一种功率控制方法、用户设备、计算机程序及其存储介质的制作方法

xiaoxiao2020-9-10  5

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一种功率控制方法、用户设备、计算机程序及其存储介质的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于功率控制的方法、用户设备、计算机程序以及存储介质,基于用户设备对基站的信号发射功率的调整趋势以及接收信号质量的变化趋势,确定用户设备当前的功率控制模式,进而在用户设备的功率控制模式趋于正常后,重置用于内环功率控制的接收信号质量的目标值,使得基站对该用户设备的发射功率能够尽快恢复至正常水平,从而可以抑制地板效应的不良影响。
【专利说明】一种功率控制方法、用户设备、计算机程序及其存储介质
[0001]领域
[0002]本发明涉及移动通信【技术领域】,具体涉及一种在功率控制中抑制地板效应的方法、对应的用户设备、对应的计算机程序及其对应的存储介质。
[0003]背景
[0004]下行功率控制通常被应用于限制系统中的干扰,以降低小区内和小区间的干扰水平,减少基站发射功率的消耗并保证用户设备的服务质量。物理层的功率控制通常由内环和外环的功率控制所组成。
[0005]参照图1,在基站对下行信号发射功率的控制中,可采用闭环的功率控制模式。在该控制模式下,功率控制分为内环功控I和外环功控2。所述外环功控2,其目的是通过对监控的实际信号质量(例如,可以是误块率统计值)与业务所需的目标信号质量(例如,可以是目标误块率BLER)进行比较,来得到一个实时更新的信号质量的目标值(例如,目标信干比SIR或信噪比SNR),并将该目标值配置到内环功控过程使用,用于内环功率控制;所述内环功控1,可以根据当前测量的信号质量(例如,信干比或信噪比),以及过去若干个信号质量的测量值,预测下一子帧的信号质量,并通过比较信号质量的预测值与外环功控提供的信号质量的目标值,得出关于功率调整的功率控制命令字,将此功率控制命令字通过上行信号发送给基站,基站代表性地根据此功率控制命令字对下行信号发射功率进行调节。
[0006]考虑到弱信号场景,例如,当用户设备(UE)位于小区边缘时,通常可能会连续增加该UE的目标信干比,甚至将目标信干比增大至最大允许值或超过最大允许值(此时,基站可能以最大发射功率向该UE发射信号)。在此过程中,UE接收信号的解调性能并没有得到明显的提升。当UE朝向基站方向移动后,信道环境得以改善,但是受限于外环较长的调整周期和较小的调整步长,UE需要经历多个子帧才能将目标信干比逐步调整至适当水平。在这些子帧期间,基站对该UE的信号发射功率通常明显大于合适水平,从而给工作在同一小区的其他UE带来了强干扰。这种现象通常被称作地板效应。


【发明内容】

[0007]本发明提供了一种功率控制方法、用户设备、计算机程序以及存储介质。本发明一些实施例的目的在于抑制地板效应的不良影响。
[0008]本发明的一些实施例中,基于用户设备对基站信号发射功率的调整趋势以及接收信号质量的变化趋势,确定所述用户设备当前的功率控制模式,所述功率控制模式包括地板效应模式和正常功率控制模式;
[0009]基于所记录的所述用户设备的功率控制模式,判断所述用户设备的功率控制模式是否恢复为正常功率控制模式;
[0010]当所述功率控制模式恢复为正常功率控制模式时,基于所述用户设备侧接收信号质量的变化趋势,重置用于内环功率控制的接收信号质量的目标值。
[0011]本发明的一些实施例中,接收信号质量可以是信干比或信噪比。
[0012]本发明的一些实施例中,所述调整趋势可以根据内环功率控制中用户设备向基站发送的功率控制命令字(TPC)字段来确定。
[0013]本发明的一些实施例中,公开了确定所述用户设备当前的功率控制模式的一种可选实施方式,可以包括:
[0014]确定用户设备对基站的信号发射功率的调整趋势以及接收信号质量的变化趋势;
[0015]判断所述变化趋势是否与所述调整趋势匹配;
[0016]当所述变化趋势与所述调整趋势匹配时,确定所述功率控制模式为正常功率控制模式;否则,确定所述功率控制模式为地板效应模式。
[0017]本发明的一些实施例中,公开了确定所述用户设备接收信号质量的变化趋势的一种可选实施方式,包括:
[0018]获得所述最近一段预设时间内对接收信号质量进行多次估计得到的多个估计值;
[0019]针对所述多个估计值进行曲线拟合,得到曲线;
[0020]计算所述曲线在最近一次得到的所述估计值处的曲线斜率,得到所述变化趋势。
[0021]本发明的一些实施例中,公开了确定所述用户设备对基站的信号发射功率的调整趋势的一种可选实施方式,包括:
[0022]获得在最近一段预设时间内,所述用户设备要求所述基站调整信号发射功率的总次数、所述用户设备要求所述基站增加信号发射功率的第一次数以及所述用户设备要求所述基站减小信号发射功率的第二次数;
[0023]计算所述第一次数与所述总次数的第一商值、以及所述第二次数与所述总次数的第二商值;
[0024]当所述第一商值大于第一门限时,确定所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站连续增加信号发射功率;
[0025]当所述第二商值大于第二门限时,确定所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站连续减小信号发射功率;
[0026]当所述第一商值小于等于所述第一门限,且所述第二商值小于等于所述第二门限时,确定所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站非单向调整信号发射功率。
[0027]本发明的一些实施例中,公开了判断所述变化趋势是否与所述调整趋势匹配的一种可选实施方式,包括:
