化期望接收载干比为
CIRE.TFC。这个映射函数可以通过链路仿真得到。
这样，确定了 CIRE-tfc的值，进而可以确定Pe的值，再计算发射功率值；
5. 根据计算得出的发射功率值，在相对功率值PRRI的范围内，根据用户 緩存中的数据量和用户功率余量，选取一个功率最大值对应的TBS进行数据 传送。这样，由PRRI体现了对上行RoT的控制。
Ke.puch为高层信令通知的常量。高层结合MAC ( Media Access Control, 媒体接入控制)-d流的接收质量以及协议数据单元(Packet Data Unit, PDU ) 传输次数等因素，采用一定算法对该值进行慢速调整。通过对该值的设定可以 实现MAC-d流的服务质量(Quality of service, Qos )控制。
至此，E-PUCH的发射功率可以确定为<formula>formula see original document page 10</formula>2) 这里，KE.pucH为常量，可以不考虑其影响，则由前面^R到的用户初始发
送功率值为期望接收功率与路径损耗值的和可知，这里的(CIRE-TFC + Iini )就 相当于前述的期望接收功率。其中，U与PRXdes—base有关，CIRE.TFC与&有关， 则可以得到，用卢初始发送功率由包括基站发送的基准期望接收功率参数和所选择的E-TFC在内的因素决定。正因为该用户初始发送功率考虑了基站发送 的基准期望接收功率参数和选择的E-TFC，因此能实现有效的开环功率控制。步骤104:用户根据E-TFC选择算法选择E-TFC,得到对应的增益因子， 结合基准期望接收功率参数，采用闭环功率控制设置发送功率。前面提到，在接下来的基站与用户的通信过程中，采取发送TPC命令的 方式进行闭环功率控制。在采用闭环功率控制时，Pe.base设置为由公式可以看出，PTPC是闭环功率控制的累积量，即从设置P^ase到当前时刻这个过程中TPC命令调整功率变化量的累积。Step为每次TPC命令的步 长，即每次TPC命令指示的功率相对升高或降低的值，该值由高层信令指配， TPCi是闭环控制命令，TPCi的值可以为+l或-1， +1表示升高一次，-l表示降 低一次。L， (3e与KE.pucH的值的确定与步骤103开环功率控制中的确定方法相同。步骤105:判断收到的连续两个TPC命令间隔如果大于门限值，则返回步 骤103,如果小于门限值，则执行步骤104。前面提到，在进行闭环功率控制时，有时会出现连续收到两个TPC命令 之间时间间隔过大的情况，这样，TPC命令已不能及时跟踪信道环境的变化， 即不能满足闭环功率控制的要求。这里，我们预先定义一个门限值，当收到的 连续两个TPC命令间隔实际大于门限值时，返回步骤103,即执行开环功率控 制；如果小于门限值，则继续进行闭环功率控制，即执行步骤104。在转入步骤103执行开环功率控制时，基站可以通过RRC信令再次给用户发送基准期望接收功率参数，即尸e—w设置为基站再次发送的基准期望接收 功率参数PRXdes base，基站也可以不再次给用户发送基准期望接收功率参数，
而是使用之前发送的基准期望接收功率参数。此过程取决于具体实现情况。经过以上的功率控制过程后，基站的实际接收功率为 这里，L'为传输时的实际赠4员。因为基站可以根据E-TFC推断出卩e，因此可以对上面这个P化计算归一化为<formula>formula see original document page 12</formula>基站可以通过发送TPC命令来调整Pe.base，以便PRx,m可以达到基站根据系统设计和实现得到的期望目标值。这个归一化的接收目标值为re.w。如果TPC闭环可以收敛，则有由该公式可以看出，闭环功率控制中发送TPC命令就是用来抵消开环误差^ - z/的，并且补偿干扰的变化(re-—可以根据上行干扰的变化进行适当的 调整)LCR TDD引入了一个相对于用户的/Vtoe的功率偏置A，即PRRI。当基 站通过E-AGCH将这个功率偏置A授权给用户时，由于基站知道期望接收到的 功率，通过这种方式，基站就可以对上行RoT资源进行合理的管理。那么， 此时的接收功率为<formula>formula see original document page 12</formula>这里，A'为用户进行E-TFC选择之后采用的功率偏置，它不可能大于基站 分配的A,因此必然小于A。如果通过TPC的调整，则公式*为 E{户& re—toe + A'基站正是通过这种方式对RoT资源进行管理和控制。 经过前述步骤101至步骤105中的E-PUCH的信道功率设置方法，则发送 功率为如果功率控制比较理想，则P/^,会接近实际总千扰值I論,与CIR^-base的
和，则接收到的载干比为<formula>formula see original document page 13</formula>
