CN101986752B - 一种lte系统上行功率的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LTE系统上行功率的控制方法，包括开环功率控制和闭环功率控制，所述的闭环功率控制包括：基站预先设定三个干扰门限IOT₁、IOT₂和IOT₃，且周期性检测终端发出的干扰信号，其中IOT₁＜IOT₂＜IOT₃，当干扰信号强度X大于IOT₁，则基站发出反馈信号让该终端减小其上行功率，减小的幅度为Δ_TdB，Δ_T为与终端实时上行功率和与所在小区基站之间的距离相关的量。本发明方法闭环功率控制时，它减小上行功率的幅度是由终端到本小区和受干扰小区的路损差值以及上行功率超过的门限值确定，当上行功率对相邻小区有较大干扰时，该方法可以在较短时间内将上行功率调整到适当值，以满足传输要求。

Description

一种LTE系统上行功率的控制方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种LTE系统上行功率的控制方法。

背景技术

目前的3GPP LTE系统中，所采用的是基于正交频分多址(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术和3G所用的CDMA技术有明显的区别，性能相比有很大的提高，也提出了更为严格的要求，例如3GPP提出的提高通信速率和频谱的利用效率，在系统带宽为20MHz的前提下，下行峰值速率为100Mbps，上行峰值速率为50Mbps。还有一个重要的要求是提高小区边缘用户性能。为了达到上述所要求的条件，必须在部署网络时要尽最大的可能使频率的复用因子等于1。也就是说相邻的小区使用相同的频率资源。由于LTE系统是基于正交频分多址(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术，系统对下行功率控制的依赖性大大降低。但是上行的功率控制将会对小区间的干扰产生重大的影响。目前的3G技术是采用CDMA技术，在小区内和小区间使用的频率资源相同，同频干扰很大，功率控制是CDMA系统中非常关键的技术，意义非常重大。而在LTE系统中，上行的功率控制也是非常重要的环节，但是现在用什么样的方法进行功率控制目前还没有最终的确定。

在3GPP LTE中，每个用户只占用部分频率，使邻近的小区受到窄带的干扰，所以，在进行上行的功率控制时即要考虑小区内的功率强度，也要考虑小区间的干扰情况。在小区内部的上行功率控制，要达到基站接收信号时的所要求的信噪比。信噪比越高，上行传输信息的速率就越大，对相邻小区的干扰也就越大，为了降低干扰，上行功率也不能较大。另外考虑到用户端使用移动设备时，在保证上行传输速率的情况下，降低功率不但可以减少对小区的干扰，也可以延长电池的使用时间。

目前，对上行功控的控制算法，主要分为如下两类：

一、开环的功率控制。这种控制方法是根据接收到的链路信号的衰落情况，通过用户端的处理器估计发射链路的衰落情况，发射功率完全由其自身决定，不需要从eNB(基站)反馈信息，优点是可以节省了信令开销，而且可以快速的适应信道的变化情况。缺点是这开环控制的精度不高，尤其是3GPP LTE工作在FDD模式时，因为上行链路和下行链路使用不同的频率资源，上行信道和下行信道的衰落情况不具有相关性，所以精度不高，只能起到粗略的控制作用。而工作在TDD模式时，上行链路和下行链路使有相同的频率资源，上行和下行的区别只是时隙的不同，使用开环控制与FDD模式相比之下，开环的功率控制可以达到的精度比FDD模式时高的多。

二、闭环功率控制。闭环功率控制是指发射端根据接收端链路质量测量结果的反馈信息进行增加或减少发送功率，具有调节精度高的优点。缺点是调节的过程中需要信令的开销，闭环的控制也存在时延的问题，是由于基站间以或用户和基站之间要交互信息需要时间。

