CN102143593A - Pdcch的联合自适应资源分配方法及装置 - Google Patents

Pdcch的联合自适应资源分配方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种PDCCH的联合自适应资源分配方法及装置，该方法包括：确定子帧内待传输数据的PDCCH中，用于向单个UE传输数据的UE专属PDCCH和用于向多个UE传输数据的非UE专属PDCCH；按照优先级从高到低顺序，分别为非UE专属PDCCH和UE专属PDCCH分配资源，所述资源包括时频域资源和功率资源，其中非UE专属PDCCH的优先级高于UE专属PDCCH的优先级。本发明能够保证非UE专属PDCCH优先于UE专属PDCCH得到资源分配，因此非UE专属PDCCH不会受限于PDCCH分配，解决了PDCCH检测性能和增加可支持的调度用户数之间相互冲突的问题。

Description

PDCCH的联合自适应资源分配方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种PDCCH的联合自适应资源分配方法及装置。
背景技术
在LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统中，PDCCH(Physical Downlink Control Channel，物理下行控制信道)用于传输上下行的调度控制信息，决定PUSCH(Physical Uplink Shared Channel，物理上行共享信道)和PDSCH(Physical Downlink Shared Channel，物理下行共享信道)的资源分配、跳频类型和传输模式等控制信息。
1)PDCCH格式
LTE协议规定PDCCH信道采用QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，四相相移键控)调制方式。为了更好的使UE(User Equipment，用户设备)的PDCCH传输适应UE的信道条件，UE的PDCCH传输支持4种PDCCH format，4种PDCCH format支持的使用的CCE(Control Channel Element，控制信道单元)数目及能承载的经过CRC(Cyclic Redundancy Check循环冗余校验)、速率匹配等处理后的数据bit数(即物理层实际传输的bit数)如表1所示。
表1各种PDCCH format的CCE个数及传输bit数
Figure BDA0000052173030000011
网络侧确定PDCCH的发射功率和聚合等级大小L(即支持使用的CCE)，并在PDCCH传输数据。
2)PDCCH搜索空间
LTE协议规定，控制区域是由CCE的集合组成的，CCE的编号从0到NCCE，k-1，其中NCCE，k是在子帧k中的控制区域中总的CCE个数。
UE在每个non-DRX(non-Discontinuous Reception)子帧内监测一个PDCCH候选集合，其中监测的含义是尝试根据每种DCI的格式对PDCCH候选集合进行译码。
UE需要检测的PDCCH候选集合是根据搜索空间定义的，其中以一定聚合等级大小L聚合的搜索空间的定义通过一个PDCCH候选集合给出，在搜索空间
Figure BDA0000052173030000022
中的PDCCH候选信道m的CCE个数通过下面的公式给出：
Figure BDA0000052173030000023
其中Yk的定义与使用的搜索空间有关，i＝0，...，L-1，并且m＝0，...，M(L)-1，M(L)是在给定的搜索空间中需要检测的PDCCH的信道个数。
LTE协议规定，UE需要在公共搜索空间中检测聚合等级为4或者8的每种PDCCH，同时需要在一个UE指派的搜索空间中检测聚合等级为1、2、4或者8的每种PDCCH。公共搜索空间和UE指派的搜索空间可以重叠。表2给出了聚合等级与搜索空间的关系。
表2UE监测的PDCCH候选集合
Figure BDA0000052173030000024
Figure BDA0000052173030000031
对于公共搜索空间，其Yk设置为0，聚合等级的大小为L＝4和L＝8。对于聚合等级大小为L的UE指派的搜索空间，Yk的定义如下面公式所示：Yk＝(A·Yk-1)modD
其中Y-1＝nRNTI≠0，A＝39827，D＝65537，
Figure BDA0000052173030000032
ns是一个无线帧内的时隙号，nRNTI表示当前分配给UE的RNTI(Radio Network Temporary Identity，无线网络临时标识)。
3)PDCCH容量对下行调度用户数目的影响
对于2天线CRS(Cell-specific Reference Signal，小区专用参考信号)端口，一个PRB(Physical Resource Block，物理资源块)内前三个OFDM符号的REG(Resource Element Group，资源单元组)数分别为2、3、3，即
Figure BDA0000052173030000033
Figure BDA0000052173030000034
Figure BDA0000052173030000035
对于4天线CRS端口，一个PRB内前三个OFDM符号的REG数分别为2、2、3，即
Figure BDA0000052173030000036
Figure BDA0000052173030000037
Figure BDA0000052173030000038
设下行带宽为
Figure BDA0000052173030000039
控制符号数为cfi，则REG总数为
Figure BDA00000521730300000310
CCE个数为
