CN101742522A - 一种多载波小区中的载波功率共享方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多载波小区中的载波功率共享方法，包括：对于支持载波功率共享的小区，当确定该小区采用动态载波功率共享功能时，NodeB通过功率检测确定所述小区内各个载波的初始配置功率；在预设的每个测量周期内，统计每个载波的平均功率占初始配置功率的比例，并根据得到的比例计算剩余功率百分比；剩余功率百分比小于预设的第一门限的第一类载波，共享剩余功率百分比大于预设第二门限的第二类载波的剩余功率。应用本发明，能够提高小区功率的利用率。

Description

一种多载波小区中的载波功率共享方法

技术领域

本发明涉及无线通信系统中的功率使用问题，特别涉及一种多载波小区中的载波功率共享方法。

背景技术

在一个多载波小区，RNC配置该小区的最大发射功率和每个载波的最大发射功率。目前，每个载波只能使用配置给自己的发射功率，不能够使用其他载波的剩余功率。这种载波之间功率不共享的方法导致小区功率的利用率低：使用功率少的载波的剩余功率被浪费，而急需功率的载波又无法使用其他载波的剩余功率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种载波功率共享方法，能够提高小区功率的利用率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多载波小区中的载波功率共享方法，包括：

a、当确定支持载波功率共享的小区采用动态载波功率共享功能时，NodeB通过功率检测确定所述小区内各个载波的初始配置功率；

b、在预设的每个测量周期内，统计每个载波的平均功率占初始配置功率的比例，并根据得到的比例计算剩余功率百分比；剩余功率百分比小于预设的第一门限的第一类载波，共享剩余功率百分比大于预设第二门限的第二类载波的剩余功率。

较佳地，所述第一类载波共享第二类载波的剩余功率包括：

计算每个第二类载波在当前测量周期的剩余功率百分比与第二门限之差，再将差值与该第二类载波在当前测量周期内的最大发射功率之积作为该第二类载波的借出功率；

第一类载波，按照当前测量周期的平均功率按比例共享所有第二类载波的借出功率之和。

较佳地，在首个测量周期内，每个载波以各自的初始配置功率作为本载波的最大发射功率下发给物理层；

在之后的每个测量周期内，对于第一类载波，将当前测量周期内计算得到的本载波按比例占用的第二类载波的借出功率与本载波的初始配置功率之和，作为本载波的最大发射功率下发给物理层；对于第二类载波，将本载波的初始配置功率与当前测量周期计算得到的本载波的借出功率之差，作为本载波的最大发射功率下发给物理层；对于除第一类载波和第二类载波之外的载波，将本载波的初始配置功率作为最大发射功率下发给物理层。

较佳地，当所述小区内的所有RRU径都只支持该一个小区，所有RRU径均不用于室内覆盖，且为该小区预设的参数DynasticPowerShareSwitch被置为有效，则确定小区采用动态载波功率共享功能，否则，确定所述小区不采用动态载波共享功能。

较佳地，当所述小区的参数DynasticPowerShareSwitch被置为有效，且所述小区不采用动态载波功率共享功能时，向OMC或LMT-B反馈NACK信息和原因。

较佳地，当确定所述小区不采用动态载波功率共享功能时，NodeB通过功率检测确定所述小区内各个载波的初始配置功率。

较佳地，所述NodeB通过功率检测确定所述小区内各个载波的初始配置功率包括：

判断为该小区配置的最大发射功率是否小于等于功率放大器的最大发射功率，若是，则将该小区配置的最大发射功率确定为该小区的最大发射功率；否则，将功率放大器的最大发射功率作为该小区的最大发射功率；

判断为该小区内每个载波配置的最大发射功率之和是否小于等于该小区的最大发射功率，若是，则将为该小区内每个载波配置的最大发射功率作为该小区内每个载波的初始配置功率；否则，对于任一载波，计算为该载波配置的最大发射功率与该小区的最大发射功率之积，再将乘积结果除以为该小区内每个载波配置的最大发射功率之和，将得到的商作为所述任一载波的初始配置功率。

