專利名稱：高速接入系統上行控制信道在軟切換狀態的功率控制方法
技術領域：
本發明涉及高速包接入系統中的功率控制方法，具體地說涉及到高速包接入系統上行控制信道的功率控制方法。
根據HSDPA系統的現有技術，現有的上行控制信道功率控制方法將上行控制信道的功率設置為在R99(3G系統的R99協議版本，3G第三代移動通信系統)的上行專用物理控制信道(DPCCH)的導頻功率基礎上加一個額外的功率偏置，也就是說，ACK/NACK信息的發射功率在R99上行DPCCH導頻功率基礎上加一個額外的功率偏置Poffset(發送ACK與發送NACK時的偏置功率不同)，功率偏置的大小為系統參數，由網絡側下發給移動臺。當移動臺處于軟切換區域時，由于R99上行DPCCH信道的信號由多個基站同時接收，具有分集增益，而ACK/NACK只有一個基站，即HSDPA系統的服務基站接收，沒有分集增益，因此要保證ACK/NACK信息能被服務基站正確接收，ACK/NACK信息的發射功率相對于R99上行DPCCH導頻功率的最小功率偏置應該比移動臺在非軟切換時大，同時由于在軟切換狀態時，移動臺所處的環境比較復雜，使得處于軟切換狀態的實際功率偏置的大小動態變化。如果按照現有的上行控制信道的功率控制方法，為了保證移動臺在小區的所有位置，ACK/NACK都能被正確接收，功率偏置Poffset必須按照最大的情況進行設置，這勢必在某些情況下造成ACK/NACK信息的發射功率浪費，同時也增加了對其他碼道不必要的的干擾。
為達到上述目的，本發明提供的高速接入系統上行控制信道在軟切換狀態的功率控制方法，包括(1)在基站和移動臺中非別設置功率偏置增量計數器Nup和功率偏置減量計數器Ndown，以及設置自動重傳請求應答信息(ACK或NACK)的發射功率調整步長ΔP；(2)當移動臺進入軟切換區域后，無線網絡控制器(RNC)通知服務基站移動臺已進入軟切換區，同時將基站和移動臺中的的增量計數器Nup和功率偏置減量計數器Ndown分別清零；(3)基站利用在每個時隙測量的上行專用物理控制信道(DPCCH)的導頻功率PPm，通過下述公式得到此時的ACK或NACK的實際功率PAr
PAr＝Ppm+Poffset_df+Poffset_new；其中，Poffset_df為ACK或NACK與DPCCH導頻功率的缺省偏置，Poffset_new為Poffset_new＝(Nup-Ndown)*ΔP；(4)基站比較ACK或NACK的實際功率PAr與目標功率PAt的大小，如果PAr大于PAt，令ACK或NACK的功控命令TPC_HS＝0，否則令TPC_HS＝1，如果TPC_HS＝1，令增量計數器Nup的值增1；如果TPC_HS＝0，則令減量計數器Ndown的值增1，并將TPC_HS的值發給移動臺；(5)移動臺接收到基站發送的ACK或NACK的功控命令TPC_HS的值，如果TPC_HS＝1，令增量計數器Nup的值增1；如果TPC_HS＝0，則令減量計數器Ndown的值增1；然后根據下述公式調整ACK或NACK的發射功率偏置值Poffset_newPoffset_new＝(Nup_Ndown)*ΔP(6)當移動臺需要進行ACK或NACK的發射時，按照上述步驟(5)確定的最新功率偏置值Poffset_new按照下述公式確定ACK或NACK的發射功率PAr＝Ppm+Poffset_df+Poffset_new。
上述步驟(4)所述將TPC_HS的值發給移動臺，通過用TPC_HS的值代替基于3G系統的R99協議版本(R99)的下行DPCCH的傳輸功率控制命令(TPC)完成。
上述步驟(5)包括移動臺通過接收到的TPC_HS值恢復R99下行控制信道的TPC，具體方法為如果增量計數器Nup的值大于減量計數器Ndown的值，則TPC的值為1，否則為0。
