信道功率控制方法.pdf

本发明公开了两种高速上行链路分组接入(HSUPA)下行控制信道功率的控制方法。一种方法是通过TPC发射功率和信道相应的固定功率偏置来确定该信道的发射功率；另一种方法是根据HICH信道上ACK的情况对HICH发射功率进行调整，并进一步根据RGCH相对于HICH的固定功率偏置来确定RGCH发射功率。通过本发明所提供的控制方法，可以有效控制HSUPA下行控制信道RGCH和HICH的发射功率，并可以在满足用户解调要求前提下，使发射功率要求最小化。

1、  一种高速上行链路分组接入HSUPA下行控制信道功率的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A1、根据设置的信道错误解调概率门限值，得出信道解调所需的信噪比；
B1、根据设置的功控命令字TPC错误解调概率门限值，得出TPC解调所需的信噪比；
C1、计算步骤A1与步骤B1得出的两个信噪比之差，作为信道相对于TPC的固定功率偏置；
D1、根据TPC发射功率和信道相对于TPC的固定功率偏置设置信道发射功率。

2、  如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述的信道是混合自动重发请求指示信道HICH，步骤A1中所述的信道错误解调概率门限值是：HICH上不发射信息DTX错误解调为确认信息ACK的概率门限值和ACK错误解调为DTX的概率门限值。

3、  如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述的信道是相对授权信道RGCH，步骤A1中所述的信道错误解调概率门限值是：RGCH上DTX错误解调为RGCH上升信息RG_UP或RGCH下降信息RG_DOWN的概率门限值和RG_UP或RG_DOWN错误解调为DTX的概率门限值。

4、  如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤A1或步骤B1中所述得出解调所需的信噪比是：通过理论计算得出、或者通过仿真得出。

5、  一种HSUPA下行控制信道功率的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A2、获取HICH上ACK的情况；
B2、根据所获得的ACK情况对HICH发射功率进行调整。

6、  如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步骤B2进一步包括以下步骤：
B21、判断HICH上的ACK信息是否是用户错误接收的ACK，如果是用户错误接收的ACK，则计入ACK错误接收个数；
B22、周期统计ACK错误接收个数和总发送个数；
B23、计算ACK错误接收个数估计概率为：错误接收个数/总发送个数；
B24、判断计算出的ACK错误接收个数估计概率是否大于预设的ACK错误接收概率门限值，如果大于ACK错误接收概率的预设门限值，则上调HICH发射功率；否则，下调HICH发射功率。

7、  如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步骤B2具体为：判断HICH上的ACK信息是否是用户错误接收的ACK，如果是用户错误接收的ACK，则上调HICH发射功率；否则，下调HICH发射功率。

8、  如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述上调HICH发射功率的上调值P_UP、所述下调HICH发射功率的下调值P_DOWN和预设的ACK错误接收概率门限值E_r之间，满足以下关系：E_rP_UP＝(1-E_r)P_DOWN。

9、  如权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于，所述判断HICH上的ACK信息是否是用户错误接收的ACK是：在上行增强专用信道E-DCH检查下一个相应时刻收到的数据包状态，如果该数据包为上一时刻的重传数据包，则认为这个ACK是被用户错误接收的ACK。

10、  如权利要求5、6或7所述的控制方法，其特征在于，在所述根据获得的ACK情况对HICH发射功率进行调整之后，该方法进一步对RGCH发射功率进行调整，包括以下步骤：
a、根据对HICH设置的DTX错误解调为ACK的概率门限值和ACK错误解调为DTX的概率门限值，得出HICH解调所需的信噪比；
b、根据对RGCH设置的DTX错误解调为RG_UP或RG_DOWN的概率门限值和RG_UP或RG_DOWN错误解调为DTX的概率门限值，得出RGCH解调所需的信噪比；
c、计算步骤a与步骤b得出的两个信噪比之差，作为RGCH相对于HICH的固定功率偏置；
d、根据HICH发射功率和RGCH相对于HICH的固定功率偏置，设置RGCH发射功率。

11、  如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，步骤a或步骤b中所述的得出解调所需的信噪比是：通过理论计算得出、或通过仿真得出。

