CN101296002A - 一种功率控制方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信技术领域一种功率控制方法、装置及系统。执行至少一次下列过程:确定不同用户终端发送信号的信道状态参数和外信息均方差;根据所述确定的信道状态参数和外信息均方差,确定所述不同用户终端发送的信号到达基站的功率;根据所述确定的不同用户终端发送的信号到达基站的功率和不同用户终端的信道参数,计算不同用户终端发送信号的功率,并将所述计算所得的用户终端发送信号的功率值下发至所述不同用户终端;所述信道状态参数为考虑其他用户干扰的信道状态参数。本发明实施例解决了IDMA系统的功率控制问题,方案易于实现,因此适于实用。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种功率控制方法、装置及系统。
背景技术
功率控制在移动通信系统中十分重要。以上行链路为例,其功率控制过程包括如下步骤:
1)移动站(Mobil Station,MS)以一定的功率P0发送信号给基站(Base Station,BS);
2)BS根据一定的准则对接收到的MS的信号进行处理,确定MS到达BS的信号功率;
3)BS根据处理后的结果作为控制信息发送信号给MS;
4)MS根据BS发送过来的控制信息调整发送功率后进行发送。
在目前的交织多址(Interleave Division Multiple Access,IDMA)系统中,功率控制是基于并行检测的,控制的目标是最大频谱利用率,采用的方法是将可用的信道功率离散化,采用线性规划(Linear Programming)来寻求最优的功率分配。线性规划采用的是一种精确的搜索方法,虽然具有较高的准确度,但是其复杂度较高,延时也较大,难以在实际系统中应用。也就是说,现有的功率控制方法不是一个完整的功率控制方法,不具有实际应用的价值。
发明内容
本发明实施例提供一种功率控制方法、装置及系统,解决了现有技术中IDMA系统功率控制问题。
本发明实施例是通过以下技术方案实现的:
本发明实施例提供一种功率控制方法,包括:执行至少一次下列过程;
确定不同用户终端发送信号的信道状态参数和外信息均方差;
根据所述确定的信道状态参数和外信息均方差,确定所述不同用户终端发送的信号到达基站的功率;
根据所述确定的不同用户终端发送的信号到达基站的功率和不同用户终端的信道参数,计算不同用户终端发送信号的功率,并将所述计算所得的用户终端发送信号的功率值下发至所述不同用户终端;
所述信道状态参数为考虑其他用户干扰的信道状态参数。
本发明实施例提供一种功率控制装置,包括:
信息获取模块,用于获取各用户终端发送信号的信道状态参数和外信息均方差;
功率控制模块,用于根据所述信息获取模块获取信道状态参数和外信息均方差确定用户终端信号到达所述功率控制装置需要的功率;
功率分配模块,用于根据所述功率控制模块确定的功率及各用户终端的信道参数确定所述各用户终端发送信号的功率,并下发给对应的用户终端;
所述信道状态参数为考虑其他用户干扰的信道状态参数。
本发明实施例提供一种无线通信系统,包括:
至少一个功率控制装置,设置有:
信息获取模块,用于获取各用户终端发送信号的信道状态参数和外信息均方差;
功率控制模块,用于根据所述信息获取模块获取信道状态参数和外信息均方差确定用户终端信号到达所述功率控制装置需要的功率;
功率分配模块,用于根据所述功率控制模块确定的功率及各用户终端的信道参数确定所述各用户终端发送信号的功率,并下发给对应的用户终端;
及多个用户终端,用于在接收到所述功率控制装置下发的功率调整当前发送信号功率;
所述信道状态参数为考虑其他用户干扰的信道状态参数。
本发明实施例提供一种功率控制方法,包括:
获取上行链路的信道状态参数;
将所述信道状态参数与预先存储的与需要控制的目标参数相对应的目标信道状态参数比较;
如果所述获取的信道状态参数大于所述目标信道状态参数,则降低发送功率;否则提高发送功率;
所述信道状态参数为不考虑其他用户干扰的信道状态参数。
本发明实施例提供一种用户终端,包括:
信道状态参数获取模块,用于获取上行链路信道状态参数;
信道状态参数比较模块,用于接收所述信道状态参数获取模块获取的信道状态参数,将所述信道状态参数与预先存储的目标信道状态参数比较;
功率调整模块,用于接收信道状态参数比较模块的比较结果,根据所述比较结果调整当前信号的发送功率;
所述信道状态参数为不考虑其他用户干扰的信道状态参数。
