CN101277132B - 一种获取上行数据的发射功率的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例涉及通信领域，尤其涉及无线通信领域，提供了一种获取上行数据的发射功率的方法及设备，根据下行路径的损耗以及满足参考信号检测要求的信噪比的最小值，获得参考信号的传输功率；根据所述参考信号的传输功率，获得上行数据的发射功率。节约了用户终端的电池电量，补偿了数据在上行路径中的损耗和阴影衰落，同时抑制了小区之间相互干扰，使得对上行数据的发射功率的控制更精确。

Description

一种获取上行数据的发射功率的方法及设备

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种获取上行数据发射功率的方法及设备。

背景技术

在LTE(长期演进)系统中，上、下行系统分别将频率资源分为若干资源单元(RU)和物理资源块(PRB)，RU和PRB分别是上、下行资源的最小分配单位，大小同为12个子载波，即300kHz。上行RU可以分为LocalizedRU(LRU，集中式的资源单元)和Distributed RU(DRU，分散式的资源单元)，LRU包含一组相邻的子载波，DRU包含一组分散的子载波。为了保持单载波信号格式，如果一个用户终端(UE)占用多个LRU，这些LRU必须相邻；如果占用多个DRU，所有子载波必须等间隔。

针对LRU的映射方式，UE在发送数据之前首先需要在不同的频率资源(即信道)上发送参考信号，通过测量经过不同信道的参考信号的信噪比，为用户选择最好的信道来传输数据。

现有技术中，eNB(evolution Node B，演进Node B，是基站的一种)调度器根据基站侧测量到的参考信号的信噪比采用channel-dependent(信道相关)原则为UE分配上行数据的发送带宽，获得上行数据的发射功率的技术方案有两种。

获得上行数据的发射功率的两种现有技术方案中，上行数据的发射功率均可通过公式 ${\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{tx}}\left(i\right)=\frac{P_{\mathrm{ref}}\left(i\right)}{W_{\mathrm{ref}}}*{10}^{\mathrm{\Δ}\left(i\right)/10}$ 计算得到，其中， ${\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{tx}}\left(i\right)=\frac{P_d\left(i\right)}{W_d},$ Φ_tx(i)为第i个用户终端发射的上行数据的发射功率谱密度，其单位为毫瓦/赫兹；P_d(i)为第i个用户终端发射的上行数据的发射功率；P_ref(i)为第i个用户终端发射的参考信号的传输功率，其单位为毫瓦；W_ref为参考信号的带宽，其单位为赫兹(Hz)；W_d为上行数据的带宽；Δ(i)为上行数据相对于参考信号的功率普密度偏差。

这两种技术方案主要是基站侧(如eNB)通过调整P_ref达到调整上行数据的发射功率的目的，P_ref的大小可根据小区在宽带导频上测量的信噪比与参考信号信噪比的目标值的比值增大或减小；不同之处在于，第一种技术方案中的Δ(i)是固定不变的，即针对上行物理共享信道和上行物理控制信道分别有一个固定的偏差；而第二种技术方案中，Δ(i)是可变的，可以通过Δ(i)＝Δ_psd-f(L_i)计算得到，Δ_psd为上行数据相对于参考信号的功率谱密度的变化量；L_i为第i个用户终端获取到的与之相邻的、最主要的干扰小区的上行负载指示(busy or not)；f(L_i)为以L_i为变量的一个函数。

由此可知，现有技术方案存在着以下缺陷：

首先，现有的两种技术方案对于上行数据的发射功率的调整均是通过对参考信号的传输功率的调整来实现的，因而采用较高调制编码方式时，参考信号就会浪费更大的功率，而参考信号的作用仅仅是为了获取上行信道的状况，参考信号的传输功率只要满足检测就可以，频繁地变动参考信号的传输功率或将参考信号的传输功率调整至过大的值是没有意义的；

其次，第一种技术方案中，在计算上行数据的发射功率时没有考虑小区间多用户干扰对其影响，因此采用这种方案计算出来的上行数据的发射功率不能真实地反映出上行数据的发射功率的真实情况；