信道功率控制方法
技术领域
本发明涉及无线通信控制方法，特别是指高速上行链路分组接入(HSUPA)下行控制信道功率的控制方法。
背景技术
HSUPA是宽带码分多址(WCDMA)系统中的上行高速数据业务增强技术，它采用快速重传、混合自动重发请求(ARQ)及基于基站的分布式控制方法来完成高速的上行数据传输功能。
系统在下行为每个用户分配了两条控制信道：混合ARQ指示信道(HICH)和相对授权信道(RGCH)，分别用来传送数据包确认信息与针对用户的控制授权信息。其中，HICH上携带了对上行的增强专用信道(E-DCH)数据的确认信息，包括确认(ACK)、否认(NACK)和不发射(DTX)三种；RGCH上携带的信息包括上升(RG_UP)、下降(RG_DOWN)和不发射(DTX)三种。基站必须合理设置这两条信道的发射功率，以保证用户对这两条信道的解调错误概率控制在一定的水平之下。
在现有技术中，基站通常为每条信道配置固定的功率，而且基站配置的功率必须保证小区边缘的用户有足够好的信号质量。这种方法虽然实现方式简单，但其存在的问题是：总的信道功率消耗会远大于实际需要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供两种HSUPA下行控制信道功率的控制方法，以更好地控制HICH和RGCH的发射功率。
本发明的技术方案如下所示：
本发明提供的第一种信道功率控制方法，包括以下步骤：
A1、根据设置的信道错误解调概率门限值，得出信道解调所需的信噪比；
B1、根据设置的功控命令字(TPC)错误解调概率门限值，得出TPC解调所需的信噪比；
C1、计算步骤A1与步骤B1得出的两个信噪比之差，作为信道相对于TPC的固定功率偏置；
D1、根据TPC发射功率和信道相对于TPC的固定功率偏置设置信道发射功率。
其中，上述步骤A1或步骤B1中所述得出解调所需的信噪比是：通过理论计算得出、或者通过仿真得出。
根据上述的第一种控制方法，所述的信道是HICH，步骤A1中所述的信道错误解调概率门限值是：HICH上DTX错误解调为ACK的概率门限值和ACK错误解调为DTX的概率门限值。
根据上述的第一种控制方法，所述的信道是RGCH，步骤A1中所述的信道错误解调概率门限值是：RGCH上DTX错误解调为RG_UP或RG_DOWN的概率门限值和RG_UP或RG_DOWN错误解调为DTX的概率门限值。
本发明还提供了第二种功率控制方法，包括以下步骤：
A2、获取HICH上ACK的情况；
B2、根据所获得的ACK情况对HICH发射功率进行调整。
根据上述的第二种控制方法，所述步骤B2进一步包括以下步骤：
B21、判断HICH上的ACK信息是否是用户错误接收的ACK，如果是用户错误接收的ACK，则计入ACK错误接收个数；
B22、周期统计ACK错误接收个数和总发送个数；
B23、计算ACK错误接收个数估计概率为：错误接收个数/总发送个数；
B24、判断计算出的ACK错误接收个数估计概率是否大于预设的ACK错误接收概率门限值，如果大于ACK错误接收概率的预设门限值，则上调HICH发射功率；否则，下调HICH发射功率。
根据上述的第二种控制方法，所述步骤B2具体为：判断HICH上的ACK信息是否是用户错误接收的ACK，如果是用户错误接收的ACK，则上调HICH发射功率；否则，下调HICH发射功率。所述上调HICH发射功率的上调值P_UP、所述下调HICH发射功率的下调值P_DOWN和预设的ACK错误接收概率门限值E_r之间，满足以下关系：E_rP_UP＝(1-E_r)P_DOWN。
上述的第二种控制方法中，步骤B2中所述判断HICH上的ACK信息是否是用户错误接收的ACK是：在上行增强专用信道E-DCH检查下一个相应时刻收到的数据包状态，如果该数据包为上一时刻的重传数据包，则认为这个ACK是被用户错误接收的ACK。
根据上述的第二种控制方法，在所述根据获得的ACK情况对HICH发射功率进行调整之后，该方法进一步对RGCH发射功率进行调整，包括以下步骤：
a、根据对HICH设置的DTX错误解调为ACK的概率门限值和ACK错误解调为DTX的概率门限值，得出HICH解调所需的信噪比；
b、根据对RGCH设置的DTX错误解调为RG_UP或RG_DOWN的概率门限值和RG_UP或RG_DOWN错误解调为DTX的概率门限值，得出RGCH解调所需的信噪比；
