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CN111294913A - 一种nb-iot终端芯片窄带上行共享信道发送功率控制方法 - Google Patents

一种nb-iot终端芯片窄带上行共享信道发送功率控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及窄带物联网技术领域，具体公开了一种NB‑IOT终端芯片窄带上行共享信道发送功率控制方法，包括在npusch的首次发送时初始化发送功率；还包括ul gap内测量下行参考信号接收功率，基于下行参考信号接收功率更新发送功率。采用本发明的技术方案能够有效节约处理器资源。增加有效的测量机会，并在不满足测量机会条件时通过预测更新发送功率，使整体功率控制更加精确。

Description

一种NB-IOT终端芯片窄带上行共享信道发送功率控制方法
技术领域
本发明涉及窄带物联网技术领域，特别涉及一种NB-IOT终端芯片窄带上行共享信道发送功率控制方法。
背景技术
NB-IOT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)是基于LTE(Long TermEvolution，长期演进)标准协议演进的物联网技术，具有频谱资源利用率高、支持大量中低速用户、深度覆盖以及降低终端功耗等诸多优势，主要面向中低速率、深度覆盖、低功耗、大连接的物联网应用场景。
在NB-IOT系统中，RRC配置的发送功率参数主要来源于系统信息和专有配置，不会在上行发送过程中实时变化，所以，发送过程的功率改变主要来自于对路损的实时计算。路损是由下行参考功率、非锚载波功率偏差和实际测得的下行接收功率之差得到，表达式如下：
PLc＝nrs-Power+nrs-PowerOffsetNonAnchor–NRSRP
由于上述表达式中，下行参考功率nrs-Power和非锚载波功率偏差nrs-PowerOffsetNonAnchor也是由RRC一次性配置的，因此，路损的实时变化主要来自于下行参考信号接收功率NRSRP的实测值。
不同于LTE，NB-IOT为半双工系统，处于上行发送子帧的终端无法接收下行的信号，对下行参考信号的测量只能放到每256+40ms为周期的40ms ul gap窗进行。因此，虽然协议规定的npusch发送功率计算是以时隙为单位，但是在连续的npusch上行发送过程中，参数没有任何改变的情况下每个时隙都重新计算功率就变得意义不大且浪费处理器资源。
为此，需要一种节约处理器资源的发送功率计算方法。
发明内容
本发明提供了一种NB-IOT终端芯片窄带上行共享信道发送功率控制方法，能够有效节约处理器资源。
为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种NB-IOT终端芯片窄带上行共享信道发送功率控制方法，包括在npusch的首次发送时初始化发送功率；还包括ul gap内测量下行参考信号接收功率，基于下行参考信号接收功率更新发送功率。
基础方案原理及有益效果如下：
本方案中，只有在npusch的发送初始化过程以及ul gap内测量完成后的重新初始化两处地方对发送功率进行更新，其它发送时间不再对发送功率进行计算，避免了不必要的计算开销，能有效的节约处理器资源。
进一步，根据nprach resource占用时间长度，判断当前占用时间内是否可以进行下行参考信号接收功率的测量，如果不可以，不做测量；如果可以，则在nprach resource期间对下行参考信号接收功率进行测量，并在测量完成后，基于下行参考信号接收功率更新发送功率。
在npusch发送的过程中，可能会遇到nprach resource占用的子帧，这些子帧不能用于npusch的发送，可以利用这些子帧进行下行测量。因此，本优选方案中根据nprachresource占用时间长度，判断当前占用时间内是否可以进行下行参考信号接收功率的测量(有足够的NRS)，如果可以，则在nprach resource期间对下行参考信号接收功率进行测量，并在测量完成后，基于下行参考信号接收功率更新发送功率，可以使上行的发送功率控制更加的精确。
进一步，计算nprach resource占用时间长度时，包括如下步骤：
S1、判断当前时间是否位于nprach resource范围内，如果位于nprach resource范围内，转跳到S2；如果不位于nprach resource范围内，转跳到S4；
S2、计算nprach resource的结束时间；判断nprach resource的结束时间是否位于ul gap范围内，如果位于ul gap范围内，转跳到S3；如果不位于ul gap范围内转跳到S7；
