基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法及裝置的製作方法
2023-09-19 17:44:05 2
專利名稱：基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於通信技術領域，特別是涉及一種基於eMBMS (Evolved MultimediaBroadcast Multicast Service,增強型多媒體廣播/多播)的寬帶數字集群通信系統的下行鏈路的功率控制方法及裝置。
背景技術：
LTE (Long Term Evolution,長期演進)是 3GPP(Third Generation PartnershipProject，第三代移動通信系統合作項目)定義的下一代移動寬帶網絡標準。採用OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復用)技術並引A MIMO (Multiple-1nput Multiple-Out-put,多輸出多輸出)等技術；同時能夠支持
1.25-20MHZ帶寬，極大提高峰值數據速率和系統容量；扁平化的網絡結構增強了調度和無線資源控制效率，縮短了接續時延。MBMS (Multimedia Broadcast Multicast Service,多媒體廣播多播業務)業務在第三代移動通訊系統已經支持，架構於第四代移動通訊LTE系統中eMBMS業務被業界看作非常有應用場景的一項業務。其實現方式是具有視頻功能的智能終端通過PMCH(Physicalmulticast channel,物理組播信道)接收廣播/組播形式的數字音/視頻業務。對eMBMS業務實現和組網方式，3GPP協議給出了完整的技術支撐。集群通信系統是為了滿足行業用戶指揮調度需求而開發的、面向特定行業應用的專用無線通信系統，系統中無線用戶可共享無線信道，以指揮調度為主體應用，是一種多用途、高效能的無線通信系統，並具備特有的組呼功能以及快速呼叫的特性。集群通信系統在政府部門、公共安全、應急通信、電力、民航、石油化工和軍隊等領域有著廣泛的應用市場。集群通信系統在技術上也將向系統IP化、業務多樣化、數據寬帶化、終端多模化的方向發展。從具體的應用角度來看，主要體現在高速數據、視頻以及構建於此基礎之上的多種應用。因此，集群通信系統需要具備高效的指揮調度特性，並且要求網絡具有高可靠性和安全性。根據集群業務特性，下行鏈路是廣播發射，集群業務的非話權用戶隨機散落不同小區內，距離遠近也是隨機的。下行鏈路發射功率面向小區隨機散落用戶是全向發射的，傳統的功率控制方法無法起作用。因此有必要尋求一種新的技術方案，對基於eMBMS的數字集群系統的下行鏈路功率進行有效控制。
發明內容
本發明提供一種基於eMBMS的數字集群系統的下行鏈路功率控制方法及裝置，以解決傳統的功率控制方法無法實現對基於eMBMS的數字集群系統下行功率進行有效控制的問題。本發明提供一種基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法，包括:
將單頻網劃分為N個功率區域，並且為每個功率區域設置一個初始發送功率，各功率區域對應的所述初始發送功率按照從小區中心區到小區邊緣區依次增加，N為大於等於2的整數；根據用戶在各個功率區域中的分布情況，確定下行鏈路初始發送功率。進一步地，用戶在各個功率區域中的分布情況，是按照如下方法獲取的:根據用戶的接收功率測量信息，得到用戶的路損；根據用戶的路損，得到用戶在各個功率區域中的分布情況。進一步地，根據用戶在各個功率區域中的分布情況，確定下行鏈路初始發送功率，採用的方法可以為:以用戶比例最高的功率區域對應的所述初始發送功率作為下行鏈路初始發送功率。進一步地，根據用戶在各個功率區域中的分布情況，確定下行鏈路初始發送功率，採用的方法還可以為:以有實際用戶分布且距離小區中心最遠的功率區域對應的所述初始發送功率作為下行鏈路初始發送功率。