CN102291811A

CN102291811A - 一种上行功率控制方法和设备

Info

Publication number: CN102291811A
Application number: CN2011102299349A
Authority: CN
Inventors: 李远军; 孔健; 苏进喜
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2031-08-11
Also published as: CN102291811B

Abstract

本发明实施例公开了一种上行功率控制方法和设备，该方法包括：基站设备根据用户设备的发送功率P_send以及所述用户设备到邻小区基站的路损确定所述用户设备对邻小区的干扰功率R；所述基站设备根据所述R以及预设门限确定对所述用户设备的功率控制调整量P_delta；所述基站设备通过所述P_delta对所述用户设备进行上行功率控制。本发明实施例中，在进行上行功率控制时，通过考虑用户设备对邻小区的干扰功率R，可合理进行上行功率控制，提高小区整体的吞吐量。

Description

一种上行功率控制方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种上行功率控制方法和设备。

背景技术

如图1所示，为LTE（Long Term Evolution，长期演进）系统的网络架构示意图，该系统包括MME（Mobility Management Entity，移动性管理实体）/S-GW（Serving Gateway，服务网关）、eNodeB（基站）和UE（User Equipment，用户设备）。其中，S1口表示eNodeB与MME/S-GW之间的接口，且UE与eNodeB通过空口进行通信。

基于上述网络架构，上行功率控制的过程包括：在信道条件较好的情况下，UE使用较小的发射功率，保证eNodeB的接收功率在正确解调数据的门限（信干噪比SINR）之上；在信道条件较差的情况下，通过功率控制令UE增大发射功率，从而令eNodeB的接收SINR维持在可解调门限的附近。

需要注意的是，过大的发射功率会造成小区间较大的干扰，浪费UE有限的电量。例如，由于频率资源有限，常采用同频组网，即图1中eNodeB_1的小区cell_1与eNodeB_2的小区cell_2是同频邻小区，UE1属于eNodeB_1控制的小区，UE2、UE3、UE4属于eNodeB_2控制的小区，且UE1与UE2分别位于cell_1和cell_2的边缘位置，位置上比较靠近；因此，UE1的发射功率会直接影响UE2的接收SINR，UE2也类似会对UE1产生影响。

为了解决上述问题，现有技术中，可通过eNodeB间交互调度信息，协调cell_1调度UE1的频率与cell_2调度UE2的频率不同，从而减少干扰。

进一步的，由于为了充分利用频率资源，不可避免的为同频组网的邻小区的UE调度相同的频率资源，因此还可以根据UE所在小区测量的IoT（干扰噪声比）水平和小区的负荷状态，计算UE的上行接收目标SINR，从而控制UE的发射功率，减少系统内的干扰水平，提升整体吞吐量。例如，图1中的UE2与UE1可调度相同或有重合的频率资源，但功率适当时可减少相互的干扰，以保证eNodeB_1和eNodeB_2的接收SINR达到期望的目标SINR。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

在计算UE的上行接收目标SINR的方案中，在考虑IoT门限的基础上，只考虑了全小区的负荷情况，对于处于不同位置的UE没有区分对待：eNodeB_1控制的小区的半径与eNodeB_2控制的小区的半径相等或大致相等，对于图1中的UE3，如果其与UE1使用相同的频率资源，则由于UE1到eNodeB_2的距离约等于小区半径，则其干扰必然较大，至少远大于UE3对UE1的干扰（UE3到eNodeB_1的距离约为2倍的小区半径）。

这种情况下，由于eNodeB_2测量到UE3的上行干扰增大，将在干扰超过门限时对UE3的发射功率谱密度进行控制（即相当于降低了UE3的接收SINR目标值），从而降低了UE3可能达到的调制编码等级，从而令UE3的速率下降，这种情况对处于小区中心的用户均是存在的，从而令小区整体的吞吐量下降。

发明内容

本发明实施例提供一种上行功率控制方法和设备，以合理进行上行功率控制，提高小区整体的吞吐量。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种上行功率控制方法，包括：

