專利名稱：集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及集群系統(tǒng)的功率控制技術，尤其是集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法。
背景技術：
集群系統(tǒng)是一種資源共享、費用分擔、信道設備及服務共用的多用途、高效能的無線調(diào)度通信系統(tǒng)，集中控制和管理信道并動態(tài)方式分配信道給用戶。在集群系統(tǒng)典型特點是半雙工通信、單工通信，系統(tǒng)在進行組呼或組播業(yè)務時，一個講話者對應多個受話者，因此系統(tǒng)在同一時間為多個受話者提供無線鏈路。所述無線鏈路即為下行業(yè)務信道，由于該下行業(yè)務信道由多個受話者共享使用，因此將下行業(yè)務信道稱為下行共享信道。
目前的第三代集群系統(tǒng)是采用CDMA技術的集群系統(tǒng)，例如應用TD-SCDMA多址技術的GT800集群系統(tǒng)、應用CDMA2000 1x技術的Gota集群系統(tǒng)等?，F(xiàn)有技術中的集群系統(tǒng)中下行共享信道的功率控制方法是全小區(qū)覆蓋功率控制，具體方法是按照小區(qū)的覆蓋范圍設定下行共享信道的發(fā)射功率，使處于小區(qū)最遠端的用戶也能接收到下行業(yè)務信道的信號。
現(xiàn)有的技術中的集群系統(tǒng)下行共享信道功率控制的方法缺點是其一，雖然無論終端處于小區(qū)的任何位置均能正常接收信號，但當集群終端均在小區(qū)內(nèi)部靠近基站時，仍然按照小區(qū)覆蓋范圍發(fā)射信號必然造成發(fā)射功率的極大浪費，使系統(tǒng)運行成本上升，同時小區(qū)對發(fā)射功率的較高要求導致系統(tǒng)容量的降低；其二，單小區(qū)時效果較好，但對蜂窩小區(qū)必須考慮對相鄰小區(qū)的影響，按照小區(qū)覆蓋范圍發(fā)射信號會使得本小區(qū)信號在鄰小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)仍有很高的功率，必然造成小區(qū)間干擾增加，CDMA系統(tǒng)是一個自干擾的系統(tǒng)，將導致系統(tǒng)容量下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法，在保證通信質(zhì)量的同時，大幅度提高系統(tǒng)下行共享信道的容量。
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法，包括1)選取至少一個活動終端，并分別獲取所述活動終端專用控制信道的發(fā)射功率；2)分別獲取所述活動終端的專用控制信道的鏈路增益和共享信道的鏈路增益；3)根據(jù)所述活動終端的專用信道的發(fā)射功率和該活動終端的鏈路增益確定該活動終端所需的共享信道的發(fā)射功率；4)根據(jù)所述活動終端所需的共享信道的發(fā)射功率控制共享信道的發(fā)射功率。
另外，所述步驟1)之前還包括將所有小區(qū)內(nèi)的活動終端分組，每個組中的共享信道的發(fā)射功率相同，步驟1)從所述組中選取至少一個活動終端。
進一步，可以按照下述方式分組將一個活動組中的活動終端劃分為一組。
對于分組方式還可以按照下述方式實現(xiàn)將兩個或兩個以上活動組中的活動終端劃分為一組。
其中，步驟4)按以下公式控制所述共享信道的發(fā)射功率PS=max{(PD(1)+GSD(1)),(PD(2)+GSD(2)),...(PD(n)+GSD(n))}]]>其中，Ps為共享信道的發(fā)射功率，PD(1)、PD(2)、PD(n)分別表示分組內(nèi)第1個、第2個、第n個活動終端的下行專用控制信道的發(fā)射功率，GSD(1)、GSD(2)、GSD(n)分別表示第1個、第2個、第n個活動終端的下行共享信道與專用控制信道的鏈路增益的差值。
進一步，步驟4)按以下公式控制所述共享信道的發(fā)射功率PS=max{(PD(1)+GSD(1)),(PD(2)+GSD(2)),...(PD(n)+GSD(n))}+δ]]>其中，Ps為共享信道的發(fā)射功率，PD(1)、PD(2)、PD(n)分別表示分組內(nèi)第1個、第2個、第n個活動終端的下行專用控制信道的發(fā)射功率，GSD(1)、GSD(2)、GSD(n)分別表示第1個、第2個、第n個活動終端的下行共享信道與專用控制信道的鏈路增益的差值，δ為保護裕量。
