专利名称：一种获取基站系统下行发射功率的方法
技术领域：
本发明涉及功率控制技术，尤其涉及一种在宽带码分多址(WCDMA)基站系统中获取下行发射功率的方法。
背景技术：
随着第三代通讯网络技术的兴起，WCDMA技术也在不断地发展。功率控制方法是WCDMA的物理层核心技术之一，它能够有效地克服远近效应，使得WCDMA技术得以走向应用；而软切换也是WCDMA系统的主要功能之一，它既实现了无间断切换，同时又带来系统增益。
当前3G标准制定组织(3GPP)已经在《3GPP TS 25.214 530 Physical LayerProcedures(FDD)(Release 5)》中公开了一种3GPP协议，该协议公开了一种WCDMA基站系统功率控制方法。如图1所示，在无线网络中，一个用户终端(UE)可连接多个无线链路(RL)，如RL1和RL2，每条RL对应于一个小区和一组网络侧发射机和接收机，且每条RL的网络侧为基站系统。该方法中，各个RL的UE侧和网络侧实时测量接收质量并通过反馈的物理层发射功率控制(TPC)命令降低或升高发送机的功率，以使接收质量维持在要求的水平。
该方法包括上行内环功控制过程和下行内环功控过程，所述的上行指从UE侧到网络侧，所述的下行为从网络侧到UE侧。其中上行内环功控过程如图1中的虚线箭头所示，该过程包括a1、UE侧发射机向各RL的网络侧接收机发送上行空口信息101；a2、各RL网络侧接收机对上行信干比(SIR)进行评估，并根据SIR生成上行TPC命令，将生成的上行TPC命令发送到该RL的网络侧发射机；a3、各RL网络侧发射机向UE侧接收机发送下行空口信息102，其中包括上行TPC命令和空口数据流；a4、UE侧接收机接收下行空口信息102，解调保留的各RL的上行TPC命令，并对每条上行TPC命令进行合并，产生一上行TPC命令，将该上行TPC命令发送到UE侧发射机。
a5、UE侧发射机根据接收到的上行TPC命令调整上行发射功率。
其中下行内环功率控制如图1中的实线所示，具体包括b1、各RL的网络侧发射机向UE侧接收机发送下行空口信息102，包括下行空口数据和下行TPC命令；b2、UE侧接收机对各个RL的下行SIR进行评估，合并产生一下行TPC命令，并将生成的下行TPC命令发送到UE侧发射机；b3、UE侧发射机将接收到的下行TPC命令转发到网络侧各接收机；b4、各RL网络侧接收机解调下行TPC命令，并将该下行TPC命令发送到该RL对应的发射机；b5、网络侧各RL发射机根据接收到的下行TPC命令调整下行发射功率。
在3GPP的方法中，有两种模式进行下行功控，分别为下行功控模式0和下行功控模式1。对于下行功控模式0，网络侧发射机每个时隙调整一次下行发射功率；对于下行功控模式1，网络侧发射机每三个时隙调整一次下行发射功率。网络侧发射机依据如下公式(1)获取下行发射功率P(k)＝P(k-1)+Ptpc(k)+Pbal(k) (1)其中P(k)为第k个时隙的下行发射功率，Ptpc(k)是第k个时隙的下行TPC要求的功控调整量，Pbal(k)为利用下行功率平衡算法计算得到的第k个时隙的下行发射功率调整量。所述的Ptpc(k)依据以下公式(2)获得Ptpc(k)=+ΔTPCif TPCdl(k)=1-ΔTPCif TPCdl(k)=0---(2)]]>公式(2)中，TPCdl(k)是第k时隙下行TPC命令的命令字，“1”表示调高功率，“0”表示调低功率。ΔTPC为功控步长，表示功率的调整量，+ΔTPC表示升高一定功控步长的功率，-ΔTPC表示降低一定功控步长的功率，在3GPP协议中，规定了四个功控步长的取值，其中一个取值为一个单位的功控步长，取值为0.5dB，其它三个取值为该单位功控步长的整数倍，在具体应用时，可根据具体情况任选一取值作为功率的调整量。此处的功控步长取值为一个单位，即0.5dB。
所述的Pbal(k)依据以下公式(3)获得ΣPbal=(1-r)(Pref+PP-CPICH-Pinit)---(3)]]>公式(3)中，∑Pbal为一个调整周期内的下行功率平衡算法的总调整量，其中Pref为参考功率偏置量，PP-CPICH为本小区的导频功率偏置量，Pinit为当前RL上一个功率调整周期中最后一个时隙的下行发射功率，r为调整比率。根据上述的∑Pbal，以及相关参数，网络侧可计算出调整周期内每个时隙的调整量Pbal(k)。
上述方法是一种比较直接的处理过程，从图1可以看出上行内环功控环路和下行内环功控环路之间没有交叉点，因此上下行内环功控是各自独立的。上行内环功控只考虑上行接收质量，下行内环功控只考虑下行接收质量。
上述方法在单条RL的情况下，即UE在一个小区中的情况下，由于网络侧只有一组发射机和接收机，发送方可以及时响应接收方的反馈TPC命令，从而快速地调整发送功率，内环功率控制的收敛性是非常容易达到要求的。
但是，在软切换的状态下，切换区有多条RL，即切换区有多个小区，网络侧有多组发射机和接收机，UE和网络侧同时保持多条RL，对于上行内环功控，UE要兼顾各RL的上行TPC命令来调整UE的上行功率，因此该方法在下行接收质量都达到可靠要求的情况下是合理的，然而由于交换区快衰落的存在，各RL的下行耦合损耗可能有比较大的偏差，以至于其中某些RL的下行接收质量不可靠，其上行TPC命令被忽略，因此导致该条RL的上行TPC命令不能被及时响应，造成该RL的内环功控不收敛。这种内环功控的不收敛造成了以下缺陷假设UE在切换区保持两条无线链路RL1和RL2，如果在某位置，RL1的上行接收质量比RL2的上行耦合损耗小，但它的下行耦合损耗比RL2的下行耦合损耗大，则当RL1和RL2的下行耦合损耗相差达到一定程度，RL1的下行接收质量达到UE终端“可靠”判决门限以下时，RL1的上行TPC命令被认为不可靠而被忽略，因此，UE侧上行发射功率就会按照上行接收质量高的RL2的TPC命令来调整，从而会造成RL1的上行接收质量超过要求的值，浪费上行功率。这种情况被称为“软切换链路间上下行耦合损耗不平衡”。另外，该方法直到目前都没有对“可靠”要求进行规定，造成不同商用终端的理解不一致，从而在切换区中的各种UE判断接收质量是否可靠的方式不同。