[0028]在所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站连续增加信号发射功率时,判断接收信号质量的变化趋势是否达到预期的改善趋势:如果是,则判断所述变化趋势与所述调整趋势匹配;否则,判断所述变化趋势与所述调整趋势不匹配。
[0029]本发明的一些实施例中,公开了判断所述变化趋势是否与所述调整趋势匹配的另一种可选实施方式,包括:
[0030]在所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站连续减小信号发射功率时,判断接收信号质量的变化趋势是否达到预期的恶化趋势:如果是,则判断所述变化趋势与所述调整趋势匹配;否则,判断所述变化趋势与所述调整趋势不匹配。
[0031]本发明的一些实施例中,公开了判断所述变化趋势是否与所述调整趋势相匹配的又一种可选实施方式,包括:
[0032]在所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站非连续单向调整时,判断所述变化趋势与所述调整趋势匹配。
[0033]本发明的一些实施例中,公开了判断所述用户设备的功率控制模式是否恢复为正常功率控制模式的一种可选实现方式,包括:
[0034]如果当前记录的所述用户设备的功率控制模式为正常功率控制模式,并且上一次记录的所述用户设备的功率控制模式为地板效应模式,则判断功率控制模式恢复为正常功率控制模式。
[0035]本发明的一些实施例中,公开了判断所述用户设备的功率控制模式是否恢复为正常功率控制模式的另一种可选实现方式,包括:
[0036]统计最近记录的N个功率控制模式中所述地板效应模式的第一数量,以及统计最近记录的2N个功率控制模式中所述地板效应模式的第二数量;
[0037]计算第二数量与第一数量之差,得到第三数量,然后计算第三数量与第一数量之差,得到第四数量;以及
[0038]根据所述第四数量是否大于预设第三门限,判断所述功率控制模式是否恢复为正常功率控制模式。
[0039]本发明的一些实施例中,公开了可以基于用户设备侧接收信号质量的变化趋势来确定用于内环功率控制的接收信号质量的目标值。
[0040]本发明的一些实施例中,公开了确定和重置用于内环功率控制的接收信号质量的目标值的一种可选实施方式,包括:
[0041]确定与所述变化趋势对应的目标值,其中,与第一变化趋势对应的第一目标值大于或等于与第二改善趋势对应的第二目标值,其中所述第一变化趋势慢于所述第二变化趋势;
[0042]将用于内环功率控制的接收信号质量的目标值设置为与所述变化趋势对应的目标值。

【专利附图】

【附图说明】
[0043]图1为现有技术中的一种闭环功率控制的示意图;
[0044]图2为本发明实施例提供的一种功率控制方法的流程示意图;
[0045]图3为本发明实施例中步骤21的一种具体实现的示意图;
[0046]图4为本发明实施例提供的功率控制方法的流程示意图;
[0047]图5为本发明实施例中步骤43的一种具体实现的示意图;
[0048]图6为评估TD-SCDMA系统下行功率控制中用户设备抑制地板效应能力的测试例的不意图;
[0049]图7为对现有技术的下行功率控制方法的仿真结果示意图;
[0050]图8为对本发明实施例所述的下行功率控制方法的仿真结果示意图;
[0051]图9为本发明一些实施例提供的用户设备的结构示意图。

【具体实施方式】
[0052]本发明所提供的功率控制方法、用户设备、计算机程序以及存储介质,基于用户设备对基站信号发射功率的调整趋势以及接收信号质量的变化趋势,判断出用户设备当前的功率控制模式,进而在用户设备的功率控制模式恢复正常后,重置用于内环功率控制的接收信号质量的目标值,使得基站对该用户设备的发射功率能够尽快恢复至正常水平,减少了对其他用户设备的干扰。本发明可应用于实施闭环功率控制的移动通信系统中,特别是CDMA系统。为使本领域技术人员更好地理解本发明,下面将以TD-SCDMA系统进行举例说明,但是这些举例不应构成对本发明的限制。
[0053]请参照图2,本发明实施例提供的一种功率控制方法,可以包括以下步骤:
[0054]步骤21,确定用户设备对基站信号发射功率当前的调整趋势以及确定所述用户设备接收信号质量当前的变化趋势。
[0055]步骤22,判断所述变化趋势是否与所述调整趋势相匹配,获得第二判断结果。
[0056]步骤23,在所述第二判断结果指示所述变化趋势与所述调整趋势匹配时,判断所述用户设备当前的功率控制模式为正常功率控制模式;否则,判断所述用户设备当前的功率控制模式为地板效应模式。
[0057]步骤24,基于最近一段预设周期内所记录的所述用户设备的功率控制模式,判断在处于地板效应模式之后的所述功率控制模式是否恢复为所述正常功率控制模式。
[0058]步骤25,当处于地板效应模式之后的所述功率控制模式恢复为所述正常功率控制模式时,重置用于内环功率控制的接收信号质量的目标值。
[0059]具体地,上述步骤21中,所述调整趋势可以根据内环功率控制中用户设备向基站发送的功率控制命令字(TPC)字段来确定,TPC字段通常用于用户设备指示基站增加或减小发射功率。参考图3,作为本发明的一种【具体实施方式】,确定所述调整趋势具体可以包括:
[0060]步骤211,获得在最近一段预设时间T内,用户设备要求基站调整信号发射功率的总次数、用户设备要求基站增加信号发射功率的第一次数以及用户设备要求基站减小信号发射功率的第二次数。
[0061]步骤212,计算所述第一次数与所述总次数的第一商值、以及所述第二次数与所述总次数的第二商值。
[0062]步骤213,在所述第一商值大于第一门限时,确定所述调整趋势为用户设备要求基站连续增加信号发射功率。
[0063]步骤214,在所述第二商值大于第二门限时,确定所述调整趋势为用户设备要求基站连续减小信号发射功率。