其中，所述鏈路增益的差值按照下述公式計算GSD(i)=(Eb/N0)S-(Eb/N0)D(i),]]>其中，GSD(i)為第i個用戶的鏈路增益的差值，(Eb/N0)S為下行共享信道的期望接收信噪比，而(Eb/N0)D(i)為分組內(nèi)第i個活動終端專用控制信道的期望接收信噪比。
另外，還包括步驟對收到專用信道的功率控制命令的活動終端的專用信道的發(fā)射功率按照下述更新PD(i)(n)=PD(i)(n-1)±Pstep,i=1,2,...,n]]>其中，PD(i)(n)為更新后的所述活動終端的專用信道的發(fā)射功率，PD(i)(n-1)為當前的所述活動終端的專用信道的發(fā)射功率，Pstep為所述活動終端的專用信道的功率控制命令的調(diào)整步長。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明利用專用下行專用控制信道的發(fā)射功率獲取下行共享信道中活動終端所需的發(fā)射功率，然后以活動終端所需的發(fā)射功率作為確定共享信道發(fā)射功率的依據(jù)，從而使得制定出的共享信道發(fā)射功率更加符合實際通信環(huán)境，既保證通信質(zhì)量，又避免資源浪費，提高系統(tǒng)下行共享信道的容量。
另外，本發(fā)明還可以將所有小區(qū)內(nèi)的活動終端分組，將每個組分配統(tǒng)一的發(fā)射功率。為了充分提高系統(tǒng)容量，本發(fā)明將一個活動組劃分為一組，為每個活動組制定一個發(fā)射功率。
本發(fā)明將每個組中的所有活動終端所需發(fā)射功率的最大值作為該組的下行共享信道的發(fā)射功率，從而保證組中所有活動終端的通信質(zhì)量。
進一步，本發(fā)明對收到專用信道的功率控制命令的活動終端的專用信道的發(fā)射功率進行及時更新，從而使制定的發(fā)射功率更加貼近網(wǎng)絡實際情況。


圖1是本發(fā)明所述的集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法的流程圖。
具體實施例方式
集群是一種多用戶共用一組通信信道而不相互影響的技術，集群系統(tǒng)能使大量用戶共享相對有限的頻率資源，即系統(tǒng)的下行業(yè)務信道可為小區(qū)內(nèi)該通話群組中的所有用戶共用。集群系統(tǒng)具有自動識別用戶，自動并動態(tài)地分配無線信道的功能。通常將處于通信狀態(tài)的終端稱為活動終端，同一小區(qū)內(nèi)的屬于同一集群用戶的活動終端為一個活動組。
在TD-SCDMA集群系統(tǒng)中，為講話者分配了一條上行共享信道，為同一小區(qū)內(nèi)同一活動組內(nèi)的所有受話者分配了一條下行共享信道。為了進行越區(qū)切換、講話權的搶占，引入了PTT專用控制信道。切換過程中包括的測量控制消息下發(fā)，測量報告消息上報、切換命令下發(fā)、切換完成上報等消息都在這個專用控制信道中發(fā)送；另外，釋放等控制消息的發(fā)送也在這個信道上承載。搶占過程為用戶申請講話權的過程。專用控制信道是上下行對應的，同時，由于受話者大于等于1，所以PTT專用控制信道對每個受話者是分時專用的。例如，設系統(tǒng)分配的專用控制信道碼道數(shù)為M，每個碼道的分時輪轉(zhuǎn)周期為N，則專用控制信道一共可以為M×N個受話者分時專用。在某個受話者分時占用的時間內(nèi)，受話者在上行專用控制信道上發(fā)送測量報告消息、切換完成消息、申請講話權等消息，在下行專用控制信道接收系統(tǒng)下發(fā)的測量控制消息、切換命令、講話權申請應答等消息。在專用控制信道上，需要進行功率控制，在上行方向，基站根據(jù)接收到的上行專用控制信道的SNR生成功率控制命令，通過下行專用控制信道傳送給受話者終端，受話者終端調(diào)整上行發(fā)射功率，形成上行閉環(huán)功率控制；在下行方向，受話者終端根據(jù)接收到的下行專用控制信道的SNR生成功率控制命令，通過上行專用控制信道傳送給基站使基站響應自己的功率調(diào)整命令，形成下行閉環(huán)功率控制。