S3、计算ul gap的结束时间并转跳到S7；
S4、判断当前时间是否位于ul gap范围内；如果位于ul gap范围内；转跳到S5；如果不位于ul gap范围内，结束；
S5、计算ul gap的结束时间；再判断ul gap的结束时间是否位于在nprachresource范围内；如果位于nprach resource范围内，转跳到S6；如果不落在nprachresource范围内；转跳到S7；
S6、计算nprach resource的结束时间；
S7、基于结束时间减去起始时间，其差值为占用时间长度。
本优选方案中将不交叠和交叠的情况统一简化归并为先遇到ul gap还是nprachresource两种情况，分别对两种进行分析处理。如果出现交叠，则可以把测量持续到整个交叠时间即将结束的时候(npusch初始化之前)，而不用对ul gap和nprach resource分别进行测量，减少了计算次数的同时；因为交叠时可以把时间合并在一起，本来低于阈值的nprach resource在和ul gap合并后也可以利用起来进行测量，减少了nprach resource单独存在的不能用于测量的发生概率，充分利用了测量机会，可以使发送功率的计算更加的精确。
本优选方案计算出的占用时间长度，使ul gap和nprach resource时间可以得以叠加用于测量，增加了可进行测量的时间窗口数量，提高了测量结果的实时性和准确性。
进一步，还包括对终端的移动速度评估步骤，判断移动速度是否大于阈值，如果大于，启动预测算法；基于预测算法对发送功率进行调整。
NB-IOT终端大多用于低速移动场景，npusch发送时的有效功率控制调整时间间隔比较大，这在大多数时候是满足需求的。然而，如果需要将使用场景扩充到移动速度略快的场景，最大296ms(256+40)的调整周期就显得滞后，如果周边NB-IOT基站覆盖范围本来就不大(部署比较密的城市)，那么这段时间的移动就可能导致到达基站的npusch信号功率和实际需求偏差较大。为了解决这一问题，本优选方案中通过对移动速度进行评估，设定阈值，当移动速度大于阈值后，启动预测算法，对周期内部的npusch发送功率进行不断调整，使发送功率能实时的变化并趋近于实际需求。
进一步，基于下行参考信号接收功率的实测值更新发送功率时，先基于下行参考信号接收功率的实测值计算路损，再基于路损更新发送功率。
附图说明
图1为实施例一的ul gap内测量时的示意图；
图2为实施例一的nprach resource占用时间长度的示意图；
图3实施例一的计算nprach resource占用时间长度时的流程图；
图4为实施例一的ul gap和nprach resource交叠示意图；
图5为实施例一的ul gap和nprach resource交叠时测量的示意图；
图6为实施例二的发送功率调整的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例一
本实施例的一种NB-IOT终端芯片窄带上行共享信道发送功率控制方法，如图1所示，包括在npusch的首次发送时初始化发送功率；还包括ul gap内测量下行参考信号接收功率，基于下行参考信号接收功率的实测值计算路损，再基于路损更新发送功率。
如图2所示，根据nprach resource占用时间长度，判断当前占用时间内是否可以进行下行参考信号接收功率的测量，如果不可以，不做测量；如果可以，则在nprachresource期间对下行参考信号接收功率进行测量。本实施例中，可以进行下行参考信号接收功率的测量的占用时间长度和信噪比有关，信噪比越低，需要的时间越长。而resource时间是网络配置的，终端自身无法改变，只能去判断是否满足当前信噪比环境下所需测量的时间长度要求。这部分属于现有技术，这里不再赘述。
如图3所示，计算nprach resource占用时间长度时，包括如下步骤：
S1、判断当前时间是否位于nprach resource范围内，如果位于nprach resource范围内，转跳到S2；如果不位于nprach resource范围内，转跳到S4；
S2、计算nprach resource的结束时间；判断nprach resource的结束时间是否位于ul gap范围内，如果位于ul gap范围内，转跳到S3；如果不位于ul gap范围内转跳到S7；
S3、计算ul gap的结束时间并转跳到S7；
S4、判断当前时间是否位于ul gap范围内；如果位于ul gap范围内；转跳到S5；如果不位于ul gap范围内，结束；
