不连续发射状态下功率控制的方法转让专利
申请号 : CN200510111151.5
文献号 : CN1777058B
文献日 : 2010-07-21
发明人 : 师延山 , 谢一宁 , 冉晓龙
申请人 : 上海宣普实业有限公司
摘要 :
本发明提供一种时分同步码分多址系统中不连续发射状态功率控制的方法，对于处于部分不连续发射状态下的辅时隙，根据其当前的发射功率、开环功率参数和主时隙接收到的有效的TPC命令综合设置其下一子帧的发射功率。本发明能在充分利用主时隙的有效功控信息的同时，兼顾功率控制在各个时隙上的独立性，并且可以选取不同参数来调整这两个因素在功率控制中所起到的作用，使本发明具有较强的适应性，达到更加灵活可靠的功率控制的目的。本发明提供的方法简单，不仅避免了辅时隙功率的较大波动，也降低了对其他用户的干扰。
权利要求 :
1.一种在时分同步码分多址系统中基站在下行部分不连续发射状态下功率控制的方法，包括以下步骤：步骤一、对当前业务分配给基站的一个帧中的M个下行时隙/编码组合传输信道设置初始发射功率Pi，其中，i＝1，2，……，M；若M大于1，则设置一个长度为M-1，所有元素值均为1的一维数组S；
步骤二、根据设置的功率发射下行信号，并记录各个下行时隙是否有发射数据；
步骤三、判断当前子帧的下行主时隙是否发射数据：
若否，则执行不连续发射流程：在主时隙的最低序号的物理信道发射特殊突发，并在恢复发射数据时执行开环功率控制过程，即采用开环方式设置恢复发射时各个下行时隙/编码组合传输信道的功率；然后返回执行步骤二；
若是，则接收并解析相应时隙对应的下行功率控制命令，并存储于Ci，其中，i＝1，2，……，M；若功率控制命令为“up”，则令Ci＝1，若功率控制命令为“down”，则令Ci＝-1；
步骤四、按闭环功率控制依据如下公式设置主时隙下一子帧的发射功率P1，若对应的下行功率控制命令为“up”，则主时隙下一子帧的发射功率增加一个系统配置的功率控制步长TPC_Stepsize，若对应的下行功率控制命令为“down”，则主时隙下一子帧的发射功率减少一个系统配置的功率控制步长TPC_Stepsize：P1＝P1+C1×TPC_Stepsize；
步骤五、判断是否存在辅时隙，即判断M是否大于1：
若否，则表明不存在辅时隙，返回执行步骤二；
若是，则表明存在辅时隙，设置j＝1；
步骤六、判断第j个辅时隙是否发射数据：
步骤6.A、若是，表明该第j个辅时隙未处于部分不连续发射状态，按闭环功率控制过程，依据如下公式设置这一辅时隙在下一子帧的发射功率：P1+j＝P1+j+C1+j×TPC_Stepsize；并设置Sj＝1；情况下，在所述的步骤6.B.2中，按如下公式来设置该第j个辅时隙在下一子帧的发射功率：P1+j＝Sj×(P1+j+Ct×TPC_Stepsize)+(1-Sj)×P_Open，其中，1≤t＜1+j，Ct表示在时间上最靠近该第j个辅时隙的，且有发射数据的时隙收到的有效的功率控制命令。
6.如权利要求5所述的在时分同步码分多址系统中基站在下行部分不连续发射状态下功率控制的方法，其特征在于，在步骤6.B.2之后，进一步还包含步骤6.B.3：根据部分不连续发射状态的持续时间长短设置Sj，实时动态调整初始开环发射功率和在时间上最靠近该第j个辅时隙的，且有发射数据的时隙有效的功率控制命令对该第j个辅时隙下一子帧的发射功率的影响的权重比例。
7.如权利要求6所述的在时分同步码分多址系统中基站在下行部分不连续发射状态下功率控制的方法，其特征在于，所述的步骤6.B.3中，设置Sj的方法：Sj＝Sj×R，其中，R的取值范围为[0，1]。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种应用于无线通信系统，特别涉及一种应用于时分同步码分多址(Time Division Synchronous Code-Division Multiple Access，简称TD-SCDMA)移动通信系统中，基站设备在不连续发射(DiscontinuousTransmission，简称DTX)状态下的功率控制的方法。
背景技术
随着时代的发展，人们对通信的要求，包括对通信质量和业务种类等的要求，也越来越高。第三代(3G)移动通信系统正是为了满足该要求而被发展起来的。它是以全球通用、系统综合作为基本出发点，并试图建立一个全球的移动综合业务数字网，综合蜂窝、无绳、寻呼、集群、移动数据、移动卫星、空中和海上等各种移动通信系统的功能，提供与固定电信网的业务兼容、质量相当的多种话音和非话音业务，进行袖珍个人终端的全球漫游，从而实现人类梦寐以求的在任何地方、任何时间与任何人进行通信的理想。
第三代移动通信系统中最关键的是无线电传输技术(RTT)。1998年国际电信联盟所征集的RTT候选提案：除6个卫星接口技术方案外，地面无线接口技术有10个方案，被分为两大类：CDMA与TDMA，其中CDMA占主导地位。在CDMA技术中，国际电信联盟目前共接受了3种标准，即欧洲和日本的W-CDMA、美国的CDMA 2000和中国的TD-SCDMA标准。
与其它第三代移动通信标准相比，TD-SCDMA采用了许多独有的先进技术，并且在技术、经济两方面都具有突出的优势。TD-SCDMA采用时分双工(Time Division Duplex，TDD)、智能天线(Smart Antenna)、联合检测(JointDetection)等技术，频谱利用率高，能够解决高人口密度地区频率资源紧张的问题，并在互联网浏览等非对称移动数据和视频点播等多媒体业务方面具有潜在优势。