本发明实施例提供一种功率控制系统,包括:
至少一个功率控制装置,用于下发各用户终端上行信道信道状态参数;
及多个用户终端,设置有:
信道状态参数获取模块,用于获取上行链路信道状态参数;
信道状态参数比较模块,用于接收所述信道状态参数获取模块获取的信道状态参数,将所述信道状态参数与预先存储的目标信道状态参数比较;
功率调整模块,用于接收信道状态参数比较模块的比较结果,根据所述比较结果调整当前信号的发送功率;
所述信道状态参数为不考虑其他用户干扰的信道状态参数。
由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出,本发明实施例解决了IDMA系统的功率控制问题,方案易于实现,因此适于实用。提出的非精确功率控制方法通过粗略的信道状态信息比较即可进行功率控制,与BS的迭代过程无关,大大降低了功率控制的时延。
附图说明
图1为本发明实施例IDMA系统BS侧串行检测示意图;
图2为本发明实施例一所述方法流程图;
图3为本发明实施例三所述方法流程图;
图4为本发明实施例四所述系统结构示意图;
图5为本发明实施例五所述系统结果示意图。
具体实施方式
本发明实施例详细介绍确定MS信号到达BS需要的功率的过程。其中IDMA系统网络侧对用户终端k的串行检测过程如图1所示,IDMA系统的串行检测可以在多用户检测器中利用其他用户终端的外信息来检测当前用户终端。假设第一用户终端最先被检测出来,检测第二用户终端时可以利用已经检测的第一用户终端的外信息和其他未检测用户终端的外信息进行检测。例如,对第k用户终端来说,检测利用的外信息是前k-1个已检测用户终端的外信息和从k+1到n(假设总共有n个用户终端)个还没有检测的用户终端的外信息。对最后一个用户终端n,外信息是由n-1个已经检测出来的用户终端的外信息构成的。
在IDMA系统中可以采用传统串行迭代检测(开关拨到水平位置),具体过程为:
多用户检测器输出的外信息Le(x),首先经过解交织和解扩得到比特外信息La(b),然后再送到信道解码器,进行软输入软输出解码,得到编码比特的对数似然比,作为检测下一个用户终端的先验信息Le(b)。
为了降低检测延时,在IDMA系统中可以只进行扩频码的解扩和扩频操作,软输入软输出信道解码则不参与迭代过程(开关拨到垂直位置),以降低系统的时延。在最后一次迭代中,用户终端n的似然比信息一方面送到信道解码器进行解码得到对发送数据比特的估计,同时经过扩频、交织更新用户终端n的外信息,用于检测第(n+1)个用户终端。通过这种信道解码与串行检测同步进行的方式可以大幅度降低检测延迟。
上述的串行检测是每个用户终端排队进行,用户终端k利用1到k-1个更新的外信息和k+1到n个未更新的外信息。而并行检测是所有用户终端同时进行,用户终端k是利用其他n-1(假设一共有n个用户终端)个用户终端未更新的外信息进行的。
本发明实施例提供的功率控制技术方案可以基于串行检测也可以基于并行检测进行,下面以具体的实施例对本发明技术方案进行详细介绍。
实施例一提供一种基于一次串行检测的功率控制方法,其功率控制过程与迭代过程有关,因此要考虑迭代过程中其他用户对该用户的干扰,所以信道状态参数可以选取CINR或者SINR,本实施例以CINR为例进行说明。其串行检测原理如图2所示,在执行下述步骤前,在BS中预先存储与不同的载干比(CINR)相对应的外信息均方差f(γ)、误帧率和/或误码率等信息(所述对应关系信息可通过仿真得到,或通过实际测量得到,本发明不做限定,具体得到方法不影响本发明实施例技术方案的实施)。其功率控制方法包括:
步骤1:BS根据不同MS信号的误帧率和/或者误码率的要求,确定不同用户终端的载干比值γ;
步骤2:BS根据所述预先存储的载干比与外信息均方差f(γ)的对应关系信息,确定所述MS信号的外信息均方差值f(γ);
步骤3:根据所述获得的γ和f(γ)值计算所述MS信号到达BS需要的功率pk,可以采用如下公式计算:
步骤4:BS根据每个MS的信道参数hk和所述计算所得的功率值pk,确定第k个MS的发送功率pk T,然后将所述pk T作为控制信息发送给所述MS;
其中可以通过 来确定所述pk T的值;
所述hk值可以利用各种信道估计算法在MS端估计得到,本发明实施例对此不做限定,其得到方式不影响本发明实施例的效果;
步骤5:所述MS根据所述BS发送过来的pk T调整发送功率。
上述实施例一的方案实现了IDMA系统对功率的控制,且在串行检测中每个用户迭代所需的时间不一样,实际操作时可以根据不同业务对时间的不同要求选择迭代的次序。因此具有操作灵活的特点。