而第二种技术方案中，用户终端通过获取相邻小区的负载指示Li计算f(L_i)值，并利用f(L_i)和Δ_psd值来计算修正后的上行数据相对于参考信号的功率谱密度的真实变化量Δ(i)，以达到减小小区间干扰的目的。此时，用户终端还需要对其相邻小区进行译码，这在实现上比较复杂，况且，仅仅通过考虑引入相邻小区的负载来减少小区间的干扰也是不够的。

发明内容

本发明的实施例提供了一种获取上行数据的发射功率的方法及设备，解决了现有技术方案中频繁变动参考信号的传输功率的缺陷，节约了用户终端的电池电量，有效地补偿了上行路径的损耗。

本发明的实施例是通过以下技术方案实现：

一种获取上行数据的发射功率的方法，包括：

根据下行路径的损耗以及满足参考信号检测要求的信噪比的最小值，获得参考信号的传输功率；

根据所述参考信号的传输功率，获得上行数据的发射功率。

一种用户设备，包括：

传输功率获取模块，用于根据下行路径的损耗以及满足参考信号检测要求的信噪比的最小值，获得参考信号的传输功率；和

发射功率获取模块，用于根据所述传输功率获取模块获得的参考信号的传输功率，获得上行数据的发射功率。

一种网络设备，包括：

平均干扰获取模块，用于测量上行带宽的平均干扰加噪声和上行负载，并输出；和

闭环调整量获取模块，用于根据满足参考信号检测要求的信噪比的最小值与参考信号的实际信噪比，获得上行数据的闭环调整量，将所述上行数据的闭环调整量输出。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明的实施例提供的技术方案，节约了用户终端的电池电量，有效地补偿了上行路径的损耗。

附图说明

图1为本发明实施例提供的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的用户设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的网络设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例提供的技术方案更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例提出的技术方案作详细说明。

图1为本发明实施例提供的方法的流程示意图，在说明其具体步骤之前，事先假定已知参考信号的信噪比SINR_ref，SINR_ref为满足参考信号的检测要求的信噪比的最小值。

步骤11，eNB(evolution Node B，演进Node B，基站设备的一种)根据每个用户终端的上行平均干扰加噪声，测量本小区的平均干扰加噪声，并将其测量得到的平均干扰加噪声和上行负载报告给网关(GW)；

步骤12，GW根据各个eNB上报的平均干扰加噪声，计算整个GW下的平均干扰加噪声的平均信噪比指示值(I)；根据各个eNB上报的平均干扰加噪声和上行负载，计算每个eNB的配平因子α的值；根据计算得到的整个GW下的平均干扰加噪声的变化配置整个GW下的eNB的调整步长Δ_step；

步骤13，GW将其根据eNB上报的平均干扰加噪声计算得到的整个GW下的平均信噪比指示值(I)、根据各个eNB上报的平均干扰加噪声和上行负载计算得到的每个eNB的配平因子(α)的值以及根据整个GW下的平均干扰加噪声的变化所配置的整个GW下的eNB的调整步长(Δ_step)下发至eNB，配平因子α用于该eNB下所有的用户终端的f(I，T)计算，各个eNB可以不同；Δ_step由GW给出并维护，同一个GW下每个eNB的Δ_step都相同；

这里需要说明的是，f(I，T)可以用GW直接给每个eNB下发的一个调整步长的参数来代替，为修正小区间干扰的一个调整量，此调整步长的参数(或调整量)可根据每个eNB的负载和上行干扰求得；

步骤14，eNB接收I、α和Δ_step；同时eNB对测量得到的本小区的平均干扰加噪声值(NI)进行周期性广播；

步骤15，用户终端接收eNB周期性广播的NI，并更新用户终端所保存的NI的值；用户终端发射参考信号，该参考信号的传输功率P_ref＝PL+SINR_ref+NI，其中，PL为用户终端测量的下行路径的损耗，SINR_ref为满足参考信号检测要求的信噪比的最小值；

本步骤中，参考信号的传输功率可以由公式P_ref＝PL+SINR_ref+NI计算得出，也可以是包括SINR_ref和NI的其他公式计算得出；另外，关于P_ref，只有PL发生较大变化时才用最新的PL将上式中的PL值替换，并上报最新的P_ref；