進一步地，根據用戶在各個功率區域中的分布情況，確定下行鏈路初始發送功率，採用的方法還可以為:將各功率區域的用戶比例從小區中心區到邊緣區依次累加，當累加值滿足需求的用戶比例時，以所累加的最後一個功率區域對應的初始發送功率作為下行鏈路初始發送功率。進一步地，根據用戶在各個功率區域中的分布情況，確定下行鏈路初始發送功率，是在 MCE(Mult1-cell/multicast Coordination Entity,多小區 / 多播協調實體)或者eNodeB(演進型基站)中實現的。更進一步地，本發明所述基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法還包括:根據所述下行鏈路初始發送功率對應的功率區域中用戶最大路損的變化，對下行鏈路發送功率進行調整。本發明還提供了一種基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制裝置，包括:功率區域劃分模塊，用於將單頻網劃分為N個功率區域，並且為每個功率區域設置一個初始發送功率，N為大於等於2的整數；下行功率確定模塊，用於根據用戶在各個功率區域中的分布情況，確定下行鏈路初始發送功率。進一步地，所述下行功率確定模塊具體用於，以用戶比例最高的功率區域對應的所述初始發送功率作為下行鏈路初始發送功率。進一步地，所述下行功率確定模塊具體用於，以有實際用戶分布且距離小區中心最遠的功率區域對應的所述初始發送功率作為下行鏈路初始發送功率。進一步地，所述下行功率確定模塊具體用於，將各功率區域的用戶比例從小區中心區到邊緣區依次累加，當累加值滿足需求的用戶比例時，以所累加的最後一個功率區域對應的初始發送功率作為下行鏈路初始發送功率。進一步地，所述基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制裝置還包括功率調整模塊，該模塊用於根據所述下行鏈路初始發送功率對應的功率區域中用戶最大路損的變化，對下行鏈路發送功率進行調整。本發明有益效果如下:本發明通過將單頻網劃分為兩個以上的功率區域，並為每個功率區域設置一個滿足該功率區域要求的初始發送功率，然後根據用戶在各功率區域中的分布情況來確定下行鏈路的初始發送功率，並根據用戶最大路損的變化對下行鏈路的發送功率進行微調，獲得更加精確的下行鏈路發送功率值。採用本發明技術方案，能夠快速獲得集群業務PMCH信道下行鏈路的初始發送功率，並且能有效跟蹤用戶的功率變化，適應集群用戶下行廣播發送的要求，提高了集群通信系統的性能，提升了用戶體驗，降低了小區間幹擾。
圖1為本發明實施例的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法流程圖；圖2為本發明實施例的單頻網區域劃分和功率分配示意圖；圖3為本發明實施例的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制裝置結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖以及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不限定本發明。方法實施例根據本發明的實施例，提供了一種基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法，該方法基於eMBMS的集群系統單頻網設計，將單頻網劃分為兩個以上功率區域，每個功率區域對應一類下行發送功率等級。無線網絡側通過集群組內用戶反饋的測量值(該測量值可以是終端上報的下行路損值，也可以是終端測得的接收功率值)，獲得在PMCH信道上集群業務用戶在各個區域中的功率測量值的分布情況，通過不同場景的功率控制策略，獲得PMCH信道的下行鏈路初始功率值，然後通過控制集群業務用戶周期性或者事件觸發的上報測量值，按照一定評估周期，綜合評估用戶的概率分布，調整PMCH信道下行發送的功率值。