实施例二提供基于二次低时延串行检测(图1中开关垂直放置)的功率控制方法,其功率控制过程与迭代过程有关,因此要考虑迭代过程中其他用户对该用户的干扰,所以信道状态参数可以选取CINR或者SINR,本实施例选择CINR为例进行说明。在执行下述步骤前,在BS中预先存储与不同的载干比(CINR)相对应的外信息均方差f(γ)、误帧率和/或误码率等信息(所述对应关系信息可通过仿真得到,或通过实际测量得到,本发明不做限定,具体得到方式不影响本发明实施例技术方案的实施)。其功率控制方法包括:
步骤1:根据不同MS信号的误帧率和/或误码率的要求,确定不同用户的目标载干比值γ,对应的第k个用户终端的目标载干比为γ k;
步骤2:假设所有MS信号上一次迭代后具有相同的目标载干比值γ 1 ,则计算MS信号到达BS需要的pk;
其中所述γ 1 值可以通过下述简单的数值搜索确定:
步骤20,首先设定γ 1 =Δ,其中Δ为搜索步长;并根据所述BS预先存储的载干比与外信息均方差的对应关系确定所述γ 1 对应的f(γ 1);
步骤21,根据 计算pk,其中k=1,2...,K; σ为高斯白噪声的标准差;
步骤22,根据 计算二次迭代后的载干比γk,2值,并验证是否满足系统的载干比要求γk,2≥γk,其中k=1,2...,K,γk为k个用户的目标载干比,Pu为第u个用户终端信号到达BS所需要的功率。
如果所有用户终端的目标载干比均已满足,则已经找到γ 1 * ,γ 1 * 为中间载干比;
如果不满足,则提升一个步长,令γ 1 =γ 1 +Δ,并返回步骤21进行下一次搜索。所述提升的步长可以与初始设定的步长不同,也可以相同。
在确定γ 1 * 的同时,在步骤21中确定了该用户终端的信号到达BS所需要的功率pk。
所述γ 1 值的搜索方式也可以通过可变的搜索长度进行搜索:
1)先通过较大的步长粗略进行搜索,确定中间载干比的大致取值范围;
2)然后缩小搜索步长,在所述取值范围中进行精确搜索,如果需要可以多进行上述步骤21几次,得到更精确的结果。
步骤3:BS根据每个MS的信道参数hk和到达BS所需要的功率pk,通过 确定第k个MS的发送功率pk T,然后将pk T作为控制信息发送给MS;
所述hk值可以利用各种信道估计算法在MS端估计得到,本发明实施例对此不做限定,其得到方式不影响本发明实施例的效果;
步骤4:MS根据BS发送过来的pk T调整发送功率。
本实施例二的技术方案不限于检测方式,可以是并行检测、可以是串行检测,可以是低时延结构、也可以是传统检测;也不限于迭代次数,可以应用于IDMA多次迭代中。本实施例基于二次迭代的功率控制方法同样解决了IDMA系统功率控制问题,不但具有操作灵活特点,而且拥有更好的性能,能够支持更多的用户终端。
实施例三提供一种功率控制方法,本实施例所述功率控制过程是基于迭代后,其他用户的干扰通过迭代最终是消除掉了的,因此选取的信道状态参数为不考虑其他用户干扰的信道状态参数,本实施例以信噪比SNR为例进行说明。在执行下述步骤前,在MS中预先存储单用户情况下的误帧率和/或误码率与信噪比(SNR)之间的关系表格,用以确定对应误帧率和/或误码率情况下的目标信噪比SNRtarget,如图3,具体步骤包括:
步骤1:首先MS以P0的功率发送导频给BS;
步骤2:BS根据所述MS发过来的导频估计上行信道质量(CQI);
所述信道质量可以是接收信号的信噪比SNR或者SNR的函数;
步骤3:BS通过下行链路把所述得到的CQI反馈给所述MS;
步骤4:所述MS根据所述BS反馈过来的CQI获得当前上行链路的SNR,然后与预先存储的目标SNRtarget比较;
如果CQI反馈回来的SNR>目标的SNRtarget,则降低当前发送功率;
反之则升高发送功率;
所述调整过程可以通过预先设置功率调整的步长PΔ,每次功率调整以所述功率步长为单位调整。
本实施例三提出的非精确功率控制方法通过粗略的SNR比较即可进行功率控制,与BS的迭代过程无关,大大降低了功率控制的时延。本实施例仅以BS下发CQI来使MS获得SNR为例进行说明,而发明不对BS下发SNR的形式进行限定。
本发明技术方案的功率控制目标不限于上述三个实施例中所列举的误帧率、误码率等,还可以是其他需要控制的参数指标,如吞吐量等,其具体控制方法与上述实施例雷同。
