CN101192871A - 减小中继系统间干扰的功率控制方法 - Google Patents

Abstract

一种减小中继系统间干扰的功率控制方法，包括步骤：用户台测量链路质量信息，并将此信息向归属中继站和/或中继站反馈；基于所述链路质量信息，基站和/或中继站估计该用户台的干扰；根据所述干扰值，基站和/或中继站重新确定各个相邻中继站下行发射功率调整的方向和/或步长。通过采用本发明的方法，可以减少中继站间干扰，从而提高中继站到用户台之间的链路收发质量。

Description

减小中继系统间干扰的功率控制方法

技术领域

本发明涉及包含中继通信的无线通信系统，特别涉及减小中继系统间干扰的功率控制方法。

背景技术

在包含中继站的无线通信系统中，下行链路的通信过程可以分为两个阶段：

1.第一阶段，基站首先向其附属的中继站发送信息；

2.第二阶段，中继站将所接收的信息转发(forward)给该中继站所属的终端；

在第二阶段，所有的中继站(RS)可以选择在相同的频带，同时为所有的终端提供传输服务。

在第二阶段传输中，如果各个中继站需要在相同时间和相同频率资源下进行传送，将会引起相邻中继站对于用户台的下行干扰。

与此相似，上行传送也分为两个阶段，用户台向中继站的发送，也会造成对相邻中继站接收的干扰。功率控制是解决相邻中继站间干扰的有效手段。

在现有中继(Relay)通信系统中，没有中继站之间的协同功率控制，中继站对于其所属移动台的下行发送，会产生对相邻中继站所属用户台的干扰，从而影响下行链路的接收效果。

与此相似，上行传送中用户台向中继站的发送，也会造成对相邻中继站接收的干扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种减小中继系统间干扰的功率控制方法。

按照本发明的一方面，一种减小中继系统间干扰的功率控制方法，包括步骤：

用户台测量链路质量信息，并将此信息向归属中继站和/或中继站反馈；

基于所述链路质量信息，基站和/或中继站估计该用户台的干扰；

根据所述干扰值，基站和/或中继站重新确定各个相邻中继站下行发射功率调整的方向和/或步长。

按照本发明的另一方面，一种减小中继系统间干扰的功率控制方法，包括步骤：

每个中继站在其静默测量期，测量来自相邻小区的干扰强度信息；

基于所述干扰强度信息，基站和/或中继站估计所属用户台的干扰；

根据所述干扰值，基站和/或中继站重新确定各个相邻中继站下行发射功率调整的方向和步长。

通过采用本发明的方法，可以减少中继站间干扰，从而提高中继站到用户台之间的链路收发质量。

附图说明

图1是中继系统示意图；

图2是基于链路质量测量的功率控制框图；

图3是基于中继站间干扰测量的功率控制框图；

图4是基于链路质量测量的功率控制流程图；

图5是基于中继站间干扰测量的功率控制流程图；

图6是中继站与中继站间干扰测量示意图。

具体实施方式

在现有中继(Relay)通信系统中，没有中继站之间的协同功率控制。本发明提出了两种功率控制方法，用于减小中继系统间干扰。

1)基于链路质量测量的功率控制

用户台(MS)测量链路质量信息，并将此信息向归属中继站(servingRS)反馈；基于该链路质量信息，基站和/或中继站(BS/RS)可以估计该用户台处的干扰。根据此干扰值，基站和/或中继站(BS/RS)可以重新确定各个相邻中继站(adjacent RSs)下行发射功率调整的方向和步长。通过这样的方法，可以减少中继站间干扰，从而提高中继站和用户台之间的链路收发性能。

2)基于中继站间干扰测量的功率控制

每个中继站(RS)在其静默测量期，测量来自相邻小区的干扰强度信息，基于该干扰强度信息，和/或结合用户位置信息，基站和/或中继站(BS/RS)可以估计该终端处的干扰。根据此干扰值，基站和/或中继站(BS/RS)可以重新确定各个相邻中继站(adjacent RSs)下行发射功率调整的方向和步长。通过这样的方法，可以减少中继站间干扰，从而提高中继站和用户台之间的链路收发性能。

用户台r在时刻T的发射功率可以表示为：

P_r(T)＝P_r_REF+ΔP_r(T)

其中：P_r_REF是在时刻T的参考发射功率，该参考发射功率需要保证接收机处的信号达到“目标信号质量”(target signal quality)；ΔP_r(T)是T时刻的发射功率调整量；所有上述的参量以dB为单位。

本发明提出了两种功率控制方法：

1)基于链路质量测量的功率控制

其构成如图2所示，包括：

-基站发射机：用于向中继站和/或用户台发送信息；

-基站功率控制模块：用于生成发射功率控制TPC(TransmissionPower Command：发射功率控制命令)，控制中继站的发射功率，以便减少中继站间干扰的功能模块，是发明所涉及的主要功能模块之一；