[0064]步骤215,在所述第一商值小于等于所述第一门限,且所述第二商值小于等于所述第二门限时,确定所述调整趋势为用户设备要求基站非单向调整信号发射功率。
[0065]上述门限和时间T可以预先确定。例如,上述第一门限通常大于0.5,以表示在最近一段预设时间内用户设备要求基站增加发射功率的第一次数大于在最近一段预设时间内用户设备要求基站减小发射功率的第二次数。较佳的,第一门限可以在0.7?0.9的范围内。上述第二门限通常大于0.5,以表示在最近一段预设时间内用户设备要求基站减小发射功率的第二次数大于在最近一段预设时间内用户设备要求基站增加发射功率的第一次数。较佳的,第二门限可以在0.7?0.9的范围内。在设置所述第一门限或第二门限时,还可以进一步考虑UE的当前业务以及所述预设时间的长短。
[0066]作为可选的方式,在步骤21中,还可以根据最近一段预设时间内用户设备连续要求基站增加信号发射功率的最大次数以及用户设备连续要求基站减小信号发射功率的最大次数,确定调整趋势。例如,如果所述用户设备连续要求基站增加信号发射功率的最大次数超出预设门限A时,判断所述调整趋势为连续增加基站信号发射功率;如果所述用户设备连续要求基站减小信号发射功率的最大次数超出预设门限B时,判断所述调整趋势为连续减小基站信号发射功率;如果所述用户设备连续要求基站增加信号发射功率的最大次数小于等于预设门限A,且所述用户设备连续要求基站减小信号发射功率的最大次数小于等于预设门限B,则判断所述调整趋势为用户设备要求基站非单向调整信号发射功率。这里,门限A和门限B,可以根据所述预设时间的长短以及UE当前执行的业务来确定。
[0067]上述步骤21中,确定所述用户设备接收信号质量的变化趋势可以包括:获得最近一段预设时间T内UE对接收信号质量进行多次估计得到的多个估计值;针对所述多个估计值进行曲线拟合,得到曲线;然后,计算所述曲线在最近一次得到的所述估计值处的曲线斜率,以得到所述变化趋势。
[0068]这里,曲线斜率反映了接收信号质量的变化趋势。例如,在接收信号质量以信干比或信噪比作指标时,如果曲线斜率小于0,则说明接收信号质量处于恶化趋势中,通常,曲线斜率的绝对值越大,则恶化趋势越严重;如果曲线斜率大于O时,则说明接收信号质量处于改善趋势中,其中,曲线斜率的绝对值越大,则改善趋势越明显。
[0069]本发明实施例中,可以使用多种数学曲线进行曲线拟合。为了简化运算,作为一种优选实施方式,本发明实施例中可以采用最小二乘法(LSM,Least square method),对所述多个估计值进行曲线拟合得到直线,该直线的斜率即为曲线斜率。
[0070]上述步骤22?23中,在判断所述变化趋势是否与所述调整趋势相匹配时,可以预先为各种调整趋势设置对应的变化趋势,即根据对基站信号发射功率的调整趋势,预先预测出在上述调整趋势下,处于正常功率控制模式下用户设备接收信号质量的变化趋势(包括恶化趋势和改善趋势),然后以此变化趋势作为预期变化趋势,判断实际测量得到的接收信号的变化趋势是否与上述预期变化趋势相匹配,如果不匹配,则说明用户设备当前可能处于地板效应模式。
[0071]例如,在步骤22中,当步骤21中确定的用户设备对基站信号发射功率的调整趋势为用户设备要求基站连续增加信号发射功率时,如果用户设备处于正常功率控制模式,则接收信号质量应该将逐步改善。因此,可以根据步骤21中确定的接收信号质量的变化趋势,来确定是否达到预期的改善趋势:如果达到,则可以判断所述变化趋势与所述调整趋势匹配,此时可以认为用户设备处于正常功率控制模式;如果未达到,则可以判断所述变化趋势与所述调整趋势不匹配,此时可以认为用户设备处于地板效应模式。预期的改善趋势可以依据信道环境、当前业务以及预设时间T事先确定。
[0072]具体地,在以信干比或信噪比作为接收信号质量的指标时,在调整趋势为用户设备要求基站连续增加信号发射功率时,预期的接收信号质量的改善趋势可以是接收信号质量的改善程度达到一定程度。如果以曲线斜率衡量变化趋势,则预期的改善趋势为曲线斜率大于某个预设门限C(该门限C为一大于O的数值,可以依据信道环境、当前业务以及预设时间T事先确定)。如果接收信号质量的实际变化趋势小于上述预设门限C,则可以判断变化趋势与所述调整趋势不匹配;如果接收信号质量的实际变化趋势大于等于上述预设门限C,则可以判断变化趋势与所述调整趋势匹配。
[0073]例如,在上述步骤22中,当步骤21中所确定的用户设备对基站信号发射功率的调整趋势为连续减小基站信号发射功率时,如果用户设备处于正常功率控制模式,则其接收信号质量应该将逐步恶化。因此,可以根据步骤21中所确定的接收信号质量的变化趋势,是否达到预期的恶化趋势:如果达到,则可以判断所述变化趋势与所述调整趋势匹配,此时可以认为用户设备处于正常功率控制模式;如果未达到,则可以判断所述变化趋势与所述调整趋势不匹配,此时可以认为用户设备处于地板效应模式。预期的恶化趋势可以依据信道环境、当前业务以及预设时间T事先确定。
[0074]具体地,在以信干比或信噪比作为接收信号质量的指标时,在调整趋势为用户设备要求基站连续减小信号发射功率时,预期的接收信号质量的恶化趋势可以是接收信号质量的恶化程度达到一定程度。如果以曲线斜率衡量变化趋势,则预期的恶化趋势为曲线斜率小于某个预设门限D(该门限为一小于O的数值,可以依据信道环境、当前业务以及预设时间T事先确定)。如果接收信号质量的实际变化趋势小于上述预设门限D,则可以判断变化趋势与所述调整趋势匹配;如果接收信号质量的实际变化趋势大于等于上述预设门限D,则可以判断变化趋势与所述调整趋势不匹配。
[0075]步骤24中,存在多种方式用于判断所述功率控制模式是否恢复为所述正常功率控制模式,例如,只有在所述用户设备的当前功率控制模式为正常功率控制模式,而所述用户设备的上一次功率控制模式为地板效应模式时,才判断所述功率控制模式恢复为所述正常功率控制模式。