另外,功率控制过程中可以引入中间因子η,使发送的功率表示为PT=P0×η,这样可以不直接改变信号的发送功率P0,而是通过改变η来调整发射功率PT。例如引入一限幅模块,使信号通过该模块后功率为P0×η,这样要改变发射机的功率通过改变η就可以了,不需要改变P0。
实施例四提供一种功率控制系统,如图4所示,包括至少一个功率控制装置及多个用户终端;所述功率控制装置可以为基站,其设置有:
信息存储模块,用于存储各用户终端目标信道状态参数与需要控制的参数的对应关系;所述需要控制的参数指标包括:外信息均方差、误帧率、误码率、和/或吞吐量等;
信息获取模块,用于获取各用户终端发送信号的信道状态参数和外信息均方差;
功率控制模块,用于根据所述信息获取模块获取信道状态参数和外信息均方差确定用户终端信号到达所述功率控制装置需要的功率;
功率分配模块,用于根据所述功率控制模块确定的功率及各用户终端的信道参数确定所述各用户终端发送信号的功率,并下发给对应的用户终端;
所述用户终端,用于在接收到所述功率控制装置下发的功率调整当前发送信号功率。
本实施例所述的信道状态参数为考虑其他用户干扰的信道状态参数。
实施例五提供一种功率控制系统,如图5所示,所述系统包括至少一个功率控制装置及多个用户终端;
所述用户终端设置有:
参数存储模块,用于存储需要控制的目标参数值与目标信道状态参数之间的对应关系信息,提供给所述信噪比比较模块;所述参数包括:误码率、或误帧率、和/或吞吐量等;
信道状态参数获取模块,用于获取当前与功率控制装置之间的上行链路信道状态参数;
信道状态参数比较模块,用于接收所述信道状态参数获取模块获取的信道状态参数,将所述信道状态参数与预先存储的目标信道状态参数比较;
功率调整模块,用于接收信道状态参数比较模块的比较结果,根据所述比较结果调整当前信号的发送功率。
本实施例所述信道状态参数为不考虑其他用户干扰的信道状态参数。
综上所述,本发明实施例基于IDMA系统的串行或并行检测过程实现对功率的控制,其串行检测过程的功率控制过程具有操作灵活的特点,且在无信道解码参与迭代的方案中具有低时延的优点,同时提出的非精确功率控制方法通过粗略的SNR比较即可进行功率控制,与BS的迭代过程无关,大大降低了功率控制的时延。
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的保护范围为准。
Claims (16)
1、一种功率控制方法,其特征在于,包括:执行至少一次下列过程;
确定不同用户终端发送信号的信道状态参数和外信息均方差;
根据所述确定的信道状态参数和外信息均方差,确定所述不同用户终端发送的信号到达基站的功率;
根据所述确定的不同用户终端发送的信号到达基站的功率和不同用户终端的信道参数,计算不同用户终端发送信号的功率,并将所述计算所得的用户终端发送信号的功率值下发至所述不同用户终端;
所述信道状态参数为考虑其他用户干扰的信道状态参数。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述信道状态参数包括:信干比SINR或载干比CINR。
3、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在第一次执行所述功率控制过程中,所述确定不同用户终端发送信号的信道状态参数和外信息均方差的方法包括:
根据不同用户终端实际需要控制的参数与所述基站中预先存储的所述参数与目标信道状态参数的对应关系,确定所述不同用户终端的目标信道状态参数;
根据所述确定的目标信道状态参数与预先存储的目标信道状态参数与外信息均方差的对应关系确定所述不同用户终端发送信号的外信息均方差。
4、如权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述第一次执行后的多次执行所述功率控制过程中,所述确定不同用户终端发送信号的信道状态参数和外信息均方差的方法包括:
设定上一次执行功率控制后不同用户终端具有相同的目标信道状态参数为一搜索步长;
根据所述设定的目标信道状态参数、预先存储的目标信道状态参数与外信息均方差的对应关系,确定所述不同用户终端发送信号的外信息均方差;
根据上述设定的目标信道状态参数和确定的外信息均方差计算不同用户终端发送的信号到达基站需要的功率;
根据所述计算所得的不同用户终端发送的信号到达基站需要的功率值,计算本次功率控制后不同用户终端的信道状态参数;
通过所述计算所得的本次功率控制后不同用户终端的信道状态参数与预先存储的不同用户终端的目标信道状态参数比较,验证所述计算所得的信道状态参数是否满足预定条件;