较佳地，当确定该小区采用动态载波功率共享功能时，对于所述小区中除TS0和DwPTS之外的任意一个下行时隙，分别执行步骤b。

较佳地，在MBMS时隙，MBMS载波始终为第二类载波。

由上述本发明的技术方案可见，本发明中，对于支持载波功率共享的小区，当确定该小区采用动态载波功率共享功能时，NodeB通过功率检测确定所述小区内各个载波的初始配置功率；在预设的每个测量周期内，统计每个载波的平均功率占初始配置功率的比例，将其作为使用功率百分比；使用功率百分比小于预设的第一门限的第一类载波，共享使用功率百分比大于预设第二门限的第二类载波的剩余功率。通过该方式，在载波间实现功率共享，以提高小区功率的利用率。

附图说明

图1为本发明中载波功率共享方法的总体流程图。

图2为本发明实施例中载波功率共享方法的具体流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明的基本思想是：统计各个载波的功率使用状况，对于功率使用率较高的载波，允许其使用功率使用率较低的载波的剩余功率。

图1为本发明中载波功率共享方法的总体流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤101，对于支持载波功率共享的小区，当确定该小区采用动态载波功率共享功能时，NodeB通过功率检测确定所述小区内各个载波的初始配置功率。

步骤102，在预设的每个测量周期内，统计每个载波的平均功率占初始配置功率的比例，并根据得到的比例计算剩余功率百分比；剩余功率百分比小于预设的第一门限的第一类载波，共享剩余功率百分比大于预设第二门限的第二类载波的剩余功率。

至此，本发明提供的方法流程结束。以下通过具体实施例说明本发明方法的具体实施方式。

图2为本发明实施例中载波功率共享方法的具体流程图。如图2所示，该方法包括：

步骤201，判断小区是否支持载波功率共享功能，若是，则执行步骤202，否则结束本流程。

目前，NBAP支持RNC为NodeB的每个小区配置两类最大发射功率：小区最大发射功率P_cell，每个小区一个；载波最大发射功率，每个载波一个，第i个载波的最大发射功率为P_carrier(i)，i＝1，2，...，N，N表示小区内载波总数。

NodeB通过NBAP向RNC上报，一个小区是否支持载波功率共享。对于支持载波功率共享的小区，RNC必须同时配置P_cell和P_carrier(i)。对于不支持载波功率共享的小区，RNC可以只配置P_cell，也可以同时配置P_cell和P_carrier(i)。

为简化起见，本发明中，NODEB可以上报支持载波功率共享功能。因此，RNC必然为NODEB的每个小区同时配置小区的最大发射功率和每个载波的最大发射功率。

步骤202，NodeB判断支持载波共享的小区是否采用载波共享功能，若是，则执行步骤204，否则执行步骤203。

尽管NodeB的每个小区支持载波功率共享功能。但是，NodeB的一个小区是否真的采用载波功率共享功能由以下两个方面确定：

每个小区有一个OM参数DynasticPowerShareSwitch。当DynasticPowerShareSwitch被置为有效，例如DynasticPowerShareSwitch＝1，表示该小区采用动态载波功率共享功能；当DynasticPowerShareSwitch被置为无效，例如DynasticPowerShareSwitch＝0，表示该小区不采用动态载波功率共享功能。

当一个小区的某一个RRU PATH上配置了不止一个小区，即使该小区的OM参数DynasticPowerShareSwitch被置为有效，在该小区也不采用动态载波功率共享功能。

当小区的某一个RRU PATH是用于室内覆盖，即使该小区的OM参数DynasticPowerShareSwitch被置为有效，在该小区也不采用动态载波功率共享功能。

当一个小区已经采用了动态载波功率共享功能，现在该载波的RRUPATH上配置了一个新的小区，NODEB将拒绝该配置，并将拒绝原因反馈给LMT-B或OMC。

综上所述，NODEB需要执行检测，如果该小区的所有RRU PATH都只支持一个小区，没有任何一个RRU PATH用于室内覆盖，且OM参数DynasticPowerShareSwitch被置为有效，就表示NODEB在该小区采用动态载波功率共享功能；否则，就表示本小区不采用动态载波功率共享功能。在采用动态载波功率共享功能的小区，NODEB将执行步骤204开始的动态载波功率共享算法；在不采用动态载波功率共享功能的小区，NODEB将执行步骤203是对RNC配置给该小区的两类最大发射功率进行功率检测，确保两类发射功率配置正确。