S5、计算ul gap的结束时间；再判断ul gap的结束时间是否位于在nprachresource范围内；如果位于nprach resource范围内，转跳到S6；如果不落在nprachresource范围内；转跳到S7；
S6、计算nprach resource的结束时间；
S7、基于结束时间减去起始时间，其差值为占用时间长度。
如图4所示，本实施中将不交叠和交叠的情况统一简化归并为先遇到ul gap还是nprach resource两种情况，分别对两种进行分析处理。如图5所示，如果出现交叠，则可以把测量持续到整个交叠时间即将结束的时候(npusch初始化之前)，而不用对ul gap和nprach resource分别进行测量，减少了计算次数的同时；因为交叠时可以把时间合并在一起，本来低于阈值的nprach resource在和ul gap合并后也可以利用起来进行测量，减少了nprach resource单独存在的不能用于测量的发生概率，充分利用了测量机会，可以使发送功率的计算更加的精确。
本实施例利用对ul gap、nprach resource的交叠机会对发送功率进行了更新，通过分析两者的自身时间特性和交叠关系，减少了无意义的测量和功率计算次数，并使测量机会利用更加充分，最近的测量结果更方便应用于发送功率的计算，使发送功率更加准确。
实施例二
本实施例和实施例一的区别在于，如图6所示，本实施例中对终端的移动速度评估步骤，判断移动速度是否大于阈值，如果大于，启动预测算法；基于预测算法对发送功率进行调整。
本实施例通过引入预测方法，使NB-IOT终端在略高移动速率下的发送功率能更加贴近实际需求，有效扩展了应用的场景。本实施例中，预测算法可以采用三次指数平滑算法等常规的预测算法。
实施例三
本实施例和实施例一的区别在于，本实施例中，计算nprach resource占用时间长度时，当ul gap和nprach resource时间叠加后仍不满足测量条件时，基于预测算法对下行参考信号接收功率进行预估，并计算路损，再基于路损更新发送功率。
本实施例中，增加有效的测量机会，并在不满足测量机会条件时通过预测更新发送功率，使整体功率控制更加精确。
以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种NB-IOT终端芯片窄带上行共享信道发送功率控制方法，包括在npusch的首次发送时初始化发送功率；其特征在于，还包括ul gap内测量下行参考信号接收功率，基于下行参考信号接收功率更新发送功率。
2.根据权利要求1所述的一种NB-IOT终端芯片窄带上行共享信道发送功率控制方法，其特征在于：根据nprach resource占用时间长度，判断当前占用时间内是否可以进行下行参考信号接收功率的测量，如果不可以，不做测量；如果可以，则在nprach resource期间对下行参考信号接收功率进行测量，并在测量完成后，基于下行参考信号接收功率更新发送功率。
3.根据权利要求2所述的一种NB-IOT终端芯片窄带上行共享信道发送功率控制方法，其特征在于：计算nprach resource占用时间长度时，包括如下步骤：
S1、判断当前时间是否位于nprach resource范围内，如果位于nprach resource范围内，转跳到S2；如果不位于nprach resource范围内，转跳到S4；
S2、计算nprach resource的结束时间；判断nprach resource的结束时间是否位于ulgap范围内，如果位于ul gap范围内，转跳到S3；如果不位于ul gap范围内转跳到S7；
S3、计算ul gap的结束时间并转跳到S7；
S4、判断当前时间是否位于ul gap范围内；如果位于ul gap范围内；转跳到S5；如果不位于ul gap范围内，结束；
S5、计算ul gap的结束时间；再判断ul gap的结束时间是否位于在nprach resource范围内；如果位于nprach resource范围内，转跳到S6；如果不落在nprach resource范围内；转跳到S7；
S6、计算nprach resource的结束时间；
S7、基于结束时间减去起始时间，其差值为占用时间长度。
4.根据权利要求1所述的一种NB-IOT终端芯片窄带上行共享信道发送功率控制方法，其特征在于：还包括对终端的移动速度评估步骤，判断移动速度是否大于阈值，如果大于，启动预测算法；基于预测算法对发送功率进行调整。
5.根据权利要求1所述的一种NB-IOT终端芯片窄带上行共享信道发送功率控制方法，其特征在于：基于下行参考信号接收功率的实测值更新发送功率时，先基于下行参考信号接收功率的实测值计算路损，再基于路损更新发送功率。
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