碼分多址集群通信系統前向功率控制的方法
2023-11-02 06:59:17 1
專利名稱：碼分多址集群通信系統前向功率控制的方法
技術領域：
本發明涉及集群通信技術，具體地說，涉及碼分多址集群通信系統前向功率控制的方法。
背景技術：
碼分多址(CDMA)標準屬於3G系統標準體系之一，目前已經在多個國家商用，為終端提供語音和高速分組數據服務，單個基站能夠支持的終端數目受到碼資源、功率等條件的限制。
CDMA集群通信系統是一種對現有的CDMA網絡升級以實現專用調度業務的通信系統，一方面可以使多個集群終端共享無線資源，提高無線蜂窩系統的容量，另一方面，集群系統可提供的集群功能能夠滿足一部分特殊終端的特殊要求。CDMA集群通信系統的全體終端共用系統所具有的全部可用信道，即系統內的任一終端想要和系統內另一終端通話，只要有空閒信道，就可以在中心控制臺的控制下，利用空閒信道進行通話。
在CDMA系統中，終端的前向業務信道與反向業務信道成對建立，每個激活終端對應一前向業務信道與反向業務信道，基站分別對每個終端各自的前向業務信道進行功率控制，互不幹擾。前向功控過程是每個終端通過反向業務信道發送前向功率控制信息到基站，基站按照反向業務信道發送來的前向功控信息，對已經建立的當前反向業務信道對應的前向業務信道發送功率進行調整。
在CDMA集群通信系統中，由於多個集群終端共享一個前向共享信道(為區別於CDMA中的前向業務信道，將多個集群終端共享的一個前向業務信道稱為前向共享信道)，基站無法分別對每個集群終端各自的前向業務信道進行功率控制。因此CDMA系統中前向功率控制的方法無法直接應用在CDMA集群系統中。並且，由於CDMA系統屬於自幹擾系統，受網絡規劃和其他一些因素的影響，基站子系統前向功率資源是有限的，如果所有在當前小區下的集群組都按照處在網絡邊緣的集群終端可以正確接收的前向功率值發送，系統前向功率會很快飽和，嚴重影響集群終端的容量，也對當前CDMA系統中的正常終端使用造成一定的影響。
發明內容
本發明的目的在於提供一種碼分多址集群通信系統前向功率控制的方法，以在CDMA系統中增加集群功能時，在一個前向共享信道對應多個終端的情況下進行前向功率控制。
一種碼分多址集群通信系統前向功率控制的方法，該方法包括確定基站的基本發射功率，在集群終端建立前向共享信道後，從所述基本發射功率開始，按照保證當前集群組內所有集群終端正確接收的情況調整該當前集群組前向共享信道發射功率值。
所述調整前向共享信道的發射功率值包括，集群組內每個集群終端同時監聽來自其前向共享信道的功率控制信息，判斷當前前向共享信道的發射功率值是否滿足要求，如果不滿足，則通過反向信道上報前向功率調整申請，基站根據前向功率調整申請中的參數判決出最差終端，確定當前前向共享信道功率值調整步長，調整當前前向共享信道的發射功率值，否則將當前前向共享信道的發射功率值降低一步長。
所述調整前向共享信道的發射功率值還可包括，集群組內每個集群終端將當前前向功率控制信息發送至基站，每隔一定時間間隔，基站根據所述當前前向功率控制信息判斷是否有任一集群終端期望增加前向共享信道的發射功率值，如果是則增加前向共享信道的發射功率值，否則降低前向共享信道的發射功率值。
本發明解決了集群終端共享前向業務通道的情況下，不僅使處於網絡邊緣的集群終端能夠正確接收前向共享信道的內容，並且在接收狀況最差的終端正確接收的條件下，通過從基本發射功率開始降低前向共享信道的發射功率值，減小了基站前向功率資源的消耗，提高系統容量。從而解決了在集群組比較多的情況下，浪費基站前向功率資源的情況非常嚴重、制約基站能夠支持最大集群組數目的瓶頸問題。
圖1為本發明實現集群終端前向功率控制的示意圖。
圖2為當前集群組內所有集群終端上報前向功率調整申請的示意圖。
圖3為在無前向功率調整申請上報的情況下直接降低前向共享信道的發射功率值時，基站信號覆蓋區域變化示意圖。
圖4表示了集群終端在兩個基站重疊覆蓋區域移動時的情況。
具體實施例方式
由於在CDMA系統中前向功率控制的方法是針對系統的每個終端分別進行調整的，相互之間不影響，而CDMA集群系統中集群終端共享前向業務信道，無法對每個集群終端分別進行前向功率控制調整，因此CDMA系統中前向功率控制的方法無法直接應用在CDMA集群系統中。
由於集群終端和普通終端的分布模型不同，很多情況下，集群終端在全網內都不是均勻分布的，如果當前集群終端距離基站比較近，信道狀況都比較好，通過前向功率控制，可以大幅度地降低前向共享信道的發射功率，節省前向功率資源，從而提高系統的前向容量。因此，為滿足當前集群組內所有集群終端可以正確地接收到前向共享信道的信息，其前向功率控制可以按照當前集群組內狀況最差的集群終端的情況來進行調整。
實施例1參見圖1所示，圖1為本發明實現集群終端前向功率控制的示意圖。具體過程如下