-信道质量和干扰信息估计：用于估计信道质量和干扰信息，并供基站功率控制模块作功率调整决策使用，是发明所涉及的主要功能模块之一；

-中继站接收机：用于接收来自基站发射机的信息；

-中继站发射机：用于向中继站覆盖区域内的用户台发送信息；

-用户台信道质量信息收集：用于完成用户台反馈回的信道质量信息的收集；

-用户台接收机：用于接收来自中继站发射机的信息；

-信道质量测量：用于完成用户台与不同中继站(归属中继站和相邻中继站)之间链路质量的测量，是发明所涉及的主要功能模块之一；

-反馈信息：包括相邻中继站结合，信道强度集合，信干比集合；

2)基于中继站间干扰测量的功率控制

其构成如图3所示，包括：

-下行数据队列：用于存储和缓冲下行发送数据；

-下行数据调度：用于完成基站对于下行多用户数据的调度；

-中继站间干扰图生成：根据中继站反馈的中继站间干扰信息，

生成中继站间干扰图，供基站功率控制模块作功率调整决策使用，是发明所涉及的主要功能模块之一；

-中继站功率调整增量计算(方向和步长)：用于功率调整方向和/或步长的计算；

-功率调整增量和最大功率限制：用于限制功率调整的增量以及最大值，以符合发射机的要求和/或发送功率的限制；

-发射功率控制命令TPC(Transmission Power Command：功率控制命令)生成：用于生成功率控制命令(TPC)；

-中继站间干扰测量：用于完成中继站间的干扰测量，是发明所涉及的主要功能模块之一；

-干扰测量结果量化：用于完成干扰测量结果的量化；

-TPC命令处理：根据基站的功率控制命令，确定中继站-＞用户台链路的功率调整方向和调整值；

-中继站-＞用户台功率调整：根据TPC命令处理结果，完成中继站-＞用户台的发射功率调整；

-下行链路数据处理：处理从基站接收到的下行链路数据

-下行链路发送数据处理/调制：完成中继站-＞用户台链路的发送数据的处理/调制，并按照“中继站-＞用户台”的要求调整发射功率，完成数据的发送；

1)基于链路质量测量的功率控制

a)步骤1：参数初始化：(对中继站r所属的用户台kr的)参考发射功率P_r，kr_REF。

主要功能：该参数P_r，kr_REF根据用户台kr的QoS/调制编码要求(可以通过SNR/SIR要求导出)，进行参考发射功率P_r，kr_REF估计；

本参数作为初始发射功率的参考值，利用外环功率控制调整。

功能执行者：本步骤由基站完成。

b)步骤2：干扰和信道质量(信号强度指示RSSI(Radio SignalStrength Indicator：信号强度指示)和/或载波干扰噪声比CINR(CarrierInterference Noise Ratio：载波干扰噪声比))测量

主要功能：用户台和归属中继站以及相邻中继站之间链路的干扰和信道质量估计信息(信道强度信息RSSI，载波干扰噪声比信息CINR)。信道质量信息可以由信号强度指示RSSI和/或载波干扰噪声比CINR反映。

RSSI测量过程不需要接收机的解调模块参与，因此即使在低信号水平下，RSSI仍然可以提供合理和可靠的信道强度估计信息。CINR虽然需要接收机解调模块的参与，但是它提供了接收机确切的运行条件信息，包括干扰和噪声水平以及信号强度。RSSI和CINR可以通过测量：前导符号Preamble和/或导频信号Pilot和/或数据(data)得到。

功能执行者：本步骤由用户台完成。

c)步骤3：收集所有用户台信息

主要功能：中继站r和/或基站收集来自用户台的相邻中继站集合{RS_NBR_kr}，信号强度指示{RSSI_{r&RS_NBT，kr}}和载波干扰噪声比{CINR_{r&RS_NBR，kr}}信息。在此基础上，基站收集来自其所属中继站的相关信息。

功能执行者：本步骤由中继站和/或基站完成。

d)步骤4：信道增益{G_{r&RS NBR，kr}}和干扰{I_{r&RS NBR，kr}}估计

主要功能：根据相关信息，估计“用户台kr与归属中继站和相邻中继站间链路”的信道增益和干扰情况。

功能执行者：本步骤由中继站和/或基站完成。

e)步骤5：干扰量化值：干扰噪声比IoN_r，kr_SCALE

主要功能：在实际系统中，干扰噪声比IoN_r，kr_SCALE需要量化到某个整数或者截断小数，以便于存储和计算。量化值IoN_r，kr_SCALE可以简化随后的操作，例如功率增加/减少的操作。

功能执行者：本步骤由中继站和/或基站完成。

f)步骤6：根据ORI确定相邻中继站的功率调整方向

主要功能：根据相邻中继站的ORI，决定是否调整用户台kr的相邻中继站(RS_NBR_kr)发射功率以及调整的方向(增加/减小)。

功能执行者：本步骤由中继站和/或基站完成。

实现方法：

本例中，考虑{IoN_r，kr_SCALE}而不是{IoN_r，kr}。

如果用户台kr的IoN_r，kr_SCALE＝2，直接按照功率调整量ΔP_DWN减小用户台kr的相邻中继站集合RS_NBR_kr中所有中继站的对应子信道的发射功率。或者选择最强的干扰，即选择对于用户台kr最强的干扰中继站作为功率调整目标，并按照{IoN_r，kr_SCALE}来决定其功率减小的步长。

g)步骤7：确定功率调整量

主要功能：确定功率调整量。功率调整量应该在功率调整方向确定后决定。

功能执行者：本步骤由基站完成。

h)步骤8：限制发射功率调整量在允许范围内

主要功能：为了避免接收机信干比SIR的大波动，发射功率的调整量ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)应该控制在允许范围内[ΔP_{RS_PC_target，kr}_MIN，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MAX]。其中，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MIN是最小的发射功率调整量，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MAX是最大的发射功率调整量。

i)步骤9：计算下一个时刻的发射功率ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)