除去上述“软切换链路间上下行耦合损耗不平衡”的情况，为“软切换链路间上下行耦合损耗平衡”的情况，例如假设UE在切换区保持两条无线链路RL1和RL2，如果在某位置，RL1的上行耦合损耗比RL2的上行耦合损耗小，下行耦合损耗也比RL2的下行耦合损耗小，因此上、下行的内环功控都收敛在RL1上。RL1的下行发射功率起主导作用，RL2的下行发射功率偏低，且对UE接收质量的贡献不大，但UE也要将这份额外功率消耗掉，即一个UE消耗了多余功率，从而增加了对其他UE的干扰，即下行干扰。因此在这种情况下，处在多小区场景时网络容纳UE的数量，即下行容量与单小区场景时相比会有明显的下降；同时，由于RL2的上行功率对其他各小区其他用户上行功率也有干扰，因此网络的上行容量也有所降低，但是由于UE只有一个发射机发送上行空口信息101，因此在多小区场景时网络的上行容量与单小区场景时相比虽有所下降，但是比网络的下行容量下降得少。但是，实际情况为在3G网络中，下行空口信息量比上行空口信息量大，例如，用户从网络侧下载大量的数据，而上传的数据却比较少，所以上述3GPP方法的机制与实际的需求是矛盾的。
除了上述3GPP的方法外，当前还有一种小区选择发射分集功率控制(SSDT，Site Selection Diversity Transmition Power Control)方法，该方法为网络系统处于软切换状态下的一种发射分集方法，其操作过程为为UE维持一激活集，该激活集用于存储该切换区内信号有效的小区，UE从激活集中选取一个小区作为它的主小区，其他的为非主小区。当UE处于切换区时，只有主小区发射空口信息，而非主小区停止发射空口信息，由此达到减少下行干扰的目的。另外，该方法通过物理层信令来进行快速的切换，从而减少基站的高层干预。为了实现主小区和非主小区的区分，该SSDT方法需要为激活集中的每条无线链路维护一个临时的标志，UE通过指定主小区链路的临时标志来通知区分主小区，UE通过上行物理帧格式中的反馈信息(FBI，Feedback Information)域来通知网络侧那个小区为主小区。
上述的SSDT方法的缺点是实现起来复杂，需要网络侧和UE侧维护激活集中的各小区的临时标志，并且需要UE辅助测量主小区，然后通过上行链路FBI通知网络侧哪个小区为主小区。此外，该方法只在WCDMA的公共信道(P-CPICH，Primary Common Pilot Chanel)被使用的情况下才能使用，因此它的限制也比较多，不能在任何场合下使用；同时，由于UE测量错误或者FBI传递失误还可能造成网络侧没有使用真正的主小区，从而影响链路功率控制的稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种获取基站系统下行发射功率的方法，使UE处于软切换区时，节省功率，提高系统上下行容量。
为了实现上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的一种获取基站系统下行发射功率的方法，其特征在于，该方法包括a、基站接收用户终端发送的上行信息，解调该上行信息中包括的下行TPC命令，获得该下行TPC命令的命令字，并对上行接收质量进行评估，获得上行TPC命令字，再根据所述下行TPC命令字和所述上行TPC命令字生成下行发射功率调整量；b、根据下行功率平衡算法获取下行发射功率调整量，将该由下行功率平衡算法得到的下行发射功率调整量、所述由步骤a生成的下行发射功率调整量、以及上一个时隙的下行发射功率相加，得到当前时隙的基站下行发射功率。
所述根据下行TPC命令字和上行TPC命令字生成下行发射功率调整量的具体步骤为a11、根据所述下行TPC命令字的值获取下行TPC命令字所要求的下行发射功率调整量；a12、将当前时隙前设定时间内的所有上行TPC命令字值进行累加，根据累加值获得一下行发射功率调整请求；将该下行发射功率调整请求的值乘以一功控步长，得到根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量；a13、将所述根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量与所述下行TPC命令字所要求的下行发射功率调整量相加，得到根据所述下行TPC命令字和所述上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量。
步骤a12后，进一步包括a121、将当前时隙根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量与当前时隙前设定时间内的所有时隙中根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量相加，得到一累加值；a122、对上一步骤得到的累加值进行大小判断，如果该累加值小于预先设定的最高下行发射功率调整量，且大于预先设定的最低下行发射功率调整量，则步骤a12中得到的根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量的值保持不变；否则，将步骤a12中得到根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量的值置为零。
所述根据下行TPC命令字和上行TPC命令字生成下行发射功率调整量的具体步骤为a21、将当前时隙前设定时间内的所有上行TPC命令字值进行累加，根据累加值获得下行发射功率调整请求；a22、将所述下行发射功率调整请求的值与所述下行TPC命令字的值进行三态逻辑“或”操作，并将操作结果乘以功控步长，得到的值为所述根据下行TPC命令字和上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量。
在所述步骤后a21后，进一步包括
a211、将当前时隙前设定时间内的所有时隙中根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量相加，得到一累加值；a212、将所述下行发射功率请求乘以功控步长，得到的积与上述的累加值相加，得到一和值；a213、对所述的和值进行大小判断，如果该和值小于预先设定的最高下行发射功率调整量，且大于预先设定的最低下行发射功率调整量，则步骤a21中获得的下行发射功率调整请求的值保持不变；否则，将步骤a21中获得的下行发射功率调整请求值置为零。