和其他CDMA系统用一样，TD-SCDMA也是一种码分多址多用户移动系统，多个用户在相同频率下通过不同的二进制码序列通过扩频的方式进行信息传输，这样任何一个用户的信息传送都会对其他用户造成干扰，对其他用户来说都是一种噪声干扰。因此每个用户的信息传送功率都要做到即保证自己信息传送的质量又要尽量降低对其他用户的干扰，TD-SCDMA采用的功率控制、速率匹配和不连续发射(DTX)技术为这些目的做出了贡献。
按照3GPP规范TS 25.221(Release 4)和TS 25.224(Release 4)有关定义，在TD-SCDMA系统中：
使用速率匹配以完全填满资源单元，因为有时只有部分填充数据。在执行完速率匹配和复用之后，如果一个资源单元中不发射任何数据，则该资源单元完全从发射中丢弃，除非特殊突发(Special Bursts)将在这个资源单元中发送。这对于只分配了一个资源单元，而没有任何数据需要发射的情况也适用。
特殊突发的时隙格式与高层提供的数据所使用的突发相同。特殊突发用任意比特模式填充，如果应用内环功率控制则包含传输格式组合指示(TFCI)和功率控制命令(TPC)比特，并且在定义为承载TFCI的物理信道上针对每个编码组合传输信道(CCTrCH)单独发射。特殊突发的TFCI用比特“0”填满。特殊突发的发射功率与被替代的承载TFCI的编码组合传输信道(CCTrCH)的物理信道的功率相同。
当链路建立后高层没有传输块提供给任何给定CCTrCH用于发射时，需要在发射中止的第一个分配的帧内发射一个特殊突发。包括第一帧在内，如果有一个特殊突发时期(SBP)的连续时期，其中没有高层提供的传输模块，则需要生成另一个特殊突发，并在下一个可能的帧中发射。这一模式必须持续到高层为CCTrCH提供传输模块为止。特殊突发时期(SBP)需要由高层提供。
闭环功率控制利用层1的TPC符号。在总共80dB的动态范围内，功率控制步长可以取值1，2，3dB。网络侧用信令通知终端上行信道的初始发射功率。
闭环功率控制可以基于信干比(SIR)进行。基站侧需要估计接收到的上行信道信干比SIRest。然后，基站按下列规则生成并发射TPC命令：如果SIRest＞SIRtarget，则要发射的TPC命令设置为“down”；如果SIRest＜SIRtarget，则要发射的TPC命令设置为“up”；其中，SIRtarget是目标信干比。
在用户终端，当收到的TPC命令判决为“down”时，移动终端发射功率减小一个功率控制步长；而如果TPC命令判决为“up”时，移动终端发射功率升高一个功率控制步长。一个高层外环对目标信干比(SIR)进行调整。这一方案可以实现基于质量的功率控制。
当在两个相应的下行TPC命令之间没有相关的上行数据发射的情况下，用户终端应该忽略接收到的TPC命令。下个时隙/CCTrCH对的发射功率应该如初始传输使用开环控制进行设置。
在经过速率匹配后，没有被填充的资源单元将不被发射。这意味着，若用户终端被分配了多个时隙的资源，而实际传输的数据率很低时，将导致只有部分时隙被发射，而其他时隙未被发射，则这些未被发射的时隙就处于不连续发射状态。
将多个被分配的时隙中，只有部分时隙被发射的过程称为部分不连续发射(Partial DTX)；进而将完全没有数据发射而导致发射的暂停或发射特殊突发(Special Bursts)的过程称为完全不连续发射(Full DTX)。
如图1所示，为一个典型的蜂窝移动通信系统的例子。该系统是由多个小区1001-100N(100)构成的，其中每个小区内各有一个基站(Base Station)1011-101N(101)，同时在该小区服务范围内存在一定数量的用户终端设备(User Equipment，简写为UE)1021-102K(102)。每一个用户终端设备102通过与所属服务小区100内的基站101保持连接，来完成与其它通信设备之间的通信功能。用户终端设备102和基站101之间进行通信的信道，其方向无论是从终端设备102到基站101或者从基站101到终端设备102，都可能工作于不连续发射(DTX)状态，前者被称为上行不连续发射，后者被称为下行不连续发射。
如图2所示，为TD-SCDMA系统的帧结构示意图。该结构是根据3G合作项目(3GPP)规范TS 25.221(Release 4)中的低码片速率时分双工(LCR-TDD)模式(1.28Mcps)中给出的。TD-SCDMA系统的码片速率为1.28Mcps，每一个无线帧(Radio Frame)200的长度是10ms，且划分为两个结构相同的子帧2010、2011(201)，每个子帧的长度为5ms，即6400个码片。其中，每个TD-SCDMA系统中的子帧201又可以分为7个时隙(TS0～TS6)2020-2026，两个导频时隙：下行导频时隙(DwPTS)203和上行导频时隙(UpPTS)205，以及一个保护间隔(Guard)204。进一步的，TS0时隙2020被用来承载系统广播信道以及其它可能的下行业务信道；而TS1～TS6时隙2021-2026则被用来承载上、下行业务信道。上行导频时隙(UpPTS)205和下行导频时隙DwPTS时隙203分别被用来建立初始的上、下行同步。TS0～TS6时隙2020-2026长度均为0.675ms或864个码片，其中包含两段长均为352码片的数据段Data Part1(208)和Data Part2(210)，以及中间的一段长为144码片的训练序列——中导码(Midamble)序列209。