基站设备根据用户设备的发送功率P_send以及所述用户设备到邻小区基站的路损确定所述用户设备对邻小区的干扰功率R；

所述基站设备根据所述R以及预设门限确定对所述用户设备的功率控制调整量P_delta；

所述基站设备通过所述P_delta对所述用户设备进行上行功率控制。

本发明实施例提供一种上行功率控制设备，包括：

第一确定模块，用于根据用户设备的发送功率P_send以及所述用户设备到邻小区基站的路损确定所述用户设备对邻小区的干扰功率R；

第二确定模块，用于根据所述R以及预设门限确定对所述用户设备的功率控制调整量P_delta；

控制模块，用于通过所述P_delta对所述用户设备进行上行功率控制。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

在进行上行功率控制时，通过考虑用户设备对邻小区的干扰功率R，可合理进行上行功率控制，提高小区整体的吞吐量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中LTE系统的网络架构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种上行功率控制方法流程示意图；

图3是本发明实施例一中UE3到邻小区的路损情况示意图。

图4是本发明实施例二提供的一种上行功率控制设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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做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。

实施例一

本发明实施例一提供一种上行功率控制方法，以根据UE位于小区中的位置情况和路损测量值，在LTE系统中进行上行功率控制（即确定上行功率调整的目标值），解决了LTE中上行功率调整目标值不合理的问题，从而能减少干扰，并提升系统吞吐量。本发明实施例中，根据实际的需要，可以定义如表1所示的参数：

表1

变量名	含义
		SINR_target	UE的上行信道信干噪比调整目标值
SINR_now	考虑功率控制调整量后的UE的上行信道能达到的信干噪比水平
		P_recv	基站设备接收到的上行信道总功率值
PSIG_recv	基站设备接收到的上行有用信号的功率值
		PL_meas	测量到的路损值
PL_max	小区半径对应的最大路损值，技术描述上认为本小区与邻小区的最大路损值相当，可根据小区半径仿真得到该最大路损值
		P_send	UE在上行信道上的发送功率值
C_max	UE最大发送功率
		PHR	UE从上行信道中上报的UE发送功率余量
P_delta	基站设备针对UE的上行信道的功率控制调整量
		R	UE上行发送对邻小区的影响
R_th1	UE上行发送对邻小区影响的第一门限
		R_th2	UE上行发送对邻小区影响的第二门限
I_N	上行干扰（含噪声）的功率
		SINR_step1	SINR调整步长1
SINR_step2	SINR调整步长2，且SINR_step1<SINR_step2

基于上述参数情况，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤201，基站设备（如eNodeB）根据UE的发送功率P_send以及UE到邻小区基站的路损确定UE对邻小区的干扰功率R（R表示UE上行发送对邻小区的影响），即R由UE的发送功率减掉到邻小区基站的路损得到。如图3所示，为基于图1所示的网络架构，UE3到邻小区的路损情况示意图。

具体的，基站设备计算R=P_send-（（PL_max-PL_meas）+PL_max），PL_max为小区半径对应的最大路损值，PL_meas为测量到的路损值。其中，在每次接收PUSCH（Physical Uplink Shared Channel，物理上行共享信道）时，基站设备计算P_send= PSIG_recv+PL_meas，PSIG_recv为接收到的上行有用信号的功率值，PL_meas为最近一次周期上报功率余量PHR时的路损值；在每次接收UE上报的PHR时，基站设备计算PL_meas=P_send-PSIG_recv，P_send=C_max-PHR，C_max为UE最大发送功率。

本发明实施例中，针对LTE系统，UE将按照周期上报PHR，在该上报过程中，基站设备可确定UE的发送功率P_send=C_max-PHR，之后计算并更新PL_meas=P_send-PSIG_recv；该PSIG_recv是通过基站设备的基带接收单元测量得到的，测量方法是信道估计和信号检测的基本功能。