[0076]作为一种更为可靠的状态判断,在步骤24中,可以基于最近一段预设时间内所记录的多个所述用户设备的功率控制模式进行判断。例如,将最近记录的2N个功率控制模式按照时间先后顺序划分为前N个和后N个,统计前N个功率控制模式中地板效应模式的第三数量,以及统计后N个功率控制模式中地板效应模式的第一数量;计算第三数量与第一数量之间的差值,如果该差值大于某个预设门限Al,则可以判断所述功率控制模式恢复为所述正常功率控制模式;如果该差值小于门限Al,则判断所述功率控制模式并未恢复为所述正常功率控制模式。
[0077]当然,本发明实施例中也可以统计前N个功率控制模式中正常功率控制模式的第五数量,以及统计后N个功率控制模式中正常功率控制模式的第六数量;计算第六数量与第五数量之间的差值,如果该差值大于某个预设门限A2,则可以判断所述功率控制模式恢复为所述正常功率控制模式。
[0078]当然,本发明实施例还可以根据上述第一数量与第三数量的比值是否小于某个预设门限A3,或者根据上述第六数量与第五数量的比值是否大于某个预设门限A4,来判断所述功率控制模式是否恢复为所述正常功率控制模式。
[0079]步骤25中,当判断出所述功率控制模式恢复为所述正常功率控制模式时,本实施例可以通过重置用于内环功率控制的接收信号质量的目标值,将所述目标值尽快恢复为合适值。所述目标值可以是信噪比或信干比的目标值。可以依据不同信道环境中正常功率控制模式下所述目标值趋于稳定时的稳定值预先确定合适值,从而可以根据所述用户设备当前的信道环境对应的合适值,重置目标值。
[0080]这里,提供一种更为具体的实现步骤25的方式,包括:确定所述用户设备侧接收信号质量当前的变化趋势对应的目标值,其中,第一变化趋势对应的第一目标值,大于或等于第二改善趋势对应的第二目标值,其中所述第一变化趋势慢于所述第二变化趋势;将用于内环功率控制的接收信号质量的目标值,设置为所述变化趋势对应的目标值。
[0081]例如,以加性高斯白噪声(AWGN, Additive White Gaussian Noise)信道环境和3GPP信道模型中的多径衰减(Multipath fading) CASEl信道环境为例,当基站增加信号发射功率时,用户设备在AWGN信道环境下的接收信号质量的变化趋势,通常要快于在CASEl信道环境下的接收信号质量的变化趋势,即用户设备AWGN信道环境下的接收信号质量可能对基站信号发射功率更为敏感。当恢复为正常功率控制模式后,AWGN信道环境下用户接收信号质量随着基站发射功率的增加也将迅速改善,通常AWGN信道环境下的目标值要小于CASEl信道环境的目标值(以目标值为信干比为例)。
[0082]以信干比作为目标值的指标为例,较优的信干比是具有较大数值的信干比。例如,在第一变化趋势(第一曲线斜率)为3,第二变化趋势(第二曲线斜率)为5时,由于第一变化趋势要慢于第二变化趋势,此时第一变化趋势对应的第一信干比目标值,可以大于或等于第二变化趋势对应的第二信干比目标值。当然,如果以误码率(或误块率)作为目标值的指标,则较优的误码率(或误块率)是具有较小数值的误码率(或误块率),此时第一变化趋势对应的第一信干比目标值,可以小于或等于第二变化趋势对应的第二信干比目标值。
[0083]优选地,根据所述变化趋势的快慢确定对应的目标值,进而据此重置内环功控的目标值。变化趋势的快慢,可以参考对应曲线斜率的绝对值。通常,具有较大绝对值的曲线斜率,其变化趋势较快。
[0084]具体地,根据变化趋势与目标值之间的对应关系,可以事先确定在不同信道环境的正常功率控制模式下用于内环功率控制的目标值趋于稳定时的稳定值;然后,对多种信道环境进行分别仿真,确定各种信道环境对应的所述变化趋势;最后,为不同的变化趋势设置在对应信道环境的正常功率控制模式下的目标值的稳定值。
[0085]相对于现有技术中需要经历多个子帧才能通过外环功控逐步将目标值恢复为合适水平的实现方式,本实施例通过以上步骤能够使得功率控制尽快恢复到正常状态,基站对该用户设备的发射功率也恢复至正常水平,因此,减少了采用较大发射功率时对其他用户设备的干扰,同时也节约了基站的功耗。
[0086]为帮助本领域技术人员更好地理解本发明实施例的以上步骤,以下以TD-SCDMA系统中为一实施例作进一步说明。在该实施例中,假设用户设备开始处于小区边缘,然后朝向小区中心移动。
[0087]首先,可以设置3个相同大小的先进先出(FIFO)缓存,包括:
[0088]I) TPC缓存,用于记录TPC信息。
[0089]2) SNR缓存,用于记录接收机解调之后的数据的信噪比。
[0090]3)模式缓存,用于记录所述用户设备当前的功率控制模式,这里可以用“I”表示地板效应模式,用“O”表示正常功率控制模式。
[0091]上述缓存的写入顺序均是按照第1、2、……、M*N单元的顺序逐个写入,上述缓存在初始化过程中将所有存储单元都写入O。
[0092]参考图4,本实施例的功率控制方法,可以包括以下步骤:
[0093]步骤41,用户设备在TPC缓存中记录TPC信息。
[0094]在现有的TD-SCDMA系统中,用户设备在希望基站增加信号发射功率时,通常在2比特的TPC字段填入二进制的“11” ;而在希望基站减小信号发射功率时,则在TPC字段填入二进制“00”,因此可以根据TPC字段的值,来确定所述调整趋势。UE通常在一个子帧中的一个时隙中发送TPC字段,因此可以采用一段长度为M*N的TPC缓存,来存储在该UE在最近的M个传输块中的TPC的数值,其中每个传输块中包括N个子帧。这里,在TPC字段为“00”(二进制)时,可以在缓存中记录TPC的数值为0(十进制);在TPC字段为“11”(二进制)时,可以记录TPC的数值为I (十进制)。
