CN102118843A - 载波聚合功率控制方法及功率控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种载波聚合功率控制方法及功率控制装置。该方法包括：根据载波聚合中上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及所述各载波接收到的干扰和噪声总和获取所述载波聚合中每个载波的上行最优发射功率；控制所述各载波的上行实际发射功率，使所述各载波的上行实际发射功率小于等于所述上行最优发射功率。本发明实施例根据载波聚合中各载波的信道质量情况获取每个载波的最优发射功率，并根据每个载波的最优发射功率对该载波的上行实际发射功率进行控制，节省了UE的能耗，减小了小区之间的干扰，提高了系统的吞吐量。

Description

载波聚合功率控制方法及功率控制装置

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种载波聚合功率控制方法及功率控制装置。

背景技术

随着通信技术的发展，在长期演进技术的后续演进(long-term evolutionadvance；以下简称：LTE-A)系统中引入了载波聚合(Carrier Aggregation；以下简称：CA)技术，CA通常分为三种，即同一波段内连续的CA，同一波段内不连续的CA和不同波段内不连续的CA。引入CA后，LTE-A系统的终端(User Equipment；以下简称：UE)可用宽带和无线资源利用方式发生了变化，各个载波上的发射功率也影响着彼此的信道质量。

根据载波的不同传输时刻的信道质量为载波分配发射功率，由于CA下各载波之间的信道状况相互影响，进而影响了CA下系统的吞吐量，使UE能量消耗大，各个UE之间具有很大的相互干扰。

发明内容

本发明实施例提供一种载波聚合功率控制方法及功率控制装置，用以解决CA下各个载波的信道状况相互干扰，从而导致CA下系统吞吐量较小的问题。

本发明实施例提供一种载波聚合功率控制方法，包括：

根据载波聚合中上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及所述各载波接收到的干扰和噪声总和获取所述载波聚合中每个载波的上行最优发射功率；

控制所述各载波的上行实际发射功率，使所述各载波的上行实际发射功率小于等于所述上行最优发射功率。

本发明实施例提供一种载波聚合功率控制装置，包括：

获取模块，用于根据载波聚合中上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及所述各载波接收到的干扰和噪声总和获取所述载波聚合中每个载波的上行最优发射功率；

控制模块，用于控制所述各载波的上行实际发射功率，使所述各载波的上行实际发射功率小于等于所述第一获取模块获取的各载波的上行最优发射功率。

本发明实施例的载波聚合功率控制方法及功率控制装置，根据载波聚合中各载波的信道质量情况获取每个载波的最优发射功率，并根据每个载波的最优发射功率对该载波的上行实际发射功率进行控制，节省了UE的能耗，减小了小区之间的干扰，提高了系统的吞吐量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例提供的载波聚合功率控制方法流程图；

图2为本发明又一个实施例提供的载波聚合功率控制方法流程图；

图3为本发明一个实施例提供的载波聚合功率控制装置结构示意图；

图4为本发明又一个实施例提供的载波聚合功率控制装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

图1为本发明一个实施例提供的载波聚合功率控制方法流程图，如图1所示，该方法包括：

S101、根据载波聚合中上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声总和获取载波聚合中每个载波的上行最优发射功率；

具体的，在CA的场景下，每个UE将向基站发送的数据信号加载到CA中的各个载波信号上，基站按照各个载波的频率来接收UE发送的数据信号。

CA中的上行最大允许发射功率即为UE在CA中各个载波上允许发射的最大功率之和，为CA场景下规定的额定值。每个载波的路径增益表示了在该载波上的功率损耗。而每个载波接收到的干扰和噪声为UE在该载波上接收到的干扰和噪声。每个载波上的功率损耗和UE在该载波上接收到的干扰和噪声反应了该载波对应的信道质量状况。

其中，每个载波的功率损耗以及UE在该载波上接收到的干扰和噪声均可以由UE测量获得，UE将测量得到的每个载波的功率损耗以及UE在该载波上接收到的干扰和噪声上报给基站，再由基站根据CA中设置的上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声总和获得CA中每个载波的上行最优发射功率。

需要说明的是，每个载波的上行最优发射功率不仅和自身对应的信道质量状况有关，同时还跟CA中其他载波的信道质量状况有关。而获得每个载波的上行最优发射功率可以有多种方法，例如可以对载波聚合中设置的上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声总和进行最优化计算，以实现系统最大吞吐量为目标，最优化分配各载波的上行发射功率。还可以对CA中设置的上行最大允许发射功率以及各载波的信道质量之和进行综合考虑，获得每个载波上的上行最优发射功率，其他方法不一一列举。