Figure BDA00000521730300000311
例如：天线端口2×2配置下行带宽为100*PRB时，控制符号占用1个符号、2个符号、3个符号的CCE总数分别为22个、55个、88个。由于用户的PDCCH聚合等级最小为1个CCE，由此可见，100个PRB若所有用户均采用动态调度，则其最多容纳88个用户。
除了用于下行调度之外，PDCCH还用于上行调度和系统信息、寻呼信息、随机接入指令、随机接入竞争解决和功率控制等，导致实际可以同时下行调度的用户数比88小。此外，产品实现中，只采用PDCCH聚合等级为1个CCE的UE并不多见，此时所支持的动态调度用户数将大大减少。例如：在PDCCH聚合等级为8个CCE时，系统仅能支持11个动态调度的用户。
与PDCCH的检测性能和调度用户数目相关的一个重要概念是PDCCH的可用资源，包括时频域资源(即占用的CCE个数，具体介绍参见表1)和功率资源。根据LTE协议的规定，PDCCH承载的数据量(DCI(Downlink Control Information，下行控制信息)比特数)和时频域资源数目共同决定了PDCCH的等效频谱效率，PDCCH的等效频谱效率将直接决定PDCCH的检测性能，PDCCH的发送功率水平将决定小区覆盖能力。
一方面，从保证PDCCH检测性能的角度需要尽可能低的PDCCH等效频谱效率和较高的功率。因为PDCCH的检测性能将决定上下行共享数据信道的检测性能：如果PDCCH检测错误，后续的PDSCH和PUSCH信道都将无法正确检测。
另一方面，从增加每个子帧能够调度的上下行用户数的角度需要尽可能高的PDCCH等效频率效率。因为一个子帧中可用的PDCCH时频域资源数目是固定的，当给定PDCCH承载的数据量(DCI比特数)时，频谱效率越高，则需要的时频域资源数目越少，从而能够支持的调度用户数越多。
针对如何确定PDCCH发射功率和聚合等级的问题，目前标准和产品没有具体的实现方案。目前有以下两种简单的实现思路是：
1)固定功率分配+固定频谱效率
通过高层直接固定的PDCCH的发送功率(不采用功率分配)，及固定的PDCCH聚合等级。
采用这样方案的缺点是，当信道环境质量较好时，如果固定的PDCCH聚合等级太大，则浪费了PDCCH资源，减少了可支持的调度用户数；当信道环境质量较差时，如果固定的PDCCH聚合等级太小，则可能导致无法正确检测到PDCCH，从而影响上下行共享数据信道的检测性能。
2)固定功率分配+自适应频谱效率
固定PDCCH的发送功率(不采用功率分配)，通过改变PDCCH的聚合等级来改变其频谱效率。确定UE的PDCCH传输的码率实际上等效于确定PDCCH format，该码率的确定通过使用CCE的数目来表征。UE用于下行调度信令传输的PDCCH format主要取决于两个因素：(1)所需传输的信息bit数目(即DCI format占用的bit数)；(2)综合考虑大尺度衰落和小尺度衰落的UE的信道条件。
采用这种方案的缺点是，产品实现时发现LTE下行资源分配主要受限于PDCCH个数：即使当前子帧有PRB资源可用于PDSCH的传输，但是当信道条件较差时可能导致大部分UE都采用较高的PDCCH聚合等级，用于PDCCH传输的CCE个数受限，将导致系统容量受限。
因此目前缺乏一种解决PDCCH检测性能和增加可支持的调度用户数之间相互冲突的技术方案。
发明内容
本发明提供一种PDCCH的联合自适应资源分配方法及装置，用以解决PDCCH检测性能和增加可支持的调度用户数之间相互冲突，提供一种新的联合PDCCH的自适应功率分配和频谱效率的方案。
本发明提供一种物理下行控制信道PDCCH的联合自适应资源分配方法，包括：
确定子帧内待传输数据的PDCCH中，用于向单个UE传输数据的UE专属PDCCH和用于向多个UE传输数据的非UE专属PDCCH；
按照优先级从高到低顺序，分别为非UE专属PDCCH和UE专属PDCCH分配资源，所述资源包括时频域资源和功率资源，其中非UE专属PDCCH的优先级高于UE专属PDCCH的优先级。
本发明还提供一种物理下行控制信道PDCCH的联合自适应资源分配装置，包括：
类型确定模块，用于确定子帧内待传输数据的PDCCH中，用于向单个UE传输数据的UE专属PDCCH和用于向多个UE传输数据的非UE专属PDCCH；
资源分配模块，用于按照优先级从高到低顺序，分别为非UE专属PDCCH和UE专属PDCCH分配资源，所述资源包括时频域资源和功率资源，其中非UE专属PDCCH的优先级高于UE专属PDCCH的优先级。
利用本发明提供的PDCCH的联合自适应资源分配方法及装置，具有以下有益效果：将PDCCH分为UE专属和非UE专属两种类型，并且能够保证非UE专属PDCCH优先于UE专属PDCCH得到资源分配，因此非UE专属PDCCH不会受限于PDCCH分配，在一定程度上解决了PDCCH检测性能和增加可支持的调度用户数之间相互冲突。
附图说明
图1为本发明提供的PDCCH的联合自适应资源分配方法流程图；
图2为本发明提供的PDCCH的联合自适应资源分配装置结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的PDCCH的联合自适应资源分配方法及装置进行更详细地说明。
LTE协议中，PDCCH分成用于向单个UE传输数据的UE专属PDCCH和用于向多个UE传输数据的非UE专属PDCCH两种类型。
具体地，UE专属PDCCH包括了以下三种PDCCH：
Temporary C-RNTI(Temporary Cell Radio NetworkTemporary Identity，临时小区级无线网络临时标识，其中RNTI表示无线网络临时标识)加扰的PDCCH；
C-RNTI(Cell Radio Network Temporary Identity，小区级RNTI)加扰的PDCCH；
