发明内容
本发明实施例提供一种功率分配方法及装置,用于提高空分性能。
本发明实施例提出一种功率分配方法,包括以下步骤:
根据各个用户的有用接收功率和用户间的干扰功率,获取功率等分时空分用户之间的功率隔离度;
根据所述功率等分时空分用户之间的功率隔离度,获取空分用户之间的功率分配比例的上下限,并在所述功率分配比例的上下限的范围内分配下行发射功率。
优选地,当系统对两个空分用户复用相同资源时,所述获取功率等分时空分用户之间的功率隔离度,包括:
通过以下公式获取功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度以及第二用户对第一用户的功率隔离度:
其中,γdn (1,2)为功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度,γdn (2,1)为功率等分时第二用户对第一用户的功率隔离度,P1,1为第一用户的有用接收功率,P1,2为第二用户对第一用户的干扰功率,P2,2为第二用户的有用接收功率,w1,2为第一用户抑制第二用户的波束赋形权系数,w2,1为第二用户抑制第一用户的波束赋形权系数,R xx (1)为第一用户的空间协方差矩阵,R xx (2)为第二用户的空间协方差矩阵。
优选地,当系统对两个空分用户复用相同资源时,所述获取空分用户之间的功率分配比例的上下限,包括:
通过以下公式获取向第一用户分配的最大功率比例和最小功率比例:
其中,Pmin为向第一用户分配的最小功率比例,Pmax为向第一用户分配的最大功率比例,γdn (1,2)为功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度,γdn (2,1)为功率等分时第二用户对第一用户的功率隔离度,γmin为隔离度门限。
优选地,所述的方法,还包括:
根据所述功率等分时空分用户之间的功率隔离度,获取最优功率分配比例,并按照所述最优功率分配比例分配下行发射功率。
优选地,当系统对两个空分用户复用相同资源时,所述获取最优功率分配比例,包括:
通过以下公式获取最优功率分配比例:
其中,Poptimal为最优功率分配比例,γdn (1,2)为功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度,γdn (2,1)为功率等分时第二用户对第一用户的功率隔离度。
本发明实施例还提出一种功率分配装置,包括:
隔离度获取模块,用于根据各个用户的有用接收功率和用户间的干扰功率,获取功率等分时空分用户之间的功率隔离度;
上下限获取模块,根据所述隔离度获取模块获取的功率等分时空分用户之间的功率隔离度,获取空分用户之间的功率分配比例的上下限;
分配模块,用于在所述上下限获取模块获取的功率分配比例的上下限的范围内,分配下行发射功率。
优选地,当系统对两个空分用户复用相同资源时,
所述隔离度获取模块,用于通过以下公式获取功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度以及第二用户对第一用户的功率隔离度:
其中,γdn (1,2)为功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度,γdn (2,1)为功率等分时第二用户对第一用户的功率隔离度,P1,1为第一用户的有用接收功率,P1,2为第二用户对第一用户的干扰功率,P2,2为第二用户的有用接收功率,w1,2为第一用户抑制第二用户的波束赋形权系数,w2,1为第二用户抑制第一用户的波束赋形权系数,R xx (1)为第一用户的空间协方差矩阵,R xx (2)为第二用户的空间协方差矩阵。
优选地,当系统对两个空分用户复用相同资源时,
所述上下限获取模块,用于通过以下公式获取向第一用户分配的最大功率比例和最小功率比例:
其中,Pmin为向第一用户分配的最小功率比例,Pmax为向第一用户分配的最大功率比例,γdn (1,2)为功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度,γdn (2,1)为功率等分时第二用户对第一用户的功率隔离度,γmin为隔离度门限。
优选地,所述的装置,还包括:
最优比例获取模块,用于根据所述隔离度获取模块获取的功率等分时空分用户之间的功率隔离度,获取最优功率分配比例,供所述分配模块使用。
优选地,当系统对两个空分用户复用相同资源时,
所述最优比例获取模块,用于通过以下公式获取最优功率分配比例:
其中,Poptimal为最优功率分配比例,γdn (1,2)为功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度,γdn (2,1)为功率等分时第二用户对第一用户的功率隔离度。
本发明实施例的技术方案具有以下优点,因为在对TDD HSDPA系统中的空分用户进行不等分功率分配时,在保证功率隔离度的基础上选取功率分配比例的上下限,从而减少了空分干扰,提高了系统的空分性能。
具体实施方式
本发明实施例在HSDPA系统对空分用户采用不等分功率的情况下,根据各个用户的有用接收功率和用户间的干扰功率,获取功率等分时空分用户之间的功率隔离度;进而根据功率等分时空分用户之间的功率隔离度,获取空分用户之间的功率分配比例的上下限,并在功率分配比例的上下限的范围内分配下行发射功率。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,为本发明实施例一中的一种功率分配方法流程图,包括以下步骤:
步骤101,根据各个用户的有用接收功率和用户间的干扰功率,获取功率等分时空分用户之间的功率隔离度。
步骤102,根据功率等分时空分用户之间的功率隔离度,获取空分用户之间的功率分配比例的上下限,并在所述功率分配比例的上下限的范围内分配下行发射功率。
本发明实施例的技术方案具有以下优点,因为在对TDD HSDPA系统中的空分用户进行不等分功率分配时,在保证功率隔离度的基础上选取功率分配比例的上下限,从而减少了空分干扰,提高了系统的空分性能。
如图2所示,为本发明实施例二中的一种功率分配方法流程图,包括以下步骤:
步骤201,根据各个用户的有用接收功率和用户间的干扰功率,获取功率等分时空分用户之间的功率隔离度。
具体地,当系统对两个空分用户,即第一用户和第二用户复用相同资源时,可以通过公式(1)获取功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度以及第二用户对第一用户的功率隔离度:
其中,γdn (1,2)为功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度,γdn (2,1)为功率等分时第二用户对第一用户的功率隔离度,P1,1为第一用户的有用接收功率,P1,2为第二用户对第一用户的干扰功率,P2,2为第二用户的有用接收功率,w1,2为第一用户抑制第二用户的波束赋形权系数,w2,1为第二用户抑制第一用户的波束赋形权系数,R xx (1)为第一用户的空间协方差矩阵,R xx (2)为第二用户的空间协方差矩阵。
步骤202,根据功率等分时空分用户之间的功率隔离度,获取空分用户之间的功率分配比例的上下限。
具体地,在室外智能天线系统中,当功率不等分时,假设第一用户的功率分配比例为x,且x∈[0,1],可以通过公式(2)获得第一用户对第二用户的功率隔离度,以及第二用户对第一用户的功率隔离度:
其中,γ(1,2)为功率不等分时第一用户对第二用户的功率隔离度,γ(2,1)为功率不等分时第二用户对第一用户的功率隔离度,γdn (1,2)为功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度,γdn (2,1)为功率等分时第二用户对第一用户的功率隔离度。
如图3所示,为本发明实施例二中的用户功率比变化示意图,横坐标为第一用户的功率分配比例x,且x∈[0,1],纵坐标为功率比知。如图4所示,为本发明实施例二中的功率隔离度变化示意图,横坐标为第一用户的功率分配比例x,且x∈[0,1],右图的纵坐标为γ(1,2)和γ(1,2),即功率不等分时第一用户对第二用户的功率隔离度和功率不等分时第二用户对第一用户的功率隔离度。
随着第一用户的功率分配比例x的增加,γ(1,2)随之增大,γ(2,1)随之减小。在分配功率时,应满足min(γ(1,2),γ(2,1))>γmin,其中,γmin为隔离度门限。因此,第一用户的功率分配比例应在[Pmin,Pmax]之间,则