圖1是本發明實施例的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法的流程圖，如圖1所示，本發明基於eMBMS集群系統的區域分配下行鏈路功率控制方法，具體包括如下步驟:步驟S101，單頻網組網後，將單頻網覆蓋區域劃分為若干個功率區域，每個區域對應一類功率等級，每類功率等級對應一個功率範圍，功率範圍包括此類功率等級對應的最大發送功率、最小發送功率和初始發送功率。功率等級對應的功率按照從小區中心區到小區邊緣區依次增加，例如各功率區域對應的初始發送功率按照從小區中心區到小區邊緣區依次增加，這是因為小區中心可以較低的發送功率發送，用戶就能夠正常接收，而小區邊緣需要用較大功率發送，邊緣用戶才能正確接收。將功率區域的劃分保存為功率區域分布表。步驟S102，集群業務會話初始建立時，使用小區最大發送功率發送，保證所有用戶都能夠正確接收業務信號。小區最大發送功率一般設置為滿足小區邊緣用戶的發送功率。
步驟S103，無線網絡側控制集群用戶周期性或者事件性觸發反饋接收功率測量結果，單頻網eNodeB接收用戶上報的測量值，並且上報給單頻網MCE。MCE匯總集群業務用戶的測量值，通過測量值獲得用戶在單頻網的區域分布表。步驟S104，無線網絡側按照評估周期，對偵聽某一物理組播信道上的用戶上報的測量結果進行匯總評估，根據得到的用戶在單頻網的區域分布表，確定PMCH信道的下行初始發送功率。該實施例中，提供了三種具體方案來根據用戶分布表確定PMCH信道的下行初始發送功率。第一種方案為:計算在整個單頻網內，集群業務用戶在每個功率區域的用戶分布比例，以用戶比例最高的功率區域對應的初始發送功率作為PMCH信道的下行初始發送功率。第二種方案為:如果需要滿足所有用戶都能正確接收，則選擇有集群用戶實際分布且距離小區中心最遠的功率區域的初始發送功率作為下行發送功率。第三種方案為:如果需要滿足一定比例用戶的需求，即保證一定比例用戶能夠正確接收下行數據，則將各功率區域的用戶分布比例從小區中心區到小區邊緣區依次累加，選擇累加值大於等於需求比例時所累加的最後一個功率區域的初始發送功率作為下行發送功率。步驟S105，根據上行周期或者事件觸發反饋的測量值，判斷用戶在單頻網的分布變化情況，並微調下行發送功率。如果依照上述三種方案，下行鏈路初始發送功率對應的功率區域未發生改變，即根據第一種方案，用戶比例最高的功率區域未發生變化；根據第二種方案，有集群用戶實際分布且距離小區中心的功率區域未變；根據第三種方案，累加值大於等於需求比例時所累加的最後一個功率區域未變，則根據下行鏈路初始發送功率對應的功率區域中用戶最大路損的變化，對下行鏈路發送功率進行微調。如果路損值增加一個步長，則下行發送功率也相應增加一個步長的功率，如果路損值減少一個步長，則下行發送功率也相應減少一個步長的功率。如果下行鏈路初始發送功率對應的功率區域發生了改變，則根據步驟S104的方法重新計算下行發送功率。下面以將單頻網分為三個功率區域為實例，並結合附圖和兩個具體實例對本發明方法做進一步詳細說明。圖2為本發明實施例的單頻網區域劃分和功率分配示意圖，如圖2所示，I個由7個小區組成的單頻網，其中每個小區按照用戶發送的功率範圍劃分為三個功率區域:中心區，中間區和邊緣區。每個區域對應一類發送功率，中心區為發送功率A類，中間區為發送功率B類，邊緣區為發送功率C類。三個功率從大到小排列為C> B >A。在每類發送功率中又分別設置此類發送功率的初始發送功率、最小發送功率和最大發送功率，其中初始發送功率是介於最大發送功率和最小發送功率之間的任意值，例如可以是最大發送功率減3dB，或者最小發送功率加3dB，根據實際組網情況具體確定。eNodeB匯總所有集群用戶或者按照反饋要求反饋的集群用戶測量信息，並且傳給MCE, MCE計算出PMCH信道上面承載的用戶在單頻網中的分布區域，根據不同應用場景，選擇一種基於區域分配的功率控制方法。實施例1對於集中式集群業務的場景，MCE判斷PMCH信道上承載的所有用戶在單頻網中只會佔用一個或者兩個小區，此時MCE通過控制信令通知eNodeB，由eNodeB獨自完成PMCH信道的功率控制。如圖2所示的單頻網7個小區中，如果用戶只是集中分布在其中的一個小區，則考慮到單頻網eNodeB的節能，並且一個小區的發送能夠滿足用戶的接收需求，則只將有集群用戶的小區進行下行功率的發送，而其他6個小區此PMCH信道上面不發送功率。