SPS-RNTI(Semi-Persistent Scheduling RNTI，半持续调度RNTI)加扰的PDCCH；
非UE专属PDCCH包括以下五种PDCCH：
SI-RNTI(System Information RNTI，系统信息RNTI)加扰的PDCCH；
P-RNTI(Paging RNTI，寻呼RNTI)加扰的PDCCH；
RA-RNTI(Random Access RNTI，随机接入RNTI)加扰的PDCCH；
TPC-PUCCH-RNTI  (Transmit Power  Control-Physical  Uplink  Control Channel-RNTI，PUCCH功率控制命令字RNTI)加扰的PDCCH；
TPC-PUSCH-RNTI  (Transmit Power  Control-Physical  Uplink  Shared Channel-RNTI，PUCCH功率控制命令字RNTI)加扰的PDCCH。
现有的PDCCH资源分配方法没有考虑PDCCH的类型，是统一进行时频域资源分配的，且采用统一采用固定的发送功率分配，因此存在上述PDCCH检测性能和增加可支持的调度用户数之间相互冲突的问题。
为了解决提高PDCCH检测性能和增加可支持的调度用户数之间相互冲突的问题，本发明给出了在一种新的实现LTE下行PDCCH的联合自适应资源分配方法，实现联合的发送功率和频谱效率的分配。如图1所示，本发明的PDCCH的联合自适应资源分配方法包括：
步骤S101，确定子帧内待传输数据的PDCCH中，用于向单个UE传输数据的UE专属PDCCH和用于向多个UE传输数据的非UE专属PDCCH；
UE专属PDCCH的特点是它们是针对单个UE的，非UE专属PDCCH最大的特点是它们是针对小区中的所有或一组UE的。因此非UE专属PDCCH上传输的数据可能会影响到多个UE的正常通信，对数据的正确接收要求更高。
步骤S102，按照优先级从高到低顺序，分别为非UE专属PDCCH和UE专属PDCCH分配资源，所述资源包括时频域资源和功率资源，其中非UE专属PDCCH的优先级高于UE专属PDCCH的优先级。
由于两类PDCCH对数据的正确接收要求程度不同，本实施例将两类PDCCH区分处理，能够保证非UE专属PDCCH优先于UE专属PDCCH得到资源分配，因此非UE专属PDCCH不会受限于PDCCH分配，从而保证了大部分UE的PDCCH检测性能，在一定程度上解决了PDCCH检测性能和增加可支持的调度用户数之间相互冲突。
优选地，为非UE专属PDCCH和UE专属PDCCH分配资源时，还包括：
步骤S103，确定同一正交频分复用OFDM符号上所有RE的发送功率总和，在发送功率总和超过设定最大发射功率时，停止资源分配，本次调度结束，优选地，如果实际分配的功率未超过小区最大发送功率，则可以继续分配后续资源分配，从而实现功率保护的目的。
本实施例在为每类PDCCH分配资源时，具体分配时频域资源和功率资源，分配时频域资源包括确定PDCCH的聚合等级大小L及使用的CCE位置和具体传输的数据等，本实施例中给出确定PDCCH的聚合等级大小L的自适应确定方法，PDCCH的聚合等级大小L即PDCCH在子帧内支持使用的CCE个数，其中PDCCH的聚合等级可以采用现有LTE协议的规定，即聚合等级L为1、2、4和8。分配功率资源即确定PDCCH的单个资源单元RE上的发送功率，下面本文中的PDCCH的发送功率均指PDCCH的单个资源单元RE上的发送功率。
优选对PDCCH采用自适应的频谱效率分配和自适应的功率分配，以进一步解决PDCCH检测性能和增加可支持的调度用户数之间相互冲突。下面给出分别为非UE专属PDCCH和UE专属PDCCH进行自适应的频谱效率分配和自适应的功率分配的优选实施例方式。
1)非UE专属PDCCH的自适应的频谱效率分配和自适应的功率分配
非UE专属PDCCH最大的特点是它们是针对小区中的所有或一组UE的，自适应的优选方案如下：
对于非UE专属PDCCH的聚合等级大小L，即非UE专属PDCCH在子帧内支持使用的CCE个数，可以采用如下两种方式确定：(1)预先配置方式，优选通过操作与维护O&M配置各非UE专属PDCCH的聚合等级大小L；(2)根据接收的非UE专属PDCCH传输数据的小区的负载，确定时频域资源分配时非UE专属PDCCH的聚合等级大小L。不同的非UE专属PDCCH有可能是面向不同的小区，即数据传输到不同小区，优选地，各非UE专属PDCCH的聚合等级大小确定是参考的该非UE专属PDCCH面向的小区的负载。
现有LTE系统中具有用于进行负载统计的负载统计模块，因此可以接收负载统计模块给出当前时刻小区的负载情况，将小区负载与设定门限比较，以决定非UE专属PDCCH的聚合等级大小L。优选地，接收的非UE专属PDCCH传输数据的小区的负载超过设定门限时，确定时频域资源分配时非UE专属PDCCH的聚合等级大小L为4，即支持使用4个CCE；接收的非UE专属PDCCH传输数据的小区的负载未超过设定门限时，确定时频域资源分配时非UE专属PDCCH的聚合等级大小L为8，即支持使用8个CCE。这样，在小区负载较重时可以增加可用的PDCCH容量，增加调度用户数。这里说的小区负载较重是指调度用户数目略多于正常用户个数，少于让系统负载很重的情况。此时由于PDCCH个数受限，用户是否能够被调度主要取决于是否有可用的PDCCH资源。
对于非UE专属PDCCH的发送功率，以满足小区边缘覆盖为原则，为各非UE专属PDCCH，分配满足小区边缘覆盖要求的发送功率PPDCCH(i)，其中i表示当前子帧的子帧号，因此当前子帧内非UE专属PDCCH的单个RE发送功率满足小区边缘覆盖要求。不同的非UE专属PDCCH有可能是面向不同的小区，优选地，各非UE专属PDCCH的发送功率，满足该非UE专属PDCCH面向的小区边缘覆盖要求。