发明内容

本发明提供了一种LTE系统上行功率的控制方法，在开环功率控制的基础上进行闭环功率控制，减小对相邻小区上行干扰的同时减小了上行功率调节延时。

一种LTE系统上行功率的控制方法，包括开环功率控制和闭环功率控制，所述的闭环功率控制包括：

基站预先设定三个干扰门限IOT₁、IOT₂和IOT₃，且周期性检测终端发出的干扰信号，其中IOT₁＜IOT₂＜IOT₃，当干扰信号强度X大于IOT₁，则基站发出反馈信号让该终端减小其上行功率，减小的幅度为Δ_TdB，

${\mathrm{\&Delta;}}_T=\left\{\begin{array}{cc}\max \left\{\mathrm{floor}\right[\mathrm{\&alpha;}(1-\frac{\mathrm{\&Delta;p}}{\max \mathrm{\&Delta;p}})];1\}& (\mathrm{Io}{T}_1\&le;X<{\mathrm{IOT}}_2)\\ \max \left\{\mathrm{floor}\right[\mathrm{\&beta;}(1-\frac{\mathrm{\&Delta;p}}{\max \mathrm{\&Delta;p}})];1\}& (\mathrm{Io}{T}_2\&le;X<{\mathrm{IOT}}_3)\\ \max \left\{\mathrm{floor}\right[\mathrm{\&gamma;}(1-\frac{\mathrm{\&Delta;p}}{\max \mathrm{\&Delta;p}})];1\}& (\mathrm{Io}{T}_3\&le;X)\\ 0& (X<{\mathrm{IoT}}_1)\end{array}\right.$

其中2＜α≤6＜β≤10＜γ＜15，Δp为该终端到所在小区基站的路损与该终端到受干扰的基站的路损的差值。

在LTE系统中，上行功率既要考虑小区内的强度，又要考虑相邻小区的干扰，所以需要对上行功率进行周期性控制。LTE系统中受干扰的小区一般为相邻的小区，而且往往是终端位于小区边缘的时候，因此受干扰的小区仅仅是离小区最近的相邻小区基站。传统的上行功率控制一般也包括开环功率控制和闭环功率控制两个过程，在闭环功率控制过程中，当干扰大于门限时，上行功率一般以1dB的幅度减小，上行功率调节时间较长。

优选的，2＜α≤6，6＜β≤8，8＜γ＜15，更优选为，α＝5，β＝7，γ＝9。

所述的开环功率控制为：

P_Tx＝max{min{P₀+P_L+Δ_M+I_x；P_max}；P_min}

P_Tx为终端上行功率，P₀为终端所在小区基站接收的信干噪比；P_L为终端上行传输的总路损；Δ_M由调制引起的功率偏移值；I_x为终端上行传输所在子频带存在的干扰，P_max为终端最大发射功率，P_min为终端最小发射功率。

相对于传统方法，本发明方法闭环功率控制时，它减小上行功率的幅度是由终端到本小区和受干扰小区的路损差值以及上行功率超过的门限值确定，当上行功率对相邻小区有较大干扰时，该方法可以在较短时间内将上行功率调整到适当值，以满足传输要求。

附图说明

图1为本发明基站及终端位置示意图；

图2为本发明方法的流程图；

图3为基站设置的门限示意图；

图4为不同干扰门限区域内上行功率减小幅度随Δp变化的曲线。

具体实施方式

如图1所示为LTE系统两个相邻的小区，两个小区内分别设有基站eNB1和基站eNB2，圆圈所在的区域为小区基站所覆盖的范围，圆圈内的黑点表示终端A和终端B所在的位置。在该系统中，终端A和终端B均在基站eNB1所覆盖的小区，而基站eNB2覆盖的小区为离终端A和终端B最近的相邻小区，即基站eNB2受终端A和终端B上行传输干扰最大的基站，其余小区的基站干扰往往低于基站设定的门限以下。终端B由于离小区中心比较近，其对基站eNB2覆盖的小区的干扰较小，终端A位置对基站eNB2覆盖的小区干扰最大，它位于两个基站中心连线的中点位置。