以上所述的设定时间为若干个连续的时隙。
所述步骤a之后，进一步包括判断预先设置的联合内环功控算法开关的状态，如果该开关为开状态，则执行步骤b；否则，根据下行功率平衡算法获取下行发射功率调整量，将该由下行功率平衡算法得到的下行发射功率调整量、所述步骤a中根据下行TPC命令字生成的下行发射功率调整量、以及上一个时隙的下行发射功率相加，得到当前时隙的基站下行发射功率。
所述根据当前时隙前设定时间内的所有上行TPC命令字值的累加值获得下行发射功率调整请求的具体过程包括如果所述的累加值小于预先设定的上行TPC命令字超低累加门限，则生成用于调高下行发射功率的调整请求，如果所述的累加值大于预先设定的上行TPC命令字超高累加门限，则生成用于降低下行发射功率的调整请求，否则，生成零调整量的调整请求。
所述的用于调高下行发射功率的调整请求的值为+1，所述用于降低下行发射功率的调整请求的值为-1，所述零调整量的调整请求的值为零。
所述根据当前时隙前设定时间内的所有上行TPC命令字值的累加值获得下行发射功率调整请求的具体过程包括如果所述的累加值小于预先设定的上行TPC命令字超低累加门限，则生成用于调高下行发射功率的调整请求，否则，生成零调整量的调整请求。
所述的用于调高下行发射功率的调整请求的值为+1，所述用于降低下行发射功率的调整请求的值为-1，所述零调整量的调整请求的值为零。
所述根据当前时隙前设定时间内的所有上行TPC命令字值的累加值获得下行发射功率调整请求的具体过程包括如果所述的累加值大于预先设定的上行TPC命令字超高累加门限，则生成用于降低下行发射功率的调整请求，否则，生成零调整量的调整请求。
所述的用于调高下行发射功率的调整请求的值为+1，所述用于降低下行发射功率的调整请求的值为-1，所述零调整量的调整请求的值为零。
所述将当前时隙前设定时间内的所有上行TPC命令字进行累加的具体过程包括a31、将每个上行TPC命令字的值乘以2，再将得到的积减去1；a32、将经过上一步骤处理后的所有上行TPC命令字的值相加，得到的值为累加值。
由于本发明所述的方法基于3GPP协议，实现简便，因此基本不影响单链路时的内环功率控制性能。又由于该方法在上行接收质量超高时调高下行发射功率，从而有效地解决了软切换分支间上下行耦合损耗不平衡状态时带来的切换区出现上行接收功率浪费问题，从而提高了上行切换增益，并且使得软切换区比例越大、软切换区中的用户越多，节省的功率越多，上行切换增益越高。同时有效地消除了软切换分支间上下行耦合损耗不平衡状态时各RL下行快衰落的差异，从而使切换区的RL连接更加稳定；由于该方法在上行接收质量超低时降低下行发射功率，从而在软切换分支间上下行耦合损耗平衡状态时实现了只由下行最强小区发送信息，所以提高了基站系统的上下行容量。
另外，本发明所述的方法只对现有技术网络侧每个基站的流程进行修改，而不修改用户终端的流程，也不需要不同基站之间传递信息，因此，本发明可兼容现存的各种用户终端，且能跨越不同的基站。
图1为现有技术中所述3GPP方法的内环功控环路示意图；图2为本发明所述方法的内环功控环路示意图；图3为本发明实施例一在网络侧生成下行发射功率的实现框图；图4为本发明实施例一中，上行质量判决模块和有限功率调整模块的结构框图；图5为本发明实施例二在网络侧生成下行发射功率的实现框图；图6为本发明实施例二中，上行质量判决模块和有限功率调整模块的结构框图；图7为本发明实施例三中，上行质量判决模块和有限功率调整模块的第一种结构框图；图8为本发明实施例三中，上行质量判决模块和有限功率调整模块的第二种结构框图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明的实施方法。
本发明的核心思想如图2所示，其中实线箭头表示本发明所述方法的下行内环功控过程，当进行下行内环功控时，本发明所述方法在网络侧同时根据下行接收质量和上行接收质量对下行发射功率进行调整，如果上行接收质量超高，则调高下行发射功率，如果上行接收质量超低，则降低下行发射功率，从而将两个相互独立运行的内环功控环路在网络侧相互联合起来。因此本发明所述的方法称为联合内环功率控制算法(UILPC，United Inner Loop Power Control)。
根据上述思想，本发明公开了一种获取基站系统下行发射功率的方法，该方法的总体流程为a、基站接收用户终端发送的上行信息，解调该上行信息中包括的下行TPC命令，获得该下行TPC命令的命令字，并对上行接收质量进行评估，获得上行TPC命令字，再根据所述下行TPC命令字和所述上行TPC命令字生成下行发射功率调整量；b、根据下行功率平衡算法获取一下行发射功率调整量，将由下行功率平衡算法得到的下行发射功率调整量、由步骤a生成的下行发射功率调整量、以及上一个时隙的下行发射功率相加，得到当前时隙的基站系统下行发射功率。
本发明所述的方法可以用于第三代通讯网络中基站的功率控制，尤其适用于WCDMA频率双工(FDD)系统和CDMA FDD系统中的功率控制，以下以WCDMA FDD系统中的功率控制方法为例，详细说明本发明所述的方法。
上述总体流程中，基站同时根据所述下行TPC命令字和所述上行TPC命令字生成下行发射功率调整量的方式有多种，因此本发明有多个具体实施例，以下对每个实施例进行具体说明。
实施例一图3为本发明方法实施例一在网络侧生成下行发射功率的实现框图，如图3所示，P(k)为第k个时隙的下行发射功率；P(k-1)为第k-1个时隙的下行发射功率，P(k-1)的值从所记录的历史数据中获取；Pbal(k)为第k个时隙中下行功率平衡算法所要求的下行发射功率调整量，此处所述的下行功率平衡算法为业内的公知算法，在此不再叙述；Ptpc(k)为第k个时隙中下行TPC命令字所要求的下行发射功率调整量，Ptpc(k)的获取方法为基站从接收到的上行空口信息101中解调出下行TPC命令TPCdl(k)，判断TPCdl(k)的取值，如果TPCdl(k)的值为+1，则Ptpc(k)为+ΔTPC，如果TPCdl(k)的值为0，则Ptpc(k)为-ΔTPC。