S102、控制各载波的上行实际发射功率，使各载波的上行实际发射功率小于等于上行最优发射功率。

其中，控制各载波的上行实际发射功率为现有技术，当终端收到基站所配置的每个子载波上所允许发射的最大功率后，终端将每个子载波上所允许发射的最大功率设为每个子载波门限值，所述终端在每个子载波上的发射功率不能超过每个子载波对应的门限值，如果，每个子载波上所允许发射的最大功率超过每个子载波对应的门限值，该终端可以采用相应的功率回退策略，比如，可以减少所发送的数据包或降低编码速率等等。

获取的每个载波上的上行最优发射功率与该载波的信道质量成单调递增关系，即，若CA中某载波相对于其他载波具有较好的信道质量，则相应的可为该载波分配比其他载波更大的上行发射功率，从而使UE可以在该载波上发射更大的功率。若某载波相比CA中其他载波的信道质量较差，则相应的可为该载波分配比其他载波更小的上行发射功率，使UE可以在该载波上发射较小的功率。如果某载波相比其他载波的信道质量较差，则必须在该载波上提供足够的发送功率才能保证发送的数据信号正确传输，这种情况下，功率的利用率很低，因此，根据每个载波对应的信道质量情况对每个载波的上行实际发射功率进行控制，能够实现为CA中信道质量较好的载波分配较多的发射功率，而为信道质量较差的载波分配较少的发射功率，如果CA中某载波的信道质量与其他载波相比均相差甚多，可以不为该载波分配发射功率，从而使发射功率能够传输的有效数据信号更多，从而提高了发射功率的利用率，提高了系统的吞吐量。

本实施例的载波聚合功率控制方法，根据载波聚合中各载波的信道质量情况获取每个载波的最优发射功率，并根据每个载波的最优发射功率对该载波的上行实际发射功率进行控制，节省了UE的能耗，减小了小区之间的干扰，提高了系统的吞吐量。

图2为本发明又一个实施例提供的载波聚合功率控制方法流程图，如图2所示，该方法包括：

S201、根据上行最大允许发射功率、第一时刻各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声总和获取第一时刻对应的每个载波的上行最优发射功率，执行S202；

具体的，在第一时刻，该时刻可以为CA场景下任意选取的某一时刻，UE测量出各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声，基站通过这些测量值获取每个载波的上行最优发射功率，本实施例仅以CA中的载波数量为3个进行说明，但并不以此为限，本实施例同样适用于载波数量为N的CA场景，其中N＞0。

CA中的上行最大允许发射功率p即为UE在CA中各个载波上允许发射的最大功率之和：

p₁+p₂+p₃＝p；

其中，p₁，p₂，p₃分别代表载波1、2、3上各自允许发射的最大功率，p为CA中设置的上行最大允许发射功率。

每个载波的路径增益表示了在该载波上的功率损耗，每个载波的路径增益可以通过根据该载波的参考信号接收功率和参考信号发射功率获得：

$\left\{\begin{array}{c}{g}_1={10}^{\frac{(p_{\mathrm{receive}1}-p_{\mathrm{pilot}1})}{10}}\\ g_2={10}^{\frac{(p_{\mathrm{receive}2}-p_{\mathrm{pilot}2})}{10}}\\ g_3={10}^{\frac{(p_{\mathrm{receive}3}-p_{\mathrm{pilot}3})}{10}}\end{array}\right.$

其中，g₁，g₂，g₃分别代表载波1、2、3上的路径增益，p_receive1、p_receive2、p_receive3分别代表载波1、2、3的参考信号(sounding信号)接收功率，p_pilot1、p_pilot2、p_pilot3分别代表载波1、2、3的参考信号发射功率。

每个载波的上行最优发射功率与自身的信道质量以及其他载波的信道质量有关，其中，信道质量为各载波的载波路径增益与接收到的干扰和噪声总和比值，每个载波的上行最优发射功率可以通过如下方法获得：

$\left\{\begin{array}{c}{p_1}^{\′}+{p_2}^{\′}+{p_3}^{\′}=p\\ {p_1}^{\′}:{p_2}^{\′}:{p_3}^{\′}=(g_1/N_1):(g_2/N_2):(g_3/N_3)\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{p_1}^{\′}=\frac{N_2{N}_3{g}_1}{N_2{N}_3{g}_1+N_1{N}_3{g}_2+N_1{N}_2{g}_3}p\\ {p_2}^{\′}=\frac{N_1{N}_3{g}_2}{N_2{N}_3{g}_1+N_1{N}_3{g}_2+N_1{N}_2{g}_3}p\\ {p_3}^{\′}=\frac{N_1{N}_2{g}_3}{N_2{N}_3{g}_1+N_1{N}_3{g}_2+N_1{N}_2{g}_3}p\end{array}\right.$