这样，就可以在保证选定E-TFC的接收质量的同时，通过配置PRRI，将 总的干扰功率控制在目标总干扰值N0+RoT之内，同时，通过高层配置的 KE-PUCH,也可以体现E-DCH的不同Qos要求。
由以上实施例可见，本发明通过在用户和基站建立链接时基站通过RRC 信令发送一个基准期望接收功率参数，E-PUCH初始发送时采用开环功率控 制，并在用户收到连续两个TPC命令间隔大于一个门限值时，也采用开环功 率过程，其它情况下采用闭环功率控制的方式实现了对E-PUCH的准确的功率 控制。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多 变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化 而不脱离本发明的精神。
权利要求
1、一种增强上行物理信道的功率控制方法，其特征在于，包括步骤基站与用户建立链接；基站发送基准期望接收功率参数给用户并分配物理资源；用户以确定的功率发送数据来进行开环功率控制，所述确定的功率由包括物理资源确定的增益因子和基准期望接收功率参数在内的因素决定。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照下述步骤完成所述基站 发送基准期望接收功率参数给用户并分配物理资源基站发送由包括增强物理信道上各时隙的干扰平均值和基准目标载干比 在内的因素决定的基准期望接收功率参数给用户； 基站分配物理资源给用户。
3、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照下述步骤完成所述开环 功率控制根据所述物理资源选择传输格式组合并确定其增益因子； 用户以包括由传输格式组合所确定的增益因子和基准期望接收功率参数 在内的因素决定的功率发送数据。
4、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，按照下述步骤完成所述选择 传输格式组合并确定其增益因子根据物理资源确定不同传输格式组合对应的期望接收载干比；益因子。
5、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，按照下述步骤完成所述确定 不同传输格式组合对应的期望接收载干比根据物理资源确定传输格式组合中不同传输块对应的码率； 根据所述码率确定每个传输块对应的期望接收载干比。
6、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，按照下述步骤完成所述确定 每个传输块对应的期望接收载干比根据高层提供的码率与期望接收载干比映射关系，由码率得到每个传输块对应的期望接收载干比。
7、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括步骤A. 基站发送发射功率控制命令给用卢，用户以确定的功率进行数据发送来 进行闭环功率控制，所述确定的功率由包括传输格式组合所确定的增益因子、 基准期望接收功率参数及发射功率控制命令在内的因素决定。
8、 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤A中的进行闭环功 率控制进一步包括B. 当连续收到的两个发射功率控制命令之间时间间隔大于门限值时，执行 开环功率控制。
9、 如权利要求8所述的方法，其特征在于，按照下述步骤完成所述步骤 B中的执行开环功率控制C. 当连续收到的两个发射功率控制命令之间时间间隔大于门限值时，用户 以确定的功率发送数据来进行开环功率控制，所述确定的功率由包括物理资源 确定的增益因子和基准期望接收功率参数在内的因素决定。
10、 如权利要求9所述的方法，其特征在于，按照下述步骤完成所述步骤 C中的进行开环功率控制当连续收到的两个发射功率控制命令之间时间间隔大于门限值时，用户以 确定的功率发送数据来进行开环功率控制，所述确定的功率由包括物理资源确 定的增益因子和初始的或基站根据具体实现情况再次发送的基准期望接收功 率参数在内的因素决定。
全文摘要
本发明公开了一种增强上行物理信道的功率控制方法，包括步骤基站与用户建立链接；基站发送基准期望接收功率参数给用户并分配物理资源；用户以确定的功率发送数据来进行开环功率控制，所述确定的功率由包括物理资源确定的增益因子和基准期望接收功率参数在内的因素决定。利用本发明，可以在开环功率控制过程中确定每次传输时真正需要的期望接收功率，并在闭环功率控制中连续两个发射功率控制命令时间间隔过长，不满足功率控制要求时转为开环功率控制，从而实现了对增强上行物理信道的准确的功率控制。
文档编号H04B7/005GK101132203SQ20061011262
公开日2008年2月27日 申请日期2006年8月25日 优先权日2006年8月25日
发明者朱向前, 飞 秦 申请人:大唐移动通信设备有限公司