图3中，TPCul(k)为第k个时隙中上行TPC命令字，TPCul(k)的获取方法为基站对上行接收质量进行评估，根据评估结果生成上行TPC命令，其中包括TPCul(k)，如果上行TPC命令要求调高上行发射功率，则TPCul(k)为+1，如果上行TPC命令要求降低上行发射功率，则TPCul(k)为0；Ulest(k)为第k个时隙中根据上行TPC命令字获得的下行功率调整请求；Pun(k)为第k个时隙中根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量。所述P(k-1)、Ptpc(k)和Pbal(k)输入到加法单元303求和，并将和值输入到加法单元304中，上述TPCul(k)输入到上行质量判决模块301，上行质量判决模块301对输入的TPCul(k)进行处理，并输出下行功率的调整请求Ulest(k)，有限功率调整模块302对Ulest(k)进行处理，输出Pun(k)并通过UILPC开关输入到加法单元304中，如果UILPC开关为开状态，则加法单元304输出最终的P(k)值为P(k-1)+Ptpc(k)+Pun(k)+Pbal(k)，否则，加法单元304输出最终的P(k)值为P(k-1)+Ptpc(k)+Pbal(k)。
依据图3，RL网络侧第k个时隙的下行发射功率可根据以下公式(4)来获取P(k)=P(k-1)+Ptpc(k)+Pun(k)+Pbal(k)if United ILPC Switch=used′′P(k-1)+Ptpc(k)+Pbal(k)if United ILPC Switch=notused′′---(4)]]>上述公式(4)中，United ILPC Switch＝‘used’表示UILPC开关为“开”状态，United ILPC Switch＝‘notused’表示UILPC开关为“关”状态。由于P(k-1)为已知、Pbal(k)和Ptpc(k)的获取方法与现有技术的3GPP协议一样，因此下面的叙述为获取Pun(k)的具体方法。
基站网络侧接收机接收到上行空口信息101后，对上行信干比(SIR)进行评估，并根据SIR生成上行TPC命令，该上行TPC命令的命令字被送到上行质量判决模块301中进行处理，其处理的具体过程为根据以下公式(5)获得当前时隙前设定时间的上行TPC命令字的累加值ΔsumulTPC(k)ΔsumulTPC(k)=Σi=k-UL_TPC_Sum_Window_Sizek-1[2*TPCul(i)-1]---(5)]]>公式(5)中，UL_TPC_Sum_Window_Size为累加滑窗，表示当前时隙前设定时间内的时隙个数，TPCul(i)为第i个时隙的上行TPC命令字的值。
上行质量判决模块301根据以下公式(6)获得下行功率调整请求Ulest(k)Ulest(k)=+1ifΔsumulTPC(k)<TPC_Sum_NegLimit-1ifΔsumulTPC(k)>TPC_Sum_PosLimit0else---(6)]]>
公式(6)中，Ulest(k)为+1表示提高发射功率，Ulest(k)为-1表示降低发射功率，Ulest(k)为0表示不调整发射功率。TPC_Sum_NegLimit为一预先设置的上行TPC命令字超低累加门限，TPC_Sum_PosLimit为一预先设置的上行TPC命令字超高累加门限，如果ΔsumulTPC(k)小于TPC_Sum_NegLimit，则说明当前时隙前设定时间内的上行TPC命令字的累加值超低，进一步说明上行接收质量超高，此时将Ulest(k)设为+1；如果ΔsumulTPC(k)大于TPC_Sum_PosLimit，则说明当前时隙前设定时间内的上行TPC命令字的累加值超高，进一步说明上行接收质量超低，此时，将Ulest(k)设为-1；否则，将Ulest(k)设为0。
上述的UL_TPC_Sum_Window_Size和TPC_Sum_NegLimit用于筛选“上行接收质量超高时调高其下行发射功率”的调整时机；上述的UL_TPC_Sum_Window_Size和TPC_Sum_PosLimit用于筛选“上行接收质量超低时调低其下行发射功率”的调整时机。
将下行功率调整请求Ulest(k)发送到有限功率调整模块302，有限功率调整模块302首先根据以下公式(7)获取当前时隙中的Pun(k)Pun(k)=+ΔTPCif Ulest(k)=1andΔUNsum(k)+ΔTPC<Power_Adjust_PosLimit-ΔTPCif Ulest(k)=-1andΔUNsum(k)-ΔTPC>Power_Adjust_NegLimit0else---(7)]]>上述公式(7)中，ΔTPC为一定功控步长，表示一定功控步长的功率调整量，+ΔTPC表示提高一定功控步长的功率，-ΔTPC表示降低一定功控步长的功率，ΔUNsum(k)为当前时隙前设定时间内根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量的累加值，ΔUNsum(k)+ΔTPC表示当前时隙以及当前时隙前设定时间内根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量的累加值，Power_Adjust_PosLimit为提高下行发射功率的最大调整量，Power_Adjust_NegLimit为降低下行发射功率的最大调整量，其中ΔUNsum(k)根据公式(8)获得ΔUNsum(k)=Σi=k-UN Power Adjusting Window Sizek-1Pun(i)---(8)]]>
上述公式(8)中，UN_Power_Adjusting_Window_Size为调整滑窗，表示当前时隙前设定时间内包括的时隙个数，Pun(i)为第i个时隙根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量。上述的Power_Adjust_PosLimit和调整滑窗“UN_Power_Adjusting_Window_Size”，用于限制下行发射功率的最高调整总量，使得连续若干次调整量的总和不超过一定量；上述的Power_Adjust_NegLimit和调整滑窗“UN_Power_Adjusting_Window_Size”，用于限制下行发射功率的最低调整总量，使得连续若干次降低调整量的总和不超过一定量。