[0095]步骤42,用户设备在SNR缓存中记录上述发送TPC字段的时隙在联合检测(JointDetect1n)后所得到的数据的信噪比(SNR)。
[0096]这里,为了在后续步骤中更为准确地确定信噪比的变化趋势,这里信噪比优选地采用线性值。
[0097]步骤43,根据TPC缓存和SNR缓存中记录的信息,判断UE当前的功率控制模式,并记录在模式缓存中。
[0098]图5示出了 UE当前的功率控制模式的判断流程,具体可以包括:
[0099]步骤431,根据TPC缓存中记录的信息,确定TPC_indicator,具体确定方式是计算TPC缓存中存储的数值的平均值,如果该平均值大于预设门限Ttp。,则TPCjndicator = I ;反之,TPC_indicator = O。这里,TPC_indicator = I表明用户设备侧对基站信号发射功率的调整趋势为户设备要求基站连续增加发射功率。门限Ttpe通常与TPC缓存长度、UE当前业务等因素有关,可以通过场景测试及仿真获得。
[0100]步骤432,根据SNR缓存中记录的信息,确定SNR_indicator,其思想是预测SNR缓存中记录的SNR的变化趋势。如果预测得到的变化趋势不符合预期,则SNRjndicator =I ;否则,SNR_indicator = O。
[0101]具体预测方法可以是最小二乘法(LSM)。这里采用SNR线性值以保证估计精度,采用LSM以减小SNR估计算法本身的估计误差。考虑到算法复杂度和性能要求,本实施例可以采用线性预测算法,具体为:
[0102]假设线性函数为:
[0103]y = a+bx
[0104]其中,X= 1,2, , M*N,y = SNR(I),SNR(2),...,SNR(M*N),其中,SNR(i)表示SNR缓存中第i个单元中存储的SNR。
[0105]根据线性预测算法预测上述系数b,假设K = M*N,那么代价函数可以表示为:
[0106]f(a,h) = ^iSNR(k)-a-hk)2


z=l
[0107]为保证系数a和b为最优值,则要求满足以下方程:
一 df κ- = -lT (SN'R(k) - α - Λ η) = Oda ι=ι_8] κ
丄=-2^ (SNR(k )-a-h'*k)k=0
db 4=1
[0109]更为具体地,
^ K
J^(SNR(k)-1y^k) = K*a
[0110]< κ
Yj(SNRik)-b'H')k ^ aj^k
、k=l k~l
[0111]消除系数a,并对上述方程重新整理,可以计算得到系数b如下:
K KK

Yy^SNRXk、-K^Ji* SNRik ■)
[0112]b 二 k=l k=l κ-ψ-

(?>)2-尺 ?>2

^-1^-1
[0113]这里,系数b表示SNR的变化趋势。当b>0时,通常意味着SNR处于改善趋势中,即SNR在增加,并且b越大,则说明SNR改善趋势越快;当13〈0时,通常意味着SNR处于恶化趋势中,即SNR在减小,并且b的绝对值越大,则说明SNR恶化趋势越快。
[0114]本实施例中给出一个SNR参考门限Tsnr,用于判断SNR的变化趋势是否符合预期。门限Tsm通常取决于实际信道环境、UE当前业务以及缓存长度等因素。在具体实施时,可以根据若干典型的TD-SCDMA信道仿真环境下的场景测试结果,来确定门限Tsm的取值。
[0115]这里,如果b〈Tsm,则说明SNR变化趋势未达到预期,此时可以记录SNR_indicator=I ;否则,SNR_indicator = O。
[0116]步骤433,根据计算得到的TPC_indicator和SNR_indicator,判断UE当前的下行功率控制模式。具体的判断方式可以是:如果TPC_indicator和SNR_indicator均为I,则可以判断UE当前处于地板效应模式;否则,可以判断UE当前处于正常功率控制模式。
[0117]通常,在地板效应模式下,可能出现用户设备侧连续要求基站增加发射功率(TPC_indicator = I),但是用户设备接收信号质量的改善程度却没有达到预期(SNR_indicator=I),因此出现上述情形时可以认为UE处于地板效应模式。
[0118]步骤44,在确定UE当前的功率控制模式后,在模式缓存中对应的单元写入模式标记,其中,在当前功率控制模式为地板效应模式时,模式标记值为I ;在当前功率控制模式为正常功率控制模式时,模式标记值为O。
[0119]步骤45,计算模式缓存中前M*N/2个单元中的模式标记的第一和值,以及模式缓存中后M*N/2个单元中的模式标记的第二和值。这里,相对于前M*N/2个单元,后M*N/2个单元是最近写入的单元。然后,计算第一和值与第二和值的差值,得到当前因子:
Μ*Ν/2Μ*Ν
[0120]factor = V J!ag(k)-~ ^ flag(k)
[0121]通过比较上述因子与一门限Tf,在faCtor>Tf时,判断用户设备的功率控制模式恢复为正常功率控制模式,此时重置用于内环功率控制的信噪比的目标值;在factor ( Tf时,判断用户设备的功率控制仍处于地板效应模式,此时保持上述目标值不变。这里,门限Tf的取值通常取决于缓存长度,可以通过仿真结果来获得,优选地,门限Tf可以设置为M*N/4。
[0122]上述步骤中,当判断用户设备功率控制模式是否恢复为正常功率控制模式时,综合考虑了模式缓存中存储的所有数据,而非仅根据当前与上一次判断出的功率控制模式,从而可以提高判断的准确性。当然,当判断用户设备功率控制模式是否恢复为正常功率控制模式时,也可以仅考虑模式缓存中存储的部分数据。
[0123]上述步骤中,当用户设备仍然处于地板效应模式时,本实施例可以不必立即去重置上述目标值,因为通常这并不会带来性能的提升,反而会影响到最终性能,并且多次重置上述目标值也容易导致系统的不稳定。
[0124]另外,当用户设备从正常功率控制模式进入地板效应模式时,本实施例可以采用现有技术相同的外环功率控制算法来对上述目标值进行调整。