所述方法還包括基站定時刷新ACK/NACK的功率實際值PAr。
由于本發明通過在基站和移動臺中分別設置功率偏置增量計數器和功率偏置減量計數器，將移動臺處于軟切換區域中ACK/NACK所需的偏置功率的變化記錄下來，使其實際功率始終與目標功率最接近，從而使上行控制信道發射功率得到實時控制，在保證ACK/NACK誤碼達到系統要求的前提下，平均發射功率最小，從而節省了發送功率，并使HSDPA上行控制信道對其他碼道的干擾減小到最低程度。另外，本發明通過用偏置功率調整值代替基于R99的下行DPCCH的TPC完成ACK/NACK的功率控制，并在功控結束后恢復R99下行控制信道的TPC，不需對系統進行大的調整即可實現；同時本發明還使基站定時刷新ACK/NACK的功率實際值PAr能夠更加保證功率控制的高精度。實驗表明，應用本發明，ACK或NACK的平均發射功率比沒有功控時大大降低，特別是在移動臺移動速度比較低(10公里以下)的時候，效果更明顯，在ACK/NACK誤碼率為10E-2時，發射功率可以節約3dB左右，ACK/NACK誤碼率為10E-4時，發射功率可以節約10~15dB。


圖1是本發明所述方法的實施例流程圖。按照圖1，本發名首先要在基站和移動臺中分別設置功率偏置增量計數器Nup和功率偏置減量計數器Ndown，用于記錄移動臺處于軟切換區域中時ACK/NACK所需的偏置功率的變化，以及設置自動重傳請求應答信息(ACK或NACK)的發射功率調整步長ΔP，以便于對偏置功率進行調整。為了方便對本發明進行說明，定義以下幾個參數量，并假定這些參數量經過噪聲功率歸一化處理。
PPm，R99上行DPCCH導頻功率測量值；PAt，ACK/NACK功率目標值，該值由ACK/NACK誤碼要求決定，在整個小區，包括軟切換、非軟切換區域均相同；PAr，ACK/NACK的實際發射功率實際值；Poffset_df，ACK/NACK的發射功率和R99 DPCCH導頻功率的缺省偏置，即移動臺處于非軟切換時的偏置；Poffset_new，進入軟切換區域后，ACK/NACK的發射功率和R99上行DPCCH導頻功率的新增偏置；Nup，進入軟切換區域后后，HSDPA服務基站下發的高速傳輸功率控制(TPC_HS)等于1的個數；Ndown，進入軟切換區域后，HSDPA服務基站下發的TPC_HS＝0的個數；Poffset_new＝(Nup_Ndown)*ΔP，ΔP為移動臺ACK/NACK發射功率的調整步長；PAr＝Ppm+Poffset_df+Poffset_new(F_1)，上式為ACK/NACK的實際發射功率實際值的計算公式。
當移動臺進入軟切換區域后，本發明在步驟1由無線網絡控制器(RNC)通知服務基站移動臺已進入軟切換區，這樣可以同時將基站和移動臺中的的增量計數器Nup和功率偏置減量計數器Ndown分別清零，以便于記錄ACK或NACK功率偏置值的變化趨勢。然后在步驟2，基站利用在每個時隙測量的上行專用物理控制信道(DPCCH)的導頻功率PPm，通過下述公式得到此時的ACK或NACK的實際功率PArPAr＝Ppm+Poffset_df+Poffset_new；其中，Poffset_df為ACK或NACK與DPCCH導頻功率的缺省偏置，Poffset_new為Poffset_new＝(Nup-Ndown)*ΔP；在步驟3，基站比較ACK或NACK的實際功率PAr與目標功率PAt的大小，就會得到ACK或NACK的功控命令TPC_HS。如果PAr大于PAt，說明ACK/NACK的實際功率大于目標值，要求移動臺降低ACK/NACK發射功率偏置，因此在步驟5令ACK或NACK的功控命令TPC_HS＝0，否則，說明ACK/NACK的實際功率小于目標值，要求提高移動臺ACK/NACK的發射功率偏置，此時在步驟6令TPC_HS＝1；接著基站在步驟7判斷TPC_HS，以決定記錄增加偏置功率還是減小偏置功率。