计算下一个时刻的发射功率ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)：

P_{RS_PC_target，kr}(T)＝P_{RS_PC target，kr}_REF+ΔP_{RS_PC_target，kr}(T).

j)步骤10：限制发射功率在最大发射功率范围内：限制发射功率在最大发射功率范围内：

$P_{\mathrm{RS}\_\mathrm{PC}\_t\arg \mathrm{et},\mathrm{kr}}\left(T\right)\⇐\mathrm{Min}(P_{\mathrm{RS}\_\mathrm{PC}\_t\arg \mathrm{et},\mathrm{kr}}\left(T\right),P_{\mathrm{RS}\_\mathrm{PC}\_t\arg \mathrm{et},\mathrm{kr}}\_\mathrm{MAX})$

k)步骤11：发射功率控制命令TPC

基于发射功率平滑器的输出，基站-中继站空中接口的TPC命令可以由下式给出：

TPC_{RS_PC_target，kr}(T)＝ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)-ΔP_{RS_PC_target，kr}(T-1)

2)基于中继站间干扰测量的功率控制

a)步骤1：参数初始化：(对中继站r所属的用户台kr的)参考发射功率P_r，kr_REF

主要功能：该参数P_r，kr_REF根据用户台kr的QoS/调制编码要求(可以通过SNR/SIR要求导出)，进行参考发射功率P_r，kr_REF估计；

本参数作为初始发射功率的参考值，利用外环功率控制调整。

功能执行者：本步骤由基站完成。

b)步骤2：中继站与相邻中继站间干扰的测量{Ir，O，n}

主要功能：中继站0与相邻中继站r之间的中继站间干扰ORI(OtherRelay Interference)，即{Ir，O，n}，其中r＝1，2，...R，可以由当前中继站，即中继站0进行测量。

中继站间干扰ORI的测量结果，可以反馈给基站。并由基站产生所有中继站的干扰图(interference map)，即{Ir，r’，n}。

干扰图{I_r，r’，n}也可以在相邻基站之间共享。

功能执行者：本步骤由中继站完成。

基于用户台到中继站链路的信道质量测量结果，更加准确，但是考虑到信息反馈的开销，这里使用中继站0测量的干扰结果，并可以考虑结合用户台的位置信息(可选择)，进行中继站到用户台链路的链路质量估计。

当结合用户台位置信息进行链路质量估计时，结果会更加准确。

c)步骤3：干扰量化值：干扰噪声比IoN_r，kr_SCALE

主要功能：在实际系统中，干扰噪声比IoN_r，kr_SCALE需要量化到某个整数或者截断小数，以便于存储和计算。量化值IoN_r，kr_SCALE可以简化随后的操作，例如功率增加/减少的操作。

功能执行者：本步骤由中继站和/或基站完成。

d)步骤4：根据ORI确定相邻中继站的功率调整方向

主要功能：根据相邻中继站的ORI，决定是否调整用户台kr的相邻中继站(RS_NBR_kr)发射功率以及调整的方向(增加/减小)。

功能执行者：本步骤由中继站和/或基站完成。

e)步骤5：确定功率调整量

主要功能：确定功率调整量。功率调整量应该在功率调整方向确定后决定。

功能执行者：本步骤由基站和/或中继站完成。

f)步骤6：限制发射功率调整量在允许范围内

主要功能：为了避免接收机信干比SIR的大波动，发射功率的调整量ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)应该控制在允许范围内[ΔP_{RS_PC_target，kr}_MIN，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MAX]。其中，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MIN是最小的发射功率调整量，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MAX是最大的发射功率调整量。

g)步骤7：计算下一个时刻的发射功率ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)计算下一个时刻的发射功率ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)：

P_{RS_PC_target，kr}(T)＝P_{RS_PC_target，kr}_REF+ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)。

h)步骤8：限制发射功率调整量在允许范围内

主要功能：为了避免接收机信干比SIR的大波动，发射功率的调整量ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)应该控制在允许范围内[ΔP_{RS_PC_target，kr}_MIN，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MAX]。其中，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MIN是最小的发射功率调整量，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MAX是最大的发射功率调整量。

i)步骤9：计算下一个时刻的发射功率ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)

计算下一个时刻的发射功率ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)：

P_{RS_PC_target，kr}(T)＝P_{RS_PC_target，kr}_REF+ΔP_{RS_PC_target，kr}(T).