因此,当系统对两个空分用户,即第一用户和第二用户复用相同资源时,可以通过以下公式获取向第一用户分配的最大功率比例和最小功率比例:
其中,Pmin为向第一用户分配的最小功率比例,Pmax为向第一用户分配的最大功率比例,γdn (1,2)为功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度,γdn (2,1)为功率等分时第二用户对第一用户的功率隔离度,γmin为隔离度门限。
步骤203,根据功率等分时空分用户之间的功率隔离度,获取最优功率分配比例,并按照所述最优功率分配比例分配下行发射功率。
具体地,从使空分用户间隔离度平衡的角度,可以选择满足γ(1,2)=γ(2,1)功率比例Poptimal作为最佳功率比例,如图3所示。
Poptimal的计算方法如下:
其中,0<Pmin<Poptimal<Pmax<1,Poptimal可以作为使得空分用户间隔离度平衡的最优功率分配比例。
因此,当系统对两个空分用户,即第一用户和第二用户复用相同资源时,所述获取最优功率分配比例,包括:
通过以下公式获取最优功率分配比例:
其中,Poptimal为最优功率分配比例,γdn (1,2)为功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度,γdn (2,1)为功率等分时第二用户对第一用户的功率隔离度。
在计算功率分配对功率隔离度的影响时,可以先针对等分功率的情况下分别计算功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度以及功率等分时第二用户对第一用户的功率隔离度,即γdn (1,2)和γdn (2,1),再分别计算向第一用户分配的最小功率比例和最大功率比例,即Pmin和Pmin。其中,0<Pmin<Pmax<1。
当通过其他策略选择的功率比例P满足Pmin<P<Pmax时,则可以选择该功率比例,并根据该功率比例分配发射功率;当通过其他策略选择的功率比例P不满足Pmin<P<Pmax时,则需要选择最接近P的Pmin或Pmin分配发射功率,否则,分配功率较低的用户将不满足隔离度门限的要求。
本发明实施例的技术方案具有以下优点,因为在对TDD HSDPA系统中的空分用户进行不等分功率分配时,在保证功率隔离度的基础上选取功率分配比例的上下限,并从平衡用户间隔离度的角度,给出功率分配比例的最优值,均衡空分用户间的干扰,提高了空分性能。
如图5所示,为本发明实施例三中的一种功率分配方法流程图,包括以下步骤:
步骤301,根据三个空分用户的有用接收功率和三个空分用户间的干扰功率,获取三个空分用户之间的功率隔离度。
具体地,当三个用户空分时,用户之间的空分隔离度可以分别表示为:
其中,γ(1,23)为第一用户对第二用户和第三用户的功率隔离度,γ(2,13)为第二用户对第一用户和第三用户的功率隔离度,γ(3,12)为第三用户对第一用户和第二用户的功率隔离度,P1,1为第一用户的有用接收功率,P2,2为第二用户的有用接收功率,P3,3为第三用户的有用接收功率,P1,2为第二用户对第一用户的干扰功率,P1,3为第三用户对第一用户的干扰功率,P2,1为第一用户对第二用户的干扰功率,P2,3为第三用户对第二用户的干扰功率,P3,1为第一用户对第三用户的干扰功率,P3,2为第二用户对第三用户的干扰功率,x1为第一用户分到的功率与总功率的比例,x2为第二用户分到的功率与总功率的比例,1-x1-x2为第三用户分到的功率与总功率的比例,γmin为隔离度门限。
进一步地,用户i的有用接收功率和用户i对用户j的干扰功率可以分别通过以下公式获得:
其中,Pi,i为用户i的有用接收功率,Pj,i为用户i对用户j的干扰功率,wi为用户i的赋形系数,R xx (i)为第i用户i的空间协方差矩阵。Pi,i,Pj,i可以通过赋形系数,和空间协方差矩阵求得。
步骤302,根据三个时空分用户之间的功率隔离度,获取三个空分用户之间的功率分配比例的上下限和最优功率分配比例,并按照最优功率分配比例分配下行发射功率。
具体地,由公式(7)可得:
由公式(8)可得:
由公式(9)可得:
(P3,1γmin+P3,3)x1+(P3,2γmin+P3,3)x2≤P3,3(13)