c、计算步骤a与步骤b得出的两个信噪比之差，作为RGCH相对于HICH的固定功率偏置；
d、根据HICH发射功率和RGCH相对于HICH的固定功率偏置，设置RGCH发射功率。
其中，上述的步骤a或步骤b中所述的得出解调所需的信噪比是：通过理论计算得出、或通过仿真得出。
本发明公开了两种HSUPA下行控制信道功率的控制方法。一种方法是通过功控命令字(TPC)的发射功率和信道相应的固定功率偏置来确定该信道的发射功率；另一种方法是根据HICH信道上ACK的情况对HICH发射功率进行调整，并进一步根据RGCH相对于HICH的固定功率偏置来确定RGCH发射功率。通过本发明所提供的控制方法，可以有效控制HSUPA下行控制信道RGCH和HICH的发射功率，并可以在满足用户解调要求前提下，使发射功率要求最小化。
附图说明
图1为根据本发明提供的第一种控制方法确定HICH发射功率的实施例示意图；
图2为根据本发明提供的第一种控制方法确定RGCH发射功率的实施例示意图；
图3为根据本发明提供的第二种控制方法确定HICH和RGCH发射功率的第一实施例示意图；
图4为根据本发明提供的第二种控制方法确定HICH和RGCH发射功率的第二实施例示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
为了完成对用户上行信道的快速功率控制，与用户有连接的基站都会周期性的在下行发射一个TPC，TPC的发射功率是由专用物理数据信道(DPDCH)的功率和功率偏置确定的。由于每个基站发射的下行TPC都不相同，因此用户不能用最大比合并方法进行接收。在WCDMA系统中TPC的功率偏置是由无线网络控制器(RNC)控制的，RNC可以根据用户无线连接状态实时调整TPC的功率偏置以弥补软切换状态改变带来的TPC与DPDCH在功率需求上的差异。与TPC的情况类似，每个基站上HICH和RGCH上携带的信息也是不同的，二者的发射功率也可以根据DPDCH功率和相应的功率偏置来设置。这样，HICH和RGCH的发射功率就可以根据TPC功率和相应的功率偏置来实时地设置，以适应软切换状态的改变。
对于上述的根据TPC发射功率和相应的功率偏置来确定HICH或RGCH信道发射功率的方法，其中的功率和功率偏置均以dB为单位。这样，实际上将TPC发射功率加上相应的信道功率偏置，就可以确定信道发射功率。
在本发明提供的HSUPA下行控制信道功率的第一种控制方法中，通过TPC发射功率和预先计算的固定功率偏置来确定HICH、RGCH的发射功率。当用户无线连接数改变时，TPC发射功率也随之改变，此时，可根据HICH和RGCH相对于TPC的固定功率偏置，来分别确定和调整HICH和RGCH的发射功率，以实时适应网络状态。
图1为根据本发明提供的第一种控制方法确定HICH发射功率的实施例示意图，具体步骤如下：
步骤110，根据对HICH设置的错误解调概率门限值，计算出HICH解调所需的信噪比SIR_HICH。这里，所述错误解调概率门限值，是指预先设置的DTX错误解调为ACK的概率门限值和ACK错误解调为DTX的概率门限值。这一步骤可采用理论计算或仿真的方法实现。具体如下：
假设干扰为白高斯噪声，则用户将DTX错误解调为ACK的概率为：
P f = ∫ T N 0 ∞ 1 πN 0 e - r 2 / N 0 dr = 1 2 π ∫ 2 T ∞ e - x 2 / 2 dx = Q ( 2 T HICH ) - - - ( 1 ) ]]>
其中， Q = 1 2 π ∫ x ∞ e - t 2 / 2 dt , ]]>T_HICH为解调门限。因此，根据预先设置的用户将DTX错误解调为ACK的概率P_f的门限值，可以计算出用户应该使用的解调门限T_HICH。
在给定的SIR与解调门限T下，用户将ACK错误解调为DTX的概率为：
P f = Q ( 2 ( SIR HICH G HICH ) - 2 T HICH ) - - - ( 2 ) ]]>
其中G_HICH为HICH符号的扩频增益。则由上式可计算出HICH解调所需的信噪比SIR_HICH。
步骤120，根据对TPC预先设置的错误解调概率门限值，计算出TPC解调所需的信噪比SIR_TPC。这一步骤同样可以采用理论计算或仿真的方法实现，具体计算方法与步骤110中的方法类似，则TPC的错误解调概率计算