j)步骤10：限制发射功率在最大发射功率范围内：

限制发射功率在最大发射功率范围内：

$P_{\mathrm{RS}\_\mathrm{PC}\_t\arg \mathrm{et},\mathrm{kr}}\left(T\right)\⇐\mathrm{Min}(P_{\mathrm{RS}\_\mathrm{PC}\_t\arg \mathrm{et},\mathrm{kr}}\left(T\right),P_{\mathrm{RS}\_\mathrm{PC}\_t\arg \mathrm{et},\mathrm{kr}}\_\mathrm{MAX})$

k)步骤11：发射功率控制命令TPC

基于发射功率平滑器的输出，基站-中继站空中接口的TPC命令可以由下式给出：

TPC_{RS_PC_target，kr}(T)＝ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)-ΔP_{RS_PC_target，kr}(T-1)

实施例

1)“基于链路质量测量的功率控制方法”的实施例

a)步骤1：参数初始化：(对中继站r所属的用户台kr的)参考发射功率P_r，kr_REF

主要功能：该参数P_r，kr_REF根据用户台kr的QoS/调制编码要求(可以通过SNR/SIR要求导出)，进行参考发射功率P_r，kr_REF估计；

本参数作为初始发射功率的参考值，利用外环功率控制调整。

功能执行者：本步骤由基站完成。

实现方法：

第一步：基于测距(ranging)方法的估计，当用户台进行初始测距(initial ranging)和周期性测距(periodical ranging)时，根据信道质量得到相应的参考发射功率P_r，kr_REF估计；

第二步：调整方法，初始参考发射功率P_r，kr_REF值不够精确，可以通过一些方法调整到合适的精确值：例如基于块差错率(BLER)的外环功率调整，可以用于调整参考发射功率P_r，kr_REF和/或相应的目标SIR：SIR_r，kr_Target。

b)步骤2：干扰和信道质量(信号强度指示RSSI(Radio SignalStrength Indicator：信号强度指示)和/或载波干扰噪声比CINR(CarrierInterference Noise Ratio：载波干扰噪声比))测量。

主要功能：用户台和归属中继站以及相邻中继站之间链路的干扰和信道质量估计信息(信道强度信息RSSI，载波干扰噪声比信息CINR)。信道质量信息可以由信号强度指示RSSI和/或载波干扰噪声比CINR反映。

RSSI测量过程不需要接收机的解调模块参与，因此即使在低信号水平下，RSSI仍然可以提供合理和可靠的信道强度估计信息。CINR虽然需要接收机解调模块的参与，但是它提供了接收机确切的运行条件信息，包括干扰和噪声水平以及信号强度。RSSI和CINR可以通过测量：前导符号Preamble和/或导频信号Pilot和/或数据(data)得到。

功能执行者：本步骤由用户台完成。

实现方法：在IEEE802.16e-2005规范中：

-相邻中继站集合{RS_NBR_kr}：用户台Kr的相邻中继站集合{RS_NBR_kr}可以通过MOB_SCN-REQ/MOB_SCN-RSP消息，由用户台扫描并反馈给中继站和/或基站；

-信号强度指示RSSI_{r&RS_NBR，kr}

对于归属中继站：可以通过用户台kr所接收到的导频和/或数据测量得到；

对于相邻中继站：可以通过相邻中继站的前导符号Preamble测量得到；

-载波干扰噪声比CINR_{r&RS_NBR，kr}

对于归属中继站：可以通过用户台kr所接收到的导频和/或数据测量得到；

对于相邻中继站：可以通过相邻中继站的前导符号Preamble测量得到；

反馈方法：

-在IEEE802.16e-2005规范中，相邻中继站集合{RS_NBR_kr}，信号强度指示RSSI_{r&RS_NBR，kr}和载波干扰噪声比CINR_{r&RS_NBR，kr}都可以通过MOB_SCN-RSP消息反馈给归属中继站和/或基站。

c)步骤3：收集所有用户台信息

主要功能：中继站r和/或基站收集来自用户台的：

相邻中继站集合{RS_NBR_kr}，信号强度指示{RSSI_{r&RS_NBR，kr}}和载波干扰噪声比{CINR_{r&RS_NBR，kr}}信息。在此基础上，基站收集来自其所属中继站的相关信息。

功能执行者：

本步骤由中继站和/或基站完成。

d)步骤4：信道增益{G_{r&RS_NBR，kr}}和干扰{I_{r&RS_NBR，kr}}估计

主要功能：根据相关信息，估计“用户台kr与归属中继站和相邻中继站间链路”的信道增益和干扰情况。

功能执行者：本步骤由中继站和/或基站完成。

实现方法：

e)步骤5：干扰量化值：干扰噪声比IoN_r，kr_SCALE

主要功能：在实际系统中，干扰噪声比IoN_r，kr_SCALE需要量化到某个整数或者截断小数，以便于存储和计算。量化值IoN_r，kr_SCALE可以简化随后的操作，例如功率增加/减少的操作。

功能执行者：本步骤由中继站和/或基站完成。

实现方法：简化起见：IoN_r，kr_SCALE可以通过与其他中继站干扰ORI(other Relay Interference：ORI)的界限[ORI下限ORI_Low_Bound，ORI上限ORI_Upper_Bound]进行比较，形成{IoN_r，kr_SCALE}，标示干扰的严重程度：