2)UE专属PDCCH的自适应的频谱效率分配和自适应的功率分配
针对UE专属PDCCH，根据接收专属PDCCH传输数据的UE的优先级顺序，按照调度优先级从高到低顺序，依次为UE专属PDCCH分配资源。
优选地，为各UE专属PDCCH分配资源时，首先进行PDCCH的频谱效率自适应，然后进行PDCCH的功率分配自适应。
具体地，接收UE上报的根据物理下行共享信道PDSCH传输模式确定的信道质量指示CQI；根据当前下行控制信息DCI格式和UE上报的CQI，确定时频域资源分配时UE专属PDCCH支持使用的控制信道单元CCE个数。
LTE协议36.213定义的CQI是按照PDSCH信道在默认的传输模式下计算得到的，UE根据协议确定CQI并上报，UE上报的CQI表示了PDSCH在AWGN(Additive White Gaussian Noise，加性白高斯噪声)信道下满足误块率BLER＝10％的SINR。
根据UE上报的CQI，可以确定发送端采用PDSCH发送功率PPDSCH，接收端等效AWGN信道的信干噪比，根据PDSCH和PDCCH的差异可以确定PDCCH的目标信干噪比，而信干噪比是下行控制信息DCI和聚合等级大小L的函数，因此，可以根据当前DCI格式和UE上报的CQI，确定时频域资源分配时UE专属PDCCH的聚合等级大小L。
优选地，根据当前DCI格式和UE上报的CQI，确定UE专属PDCCH支持使用的CCE个数，具体包括：
根据UE上报的CQI确定PDSCH在AWGN信道下满足误块率为10％的信干噪比SINR1，根据现有协议，UE上报的CQI反映了PDSCH在AWGN信道下满足误块率为10％的信干噪比SINR1；
根据所述SINR1确定PDCCH在AWGN信道下满足误块率为1％的信干噪比SINR2，由于根据PDSCH和PDCCH的差异，将PDSCH在AWGN信道下满足误块率为10％的信干噪比SINR1，转化为PDCCH在AWGN信道下满足误块率为1％的信干噪比SINR2，转化后的信干噪比SINR2即为目标信干噪比；
根据所述SINR2和当前DCI格式，确定时频域资源分配时UE专属PDCCH支持使用的控制信道单元CCE个数。
根据当前PDSCH发送功率PPDSCH、UE上报的CQI和确定的CCE个数，确定UE专属PDCCH的发送功率。
如前所述，根据当前下行控制信息DCI格式和UE上报的CQI信息可以确定期望使用的目标信干噪比，从而可以决定期望使用的频谱效率(聚合等级)；根据发送功率与信干噪比之间的关系，功率分配模块调整PDCCH的发送功率，使PDCCH的信干噪比满足一定要求，从而使频谱效率稳定在期望频谱效率上。
本发明的优选实施例中，将本子帧内待传输数据的PDCCH分成UE专属PDCCH和非UE专属PDCCH两种类型，并按照如下原则确定优先级：1)非UE专属PDCCH优先级高于UE专属PDCCH；2)按照接收UE专属PDCCH的UE优选级顺序，按照优先级从高到低的顺序，依次分配UE专属PDCCH时频域资源和功率资源。整个过程中的资源分配将严格按照优先级从高到低的顺序确定对应PDCCH的聚合度和发送功率，优选采用如下实施例的自适应分配时频域资源和功率资源方案。
实施例1
本实施例给出非UE专属PDCCH自适应分配时频域资源和功率资源方案，具体包括：
1)由负载统计模块给出当前时刻小区的负载情况，当小区负载大于设定门限时，确定时频域资源分配时非UE专属PDCCH支持使用的4个CCE；否则，确定使用8个CCE；
2)对于非UE专属PDCCH功率分配以满足覆盖为原则，根据小区边缘用户期望达到的目标信干噪比SINRtarget、噪声功率谱密度m、单个资源单元RE的频带宽度REband、下行噪声系数NoiseFiguredown、下行干扰容限IoTdown及从小区中心到小区边缘的路损PLO，确定满足小区边缘覆盖要求的发送功率PPDCCH(i)。
具体地，可以采用如下公式计算：
PPDCCH(i)＝SINRtarget-m+10log(REband)+NoiseFiguredown+IoTdown+PLO dBm(1)
其中，PPDCCH(i)，第i个子帧内非UE专属PDCCH上一个RE的发送功率，对于多天线端口为各个天线端口在相同RE上的发送功率之和；
SINRtarget：小区边缘用户期望达到的目标SINR(Signal-to-Interference and Noise Ratio，信干噪比)。这是一个与下行控制信息DCI Format格式和PDCCHFormat有关的值，针对每一种非UE专属DCI Format，分别有两种聚合度(CCE数目为4和8)，预先通过仿真确定不同的下行控制信息DCI格式和PDCCH聚合等级组合条件下，满足PDCCH BLER(BLock Error Rate，误块率)为1％要求的信干噪比，确定小区边缘用户期望达到的目标信干噪比SINRtarget；每种非UE专属PDCCH的DCI Format格式PDCCH聚合等级是确定的，因此对应的SINRtarget也是确定的；
m为噪声功率谱密度，优选取值174dBm/Hz；
REband，一个RE的频带宽度，常规CP为15KHz，扩展CP为7.5KHz；
NoiseFiguredown，下行噪声系数，通过系统仿真确定，取值典型值为9；
IoTdown，下行干扰容限，通过系统仿真确定；
PLO，从小区中心到小区边缘的路损，通过系统仿真确定。
实施例2
本实施例给出UE专属PDCCH自适应分配时频域资源和功率资源方案。
当网络侧演进基站eNodeB收到UE上报的下行宽带信道质量指示CQI时，PDCCH发送功率根据当前的PDSCH发送功率PPDSCH和UE上报的下行宽带CQI确定。