在LTE系统中，终端上行传输功率需要调整到一个合适值，当然上行功率越大，则本小区基站接收信号越强，但相邻小区受到的干扰越大，尤其当终端位于小区的边缘区域时，干扰会对相邻小区的正常运行造成影响，因此需要周期性调整终端的上行功率。

如图2所示，本实施例LTE系统上行功率控制采取如下方法：首先测量终端到本小区基站和到最近的相邻小区的路损差值Δp，路损差值越小，说明终端越靠近小区的边缘，对最近的相邻小区造成的干扰也越大，比如终端A路损差值就小于终端B的路损差值。

一般终端通过开环功率控制得到上行功率，具体为：

P_Tx＝max{min{P₀+P_L+Δ_M+I_x；P_max}；P_min}

其中P_Tx为每个终端的上行功率，P₀为目标接收的信干噪比，对于不同的业务类型采用不同的目标接收的信干噪比，这个值由基站(eNB)在小区内广播，P_L为用户测量的以dB为单位的总的路径损耗值，阴影损耗也包括在内，测量时首先由eNB在小区内广播基准信号的大小，接收端将接收到的基准信号的大小与原始的基准信号的大小比较，得到下行的路径损耗值，Δ_M由不同调制方式所引起功率的偏移值，通过高层信令配置，I_x为以dB为单位的子频带x上的干扰，其中包括噪声。P_max是终端的最大发射功率，P_min终端的最小发射功率，其大小由终端设备确定。实际的发射功率的范围在最大值和最小值的区间内。开环功率控制是闭环功率控制的基础，也是闭环功率控制的前提条件。

经开环功率控制所得的上行功率一般均满足使用要求，但有可能的是对相邻小区造成干扰。因此如图3所示，相邻的最强干扰基站会预设3个干扰门限，分别为IOT₁、IOT₂和IOT₃，IOT₁＜IOT₂＜IOT₃，并把目标小区对最强干扰小区的干扰的信息通过X2接口用二比特的二进制数据来通知目标小区，假如终端对基站的干扰强度为X。

具体的，当基站测试到X＜IOT₁，则基站发出二比特的二进制数据信号“00”，表示对相邻的小区没有造成干扰，当基站测试到IOT₁≤X＜IOT₂，则发出二比特的二进制数据信号“01”；当基站测试到IOT₂≤X＜IOT₃，则发出二比特的二进制数据信号“10”；当基站测试到IOT₃≤X，则发出二比特的二进制数据信号“11”；分别代表不同的干扰水平。

如图2所示，当终端接收到信号“00”，终端则以实时的上行功率传输数据，当接收到信号“01”、“10”和“11”，则不断减小上行功率，直至收到信号“00”，接收到不同信号，表示不同的干扰强度，通过指示信息，再结合路损的差值，设置了不同的调节幅度，这样不但减小了调节的时间，而且，在调节的精度上也能得到一定的保证。

本实施例不仅考虑干扰的强弱，而且考虑终端所处的位置，因为在不同位置，减小相同的上行功率，降低对相邻基站产生干扰的程度是不同的，距离受干扰的基站越近，则降低的干扰程度越大，因此要降低相同的受干扰程度。距离受干扰基站越远的终端减小的上行功率幅度越小，越近的终端调节的幅度应该较大，才是最优化的结果。

当接收到的干扰示信号以后，功率的调整公式如下：

P_Tx(t)＝P_Tx(t+1)-Δ_T

上述公式中，在公式中，P_Tx(t)是本周期的功率大小，P_Tx(t+1)是上一周期的功率大小，Δ_T是调节的幅度。为对功率控制的减小值。并通过下行控制信道控制。直到接收到最强干扰小区的过载指示为“00”时调整结束。