${\mathrm{IoN}}_{r,\mathrm{kr}}\_\mathrm{SCALE}=\left\{\begin{array}{cc}-1& {\mathrm{IoN}}_{r,\mathrm{kr}}<\mathrm{ORI}\_\mathrm{Lower}\_\mathrm{Bound}\\ 0& \mathrm{ORI}\_\mathrm{Lower}\_\mathrm{Bound}\&le;{\mathrm{IoN}}_{r,\mathrm{kr}}<\mathrm{ORI}\_\mathrm{Threshold}\\ 1& \mathrm{ORI}\_\mathrm{Threshold}\&le;{\mathrm{IoN}}_{r,\mathrm{kr}}<\mathrm{ORI}\_\mathrm{Upper}\_\mathrm{Bound}\\ 2& {\mathrm{IoN}}_{r,\mathrm{kr}}>\mathrm{ORI}\_\mathrm{Upper}\_\mathrm{Bound}\end{array}\right.$

其中：

-ORI下限，即ORI_Lower_Bound：是ORI的低限。当ORI小于ORI_Lower_Bound的时候，表示本用户台kr可以“忍受”更多的干扰，相邻的中继站有增加发射功率的空间；

-ORI阈值：即ORI_Threshold：是功率增加/减小的调整阈值。

当ORI小于ORI_Threshold，用户台可以承受目前的干扰，相邻的中继站保持目前的发射功率是优先选择；

-ORI上限，即ORI_Upper_Bound：是ORI的上限。当ORI小于ORI_Lower_Bound的时候，表示本用户台kr不能接受更多的干扰；相邻的中继站应该考虑减小目前的发射功率；

-当ORI大于ORI_Lower_Bound的时候，表示本用户台kr已经无法“忍受”当前的干扰；相邻的中继站必须立即减小目前的发射功率；

-这些参数可以根据测量和/或数据统计得到：

例如：ORI_Upper_Bound可以设为：均值(I_r)+2~3σ(方差).

f)步骤6：根据ORI确定相邻中继站的功率调整方向

主要功能：根据相邻中继站的ORI，决定是否调整用户台kr的相邻中继站(RS_NBR_kr)发射功率以及调整的方向(增加/减小)。

功能执行者：本步骤由中继站和/或基站完成。

实现方法：本例中，考虑{IoN_r，kr_SCALE)而不是{IoN_r，kr}。

如果用户台kr的IoN_r，kr_SCALE＝2，直接按照功率调整量ΔP_DWN减小用户台kr的相邻中继站集合RS_NBR_kr中所有中继站的对应子信道的发射功率。或者选择最强的干扰，即选择对于用户台kr最强的干扰中继站作为功率调整目标，并按照{IoN_r，kr_SCALE)来决定其功率减小的步长。

g)步骤7：确定功率调整量

主要功能：确定功率调整量。功率调整量应该在功率调整方向确定后决定。

功能执行者：本步骤由基站完成。

实现方法：功率调整量可以通过下式表示：

其中，ΔP_UP(T)和ΔP_DWN(T)分别是发射功率增加和减少的调整步长。

它们可以根据系统需要进行设置，例如0.5dB或者0.25dB。

h)步骤8：限制发射功率调整量在允许范围内

主要功能：为了避免接收机信干比SIR的大波动，发射功率的调整量ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)应该控制在允许范围内[ΔP_{RS_PC_target，kr}_MIN，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MAX]。其中，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MIN是最小的发射功率调整量，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MAX是最大的发射功率调整量。

i)步骤9：计算下一个时刻的发射功率ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)

计算下一个时刻的发射功率ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)：

P_{RS_PC_target，kr}(T)＝P_{RS_PC_target，kr}(T)＝P_{RS_PC_target，kr}_REF+ΔP_{RS_PC_target，kr}(T).

j)步骤10：限制发射功率在最大发射功率范围内：

限制发射功率在最大发射功率范围内：

$P_{\mathrm{RS}\_\mathrm{PC}\_t\arg \mathrm{et},\mathrm{kr}}\left(T\right)\&DoubleLeftArrow;\mathrm{Min}(P_{\mathrm{RS}\_\mathrm{PC}\_t\arg \mathrm{et},\mathrm{kr}}\left(T\right),P_{\mathrm{RS}\_\mathrm{PC}\_t\arg \mathrm{et},\mathrm{kr}}\_\mathrm{MAX})$

k)步骤11：发射功率控制命令TPC

基于发射功率平滑器的输出，基站-中继站空中接口的TPC命令可以由下式给出：

TPC_{RS_PC_target，kr}(T)＝ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)-ΔP_{RS_PC_target，kr}(T-1)

2)“基于中继站间干扰测量的功率控制方法”的实施例

a)步骤1：参数初始化：(对中继站r所属的用户台kr的)参考发射功率P_r，kr_REF

主要功能：该参数P_r，kr_REF根据用户台kr的QoS/调制编码要求(可以通过SNR/SIR要求导出)，进行参考发射功率P_r，kr_REF估计；

本参数作为初始发射功率的参考值，利用外环功率控制调整。

功能执行者：本步骤由基站完成。

实现方法：

第一步：基于测距(ranging)方法的估计

当用户台进行初始测距(initial ranging)和周期性测距(periodicalranging)时，根据信道质量得到相应的参考发射功率P_r，kr_REF估计；