Midamble序列在TD-SCDMA有重要意义，包括小区标识、信道估计和同步(包括频率同步)等模块都要用到它。DwPTS时隙203包含32码片的保护间隔211、以及一个长为64码片的下行同步码(SYNC-DL)码字206，它的作用是小区标识和建立初始同步；而UpPTS时隙包含一个长为128码片的上行同步码(SYNC-UL)码字207，用户终端设备利用它进行有关上行接入过程。在TS1～TS6时隙2021-2026之间有一个Switching Point(转换点)212。当上下行比例是3∶3时，Switching Point(转换点)212位于TS3～TS4时隙2023-2024之间，此时，用户终端所使用的上行专用业务信道被分配在TS1～TS3时隙2021-2023中，下行则通常分配在TS4～TS6时隙2024-2026中。
功率控制的方法是TD-SCDMA系统设计中的重点之一。一方面，由于用户终端设备要保证即使面临较恶劣的信道环境，例如，当用户处于小区边缘、或者处于阴影区时，它和基站之间的信息也要可靠地进行传输，因此要求基站和用户终端要采用足够高的功率进行发射；另一方面，为了降低对其他用户或其他小区的干扰，为了节省能源，又要求基站和用户终端采用尽量小的功率、尽量少地进行发射。特别地，即使在完全不连续发射和部分不连续发射的状态下，也要求快速可靠的功率控制。
如图3所示，有S+1个无线帧3000-300S，其系统帧号(SFN)从0到S，每个无线帧300又分成两个子帧301，其子帧号分别是0和1；假设下行在每个子帧301发送了两个TPC符号，在一个子帧中接收到的TPC命令序号302分别是0和1；而这两个TPC命令又分别控制着一个上行时隙，并将被控上行时隙序号303分别设为0和1，这两个时隙被分配给同一个用户终端。经过速率匹配之后，一个子帧中并非所有的上行时隙都一定发射，当实际数据数量很低时，将有部分时隙不进行发射，在图3中用发射标识304来标示实际发射的上行时隙。系统帧号SFN从0到S 3000-300S所对应的时隙序列为3050-3004S+3。由图3可见，从系统帧1号3001开始，被控上行时隙序号303为1的时隙未进行发射，一直持续到系统帧号S 300S恢复，而被控上行时隙序号303为0的时隙则一直处于发射状态；因此，这是部分不连续发射(PartialDTX)的情况。
为叙述方便，在分配给用户终端的多个时隙中，把第一个时隙定义为主时隙，把其他所有时隙定义为辅时隙。以图3为例，主时隙被控上行时隙序号303等于0的时隙，而其他时隙既为辅时隙。
在现有技术中，各个时隙上的功率控制是独立进行的，在两个相应的下行TPC命令之间没有相关的上行数据发射的情况下，用户终端应该忽略接收到的TPC命令，并且在恢复发射时使用开环功率控制。以图3为例，系统帧S号300S子帧号301为0时，被控上行时隙3054S+1的发射功率使用开环进行设置，而被控上行时隙3054S的发射功率则由闭环控制进行设置。这意味着，属于同一个用户终端两个时隙，主时隙采用闭环，而辅时隙采用开环功率控制。很显然，主时隙的有效TPC命令信息，没有被辅时隙充分利用。按现有系统的设计，即使系统帧号S 300S只是略大于1，亦即部分不连续发射(PartialDTX)状态只是持续几帧，不连续发射的辅时隙恢复发射时也要采取开环方式设置功率，这无疑会带来较大的功率波动。另一方面，由于此时控制辅时隙的TPC命令是无效的，辅时隙也可以完全依据主时隙的TPC命令调整功率，但这又会失去时隙之间功率控制的独立性。尤其是当部分不连续发射(Partial DTX)持续时间较长的情况下，辅时隙完全依据主时隙的功控方式调整功率，会出现移动终端所设置的发射功率并不能实际满足本时隙的功率要求的情况。
不连续发射(Partial DTX)情况下，如何既充分地利用主时隙有效的功率控制命令信息，又保证各个时隙之间功率控制的独立性，是所面临的主要问题之一。
第三代移动通信系统中最关键的是无线电传输技术(RTT)。1998年国际电信联盟所征集的RTT候选提案：除6个卫星接口技术方案外，地面无线接口技术有10个方案，被分为两大类：CDMA与TDMA，其中CDMA占主导地位。在CDMA技术中，国际电信联盟目前共接受了3种标准，即欧洲和日本的W-CDMA、美国的CDMA 2000和中国的TD-SCDMA标准。
与其它第三代移动通信标准相比，TD-SCDMA采用了许多独有的先进技术，并且在技术、经济两方面都具有突出的优势。TD-SCDMA采用时分双工(Time Division Duplex，TDD)、智能天线(Smart Antenna)、联合检测(JointDetection)等技术，频谱利用率高，能够解决高人口密度地区频率资源紧张的问题，并在互联网浏览等非对称移动数据和视频点播等多媒体业务方面具有潜在优势。
和其他CDMA系统用一样，TD-SCDMA也是一种码分多址多用户移动系统，多个用户在相同频率下通过不同的二进制码序列通过扩频的方式进行信息传输，这样任何一个用户的信息传送都会对其他用户造成干扰，对其他用户来说都是一种噪声干扰。因此每个用户的信息传送功率都要做到即保证自己信息传送的质量又要尽量降低对其他用户的干扰，TD-SCDMA采用的功率控制、速率匹配和不连续发射(DTX)技术为这些目的做出了贡献。
按照3GPP规范TS 25.221(Release 4)和TS 25.224(Release 4)有关定义，在TD-SCDMA系统中：