LTE协议36.213定义的下行CQI是按照PDSCH信道在默认的传输模式下计算得到的。当eNodeB当前获知UE上报的下行宽带CQI信息时，需要考虑CQI表示的PDSCH的码率和PDCCH的码率的差别。包括以下差异：
PDCCH采用卷积编码，PDSCH采用Turbo编码，在相同的编码码率条件下具有不同的编码增益；
PDCCH具有交织增益，PDSCH没有交织增益；
PDCCH固定采用单端口0或者发送分集方式，没有预编码增益；而PDSCH的传输模式4采用闭环SDM(spatial multiplexing，空分复用)，具有预编码增益。
实施过程中，当eNodeB获知UE上报的下行宽带CQI信息时，需要考虑PDSCH和PDCCH的上述差异，完成以下三步操作：
步骤1，由于UE上报的CQI表示了PDSCH在AWGN信道下满足误块率BLER＝10％的SINR，因此首先将UE上报的CQI经修正后映射为PDSCH在AWGN信道下满足误块率BLER＝10％的SINR1，之后将SINR转化为PDCCH在AWGN信道下满足误块率BLER＝1％的SINR2，从而确定了目标信干噪比；
步骤2，根据步骤1确定的PDCCH在AWGN信道下满足BLER＝1％的SINR2，根据UE专属PDCCH的DCI格式确定UE专属PDCCH的聚合等级大小L，以实现接收端能够达到上述目标信干噪比；
步骤3，根据当前PDSCH发送功率PPDSCH、UE上报的CQI和确定的聚合等级L，决定当前UE专属PDCCH需要使用的发送功率。
具体地，根据PPDSCH、UE上报的CQI和确定的CCE个数，确定UE专属PDCCH的发送功率，包括：
确定满足小区覆盖要求的UE专属PDCCH的发送功率PPDCCH_cov(F，C)，优选地，可以采用上述公式(1)来计算该发送功率；
根据PPDSCH和UE上报的CQI，确定满足目标信干噪比SINRPDCCH_Target(F，C)的UE专属PDCCH的发送功率P′PDCCH，SINRPDCCH_Target(F，C)与当前DCI格式和确定的CCE个数对应；
确定PPDCCH_cov(F，C)和P′PDCCH中较小的值为UE专属PDCCH的发送功率。
根据如下公式确定P′PDCCH：
P′PDCCH＝PPDSCH+SINRPDCCH_Target(F，C)-SINRPDCCH_Modified+δ(2)
其中，SINRPDCCH_Modified表示假设PDCCH采用发送功率PPDSCH时，接收端等效AWGN信道下满足误块率为1％的信干噪比值，δ为设定的容限值。
即一个RE上PDCCH信道在的发送功率PPDCCH(i)按下式确定：PPDCCH(i)＝min{PPDCCH_cov(F，C)，PPDSCH+SINRPDCCH_Target(F，C)-SINRPDCCH_Modified+δ}dBm  (3)
PPDCCH(i)，第i个子帧PDCCH上一个RE的发送功率，对于多天线端口为各个天线端口在相同RE上的发送功率之和；
PPDCCH_cov(F，C)，为了保证小区覆盖需要的PDCCH发送功率，是F和C的函数。F表示使用的下行控制信息格式DCI Format，C表示PDCCH的CCE聚合等级大小L；
PPDSCH，当前PDSCH发送功率，UE和网络侧对该值的计算采用一致的计算方式，具体为计算PDSCH OFDM符号类型A的每RE各天线端口发送功率之和。4天线端口传输模式3并且RI(Rank Indication，秩指示)为1，或者在4天线端口传输模式2时，PPDSCH＝(PA+Δoffset+10log10(2))*PCRS*Portnum，其它情况PPDSCH＝(PA+Δoffset)*PCRS*Portnum。PA为网络侧分配给UE的功率值，PCRS表示CRS在一个RE上的功率，Portnum表示天线端口数目，Δoffset在LTE36.213协议7.2.3节定义了具体取值；
SINRPDCCH_Target(F，C)，在当前下行控制信息格式DCI Format、CCE聚合等级条件下对应的目标信干噪比，是等效到AWGN信道后的信干噪比值，单位dB；
SINRPDCCH_Modified，表示假设PDCCH采用发送功率PPDSCH时，接收端等效AWGN信道下满足误块率为1％的信干噪比值，单位dB；SINRPDCCH_Modified优选为最新确定SINR2，或为最近设定次数确定的多个SINR2的线性平均值。
PDCCH功率的更新取决于SINRPDCCH_Modified的更新，SINRPDCCH_Modified按周期进行计算，记SINRPDCCH_Modified的更新周期为T。记在当前统计周期内，计算获得k个SINR2，则对k个SINR2做线性平均，得到SINRPDCCH_Modified。考虑到设备资源限制和下行功控的重要性较低，T的取值建议在200ms以上，如果是低速用户可以在1s以上。
δ，为了保证PDCCH性能的一个容限值，优选取值2，单位dB。
本发明还提供一种物理下行控制信道PDCCH的联合自适应资源分配装置，如图2所示，包括：类型确定模块201，用于确定子帧内待传输数据的PDCCH中，用于向单个UE传输数据的UE专属PDCCH和用于向多个UE传输数据的非UE专属PDCCH；资源分配模块202，用于按照优先级从高到低顺序，分别为非UE专属PDCCH和UE专属PDCCH分配资源，所述资源包括时频域资源和功率资源，其中非UE专属PDCCH的优先级高于UE专属PDCCH的优先级。
优选地，所述资源分配模块202包括：配置确定模块，用于根据预先配置，确定时频域资源分配时各非UE专属PDCCH支持使用的控制信道单元CCE个数；发送功率确定模块，用于为各非UE专属PDCCH，分配满足小区边缘覆盖要求的发送功率PPDCCH(i)。