步骤16，eNB测量参考信号的实际信噪比SINR_msr，根据SINR_msr、eNB为用户终端选择的调制编码方式对应的信噪比的最新目标门限值SINR_{TF_new}以及GW配置的I值、α和Δ_step，根据下式计算用户终端的闭环调整量Δ_UE：

Δ_UE＝(SINR_ref-SINR_msr)+(SINR_{TF_new}-SINR_TF)-f(I，T)，

其中，f(I，T)＝(-1)I(-1)^T(αΔ_step)，SINR_TF为用户终端调制编码方式对应的信噪比的目标门限值，T为该小区的负载指示，

将Δ_UE通过下行控制信令下发给用户终端；

步骤17，用户终端根据当前eNB调度分配给该用户终端的调制编码方式所对应的信噪比的目标门限值SINR_TF，和事先假定的参考信号的信噪比SINR_ref(即：满足参考信号的检测要求的信噪比的最小值，该值可由用户终端和基站协商而定，所以用户终端和基站都知道这个值)，计算目标门限值与满足参考信号的检测要求的信噪比的最小值之间的差值Δ_TF＝SINR_TF-SINR_ref，并输出Δ_TF；

步骤18，用户终端根据Δ_UE、Δ_TF、以及步骤15计算得出的参考信号的传输功率P_ref，通过公式P_d＝P_ref+Δ_TF+Δ_UE计算得出上行数据的发射功率P_d。

由上述内容可知，本发明实施例所述的方法提供了有效的闭环控制上行数据的发射功率的技术方案，通过闭环控制的方式，补偿了数据在上行路径中的损耗和阴影衰落，同时抑制了小区之间相互干扰，节约了用户终端的电池电量；

使用这种闭环控制的方式，可以做到对上行数据的发射功率的控制不依赖于参考信号的传输功率，在满足参考信号的检测要求的情况下，可以尽可能地使用参考信号的信噪比的最小值，这样可以大大降低对参考信号的传输功率的消耗；同时本发明实施例所述的方法，也考虑了外环控制对上行数据的发射功率的影响以及小区间的相互干扰。

本发明的实施例还提供了一种获取上行数据的发射功率的用户设备，其结构示意图如图2所示，包括传输功率获取模块和发射功率获取模块；

传输功率获取模块，用于根据监控到的下行路径的损耗PL以及满足参考信号检测要求的信噪比的最小值SINR_ref，获得参考信号的传输功率P_ref，并将P_ref传输至发射功率获取模块；

该传输功率获取模块进一步包括第一参数获取模块和第一计算模块，第一参数获取模块用于获得参数PL、SINR_ref和NI，并输出；第一计算模块接收所述参数PL、SINR_ref和NI，对所述参数PL、SINR_ref和NI求和，得到参考信号的传输功率P_ref，并将P_ref输出。

发射功率获取模块，用于根据P_ref，获得上行数据的发射功率；

该发射功率获取模块进一步包括偏差计算模块、第二参数获取模块和第二计算模块，偏差计算模块根据用户终端的调制编码方式对应的信噪比的目标门限值SINR_TF和满足参考信号检测要求的信噪比的最小值SINR_ref之差，即偏差Δ_TF；第二参数获取模块用于获得参考信号的传输功率P_ref、Δ_TF和上行数据的闭环调整量Δ_UE，并输出；第二计算模块接收第二参数获取模块输出的P_ref、Δ_TF和Δ_UE，并对P_ref、Δ_TF和Δ_UE求和，获得上行数据的发射功率P_d。

本发明的实施例提供的用户设备的具体步骤和本发明的实施例所述方法的技术方案中关于用户终端部分的内容类似，在此就不再赘述。

本发明的实施例还提供了一种网络设备，其结构示意图如图3所示，包括平均干扰的获取模块和闭环调整量的计算模块；

平均干扰的获取模块，用于测量上行带宽的平均干扰加噪声和上行负载，将测量到的所述平均干扰加噪声和上行负载输出；可以为输出至网关，也可以为输出至其他的类似设备；

闭环调整量的获取模块，用于根据满足参考信号检测要求的信噪比的最小值SINR_ref与基站侧测量到的参考信号的实际信噪比SINR_msr，获得上行数据的闭环调整量，将所述上行数据的闭环调整量输出；