步驟101，確定基站的基本發射功率。在當前集群組的前向共享信道剛剛建立時，由於在本集群組服務的區域內，網絡側並不知道當前集群終端的分布情況，因此，剛開始時按照小區邊緣的當前集群組內所有集群終端可以接收到前向共享信道的信息來確定基本發射功率。通常，基本發射功率可按照網絡設計時基站發射功率覆蓋的小區半徑時的值確定。
步驟102，建立完成前向共享信道後，當前集群組的所有集群終端同時監聽來自本集群組的前向共享信道的信息，判斷來自當前集群組前向共享信道的誤幀率(FER)是否大於某個指定值，以獲知當前前向共享信道的發射功率值是否能保證集群終端能夠正確地接收，如果是，則執行步驟103，否則，執行步驟104。
上述指定值可按協議規定，例如CDMA前向業務信道的目標誤幀率FER＝1％，也可根據集群終端的優先級的不同或其他一些原因設置。
上述獲知當前前向共享信道的發射功率值是否能保證集群終端能夠正確地接收也可根據其他參數來判斷，例如，根據前向幀循環冗餘校驗(CRC)是否正確、或前向幀是否是好幀、或由誤幀率計算出的信噪比(Eb/Nt)是否滿足集群終端設定的目標信噪比來判斷。
步驟103，集群終端上報前向功率調整申請。具體為集群終端通過反向信道將用戶標識、當前FER、接收信號靈敏度(RSSI)、接收信號實際碼片能量與功率普密度的比值(Ec/Io)以及該集群終端目標Ec/Io等值發送到基站，基站統計在一段時間內收到所有該集群組終端上報的參數，經過一定的算法，對多個集群終端做綜合比較，判斷出接收狀況最差集群終端，在滿足情況最差集群終端的前向共享信道功率要求前提下，確定前向功控調整步長。步長由最差集群終端提供的共享信道前向功率控制參數經過計算得到。
此處的反向信道可以是反向基本信道(R-FCH)，反向專用控制信道(R-DCCH)，反向公共控制信道(R-CCCH)，也可以是反向接入信道(R-ACH)或反向增強接入信道(R-EACH)。上報前向功率調整申請的集群終端可以是當前集群組內所有集群終端，如圖2所示；也可以是需要調整前向功率的集群終端。
上述判斷出接收狀況最差集群終端可採用如下方法首先，基站計算上報的前向功率調整申請中攜帶的終端目標Ec/Io與實際Ec/Io的差值，然後在所有上報集群終端中選出差值最大的集群終端，作為最差集群終端處理。
上述前向功率調整申請所攜帶的參數可根據系統中實際需要增加或刪除部分參數。
步驟104，按照一定的時間間隔，對前向共享信道進行功率調整，從最初剛建立的基本發射功率開始，每次將前向共享信道的發射功率值降低一個步長。此處，每次降低的步長大小可根據當前網絡的情況、本集群組的優先級以及本組內集群終端的數目和密度來動態確定。
如圖3所示，假設基站的覆蓋半徑為R1，剛開始建立集群組時，基站系統並不清楚在本小區內的集群終端分布情況，因此初始基本發射功率的覆蓋範圍為R1，一段時間內，如果該小區內無集群終端發起前向功率調整申請，基站控制前向共享信道的發射功率值降低一個步長，對應於圖3表示的前向功率所覆蓋半徑縮小，變為R2。如果再經過一段時間還沒有集群終端發起前向功率調整申請，基站控制前向共享信道的發射功率值在當前發射功率的基礎上再降低一個步長，對應於圖3表示的前向功率所覆蓋半徑再降低一些，變為R3，依次類推。
對於處於切換邊緣的集群終端，需要通過基站判斷是否忽略當前集群終端上報的前向功率調整申請，即基站需要判斷此集群終端是否已經出了本小區的切換區，是否需要從本小區將此集群終端刪除。參見圖4所示，圖4表示了兩個基站重疊覆蓋區域。具體方法如下集群終端在基站1和基站2重疊區域運動，當集群終端處於A點時，集群終端接受基站1的服務，同時，通過導頻搜索，發現了基站2的導頻，當前基站2的導頻強度相對基站1的導頻強度差值大於某一個設定的值，集群終端合併來自基站1和基站2的前向共享信道的信息，如果合併後的前向幀FER集群終端不滿足條件，則發送前向功率調整申請到基站1，調整基站1的前向共享信道發送功率。
當集群終端移動到位置B時，通過導頻搜索，發現基站1和基站2兩者導頻強度的差值小於某一個設定的值，這時集群終端合併來自基站1和基站2的前向共享信道的信息，如果合併後的前向幀FER集群終端不滿足條件，則同時發送前向功率調整申請到基站1和基站2，同時調整基站1和基站2的前向共享信道發送功率。
當集群終端處於C點時，通過導頻搜索，發現基站2導頻強度與基站1的頻強度的差值大於某一個設定的值，這時集群終端合併來自基站1和基站2的前向共享信道的信息，如果合併後的前向幀FER集群終端不滿足條件，則發送前向功率調整申請到基站2，調整基站2的前向共享信道發送功率。
實施例2首先，與實施例1步驟101相同，確定基站的基本發射功率；然後，在建立前向共享信道後，每個集群終端都將前向功控信息發送到基站。由於每次功控時，基站都要收到每個終端發來的前向功控消息，而對集群終端而言，終端大多都處於只聽不說的狀態下，導致基站並不能知道當前在自己覆蓋範圍內到底有多少集群終端，在對多個集群終端的功控信息進行比較時，很可能比較不完全。因此，基站在接收到每個集群終端發來的功控信息後，設定一個時間參數，在定時時間內，基站等待更多的集群終端上報功控參數，對這些信息進行分析比較，如果有其中任一個集群終端期望增加前向共享信道的發射功率值，則增加前向共享信道的發射功率值，如果所有的集群終端都期望降低前向共享信道的發射功率值，則降低前向共享信道的發射功率值。