第二步：调整方法

初始参考发射功率P_r，kr_REF值不够精确，可以通过一些方法调整到合适的精确值：例如基于块差错率(BLER)的外环功率调整，可以用于调整参考发射功率P_r，kr_REF和/或相应的目标SIR：SIR_r，kr_Target。

b)步骤2：中继站与相邻中继站间干扰的测量{Ir，O，n}

主要功能：中继站0与相邻中继站r之间的中继站间干扰ORI(OtherRelay Interference)，即{Ir，O，n}，其中r＝1，2，...R，可以由当前中继站，即中继站0进行测量。

中继站间干扰ORI的测量结果，可以反馈给基站。并由基站产生所有中继站的干扰图(interference map)，即{Ir，r’，n}。

干扰图{I_r，r’n}也可以在相邻基站之间共享。

功能执行者：本步骤由中继站完成。

实现方法：

例如：本发明提出一种基于“时间轮询测量”的中继站间干扰测量方法，如图6所示。

测量的目标可以是干扰噪声比IoT(Interference-over-Thermal)。

在基站的控制下，目标中继站轮流进入静默测量期，在静默测量期，不对所属用户台进行发送，只进行相邻中继站间干扰的测量；热噪声发射功率，可以通过关闭发射机，测量接收机处的噪声得到。

基于用户台到中继站链路的信道质量测量结果，更加准确，但是考虑到信息反馈的开销，这里使用中继站0测量的干扰结果，并可以考虑结合用户台的位置信息(可选择)，进行中继站到用户台链路的链路质量估计。

当结合用户台位置信息进行链路质量估计时，结果会更加准确。

c)步骤3：干扰量化值：干扰噪声比IoN_r，kr_SCALE

主要功能：在实际系统中，干扰噪声比IoN_r，kr_SCALE需要量化到某个整数或者截断小数，以便于存储和计算。量化值IoN_r，kr_SCALE可以简化随后的操作，例如功率增加/减少的操作。

功能执行者：本步骤由中继站和/或基站完成

实现方法：

简化起见：IoN_r，kr_SCALE可以通过与其他中继站干扰ORI(other RelayInterference：ORI)的界限[ORI下限ORI_Low_Bound，ORI上限ORI_Upper_Bound]进行比较，形成{IoN_r，kr_SCALE}，标示干扰的严重程度：

${\mathrm{IoN}}_{r,\mathrm{kr}}\_\mathrm{SCALE}=\left\{\begin{array}{cc}-1& {\mathrm{IoN}}_{r,\mathrm{kr}}<\mathrm{ORI}\_\mathrm{Lower}\_\mathrm{Bound}\\ 0& \mathrm{ORI}\_\mathrm{Lower}\_\mathrm{Bound}\&le;{\mathrm{IoN}}_{r,\mathrm{kr}}<\mathrm{ORI}\_\mathrm{Threshold}\\ 1& \mathrm{ORI}\_\mathrm{Threshold}\&le;{\mathrm{IoN}}_{r,\mathrm{kr}}<\mathrm{ORI}\_\mathrm{Upper}\_\mathrm{Bound}\\ 2& {\mathrm{IoN}}_{r,\mathrm{kr}}>\mathrm{ORI}\_\mathrm{Upper}\_\mathrm{Bound}\end{array}\right.$

其中：

-ORI下限，即ORI_Lower_Bound：是ORI的低限。当ORI小于ORI_Lower_Bound的时候，表示本用户台kr可以“忍受”更多的干扰，相邻的中继站有增加发射功率的空间；

-ORI阈值：即ORI_Threshold：是功率增加/减小的调整阈值。

当ORI小于ORI_Threshold，用户台可以承受目前的干扰，相邻的中继站保持目前的发射功率是优先选择；

-ORI上限，即ORI_Upper_Bound：是ORI的上限。当ORI小于ORI_Lower_Bound的时候，表示本用户台kr不能接受更多的干扰；相邻的中继站应该考虑减小目前的发射功率；

-当ORI大于ORI_Lower_Bound的时候，表示本用户台kr已经无法“忍受”当前的干扰；相邻的中继站必须立即减小目前的发射功率；

-这些参数可以根据测量和/或数据统计得到：

例如：ORI_Upper_Bound可以设为：均值(I_r)+2~3σ(方差).