如果TPC_HS＝1，在步驟8令增量計數器Nup的值增1；如果TPC_HS＝0，則在步驟9令減量計數器Ndown的值增1，然后在步驟10并將TPC_HS的值發給移動臺；該步驟在本例中通過用TPC_HS的值代替基于3G系統的R99協議版本(R99)的下行DPCCH的傳輸功率控制命令(TPC)完成。即基站在得到TPC_HS值后，用它替換R99下行DPCCH的TPC命令，也就是說，在軟切換區域，HSDPA服務基站下行功控命令為TPC_HS，而不發送原來的TPC命令。
移動臺接收到基站發送的ACK或NACK的功控命令TPC_HS的值后，在步驟11判斷TPC_HS，以確定是增加偏置功率還是減小偏置功率。如果TPC_HS＝1，則在步驟12令增量計數器Nup的值增1；如果TPC_HS＝0，則在步驟13令減量計數器Ndown的值增1；然后根據下述公式調整ACK或NACK的發射功率偏置值Poffset_newPoffset_new＝(Nup-Ndown)*ΔP最后在步驟14，當移動臺需要進行ACK或NACK的發射時，按照上述步驟13確定的最新功率偏置值Poffset_new按照下述公式確定ACK或NACK的發射功率PAr＝Ppm+Poffset_df+Poffset_new。
由于本實施例在步驟10通過用TPC_HS的值代替基于3G系統的R99協議版本(R99)的下行DPCCH的傳輸功率控制命令(TPC)將TPC_HS的值發給移動臺，因此，在步驟14以前還需要移動臺通過接收到的TPC_HS值恢復R99下行控制信道的TPC，以完成處于軟切換狀態中的移動臺基于R99協議的功控合并命令。具體方法為如果增量計數器Nup的值大于減量計數器Ndown的值，則TPC的值為1，否則為0。這是因為，Nup-Ndown的實際值等價于ACK/NACK的發射功率和基于R99的導頻功率的偏置大小，現在ACK/NACK功率絕對值相對于目標值沒有變，而ACK/NACK與R99導頻的功率偏置增加，說明導頻功率低于目標功率，因此需要增加發射功率，TPC＝1，反之TPC＝0。
在本實施例中，考慮到下行TPC_HS命令可能有誤碼，使得基站端按照公式F-1計算的PAr結果與移動臺實際的發射功率偏置會出現不一致，并且隨時間的延長，這個誤差可能會累積，累計誤差的大小，與下行TPC_HS命令傳送的誤碼以及時間長短相關。為了解決這個問題，基站端需要定時刷新ACK/NACK的功率實際值PAr，實際中可以通過兩種方法進行刷新
第一種方法是移動臺定時將功率偏置上報給基站。
為了上報ACKNACK的功率實際值PAr，移動臺只需要將其統計得到的Nup與Ndown的差值ΔN(ΔN＝Nup-Ndown)上報給基站，基站即可以通過公式F-1得到移動臺實際發送的Poffset_newr。ΔN需要占用m比特，m的大小與下行TPC_HS誤碼率以及ΔN的上報周期相關。
在HSDPA的上行控制信道中，下行信道質量指示信息(CQI)是以一定周期上報的，因此，ΔN可以以時分復用的方式和CQI在HSDPA上行控制信道的2個時隙上傳送。為了讓基站能夠區分移動臺發送的是CQI還是ΔN，ΔN發送時，采用與CQI以及ACK/NACK信息不同的擴頻碼進行擴頻，參考圖2。基站側通過非相干解調判斷移動臺使用的是哪一個擴頻碼，從而獲知接收的信號是CQI還是ΔN。根據ΔN，即可以獲得移動臺的最新功率偏置Poffset_newr，基站按照下述公式得到最新的ACK/NACK的功率實際值PAr＝Ppm+Poffset_df+Poffset_newr。
