CN102547947B - 一种自适应的家庭基站功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应的家庭基站功率控制方法，针对在LTE异构网络中对CSGHeNB较高的干扰抑制要求，本发明通过自适应地闭环调整HeNB的功率降低其对网络中非封闭用户组用户non-CSG UE的干扰，尽量减小微小区的性能损失。

Description

一种自适应的家庭基站功率控制方法

技术领域

本发明属于长期演进LTE异构网络中跨层干扰抑制技术领域，特别涉及LTE网络中HeNB的功率控制方法。

背景技术

ITU已经确定LTE-Advanced(包含TD-LTE-Advanced)和802.16m为新一代移动通信(4G)国际标准。LTE-Advanced作为LTE的演进，允许运营商使用新的更宽的频谱，提供比3G网络更高的数据速率，更低的时延和扁平的IP架构网络。为了能够以较低的代价更进一步地改善系统性能，3GPP一直致力于在LTE-Advanced框架内的各个方面做出改进，包括更高阶多输入输出MIMO技术，载波聚合技术及异构网络。因为在增强型3G版本和LTE网络中，无线链路的性能已经接近其理论极限，无线网络系统性能的下一个跳跃将通过网络的拓扑结构来实现。因此，LTE-Advanced为了能够提高单位区域内的频谱效率，将使用不同形态的低功率网络节点如微基站pico、家庭基站HeNB、中继基站relay Node等与传统宏基站共存与融合，构成了下一代的异构网络。这种异构网络能够实现灵活可行的、低代价的网络部署，使用户能够在网络的任何位置有同样的宽带体验。

一般而言，pico和relay基站是由运营商部署的，都是经过工程技术人员精心规划的，而HeNB是由运营商的签约用户自行部署于家庭中的专用微站，它可以在开放OPEN，混合HYBRID，封闭用户组CSG模式下工作。当HeNB在CSG模式下工作时，其它非封闭用户组用户non-CSG UE无法通过该HeNB接入到微小区中，因此必须通过良好的干扰抑制技术降低HeNB对non-CSG UE的干扰。由于用户自行部署具有很大的随意性，HeNB能够自适应地应对各种干扰场景显得尤为重要，这也是HeNB能够大规模商用的关键。

目前，针对工作在CSG模式下的微小区中的HeNB对其CSG列表外的non-CSG UE的下行干扰抑制研究大多集中在主动的干扰控制技术，即HeNB在开机时就通过某种功率控制机制自配置下行发射功率，很难适应多种场景下的干扰抑制要求，且微小区自身性能受到很大的限制，不能充分发挥HeNB的技术特点。为了解决这个问题，本发明针对CSGHeNB设计了一种自适应的功率控制方法，通过闭环的功率调整抑制CSG HeNB对non-CSG UE的下行干扰，并且最大程度上降低该HeNB所服务微小区的性能损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种在LTE异构网络中，CSGHeNB自适应地进行功率调整，从而抑制对non-CSG UE下行干扰的方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种自适应的HeNB功率控制方法，包括如下步骤：

初始步骤：HeNB开机后，确定最大允许发射功率与最小允许发射功率，使用最大允许发射功率配置初始发射功率；当HeNB初次判定有non-CSG UE需要保护时，启动第一定时器与第二定时器并以最小允许发射功率为限下调发射功率；第一定时器设置的定时值为两次功率下调的最小时间间隔，第二定时器设置的定时值为两次功率上调的最小时间间隔；

自适应步骤：当HeNB再次判定有non-CSG UE需要保护，且第一定时器处于运行状态时，HeNB则继续保持当前的发射功率并重启第二定时器；当HeNB再次判定有non-CSG UE需要保护，且第一定时器已超时溢出时，HeNB则重启第一定时器与第二定时器并以最小允许发射功率为限下调发射功率；当第二定时器超时溢出，HeNB没有发现有non-CSG UE需要保护，HeNB则以最大允许发射功率为限上调发射功率并重启第二定时器。

为了使HeNB功率控制更精简，当HeNB上调发射功率至最大允许发射功率时，发射功率已经达到最大了，就没必要在启用T2，因此，可进一步限定，当HeNB上调发射功率至最大允许发射功率时，HeNB停止已重启的第二定时器。

本发明的有益效果是，本发明采取闭环累积式功率调整方式逐步地调整HeNB功率，使HeNB能够在尽量减小微小区性能损失的情况下满足对non-CSG UE干扰抑制保护要求，使无法接入微小区的non-CSGUE能够正常地接受宏基站提供的无线网络服务。

