CN102056218A - 上行链路功率控制的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种上行链路功率控制的方法及装置。上述方法包括：计算移动台在服务小区的下行路径损耗；计算所述移动台到相邻小区的路径损耗；根据移动台在服务小区的下行路径损耗和所述移动台到相邻小区的路径损耗计算所述移动台的路径补偿发射功率；根据所述移动台的路径补偿发射功率得到所述移动台的基本开环发射功率。根据本发明提供的技术方案，能够简单有效地使系统频谱效率和小区边缘用户频谱效率得以兼顾。

Description

上行链路功率控制的方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种上行链路功率控制的方法及装置。
背景技术
无线移动通信中的功率控制是让每个发射机在当前的无线环境下，以适当的发射功率来获得满意的接收质量，同时最大限度的降低干扰。无论对于上行链路还是下行链路，采用适当的功率控制可以增加系统容量，同时还可以提高系统抗干扰性能，降低发射功率和节约制造成本。
对于采用OFDM技术的无线通信系统，小区间的干扰成为影响系统容量的一个很重要的因素。现有的上行链路功率控制方法中，通过补偿路径损耗值(或大尺度衰落值，包括路径损耗，穿透损耗，阴影衰落和天线增益)来调整发射功率密度谱。其结果是小区边缘用户(到基站路径损耗值比较大的用户)将会以较大的功率功率谱密度发送数据，而小区中心用户(到基站路径损耗值较小的用户)会以较小的功率功率谱密度发送数据。在这种情况下，中心用户发射功率较低导致系统的整体性能受到影响，或者边缘用户发射功率较高导致小区间相互干扰严重。
综上所述，现有的功率控制方案不能兼顾系统整体性能和小区间干扰的问题。由于LTE系统中上行用户间相互正交，对远近效应不敏感，而小区中心用户对邻小区的干扰比较小，因此小区中心用户本来可以以较高的功率谱密度发送数据，来提高发送数据速率。现有的功率控制方案中，中心用户发射功率谱密度的提升会导致边缘用户发射功率太高而带来严重的小区间干扰。尽管采用部分路损补偿的功控方法能够一定程度上改善小区系统平均频谱效率和边缘用户频谱效率之间的对立，但是由于方案只是基于路损补偿，对系统性能的改善仍然有限。
在相关技术的方案中，由于只考虑了用户到本小区基站的路损值，边缘用户的发射功率一般高于中心用户。由于小区边缘用户对邻小区的干扰比较严重，在仅考虑开环功控的情况下，降低边缘用户的发射功率(减小P0值)的同时势必会同时降低中心用户的发射功率值，而中心用户对邻小区的干扰比较小，其本可以以较高的功率发送信号。因此，现有方案无法很好的做到降低小区边缘用户干扰的同时有效的利用系统资源，提高系统频谱效率。
针对相关技术中在功率控制时，中心用户发射功率谱密度的提升会导致边缘用户发射功率太高而带来严重小区间干扰的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对在功率控制时，中心用户发射功率谱密度的提升会导致边缘用户发射功率太高而带来严重小区间干扰的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种上行链路功率控制的方法及装置，以解决上述问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种上行链路功率控制的方法。
根据本发明的上行链路功率控制的方法包括：计算移动台在服务小区的下行路径损耗；计算所述移动台到相邻小区的路径损耗；根据移动台在服务小区的下行路径损耗和所述移动台到相邻小区的路径损耗计算所述移动台的路径补偿发射功率；根据所述移动台的路径补偿发射功率得到所述移动台的基本开环发射功率。
优选地，计算移动台在服务小区的下行路径损耗包括：通过测量所述服务小区的下行导频信号接收功率来计算所述移动台在服务小区的下行路径损耗。
优选地，计算所述移动台到相邻小区的路径损耗包括：通过计算所述相邻小区的下行导频信号接收功率来计算所述移动台到与所述移动台最近相邻小区的路径损耗。
优选地，根据移动台在服务小区的下行路径损耗和所述移动台到相邻小区的路径损耗计算所述移动台的路径补偿发射功率包括：将移动台在服务小区的下行路径损耗与路损因子相乘，得到第一值；将所述移动台到相邻小区的路径损耗与预定的比例因子相乘，得到第二值；将所述第一值和所述第二值相加得到所述移动台的路径补偿发射功率。
