专利名称：高速物理下行共享信道的功率控制方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及第三代移动通信(3G,3rd Generation Mobile Communications)领 域，特别涉及高速物理下行共享信道(HS-PDSCH，High Speed PhysicalDownlink Shared Channel)的功率控制方法和装置。
背景技术：
在3GPP R5协议中，为了满足高速移动数据服务的需求，提出了一种高速下行分组 接入(HSDPA，High Speed Downlink Packet Access)技术，HSDPA 的主要目标是对分组数 据业务的高速支持，数据传输速率要求很高，而且要获得更低的时间延迟、更高的系统吞吐 容量和更有力的服务质量(QoS，Quality of Service)保证。HSDPA下行包括两个信道高速共享控制信道(HS-SCCH，High SpeedShared Control Channel)和高速下行共享信道(HS-DSCH， High SpeedDownlink Shared Channel)。其中，HS-DSCH承载下行业务数据，多个用户设备(UE，User Equipment)通 过时分复用和码分复用共享该信道，HS-DSCH可以映射至一个以上高速物理下行共享信 道(HS-PDSCH，High SpeedPhysical Downlink Shared Channel) ；HS-SCCH 占用两个下行 扩频因子(SF，Spreading Factor)为16的码道，采用固定的四相绝对移相键控(QPSK， Quadrature Phase Shift Keying)调制方式，承载HS-DSCH的调度与控制信息，UE根据对 HS-SCCH的译码结果来指导下行数据的解调和译码。采用链路自适应技术，HSDPA下行还伴 随有一个专用物理信道(DPCH, DedicatedPhysical Channel)。HSDPA上行还包括一个高速共享指示信道(H-SICH，High Speed SharedInformation Channel),占用一个上行SF为16的码道，采用固定QPSK调制方 式，用于UE接收到HS-SCCH后反馈下行链路的信道质量指示(CQI，Channel Quality Indicator)、和对传输数据的应答确认(ACK，Acknowledgement)或非确认(NACK，Non Acknowledgement)消息。HSPA+是升级的HSDPA技术，为了充分利用资源，提高接入的用户数，去掉了专用 信道DPCH，通过HSDPA进行通过网际协议传输的语音(VoIP，Voice oflnternet Protocol) 业务的下行传输。在VoIP业务中通常采用半持续调度模式，基站首先通过HS-SCCH通知UE 开始半持续调度模式，然后基站不再发送HS-SCCH，HS-PDSCH根据预先配置的资源发送数 据，UE仍然反馈CQI、ACK或NACK消息。目前，在半持续调度模式下，基站并不对HS-PDSCH进行功率控制，仅通过自适应 调制编码(AMC，Adaptive Modulation and Coding)来跟踪环境的变化，通过调整HS-PDSCH 的码率达到要求的QoS。但是当在半持续调度模式下实现VoIP业务时，给每个用户分配的 资源和传输的数据包基本固定，即HS-PDSCH的码率基本固定，在这种情况下如果要达到要 求的QoS，就需要利用对HS-PDSCH的功率控制来跟踪信道环境的变化，但现有技术中还不 存在针对HS-PDSCH的功率控制方法。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种HS-PDSCH的功率控制方法，使用该方法能够 在VoIP业务中实现对HS-PDSCH的功率控制。本发明的第二个目的在于提供一种HS-PDSCH的功率控制装置，使用该装置能够 在VoIP业务中实现对HS-PDSCH的功率控制。本发明的技术方案是这样实现的一种高速物理下行共享信道的功率控制方法，预设高速物理下行共享信道 HS-PDSCH的初始发射功率；关键在于，预设HS-PDSCH的目标码率；该方法包括使用用户设备UE最近一次反馈的信道质量指示CQI折算出码率；计算所述目标码率与折算出的码率的差值；利用所述差值计算功率调整量；使用UE最近一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的发射功率加上所述功率调整 量，计算出当前HS-PDSCH的发射功率。一种高速物理下行共享信道的功率控制装置，预先设置有高速物理线性共享信道 HS-PDSCH的初始发射功率；关键在于，该装置包括码率折算模块，用于使用UE最近一次反馈的CQI折算出码率；计算预先设置的 HS-PDSCH的目标码率与折算出的码率的差值；功率控制模块，用于利用码率折算模块得出的差值计算功率调整量；使用UE最近 一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的发射功率加上所述功率调整量，计算出当前HS-PDSCH 的发射功率。可见本发明中的HS-PDSCH的功率控制方法，利用UE反馈的CQI折算出的码率与 预设目标码率的差值，计算功率调整量，再在UE最近一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH 的发射功率加上所述功率调整量，计算出当前HS-PDSCH的发射功率。由于CQI是信道环 境质量的反映，因此利用CQI折算出的码率进行功率控制，可以跟踪信道环境的变化，因 此使VoIP业务在给每个用户分配的资源和传输的数据包基本固定的情况下，实现了对 HS-PDSCH的功率控制，从而达到要求的QoS、保证VoIP业务的传输质量。