[0125]通过以上步骤,本实施例在用户设备功率控制模式恢复正常时,重置用于内环控制的信噪比的目标值,从而可以直接影响到下行功率控制的性能。如果上述目标值设置的不合适,用户设备则需要花费更多时间恢复至正常功率控制模式,在这期间,系统容量将明显受到影响。
[0126]在本实施例中,可以再次利用上述系数b来确定信噪比的重置值。其中一种可能的实现方式是,预先定义不同的门限T_rt,将系数b与这些门限相比较,判断系数b所属的区间,进而确定该区间对应的信噪比的数值,作为所述重置值。上述门限可以通过若干典型的TD-SCDMA信道仿真环境下的场景测试结果来确定;各个区间对应的信噪比的数值,可以根据对应的信道环境的正常功率模式下,信干比的目标值趋于稳定时的稳定值进行设置。例如,对于12.2K比特电路交换(CS)业务,在AWGN信道环境下上述目标值通常在稳定在6dB左右,而在3GPP CASEl信道环境上述目标值通常稳定在9dB左右。
[0127]例如,在b>I;eset时,重置信噪比的目标值为6dB ;在b彡Treset时,重置信噪比的目标值为9dB,这里假设b>I;eset时对应于AWGN信道环境,b ( Treset时对应于3GPP CASEl信道环境。
[0128]图6示出了评估TD-SCDMA系统下行功控控制中用户设备抑制地板效应能力的测试用例,其中定义了用于测试抑制地板效应性能的三个时段,其中:
[0129]Tl:下行功率没有限制,即基站能够根据用户设备的要求增加信号发射功率,用于表示用户设备的下行功率控制模式处于正常功率控制模式,Tl时长取100ms。
[0130]T2:下行功率受限,用于表示弱信号场景中基站的发射功率被限制在某一水平,如P,P表示Tl时段内1r/1c的平均值,T2时段取值5s。
[0131]T3:下行功率恢复至没有限制,用于仿真基站的发射功率恢复为正常水平的场景。
[0132]上述测试用例的仿真条件为AWGN环境下的12.2K比特电路交换(CS)业务,其中对误块率BLER的目标值的范围可以设置为0.7%?1.3%,并且基站初始发射功率=期望的BLER的目标值所需发射功率+10dB。仿真输出为BLER收敛至目标值所需的1r/1c。
[0133]利用以上测试例,对现有技术中TD-SCDMA系统的下行功率控制方案和本实施例的下行功率控制方案分别进行仿真,得到如图7和图8所示的1r/1c的概率密度函数(CDF)的仿真结果。可以看出,图7所示的现有技术的功率控制方法的仿真结果中,相比于Tl时段,T3时段的性能下降幅度大于5dB (在90%概率处);而图8所示的应用本实施例所述方法的仿真结果中,相比于Tl时段,T3时段的性能下降幅度仅为0.5dB左右(在90%概率处),取得了明显的性能改善。
[0134]本发明实施例所述的功率控制方法可以借助于硬件和/或软件来实现,因此,本发明实施例所述的功率控制方法适合于借助诸如通用处理器、信号处理器等处理器件来实现。而计算机程序包括程序代码,程序代码存储于计算机可读媒体上,其能够由处理器来加载和执行以促使它执行上述方法。
[0135]例如,本发明实施例提供了一种包括指令的计算机程序,所述指令在由处理器执行时布置成促使所述处理器执行本发明实施例所述的功率控制方法。本发明实施例还提供了一种存储了上述计算机程序的存储介质。
[0136]图9示出了本发明实施例提供的一种用户设备的结构示意图,该用户设备可以执行图2所示的步骤,使得基站的发射功率尽快恢复为正常水平,以减少了对其他用户设备的干扰,从而很好地抑制地板效应的不良影响。
[0137]如图9所示,该装置可以包括:
[0138]模式确定单元,用于基于用户设备对基站信号发射功率的调整趋势以及接收信号质量的变化趋势,确定所述用户设备当前的功率控制模式,其中,当所述调整趋势与变化趋势匹配时,模式确定单元确定所述功率控制模式为正常功率控制模式;当所述调整趋势与变化趋势不匹配时,模式确定单元确定所述功率控制模式为地板效应模式;
[0139]第一判断单元,用于基于确定的用户设备的功率控制模式,判断在处于地板效应模式之后的所述功率控制模式是否恢复为所述正常功率控制模式;
[0140]重置单元,用于在所述第一判断结果指示在处于地板效应模式之后的所述功率控制模式恢复为所述正常功率控制模式时,重置用于内环功率控制的接收信号质量的目标值。
[0141]其中,所述模式确定单元可以包括:
[0142]第一确定单元,用于确定所述用户设备对基站信号发射功率的调整趋势以及确定所述用户设备接收信号质量的变化趋势;
[0143]第二判断单元,用于判断所述变化趋势是否与所述调整趋势相匹配;
[0144]第三判断单元,用于在所述变化趋势与所述调整趋势匹配时,判断所述用户设备当前的功率控制模式为正常功率控制模式;否则,判断所述用户设备当前的功率控制模式为地板效应模式。
[0145]作为确定所述变化趋势的一种优选实施方式,所述第一确定单元可以包括:
[0146]第一获得单元,用于获得所述最近一段预设时间内对接收信号质量进行多次估计得到的多个估计值;
[0147]拟合单元,用于针对所述多个估计值进行曲线拟合,得到曲线;
[0148]第一计算单元,用于计算所述曲线在最近一次得到的所述估计值处的曲线斜率,以得到所述变化趋势。
[0149]具体地,所述曲线为采用最小二乘法LSM对所述多个估计值进行曲线拟合得到的直线,所述曲线斜率为该直线的斜率。
[0150]作为确定所述调整趋势的一种优选实施方式,所述第一确定单元可以包括:
[0151]第二获得单元,用于获得在最近一段预设时间内所述用户设备要求基站调整信号发射功率的总次数、所述用户设备要求基站增加信号发射功率的第一次数以及所述用户设备要求基站减小信号发射功率的第二次数;
[0152]第二计算单元,用于计算所述第一次数与所述总次数的第一商值、以及所述第二次数与所述总次数的第二商值;