优选地，所述资源分配模块202包括：统计确定模块，根据接收的非UE专属PDCCH传输数据的小区负载，确定时频域资源分配时非UE专属PDCCH支持使用的控制信道单元CCE个数；发送功率确定模块，用于为各非UE专属PDCCH，分配满足小区边缘覆盖要求的发送功率PPDCCH(i)。
优选地，所述统计确定模块包括：第一等级确定模块，接收的非UE专属PDCCH传输数据的小区的负载超过设定门限时，确定时频域资源分配时非UE专属PDCCH支持使用4个CCE；第二等级确定模块，接收的非UE专属PDCCH传输数据的小区的负载未超过设定门限时，确定时频域资源分配时非UE专属PDCCH支持使用8个CCE。
优选地，所述发送功率确定模块具体用于根据小区边缘用户期望达到的目标信干噪比SINRtarget、噪声功率谱密度m、单个资源单元RE的频带宽度REband、下行噪声系数NoiseFiguredown、下行干扰容限IoTdown及从小区中心到小区边缘的路损PLO，确定PPDCCH(i)。
优选地，所述发送功率确定模块具体用于按如下公式确定PPDCCH(i)：
PPDCCH(i)＝SINRtarget-m+10log(REband)+NoiseFiguredown+IoTdown+PLO。
优选地，所述发送功率确定模块通过仿真数据传输采用不同下行控制信息DCI格式和PDCCH聚合等级的组合条件下，满足误块率为1％要求的信干噪比，确定小区边缘用户期望达到的SINRtarget。
优选地，所述资源分配模块具体用于确定接收UE专属PDCCH传输数据的UE的调度优先级顺序，按照调度优先级从高到低顺序，依次为UE专属PDCCH分配资源。
优选地，所述资源分配模块包括：CQI接收模块，用于接收UE上报的根据物理下行共享信道PDSCH传输模式确定的信道质量指示CQI；等级决策模块，用于根据当前下行控制信息DCI格式和UE上报的CQI，确定时频域资源分配时UE专属PDCCH支持使用的控制信道单元CCE个数；功率决策模块，根据当前PDSCH发送功率PPDSCH、UE上报的CQI和确定的CCE个数，确定UE专属PDCCH的发送功率。
优选地，所述等级决策模块包括：参考信干噪比确定模块，用于根据UE上报的CQI确定PDSCH在AWGN信道下满足误块率为10％的信干噪比SINR1；目标信干噪比确定模块，根据所述SINR1确定PDCCH在AWGN信道下满足误块率为1％的信干噪比SINR2；CCE个数确定模块，用于根据所述SINR2和当前DCI格式，确定时频域资源分配时UE专属PDCCH支持使用的控制信道单元CCE个数。
优选地，功率决策模块包括：第一功率确定模块，用于确定满足小区覆盖要求的UE专属PDCCH的发送功率PPDCCH_cov(F，C)；第二功率确定模块，用于根据PPDSCH和UE上报的CQI，确定满足目标信干噪比SINRPDCCH_Target(F，C)的UE专属PDCCH的发送功率P′PDCCH，SINRPDCCH_Target(F，C)与当前DCI格式和确定的CCE个数对应；选择模块，用于确定PPDCCH_cov(F，C)和P′PDCCH中较小的值为UE专属PDCCH的发送功率。
优选地，所述第二功率确定模块具体用于根据如下公式确定P′PDCCH：
P′PDCCH＝PPDSCH+SINRPDCCH_Target(F，C)-SINRPDCCH_Modified+δ
其中，SINRPDCCH_Midified表示假设PDCCH采用发送功率PPDSCH时，接收端等效AWGN信道下满足误块率为1％的信干噪比值，δ为设定的容限值。
优选地，第二功率确定模块具体用于确定信干噪比值SINRPDCCH_Target(F，C)为最新确定SINR2，或为最近设定次数确定的多个SINR2的线性平均值。
优选地，该装置还包括：功率保护模块203，用于在为非UE专属PDCCH和UE专属PDCCH分配资源时，确定同一正交频分复用OFDM符号上所有资源单元RE的发送功率总和，在发送功率总和超过设定最大发射功率时，停止资源分配。
本发明实施例中，自适应频谱效率是指根据实际信道条件确定PDCCH的聚合度，自适应功率分配是指根据信道条件和干扰水平等输入参数确定PDCCH的发射功率。可以取得以下有益技术效果：
第一，本发明将PDCCH分为UE专属和非UE专属两种类型，并且针对UE专属的PDCCH根据调度UE的优先级进行排序之后按照优先级顺序分别处理，能够保证非UE专属的PDCCH优先级高于UE在专属PDCCH在调度时得到优先分配，不会受限于PDCCH分配；
第二，本发明针对非UE专属类型的PDCCH，根据负载统计模块输出的当前时刻小区的负载情况决定PDCCH的聚合等级(CCE个数)，在小区负载较重时可以增加可用的PDCCH容量，增加调度用户数；
第三，本发明实现PDCCH的功率分配和频谱效率的联合自适应，在保证PDCCH解调性能的前提下，尽可能地降低PDCCH的发射功率，减小相邻小区的相互干扰，同时保证一个子帧内可以支持的调度用户数；
第四，在发明在分配PDCCH功率资源的同时考虑了小区允许的最大发送功率的限制，能够保证分配PDCCH之后的功率水平在允许的范围内。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (28)

1.一种物理下行控制信道PDCCH的联合自适应资源分配方法，其特征在于，包括：
确定子帧内待传输数据的PDCCH中，用于向单个UE传输数据的UE专属PDCCH和用于向多个UE传输数据的非UE专属PDCCH；
按照优先级从高到低顺序，分别为非UE专属PDCCH和UE专属PDCCH分配资源，所述资源包括时频域资源和功率资源，其中非UE专属PDCCH的优先级高于UE专属PDCCH的优先级。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为非UE专属PDCCH分配资源，具体包括：
根据预先配置，确定时频域资源分配时各非UE专属PDCCH支持使用的控制信道单元CCE个数；