基于最近一次上报PHR时计算得到的PL_meas，在基站设备侧，每次接收上行信道PUSCH时，可计算得到P_send= PSIG_recv+PL_meas；需要说明的是，由于PHR只是定期上报，且周期可能较长，因此需要每次接收时，根据测量的路损情况估算UE的实际发送功率。

本发明实施例中，基站设备还可以计算干扰和噪声的功率I_N= P_recv-PSIG_recv，该P_recv为接收到的上行信道总功率值。

步骤202，基站设备根据UE对邻小区的干扰功率R以及预设门限确定对UE的功率控制调整量P_delta。其中，该预设门限包括预设第一门限R_th1和预设第二门限R_th2，

具体的，当R不大于R_th1时，基站设备计算P_delta=R_th1-R；当R大于R_th1且不大于R_th2时，基站设备计算P_delta= SINR_target1-（PSIG_recv/I_N）；当R大于R_th2时，基站设备计算P_delta= SINR_target2-（PSIG_recv/I_N）。其中，SINR_target1为上行信道信干噪比调整目标值，且SINR_target1=SINR_target-SINR_step1，SINR_step1为预设第一SINR调整步长；SINR_target2为上行信道信干噪比调整目标值，且SINR_target2=SINR_target-SINR_step2，SINR_step2为预设第二SINR调整步长；且SINR_target2大于SINR_step1；此外，PSIG_recv为接收到的上行有用信号的功率值，I_N为上行干扰和噪声的功率。

进一步的，当R不大于R_th1、或R大于R_th1且不大于R_th2、或R大于R_th2时，基站设备还可计算SINR_now=（P_send+P_delta）/I_N，并利用该SINR_now确定本次调度的参数信息（如调制编码等级等参数信息）；SINR_now为功率控制调整量后的上行信道能达到的信干噪比水平。

综上所述，本发明实施例中，（1）在判断R<=R_th1时，则认为UE的发送对邻小区的干扰很小，可保持原SINR_target不变，并令P_delta=R_th1-R；计算实际能达到的SINR_now=（P_send+P_delta）/I_N；之后，可根据SINR_now确定本次调度的调制编码等级等参数信息。

（2）在判断R>R_th1并且R<=R_th2时，则认为UE的发送对邻小区的干扰较小，需要修正对应的SINR_target=SINR_target- SINR_step1，并令P_delta=SINR_target-（PSIG_recv/I_N）；计算实际能达到的SINR_now=（P_send+P_delta）/I_N；之后，可根据SINR_now可确定本次调度的调制编码等级等参数信息。

（3）在判断R>R_th2时，则认为UE的发送对邻小区的干扰较大，需要修正对应的SINR_target=SINR_target- SINR_step2，并令P_delta=SINR_target-（PSIG_recv/I_N）；计算实际能达到的SINR_now=（P_send+P_delta）/I_N；之后，可根据SINR_now可确定本次调度的调制编码等级等参数信息。

需要注意的是，根据SINR确定对应的调制编码等级是已知的基本功能，通过仿真获得的表格可直接将SINR对应到特定的调制编码等级（可考虑误块率级别，比如1%或10%）。

需要说明的是，本步骤中给出了一种按照UE对邻小区的影响级别不同，确定UE的目标信噪比、针对UE的上行信道的功率控制调整量、调制编码等级等参数信息的方式；但是在实际应用中，UE的发送对邻小区的干扰级别并不局限于本发明实施例中提到的2级，可包括更多级别；对于目标SINR的调整步长，也并不局限于本发明实施例中提到的2级，可包括更多级别。

此外，对于表示小区半径对应的最大路损值PLmax，不同的小区由于小区半径不等，因此可按照各小区取不同的值，或按照各小区的路损取为平均路损的情况，上述方式均在本发明实施例的保护范围内。

步骤203，基站设备通过P_delta对UE进行上行功率控制。即基站设备指示UE以P_delta发送PUSCH。此外，基站设备在利用SINR_now确定本次调度的参数信息之后，基站设备还可指示UE以参数信息发送PUSCH。