其中，p₁′、p₂′、p₃′分别代表载波1、2、3的上行最优发射功率，p为CA中设置的上行最大允许发射功率，N₁，N₂，N₃，分别代表UE在载波1、2、3上接收到的干扰与噪声之和，g₁，g₂，g₃分别代表载波1、2、3上的路径增益，g₁/N₁、g₂/N₂、g₃/N₃分别代表各载波的信道质量状况。通过该方法可以看出获取的每个载波的上行最优发射功率与该载波的信道质量成单调递增关系。

每个载波的上行最优发射功率还可以通过最优化算法获得：

$P_{\mathrm{opt}}=\underset{P}{\arg \max }\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{\log }_2(1+\frac{p_i\·g_i}{N_i})$

$\mathrm{Subjectto}:\left\{\begin{array}{c}{p}_i\≥0,i=\mathrm{1,2},\·\·\·,I\\ \underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i\≤p\end{array}\right.$

其中，P_opt为最优化算法中的目标函数，Subjectto为求解目标函数P_opt的约束条件。I为CA中的载波数量，p_i代表载波i的上行最优发射功率，p为CA中设置的上行最大允许发射功率，N_i代表UE在载波i上接收到的干扰与噪声之和，g_i分别代表载波i上的路径增益。可以对目标函数P_opt应用数列二次规划法求解，得出每个载波的上行最优发射功率。

每个载波的上行最优发射功率也可以通过对最优化算法进行拟合获得，具体为：

步骤1：CA中具有I个载波，第i个载波上的上行最优发射功率为：

$p_i=\frac{1}{I}(p+\left(\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{G_i}\right)-\frac{I}{G_i})$

步骤2：若每个载波的上行最优发射功率p_i都不小于零，则：

$p_i=\frac{1}{I}(p+\left(\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{G_i}\right)-\frac{I}{G_i});$

若某个载波i的上行最优发射功率p_i小于零，则对所有载波上的G_i从大到小排列，令最小的G_i对应的p_i＝0，舍去最小的G_i对应的载波，即载波i，对剩下的N-1个载波用步骤1重新计算p_i，直到所有的p_i≥0。

其中，I为CA中的载波数量，p_i代表载波i的上行最优发射功率，p为CA中设置的上行最大允许发射功率，G_i＝g_i/N_i，N_i代表UE在载波i上接收到的干扰与噪声之和，g_i分别代表载波i上的路径增益。

以上仅给出了获取每个载波的上行最优发射功率的几种可行方法，但本发明实施例中获取每个载波的上行最优发射功率并不局限于以上几种方法。

S202、判断第一时刻至第二时刻之间设定的时间间隔内，载波聚合中任意载波的信道质量变化是否大于设置的信道质量变化值，是则执行S203，否则执行S204，第一时刻与第二时刻为不同的时刻；

S203、根据上行最大允许发射功率、第二时刻各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声总和获取第二时刻对应的每个载波的上行最优发射功率，执行S204；

其中，第二时刻为CA场景下选择的某一时刻，第一时刻与第二时刻之间具有一定的时间间隔，该时间间隔可以任意选取，由于CA中的各载波的信道质量是变化的，因此，需要判断在这段时间间隔内，CA中任一载波的信道质量变化是否大于设置的信道质量变化值，其中，信道质量的变化情况可以通过各载波的载波路径增益与接收到的干扰和噪声总和比值来衡量，当任意载波的信道质量变化大于系统设置的信道质量变化值时，则表示CA中的某载波信道质量变化很大，而某一载波的信道质量变化相应会影响其他载波的信道质量，因此，需要重新获取每个载波的上行最优发射功率，并根据重新获得的上行最有发射功率来控制各载波的上行实际发射功率。而通常可以采用第二时刻测量到的各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声获取每个载波的上行最优发射功率，具体过程参见S201，不再赘述。需要说明的是，第一时刻至第二时刻之间的时间间隔可以根据对CA场景下系统的吞吐量要求以及对其他系统性能指标的要求来设定，例如：可以选择相对较小的时间间隔，以便在较短时间内不断更新每个载波的上行最优发射功率，使系统的吞吐量和其他性能指标在较短时间内不断优化。而在一些对系统性能指标要求不高的场景，则可以选取相对较长的时间间隔，从而不对上行最优发射功率做频繁的更新。