当接收到的干扰指示为二进制代码的“01、10、11”时，则对功率进行调整。调整的步进长度由干扰水平和路径损耗的差值共同决定。

本实施例减小上行功率幅度为Δ_TdB，其中，

${\mathrm{\&Delta;}}_T=\left\{\begin{array}{cc}\max \left\{\mathrm{floor}\right[5(1-\frac{\mathrm{\&Delta;p}}{\max \mathrm{\&Delta;p}})];1\}& (\mathrm{Io}{T}_1\&le;X<{\mathrm{IOT}}_2)\\ \max \left\{\mathrm{floor}\right[7(1-\frac{\mathrm{\&Delta;p}}{\max \mathrm{\&Delta;p}})];1\}& (\mathrm{Io}{T}_2\&le;X<{\mathrm{IOT}}_3)\\ \max \left\{\mathrm{floor}\right[9(1-\frac{\mathrm{\&Delta;p}}{\max \mathrm{\&Delta;p}})];1\}& (\mathrm{Io}{T}_3\&le;X)\\ 0& (X<{\mathrm{IoT}}_1)\end{array}\right.$

其中floor[]表示对[]内的数值取小整，表示本实施例上行功率减小的幅度均是不小于1的整数。其中5、7、9是一个估算值，针对不同的系统可以调整，但必须满足超过的门限越高，取值越大；超过的门限越小，减小的幅度需要越小。

图4表示在不同干扰门限区域内，上行功率减小幅度随Δp变化的曲线示意图，即对相邻的基站的干扰越强，越靠近相邻的干扰基站，减小的幅度越大，反之则幅度越小。

如终端A，假如终端A初始上行功率对基站eNB2的干扰在[IoT₁，IOT₂)区间，则基站eNB2发出信号“01”给基站eNB1，最终控制终端A上行功率减小5dB，然后进入下一个周期，再次接收干扰信息，并对上行功率进调整，直至终端A发出的信号对基站eNB2的干扰低于IoT₁。

该方法与传统的方法比较，明显缩减小的调节次数，缩短调整的时间，在功率控制精度方面也可以得到一定的保证。

Claims (3)

1.一种LTE系统上行功率的控制方法，包括开环功率控制和闭环功率控制，所述的闭环功率控制包括：

基站预先设定三个干扰门限IOT₁、IOT₂和IOT₃，且周期性检测终端发出的干扰信号，其中IOT₁<IOT₂<IOT₃，当干扰信号强度X大于IOT₁，则基站发出反馈信号让该终端减小其上行功率，减小的幅度为Δ_TdB，其特征在于，

${\mathrm{\&Delta;}}_T=\left\{\begin{array}{cc}\max \left\{\mathrm{floor}\right[\mathrm{\&alpha;}(1-\frac{\mathrm{\&Delta;p}}{\max \mathrm{\&Delta;p}})];1\}& ({\mathrm{IOT}}_1\&le;X<{\mathrm{IOT}}_2)\\ \max \left\{\mathrm{floor}\right[\mathrm{\&beta;}(1-\frac{\mathrm{\&Delta;p}}{\max \mathrm{\&Delta;p}})];1\}& ({\mathrm{IOT}}_2\&le;X<{\mathrm{IOT}}_3)\\ \max \left\{\mathrm{floor}\right[\mathrm{\&gamma;}(1-\frac{\mathrm{\&Delta;p}}{\max \mathrm{\&Delta;p}})];1\}& ({\mathrm{IOT}}_3\&le;X)\\ 0& (X<{\mathrm{IOT}}_1)\end{array}\right.$

其中2<α≤6<β≤10<γ<15，Δp为该终端到所在小区基站的路损与该终端到受干扰的基站的路损的差值；

所述的开环功率控制为：

P_Tx=max{min{P₀+P_L+Δ_M+I_x;P_max};P_min}

P_Tx为终端上行功率，P₀为终端所在小区基站接收的信干噪比；P_L为终端上行传输的总路损；Δ_M由调制引起的功率偏移值；I_x为终端上行传输所在子频带存在的干扰，P_max为终端最大发射功率，P_min为终端最小发射功率。

2.如权利要求1所述的LTE系统上行功率的控制方法，其特征在于，2<α≤6，6<β≤8，8<γ<15。

3.如权利要求2所述的LTE系统上行功率的控制方法，其特征在于，α=5，β=7，γ=9。

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