所述闭环调整量的获取模块包括第三参数获取模块和第三计算模块：

第三参数获取模块，用于获得参数SINR_ref、SINR_msr、经过外环功率调整的用户终端的调制编码方式对应的信噪比的最新目标门限值SINR_{TF_new}、用户终端调制编码方式对应的信噪比的目标门限值SINR_TF、上行数据的平均信噪比指示I、该小区的负载指示T、配平因子α和调整步长Δ_step，将所述参数SINR_ref、SINR_msr、SINR_{TF_new}、SINR_TF、I、T、α和Δ_step输出；

其中，I和α的值是根据平均干扰获取模块输出的平均干扰加噪声和上行负载计算得到的；如，平均干扰获取模块将所述平均干扰加噪声和上行负载输出至网关，网关根据每个基站侧的上行带宽的平均干扰加噪声和负载，计算所述网关的上行数据的平均信噪比指示值和每个基站侧的配平因子，并将所述上行数据的平均信噪比指示值和配平因子下发给至基站侧；

第三计算模块，用于接收所述参数SINR_ref、SINR_msr、SINR_{TF_new}、SINR_TF、I、T、α和Δ_step，并根据下式计算上行数据的闭环调整量Δ_UE：Δ_UE＝(SINR_ref-SINR_msr)+(SINR_{TF_new}-SINR_TF)-f(I，T)，

其中f(I，T)＝(-1)^I(-1)^T(αΔ_step)，将Δ_UE输出。

本发明的实施例提供的网络设备的具体步骤和本发明的实施例所述方法的技术方案中关于网关的内容类似，在此就不再赘述。

综上所述，本发明的实施例提供了一种获取上行数据的发射功率的方法及用户设备及网络设备，节约了用户终端的电池电量，补偿了数据在下行路径中的损耗和阴影衰落，同时抑制了小区之间相互干扰；使用本发明的实施例提供的技术方案，使得对上行数据的发射功率的控制不依赖于参考信号的传输功率，大大降低了对参考信号的传输功率的消耗；同时也考虑了外环控制对上行数据的发射功率的影响以及小区间的相互干扰，可以获得更精确的上行数据的发射功率。

至此，本发明仅以本发明实施例提供的较佳实施例为例说明了本发明实施例提供的技术方案，但本发明不只限于这种实施例，一切基于根据上行数据的闭环调整量获得上行数据的发射功率的技术方案，不管采用何种形式，均在本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种获取上行数据的发射功率的方法，其特征在于，包括：

根据下行路径的损耗以及满足参考信号检测要求的信噪比的最小值，获得参考信号的传输功率；

根据所述参考信号的传输功率，获得上行数据的发射功率；

所述参考信号的传输功率P_ref根据下式计算获得：

P_ref＝PL+SINR_ref+NI；

其中，PL为下行路径的损耗，SINR_ref为满足参考信号检测要求的信噪比的最小值，NI为当前小区的干扰加噪声值；

所述上行数据的发射功率P_d根据下式计算获得：

P_d＝P_ref+Δ_TF+Δ_UE；

其中，P_ref为参考信号的传输功率，Δ_TF为用户终端的调制编码方式对应的信噪比的目标门限值SINR_TF与满足参考信号检测要求的信噪比的最小值SINR_ref的偏差，Δ_UE为上行数据的闭环调整量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Δ_TF的计算公式为：Δ_TF＝SINR_TF-SINR_ref，其中，SINR_TF为用户终端的调制编码方式对应的信噪比的目标门限值，SINR_ref为满足参考信号检测要求的信噪比的最小值，所述SINR_ref为预先指定的数值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行数据的闭环调整量Δ_UE根据下式计算获得：

Δ_UE＝(SINR_ref-SINR_msr)+(SINR_{TF_new}-SINR_TF)-f(I,T)；

其中，f(I,T)＝(-1)^I(-1)^T(αΔ_step)，SINR_msr为参考信号的实际信噪比，SINR_{TF_new}为经过外环功率调整的用户终端的调制编码方式对应的信噪比的最新目标门限值，I为上行数据的平均信噪比指示值，T为小区的负载指示，α