当OM参数DynasticPowerShareSwitch被置为有效，但是NODEB经过检测确定在本小区不采用动态载波功率共享。在这种情况下，OM需要回NACK和NACK原因给OMC或LMT-B。

下面将通过步骤203～205详细阐述不采用载波功率共享的小区的功率检测过程和采用动态载波功率共享的小区的动态载波功率共享过程。

步骤203，NodeB对不采用载波功率共享功能的小区进行功率检测，结束本流程。

对于一个N载波小区，当该小区支持载波功率共享功能时，RNC必须同时配置每个载波的最大发射功率P_carrier(i)和小区的最大发射功率P_cell。当该小区虽然支持载波功率共享功能，但是不采用该功能时，该小区必须对RNC同时配置的P_carrier(i)和P_cell进行如下所述的功率检测。具体功率检测的方式可以为：

首先，对为小区配置的最大发射功率P_cell进行检测，如果P_cell＜＝MaxPAPwr(MaxPAPwr表示功率放大器的最大发射功率)，则将配置的小区最大发射功率P_cell作为该小区的最大发射功率P_cell’，即P_cell’＝P_cell；如果P_cell＞MaxPAPwr，则将功率放大器的最大发射功率MaxPAPwr作为该小区的最大发射功率P_cell’，即P_cell’＝MaxPAPwr。

在确定小区的最大发射功率后，对为小区的每个载波配置的最大发射功率P_carrier(i)进行检测，如果为每个载波配置的最大发射功率之和∑P_carrier(i)≤P_cell′，则将为该小区内每个载波配置的最大发射功率P_carrier(i)作为该小区内每个载波的最大发射功率P_carrier′(i)，即P_carrier′(i)＝P_carrier(i)；如果为每个载波配置的最大发射功率之和∑P_carrier(i)＞P_cell′，则对于任一载波，计算为该载波配置的最大发射功率与该小区的最大发射功率之积，再将乘积结果除以为该小区内每个载波配置的最大发射功率之和，将得到的商作为所述任一载波的最大发射功率P_carrier′(i)，即P_carrier′(i)＝P_carrier(i)*P_cell’/∑P_carrier(i)。这里，P_carrier′(i)和P_carrier(i)分别表示第i个载波在功率检测后和功率检测前的最大发射功率。

在任一时刻，每个载波的瞬时发射功率TXP_carrier(i)不能超过其最大发射功率P_carrier’(i)，所有载波的瞬时发射功率之和不能超过P_cell’。在TS0和DwPTS，只有主载波，主载波的瞬时最大发射功率可以超过其最大发射功率，但不能超过P_cell’。当RNC重配小区的最大发射功率P_cell，或者任何一个载波的最大发射功率P_carrier(i)，或者对小区内的载波进行了添加或者删除时，NODEB都要重新进行上述功率检测过程。本发明称P_carrier′(i)为载波i的初始配置功率。

步骤204，NodeB对采用载波功率共享功能的小区进行功率检测，确定小区的最大发射功率P_cell’和各个载波的初始配置功率P_carrier′(i)，并执行步骤205。

对于采用载波功率共享的小区，需要先进行和不采用载波功率共享的小区一样的功率检测，因此本步骤的具体操作与步骤203相同，这里就不再赘述。

步骤205，在预设的每个测量周期内，统计每个载波的使用功率百分比，并根据该使用功率百分比更新各个载波的最大发射功率，进行载波功率共享。

动态载波功率共享算法需要启动周期性测量，并在每个测量周期结束时执行动态功率共享算法，并在下个测量周期进行功率共享。总的原则：当NODEB确定在一个N载波小区采用动态载波功率共享功能时，在该小区的每个下行时隙(TS0和DwPTS除外)，都需要独立地执行动态载波功率共享算法。

经过步骤204中的功率检测，已经确定每个小区的最大发射功率P_cell’和每个载波的初始配置功率P_carrier’(i)。在任意一个下行时隙(TS0和DwPTS除外)，动态载波功率共享方式可以按照如下方式实现：