[0153]第一处理单元,用于在所述第一商值大于预设第一门限时,确定所述调整趋势为用户设备要求基站连续增加信号发射功率;
[0154]第二处理单元,用于在所述第二商值大于预设第二门限时,确定所述调整趋势为用户设备要求基站连续减小信号发射功率;
[0155]第三处理单元,用于在所述第一商值小于等于所述第一门限,且所述第二商值小于等于所述第二门限时,确定所述调整趋势为用户设备要求基站非单向调整信号发射功率。
[0156]作为一种优选实施方式,所述第二判断单元可以包括:
[0157]第二确定单元,用于在所述调整趋势为用户设备要求基站连续增加信号发射功率时,判断接收信号质量的变化趋势是否达到预期的改善趋势:如果达到,则判断所述变化趋势与所述调整趋势匹配;否则,则判断所述变化趋势与所述调整趋势不匹配;
[0158]第三确定单元,用于在所述调整趋势为用户设备要求基站连续减小信号发射功率时,判断接收信号质量的变化趋势是否达到预期的恶化趋势:如果达到,则判断所述变化趋势与所述调整趋势匹配;否则,判断所述变化趋势与所述调整趋势不匹配;以及
[0159]第四确定单元,用于在所述调整趋势为用户设备要求基站非单向调整信号发射功率时,直接判断所述变化趋势与所述调整趋势匹配。
[0160]作为一种优选实施方式,本实施例所述用户设备可以基于最近两次记录的功率控制模式,判断用户的功率控制模式是否恢复正常,此时,所述第一判断单元可以包括:
[0161]第四判断单元,用于只有在当前记录的所述用户设备的功率控制模式为正常功率控制模式,并且上一次记录的所述用户设备的功率控制模式为地板效应模式时,才判断所述功率控制模式恢复为所述正常功率控制模式。
[0162]作为另一种优选实施方式,本实施例所述用户设备可以基于最近多次记录的功率控制模式,判断用户的功率控制模式是否恢复正常,以提高状态判断的准确性,此时,所述第一判断单元可以包括:
[0163]统计单元,用于统计最近记录的N个功率控制模式中所述地板效应模式的第一数量,以及统计最近记录的2N个功率控制模式中所述地板效应模式的第二数量;
[0164]第三计算单元,用于计算第二数量与第一数量之差,得到第三数量,进而计算第三数量与第一数量之差,得到第四数量;
[0165]第五判断单元,用于在所述第四数量大于预设第三门限时,判断所述功率控制模式恢复为所述正常功率控制模式。
[0166]本实施例中,所述重置单元,具体可以基于所述用户设备侧接收信号质量的变化趋势,确定并记录用于内环功率控制的接收信号质量的目标值。此时,所述重置单元可以包括:
[0167]第五确定单元,用于确定所述变化趋势对应的目标值,其中,与第一变化趋势对应的第一目标值优于或等于与第二改善趋势对应的第二目标值,并且所述第一变化趋势慢于所述第二变化趋势;
[0168]设置单元,用于将用于内环功率控制的接收信号质量的目标值,设置为与所述变化趋势对应的目标值。
【权利要求】
1.一种移动通信系统中用于功率控制的方法,包括: 基于用户设备对基站的信号发射功率的调整趋势以及接收信号质量的变化趋势,确定所述用户设备当前的功率控制模式,其中,当所述调整趋势与所述变化趋势匹配时,确定所述功率控制模式为正常功率控制模式;当所述调整趋势与所述变化趋势不匹配时,确定所述功率控制模式为地板效应模式; 基于确定的所述用户设备的功率控制模式,判断在处于所述地板效应模式之后的所述功率控制模式是否恢复为所述正常功率控制模式;以及 当在处于所述地板效应模式之后的所述功率控制模式恢复为所述正常功率控制模式时,重置用于内环功率控制的接收信号质量的目标值。
2.如权利要求1所述的方法,其中, 确定所述用户设备的接收信号质量的变化趋势包括: 获得所述最近一段预设时间内对接收信号质量进行多次估计得到的多个估计值; 针对所述多个估计值进行曲线拟合,得到曲线;以及 计算所述曲线在最近一次得到的所述估计值处的曲线斜率,得到所述变化趋势。
3.如权利要求2所述的方法,其中, 所述曲线为采用最小二乘法LSM,对所述多个估计值进行曲线拟合所得到的直线,所述曲线斜率为所述直线的斜率。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法,其中, 确定所述用户设备对基站的信号发射功率的调整趋势,包括: 获得在最近一段预设时间内,所述用户设备要求所述基站调整信号发射功率的总次数、所述用户设备要求所述基站增加信号发射功率的第一次数以及所述用户设备要求所述基站减小信号发射功率的第二次数; 计算所述第一次数与所述总次数的第一商值、以及所述第二次数与所述总次数的第二商值; 当所述第一商值大于预设第一门限时,确定所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站连续增加信号发射功率; 当所述第二商值大于预设第二门限时,确定所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站连续减小信号发射功率;以及 当所述第一商值小于等于所述第一门限,且所述第二商值小于等于所述第二门限时,确定所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站非单向调整信号发射功率。
5.如权利要求4所述的方法,其中, 判断所述变化趋势是否与所述调整趋势相匹配,包括: 当所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站连续增加信号发射功率时,判断接收信号质量的变化趋势是否达到预期的改善趋势:如果是,则判断所述变化趋势与所述调整趋势匹配;否则,判断所述变化趋势与所述调整趋势不匹配。