使用速率匹配以完全填满资源单元，因为有时只有部分填充数据。在执行完速率匹配和复用之后，如果一个资源单元中不发射任何数据，则该资源单元完全从发射中丢弃，除非特殊突发(Special Bursts)将在这个资源单元中发送。这对于只分配了一个资源单元，而没有任何数据需要发射的情况也适用。
特殊突发的时隙格式与高层提供的数据所使用的突发相同。特殊突发用任意比特模式填充，如果应用内环功率控制则包含传输格式组合指示(TFCI)和功率控制命令(TPC)比特，并且在定义为承载TFCI的物理信道上针对每个编码组合传输信道(CCTrCH)单独发射。特殊突发的TFCI用比特“0”填满。特殊突发的发射功率与被替代的承载TFCI的编码组合传输信道(CCTrCH)的物理信道的功率相同。
当链路建立后高层没有传输块提供给任何给定CCTrCH用于发射时，需要在发射中止的第一个分配的帧内发射一个特殊突发。包括第一帧在内，如果有一个特殊突发时期(SBP)的连续时期，其中没有高层提供的传输模块，则需要生成另一个特殊突发，并在下一个可能的帧中发射。这一模式必须持续到高层为CCTrCH提供传输模块为止。特殊突发时期(SBP)需要由高层提供。
闭环功率控制利用层1的TPC符号。在总共80dB的动态范围内，功率控制步长可以取值1，2，3dB。网络侧用信令通知终端上行信道的初始发射功率。
闭环功率控制可以基于信干比(SIR)进行。基站侧需要估计接收到的上行信道信干比SIRest。然后，基站按下列规则生成并发射TPC命令：如果SIRest＞SIRtarget，则要发射的TPC命令设置为“down”；如果SIRest＜SIRtarget，则要发射的TPC命令设置为“up”；其中，SIRtarget是目标信干比。
在用户终端，当收到的TPC命令判决为“down”时，移动终端发射功率减小一个功率控制步长；而如果TPC命令判决为“up”时，移动终端发射功率升高一个功率控制步长。一个高层外环对目标信干比(SIR)进行调整。这一方案可以实现基于质量的功率控制。
当在两个相应的下行TPC命令之间没有相关的上行数据发射的情况下，用户终端应该忽略接收到的TPC命令。下个时隙/CCTrCH对的发射功率应该如初始传输使用开环控制进行设置。
在经过速率匹配后，没有被填充的资源单元将不被发射。这意味着，若用户终端被分配了多个时隙的资源，而实际传输的数据率很低时，将导致只有部分时隙被发射，而其他时隙未被发射，则这些未被发射的时隙就处于不连续发射状态。
将多个被分配的时隙中，只有部分时隙被发射的过程称为部分不连续发射(Partial DTX)；进而将完全没有数据发射而导致发射的暂停或发射特殊突发(Special Bursts)的过程称为完全不连续发射(Full DTX)。
如图1所示，为一个典型的蜂窝移动通信系统的例子。该系统是由多个小区1001-100N(100)构成的，其中每个小区内各有一个基站(Base Station)1011-101N(101)，同时在该小区服务范围内存在一定数量的用户终端设备(User Equipment，简写为UE)1021-102K(102)。每一个用户终端设备102通过与所属服务小区100内的基站101保持连接，来完成与其它通信设备之间的通信功能。用户终端设备102和基站101之间进行通信的信道，其方向无论是从终端设备102到基站101或者从基站101到终端设备102，都可能工作于不连续发射(DTX)状态，前者被称为上行不连续发射，后者被称为下行不连续发射。
如图2所示，为TD-SCDMA系统的帧结构示意图。该结构是根据3G合作项目(3GPP)规范TS 25.221(Release 4)中的低码片速率时分双工(LCR-TDD)模式(1.28Mcps)中给出的。TD-SCDMA系统的码片速率为1.28Mcps，每一个无线帧(Radio Frame)200的长度是10ms，且划分为两个结构相同的子帧2010、2011(201)，每个子帧的长度为5ms，即6400个码片。其中，每个TD-SCDMA系统中的子帧201又可以分为7个时隙(TS0～TS6)2020-2026，两个导频时隙：下行导频时隙(DwPTS)203和上行导频时隙(UpPTS)205，以及一个保护间隔(Guard)204。进一步的，TS0时隙2020被用来承载系统广播信道以及其它可能的下行业务信道；而TS1～TS6时隙2021-2026则被用来承载上、下行业务信道。上行导频时隙(UpPTS)205和下行导频时隙DwPTS时隙203分别被用来建立初始的上、下行同步。TS0～TS6时隙2020-2026长度均为0.675ms或864个码片，其中包含两段长均为352码片的数据段Data Part1(208)和Data Part2(210)，以及中间的一段长为144码片的训练序列——中导码(Midamble)序列209。Midamble序列在TD-SCDMA有重要意义，包括小区标识、信道估计和同步(包括频率同步)等模块都要用到它。DwPTS时隙203包含32码片的保护间隔211、以及一个长为64码片的下行同步码(SYNC-DL)码字206，它的作用是小区标识和建立初始同步；而UpPTS时隙包含一个长为128码片的上行同步码(SYNC-UL)码字207，用户终端设备利用它进行有关上行接入过程。在TS1～TS6时隙2021-2026之间有一个Switching Point(转换点)212。当上下行比例是3∶3时，Switching Point(转换点)212位于TS3～TS4时隙2023-2024之间，此时，用户终端所使用的上行专用业务信道被分配在TS1～TS3时隙2021-2023中，下行则通常分配在TS4～TS6时隙2024-2026中。