本發(fā)明的方法就是利用PTT專用控制信道的下行閉環(huán)功率控制的信息，來對PTT下行共享信道進行功率控制。在PTT下行專用控制信道中，基站能夠獲悉每個活動終端對應的下行專用控制信道的發(fā)射功率，本發(fā)明以此作為控制下行共享信道發(fā)射功率的依據(jù)。
本發(fā)明提供的集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法，首先獲取選取至少一個活動終端，并獲取這些活動終端的下行專用控制信道的發(fā)射功率(S1)；由于專用控制信道與共享信道的編碼增益和數(shù)據(jù)速率可能不同，因此在專用控制信道和共享信道的發(fā)射功率不同，由于基站獲得的是某個活動終端在下行專用控制信道的發(fā)射功率，欲獲得該活動終端所需的下行共享信道的發(fā)射功率，本發(fā)明提供的方案是分別獲取所述活動終端的專用控制信道和共享信道的鏈路增益(S2)；然后根據(jù)這些活動終端的專用信道的發(fā)射功率和所述鏈路增益確定每個活動終端在共享信道中所需的發(fā)射功率(S3)，然后根據(jù)每個活動終端所需的發(fā)射功率確定共享信道實際的發(fā)射功率(S4)。
本發(fā)明可以將整個小區(qū)的所有活動終端按照上述方法制定一個統(tǒng)一的下行共享信道的發(fā)射功率，為了進一步提高系統(tǒng)容量，節(jié)省資源，本發(fā)明還可以將所有小區(qū)內(nèi)組呼或組播的通信組按照預定規(guī)則分組(S0)(一般按照小區(qū)內(nèi)屬于同一通信群組的用戶分為一組，當然，也可以將小區(qū)內(nèi)所有正在通信的用戶分為一組。)，然后為每個組的下行共享信道分配統(tǒng)一的發(fā)射功率。將所有小區(qū)內(nèi)的活動終端分組的方式可以按照下行共享信道的最小單位，即將一個活動組中的活動終端劃分為一組，以充分利用資源，由于當一個終端發(fā)起集群呼叫，系統(tǒng)會對該集群用戶進行尋呼，因此可以將屬于同一小區(qū)的該集群用戶分為一組。另外，還可以將兩個或兩個以上活動組中的活動終端劃分為一組，然后將該組中的多個活動組對應的下行共享信道分配相同的發(fā)射功率。
上文已述，本發(fā)明將某個活動終端在下行專用控制信道的發(fā)射功率轉(zhuǎn)換為下行共享信道的發(fā)射功率的方法是利用該活動終端的專用控制信道和共享信道的鏈路增益，具體的實現(xiàn)途徑是將共享信道和專用控制信道鏈路增益的差值與專用控制信道發(fā)射功率的和作為該下行共享信道的發(fā)射功率。由于鏈路增益是綜合考慮編碼增益、傳輸質(zhì)量等因素后的綜合值，因此該值具有很強的針對性，較符合實際環(huán)境。當獲取多個單個活動終端的發(fā)射功率后，確定這些活動終端在共享信道需要的發(fā)射功率的方法可以通過多種方式實現(xiàn)，本發(fā)明將該些活動終端所需發(fā)射功率的最大值作為共享信道的發(fā)射功率，已保證所有活動終端均能保證通信質(zhì)量。當然，也可以通過抽樣選取其中部分活動終端，以該些活動終端所需的下行共享信道的發(fā)射功率作為制定標準，但是顯然，這種情況下必然引起某些活動終端的通信質(zhì)量受到一些影響。該實現(xiàn)過程可以通過下述公式實現(xiàn)PS=max{(PD(1)+GSD(1)),(PD(2)+GSD(2)),...(PD(n)+GSD(n))}]]>其中，Ps為共享信道的發(fā)射功率，PD(1)、PD(2)、PD(n)分別表示分組內(nèi)第1個、第2個、第n個活動終端的下行專用控制信道的發(fā)射功率，GSD(1)、GSD(2)、GSD(n)分別表示第1個、第2個、第n個活動終端的下行共享信道與專用控制信道的鏈路增益的差值。
此外，為了保證每個活動終端均能正常接受信號，本發(fā)明還保留一定的保護裕量，用公式表示即PS=max{(PD(1)+GSD(1)),(PD(2)+GSD(2)),...(PD(n)+GSD(n))}+δ]]>