S204、控制各载波的上行实际发射功率，使各载波的上行实际发射功率小于上行最优发射功率。

根据S201中该方法获得的上行最优功率值，若某载波相对于CA中其他载波具有较好的信道质量，则相应获取的该载波的上行最优功率值较大，否则获取的该载波的上行最优功率值较小，根据每个载波的上行最优发射功率对该载波的上行实际发射功率进行限制，使上行实际发射功率小于上行最优发射功率。而若某载波信道质量相对于CA中其他载波的信道质量相差甚多，则获取的该载波的上行最优发射功率有可能小于等于0，这种情况意味着可以不为该载波分配发射功率，从而使发射功率能够传输的有效数据信号更多，从而提高了发射功率的利用率，提高了系统的吞吐量。

本实施例的载波聚合功率控制方法，根据载波聚合中各载波的信道质量情况获取每个载波的最优发射功率，获得载波的最优发射功率可以采用多种方式，节省了UE的能耗，减小了小区之间的干扰，提高了系统的吞吐量。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图3为本发明一个实施例提供的载波聚合功率控制装置结构示意图，如图3所示，该装置包括：获取模块31和控制模块32；其中，获取模块31用于根据载波聚合中上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声总和获取载波聚合中每个载波的上行最优发射功率；控制模块32用于控制各载波的上行实际发射功率，使各载波的上行实际发射功率小于等于获取模块31获取的各载波的上行最优发射功率。

具体的，CA中上行最大允许发射功率即为UE在CA中各个载波上允许发射的最大功率之和。每个载波的路径增益表示了在该载波上的功率损耗。而每个载波接收到的干扰和噪声为UE在该载波上接收到的干扰和噪声。每个载波上的功率损耗和UE在该载波上接收到的干扰和噪声反应了该载波对应的信道质量状况。

其中，每个载波的功率损耗以及UE在该载波上接收到的干扰和噪声均可以由UE测量获得，UE将测量得到的每个载波的功率损耗以及UE在该载波上接收到的干扰和噪声上报给获取模块31，再由获取模块31根据CA中设置的上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声总和获得CA中每个载波的上行最优发射功率。

每个载波的上行最优发射功率不仅和自身对应的信道质量状况有关，同时还跟CA中其他载波的信道质量状况有关。获取模块31可以采用多种方法获得每个载波的上行最优发射功率，例如可以对载波聚合中设置的上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声总和进行最优化计算，以实现系统最大吞吐量为目标，最优化分配各载波的上行发射功率。还可以对CA中设置的上行最大允许发射功率以及各载波的信道质量之和进行综合考虑，获得每个载波上的上行最优功率，不一一列举。

获取模块31获取的每个载波上的上行最优功率与该载波的信道质量成单调递增关系，若某载波相对于CA中的其他载波具有较好的信道质量，则相应的可为该载波分配比其他载波更大的上行发射功率，UE可以在该载波上发射更大的功率。若某载波相对于CA中其他载波的信道质量较差，则相应的可为该载波分配较小的上行发射功率，UE可以在该载波上发射较小的功率。如果某载波相对于CA中其他载波的信道质量较差，则必须在该载波上提供足够的发送功率才能保证发送的数据信号正确传输，这种情况下，功率的利用率很低，因此，控制模块32根据获取模块31获取的每个载波的上行最优发射功率对该载波的上行实际发射功率进行限制，使上行实际发射功率小于等于上行最优发射功率。其中，控制模块32对各载波的上行实际发射功率进行的控制为现有技术，当终端收到基站所配置的每个子载波上所允许发射的最大功率后，终端将每个子载波上所允许发射的最大功率设为每个子载波门限值，所述终端在每个子载波上的发射功率不能超过每个子载波对应的门限值，如果，每个子载波上所允许发射的最大功率超过每个子载波对应的门限值，该终端可以采用相应的功率回退策略，比如，可以减少所发送的数据包或降低编码速率等等。通过控制模块32的控制能够实现为CA中信道质量较好的载波分配较多的发射功率，而为信道质量较差的载波分配较少的发射功率。若某载波的信道质量相对CA中的其他载波信道质量均相差甚远，可以不为该载波分配发射功率，从而使发射功率能够传输的有效数据信号更多，从而提高了发射功率的利用率，提高了系统的吞吐量。