功率控制的方法是TD-SCDMA系统设计中的重点之一。一方面，由于用户终端设备要保证即使面临较恶劣的信道环境，例如，当用户处于小区边缘、或者处于阴影区时，它和基站之间的信息也要可靠地进行传输，因此要求基站和用户终端要采用足够高的功率进行发射；另一方面，为了降低对其他用户或其他小区的干扰，为了节省能源，又要求基站和用户终端采用尽量小的功率、尽量少地进行发射。特别地，即使在完全不连续发射和部分不连续发射的状态下，也要求快速可靠的功率控制。
如图3所示，有S+1个无线帧3000-300S，其系统帧号(SFN)从0到S，每个无线帧300又分成两个子帧301，其子帧号分别是0和1；假设下行在每个子帧301发送了两个TPC符号，在一个子帧中接收到的TPC命令序号302分别是0和1；而这两个TPC命令又分别控制着一个上行时隙，并将被控上行时隙序号303分别设为0和1，这两个时隙被分配给同一个用户终端。经过速率匹配之后，一个子帧中并非所有的上行时隙都一定发射，当实际数据数量很低时，将有部分时隙不进行发射，在图3中用发射标识304来标示实际发射的上行时隙。系统帧号SFN从0到S 3000-300S所对应的时隙序列为3050-3004S+3。由图3可见，从系统帧1号3001开始，被控上行时隙序号303为1的时隙未进行发射，一直持续到系统帧号S 300S恢复，而被控上行时隙序号303为0的时隙则一直处于发射状态；因此，这是部分不连续发射(PartialDTX)的情况。
为叙述方便，在分配给用户终端的多个时隙中，把第一个时隙定义为主时隙，把其他所有时隙定义为辅时隙。以图3为例，主时隙被控上行时隙序号303等于0的时隙，而其他时隙既为辅时隙。
在现有技术中，各个时隙上的功率控制是独立进行的，在两个相应的下行TPC命令之间没有相关的上行数据发射的情况下，用户终端应该忽略接收到的TPC命令，并且在恢复发射时使用开环功率控制。以图3为例，系统帧S号300S子帧号301为0时，被控上行时隙3054S+1的发射功率使用开环进行设置，而被控上行时隙3054S的发射功率则由闭环控制进行设置。这意味着，属于同一个用户终端两个时隙，主时隙采用闭环，而辅时隙采用开环功率控制。很显然，主时隙的有效TPC命令信息，没有被辅时隙充分利用。按现有系统的设计，即使系统帧号S 300S只是略大于1，亦即部分不连续发射(PartialDTX)状态只是持续几帧，不连续发射的辅时隙恢复发射时也要采取开环方式设置功率，这无疑会带来较大的功率波动。另一方面，由于此时控制辅时隙的TPC命令是无效的，辅时隙也可以完全依据主时隙的TPC命令调整功率，但这又会失去时隙之间功率控制的独立性。尤其是当部分不连续发射(Partial DTX)持续时间较长的情况下，辅时隙完全依据主时隙的功控方式调整功率，会出现移动终端所设置的发射功率并不能实际满足本时隙的功率要求的情况。
不连续发射(Partial DTX)情况下，如何既充分地利用主时隙有效的功率控制命令信息，又保证各个时隙之间功率控制的独立性，是所面临的主要问题之一。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种不连续发射状态下功率控制的方法，用于时分同步码分多址系统基站下行部分中；能够在充分利用主时隙的有效功控信息的同时，兼顾功率控制在各个时隙上的独立性；并且可以选取不同参数来调整这两个因素在功率控制中所起到的作用，使本发明具有较强的适应性，达到更加灵活可靠的功率控制的目的。
为达上述目的，本发明提供一种不连续发射状态下功率控制的方法，用于时分同步码分多址系统基站下行部分中；该方法主要包含以下步骤：
步骤一、对当前业务分配给基站的一个帧中的M个下行时隙/CCTrCH对设置初始发射功率Pi，其中，i＝1，2，……，M；若M大于1，则设置一个长度为M-1，所有元素值均为1的一维数组S；
步骤二、根据设置的功率发射下行信号，并纪录各个下行时隙是否有发射数据；
步骤三、判断当前子帧的下行主时隙是否发射数据：
若否，则执行DTX流程：在主时隙最低序号的物理信道发射特殊突发，并在恢复发射数据时执行开环功率控制过程，即采用开环方式设置恢复发射时各个下行时隙/CCTrCH的功率；并返回步骤二；
若是，则接收并解析相应时隙对应的下行TPC命令，并存储于Ci，其中，i＝1，2，……，M；若TPC命令为“up”，则令Ci＝1，若TPC命令为“down”，则令Ci＝-1；
步骤四、按闭环功率控制依据如下公式设置主时隙下一子帧的发射功率P1，若对应的上行TPC命令为“up”，则主时隙下一子帧的发射功率增加一个系统配置的功率控制步长TPC_Stepsize，若对应的上行TPC命令为“down”，则主时隙下一子帧的发射功率减少一个系统配置的功率控制步长TPC_Stepsize：P1＝P1+C1×TPC_Stepsize；
步骤五、判断是否存在辅时隙，即判断M是否大于1：
若否，则表明不存在辅时隙，返回执行步骤二；
若是，则表明存在辅时隙，设置j＝1；
步骤六、判断第j个辅时隙是否发射数据：
步骤6.A、若是，表明该第j个辅时隙未处于部分不连续发射状态，按闭环功率控制过程，依据如下公式设置这一辅时隙在下一子帧的发射功率：
P1+j＝P1+j+C1+j×TPC_Stepsize；并设置Sj＝1；