如果验证不满足所述预定条件,则将所述设定的目标信道状态参数调整一步长后,重复上述计算功率的过程,直到验证功率控制后所得的信道状态参数满足所述预定条件;
如果验证满足所述预定条件,则所述设定的目标信道状态参数即为需要确定的信道状态参数,所述设定的目标信道状态参数对应的外信息均方差即为需要确定的外信息均方差。
5、如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括:
令用户终端发送信号的功率值表示为PT=P0×η,则通过改变η来调整用户终端发送信号的功率PT,其中Po为用户终端当前发送信号的功率。
6、一种功率控制装置,包括:
信息获取模块,用于获取各用户终端发送信号的信道状态参数和外信息均方差;
功率控制模块,用于根据所述信息获取模块获取信道状态参数和外信息均方差确定用户终端信号到达所述功率控制装置需要的功率;
功率分配模块,用于根据所述功率控制模块确定的功率及各用户终端的信道参数确定所述各用户终端发送信号的功率,并下发给对应的用户终端;
所述信道状态参数为考虑其他用户干扰的信道状态参数。
7、如权利要求6所述的装置,其特征在于,还包括:
信息存储模块,用于存储各用户终端目标信道状态参数与需要控制的参数的对应关系。
8、一种无线通信系统,其特征在于,包括:
至少一个功率控制装置,设置有:
信息获取模块,用于获取各用户终端发送信号的信道状态参数和外信息均方差;
功率控制模块,用于根据所述信息获取模块获取信道状态参数和外信息均方差确定用户终端信号到达所述功率控制装置需要的功率;
功率分配模块,用于根据所述功率控制模块确定的功率及各用户终端的信道参数确定所述各用户终端发送信号的功率,并下发给对应的用户终端;
及多个用户终端,用于在接收到所述功率控制装置下发的功率调整当前发送信号功率;
所述信道状态参数为考虑其他用户干扰的信道状态参数。
9、一种功率控制方法,其特征在于,包括:
获取上行链路的信道状态参数;
将所述信道状态参数与预先存储的与需要控制的目标参数相对应的目标信道状态参数比较;
如果所述获取的信道状态参数大于所述目标信道状态参数,则降低发送功率;否则提高发送功率;
所述信道状态参数为不考虑其他用户干扰的信道状态参数。
10、如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述信道状态参数包括:信噪比SNR。
11、如权利要求9或10所述的方法,其特征在于,所述获取上行链路信道状态参数的方法包括:
通过所述上行链路发送信号;
基站接收到所述信号后,确定所述上行链路信道状态参数并下发。
12、如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述基站确定所述上行链路信道状态参数并下发的方法具体包括:
基站根据所述用户终端发送的导频估计上行信道质量;
通过直接下发信道状态参数或下发所述信道状态参数的函数的形式下发所述信道质量。
13、如权利要求9或10所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括:
预先设置功率调整步长,以所述步长为单位降低或提高当前发送功率。
14、一种用户终端,其特征在于,包括:
信道状态参数获取模块,用于获取上行链路信道状态参数;
信道状态参数比较模块,用于接收所述信道状态参数获取模块获取的信道状态参数,将所述信道状态参数与预先存储的目标信道状态参数比较;
功率调整模块,用于接收信道状态参数比较模块的比较结果,根据所述比较结果调整当前信号的发送功率;
所述信道状态参数为不考虑其他用户干扰的信道状态参数。
15、如权利要求14所述的终端,其特征在于,还包括:
参数存储模块,用于存储需要控制的目标参数与目标信道状态参数之间的对应关系信息,提供给所述信道状态参数比较模块。
16、一种功率控制系统,其特征在于,包括:
至少一个功率控制装置,用于下发各用户终端上行信道信道状态参数;
及多个用户终端,设置有:
信道状态参数获取模块,用于获取上行链路信道状态参数;
信道状态参数比较模块,用于接收所述信道状态参数获取模块获取的信道状态参数,将所述信道状态参数与预先存储的目标信道状态参数比较;
功率调整模块,用于接收信道状态参数比较模块的比较结果,根据所述比较结果调整当前信号的发送功率;
所述信道状态参数为不考虑其他用户干扰的信道状态参数。
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