优选地，根据所述移动台的路径补偿发射功率得到所述移动台的基本开环发射功率包括：将所述移动台的路径补偿发射功率和所述服务小区的偏置相加，得到所述移动台的基本开环发射功率。
优选地，移动台在服务小区的下行路径损耗包括：穿透损耗，阴影衰落和天线增益；所述移动台到相邻小区的路径损耗包括：穿透损耗，阴影衰落和天线增益。
优选地，在根据所述移动台的路径补偿发射功率得到所述移动台的基本开环发射功率之后，所述方法还包括：根据所述移动台的基本开环发射功率进行上行链路功率控制。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种上行链路功率控制的装置。
根据本发明的上行链路功率控制的装置包括：第一计算模块，用于计算移动台在服务小区的下行路径损耗；第二计算模块，用于计算所述移动台到相邻小区的路径损耗；第三计算模块，用于根据移动台在服务小区的下行路径损耗和所述移动台到相邻小区的路径损耗计算所述移动台的路径补偿发射功率；第四计算模块，用于根据所述移动台的路径补偿发射功率得到所述移动台的基本开环发射功率。
优选地，上述装置还包括：测量模块，用于测量所述移动台服务小区或相邻小区的下行导频信号接收功率。
优选地，上述装置还包括：控制模块，用于根据所述基本开环发射功率来进行功率控制。
通过本发明，采用计算移动台在服务小区的下行路径损耗；计算移动台到相邻小区的路径损耗；根据移动台在服务小区的下行路径损耗和移动台到相邻小区的路径损耗计算移动台的路径补偿发射功率；根据移动台的路径补偿发射功率得到移动台的基本开环发射功率，解决了在功率控制时，中心用户发射功率谱密度的提升会导致边缘用户发射功率太高而带来严重小区间干扰的问题，进而能够简单有效地使系统频谱效率和小区边缘用户频谱效率得以兼顾。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的上行链路功率控制的方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的上行链路功率控制的场景的示意图；
图3是根据本发明实施例的优选的上行链路功率控制的方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的上行链路功率控制的装置的示意图。
具体实施方式
功能概述
考虑到在功率控制时，中心用户发射功率谱密度的提升会导致边缘用户发射功率太高而带来严重小区间干扰，本发明实施例提供了一种上行链路功率控制的方法及装置，该方法包括：计算移动台在服务小区的下行路径损耗；计算移动台到相邻小区的路径损耗；根据移动台在服务小区的下行路径损耗和移动台到相邻小区的路径损耗计算移动台的路径补偿发射功率；根据移动台的路径补偿发射功率得到移动台的基本开环发射功率。
在本发明实施例中，通过测量本小区的下行导频信号接收功率，计算移动台到本小区的下行路径损耗(包括穿透损耗，阴影衰落和天线增益)；测量最近邻小区的下行导频信号接收功率，计算移动台到最近邻小区的路径损耗(包括穿透损耗，阴影衰落和天线增益)。用计算得到的移动台到本小区的下行路径损耗值乘以一个比例因子α(0＜α＜1)后，再加上移动台到最近邻小区的路径损耗值乘以一个比例因子β(0＜β＜1)，二者之和作为移动台发射功率中路径补偿的部分。这里α称为路损因子，β称为干扰因子。用发射功率中路径补偿的部分加上一个和小区相关的偏置P0，得到该移动台的基本开环发射功率。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
方法实施例
根据本发明的实施例，提供了一种上行链路功率控制的方法
图1是根据本发明实施例的上行链路功率控制的方法的流程图。
如图1所示，该方法包括如下的步骤S102至步骤S108：
步骤S102，计算移动台在服务小区的下行路径损耗；
步骤S104，计算移动台到相邻小区的路径损耗；
步骤S106，根据移动台在服务小区的下行路径损耗和移动台到相邻小区的路径损耗计算移动台的路径补偿发射功率；
步骤S108，根据移动台的路径补偿发射功率得到移动台的基本开环发射功率。
下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。
图2是根据本发明实施例的上行链路功率控制的场景的示意图。