第二種方法是基站定時測量ACK/NACK信號功率，用測量的值作為ACK/NACK的功率實際值。
基站通過測量得到ACK/NACK信號后，直接對ACK/NACK信號進行信噪比估計，通過與R99上行控制信道導頻符號的信噪比進行比較，即可獲得移動臺實際ACK/NACK發射功率偏值。
權利要求
1.一種高速接入系統上行控制信道在軟切換狀態的功率控制方法，包括(1)在基站和移動臺中分別設置功率偏置增量計數器Nup和功率偏置減量計數器Ndown，以及設置自動重傳請求應答信息(ACK或NACK)的發射功率調整步長ΔP；(2)當移動臺進入軟切換區域后，無線網絡控制器(RNC)通知服務基站移動臺已進入軟切換區，同時將基站和移動臺中的的增量計數器Nup和功率偏置減量計數器Ndown分別清零；(3)基站利用在每個時隙測量的上行專用物理控制信道(DPCCH)的導頻功率PPm，通過下述公式得到此時的ACK或NACK的實際功率PArPAr＝Ppm+Poffset_df+Poffset_new；其中，Poffset_df為ACK或NACK與DPCCH導頻功率的缺省偏置，Poffset_new為Poffset_new＝(Nup-Ndown)*ΔP；(4)基站比較ACK或NACK的實際功率PAr與目標功率PAt的大小，如果PAr大于PAt，令ACK或NACK的功控命令TPC_HS＝0，否則令TPC_HS＝1，如果TPC_HS＝1，令增量計數器Nup的值增1；如果TPC_HS＝0，則令減量計數器Ndown的值增1，并將TPC_HS的值發給移動臺；(5)移動臺接收到基站發送的ACK或NACK的功控命令TPC_HS的值，如果TPC_HS＝1，令增量計數器Nup的值增1；如果TPC_HS＝0，則令減量計數器Ndown的值增1；然后根據下述公式調整ACK或NACK的發射功率偏置值Poffset_newPoffset_new＝(Nup_Ndown)*ΔP(6)當移動臺需要進行ACK或NACK的發射時，按照上述步驟(5)確定的最新功率偏置值Poffset_new按照下述公式確定ACK或NACK的發射功率PAr＝Ppm+Poffset_df+Poffset_new。
2.根據權利要求1所述的上行控制信道在軟切換狀態的功率控制方法，其特征在于步驟(5)包括移動臺通過接收到的TPC_HS值恢復R99下行控制信道的TPC，具體方法為如果增量計數器Nup的值大于減量計數器Ndown的值，則TPC的值為1，否則為0。
3.根據權利要求1或2所述的上行控制信道在軟切換狀態的功率控制方法，其特征在于所述方法還包括基站定時刷新ACK/NACK的功率實際值PAr。
4.根據權利要求3所述的上行控制信道在軟切換狀態的功率控制方法，其特征在于所述基站定時刷新ACK/NACK的功率實際值PAr的方法為移動臺定時將最新功率偏置Poffset_newr上報給基站，基站按照下述公式得到最新的ACK/NACK的功率實際值PAr＝Ppm+Poffset_df+Poffset_newr。
5.根據權利要求3所述的上行控制信道在軟切換狀態的功率控制方法，其特征在于所述基站定時刷新ACK/NACK的功率實際值PAr的方法為基站定時測量ACK/NACK信號功率，用測量的值作為ACK/NACK的功率實際值。
全文摘要
本發明公開了一種高速接入系統上行控制信道在軟切換狀態的功率控制方法，該方法通過在基站和移動臺中分別設置功率偏置增量計數器和功率偏置減量計數器，通過基站比較ACK或NACK的實際功率P
文檔編號H04W52/24GK1437415SQ0210368
公開日2003年8月20日 申請日期2002年2月8日 優先權日2002年2月8日
發明者吳迪, 魏岳軍 申請人:華為技術有限公司