图1为本发明HS-PDSCH的功率控制方法的流程图；图2为本发明HS-PDSCH的功率控制装置的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的 详细说明。图1为本发明HS-PDSCH的功率控制方法的流程图，在该流程开始之前，预先设置 HS-PDSCH的初始发射功率和目标码率；图1所示流程包括步骤101 使用UE最近一次反馈的CQI折算出码率。步骤102 计算预先设置的目标码率与折算出的码率的差值。
步骤103 利用所述差值计算功率调整量。步骤104 使用UE最近一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的发射功率加上所述 功率调整量，计算出当前HS-PDSCH的发射功率。
可见本发明中的HS-PDSCH的功率控制方法，利用UE反馈的CQI折算出的码率与 预设目标码率的差值，计算功率调整量，再在UE最近一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH 的发射功率加上所述功率调整量，计算出当前HS-PDSCH的发射功率。由于CQI是信道环 境质量的反映，因此利用CQI折算出的码率进行功率控制，可以跟踪信道环境的变化，因 此使VoIP业务在给每个用户分配的资源和传输的数据包基本固定的情况下，实现了对 HS-PDSCH的功率控制，从而达到要求的QoS，保证了 VoIP的传输质量。在以下实施例中，假设HS-PDSCH上所发送数据的当前帧为第η帧；为HS-PDSCH分 配的物理资源为N个扩频因子为16的码道，在调制方式固定的情况下，N的取值也固定不 变；HS-PDSCH的当前发射功率为巧，其中某个码道的当前发射功率为巧；基站基带限制 的下行时隙最大功率为Pmax，该值可以通过仿真、测试或其他现有技术的方法可以获得。依据现有技术的方法，HS-PDSCH的初始功率依据以下公式1进行分配。公式 基于初始功率的配置，假设HS-PDSCH上传输的数据块大小为TBS，则根据现有技 术的方法，HS-PDSCH上需要传输的码率的目标值依据以下公式2进行确定。公式 其中，如果调制方式为QPSK，则公式中的修正取值Modbit为2比特，如果调制方式 为16进制的正交振幅调制(16QAM，16 Quadrature AmplitudeModulation)，则公式中的修 正取值Modbit为4比特。本发明提供的HS-PDSCH的功率控制方法包括以下两种具体的实施方式。第一种实施方式，根据现有技术的方法将HS-SICH反馈的CQI折算成码率λ n，再 将^与Xtoget比较，依据比较结果产生TPC命令字。CQI中包括HS-PDSCH上发送的数据块TBS索引和调制方式，因此根据现有技术的 方法可以将CQI折算成码率。TPC命令字依据下述公式3产生。
公式 其中，“UP”指示增大HS-PDSCH的功率控制值，在后续的计算公式中代表相加， “Down”指示减小HS-PDSCH的功率控制值，在后续的计算公式中代表相减。基站记录从最近一次UE反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的时间与当前时间的间隔 设为Ngap，设最近一次UE反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的帧号为η ‘，则Ngap = η-η'；设 Tgap为时间间隔门限值，该值可以通过仿真、测试或其他现有技术的方法可以获得；设参考 HS-SCCH的功率控制调整步长为Pstep Hs_sra，可以根据实际需要配置为1、2或3dB。在最近一次UE反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的时间与当前时间的间隔小于预设 门限值时，当前HS-PDSCH的发射功率与最近一次UE反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的发射 功率有较大关联性，基站依据如下公式4确定出当前HS-PDSCH的发射功率。