公式为：
P f = Q ( 2 ( SIR TPC G TPC ) ) - - - ( 3 ) ]]>
其中G_TPC为TPC符号的扩频增益。由上式可计算出TPC解调所需的信噪比SIR_TPC。
步骤130，HICH相对于TPC发射功率的固定功率偏置BIAS_HICH，为步骤110和步骤120中分别计算出来的两个信噪比之差，即：
              BIAS_HICH＝SIR_HICH-SIR_TPC    (4)
其中，上述公式(4)中，BIAS_HICH、SIR_HICH和SIR_TPC的单位均为dB。
步骤140，由TPC发射功率和HICH固定功率偏置BIAS_HICH，来确定HICH的发射功率。
图2为根据本发明提供的第一种控制方法确定RGCH发射功率的实施例示意图，具体计算方法与如图1所示的确定HICH发射功率的方法类似，具体步骤如下：
步骤210，根据对RGCH设置的错误解调概率门限值，计算出RGCH解调所需要的信噪比SIR_RGCH。这里，所述错误解调概率门限值，是指预先设置的DTX错误解调为RG_UP或RG_DOWN的概率门限值和RG_UP或RG_DOWN错误解调为DTX的概率门限值。这一步骤可采用理论计算或仿真的方法实现。具体如下：
假设干扰为白高斯噪声，上述预先设置的错误解调概率门限值，是指预先设置的DTX错误解调为RG_UP的概率门限值和RG_UP错误解调为DTX的概率门限值，则用户将DTX错误解调为RG_UP的概率为：
P f = ∫ TN 0 ∞ 1 πN 0 e - r 2 / N 0 dr = 1 2 π ∫ 2 T ∞ e - x 2 / 2 dx = Q ( 2 T RGCH ) - - - ( 5 ) ]]>
其中， Q = 1 2 π ∫ x ∞ e - t 2 / 2 dt , ]]>T_RGCH为解调门限。因此，根据预先设置的用户将DTX错误解调为RG_UP的概率P_f的门限值，可以计算出用户应该使用的解调门限T_RGCH。在给定的SIR与解调门限T下，用户将RG_UP错误解调为DTX的概率为：
P f = Q ( 2 ( SIR RGCH G RGCH ) - 2 T RGCH ) - - - ( 6 ) ]]>
其中G_RGCH为RGCH符号的扩频增益。则由上式可计算出RGCH解调所需的信噪比SIR_RGCH。
步骤220，根据对TPC预先设置的错误解调概率门限值，计算出TPC解调所需的信噪比SIR_TPC。这一步骤同样可以采用理论计算或仿真的方法实现。通过如图1中步骤120所示的相同的方法，得出TPC解调所需的信噪比SIR_TPC。
步骤230，RGCH相对于TPC发射功率的固定功率偏置BIAS_RGCH，为步骤210和步骤220中分别计算出来的两个信噪比之差，即：
              BIAS_RGCH＝SIR_RGCH-SIR_TPC    (7)
其中，上述公式(7)中，BIAS_RGCH、SIR_RGCH和SIR_TPC的单位均为dB。
步骤240，由TPC发射功率和RGCH固定功率偏置BIAS_RGCH，来确定RGCH的发射功率。
由此可见，采用本发明提供的第一种信道功率控制方法，HICH的发射功率可由TPC发射功率和HICH固定功率偏置BIAS_HICH来确定，如图1所示；而RGCH发射功率可由TPC发射功率和RGCH固定功率偏置BIAS_RGCH来确定，如图2所示。但如果TPC发射功率本身设置不准确，就会影响HICH、RGCH的发射功率设置。
因此，本发明还提供了第二种信道功率控制方法，这是一种基站自适应调整HICH、RGCH发射功率的方法，根据对HICH上ACK错误接收个数的统计分析，实时调整HICH的发射功率，可以使系统更准确地设置HICH、RGCH的发射功率。
图3为根据本发明提供的第二种控制方法确定HICH和RGCH发射功率的第一实施例示意图，具体步骤如下：
步骤310，当基站在HICH上发射了一个确认信息ACK后，在上行E-DCH检查下一个相应时刻收到的数据包状态：如果该数据包为上一时刻的重传数据包，则判定这个ACK是被用户错误接收的，计入错误接收个数；否则判定是用户正确接收的ACK，不计入错误接收个数。
步骤320，周期统计ACK错误接收个数和总发送个数。