为各非UE专属PDCCH，分配满足小区边缘覆盖要求的发送功率PPDCCH(i)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为非UE专属PDCCH分配资源，具体包括：
根据接收的非UE专属PDCCH传输数据的小区的负载，确定时频域资源分配时非UE专属PDCCH支持使用的控制信道单元CCE个数；
为各非UE专属PDCCH，分配满足小区边缘覆盖要求的发送功率PPDCCH(i)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据接收的非UE专属PDCCH传输数据的小区的负载，确定非UE专属PDCCH支持使用的CCE个数，包括：
接收的非UE专属PDCCH传输数据的小区的负载超过设定门限时，确定时频域资源分配时非UE专属PDCCH支持使用4个CCE；
接收的非UE专属PDCCH传输数据的小区的负载未超过设定门限时，确定时频域资源分配时非UE专属PDCCH支持使用8个CCE。
5.如权利要求2～4任一所述的方法，其特征在于，确定满足小区边缘覆盖要求的发送功率PPDCCH(i)，具体包括：
根据小区边缘用户期望达到的目标信干噪比SINRtarget、噪声功率谱密度m、单个资源单元RE的频带宽度REband、下行噪声系数NoiseFiguredown、下行干扰容限IoTdown及从小区中心到小区边缘的路损PLO，确定PPDCCH(i)。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，按如下公式确定率PPDCCH(i)：
PPDCCH(i)＝SINRtarget-m+10log(REband)+NoiseFiguredown+IoTdown+PLO。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过仿真数据传输采用不同下行控制信息DCI格式和PDCCH聚合等级的组合条件下，满足误块率为1％要求的信干噪比，确定小区边缘用户期望达到的目标信干噪比SINRtarget。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为UE专属PDCCH分配资源，具体包括：
确定接收UE专属PDCCH传输数据的UE的调度优先级顺序，按照调度优先级从高到低顺序，依次为UE专属PDCCH分配资源。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，为每个UE专属PDCCH分配资源，具体包括：
接收UE上报的根据物理下行共享信道PDSCH传输模式确定的信道质量指示CQI；
根据当前下行控制信息DCI格式和UE上报的CQI，确定时频域资源分配时UE专属PDCCH支持使用的控制信道单元CCE个数；
根据当前PDSCH发送功率PPDSCH、UE上报的CQI和确定的CCE个数，确定UE专属PDCCH的发送功率。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，根据当前DCI格式和UE上报的CQI，确定UE专属PDCCH支持使用的CCE个数，具体包括：
根据UE上报的CQI确定PDSCH在加性白高斯噪声AWGN信道下满足误块率为10％的信干噪比SINR1；
根据所述SINR1确定PDCCH在AWGN信道下满足误块率为1％的信干噪比SINR2；
根据所述SINR2和当前DCI格式，确定时频域资源分配时UE专属PDCCH支持使用的控制信道单元CCE个数。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，根据PPDSCH、UE上报的CQI和确定的CCE个数，确定UE专属PDCCH的发送功率，具体包括：
确定满足小区覆盖要求的UE专属PDCCH的发送功率PPDCCH_cov(F，C)；
根据PPDSCH和UE上报的CQI，确定满足目标信干噪比SINRPDCCH_Target(F，C)的UE专属PDCCH的发送功率P′PDCCH，SINRPDCCH_Target(F，C)与当前DCI格式和确定的CCE个数对应；
确定PPDCCH_cov(F，C)和P′PDCCH中较小的值为UE专属PDCCH的发送功率。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，根据如下公式确定P′PDCCH：
P′PDCCH＝PPDSCH+SINRPDCCH_Target(F，C)-SINRPDCCH_Modified+δ
其中，SINRPDCCH_Modified表示假设PDCCH采用发送功率PPDSCH时，接收端等效AWGN信道下满足误块率为1％的信干噪比值；
δ为设定的容限值。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述信干噪比值SINRPDCCH_Modified为最新确定SINR2，或为最近设定次数确定的多个SINR2的线性平均值。
14.如权利要求1～4、8～10任一所述的方法，其特征在于，为非UE专属PDCCH和UE专属PDCCH分配资源时，还包括：
确定同一正交频分复用OFDM符号上所有资源单元RE的发送功率总和；
在发送功率总和超过设定最大发射功率时，停止资源分配。
15.一种物理下行控制信道PDCCH的联合自适应资源分配装置，其特征在于，包括：
类型确定模块，用于确定子帧内待传输数据的PDCCH中，用于向单个UE传输数据的UE专属PDCCH和用于向多个UE传输数据的非UE专属PDCCH；