其中，Ps為共享信道的發(fā)射功率，PD(1)、PD(2)、PD(n)分別表示分組內(nèi)第1個、第2個、第n個活動終端的下行專用控制信道的發(fā)射功率，GSD(1)、GSD(2)、GSD(n)分別表示第1個、第2個、第n個活動終端的下行共享信道與專用控制信道的鏈路增益的差值，δ為保護裕量，當然，該裕量值可取0。
所述鏈路增益的差值由期望接收信噪比獲得，具體按照下述公式計算GSD(i)=(Eb/N0)S-(Eb/N0)D(i),]]>其中，GSD(i)為某個活動終端的鏈路增益的差值，(Eb/N0)S為下行共享信道的期望接收信噪比，而(Eb/N0)D(i)為分組內(nèi)某個活動終端專用控制信道的期望接收信噪比。
由于在PTT專用控制信道中，基站能夠獲取不同時刻的某個活動終端的專用信道發(fā)射功率，并通過調(diào)整步長進行功率調(diào)整，即對收到專用信道的功率控制命令的活動終端的專用信道的發(fā)射功率按照下述更新PD(i)(n)=PD(i)(n-1)±Pstep]]>其中，PD(i)(n)為某個活動終端更新后的專用信道的發(fā)射功率，PD(i)(n-1)為該活動終端當前的專用信道的發(fā)射功率，Pstep為所述專用信道的功率控制命令的調(diào)整步長，因此本發(fā)明的共享信道的發(fā)射功率同樣能夠按照實際的網(wǎng)絡環(huán)境對進行功率調(diào)整。
以下以第一實施例為例，詳細說明本發(fā)明的實現(xiàn)過程。
首先對所有小區(qū)內(nèi)的活動用戶進行分組；在集群系統(tǒng)建立時，基站按照每個呼叫的用戶注冊信息、接入消息和呼叫建立時間，預先制定為多個活動組，因此在確定共享信道的發(fā)射功率時可以按照每個活動組劃分，也可以將多個活動組甚至小區(qū)所有活動用戶分為一組，但是此時每個分組內(nèi)的各個活動組的PTT下行共享信道的發(fā)射功率相同，相比于每個活動組確定一個發(fā)射功率值控制效果會有所下降，系統(tǒng)容量也會降低。
然后，獲取分組內(nèi)每個用戶的PTT專用控制信道的下行發(fā)射功率，由于共享信道和專用控制信道的數(shù)據(jù)速率和編碼增益可能不一樣，所以確定PTT共享信道的發(fā)射功率時需要考慮不同信道的編碼增益和傳輸質(zhì)量所帶來的差別，此外，為了保證每個接受者均能正常接收信號，可能還需要考慮保留一定的裕量，所以，發(fā)射功率的計算公式為PS=max{(PD(1)+GSD(1)),(PD(2)+GSD(2)),...(PD(n)+GSD(n))}+δ]]>其中，下標S表示共享信道，D表示專用控制信道，上標i表示分組內(nèi)活動終端序號。Ps表示分組內(nèi)下行共享信道的發(fā)射功率，PD(1)、PD(2)、PD(n)分別表示分組內(nèi)第1個、第2個、第n個活動終端的下行專用控制信道的發(fā)射功率，GSD(1)、GSD(2)、GSD(n)分別表示第1個、第2個、第n個活動終端的下行共享信道與專用控制信道的鏈路增益的差值，是綜合考慮編碼增益、傳輸質(zhì)量等因素后的綜合結果。例如，專用控制信道需要的Eb/N0為(Eb/N0)D(i)，共享信道需要的Eb/N0為(Eb/N0)S，則GSD(i)=(Eb/N0)S-(Eb/N0)D(i).]]>δ為保護裕量，可以為0。
由于PTT專用控制信道可能是多用戶分時共享的，也就是說并不是每一幀都能得到所有用戶的關于PTT專用控制信道的下行功率控制命令，所以只對收到控制命令的用戶的發(fā)射功率進行更新，其他用戶的值保持不變，公式表示如下 其中i＝1，2，...，n，Pstep為功率控制調(diào)整步長。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法，其特征在于，包括1)選取至少一個活動終端，并分別獲取所述活動終端專用控制信道的發(fā)射功率；2)分別獲取所述活動終端的專用控制信道的鏈路增益和共享信道的鏈路增益；3)根據(jù)所述活動終端的專用信道的發(fā)射功率和該活動終端的鏈路增益確定該活動終端所需的共享信道的發(fā)射功率；4)根據(jù)所述活動終端所需的共享信道的發(fā)射功率控制共享信道的發(fā)射功率。