图4所示为在实施例一中，上行质量判决模块301和有限功率调整模块302实现上述方法的结构框图其中上行质量判决模块301中包括UL_TPC_Sum_Window_Size个D触发器，用于记录从第k-UL_TPC_Sum_Window_Size个时隙到第k-1个时隙的TPCul(i)，并将记录结果输入到一加法器401求和，再将求和结果输入一判决器402，该判决器402的判决条件为如果输入值小于TPC_Sum_NegLimit，则输出的Ulest(k)为+1，如果输入值大于TPC_Sum_PosLimit，则输出的Ulest(k)为-1，否则，输出的Ulest(k)为0。有限功率调整模块302中包括UN_Power_Adjusting_Window_Size个D触发器，用于记录从第k-UN_Power_Adjusting_Window_Size个时隙到第k-1个时隙的下行发射功率调整量Pun(i)，并将记录结果输入到一加法器403，所述Ulest(k)也被输入到加法器403中，加法器403的输出结果输入到一乘法器407，乘法器407将输入乘以ΔTPC后，将结果输入到判决器404，该判决器404的判决条件是如果输入大于Power_Adjust_NegLimit，且小于Power_Adjust_PosLimit，则输出+1；否则，输出0。判决器402和判决器404的输出再经过一乘法器405和一乘法器406输出Pun(k)，其中乘法器406和乘法器407的因子为ΔTPC。
实施例二本实施例与实施例一的区别为基站同时根据上行TPC命令和下行TPC命令生成一个下行发射功率调整量。图5为实施例二在网络侧生成下行发射功率的实现框图，如图5所示，P(k)为第k个时隙的下行发射功率；P(k-1)为第k-1个时隙的下行发射功率；Pbal(k)为第k个时隙中下行功率平衡算法所要求的下行发射功率调整量，TPCdl(k)为第k个时隙中下行TPC命令的命令字，该下行TPC命令字的值一般为0或1。为0时，表示该TPC命令用于降低发射功率；为1时，表示该TPC命令用于提高发射功率。TPCul(k)为第k个时隙中上行TPC命令字；Ulest(k)为第k个时隙中根据上行TPC命令字获得的下行功率调整请求；Pun(k)′为有限功率调整模块501输出的第k个时隙中根据上行TPC命令字生成的功率调整请求，其值为Pun(k)′＝Pun(k)/ΔTPC，Pun(k)为第k个时隙中根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量，其对应的值为+ΔTPC、-ΔTPC或0，因此Pun(k)′对应的值为+1、-1或0，如果其值为+1，表示调高下行发射功率；如果其值为-1，表示降低下行发射功率；如果其值为0，表示不调整下行发射功率。Pun(k)′通过一UILPC开关502输入到一个三态逻辑“或”单元503，TPCdl(k)也输入到该三态逻辑“或”单元503中，该三态逻辑“或”单元503输入与输出的对应关系如表1所示 表1如上述表1所示，通过上述三态逻辑“或”单元，如果Pun(k)′为+1则输出+1，提高下行发射功率；如果Pun(k)′为-1，则输出-1，降低下行发射功率。如果Pun(k)′为0，则说明上行接收质量不超高也不超低，属于正常收敛，三态逻辑“或”单元的输出由下行TPC命令字的值决定，因此实现了上行接收质量超高时调高其下行发射功率，上行接收质量超低时降低其下行发射功率，简化了第一种实施例所述的方法。三态逻辑“或”单元503输出的功率调整请求通过一乘法器504乘以ΔTPC之后，再输入到加法器505，同时，P(k-1)和Pbal(k)也输入到加法器505。
根据图5，RL网络侧第k个时隙的下行发射功率可根据以下公式(9)来获取P(k)=P(k-1)+[Pun(k)′|||TPCdl(k)]×ΔTPC+Pbal(k)if United ILPC Switch=used′′P(k-1)+Ptpc(k)+Pbal(k)if United ILPC Switch=notused′′---(9)]]>上述公式(9)中，|||为三态逻辑“或”操作符，Ptpc(k)为下行TPC命令要求的下行发射功率调整量，其值根据公式(10)获取Ptpc(k)＝ΔTPC×TPCdl(k) (10)Pun(k)′根据Pun(k)′＝Pun(k)/ΔTPC获取，Pun(k)的值可由上述的公式(5)、公式(6)、公式(7)和公式(8)获取。
图6所示为在实施例二中，上行质量判决模块301和有限功率调整模块501的结构框图。其中上行质量判决模块301中包括N个D触发器，N的值固定，例如固定为16，TPC_Sum_NegLimit的设置范围为0至N；有限功率调整模块501的模块结构与有限功率调整模块302的模块结构相似，只是去掉了输出端的乘法器406，直接输出Pun(k)′。
实施例三本实施例针对有限功率调整模块进行了简化。图7为对有限功率调整模块302进行简化后，上行质量判决模块301和有限功率调整模块701的结构框图，在RL网络侧和UE侧的通讯中，每一帧包括15个时隙，上行质量判决模块301中的15个D触发器用于记录一帧内的TPC命令字，判决器402中TPC_Sum_NegLimit的设置范围为-15至0，TPC_Sum_PosLimit的设置范围为0至15；有限功率调整模块701比有限功率调整模块302有了较大的简化，该模块中包括一帧定时时钟702，该帧定时时钟702在每个帧都发出一次触发信号，触发加法器401和可变计数时延器703进行操作，可变计数时延器703被触发一次，则在从触发开始的一段时间内输出1，该段时间为Z个时隙时钟周期之和，该段时间之后输出0，直到下一次被触发，所述的Z为一预先设置的整数值，其范围为0到15。可变计数时延器703的输出与判决器402的输出经过乘法器405做相乘运算，再经过乘法器406与ΔTPC相乘后输出。