公式 在最近一次UE反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的时间与当前时间的间隔大于 等于预设门限值时，说明当前HS-PDSCH的发射功率与最近一次UE反馈的CQI所对应的 HS-PDSCH的发射功率没有什么关联性，不采用公式4确定当前HS-PDSCH的发射功率，而 可以保持最近一次UE反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的发射功率不变，或者重新采用配 置的初始功率。这两种选择在效果上并无太大差异，只是在采用配置的初始功率时，会使 HS-PDSCH的发射功率跳跃较大，信道干扰会强一些。第二种实施方式，根据现有技术的方法将HS-SICH反馈的CQI折算成码率X n，再 将入 与比较，依据比较结果产生功率调整量。将入 与比较后的差值范围量化为N段，通过仿真、测试或其他现有技术的 相关方式获得每一段对应的调整值。确定出入 与比较后的差值范围中的各个量化 段所对应的调整值后，得到包括量化段与对应调整值对应关系的量化表。基站记录从最近一次UE反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的时间与当前时间的间隔 设为Ngap，设最近一次UE反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的子帧号为n'，则Ngap = n-n'； 设Tgap为时间间隔门限值，该值可以通过仿真、测试或其他现有技术的方法可以获得。计算
，通过查量化表得到A A对应的功率调整量，假设为 APn(x)，其中x代表A A所属的第x段。在最近一次UE反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的时间与当前时间的间隔小于预设 门限值时，当前HS-PDSCH的发射功率与最近一次UE反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的发射 功率有较大关联性，基站根据下述公式5确定出当前HS-PDSCH的发射功率。 在最近一次UE反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的时间与当前时间的间隔大于 等于预设门限值时，说明当前HS-PDSCH的发射功率与最近一次UE反馈的CQI所对应的 HS-PDSCH的发射功率没有什么关联性，基站可以保持最近一次UE反馈的CQI所对应的 HS-PDSCH的发射功率不变，或者重新采用配置的初始功率。这两种选择在效果上并无太大 差异，只是在选择采用配置的初始功率时，会使HS-PDSCH的发射功率跳跃较大，信道干扰 会强一些。由于UE反馈的CQI有时可能存在误差，因此为了进一步保证更准确的确定出 HS-PDSCH的发射功率，无论是采用上述第一种实施方式还是第二种实施方式确定当前 HS-PDSCH的发射功率，基站都可以在折算UE最近一次反馈的CQI的码率之前，先利用当前 时间之前UE反馈的ACK或NACK消息对CQI进行修正，以保证使用CQI折算的码率对应的 QoS在规定的范围内。上述修正属于现有技术的方法，这里不再赘述。在VoIP业务中，对应于信道环境的变化，为了更好的提高功率和码道资源的利用 效率，基站还可以自适应的调整信道调制方式。在此给出参考HS-PDSCH的发射功率进行信 道调制方式调整的方法举例。
如果当前HS-PDSCH的调制方式为QPSK，假设按照本发明提供的方法确定出的 HS-PDSCH的发射功率在一段时间内的平均值低于预先设置的门限值，则认为这段时间的信 道环境比较好，基站可以将HS-PDSCH的调制方式改为16QAM。相反地，如果当前HS-PDSCH 的调制方式为16QAM，假设按照本发明提供的方法确定出的HS-PDSCH的发射功率在一段 时间内的平均值高于预先设置的门限值，则认为这段时间的信道环境比较差，基站可以将 HS-PDSCH的调制方式改为QPSK。上述门限值可通过仿真、测试或其他现有技术的相关方法 获得。在基站调整HS-PDSCH的调制方式后，调制方式改变后第一个HS-PDSCH的发射功 率需要重新初始化，本发明给出以下两种重新初始化的方法第一、根据公式1获得；第二、假设HS-PDSCH的码率变化时，对应单码道的发射功率会按同样比例变化， 则根据该关系按照下述公式6计算HS-PDSCH的初始功率；公式 其中，n为调制方式改变后第一个HS-PDSCH发送的帧号，m为调制方式改变前最后 一个HS-PDSCH发送的帧号，Nn为调制方式改变后HS-PDSCH配置的码道数，Nm为调制方式 改变前HS-PDSCH配置的码道数；5为根据码率比例调整发射功率时的余量，补充由于误差 引起的功率差，S可通过仿真、测试或其他现有技术的相关方式获得。在按照上述公式6计算出调制方式改变后第一个HS-PDSCH发射功率后，基站可 以一次将HS-PDSCH的发射功率调整到该值，也可以分为几步，每个传输时间间隔(TTI)调 整一个步长，逐渐调整到该值上，这样做的目的是为了降低对邻区用户突发性的干扰，具体 分几步进行调整可以根据实际情况确定，但最好总的调整时间小于当前调制方式的调整周 期。调制方式改变后，HS-PDSCH的目标码率也需要重新设置，按照公式2进行即可，其 中公式2中的Modbit和N取改变后的调制方式所对应的值。为实现本发明提供的方法，本发明还提供一种HS-PDSCH的功率控制装置，图2为 本发明HS-PDSCH的功率控制装置的结构示意图，该装置包括码率折算模块和功率控制模 块。其中，码率折算模块，用于使用UE最近一次反馈的CQI折算出码率；计算预先设置的 HS-PDSCH的目标码率与折算出的码率的差值。功率控制模块，用于利用码率折算模块得出的差值计算功率调整量；使用UE最近 一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的发射功率加上所述功率调整量，计算出当前HS-PDSCH 的发射功率。