該實施例中，本發明方法的具體實施步驟如下:S1:將每個小區劃分為三個功率區域，即中心區、中間區和邊緣區，如上所述發送功率分別為A、B和C。在開環發送時，開環初始發送的功率為D。此四個功率從大到小排列為D彡C > B > A。對於A、B、C類功率分別設置最大發送功率、最小發送功率和初始發送功率。S2:集群業務會話初始建立時，下行使用開環初始發送功率D，保證所有集群用戶都能夠正確接收。S3:根據PMCH信道上面承載的集群用戶反饋的測量信息，得到集群用戶的路損，進而判斷用戶集中屬於小區的哪個功率區域，即哪個功率區域的用戶比例最大。若用戶集中處於中心區，轉入S3.1，若用戶集中處於邊緣區，轉入S3.2，否則，轉入S3.3。S3.1:用戶集中處於中心區，採用A類中的初始發送功率發送；S3.2:用戶集中處於邊緣區，採用C類中的初始發送功率發送；S3.3:用戶集中處 於中間區，採用B類中的初始發送功率發送；S4:當用戶連續M幀 集中處於相同的功率區域，依照該功率區域中集群用戶測量信息中反饋的最大路損微調功率，M為大於等於2的整數，具體包括:S4.1:集群用戶最大路損增加時，將發送功率增加delta(功率調整步長)1，功率增加值由實際情況確定；S4.2:集群用戶最大路損減少時，將發送功率減少delta2，功率減少值由實際情況確定；S4.3:當調整後功率大於該功率區域的最大發送功率時，以該功率區域的最大發送功率發送；當調整後功率小於該功率區域的最小發送功率時，以該功率區域的最小發送功率發送。S5:通過集群用戶周期或者事件觸發上報測量信息，重複步驟S3和S4獲得PMCH信道的下行發送功率。實施例2對於分散式集群業務的場景，集群用戶分散在單頻網的多個小區中，此時MCE匯總PMCH信道上面的用戶在所有小區的分布情況，並且統計每個功率區域的用戶個數，並根據用戶在各功率區域的分布情況確定PMCH信道的下行發送功率，MCE將此功率值映射為功率索引，發給各個eNodeB。該實施例中，本發明方法的具體實施步驟如下:S1:將小區組劃分為三個區域，即中心區、中間區和邊緣區。每個區域對應一類發送功率，其中，中心區為發送功率A類，中間區為發送功率B類，邊緣區為發送功率C類。在開環發送時，開環初始發送的功率為D。此四個功率從大到小排列為D > C > B > A。對於A、B、C類功率分別設置最大發送功率、最小發射功率和初始發送功率。S2:集群業務會話初始建立時，下行使用開環初始發送功率D，保證所有集群組用戶都能夠正確接收和解析出下行PMCH信道上面承載的數據。S3:eNodeB接收集群用戶反饋測量信息，並發給MCE匯總，MCE根據集群用戶反饋的測量信息，計算出所有用戶在小區中的功率區域分布圖；S4:通過PMCH信道上承載的用戶在不同功率區域的分布情況，綜合算出PMCH信道的下行發送功率，具體包括:S4.1:將PMCH信道承載的單頻網所有小區的用戶按照功率區域進行累加，分別得到單頻網各個功率區域的總的用戶數；S4.2:根據實際需要，選擇如下三種方案之一確定PMCH信道的下行初始發送功率:第一種方案:以用戶數最多的功率區域的初始發送功率作為PMCH信道的下行初始發送功率；第二種方案為:如果需要滿足所有用戶都能正確接收，則選擇有集群用戶實際分布且距離小區中心最遠的功率區域的初始發送功率作為下行發送功率。第三種方案為:如果需要滿足一定比例用戶的需求，即保證一定比例用戶能夠正確接收下行數據，則將各功率區域的用戶分布比例從小區中心區到小區邊緣區依次累加，選擇累加值大於等於需求比例時所累加的最後一個功率區域的初始發送功率作為下行發送功率。S4.3:當集群用戶連續M幀集中處於相同的功率區域，依照該功率區域中集群用戶測量信息中反饋的最大路損微調功率，M為大於等於2的整數，具體包括:S4.3.1:集群用戶最大路損增加時，將發送功率增加delta(功率調整步長)1，功率增加值由實際情況確定;S4.3.2:集群用戶最大路損減少時，將發送功率減少delta2，功率減少值由實際情況確定；S4.3.3:當調整後功率大於該功率區域的最大發送功率時，以該功率區域的最大發送功率發送；當調整後功率小於該功率區域的最小發送功率時，以該功率區域的最小發送功率發送。