图8为对有限功率调整模块302进行简化后，上行质量判决模块301和有限功率调整模块801的结构框图，有限功率调整模块801的结构与有限功率调整模块701的结构类似，只不过可变计数时延器703的输出与判决器402的输出经过乘法器405做相乘运算后直接输出。
在本实施例三中，只在每帧的前几个时隙根据上行TPC命令字对下行发射功率进行调整，后几个时隙不根据上行TPC命令字进行调整。根据图7，如果UILPC开关的状态为0，则第k个时隙的P(k)为P(k-1)+Ptpc(k)+Pbal(k)；否则，在第m个帧中的第k个时隙的下行发射功率P(15*m+k)为P(15*m+k-1)+Ptpc(15*m+k)+Pbal(15*m+k)+Pun(15*m+k)。其中，P(15*m+k-1)为第15*m+k-1个时隙的下行发射功率；Ptpc(15*m+k)为第15*m+k个时隙中下行TPC命令所要求的下行发射功率调整量；Pbal(15*m+k)为第15*m+k个时隙中下行功率平衡算法所要求的下行发射功率调整量，Pun(15*m+k)为第15*m+k个时隙中根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量，其中，Pun(15*m+k)根据以下公式(11)获得Pun(15*m+k)=+ΔTPCif Ulest(m-1)=1and1⇐k<Z-ΔTPCif Ulest(m-1)=-1and1⇐k<Z0else---(11)]]>上述公式(11)中，Z为一预先设置的整数值，其范围为0到15，其中Ulest(m-1)为第m-1个帧的下行发射功率调整请求，其值根据以下公式(12)获取
Ulest(m-1)=+1ifΔsumulTPC(m-1)<TPC_Sum_NegLimit-1ifΔsumulTPC(m-1)>TPC_Sum_PosLimit0else---(12)]]>上述公式(12)中，ΔsumulTPC(m-1)为第m-1个帧的上行TPC命令字的累加值，TPC_Sum_NegLimit为一预先设置的TPC超低累加门限，其值的设置范围为-15～0，TPC_Sum_PosLimit为一预先设置的TPC超高累加门限，其值的设置范围为0～15。所述的ΔsumulTPC(m-1)根据以下公式(13)获取ΔsumulTPC(m-1)=Σi=15*(m-1)+015*m-1[2*TPCul(i)-1]---(13)]]>上述公式(13)中，TPCul(i)为第i个时隙的上行TPC命令字的值。
由于ΔsumulTPC(m-1)为一个帧的上行TPC命令的累加值，一个帧的时隙数量固定为15个，因此在获取ΔsumulTPC(m-1)时，不需要滑窗机制，只需将累加个数固定为15即可。
以上三个实施例中通过设定的TPC命令字超低累加门限TPC_Sum_NegLimit和TPC命令字超高累加门限TPC_Sum_PosLimit判断上行接收质量是否超高，或者上行接收质量是否超低，从而实现两种机制，第一种机制为“上行接收质量超高时调高下行发射功率”，第二种机制为“上行接收质量超低时降低下行发射功率”。
如果UE在一个小区中，网络系统中进行通讯的为单条无线链路，由于内环功率控制的收敛性非常容易达到收敛要求，此时上行接收质量不超高，也不超低，不需再根据上行接收质量调整下行发射功率。因此，本发明所述的方法对单无线链路时的影响很小，不需区分是否为软切换状态。
如果UE处于多个小区的切换区，则UE有多条RL，当“软切换分支间上下行耦合损耗不平衡”时，由于UE根据上行耦合损耗大的RL的TPC命令调整上行发射功率，从而上行耦合损耗小的RL的上行接收质量就会超高，浪费上行功率。依据本发明所述的方法，在RL上行接收质量超高时，适当调高该RL的下行发射功率，使该RL的下行接收质量升高，从而使UE不忽略该RL的下行空口信息102，并解调出该RL的上行TPC命令，再根据该TPC命令调整上行发射功率，最终使该上行内环功控收敛，节约了功率。当“软切换分支间上下行耦合损耗平衡”时，上行内环功控收敛在上行耦合损耗小的RL上，从而上行耦合损耗大的RL的上行接收质量就会超低。此时下行内环功控也收敛在下行耦合损耗小的RL上，下行耦合损耗大的RL的发射功率对于下行接收的贡献并不大，但UE也要消耗该RL的下行发射功率，下行容量不高。依据本发明所述的方法，当上行接收质量超低时，调低其下行发射功率，直到将下行发射功率调到最低，使UE消耗的下行发射功率降到低，从而提高上下行容量。将下行发射功率调到最低时，就相当于现有技术中SSDT方法所达到的效果，但本发明所述方法在实现机制上却比SSDT方法简化得多。
本发明提供的两个机制可起到相互补充的作用假设UE在软切换区从小区1向小区2移动，小区1对应的无线链路为RL1，小区2对应的无线链路为RL2。当UE处在小区1的主要覆盖区时，处于“软切换分支间上下行耦合损耗平衡”状态，RL2的上行接收质量超低，根据“上行接收质量超低时调低其下行发射功率”机制的调节作用将RL2的下行发射功率调整到最小值，上下行内环功控都收敛在RL1，提高了上下行容量。随着UE向小区2移动，RL2的上行耦合损耗小于RL1，此时由于RL2的下行发射功率为最小值，RL2的下行接收质量低于RL1的接收质量，导致RL2的上行接收质量超高，出现了上述的“软切换分支间上下行耦合损耗不平衡”现象，由于“上行接收质量超高时调高其下行发射功率”机制会将RL2的下行发射功率调整上来，此时UE处于小区2的主要覆盖区，从而又达到“软切换分支间上下行耦合损耗平衡”状态，此时RL1的接收质量超低，根据“上行接收质量超低时调低其下行发射功率”机制的调节作用将RL1的下行发射功率调整到最小值，上下行内环功控都收敛在RL2，至此成功完成切换区的功率控制。
本发明所述的方法还可根据实践应用中的具体情况对上述的三种实施例进行简化只设定TPC命令字超低累加门限TPC_Sum_NegLimit或者只设定TPC命令字超高累加门限TPC_Sum_PosLimit，分别单独实现“上行接收质量超高时调高下行发射功率”机制或者单独实现“下行接收质量超低时降低下行发射功率”机制，从而解决“软切换分支间上下行耦合损耗不平衡”时存在的浪费上行功率问题，或者解决“软切换分支间上下行耦合损耗平衡”时上下行容量不高的问题。