步骤6.B、若否，即表明第j个辅时隙处于部分不连续发射状态，根据当前辅时隙的当前发射功率、开环功率控制和主时隙接收到的有效功率控制命令因素设置当前辅时隙在下一子帧的发射功率；当前辅时隙部分不连续发射状态的持续时间越短，其下一子帧发射功率的调整受到主时隙功率控制命令的影响越大，受到开环功率控制的影响越小；当前辅时隙部分不连续发射状态的时间持续越长，其下一子帧发射功率的调整受到主时隙功率控制命令的影响越小，受到开环功率控制的影响越大；
步骤七、设置j＝j+1，并判断j+1是否大于M，若否，则返回执行步骤六；若是，则返回执行步骤二。
所述的步骤6.B，具体包含以下步骤：
步骤6.B.1、获得上层信令所配置的初始开环发射功率P_Open；
步骤6.B.2、根据第j个辅时隙的当前发射功率P1+j、初始开环发射功率P_Open和主时隙接收到的有效的功率控制命令C1，按如下公式设置这一辅时隙在下一子帧的发射功率：P1+j＝Sj×(P1+j+C1×TPC_Stepsize)+(1-Sj)×P_Open。
其中，在步骤6.B.2之后，进一步还包含步骤6.B.3：根据部分不连续发射状态的持续时间长短设置Sj，实时动态调整初始开环发射功率和主时隙功率控制命令对当前辅时隙下一子帧的发射功率的影响的权重比例。
所述的步骤6.B.3中，设置Sj的方法可以是：Sj＝Sj×R，其中，R的取值范围为[0，1]。
进一步，当辅时隙数目大于1并且一个帧中的“下行时隙/CCTrCH”中至少有2个时隙处于连续发射状态的情况下，所述的步骤6.B.2中，也可参考时间上最靠近获取上层信令配置的初始开环发射功率P_Open的时隙的被控时隙有效的TPC命令来设置该时隙在下一子帧的发射功率，而非仅仅参考主时隙的TPC命令。也就是说，上述的步骤6.B.2中，当判断得到当前未发射数据的辅时隙处于部分不连续发射状态时，也可以如下设置该时隙在下一子帧的发射功率：P1+j＝Sj×(P1+j+Ct×TPC_Stepsize)+(1-Sj)×P_Open，并设置Sj＝Sj×R，其中，t的取值范围是1≤t＜1+j，Ct表示在时间上最靠近当前辅时隙的，且有发射数据的时隙收到的有效的功率控制命令。
其中，在步骤6.B.2之后，进一步还包含步骤6.B.3：根据部分不连续发射状态的持续时间长短设置Sj，实时动态调整初始开环发射功率和时间上最靠近当前辅时隙的被控时隙有效的功率控制命令对当前辅时隙下一子帧的发射功率的影响的权重比例。
所述的步骤6.B.3中，设置Sj的方法可以是：Sj＝Sj×R，其中，R的取值范围为[0，1]。
为达上述目的，本发明提供一种不连续发射状态下功率控制的方法，用于时分同步码分多址系统基站下行部分中；该方法主要包含以下步骤：
步骤一、对当前业务分配给基站的一个帧中的M个下行时隙/CCTrCH对设置初始发射功率Pi，其中，i＝1，2，……，M；若M大于1，则设置一个长度为M-1，所有元素值均为1的一维数组S；
步骤二、根据设置的功率发射下行信号，并纪录各个下行时隙是否有发射数据；
步骤三、判断当前子帧的下行主时隙是否发射数据：
若否，则执行DTX流程：在主时隙最低序号的物理信道发射特殊突发，并在恢复发射数据时执行开环功率控制过程，即采用开环方式设置恢复发射时各个下行时隙/CCTrCH的功率；并返回步骤二；
若是，则接收并解析相应时隙对应的下行TPC命令，并存储于Ci，其中，i＝1，2，……，M；若TPC命令为“up”，则令Ci＝1，若TPC命令为“down”，则令Ci＝-1；
步骤四、按闭环功率控制依据如下公式设置主时隙下一子帧的发射功率P1，若对应的上行TPC命令为“up”，则主时隙下一子帧的发射功率增加一个系统配置的功率控制步长TPC_Stepsize，若对应的上行TPC命令为“down”，则主时隙下一子帧的发射功率减少一个系统配置的功率控制步长TPC_Stepsize：P1＝P1+C1×TPC_Stepsize；
步骤五、判断是否存在辅时隙，即判断M是否大于1：
若否，则表明不存在辅时隙，返回执行步骤二；
若是，则表明存在辅时隙，设置j＝1；
步骤六、判断第j个辅时隙是否发射数据：
步骤6.A、若是，表明该第j个辅时隙未处于部分不连续发射状态，按闭环功率控制过程，依据如下公式设置这一辅时隙在下一子帧的发射功率：
P1+j＝P1+j+C1+j×TPC_Stepsize；并设置Sj＝1；
步骤6.B、若否，即表明第j个辅时隙处于部分不连续发射状态，根据当前辅时隙的当前发射功率、开环功率控制和主时隙接收到的有效功率控制命令因素设置当前辅时隙在下一子帧的发射功率；当前辅时隙部分不连续发射状态的持续时间越短，其下一子帧发射功率的调整受到主时隙功率控制命令的影响越大，受到开环功率控制的影响越小；当前辅时隙部分不连续发射状态的时间持续越长，其下一子帧发射功率的调整受到主时隙功率控制命令的影响越小，受到开环功率控制的影响越大；
步骤七、设置j＝j+1，并判断j+1是否大于M，若否，则返回执行步骤六；若是，则返回执行步骤二。
所述的步骤6.B，具体包含以下步骤：
步骤6.B.1、获得上层信令所配置的初始开环发射功率P_Open；
步骤6.B.2、根据第j个辅时隙的当前发射功率P1+j、初始开环发射功率P_Open和主时隙接收到的有效的功率控制命令C1，按如下公式设置这一辅时隙在下一子帧的发射功率：P1+j＝Sj×(P1+j+C1×TPC_Stepsize)+(1-Sj)×P_Open。