资源分配模块，用于按照优先级从高到低顺序，分别为非UE专属PDCCH和UE专属PDCCH分配资源，所述资源包括时频域资源和功率资源，其中非UE专属PDCCH的优先级高于UE专属PDCCH的优先级。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述资源分配模块包括：
配置确定模块，用于根据预先配置，确定时频域资源分配时各非UE专属PDCCH支持使用的控制信道单元CCE个数；
发送功率确定模块，用于为各非UE专属PDCCH，分配满足小区边缘覆盖要求的发送功率PPDCCH(i)。
17.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述资源分配模块包括：
统计确定模块，根据接收的非UE专属PDCCH传输数据的小区负载，确定时频域资源分配时非UE专属PDCCH支持使用的控制信道单元CCE个数；
发送功率确定模块，用于为各非UE专属PDCCH，分配满足小区边缘覆盖要求的发送功率PPDCCH(i)。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述统计确定模块包括：
第一等级确定模块，接收的非UE专属PDCCH传输数据的小区的负载超过设定门限时，确定时频域资源分配时非UE专属PDCCH支持使用4个CCE；
第二等级确定模块，接收的非UE专属PDCCH传输数据的小区的负载未超过设定门限时，确定时频域资源分配时非UE专属PDCCH支持使用8个CCE。
19.如权利要求16～18任一所述的装置，其特征在于，所述发送功率确定模块具体用于根据小区边缘用户期望达到的目标信干噪比SINRtarget、噪声功率谱密度m、单个资源单元RE的频带宽度REband、下行噪声系数NoiseFiguredown、下行干扰容限IoTdown及从小区中心到小区边缘的路损PLO，确定PPDCCH(i)。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述发送功率确定模块具体用于按如下公式确定率PPDCCH(i)：
PPDCCH(i)＝SINRtarget-m+10log(REband)+NoiseFiguredown+IoTdown+PLO。
21.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述发送功率确定模块通过仿真数据传输采用不同下行控制信息DCI格式和PDCCH聚合等级的组合条件下，满足误块率为1％要求的信干噪比，确定小区边缘用户期望达到的SINRtarget。
22.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述资源分配模块具体用于确定接收UE专属PDCCH传输数据的UE的调度优先级顺序，按照调度优先级从高到低顺序，依次为UE专属PDCCH分配资源。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述资源分配模块包括：
CQI接收模块，用于接收UE上报的根据物理下行共享信道PDSCH传输模式确定的信道质量指示CQI；
等级决策模块，用于根据当前下行控制信息DCI格式和UE上报的CQI，确定时频域资源分配时UE专属PDCCH支持使用的控制信道单元CCE个数；
功率决策模块，根据当前PDSCH发送功率PPDSCH、UE上报的CQI和确定的CCE个数，确定UE专属PDCCH的发送功率。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述等级决策模块包括：
参考信干噪比确定模块，用于根据UE上报的CQI确定PDSCH在加性白高斯噪声AWGN信道下满足误块率为10％的信干噪比SINR1；
目标信干噪比确定模块，根据所述SINR1确定PDCCH在AWGN信道下满足误块率为1％的信干噪比SINR2；
CCE个数确定模块，用于根据所述SINR2和当前DCI格式，确定时频域资源分配时UE专属PDCCH支持使用的控制信道单元CCE个数。
25.如权利要求23或24所述的装置，其特征在于，功率决策模块包括：
第一功率确定模块，用于确定满足小区覆盖要求的UE专属PDCCH的发送功率PPDCCH_cov(F，C)；
第二功率确定模块，用于根据PPDSCH和UE上报的CQI，确定满足目标信干噪比SINRPDCCH_Target(F，C)的UE专属PDCCH的发送功率P′PDCCH，SINRPDCCH_Target(F，C)与当前DCI格式和确定的CCE个数对应；
选择模块，用于确定PPDCCH_cov(F，C)和P′PDCCH中较小的值为UE专属PDCCH的发送功率。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述第二功率确定模块具体用于根据如下公式确定P′PDCCH：
P′PDCCH＝PPDSCH+SINRPDCCH_Target(F，C)-SINRPDCCH_Modified+δ
其中，SINRPDCCH_Modified表示假设PDCCH采用发送功率PPDSCH时，接收端等效AWGN信道下满足误块率为1％的信干噪比值，δ为设定的容限值。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，第二功率确定模块具体用于确定信干噪比值SINRPDCCH_Modified为最新确定SINR2，或为最近设定次数确定的多个SINR2的线性平均值。
28.如权利要求15～18、22～24任一所述的装置，其特征在于，还包括：
功率保护模块，用于在为非UE专属PDCCH和UE专属PDCCH分配资源时，确定同一正交频分复用OFDM符号上所有资源单元RE的发送功率总和，在发送功率总和超过设定最大发射功率时，停止资源分配。
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