实施例四本实施例是对上述实施例一的简化，该实施例四只实现“上行接收质量超高时调高下行发射功率”机制。
图3为本实施例四在网络侧生成下行发射功率的实现框图，该实现框图与实施例一的实现框图相同，在本实施例四中，RL网络侧第k个时隙的下行发射功率根据上述公式(4)来获取，公式(4)中的Pun(k)根据以下公式(7′)获取Pun(k)=+ΔTPC,if Ulest(k)=1andΔUNsum(k)+ΔTPC<Power_Adjust_PosLimit0,else---(7′)]]>上述公式(7′)中的ΔUNsum(k)根据上述公式(8)获得，Ulest(k)根据以下公式(6′)获得Ulest(k)=+1ifΔsumulTPC(k)<TPC_Sum_NegLimit0,else---(6′)]]>上述公式(6′)中的ΔsumulTPC(k)根据上述公式(5)获得。
在本实施例四中，上行质量判决模块和有限功率调整模块的结构与图4所示的结构相同，只是判决器402和判决器404的判决条件不同，本实施例中，判决器402的判决条件为如果输入值小于TPC_Sum_NegLimit，则输出的Ulest(k)为+1，否则，输出的Ulest(k)为0；判决器404的判决条件是如果输入小于Power_Adjust_PosLimit，则输出+1；否则，输出0。
实施例五本实施例是对上述实施例二的简化，该实施例五也只实现“上行接收质量超高时调高下行发射功率”机制。
图5为本实施例五在网络侧生成下行发射功率的实现框图，该实现框图与实施例二的实现框图相同，在本实施例五中，RL网络侧第k个时隙的下行发射功率根据上述公式(9)来获取，公式(9)中的Pun(k)根据上述的公式(5)、公式(8)、公式(6′)和公式(7′)获取本实施例五中，上行质量判决模块和有限功率调整模块的结构与图6所示的实施例二中上行质量判决模块和有限功率调整模块的结构相同，只是判决器402和判决器404的判决条件不同，在本实施例中，判决器402的判决条件为如果输入值小于TPC_Sum_NegLimit，则输出的Ulest(k)为+1，否则，输出的Ulest(k)为0；判决器404的判决条件是如果输入小于Power_Adjust_PosLimit，则输出+1；否则，输出0。
实施例六本实施例是对上述实施例三的简化，该实施例六也只实现“上行接收质量超高时调高下行发射功率”机制。
在本实施例六中，如果UILPC开关的状态为0，则第k个时隙的P(k)为P(k-1)+Ptpc(k)+Pbal(k)；否则，在第m个帧中的第k个时隙的下行发射功率P(15*m+k)为P(15*m+k-1)+Ptpc(15*m+k)+Pbal(15*m+k)+Pun(15*m+k)。其中Pun(15*m+k)根据以下公式(11′)获得Pun(15*m+k)=+ΔTPCif Ulest(m-1)=1and1⇐k<Z0else---(11′)]]>上述公式(11′)中，Z为一预先设置的整数值，其范围为0到15，其中Ulest(m-1)为第m-1个帧的下行发射功率调整请求，其值根据以下公式(12′)获取Ulest(m-1)=+1ifΔsumulTPC(m-1)<TPC_Sum_NegLimit0else---(12′)]]>
上述公式(12′)中，ΔsumulTPC(m-1)为第m-1个帧的上行TPC命令字的累加值，TPC_Sum_NegLimit为一预先设置的TPC超低累加门限，TPC_Sum_PosLimit为一预先设置的TPC超高累加门限，其值的设置范围为-15至0。所述的ΔsumulTPC(m-1)根据上述公式(13)获取本实施例六中，上行质量判决模块与图7和图8所示的上行质量判决模块的结构相同，只是判决器402判决条件不同，判决器402的判决条件为如果输入值小于TPC_Sum_NegLimit，则输出的Ulest(k)为+1，否则，输出的Ulest(k)为0。
上述实施例四、实施例五和实施例六只实现“上行接收质量超高时调高下行发射功率”机制，利用上述方法也可只实现“上行接收质量超低时降低下行发射功率”机制，只需将判决器402的判决条件改为如果输入值大于TPC_Sum_PosLimit，则输出的Ulest(k)为-1，否则，输出的Ulest(k)为0；将判决器404的判决条件改为如果输入值大于Power_Adjust_NegLimit，则输出-1；否则，输出0。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种获取基站系统下行发射功率的方法，其特征在于，该方法包括a、基站接收用户终端发送的上行信息，解调该上行信息中包括的下行TPC命令，获得该下行TPC命令的命令字，并对上行接收质量进行评估，获得上行TPC命令字，再根据所述下行TPC命令字和所述上行TPC命令字生成下行发射功率调整量；b、根据下行功率平衡算法获取下行发射功率调整量，将该由下行功率平衡算法得到的下行发射功率调整量、所述由步骤a生成的下行发射功率调整量、以及上一个时隙的下行发射功率相加，得到当前时隙的基站下行发射功率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据下行TPC命令字和上行TPC命令字生成下行发射功率调整量的具体步骤为a11、根据所述下行TPC命令字的值获取下行TPC命令字所要求的下行发射功率调整量；a12、将当前时隙前设定时间内的所有上行TPC命令字值进行累加，根据累加值获得一下行发射功率调整请求；将该下行发射功率调整请求的值乘以一功控步长，得到根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量；a13、将所述根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量与所述下行TPC命令字所要求的下行发射功率调整量相加，得到根据所述下行TPC命令字和所述上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤a12后，进一步包括a121、将当前时隙根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量与当前时隙前设定时间内的所有时隙中根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量相加，得到一累加值；a122、对上一步骤得到的累加值进行大小判断，如果该累加值小于预先设定的最高下行发射功率调整量，且大于预先设定的最低下行发射功率调整量，则步骤a12中得到的根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量的值保持不变；否则，将步骤a12中得到根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量的值置为零。