具体的，基站设备将得到的P_delta按照协议标准规定区间取最接近的值，作为实际发送到UE的功控命令字；并发送上行信道的调制编码等级等调度参数和功控命令字到UE侧，以指示UE以合适的参数和功率发送PUSCH。

综上所述，通过采用本发明实施例提供的技术方案，针对图1所示的网络架构，（1）对于UE3等近点UE，由于其对邻小区的影响R小于门限R_th1，其SINR_target没有被降低，则其调度的调制编码等级不会降低，从而能保持较高的业务速率；（2）对于UE4等中点UE，由于其对邻小区的影响R往往大于门限R_th1，但小于门限R_th2，其SINR_target将被降低一个较小的步长值，则其调度的调制编码等级会稍做降低，而其功率也根据对邻小区的干扰情况进行了适当的降低，以实现对邻小区的干扰的逐步降低；（3）对于UE2等远点UE，由于其对邻小区的影响R大于门限R_th2，其对邻小区的干扰非常大，其SINR_target将被降低一个大的步长值，则其调度的调制编码等级会快速降低，而其发送功率会快速降低，以快速减轻对邻小区的干扰。

根据上述的各种情况的分析，本发明实施例提供的方法中，可在基站设备检测到特定频率位置的干扰上升时，区别不同位置的UE，对那些对邻小区干扰有较大影响的UE，采取快速降低功率和调制编码级别的方式，迅速降低对邻小区的干扰，从而控制系统总的干扰水平；对那些对邻小区干扰有很小或较小影响的UE，适当提高功率或稍降功率的方式，使这些UE的速率保持不变或稍降；从而保证小区总的吞吐率不至于因为干扰上升而过度降低。

实施例二

基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例中还提供了一种上行功率控制设备，如图4所示，该设备包括：

第一确定模块11，用于根据用户设备的发送功率P_send以及所述用户设备到邻小区基站的路损确定所述用户设备对邻小区的干扰功率R；

第二确定模块12，用于根据所述R以及预设门限确定对所述用户设备的功率控制调整量P_delta；

控制模块13，用于通过所述P_delta对所述用户设备进行上行功率控制。

所述第一确定模块11，具体用于计算所述R=P_send-（（PL_max-PL_meas）+PL_max），所述PL_max为小区半径对应的最大路损值，所述PL_meas为测量到的路损值。

所述第一确定模块11，进一步用于在每次接收物理上行共享信道PUSCH时，计算所述P_send= PSIG_recv+PL_meas，所述PSIG_recv为接收到的上行有用信号的功率值，所述PL_meas为最近一次周期上报功率余量PHR时的路损值；

在每次接收所述用户设备上报的PHR时，计算所述PL_meas=P_send-PSIG_recv，所述P_send=C_max-PHR，所述C_max为用户设备最大发送功率。

所述预设门限包括预设第一门限R_th1和预设第二门限R_th2；所述第二确定模块12，具体用于当所述R不大于所述R_th1时，计算所述P_delta=R_th1-R；

当所述R大于所述R_th1且不大于所述R_th2时，计算所述P_delta= SINR_target1-（PSIG_recv/I_N）；

当所述R大于所述R_th2时，计算所述P_delta= SINR_target2-（PSIG_recv/I_N）；

所述SINR_target1为上行信道信干噪比调整目标值，且所述SINR_target1=SINR_target-SINR_step1，所述SINR_step1为预设第一SINR调整步长；

所述SINR_target2为上行信道信干噪比调整目标值，且所述SINR_target2=SINR_target-SINR_step2，所述SINR_step2为预设第二SINR调整步长；