本方法是一种上行链路的功率控制方法，尤其涉及一种OFDM系统中上行链路的开环功率控制方法。
如图2所示，假设根据本发明实施例的上行链路功率控制的场景为蜂窝移动通信系统。
图3是根据本发明实施例的优选的上行链路功率控制的方法的流程图。
如图3所示，该方法包括以下步骤：
步骤S301，根据移动台接收到的本基站导频信号强度和导频信号发射功率值，计算移动台到本基站的下行路损值PL_BS。
其中，也可以使用已知的参考信号(如同步信号/数据信号)的接收信号强度和发射功率值来计算PL_BS。
步骤S302，根据移动台接收到的邻小区导频信号强度和导频信号发射功率值，计算移动台到邻小区基站的下行路损值。选取其中最小值作为移动台到最近邻小区基站的下行路损值PL_NS。
其中，也可以使用参考信号接收信号强度和发射功率值来计算PL_NS。
优选地，上述两个步骤的顺序可以改变。
步骤S303，将步骤S301中计算得到的移动台到本基站的下行路损值乘以路损因子α，加上步骤S302中计算得到的移动台到最近邻小区基站的下行路损值乘以干扰控制因子β。二者之和作为移动台开环发射功率的主要部分。
优选地，用计算得到的移动台到本小区的下行路径损耗值乘以一个比例因子α(0＜α＜1)后，再加上移动台到最近邻小区的路径损耗值乘以一个比例因子β(0＜β＜1)，二者之和作为移动台发射功率中路径补偿的部分。这里α称为路损因子，β称为干扰因子。
步骤S304，高层根据参考信号接收功率以及目标信干噪比确定与小区相关的参数PO的取值。
其中，该高层可以指基站RRC层。基站RRC层根据测量得到的干扰IoT(Interference over Thermal-noise)，噪声(noise)，二者之和再加上系统需要满足的目标信干噪比SINR，来得到与小区相关的参数Po的取值，即Po＝IoT+noise+SINR。
步骤S305，用步骤S303中计算得到的值加上与小区相关的参数PO的取值，作为移动台的基本开环发射功率。
优选地，在本发明中，在获得基本开环发射功率之后，还可以利用该基本开环发射功率来进行后续的一些功率控制，例如：计算当前时刻移动台的信干燥比SINR值；将该基本开环发射功率和目标信干噪比SINR_target相比较，计算二者之差deltaSINR＝SINR_target-SINR；或者，在前一时刻发射功率基础上，加上deltaSINR值，作为当前时刻发射功率值等。
优选地，上述的方法可以通过对射频单元的改进来实现。
由于OFDM系统对远近效应不敏感，因此在上行功率控制中通过补偿路径损耗值(或大尺度衰落值，包括路径损耗，穿透损耗，阴影衰落和天线增益)来调整发射功率密度谱。
根据本发明实施例的方法是一种上行链路的功率控制方法，尤其可以为一种OFDM系统中上行链路的开环功率控制方法。
将相关技术中的不同参数配置和本方案相比较，仿真结果如下表所示。
Figure B2009102066820D0000091
表格1不同alpha和beta组和下的系统性能对比。
从表1中结果可知，对于现有方案，当减小小区边缘用户发射功率(通过减小P0值)时，小区边缘用户之间的干扰减小，小区边缘用户平均频谱效率从0.0137bps/Hz上升到0.0398bps/Hz，但是系统平均频谱效率大大下降。
通过减小路损因子α的值，可以使系统平均频谱效率和小区边缘用户平均频谱效率得到一些平均，但是整体效果明显不如本发明的技术方案。
与相关技术中单独使用部分路损补偿α＝0.7时相比，使用本发明方法中的功率控制方案(α＝0.5，β＝0.5)，在系统频谱效率不降低的基础上，边缘用户频谱效率可以提升23％左右；或者在边缘用户频谱效率不降低的基础上，系统频谱效率可以提升13％左右。
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：
在本发明的方案中，增加了当前用户到最近邻小区的路损部分，该部分反映了当前用户对邻小区的干扰程度。本方案中，发射功率综合考虑了到本基站的路损补偿和到邻小区的干扰控制，因此使得对于邻小区影响较小的用户能够以较高的功率发射，无论是其处在小区边缘还是小区中心，而对邻小区影响较大的用户以较低的功率发射，因此能够简单有效的做到系统频谱效率和小区边缘用户频谱效率的兼顾。同时，α和β取值的灵活配置，也使得系统很容易在系统频谱效率和小区边缘用户频谱效率之间取舍。