其中，在步骤6.B.2之后，进一步还包含步骤6.B.3：根据部分不连续发射状态的持续时间长短设置Sj，实时动态调整初始开环发射功率和主时隙功率控制命令对当前辅时隙下一子帧的发射功率的影响的权重比例。
所述的步骤6.B.3中，设置Sj的方法可以是：Sj＝Sj×R，其中，R的取值范围为[0，1]。
进一步，当辅时隙数目大于1并且一个帧中的“下行时隙/CCTrCH”中至少有2个时隙处于连续发射状态的情况下，所述的步骤6.B.2中，也可参考时间上最靠近获取上层信令配置的初始开环发射功率P_Open的时隙的被控时隙有效的TPC命令来设置该时隙在下一子帧的发射功率，而非仅仅参考主时隙的TPC命令。也就是说，上述的步骤6.B.2中，当判断得到当前未发射数据的辅时隙处于部分不连续发射状态时，也可以如下设置该时隙在下一子帧的发射功率：P1+j＝Sj×(P1+j+Ct×TPC_Stepsize)+(1-Sj)×P_Open，并设置Sj＝Sj×R，其中，t的取值范围是1≤t＜1+j，Ct表示在时间上最靠近当前辅时隙的，且有发射数据的时隙收到的有效的功率控制命令。
其中，在步骤6.B.2之后，进一步还包含步骤6.B.3：根据部分不连续发射状态的持续时间长短设置Sj，实时动态调整初始开环发射功率和时间上最靠近当前辅时隙的被控时隙有效的功率控制命令对当前辅时隙下一子帧的发射功率的影响的权重比例。
所述的步骤6.B.3中，设置Sj的方法可以是：Sj＝Sj×R，其中，R的取值范围为[0，1]。
附图说明
根据本发明实现的用于TD-SCDMA系统中基站设备在部分不连续发射状态下功率控制的方法，简单，易于实现，不仅充分利用了在主时隙获得的有效的闭环功率控制信息，也保证了各个时隙功率控制的相对独立性。不仅避免了辅时隙功率的较大波动，同时也降低了对其他用户的干扰。
图1为背景技术中典型的蜂窝移动通信系统的简单示意图。
图2为背景技术中TD-SCDMA系统的帧结构示意图。
图3为背景技术中的时间片的示意图。
图1为背景技术中典型的蜂窝移动通信系统的简单示意图。
图2为背景技术中TD-SCDMA系统的帧结构示意图。
图3为背景技术中的时间片的示意图。
具体实施方式
图4为本发明应用于TD-SCDMA系统中在部分不连续发射状态下功率控制方法的流程图。
下面通过图4，详细介绍本发明的一个具体实施例，以便进一步了解本发明的内容。
如图4所示，本发明的一种不连续发射状态下功率控制的方法，用于时分同步码分多址系统基站下行部分中；包括如下步骤：
步骤1、设置一个变量R，其取值范围为[0，1]；并获取当前业务分配给用户终端的一个帧中的“下行时隙/CCTrCH对”U的个数M；分别初始化数组D和数组C，其长度都是M；分别初始化变量i和j；
步骤2、判断M是否大于1，若M≤1，则直接执行步骤3；若M＞1，则执行步骤2.1：初始化一个长度为M-1，所有元素的值均为1的一维数组S，然后再执行步骤3；
步骤3、按规范的规定，对所述的M个下行时隙/CCTrCH对分别设置初始发射功率Pi，其中i＝1，2，……，M-1，M；
步骤4、设置Di＝0，其中i＝1，2，……，M-1，M；若下行时隙/CCTrCH对Ui上有数据需要发送，则按所设定的初始发射功率Pi发射数据，并且相应的将Di设置为1；
步骤5、判断D1是否等于1，即判断主时隙是否发射数据：
步骤5.1、若D1≠1，则执行DTX流程，其中包括在最低序号的物理信道发射特殊突发(Special Bursts)，以及在恢复发射数据时执行开环功率控制过程，即采用开环方式设置恢复发射时各个下行时隙/CCTrCH对U的功率，然后返回执行步骤4；
步骤5.2、若D1＝1，则接收并解析相应时隙对应的下行TPC命令：若TPC为“up”，则令Ci＝1，若TPC为“down”，则令Ci＝-1；
步骤6、按闭环功率控制设置主时隙下一子帧的发射功率：P1＝P1+C1×TPC_Stepsize，其中，TPC_Stepsize是系统所配置的功率控制步长；
步骤7、判断M是否大于1，若是，则表明存在辅时隙，执行步骤7.1：设置j＝1，并执行步骤8；若否，则表明不存在辅时隙，并返回执行步骤4；
步骤8、判断D1+j是否等于1，即判断该辅时隙是否发射了数据：
步骤8.1、若是，即表明该发射了数据的时隙未处于部分不连续发射状态，按闭环功率控制过程，设置这一时隙在下一子帧的发射功率，即P1+j＝P1+j+C1+j×TPC_Stepsize，并设置Sj＝1；
步骤8.2、若否，即表明该未发射数据的时隙处于部分不连续发射状态，首先获取上层协议配置的初始开环发射功率P_Open；然后综合该辅时隙的当前发射功率P1+j、初始开环发射功率P_Open和主时隙接收到的有效的TPC命令C1，设置这一时隙在下一子帧的发射功率，即P1+j＝Sj×(P1+j+C1×TPC_Stepsize)+(1-Sj)×P_Open；并设置Sj＝Sj×R；
步骤9、设置j＝j+1，并判断j+1是否大于M，若否，则返回执行步骤8；若是，则返回执行步骤4。
在本实施例中，根据辅时隙当前发射功率、初始开环发射功率和主时隙接收到的有效的TPC命令综合设置处于部分不连续发射状态的辅时隙的下一子帧的发射功率；该时隙若部分不连续发射状态的持续时间越短，则其下一子帧功率的调整受到主时隙TPC命令的影响就越大，而受到开环功率控制的影响就越小；若该时隙部分不连续发射状态的持续时间越长，则其下一子帧功率的调整受到主时隙TPC命令的影响就越小，而受到开环功率控制的影响就越大。因此本实施例的步骤8中，参数Sj用于调整开环参数和主时隙TPC命令影响的权重比例，且随着当前时隙处于部分不连续发射状态时间的延长而改变。