步骤205a，NODEB将每个载波的初始配置功率作为每个载波的最大发射功率下发给物理层，物理层将配置给它的功率作为每个载波的最大发射功率使用；

步骤205b，NODEB启动周期性测量，测量周期通过OM参数PeriodForDaynasticPowerShare配置给NODEB。

步骤205c，在每个测量周期结束时，NODEB的物理层上报每个载波在当前测量周期的平均发射功率。

步骤205d，在每个测量周期结束时，NODEB计算每个载波的使用功率百分比。计算中采用该载波的初始配置功率作为分母，公式如下：

UsedPowerPercent(i)＝TransmissionPower(i)/P_carrier’(i)，

其中，UsedPowerPercent(i)为载波i的使用功率百分比，TransmissionPower(i)为FC上报的载波i的平均发射功率。

步骤205e，根据每个载波的使用功率百分比，判断每个载波的类别，并将第二类载波的借出功率置入资源池。

载波类别有三种，分别是“可以借出功率”的载波，“自保”载波和“需要抢占功率资源池”功率的载波。

原则1：对于一个载波，如果它的剩余功率的百分比低于一个预先设置的阈值PowerPercentTH1，则该载波的使用功率较多，剩余功率较少或没有剩余功率，该载波属于“需要抢占功率资源池功率的载波”，将其作为第一类载波。

原则2：对于一个载波，如果它的剩余功率的百分比高于一个预先设置的阈值PowerPercentTH2，则表明该载波剩余功率很多，可以将一部分剩余功率放入功率共享资源池，“借”给其他需要功率的载波，将其作为第二类载波。

原则3：对于一个载波，如果它的剩余功率的百分比并不高于一个预先设置的阈值PowerPercentTH2，也不小于一个预先设置的阈值PowerPercentTH2，则该载波剩余功率和已经使用的功率都适中，该载波属于自保的载波，将其作为第三类载波。

根据上述三个原则，对于每个载波i执行下述处理：

计算载波i的剩余功率百分比，具体计算方式为1-UsedPowerPercent(i)；

如果载波i的剩余功率百分比(1-UsedPowerPercent(i))＞PowerPecentTH2，则判定该载波i是“可以借出部分剩余功率的载波”，按照下式计算该载波的借出功率BorrowedPower(i)＝P_carrier′(i)*(1-UsedPowerPercent(i)-PowerPercentTH1)，

将计算得到的借出功率置入资源池，供第一类载波使用。这时，资源池中的功率更新为当前功率与置入的借出功率之和，即PowerInPowerPool＝PowerInPowerPool+BorrowedPower(i)

更新载波i的最大发射功率，具体地，将该载波的初始配置功率减去该载波的借出功率，即Power(i)＝P_carrier′(i)-BorrowedPower(i)；

如果载波i的剩余功率百分比PowerPercentTH1≤1-UsedPowerPercent(i)≤PowerPecentTH2，则该载波是“自保载波”，该载波最大发射功率等于它的初始配置功率，即Power(i)＝P_carrier′(i)；

如果载波i的剩余功率百分比1-UsedPowerPercent(i)＜PowerPercentTH1，则该载波是“需要抢占功率的载波”。

步骤205f，对于需要抢占功率的载波，它们按照各自的使用功率按比例抢占资源池中的功率。

假定资源池的总功率为：PowerInPowerPool，通过步骤205e共确定有NUM个第一类载波需要抢占功率，这NUM个载波的ID为：N1’，N2’，...NUM’，第n′个载波抢占的功率为：

$\mathrm{GrabPower}\left(n^{\′}\right)=\mathrm{PowerInPowerPool}*\mathrm{TransmisionPower}\left(n^{\′}\right)/\underset{n^{\′}={n1}^{\′},{n2}^{\′},...,{\mathrm{NUM}}^{\′}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{TransmissionPower}\left(n^{\′}\right)$

第n′个载波的最大发射功率＝P_carrier′(n′)+GrabPower(n′)