S5:通過集群用戶周期或者事件觸發上報測量信息，重複S3和S4獲得PMCH信道的下行發送功率。裝置實施例根據本發明的實施例，提供了一種基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制裝置，圖3是本發明實施例的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制裝置的結構示意圖，如圖3所示，根據本發明實施例的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制裝置包括功率區域劃分模塊301和下行功率確定模塊302和功率調整模塊303。以下對本發明實施例的各個模塊進行詳細的說明。具體地，功率區域劃分模塊301用於將單頻網劃分為N個功率區域，並且為每個功率區域設置一個初始發送功率，N為大於等於2的整數。
下行功率確定模塊302用於根據用戶在各個功率區域中的分布情況，確定下行鏈路初始發送功率。此模塊在MCE或者eNodeB中執行。根據實際需要，下行功率確定模塊302選擇如下三種方案之一確定PMCH信道的下行初始發送功率:第一種方案:以用戶數最多的功率區域的初始發送功率作為PMCH信道的下行初始發送功率；第二種方案為:如果需要滿足所有用戶都能正確接收，則選擇有集群用戶實際分布且距離小區中心最遠的功率區域的初始發送功率作為下行發送功率。第三種方案為:如果需要滿足一定比例用戶的需求，即保證一定比例用戶能夠正確接收下行數據，則將各功率區域的用戶分布比例從小區中心區到小區邊緣區依次累加，選擇累加值大於等於需求比例時所累加的最後一個功率區域的初始發送功率作為下行發送功率。功率調整模塊303用於根據下行鏈路初始發送功率對應的功率區域中用戶最大路損的變化，對下行鏈路發送功率進行調整。如果依照上述三種方案，下行鏈路初始發送功率對應的功率區域未發生改變，即根據第一種方案，用戶比例最高的功率區域未發生變化；根據第二種方案，有集群用戶實際分布且距離小區中心的功率區域未變；根據第三種方案，累加值大於等於需求比例時所累加的最後一個功率區域未變，則根據下行鏈路初始發送功率對應的功率區域中用戶最大路損的變化，對下行鏈路發送功率進行微調。如果路損值增加一個步長，則下行發送功率也相應增加一個步長的功率，如果路損值減少一個步長，則下行發送功率也相應減少一個步長的功率。儘管為示例目的，已經公開了本發明的優選實施例，本領域的技術人員將意識到各種改進、增加和取代也是可能的，因此，本發明的範圍應當不限於上述實施例。
權利要求
1.一種基於增強型多媒體廣播/多播eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法，其特徵在於，包括: 將單頻網劃分為N個功率區域，並且為每個功率區域設置一個初始發送功率，各功率區域對應的所述初始發送功率按照從小區中心區到小區邊緣區依次增加，N為大於等於2的整數； 根據用戶在各個功率區域中的分布情況，確定下行鏈路初始發送功率。
2.如權利要求1所述的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法，其特徵在於，用戶在各個功率區域中的分布情況，是按照如下方法獲取的: 根據用戶的接收功率測量信息，得到用戶的路損； 根據用戶的路損，得到用戶在各個功率區域中的分布情況。
3.如權利要求1所述的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法，其特徵在於，根據用戶在各個功率區域中的分布情況，確定下行鏈路初始發送功率，採用的方法為: 以用戶比例最高的功率區域對應的所述初始發送功率作為下行鏈路初始發送功率。