步骤330，计算ACK错误接收个数估计概率为：错误接收个数/总发送个数，并将计算出的错误接收估计概率与所设置的ACK错误接收概率门限值E_r进行比较。
步骤340，判断错误接收估计概率是否大于ACK错误接收概率门限值E_r，如果大于E_r，则执行步骤340A，即上调HICH发射功率；如果小于E_r，则执行步骤340B，即下调HICH发射功率。其中，HICH发射功率的上调值或下调值可以是一个或多个步长，而且，上调与下调的值可以相同也可以不同。
步骤350，根据对HICH设置的DTX错误解调为ACK的概率门限值和ACK错误解调为DTX的概率门限值，计算HICH解调所需的信噪比SIR_HICH。
步骤360，根据对RGCH设置的DTX错误解调为RG_UP或RG_DOWN的概率门限值和RG_UP或RG_DOWN错误解调为DTX的概率门限值，计算RGCH解调所需要的信噪比SIR_RGCH。
步骤370，RGCH相对于HICH的固定功率偏置BIAS_RGCH，为步骤331和步骤332中分别计算出来的两个信噪比之差，即：
              BIAS_RGCH＝SIR_RGCH-SIR_HICH    (8)
其中，上述公式(8)中，BIAS_RGCH、SIR_RGCH和SIR_HICH的单位均为dB。
步骤380，由HICH发射功率和RGCH固定功率偏置BIAS_RGCH确定RGCH发射功率。
如图3中的步骤310、320、330、340所示，系统周期统计和计算ACK错误接收个数的概率，并与ACK错误接收概率门限值E_r进行比较，以此对HICH发射功率进行动态自适应调整，如图3中的步骤340A或340B所示。在此后的步骤350、360、370中，采用了与如图1及图2所示的本发明提供的第一种方法中类似的计算方法，计算出RGCH相对于HICH的固定功率偏置BIAS_RGCH，如上述的公式(8)所示，并在步骤380中根据HICH发射功率和BIAS_RGCH进一步实时调整RGCH的发射功率。
图4为根据本发明提供的第二种控制方法确定HICH和RGCH发射功率的第二实施例示意图，本实施例采取了与图3所示实施例不同的自适应调整方法，具体步骤如下：
步骤410，当基站在HICH上发射了一个确认信息ACK后，在上行E-DCH检查下一个相应时刻收到的数据包状态：如果该数据包为上一时刻的重传数据包，则判定这个ACK是被用户错误接收的；否则判定是用户正确接收的ACK。
步骤420，判断步骤430中所述的ACK是否是用户错误接收的ACK，如果是用户错误接收的ACK，则执行步骤420A，即将HICH发射功率上调一个步长P_UP；否则，执行步骤420B，即将HICH发射功率下调一个步长P_DOWN。其中，HICH发射功率的上调步长P_UP、下调步长P_DOWN与预设的ACK错误接收概率门限值E_r之间，满足以下关系：
              E_rP_UP＝(1-E_r)P_DOWN    (9)
步骤430，根据对HICH设置的DTX错误解调为ACK的概率门限值和ACK错误解调为DTX的概率门限值，计算HICH解调所需的信噪比SIR_HICH。
步骤440，根据对RGCH设置的DTX错误解调为RG_UP或RG_DOWN的概率门限值和RG_UP或RG_DOWN错误解调为DTX的概率门限值，计算RGCH解调所需要的信噪比SIR_RGCH。
步骤450，RGCH相对于HICH的固定功率偏置BIAS_RGCH，为步骤431和步骤432中分别计算出来的两个信噪比之差，即：
              BIAS_RGCH＝SIR_RGCH-SIR_HICH
步骤460，由HICH发射功率和RGCH固定功率偏置BIAS_RGCH确定RGCH发射功率。
在如图4所示的本发明提供的第二种方法的第二实施例中，系统根据对收到的数据包状态的检测，判断ACK信息是否为用户错误收到的ACK，并根据该ACK信息的错误与否分别对HICH发射功率采取不同的动态调整策略。在此后的步骤430、440、450中，也采用了与如图1及图2所示的本发明提供的第一种方法中类似的计算方法，计算出RGCH相对于HICH的固定功率偏置BIAS_RGCH，如前述的公式(8)所示，并在步骤460中根据HICH发射功率和BIAS_RGCH进一步实时调整RGCH的发射功率。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。