为配平因子，Δ_step为小区间干扰的调整步长。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述I和α根据以下方法获得：

基站侧测量上行带宽的平均干扰加噪声和上行负载，并上报给网关；

网关根据所述基站侧上报的上行带宽的平均干扰加噪声和上行负载，计算所述网关的上行数据的平均信噪比指示值I和基站侧的配平因子α。

5.一种获取上行数据的发射功率的用户设备，其特征在于，包括：

传输功率获取模块，用于根据下行路径的损耗以及满足参考信号检测要求的信噪比的最小值，获得参考信号的传输功率；和

发射功率获取模块，用于根据所述传输功率获取模块获得的参考信号的传输功率，获得上行数据的发射功率；

所述参考信号的传输功率P_ref根据下式计算获得：

P_ref＝PL+SINR_ref+NI；

其中，PL为下行路径的损耗，SINR_ref为满足参考信号检测要求的信噪比的最小值，NI为当前小区的干扰加噪声值；

所述上行数据的发射功率P_d根据下式计算获得：

P_d＝P_ref+Δ_TF+Δ_UE；

其中，P_ref为参考信号的传输功率，Δ_TF为用户终端的调制编码方式对应的信噪比的目标门限值SINR_TF与满足参考信号检测要求的信噪比的最小值SINR_ref的偏差，Δ_UE为上行数据的闭环调整量。

6.根据权利要求5所述的用户设备，其特征在于，所述传输功率获取模块包括：

第一参数获取模块，用于获得参数PL、SINR_ref和NI，并将获得的参数PL、SINR_ref和NI输出；和

第一计算模块，用于接收所述参数PL、SINR_ref和NI，并对所述参数PL、SINR_ref和NI求和，得到参考信号的传输功率，将所述参考信号的传输功率输出；

其中，PL为下行路径的损耗，SINR_ref为满足参考信号检测要求的信噪比的最小值，NI为当前小区的干扰加噪声值。

7.根据权利要求5所述的用户设备，其特征在于，所述发射功率获取模块包括：

第二参数获取模块，用于获得参考信号的传输功率P_ref、Δ_TF和Δ_UE，并将所述参考信号的传输功率P_ref、Δ_TF和Δ_UE输出；和

第二计算模块，对所述参考信号的传输功率P_ref、Δ_TF和Δ_UE求和，获得上行数据的发射功率P_d；

其中，Δ_TF为用户终端的调制编码方式对应的信噪比的目标门限值SINR_TF与满足参考信号检测要求的信噪比的最小值SINR_ref的偏差，Δ_UE为上行数据的闭环调整量。

8.根据权利要求7所述的用户设备，其特征在于，所述发射功率获取模块进一步包括：偏差计算模块，用于根据Δ_TF＝SINR_TF-SINR_ref，计算用户终端的调制编码方式对应的信噪比的目标门限值SINR_TF与满足参考信号检测要求的信噪比的最小值SINR_ref的之间偏差Δ_TF，所述SINR_ref为预先指定的数值。

9.一种网络设备，其特征在于，包括：

平均干扰获取模块，用于测量上行带宽的平均干扰加噪声和上行负载，并输出；和

闭环调整量获取模块，用于根据满足参考信号检测要求的信噪比的最小值与参考信号的实际信噪比，获得上行数据的闭环调整量，将所述上行数据的闭环调整量输出；

所述闭环调整量获取模块包括：

第三参数获取模块，用于获得参数SINR_ref、SINR_msr、SINR_{TF_new}、SINR_TF、I、T、α和Δ_step，并输出；和

第三计算模块，用于接收所述参数SINR_ref、SINR_msr、SINR_{TF_new}、SINR_TF、I、T、α和Δ_step，并根据下式计算所述上行数据的闭环调整量Δ_UE，

Δ_UE＝(SINR_ref-SINR_msr)+(SINR_{TF_new}-SINR_TF)-f(I,T)；

其中，f(I,T)＝(-1)^I(-1)^T(αΔ_step)。

Images