本实施例的载波聚合功率控制装置，根据载波聚合中各载波的信道质量情况获取每个载波的最优发射功率，并根据每个载波的最优发射功率对该载波的上行实际发射功率进行控制，节省了UE的能耗，减小了小区之间的干扰，提高了系统的吞吐量。

图4为本发明又一个实施例提供的载波聚合功率控制装置结构示意图，如图4所示，该装置包括：获取模块31和控制模块32；其中，获取模块31用于根据载波聚合中上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声总和获取载波聚合中每个载波的上行最优发射功率；控制模块32用于控制各载波的上行实际发射功率，使各载波的上行实际发射功率小于获取模块获取的各载波的上行最优发射功率。

该装置还可以包括：监测模块33，用于监测各载波的上行实际发射功率是否大于获取模块31获取的各载波的上行最优发射功率。

进一步的，获取模块31包括：获取单元311和判断单元312；

获取单元311用于根据上行最大允许发射功率、第一时刻各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声总和获取第一时刻对应的每个载波的上行最优发射功率；判断单元312用于判断第一时刻至第二时刻之间设定的时间间隔内，载波聚合中任意载波的信道质量变化率是否大于设置的信道质量变化值，该信道质量为载波路径增益与接收到的干扰的噪声总和比值，第一时刻与第二时刻为不同的时刻；获取单元311还用于若判断单元312判断出第一时刻至第二时刻之间设定的时间间隔内，载波聚合中任意载波的信道质量变化率大于设置的信道质量变化值，则根据上行最大允许发射功率、第二时刻各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声总和获取第二时刻对应的每个载波的上行最优发射功率。

具体的，在第一时刻，该时刻可以为CA场景下任意选取的某一时刻，UE测量出各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声，获取单元311通过这些测量值获取每个载波的上行最优发射功率，以CA中的载波数量为3个为例，当然本实施例还同样适用于载波数量为其他值的CA场景。CA中上行最大允许发射功率p即为UE在CA中各个载波上允许发射的最大功率之和：

p₁+p₂+p₃＝p；

其中，p₁，p₂，p₃分别代表载波1、2、3上各自允许发射的最大功率，p为CA中上行最大允许发射功率。

每个载波的路径增益表示了该载波上的功率损耗，每个载波的路径增益可以通过根据该载波的参考信号接收功率和参考信号发射功率获得：

$\left\{\begin{array}{c}{g}_1={10}^{\frac{(p_{\mathrm{receive}1}-p_{\mathrm{pilot}1})}{10}}\\ g_2={10}^{\frac{(p_{\mathrm{receive}2}-p_{\mathrm{pilot}2})}{10}}\\ g_3={10}^{\frac{(p_{\mathrm{receive}3}-p_{\mathrm{pilot}3})}{10}}\end{array}\right.$

其中，g₁，g₂，g₃分别代表载波1、2、3上的路径增益，p_receive1、p_receive2、p_receive3分别代表载波1、2、3的参考信号(sounding信号)接收功率，p_pilot1、p_pilot2、p_pilot3分别载波1、2、3的参考信号发射功率。

每个载波的上行最优发射功率与自身的信道质量以及其他载波的信道质量有关，其中，信道质量为各载波的载波路径增益与接收到的干扰和噪声总和比值，获取单元311可以通过如下方法获得每个载波的上行最优发射功率：

$\left\{\begin{array}{c}{p_1}^{\′}+{p_2}^{\′}+{p_3}^{\′}=p\\ {p_1}^{\′}:{p_2}^{\′}:{p_3}^{\′}=(g_1/N_1):(g_2/N_2):(g_3/N_3)\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{p_1}^{\′}=\frac{N_2{N}_3{g}_1}{N_2{N}_3{g}_1+N_1{N}_3{g}_2+N_1{N}_2{g}_3}p\\ {p_2}^{\′}=\frac{N_1{N}_3{g}_2}{N_2{N}_3{g}_1+N_1{N}_3{g}_2+N_1{N}_2{g}_3}p\\ {p_3}^{\′}=\frac{N_1{N}_2{g}_3}{N_2{N}_3{g}_1+N_1{N}_3{g}_2+N_1{N}_2{g}_3}p\end{array}\right.$

其中，p₁′、p₂′、p₃′分别代表载波1、2、3的上行最优发射功率，p为CA中上行最大允许发射功率，N₁，N₂，N₃分别代表UE在载波1、2、3上接收到的干扰与噪声之和，g₁，g₂，g₃分别代表载波1、2、3上的路径增益，g₁/N₁、g₂/N₂、g₃/N₃分别代表各载波的信道质量状况。可以看出获取单元311获取的每个载波的上行最优发射功率与该载波的信道质量成单调递增关系。