6.如权利要求4所述的方法,其中, 判断所述变化趋势是否与所述调整趋势相匹配,包括: 当所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站连续减小信号发射功率时,判断接收信号质量的变化趋势是否达到预期的恶化趋势:如果是,则判断所述变化趋势与所述调整趋势匹配;否则,判断所述变化趋势与所述调整趋势不匹配。
7.如权利要求5至6任一项所述的方法,其中, 判断所述变化趋势是否与所述调整趋势相匹配,还包括: 当所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站非连续单向调整信号发射功率时,判断所述变化趋势与所述调整趋势匹配。
8.如权利要求1至7任一项所述的方法,其中, 基于所述用户设备侧接收信号质量的变化趋势,重置用于内环功率控制的接收信号质量的目标值,包括: 确定与所述变化趋势对应的目标值,其中,与第一变化趋势对应的第一目标值大于或等于与第二改善趋势对应的第二目标值,其中所述第一变化趋势慢于所述第二变化趋势;以及 将用于内环功率控制的接收信号质量的目标值设置为与所述变化趋势对应的目标值。
9.一种移动通信系统中用于功率控制的用户设备,包括: 模式确定单元,用于基于用户设备对基站信号发射功率的调整趋势以及接收信号质量的变化趋势,确定所述用户设备当前的功率控制模式,其中,在所述调整趋势与变化趋势匹配时,所述模式确定单元确定所述功率控制模式为正常功率控制模式;在所述调整趋势与变化趋势不匹配时,所述模式确定单元确定所述功率控制模式为地板效应模式; 第一判断单元,用于基于确定的所述用户设备的功率控制模式,判断在处于所述地板效应模式之后的所述功率控制模式是否恢复为所述正常功率控制模式; 重置单元,用于当在处于所述地板效应模式之后的所述功率控制模式恢复为所述正常功率控制模式时,重置用于内环功率控制的接收信号质量的目标值。
10.如权利要求9所述的用户设备,其中,所述模式确定单元包括第一确定单元,所述第一确定单元包括: 第一获得单元,用于获得所述最近一段预设时间内对接收信号质量进行多次估计得到的多个估计值; 拟合单元,用于针对所述多个估计值进行曲线拟合,得到曲线;以及 第一计算单元,用于计算所述曲线在最近一次得到的所述估计值处的曲线斜率,得到所述变化趋势。
11.如权利要求10所述的用户设备,其中, 所述曲线为采用最小二乘法LSM,对所述多个估计值进行曲线拟合所得到的直线,所述曲线斜率为所述直线的斜率。
12.如权利要求9至11任一项所述的用户设备,其中,所述模式确定单元包括第一确定单元,所述第一确定单元包括: 第二获得单元,用于获得在最近一段预设时间内,所述用户设备要求所述基站调整信号发射功率的总次数、所述用户设备要求所述基站增加信号发射功率的第一次数以及所述用户设备要求所述基站减小信号发射功率的第二次数; 第二计算单元,用于计算所述第一次数与所述总次数的第一商值、以及所述第二次数与所述总次数的第二商值; 第一处理单元,用于当所述第一商值大于预设第一门限时,确定所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站连续增加信号发射功率; 第二处理单元,用于当所述第二商值大于预设第二门限时,确定所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站连续减小信号发射功率;以及 第三处理单元,用于当所述第一商值小于等于所述第一门限,且所述第二商值小于等于所述第二门限时,确定所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站非单向调整信号发射功率。
13.如权利要求12所述的用户设备,其中,所述模式确定单元包括第二判断单元,所述第二判断单元包括: 第二确定单元,用于当所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站连续增加信号发射功率时,判断接收信号质量的变化趋势是否达到预期的改善趋势:如果是,则判断所述变化趋势与所述调整趋势匹配;否则,判断所述变化趋势与所述调整趋势不匹配。
14.如权利要求12所述的用户设备,其中,所述模式确定单元包括第二判断单元,所述第二判断单元包括: 第三确定单元,用于当所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站连续减小信号发射功率时,判断接收信号质量的变化趋势是否达到预期的恶化趋势:如果是,则判断所述变化趋势与所述调整趋势匹配;否则,判断所述变化趋势与所述调整趋势不匹配。
15.如权利要求13至14任一项所述的用户设备,其中,所述第二判断单元还包括: 第四确定单元,用于当所述调整趋势为所述用户设备要求所述基站非单向调整信号发射功率时,判断所述变化趋势与所述调整趋势匹配。
16.如权利要求9所述的用户设备,其中,所述重置单元包括: 第五确定单元,用于确定与所述变化趋势对应的目标值,其中,与第一变化趋势对应的第一目标值大于或等于与第二改善趋势对应的第二目标值,其中所述第一变化趋势慢于所述第二变化趋势;以及 设置单元,用于将用于内环功率控制的接收信号质量的目标值设置为与所述变化趋势对应的目标值。
17.—种包括指令的计算机程序,所述指令在由处理器执行时布置成促使所述处理器执行如权利要求1-8中任一项所述的方法。
18.一种存储了如权利要求17所述的计算机程序的存储介质。
【文档编号】H04B7/26GK104285478SQ201280070809
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2012年2月28日 优先权日:2012年2月28日
【发明者】黄珍, 李 燮, 杨文学 申请人:意法-爱立信有限公司

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