为实现在折算码率之前先对当前HS-PDSCH与UE最近一次反馈的CQI所对应的 HS-PDSCH的发射功率是否有关联性做出判断，该装置中进一步包括触发模块，用于计算 UE最近一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的时间与当前时间的时间间隔，当计算出的时间 间隔小于预设门限值时，触发所述码率折算模块开始操作；当计算出的时间间隔大于等于 所述门限值时，触发功率控制模块将UE最近一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的发射功 率作为当前HS-PDSCH的发射功率，或者将预设的初始功率作为当前HS-PDSCH的发射功率。
为实现基于HS-PDSCH的发射功率进行调制方式的调整，该装置进一步包括调制 方式控制模块，用于计算设定时间内HS-PDSCH的发射功率的平均值，如果该平均值低于预 设门限值、且当前HS-PDSCH的调制方式为QPSK，则将调制方式更改为16QAM ；如果该平均值 高于所述门限、且当前HS-PDSCH的调制方式为16QAM，则将调制方式更改为QPSK。在这种情况下，功率控制模块进一步用于，在所述调制方式控制模块改变 HS-PDSCH的调制方式后，设置调制方式改变后第一个HS-PDSCH的初始发射功率，并重新设 置HS-PDSCH的目标码率。上述本发明装置位于基站侧，可以位于基站内部，也可以位于与基站相连的其他 系统中。该装置中的各个模块在执行具体功能时，均按照本发明提供的方法中对应的步骤 进行，这里不再赘述。综上所述，以上仅为本实施例的较佳实施例而已，并非用于限制本发明的保护范 围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。
权利要求
一种高速物理下行共享信道的功率控制方法，预设高速物理下行共享信道HS-PDSCH的初始发射功率；其特征在于，预设HS-PDSCH的目标码率；该方法包括使用用户设备UE最近一次反馈的信道质量指示CQI折算出码率；计算所述目标码率与折算出的码率的差值；利用所述差值计算功率调整量；使用UE最近一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的发射功率加上所述功率调整量，计算出当前HS-PDSCH的发射功率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预设UE最近一次反馈的CQI所对应的 HS-PDSCH的时间与当前时间的时间间隔门限值；使用UE最近一次反馈的CQI折算出码率之前，进一步包括 计算UE最近一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的时间与当前时间的时间间隔； 当计算出的时间间隔小于所述门限值时，继续执行使用UE最近一次反馈的CQI折算出 码率的步骤；当计算出的时间间隔大于等于所述门限值时，将UE最近一次反馈的CQI所对 应的HS-PDSCH的发射功率作为当前HS-PDSCH的发射功率，或者将所述初始功率作为当前 HS-PDSCH的发射功率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述继续执行使用UE最近一次反馈的CQI 折算出码率的步骤之前，进一步包括使用当前时间之前UE反馈的确认ACK或非确认NACK消息，对所述UE最近一次反馈的 CQI进行修正。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，设当前HS-PDSCH发送的帧号为n;UE最 近一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH发送的帧号为n'；所述计算UE最近一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的时间与当前时间的时间间隔 Ngap时，依照如下公式Ngap = n-n'。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，设参考高速共享控制信道HS-SCCH的功率控 制调整步长为Pstep—Hs_sra ；UE最近一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的发射功率为当前HS-PDSCH的发射功率为所述目标码率为，所述折算出的码率为入 ; 利用所述差值计算功率调整量包括 根据如下公式产生TPC命令字 ，其中UP代表正1， DOWN代表负1 ； 计算功率调整量时，依照如下公式 所述计算当前HS-PDSCH的发射功率时，依照如下公式