获取单元311还可以通过如下方法获得每个载波的上行最优发射功率：

$P_{\mathrm{opt}}=\underset{P}{\arg \max }\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{\log }_2(1+\frac{p_i\·g_i}{N_i})$

$\mathrm{Subjectto}:\left\{\begin{array}{c}{p}_i\≥0,i=\mathrm{1,2},\·\·\·,I\\ \underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i\≤p\end{array}\right.$

其中，P_opt为最优化算法中的目标函数，Subjectto为求解目标函数P_opt的约束条件。I为CA中的载波数量，p_i代表载波i的上行最优发射功率，p为CA中设置的上行最大允许发射功率，N_i代表UE在载波i上接收到的干扰与噪声之和，g_i分别代表载波i上的路径增益。可以对目标函数P_opt应用数列二次规划法求解，得出每个载波的上行最优发射功率。

获取单元311也可以通过对最优化算法进行拟合获得每个载波的上行最优发射功率，具体为：

步骤1：CA中具有I个载波，第i个载波上的上行最优发射功率为：

$p_i=\frac{1}{I}(p+\left(\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{G_i}\right)-\frac{I}{G_i})$

其中，G_i＝g_i/N_i。

步骤2：若每个载波的上行最优发射功率p_i都不小于零，则：

$p_i=\frac{1}{I}(p+\left(\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{G_i}\right)-\frac{I}{G_i});$

若某个载波i的上行最优发射功率p_i小于零，则对所有载波上的G_i从大到小排列，令最小的G_i对应的p_i＝0，舍去最小的G_i对应的载波，即载波i，对剩下的N-1个载波用步骤1重新计算p_i，直到所有的p_i≥0。

其中，I为CA中的载波数量，p_i代表载波i的上行最优发射功率，p为CA中设置的上行最大允许发射功率，G_i＝g_i/N_i，N_i代表UE在载波i上接收到的干扰与噪声之和，g_i分别代表载波i上的路径增益。

以上仅给出了获取单元311获取每个载波的上行最优发射功率的几种可行方法，获取单元311也可以通过其他方法获取每个载波的上行最优发射功率，在此不一一列举。

其中，第二时刻为CA场景下选择的某一时刻，第一时刻与第二时刻之间具有一定的时间间隔，该时间间隔可以任意设定，由于CA中的各载波的信道质量是变化的，因此，从第一时刻至第二时刻的时间间隔内，判断单元312均要判断在这段时间间隔内各载波信道质量的变化是否大于设置的信道质量变化值，而信道质量的变化情况可以通过各载波的载波路径增益与接收到的干扰和噪声总和比值来衡量，当判断单元312判断出任意载波的信道质量变化大于系统设置的信道质量变化值时，则表示CA中的某载波信道质量变化很大，而某一载波的信道质量变化相应会影响其他载波的信道质量，因此，获取单元311需要重新获取每个载波的上行最优发射功率，并根据重新获得的上行最有发射功率来控制各载波的上行实际发射功率。而通常可以采用第二时刻测量到的各载波的路径增益以及各载波接收到的干扰和噪声获取每个载波的上行最优发射功率，具体的获取过程不再赘述。需要说明的是，第一时刻至第二时刻之间的时间间隔可以根据对CA场景下系统的吞吐量要求以及对其他系统性能指标的要求来设定，例如：在一些对系统性能指标要求较高的场景，可以选择相对较小的时间间隔，以便在较短时间内不断更新每个载波的上行最优发射功率，使系统的吞吐量和其他性能指标在较短时间内不断优化。而在一些对系统性能指标要求不高的场景，则可以选取相对较长的时间间隔。

当监测模块33监测到CA中某载波的上行实际发射功率大于上行最优发射功率时，则控制模块32根据获取模块31获得的上行最优功率值对该载波的上行实际发射功率进行限制，使上行实际发射功率小于等于上行最优发射功率。若某载波信道质量相对于CA中其他载波的信道质量相差甚多，则获取的该载波的上行最优发射功率有可能小于等于0，可以不为该载波分配发射功率，从而使发射功率能够传输的有效数据信号更多，从而提高了发射功率的利用率，提高了系统的吞吐量。

本实施例的载波聚合功率控制装置，根据载波聚合中各载波的信道质量情况获取每个载波的最优发射功率，获得载波的最优发射功率可以采用多种方式，并根据每个载波的最优发射功率对该载波的上行实际发射功率进行控制，节省了UE的能耗，减小了小区之间的干扰，提高了系统的吞吐量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种载波聚合功率控制方法，其特征在于，包括：