d)步骤4：根据ORI确定相邻中继站的功率调整方向

主要功能：根据相邻中继站的ORI，决定是否调整用户台kr的相邻中继站(RS_NBR_kr)发射功率以及调整的方向(增加/减小)。

功能执行者：本步骤由中继站和/或基站完成。

实现方法：

本例中，考虑{IoN_r，kr_SCALE)而不是{IoN_r，kr}。

如果用户台kr的IoN_r，kr_SCALE＝2，直接按照功率调整量ΔP_DWN减小用户台kr的相邻中继站集合RS_NBR_kr中所有中继站的对应子信道的发射功率。或者选择最强的干扰，即选择对于用户台kr最强的干扰中继站作为功率调整目标，并按照{IoN_r，kr_SCALE)来决定其功率减小的步长。

e)步骤5：确定功率调整量

主要功能：确定功率调整量。功率调整量应该在功率调整方向确定后决定。

功能执行者：本步骤由基站和/或中继站完成。

实现方法：功率调整量可以通过下式表示：

其中，ΔP_UP(T)，ΔP_DWN(T)分别是发射功率增加和减少的调整步长。步长调整的方法，可以是固定步长，例如0.5dB或者0.25dB。也可以是可变步长，本发明提出了两种可变调整步长的方法：

算法1：可变功率调整步长(variable-length step)方法：

在本算法中，提出了基于“当前发射功率/干扰”大小和信道增益大小的确定功率调整步长ΔP_UP(T)和/或ΔP_DWN(T)的方法——“可变功率调整步长方法”：

-如果当前发射功率P_r，n较大，可以采用更小的ΔP_UP(T)步长和更大的ΔP_DWN(T)步长；反之，当当前发射功率P_r，n较小，可以采用更小的ΔP_DWN(T)步长和更大的ΔP_UP(T)步长；

-当中继站r距离被干扰中继站(即中继站0)较近(也即G_r，0，n较大)时，可以采用更小的ΔP_UP(T)步长和更大的ΔP_DWN(T)步长；反之，当中继站r距离被干扰中继站(即中继站0)较远(也即G_r，0，n较小)时，可以采用更小的ΔP_DWN(T)步长和更大的ΔP_UP(T)步长；

算法2：可变功率调整概率方法：

在本算法中，提出了基于“当前发射功率/干扰”大小和信道增益大小的确定功率调整步长的方法——“可变功率调整概率方法”：

-如果当前发射功率P_r，n较大，可以采用更小的功率增加概率PROB__UP(T)和更大的功率减小概率PROB__DWN(T)；

反之，当当前发射功率P_r，n较小，可以采用更小的功率减小概率PROB__DWN(T)和更大的功率增加概率PROB__UP(T)；

-当中继站r距离被干扰中继站(即中继站0)较近(也即G_r，O，n较大)时，可以采用更小的功率增加概率PROB__UP(T)和更大的功率减小概率PROB__DWN(T)；

反之，当中继站r距离被干扰中继站(即中继站O)较远(也即G_r，O，n较小)时，可以采用更小的功率减小概率PROB__DWN(T)和更大的功率增加概率PROB__UP(T)；

f)步骤6：限制发射功率调整量在允许范围内

主要功能：为了避免接收机信干比SIR的大波动，发射功率的调整量ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)应该控制在允许范围内[ΔP_{RS_PC_target，kr}_MIN，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MAX]。其中，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MIN是最小的发射功率调整量，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MAX是最大的发射功率调整量。

g)步骤7：计算下一个时刻的发射功率ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)

计算下一个时刻的发射功率ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)：

P_{RS_PC_target，kr}(T)＝P_{RS_PC_target，kr}_REF+ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)。

h)步骤8：限制发射功率调整量在允许范围内

主要功能：为了避免接收机信干比SIR的大波动，发射功率的调整量ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)应该控制在允许范围内[ΔP_{RS_PC_target，kr}_MIN，ΔP_{RS-PC_target，kr}_MAX]。其中，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MIN是最小的发射功率调整量，ΔP_{RS_PC_target，kr}_MAX是最大的发射功率调整量。

i)步骤9：计算下一个时刻的发射功率ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)

计算下一个时刻的发射功率ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)：

P_{RS_PC_target，kr}(T)＝P_{RS_PC_target，kr}_REF+ΔP_{RS_PC_target，kr}(T).

j)步骤10：限制发射功率在最大发射功率范围内：

限制发射功率在最大发射功率范围内：

$P_{\mathrm{RS}\_\mathrm{PC}\_t\arg \mathrm{et},\mathrm{kr}}\left(T\right)\&DoubleLeftArrow;\mathrm{Min}(P_{\mathrm{RS}\_\mathrm{PC}\_t\arg \mathrm{et},\mathrm{kr}}\left(T\right),P_{\mathrm{RS}\_\mathrm{PC}\_t\arg \mathrm{et},\mathrm{kr}}\_\mathrm{MAX})$

k)步骤11：发射功率控制命令TPC

基于发射功率平滑器的输出，基站-中继站空中接口的TPC命令可以由下式给出：

TPC_{RS_PC_target，kr}(T)＝ΔP_{RS_PC_target，kr}(T)-ΔP_{RS_PC_target，kr}(T-1)。

Claims (12)

1.一种减小中继系统间干扰的功率控制方法，包括步骤：

用户台测量链路质量信息，并将此信息向归属中继站和/或中继站反馈；

基于所述链路质量信息，基站和/或中继站估计该用户台的干扰；

根据所述干扰值，基站和/或中继站重新确定各个相邻中继站下行发射功率调整的方向和/或步长。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述链路质量信息包括：