4.如權利要求1所述的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法，其特徵在於，根據用戶在各個功率區域中的分布情況，確定下行鏈路初始發送功率，採用的方法為: 以有實際用戶分布且距離小區中心最遠的功率區域對應的所述初始發送功率作為下行鏈路初始發送功率。
5.如權利要求1所述的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法，其特徵在於，根據用戶在各個功率區域中的分布情況，確定下行鏈路初始發送功率，採用的方法為:` 將各功率區域的用戶比例從小區中心區到邊緣區依次累加，當累加值滿足需求的用戶比例時，以所累加的最後一個功率區域對應的初始發送功率作為下行鏈路初始發送功率。
6.如權利要求1所述的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法，其特徵在於，根據用戶在各個功率區域中的分布情況，確定下行鏈路初始發送功率，是在多小區/多播協調實體MCE或演進型基站eNodeB中實現的。
7.如權利要求1至6中任一項所述的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法，其特徵在於，還包括步驟: 根據所述下行鏈路初始發送功率對應的功率區域中用戶最大路損的變化，對下行鏈路發送功率進行調整。
8.一種基於增強型多媒體廣播/多播eMBMS的數字集群系統下行功率控制裝置，其特徵在於，包括: 功率區域劃分模塊，用於將單頻網劃分為N個功率區域，並且為每個功率區域設置一個初始發送功率，N為大於等於2的整數； 下行功率確定模塊，用於根據用戶在各個功率區域中的分布情況，確定下行鏈路初始發送功率。
9.如權利要求8所述的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制裝置，其特徵在於，所述下行功率確定模塊具體用於，以用戶比例最高的功率區域對應的所述初始發送功率作為下行鏈路初始發送功率。
10.如權利要求8所述的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制裝置，其特徵在於，所述下行功率確定模塊具體用於，以有實際用戶分布且距離小區中心最遠的功率區域對應的所述初始發送功率作為下行鏈路初始發送功率。
11.如權利要求8所述的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制裝置，其特徵在於，所述下行功率確定模塊具體用於，將各功率區域的用戶比例從小區中心區到邊緣區依次累力口，當累加值滿足需求的用戶比例時，以所累加的最後一個功率區域對應的初始發送功率作為下行鏈路初始發送功率。
12.如權利要求8至11中任一項所述的基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制裝置，其特徵在於，還包括功率調整模塊，該模塊用於根據所述下行鏈路初始發送功率對應的功率區域中用戶最大路損的變化， 對下行鏈路發送功率進行調整。
全文摘要
本發明公開了一種基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制方法，該方法包括將單頻網劃分為N個功率區域，並且為每個功率區域設置一個初始發送功率，各功率區域對應的所述初始發送功率按照從小區中心區到小區邊緣區依次增加，N為大於等於2的整數；根據用戶在各個功率區域中的分布情況，確定下行鏈路初始發送功率；根據用戶最大路損的變化，對下行鏈路發送功率進行微調。藉助於本發明的技術方案，能夠快速確定集群業務下行鏈路的初始發送功率，並且能有效跟蹤用戶的功率變化，提升了用戶體驗。本發明還公開了一種基於eMBMS的數字集群系統下行功率控制裝置，包括功率區域劃分模塊、下行功率確定模塊和功率調整模塊。
文檔編號H04W52/34GK103118423SQ20111036465
公開日2013年5月22日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者高揚, 楊兵, 黃佩, 周玉芬 申請人:中興通訊股份有限公司