2.根據(jù)權利要求1所述的集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法，其特征在于，所述步驟1)之前還包括將所有小區(qū)內(nèi)的活動終端分組，每個組中的共享信道的發(fā)射功率相同，步驟1)從所述組中選取至少一個活動終端。
3.根據(jù)權利要求2所述的集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法，其特征在于按照下述方式分組將一個活動組中的活動終端劃分為一組。
4.根據(jù)權利要求2所述的集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法，其特征在于，按照下述方式分組將兩個或兩個以上活動組中的活動終端劃分為一組。
5.根據(jù)權利要求1至4中任意一個所述的集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法，其特征在于，步驟4)按以下公式控制所述共享信道的發(fā)射功率PS=max{(PD(1)+GSD(1)),(PD(2)+GSD(2)),...(PD(n)+GSD(n))}]]>其中，Ps為共享信道的發(fā)射功率，PD(1)、PD(2)、PD(n)分別表示分組內(nèi)第1個、第2個、第n個活動終端的下行專用控制信道的發(fā)射功率，GSD(1)、GSD(2)、GSD(n)分別表示第1個、第2個、第n個活動終端的下行共享信道與專用控制信道的鏈路增益的差值。
6.根據(jù)權利要求1至4中任意一個所述的集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法，其特征在于，步驟4)按以下公式控制所述共享信道的發(fā)射功率PS=max{(PD(1)+GSD(1)),(PD(2)+GSD(2)),...(PD(n)+GSD(n))}+δ]]>其中，Ps為共享信道的發(fā)射功率，PD(1)、PD(2)、PD(n)分別表示分組內(nèi)第1個、第2個、第n個活動終端的下行專用控制信道的發(fā)射功率，GSD(1)、GSD(2)、GSD(n)分別表示第1個、第2個、第n個活動終端的下行共享信道與專用控制信道的鏈路增益的差值，δ為保護裕量。
7.根據(jù)權利要求1至4中任意一個所述的集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法，其特征在于，所述鏈路增益的差值按照下述公式計算GSD(i)=(Eb/N0)S-(Eb/N0)D(i),]]>其中，GSD(i)為第i個用戶的鏈路增益的差值，(Eb/N0)s為下行共享信道的期望接收信噪比，而(Eb/N0)D(i)為分組內(nèi)第i個活動終端專用控制信道的期望接收信噪比。
8.根據(jù)權利要求7所述的集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法，其特征在于，還包括步驟對收到專用信道的功率控制命令的活動終端的專用信道的發(fā)射功率按照下述更新PD(i)(n)=PD(i)(n-1)±Pstep,i=1,2,...,n]]>其中，PD(i)(n)為更新后的所述活動終端的專用信道的發(fā)射功率，PD(i)(n-1)為當前的所述活動終端的專用信道的發(fā)射功率，Pstep為所述活動終端的專用信道的功率控制命令的調(diào)整步長。
全文摘要
本發(fā)明提供一種集群系統(tǒng)中下行共享信道功率控制的方法，首先選取至少一個活動終端，并分別獲取所述活動終端專用控制信道的發(fā)射功率；然后分別獲取所述活動終端的專用控制信道的鏈路增益和共享信道的鏈路增益；并根據(jù)所述活動終端的專用信道的發(fā)射功率和該活動終端的鏈路增益確定該活動終端所需的共享信道的發(fā)射功率；最后根據(jù)所述活動終端所需的共享信道的發(fā)射功率控制共享信道的發(fā)射功率，使得制定出的共享信道發(fā)射功率更加符合實際通信環(huán)境，既保證通信質(zhì)量，又避免資源浪費，提高系統(tǒng)下行共享信道的容量。
文檔編號H04Q7/28GK1881822SQ200510077218
公開日2006年12月20日 申請日期2005年6月16日 優(yōu)先權日2005年6月16日
發(fā)明者孫建勛 申請人:大唐移動通信設備有限公司