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据下行TPC命令字和上行TPC命令字生成下行发射功率调整量的具体步骤为a21、将当前时隙前设定时间内的所有上行TPC命令字值进行累加，根据累加值获得下行发射功率调整请求；a22、将所述下行发射功率调整请求的值与所述下行TPC命令字的值进行三态逻辑“或”操作，并将操作结果乘以功控步长，得到的值为所述根据下行TPC命令字和上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤a21后，进一步包括a211、将当前时隙前设定时间内的所有时隙中根据上行TPC命令字生成的下行发射功率调整量相加，得到一累加值；a212、将所述下行发射功率请求乘以功控步长，得到的积与上述的累加值相加，得到一和值；a213、对所述的和值进行大小判断，如果该和值小于预先设定的最高下行发射功率调整量，且大于预先设定的最低下行发射功率调整量，则步骤a21中获得的下行发射功率调整请求的值保持不变；否则，将步骤a21中获得的下行发射功率调整请求值置为零。
6.如权利要求2、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述的设定时间为若干个连续的时隙。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a之后，进一步包括判断预先设置的联合内环功控算法开关的状态，如果该开关为开状态，则执行步骤b；否则，根据下行功率平衡算法获取下行发射功率调整量，将该由下行功率平衡算法得到的下行发射功率调整量、所述步骤a中根据下行TPC命令字生成的下行发射功率调整量、以及上一个时隙的下行发射功率相加，得到当前时隙的基站下行发射功率。
8.如权利要求2、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述根据当前时隙前设定时间内的所有上行TPC命令字值的累加值获得下行发射功率调整请求的具体过程包括如果所述的累加值小于预先设定的上行TPC命令字超低累加门限，则生成用于调高下行发射功率的调整请求，如果所述的累加值大于预先设定的上行TPC命令字超高累加门限，则生成用于降低下行发射功率的调整请求，否则，生成零调整量的调整请求。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的用于调高下行发射功率的调整请求的值为+1，所述用于降低下行发射功率的调整请求的值为-1，所述零调整量的调整请求的值为零。
10.如权利要求2、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述根据当前时隙前设定时间内的所有上行TPC命令字值的累加值获得下行发射功率调整请求的具体过程包括如果所述的累加值小于预先设定的上行TPC命令字超低累加门限，则生成用于调高下行发射功率的调整请求，否则，生成零调整量的调整请求。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的用于调高下行发射功率的调整请求的值为+1，所述用于降低下行发射功率的调整请求的值为-1，所述零调整量的调整请求的值为零。
12.如权利要求2、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述根据当前时隙前设定时间内的所有上行TPC命令字值的累加值获得下行发射功率调整请求的具体过程包括如果所述的累加值大于预先设定的上行TPC命令字超高累加门限，则生成用于降低下行发射功率的调整请求，否则，生成零调整量的调整请求。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述的用于调高下行发射功率的调整请求的值为+1，所述用于降低下行发射功率的调整请求的值为-1，所述零调整量的调整请求的值为零。
14.如权利要求2、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述将当前时隙前设定时间内的所有上行TPC命令字进行累加的具体过程包括a31、将每个上行TPC命令字的值乘以2，再将得到的积减去1；a32、将经过上一步骤处理后的所有上行TPC命令字的值相加，得到的值为累加值。
全文摘要
本发明公开了一种获取基站系统下行发射功率的方法，该方法包括1)基站接收用户终端发送的上行信息，解调该上行信息中包括的下行TPC命令，获得该下行TPC命令的命令字，并对上行接收质量进行评估，获得上行TPC命令字，再同时根据所述下行TPC命令字和所述上行TPC命令字生成下行发射功率调整量；2)根据下行功率平衡算法获取下行发射功率调整量，将该由下行功率平衡算法得到的下行发射功率调整量、所述由步骤1生成的下行发射功率调整量、以及上一个时隙的下行发射功率相加，得到当前时隙的下行发射功率，根据该下行发射功率控制基站下行发射功率。利用该方法可使当用户终端处于软切换区时，节省发射功率，提高基站系统的稳定性和上下行容量。
文档编号H04B7/005GK1705246SQ200410042499
公开日2005年12月7日 申请日期2004年5月25日 优先权日2004年5月25日
发明者施锐, 王成毅, 蔡华 申请人:华为技术有限公司