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，设UE最近一次反馈的CQI所对应的 HS-PDSCH的发射功率为当前HS-PDSCH的发射功率为巧；预先设置所述差值的范围， 并将该范围量化为N段，设置其中每一段对应的调整值APi(x)；所述目标码率为，所述折算出的码率为入 ;所述计算当前HS-PDSCH的发射功率时，依照如下公式 ；其中 为所述功率调整量。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预设HS-PDSCH的发射功率平均值的门限；所述计算当前HS-PDSCH的发射功率之后，进一步包括计算设定时间内HS-PDSCH的发射功率的平均值，如果该平均值低于所述发射功率平 均值的门限、且当前HS-PDSCH的调制方式为四相绝对移相键控QPSK，则将调制方式更改 为16进制的正交振幅调制16QAM ；如果该平均值高于所述发射功率平均值的门限、且当前 HS-PDSCH的调制方式为16QAM，则将调制方式更改为QPSK。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将调制方式更改为16QAM，或将调制方 式更改为QPSK之后，进一步包括设置调制方式改变后第一个HS-PDSCH的初始发射功率，并重新设置HS-PDSCH的目标 码率。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，设HS-PDSCH占用扩频因子为SF的N个码 道，基带限制的下行时隙最大功率为P_ ；设调制方式改变后第一个HS-PDSCH发送的帧号 为n，该HS-PDSCH的发射功率为^ ；所述设置调制方式改变后第一个HS-PDSCH的初始发射功率时，依照如下公式进行
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，设调制方式改变后第一个HS-PDSCH发送 的帧号为n，该HS-PDSCH的发射功率为巧，预设的目标码率为\ target, n ；调制方式改变前最 后一个HS-PDSCH发送的帧号为m，该HS-PDSCH的发射功率为巧，重新设置的目标码率为调整余量为s ；所述设置调制方式改变后第一个HS-PDSCH的初始发射功率，依照如下公式进行
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，设调制方式改变前HS-PDSCH占用的码道 数为Nn，调制方式改变后HS-PDSCH占用的码道数为Nm ；TBS所述预设目标码率时，依照如下公式式^ 所述重新设置目标码率时，依照如下公式 ；其中，所述TBS为HS-PDSCH发送的数据块大小，Modbit为修正取值。
12. 一种高速物理下行共享信道的功率控制装置，预先设置有高速物理线性共享信道 HS-PDSCH的初始发射功率；其特征在于，该装置包括码率折算模块，用于使用UE最近一次反馈的CQI折算出码率；计算预先设置的HS-PDSCH的目标码率与折算出的码率的差值；功率控制模块，用于利用码率折算模块得出的差值计算功率调整量；使用UE最近一次 反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的发射功率加上所述功率调整量，计算出当前HS-PDSCH的 发射功率。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括触发模块，用于计算 UE最近一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的时间与当前时间的时间间隔，当计算出的时间 间隔小于预设的时间间隔门限时，触发所述码率折算模块开始操作；当计算出的时间间隔 大于等于所述预设的时间间隔门限时，触发功率控制模块将UE最近一次反馈的CQI所对应 的HS-PDSCH的发射功率作为当前HS-PDSCH的发射功率，或者将预设的初始功率作为当前 HS-PDSCH的发射功率。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，该装置中进一步包括调制方式控制模 块，用于计算设定时间内HS-PDSCH的发射功率的平均值，如果该平均值低于预设的发射功 率平均值门限、且当前HS-PDSCH的调制方式为四相绝对移相键控QPSK，则将调制方式更改 为16进制的正交振幅调制16QAM ；如果该平均值高于预设的发射功率平均值门限、且当前 HS-PDSCH的调制方式为16QAM，则将调制方式更改为QPSK。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述功率控制模块进一步用于，在所述调 制方式控制模块改变HS-PDSCH的调制方式后，设置调制方式改变后第一个HS-PDSCH的初 始发射功率，并重新设置HS-PDSCH的目标码率。
全文摘要
本发明公开了一种高速物理下行共享信道HS-PDSCH的功率控制方法，包括使用用户设备UE最近一次反馈的信道质量指示CQI折算出码率；计算预设的目标码率与折算出的码率的差值；利用所述差值计算功率调整量；使用UE最近一次反馈的CQI所对应的HS-PDSCH的发射功率加上所述功率调整量，计算出当前HS-PDSCH的发射功率。本发明还公开了一种HS-PDSCH的功率控制装置。应用本发明，能够在VoIP业务中实现对HS-PDSCH的功率控制。
文档编号H04L1/00GK101873687SQ200910082669
公开日2010年10月27日 申请日期2009年4月23日 优先权日2009年4月23日
发明者郭保娟 申请人:大唐移动通信设备有限公司