当需要抢占功率的载波数目NUM为0，则每个载波的功率恢复为初始配置功率。

步骤205g，将通过步骤205c～步骤205f确定的每个载波的最大发射功率下发给物理层。

在此之后，各个载波以前述步骤所确定的最大发射功率为限制，进行数据发送。

步骤205h，等待一个新的测量周期的结束，然后重新执行步骤205c～步骤205g。

至此，本发明实施例中的载波功率共享方法流程结束。

在上述载波功率共享方法中要注意：

1、在小区建立和小区重配置的时候，需要执行对小区最大发射功率和每个载波最大发射功率的功率检测过程；

2、对于没有成功建立的载波，其初始配置功率直接地全部地放入功率资源池；

3、在计算每个载波的使用功率百分比时，始终采用该载波的初始配置功率为分母来计算；

4、在MBMS时隙，MBMS载波始终属于需要抢占功率的载波；

5、测量周期可以由OM参数PeriodForDynasticPowerShare来确定；

6、物理层需要为动态载波功率共享进行专门的测量：测量每个载波的单PATH发射功率，测量结果用于动态载波功率共享算法；

7、所有OM参数在配置以后的最近一个测量周期生效。

通过上述本发明的具体实现可见，本发明的方法可以使一个小区内的所有载波共享整个小区的功率资源：当一个载波的剩余功率很多，它可以将一部分剩余功率放入功率资源池，供其他急需功率的载波享用；当一个载波的剩余功率由很多变得适中的时候，它放入功率资源池的功率将被归还给它；当一个载波的剩余功率由适中变成很少或没有的时候，它可以从功率资源池抢占部分功率，用于提高它上面承载的业务的性能。因此，动态载波功率共享可以提高整个小区配置功率的利用率，提高急需额外功率的载波的性能。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多载波小区中的载波功率共享方法，其特征在于，该方法包括：

a、当确定支持载波功率共享的小区采用动态载波功率共享功能时，NodeB通过功率检测确定所述小区内各个载波的初始配置功率；

b、在预设的每个测量周期内，统计每个载波的平均功率占初始配置功率的比例，并根据得到的比例计算剩余功率百分比；剩余功率百分比小于预设的第一门限的第一类载波，共享剩余功率百分比大于预设第二门限的第二类载波的剩余功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其特征在于，所述第一类载波共享第二类载波的剩余功率包括：

计算每个第二类载波在当前测量周期的剩余功率百分比与第二门限之差，再将差值与该第二类载波在当前测量周期内的最大发射功率之积作为该第二类载波的借出功率；

第一类载波，按照当前测量周期的平均功率按比例共享所有第二类载波的借出功率之和。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在首个测量周期内，每个载波以各自的初始配置功率作为本载波的最大发射功率下发给物理层；

在之后的每个测量周期内，对于第一类载波，将当前测量周期内计算得到的本载波按比例占用的第二类载波的借出功率与本载波的初始配置功率之和，作为本载波的最大发射功率下发给物理层；对于第二类载波，将本载波的初始配置功率与当前测量周期计算得到的本载波的借出功率之差，作为本载波的最大发射功率下发给物理层；对于除第一类载波和第二类载波之外的载波，将本载波的初始配置功率作为最大发射功率下发给物理层。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述小区内的所有RRU径都只支持该一个小区，所有RRU径均不用于室内覆盖，且为该小区预设的参数DynasticPowerShareSwitch被置为有效，则确定小区采用动态载波功率共享功能，否则，确定所述小区不采用动态载波共享功能。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述小区的参数DynasticPowerShareSwitch被置为有效，且所述小区不采用动态载波功率共享功能时，向OMC或LMT-B反馈NACK信息和原因。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当确定所述小区不采用动态载波功率共享功能时，NodeB通过功率检测确定所述小区内各个载波的初始配置功率。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述NodeB通过功率检测确定所述小区内各个载波的初始配置功率包括：

判断为该小区配置的最大发射功率是否小于等于功率放大器的最大发射功率，若是，则将该小区配置的最大发射功率确定为该小区的最大发射功率；否则，将功率放大器的最大发射功率作为该小区的最大发射功率；

判断为该小区内每个载波配置的最大发射功率之和是否小于等于该小区的最大发射功率，若是，则将为该小区内每个载波配置的最大发射功率作为该小区内每个载波的初始配置功率；否则，对于任一载波，计算为该载波配置的最大发射功率与该小区的最大发射功率之积，再将乘积结果除以为该小区内每个载波配置的最大发射功率之和，将得到的商作为所述任一载波的初始配置功率。

8.根据权利要求1到6中任一所述的方法，其特征在于，当确定该小区采用动态载波功率共享功能时，对于所述小区中除TS0和DwPTS之外的任意一个下行时隙，分别执行步骤b。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在MBMS时隙，MBMS载波始终为第二类载波。

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