功率分配比例的上下限可以通过公式(14)表示:
当满足γ(1,23)=γ(2,13)=γ(3,12)时,可以求得最优功率分配比例,并按照最优功率分配比例分配下行发射功率。
本发明实施例的技术方案具有以下优点,因为在对TDD HSDPA系统中的空分用户进行不等分功率分配时,在保证功率隔离度的基础上选取功率分配比例的上下限,并从平衡用户间隔离度的角度,给出功率分配比例的最优值,均衡空分用户间的干扰,提高了空分性能。
如图6所示,为本发明实施例四中的一种功率分配装置结构示意图,包括:
隔离度获取模块410,用于根据各个用户的有用接收功率和用户间的干扰功率,获取功率等分时空分用户之间的功率隔离度。
上下限获取模块420,根据隔离度获取模块410获取的功率等分时空分用户之间的功率隔离度,获取空分用户之间的功率分配比例的上下限。
分配模块430,用于在上下限获取模块420获取的功率分配比例的上下限的范围内,分配下行发射功率。
本发明实施例的技术方案具有以下优点,因为在对TDD HSDPA系统中的空分用户进行不等分功率分配时,在保证功率隔离度的基础上选取功率分配比例的上下限,从而减少了空分干扰,提高了系统的空分性能。
如图7所示,为本发明实施例五中的一种功率分配装置结构示意图,包括:
隔离度获取模块510,用于根据各个用户的有用接收功率和用户间的干扰功率,获取功率等分时空分用户之间的功率隔离度。
具体地,当系统对两个空分用户复用相同资源时,上述隔离度获取模块510,用于通过以下公式获取功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度以及第二用户对第一用户的功率隔离度:
其中,γdn (1,2)为功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度,γdn (2,1)为功率等分时第二用户对第一用户的功率隔离度,P1,1为第一用户的有用接收功率,P1,2为第二用户对第一用户的干扰功率,P2,2为第二用户的有用接收功率,w1,2为第一用户抑制第二用户的波束赋形权系数,w2,1为第二用户抑制第一用户的波束赋形权系数,R xx (1)为第一用户的空间协方差矩阵,R xx (2)为第二用户的空间协方差矩阵。
上下限获取模块520,根据隔离度获取模块510获取的功率等分时空分用户之间的功率隔离度,获取空分用户之间的功率分配比例的上下限。
具体地,当系统对两个空分用户复用相同资源时,上述上下限获取模块520,用于通过以下公式获取向第一用户分配的最大功率比例和最小功率比例:
其中,Pmin为向第一用户分配的最小功率比例,Pmax为向第一用户分配的最大功率比例,γdn (1,2)为功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度,γdn (2,1)为功率等分时第二用户对第一用户的功率隔离度,γmin为隔离度门限。
最优比例获取模块530,用于根据隔离度获取模块510获取的功率等分时空分用户之间的功率隔离度,获取最优功率分配比例,供分配模块540使用。
具体地,当系统对两个空分用户复用相同资源时,上述最优比例获取模块530,用于通过以下公式获取最优功率分配比例:
其中,Poptimal为最优功率分配比例,γdn (1,2)为功率等分时第一用户对第二用户的功率隔离度,γdn (2,1)为功率等分时第二用户对第一用户的功率隔离度。
分配模块540,用于在上下限获取模块520获取的功率分配比例的上下限的范围内,分配下行发射功率。
本发明实施例的技术方案具有以下优点,因为在对TDD HSDPA系统中的空分用户进行不等分功率分配时,在保证功率隔离度的基础上选取功率分配比例的上下限,并从平衡用户间隔离度的角度,给出功率分配比例的最优值,均衡空分用户间的干扰,提高了空分性能。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以集成于一体,也可以分离部署,可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是,本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。