根据载波聚合中上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及所述各载波接收到的干扰和噪声总和获取所述载波聚合中每个载波的上行最优发射功率；

控制所述各载波的上行实际发射功率，使所述各载波的上行实际发射功率小于等于所述上行最优发射功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据载波聚合中的上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及所述各载波接收到的干扰和噪声总和获取所述载波聚合中每个载波的上行最优发射功率包括：

根据所述上行最大允许发射功率、第一时刻各载波的路径增益以及所述各载波接收到的干扰和噪声总和获取所述第一时刻对应的每个载波的上行最优发射功率；

若第一时刻至第二时刻之间设定的时间间隔内，所述载波聚合中任意载波的信道质量变化大于设置的信道质量变化值，根据所述上行最大允许发射功率、所述第二时刻各载波的路径增益以及所述各载波接收到的干扰和噪声总和获取所述第二时刻对应的每个载波的上行最优发射功率，所述第一时刻与第二时刻为不同的时刻。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信道质量为所述载波的路径增益与接收到的干扰和噪声总和比值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各载波的路径增益根据所述各载波的参考信号接收功率和参考信号发射功率获得。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据载波聚合中上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及所述各载波接收到的干扰和噪声总和获取所述载波聚合中每个载波的上行最优发射功率，包括：

$\left\{\begin{array}{c}{p_1}^{\′}+{p_2}^{\′}+{p_3}^{\′}=p\\ {p_1}^{\′}:{p_2}^{\′}:{p_3}^{\′}=(g_1/N_1):(g_2/N_2):(g_3/N_3)\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{p_1}^{\′}=\frac{N_2{N}_3{g}_1}{N_2{N}_3{g}_1+N_1{N}_3{g}_2+N_1{N}_2{g}_3}p\\ {p_2}^{\′}=\frac{N_1{N}_3{g}_2}{N_2{N}_3{g}_1+N_1{N}_3{g}_2+N_1{N}_2{g}_3}p\\ {p_3}^{\′}=\frac{N_1{N}_2{g}_3}{N_2{N}_3{g}_1+N_1{N}_3{g}_2+N_1{N}_2{g}_3}p\end{array}\right.$

其中，载波聚合中包括载波1、载波2和载波3，p₁′、p₂′、p₃′分别为载波1、载波2、载波3的上行最优发射功率，p为上行最大允许发射功率，N₁，N₂，N₃，分别为在载波1、载波2、载波3上接收到的干扰与噪声之和，g₁，g₂，g₃分别为在载波1、载波2、载波3上的路径增益。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据载波聚合中上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及所述各载波接收到的干扰和噪声总和获取所述载波聚合中每个载波的上行最优发射功率，包括：

$P_{\mathrm{opt}}=\underset{P}{\arg \max }\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{\log }_2(1+\frac{p_i\·g_i}{N_i})$

$\mathrm{Subjectto}:\left\{\begin{array}{cc}{p}_i\≥0,& i=\mathrm{1,2},...,I\\ \underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i\≤p& \end{array}\right.$

其中，I为载波聚合中的载波数量，P_opt为最优化算法的目标函数，Subjectto为求解目标函数P_opt的约束条件。p_i为载波i的上行最优发射功率，p为上行最大允许发射功率，N_i为在载波i上接收到的干扰与噪声之和，g_i为载波i上的路径增益。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据载波聚合中上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及所述各载波接收到的干扰和噪声总和获取所述载波聚合中每个载波的上行最优发射功率，包括：

步骤1：CA中具有I个载波，第i个载波上的上行最优发射功率为：

$p_i=\frac{1}{I}(p+\left(\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{G_i}\right)-\frac{I}{G_i})$

步骤2：若每个载波的上行最优发射功率p_i都不小于零，则：

$p_i=\frac{1}{I}(p+\left(\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{G_i}\right)-\frac{I}{G_i});$

若某个载波i的上行最优发射功率p_i小于零，则对所有载波上的G_i从大到小排列，令最小的G_i对应的p_i＝0，舍去最小的G_i对应的载波，即载波i，对剩下的N-1个载波根据所述步骤1重新计算p_i，直到所有的p_i≥0。

其中，I为载波聚合中的载波数量，p_i为载波i的上行最优发射功率，p为上行最大允许发射功率，G_i＝g_i/N_i，N_i为在载波i上接收到的干扰与噪声之和，g_i为载波i上的路径增益。