此外，当辅时隙数目大于1并且一个帧中的“下行时隙/CCTrCH对”U中至少有2个时隙处于连续发射状态的情况下，也可参考时间上最靠近该时隙的被控时隙有效的TPC命令来设置该时隙在下一子帧的发射功率，而非仅仅参考主时隙的TPC命令。也就是说，上述实施例中的步骤8.2，也可以如下设置该时隙在下一子帧的发射功率：P1+j＝Sj×(P1+j+Ct×TPC_Stepsize)+(1-Sj)×P_Open，并设置Sj＝Sj×R，其中，t的取值范围是1≤t＜1+j，且在Dt＝1的条件下取t的最大值。
根据本发明实现的用于TD-SCDMA系统中基站设备在部分不连续发射状态下功率控制的方法，简单，易于实现，不仅充分利用了在主时隙获得的有效的闭环功率控制信息，也保证了各个时隙功率控制的相对独立性。不仅避免了辅时隙功率的较大波动，也降低了对其他用户的干扰。
上面虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，所附的权利要求将包括这些变形和变化。
下面通过图4，详细介绍本发明的一个具体实施例，以便进一步了解本发明的内容。
如图4所示，本发明的一种不连续发射状态下功率控制的方法，用于时分同步码分多址系统基站下行部分中；包括如下步骤：
步骤1、设置一个变量R，其取值范围为[0，1]；并获取当前业务分配给用户终端的一个帧中的“下行时隙/CCTrCH对”U的个数M；分别初始化数组D和数组C，其长度都是M；分别初始化变量i和j；
步骤2、判断M是否大于1，若M≤1，则直接执行步骤3；若M＞1，则执行步骤2.1：初始化一个长度为M-1，所有元素的值均为1的一维数组S，然后再执行步骤3；
步骤3、按规范的规定，对所述的M个下行时隙/CCTrCH对分别设置初始发射功率Pi，其中i＝1，2，……，M-1，M；
步骤4、设置Di＝0，其中i＝1，2，……，M-1，M；若下行时隙/CCTrCH对Ui上有数据需要发送，则按所设定的初始发射功率Pi发射数据，并且相应的将Di设置为1；
步骤5、判断D1是否等于1，即判断主时隙是否发射数据：
步骤5.1、若D1≠1，则执行DTX流程，其中包括在最低序号的物理信道发射特殊突发(Special Bursts)，以及在恢复发射数据时执行开环功率控制过程，即采用开环方式设置恢复发射时各个下行时隙/CCTrCH对U的功率，然后返回执行步骤4；
步骤5.2、若D1＝1，则接收并解析相应时隙对应的下行TPC命令：若TPC为“up”，则令Ci＝1，若TPC为“down”，则令Ci＝-1；
步骤6、按闭环功率控制设置主时隙下一子帧的发射功率：P1＝P1+C1×TPC_Stepsize，其中，TPC_Stepsize是系统所配置的功率控制步长；
步骤7、判断M是否大于1，若是，则表明存在辅时隙，执行步骤7.1：设置j＝1，并执行步骤8；若否，则表明不存在辅时隙，并返回执行步骤4；
步骤8、判断D1+j是否等于1，即判断该辅时隙是否发射了数据：
步骤8.1、若是，即表明该发射了数据的时隙未处于部分不连续发射状态，按闭环功率控制过程，设置这一时隙在下一子帧的发射功率，即P1+j＝P1+j+C1+j×TPC_Stepsize，并设置Sj＝1；
步骤8.2、若否，即表明该未发射数据的时隙处于部分不连续发射状态，首先获取上层协议配置的初始开环发射功率P_Open；然后综合该辅时隙的当前发射功率P1+j、初始开环发射功率P_Open和主时隙接收到的有效的TPC命令C1，设置这一时隙在下一子帧的发射功率，即P1+j＝Sj×(P1+j+C1×TPC_Stepsize)+(1-Sj)×P_Open；并设置Sj＝Sj×R；
步骤9、设置j＝j+1，并判断j+1是否大于M，若否，则返回执行步骤8；若是，则返回执行步骤4。
在本实施例中，根据辅时隙当前发射功率、初始开环发射功率和主时隙接收到的有效的TPC命令综合设置处于部分不连续发射状态的辅时隙的下一子帧的发射功率；该时隙若部分不连续发射状态的持续时间越短，则其下一子帧功率的调整受到主时隙TPC命令的影响就越大，而受到开环功率控制的影响就越小；若该时隙部分不连续发射状态的持续时间越长，则其下一子帧功率的调整受到主时隙TPC命令的影响就越小，而受到开环功率控制的影响就越大。因此本实施例的步骤8中，参数Sj用于调整开环参数和主时隙TPC命令影响的权重比例，且随着当前时隙处于部分不连续发射状态时间的延长而改变。
此外，当辅时隙数目大于1并且一个帧中的“下行时隙/CCTrCH对”U中至少有2个时隙处于连续发射状态的情况下，也可参考时间上最靠近该时隙的被控时隙有效的TPC命令来设置该时隙在下一子帧的发射功率，而非仅仅参考主时隙的TPC命令。也就是说，上述实施例中的步骤8.2，也可以如下设置该时隙在下一子帧的发射功率：P1+j＝Sj×(P1+j+Ct×TPC_Stepsize)+(1-Sj)×P_Open，并设置Sj＝Sj×R，其中，t的取值范围是1≤t＜1+j，且在Dt＝1的条件下取t的最大值。
根据本发明实现的用于TD-SCDMA系统中基站设备在部分不连续发射状态下功率控制的方法，简单，易于实现，不仅充分利用了在主时隙获得的有效的闭环功率控制信息，也保证了各个时隙功率控制的相对独立性。不仅避免了辅时隙功率的较大波动，也降低了对其他用户的干扰。
上面虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，所附的权利要求将包括这些变形和变化。