信号强度指示和/或载波干扰噪声比。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于基于当前发射功率和/或当前干扰和/或信道增益大小确定功率调整步长。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述用户台向中继站和/或基站反馈以下信息：

相邻中继站集合；

信号强度指示；

载波干扰噪声比。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过以下公式计算估计信道增益：

其中，G_r，kr为中继站或基站r到用户台kr的信道增益；RSSI_r，kr为中继站或基站r到用户台kr的信号强度指示；P_r，kr为中继站或基站r对用户台kr的发射功率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过下式计算估计用户台干扰噪声比IoT：

${\mathrm{IoN}}_{r,\mathrm{kr}}\left[T\right]=\frac{{\mathrm{CINR}}_{k,\mathrm{kr}}[T\_\mathrm{REF}]}{{\mathrm{CINR}}_{k,\mathrm{kr}}\left[T\right]}\&CenterDot;\frac{P_{r,\mathrm{kr}}\left[T\right]\&CenterDot;G_{r,\mathrm{kr}}\left[T\right]}{P_{r,\mathrm{kr}}[T\_\mathrm{REF}]\&CenterDot;G_{r,\mathrm{kr}}[T\_\mathrm{REF}]}-1$

$=\frac{\mathrm{CIN}{R}_{k,\mathrm{kr}}[T\_\mathrm{REF}]}{\mathrm{CIN}{R}_{k,\mathrm{kr}}\left[T\right]}\&CenterDot;\frac{{\mathrm{RSSI}}_{r,\mathrm{kr}}\left[T\right]}{{\mathrm{RSSI}}_{r,\mathrm{kr}}[T\_\mathrm{REF}]}-1$

其中，RSSI_r，kr(T)，RSSI_r，kr(T_REF)为中继站或基站r到用户台kr的信号强度指示，

CINR_r，kr(T)，CINR_r，kr(T_REF)为中继站或基站r到用户台kr的信号强度指示。

7.一种减小中继系统间干扰的功率控制方法，包括步骤：

每个中继站在其静默测量期，测量来自相邻小区的干扰强度信息；

基于所述干扰强度信息，基站和/或中继站估计所属用户台的干扰；

根据所述干扰值，基站和/或中继站重新确定各个相邻中继站下行发射功率调整的方向和步长。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述干扰计算中加入用户位置信息。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于在静默测量期，不对所属用户台进行发送，只进行相邻中继站间干扰的测量。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于根据当前发射功率和/或当前干扰和/或信道增益大小确定功率调整步长。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于按下式计算功率增大步长ΔP_UP(T)和/或功率减小步长ΔP_DWN(T)：

$P_{r,n}(T-1)\_\mathrm{NML}=\frac{\min (P_{r,n}(T-1),P_{r,n}\_\mathrm{MAX})-P_{r,n}\_\mathrm{MIN}}{P_{r,n}\_\mathrm{MAX}-P_{r,n}\_\mathrm{MIN}}$

$G_{r,r^{\&prime;},n}\_\mathrm{NML}=\frac{\min (G_{r,r^{\&prime;},n},G_r\_\mathrm{MAX})-G_r\_\mathrm{MIN}}{G_r\_\mathrm{MAX}-G_r\_\mathrm{MIN}}$

ΔP_UP(T)＝max(ΔP_up_MIN，[1-ΔP_r，n(T-1)_NML]·[1-G_r，r′，n_NML]·ΔP)

ΔP_DWN(T)＝max(ΔP_DWN_MIN，ΔP_DWN(T)_NML·G_r，r′，n_NML·ΔP)

其中，P_r，n_MIN，P_r，n_MAX，G_r_MIN和G_r_MAX是由基站选择的归一化常量，用于达成所需要的功率控制效果；ΔP_UP_MIN和ΔP_DWN_MIN发射功率的最小增加和最小减少量，ΔP是基本调整步长。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于按下式计算功率增大概率Prob_up_(T)和/或功率减小概率Prob_DWN_(T)：

$P_{r,n}(T-1)\_\mathrm{NML}=\frac{\min (P_{r,n}(T-1),P_{r,n}\_\mathrm{MAX})-P_{r,n}\_\mathrm{MIN}}{P_{r,n}\_\mathrm{MAX}-P_{r,n}\_\mathrm{MIN}}$

$G_{r,r^{\&prime;},n}\_\mathrm{NML}=\frac{\min (G_{r,r^{\&prime;},n},G_r\_\mathrm{MAX})-G_r\_\mathrm{MIN}}{G_r\_\mathrm{MAX}-G_r\_\mathrm{MIN}}$

Prob_UP_(T)＝max(Prob_UP_MIN，[1-P_r，n(T-1)_NML]·[1-G_r，r′，n_NML])

Prob_DWN(T)＝max(Prob_DWN_MIN，P_DWN(T)_NML·G_r，r′，n_NML)

其中，P_r，n_MIN，P_r，n_MAX，G_r_MIN和G_r_MAX是由基站选择的归一化常量，用于达成所需要的功率控制效果；Prob_UP_MIN，Prob_DWN_MIN是发射功率的最小增加概率和最小减少概率。

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