8.一种载波聚合功率控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于根据载波聚合中上行最大允许发射功率、各载波的路径增益以及所述各载波接收到的干扰和噪声总和获取所述载波聚合中每个载波的上行最优发射功率；

控制模块，用于控制所述各载波的上行实际发射功率，使所述各载波的上行实际发射功率小于等于所述获取模块获取的各载波的上行最优发射功率。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

监测模块，用于监测所述各载波的上行实际发射功率是否大于所述获取模块获取的各载波的上行最优发射功率。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取模块获取所述载波聚合中每个载波的上行最优发射功率具体根据：

$\left\{\begin{array}{c}{p_1}^{\′}+{p_2}^{\′}+{p_3}^{\′}=p\\ {p_1}^{\′}:{p_2}^{\′}:{p_3}^{\′}=(g_1/N_1):(g_2/N_2):(g_3/N_3)\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{p_1}^{\′}=\frac{N_2{N}_3{g}_1}{N_2{N}_3{g}_1+N_1{N}_3{g}_2+N_1{N}_2{g}_3}p\\ {p_2}^{\′}=\frac{N_1{N}_3{g}_2}{N_2{N}_3{g}_1+N_1{N}_3{g}_2+N_1{N}_2{g}_3}p\\ {p_3}^{\′}=\frac{N_1{N}_2{g}_3}{N_2{N}_3{g}_1+N_1{N}_3{g}_2+N_1{N}_2{g}_3}p\end{array}\right.$

其中，载波聚合中包括载波1、载波2和载波3，p₁′、p₂′、p₃′分别为载波1、载波2、载波3的上行最优发射功率，p为上行最大允许发射功率，N₁，N₂，N₃，分别为在载波1、载波2、载波3上接收到的干扰与噪声之和，g₁，g₂，g₃分别为在载波1、载波2、载波3上的路径增益。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取模块获取所述载波聚合中每个载波的上行最优发射功率具体根据：

$P_{\mathrm{opt}}=\underset{P}{\arg \max }\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{\log }_2(1+\frac{p_i\·g_i}{N_i})$

$\mathrm{Subjectto}:\left\{\begin{array}{cc}{p}_i\≥0,& i=\mathrm{1,2},...,I\\ \underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i\≤p& \end{array}\right.$

其中，I为载波聚合中的载波数量，P_opt为最优化算法的目标函数，Subjectto为求解目标函数P_opt的约束条件。p_i为载波i的上行最优发射功率，p为上行最大允许发射功率，N_i为在载波i上接收到的干扰与噪声之和，g_i为载波i上的路径增益。

12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取模块获取所述载波聚合中每个载波的上行最优发射功率具体根据：

步骤1：CA中具有I个载波，第i个载波上的上行最优发射功率为：

$p_i=\frac{1}{I}(p+\left(\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{G_i}\right)-\frac{I}{G_i})$

步骤2：若每个载波的上行最优发射功率p_i都不小于零，则：

$p_i=\frac{1}{I}(p+\left(\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{G_i}\right)-\frac{I}{G_i});$

若某个载波i的上行最优发射功率p_i小于零，则对所有载波上的G_i从大到小排列，令最小的G_i对应的p_i＝0，舍去最小的G_i对应的载波，即载波i，对剩下的N-1个载波根据所述步骤1重新计算p_i，直到所有的p_i≥0。

其中，I为载波聚合中的载波数量，p_i为载波i的上行最优发射功率，p为上行最大允许发射功率，G_i＝g_i/N_i，N_i为在载波i上接收到的干扰与噪声之和，g_i为载波i上的路径增益。

13.根据权利要求8～12任一项所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：

获取单元，用于根据所述上行最大允许发射功率、第一时刻各载波的路径增益以及所述各载波接收到的干扰和噪声总和获取所述第一时刻对应的每个载波的上行最优发射功率；

判断单元，用于判断第一时刻至第二时刻之间设定的时间间隔内，所述载波聚合中任意载波的信道质量变化率是否大于设置的信道质量变化值，所述信道质量为载波路径增益与接收到的干扰的噪声总和比值，所述第一时刻与第二时刻为不同的时刻；

所述获取单元还用于，若所述判断单元判断出所述第一时刻至第二时刻之间设定的时间间隔内，所述载波聚合中任意载波的信道质量变化大于设置的信道质量变化值，则根据所述上行最大允许发射功率、所述第二时刻各载波的路径增益以及所述各载波接收到的干扰和噪声总和获取所述第二时刻对应的每个载波的上行最优发射功率。

14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述各载波的路径增益根据所述各载波的参考信号接收功率和参考信号发射功率获得。

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