集群系統的之一特點是同一集群組內集群終端數目不受限，如果在當前小區內的集群終端比較多，所有的集群終端都向基站發送功控信息，會造成很大的反向幹擾，在定時時間內，基站等待更多的集群終端上報功控參數，耗費較多的反向資源，因此，實施例2的方法適用於集群組內集群終端數目較少的情形。
權利要求
1.一種碼分多址集群通信系統前向功率控制的方法，其特徵在於，該方法包括確定基站的基本發射功率，在集群終端建立前向共享信道後，從所述基本發射功率開始，按照保證當前集群組內所有集群終端正確接收的情況調整該當前集群組前向共享信道的發射功率值。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述調整當前集群組前向共享信道的發射功率值包括，集群組內每個集群終端同時監聽來自其前向共享信道的功率控制信息，判斷當前前向共享信道的發射功率值是否滿足要求，如果不滿足，則通過反向信道上報前向功率調整申請，基站根據前向功率調整申請中的參數判決出最差終端，確定當前前向共享信道的發射功率值調整步長，調整當前前向共享信道的發射功率值，否則將當前前向共享信道的發射功率值降低一步長。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述步長根據當前網絡的情況、集群組的優先級以及集群組內的終端數目和密度動態確定。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述判斷當前前向共享信道的發射功率值是否滿足要求是根據前向共享信道的誤幀率、或前向幀的循環冗餘校驗是否正確、或前向幀是否是好幀、或者由誤幀率所計算出的信噪比進行判斷。
5.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述前向功率調整申請中的參數至少包括，誤幀率、終端目標碼片能量與功率譜密度之比以及接收信號碼片能量與功率譜密度之比。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，基站根據前向功率調整申請中的參數判決出最差終端進一步包括，基站計算上報的前向功率調整申請中攜帶的終端目標碼片能量與功率譜密度之比與接收信號碼片能量與功率譜密度之比的差值，然後在所有上報終端中選出差值最大的終端，作為最差終端。
7.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述前向功率調整申請由期望增加前向共享信道的發射功率值的集群終端上報。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述調整當前集群組前向共享信道的發射功率值包括，集群組內每個集群終端將當前前向共享信道的前向功率控制信息發送至基站，每隔一定時間間隔，基站根據所述當前前向共享信道的前向功率控制信息判斷是否有任一集群終端期望增加前向共享信道的發射功率值，如果是則增加前向共享信道的發射功率值，否則降低前向共享信道的發射功率值。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括，如果集群終端處於多個基站覆蓋的重疊區域，合併來自各基站的前向共享信道的信息，判斷合併後的當前前向共享信道的發射功率值是否滿足要求，如果不滿足，則上報前向功率調整申請至導頻強度強的基站，調整該基站發射的前向共享信道的發射功率值，若各基站的導頻強度相同，則向所有覆蓋該區域的基站上報前向功率調整申請，調整所有覆蓋該區域的基站的前向共享信道的發射功率值；如果合併後的當前前向共享信道的發射功率值滿足要求，則降低前向共享信道的發射功率值。
10.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述基本發射功率根據處於小區邊緣的集群終端可以接收到信息確定。
全文摘要
本發明公開了一種碼分多址集群通信系統前向功率控制的方法，該方法包括確定基站的基本發射功率，在集群終端建立前向共享信道後，從所述基本發射功率開始，按照保證當前集群組內所有集群終端正確接收的情況調整該當前集群組前向共享信道發射功率值。本發明解決了在CDMA系統中增加集群功能時，在一個前向共享信道對應多個集群終端的情況下進行前向功率控制。
文檔編號H04W52/24GK1592172SQ03155269
公開日2005年3月9日 申請日期2003年8月27日 優先權日2003年8月27日
發明者譚瑩 申請人:華為技術有限公司