装置实施例
根据本发明的实施例，提供了一种上行链路功率控制的装置。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图4是根据本发明实施例的上行链路功率控制的装置的示意图。
如图4所示，该装置包括：第一计算模块401、第二计算模块403、第三计算模块405、第四计算模块407。优选地，还包括测量模块409和控制模块411。
其中，第一计算模块401用于计算移动台在服务小区的下行路径损耗；第二计算模块403用于计算移动台到相邻小区的路径损耗；第三计算模块405用于根据移动台在服务小区的下行路径损耗和移动台到相邻小区的路径损耗计算移动台的路径补偿发射功率；第四计算模块407用于根据移动台的路径补偿发射功率得到移动台的基本开环发射功率。测量模块409用于测量移动台服务小区或相邻小区的下行导频信号接收功率。控制模块411用于根据基本开环发射功率来进行功率控制。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种上行链路功率控制的方法，其特征在于，包括：
计算移动台在服务小区的下行路径损耗；
计算所述移动台到相邻小区的路径损耗；
根据移动台在服务小区的下行路径损耗和所述移动台到相邻小区的路径损耗计算所述移动台的路径补偿发射功率；
根据所述移动台的路径补偿发射功率得到所述移动台的基本开环发射功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算移动台在服务小区的下行路径损耗包括：
通过测量所述服务小区的下行导频信号接收功率来计算所述移动台在服务小区的下行路径损耗。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述移动台到相邻小区的路径损耗包括：
通过计算所述相邻小区的下行导频信号接收功率来计算所述移动台到与所述移动台最近相邻小区的路径损耗。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，根据移动台在服务小区的下行路径损耗和所述移动台到相邻小区的路径损耗计算所述移动台的路径补偿发射功率包括：
将移动台在服务小区的下行路径损耗与路损因子相乘，得到第一值；
将所述移动台到相邻小区的路径损耗与预定的比例因子相乘，得到第二值；
将所述第一值和所述第二值相加得到所述移动台的路径补偿发射功率。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述移动台的路径补偿发射功率得到所述移动台的基本开环发射功率包括：
将所述移动台的路径补偿发射功率和所述服务小区的偏置相加，得到所述移动台的基本开环发射功率。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，
移动台在服务小区的下行路径损耗包括：穿透损耗，阴影衰落和天线增益；
所述移动台到相邻小区的路径损耗包括：穿透损耗，阴影衰落和天线增益。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在根据所述移动台的路径补偿发射功率得到所述移动台的基本开环发射功率之后，所述方法还包括：
根据所述移动台的基本开环发射功率进行上行链路功率控制。
8.一种上行链路功率控制的装置，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于计算移动台在服务小区的下行路径损耗；
第二计算模块，用于计算所述移动台到相邻小区的路径损耗；
第三计算模块，用于根据移动台在服务小区的下行路径损耗和所述移动台到相邻小区的路径损耗计算所述移动台的路径补偿发射功率；
第四计算模块，用于根据所述移动台的路径补偿发射功率得到所述移动台的基本开环发射功率。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
测量模块，用于测量所述移动台服务小区或相邻小区的下行导频信号接收功率。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
控制模块，用于根据所述基本开环发射功率来进行功率控制。
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