所述SINR_target2大于所述SINR_step1；

所述PSIG_recv为接收到的上行有用信号的功率值，所述I_N为上行干扰和噪声的功率。

所述第二确定模块12，进一步用于计算SINR_now=（P_send+P_delta）/I_N，并利用所述SINR_now确定本次调度的参数信息；

所述SINR_now为功率控制调整量后的上行信道能达到的信干噪比水平。

所述第二确定模块12，进一步计算所述I_N= P_recv-PSIG_recv，所述P_recv为接收到的上行信道总功率值。

所述控制模块13，还用于指示所述用户设备以所述参数信息发送PUSCH。

所述控制模块13，具体用于指示所述用户设备以所述P_delta发送PUSCH。

其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

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计算机设备（可以是个人计算机，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。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

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。

Claims

1.一种上行功率控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站设备根据用户设备的发送功率P_send以及所述用户设备到邻小区基站的路损确定所述用户设备对邻小区的干扰功率R，包括：

所述基站设备计算所述R=P_send-（（PL_max-PL_meas）+PL_max），所述PL_max为小区半径对应的最大路损值，所述PL_meas为测量到的路损值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

在每次接收物理上行共享信道PUSCH时，所述基站设备计算所述P_send= PSIG_recv+PL_meas，所述PSIG_recv为接收到的上行有用信号的功率值，所述PL_meas为最近一次周期上报功率余量PHR时的路损值；

在每次接收所述用户设备上报的PHR时，所述基站设备计算所述PL_meas=P_send-PSIG_recv，所述P_send=C_max-PHR，所述C_max为用户设备最大发送功率。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设门限包括预设第一门限R_th1和预设第二门限R_th2，所述基站设备根据所述R以及预设门限确定对所述用户设备的功率控制调整量P_delta，包括：

当所述R不大于所述R_th1时，所述基站设备计算所述P_delta=R_th1-R；

当所述R大于所述R_th1且不大于所述R_th2时，所述基站设备计算所述P_delta= SINR_target1-（PSIG_recv/I_N）；

当所述R大于所述R_th2时，所述基站设备计算所述P_delta= SINR_target2-（PSIG_recv/I_N）；

所述SINR_target2大于所述SINR_step1；

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述基站设备计算SINR_now=（P_send+P_delta）/I_N，并利用所述SINR_now确定本次调度的参数信息；

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述基站设备计算所述I_N= P_recv-PSIG_recv，所述P_recv为接收到的上行信道总功率值。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基站设备利用所述SINR_now确定本次调度的参数信息，之后还包括：

所述基站设备指示所述用户设备以所述参数信息发送PUSCH。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站设备通过所述P_delta对所述用户设备进行上行功率控制，包括：

所述基站设备指示所述用户设备以所述P_delta发送PUSCH。

9.一种上行功率控制设备，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，

所述第一确定模块，具体用于计算所述R=P_send-（（PL_max-PL_meas）+PL_max），所述PL_max为小区半径对应的最大路损值，所述PL_meas为测量到的路损值。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，

所述第一确定模块，进一步用于在每次接收物理上行共享信道PUSCH时，计算所述P_send= PSIG_recv+PL_meas，所述PSIG_recv为接收到的上行有用信号的功率值，所述PL_meas为最近一次周期上报功率余量PHR时的路损值；

12.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述预设门限包括预设第一门限R_th1和预设第二门限R_th2；

所述第二确定模块，具体用于当所述R不大于所述R_th1时，计算所述P_delta=R_th1-R；

所述SINR_target2大于所述SINR_step1；

13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，

所述第二确定模块，进一步用于计算SINR_now=（P_send+P_delta）/I_N，并利用所述SINR_now确定本次调度的参数信息；

14.如权利要求12或13所述的设备，其特征在于，

所述第二确定模块，进一步计算所述I_N= P_recv-PSIG_recv，所述P_recv为接收到的上行信道总功率值。

15.如权利要求13所述的设备，其特征在于，

所述控制模块，还用于指示所述用户设备以所述参数信息发送PUSCH。

16.如权利要求9所述的设备，其特征在于，

所述控制模块，具体用于指示所述用户设备以所述P_delta发送PUSCH。