附图说明

图1为实施例流程图。

具体实施方式

自适应的HeNB功率控制包括以下步骤：

步骤1：HeNB开机后确定最大允许发射功率与最小允许发射功率，并使用最大允许发射功率配置初始发射功率；

步骤2：HeNB识别是否收到干扰指示消息，干扰消息的接收可以通过识别受到干扰的non-CSG UE发送的干扰注册请求或上行干扰测量信息来实现，如是，进入步骤2；如否，进入步骤4；

步骤3：HeNB收到干扰指示消息时，判断定时器T1是否处于运行状态，如是，HeNB保持当前的发射功率，重新启动定时器T2；否则，在现有基础上将功率下调特定的步长Δ_downdB，重启定时器T1和T2，当调整后功率小于最低允许功率P_{lim_min}时，将发射功率设定为P_{lim_min}；

步骤4：HeNB判断定时器T2是否超时溢出，如否，则保持当前的发射功率，如是，则在现有功率基础上上调特定的步长Δ_updB，并重新启动定时器T2，当调整后功率大于最低允许功率P_{lim_max}时，将发射功率设定为P_{lim_amx}，并停止定时器T2。本实施例采用固定步长来上调或下调发射功率，也可以使用其它常用的动态步长调整方法。优选的，为了减小HeNB对non-CSGUE的干扰，T2的定时值最好比T1的定时值大。功率上调的步长应比下调的步长小。

简言之，HeNB可以按照下式自适应地调整发射功率：

其中，“IM”表示该HeNB收到CSG列表外的non-CSG UE以干扰过大或SINR过低的RRC连接建立请求消息或HeNB检测到有non-CSG UE需要保护，T1是HeNB两次功率之间的最小时间长度，T2表示从本次收到IM后在多长时间内没有再收到新的IM开始上调功率。另外，“T1 running”表示定时器T1处于运行状态，“T1expire & New IM”表示定时器T1超时溢出后收到了新的干扰消息IM，而“T2 expire & None IM”则表示定时器T2溢出时未收到新的干扰消息IM。P_tx表示CSG HeNB当前时刻应当设定的发射功率，而P_{tx_last}表示上一时刻的发射功率；s表示当P_tx0小于P_{lim_min}时，P_tx取P_{lim_min}，当P_tx0大于P_{lim_max}时，P_tx取P_{lim_max}，当P_{lim_min}≤P_tx0≤P_{lim_max}时，P_tx取P_tx0。

具体的，HeNB根据自身的测量与评估按照下面的公式分别估算P_tx1，P_tx2和P_tx3：

P_tx1＝median{α×P_M+β，P_max，P_min}

P_tx2＝median{P_M+P_offset，P_max，P_min}

P_offset＝median{P_{offset_o}+K×LE，P_{offset_max}，P_{offset_min}}

P_tx3＝median{PL_estimation+P_{HUE_receive}，P_max，P_min}

P_{HUE_receive}＝10lg(10^I/10+10^N/10)+x

其中，R_M是HeNB利用下行接收机测量到的其附近各宏站参考信号接收功率(RSRP)的最大值，α是一个正的标量用来调整功率控制曲线的斜率，β可以用来动态地调整功率控制算法在宏小区中的动态范围。P_{offset_o}是HeNB到non-CSG UE之间路径损耗的室内损耗部分，HeNB可以利用测量到的与家庭用户(Home UE，HUE)之间的平均路损近似之，但不限于此种估计方法；LE是HeNB估计的到non-CSG UE之间路径损耗的墙体穿透损耗部分，HeNB可以通过网络侦听估计non-CSG UE的发射功率，进而利用测量到的上行干扰功率两者相减即为估计的穿透损耗，但不限于此种估计方法；K为设定的穿透损耗补偿因子。PL_estimation是HeNB估计的与HUE之间的路径损耗，可以通过估计HUE的上行发射功率与接收到的该用户的功率相减得到，但不限于此方法；P_{HUE_receive}是在满足微小区中多数HUE的SINR状况不低于设定的目标门限值xdB的条件下，HeNB估计的HUE应当接收到的其发射的下行功率，I是HeNB估计的HUE侧的干扰功率，可以利用HeNB测量到的附近宏站的最大RSRP值近似，但不限于此种估计方法；而参量N是根据经验值设定的HUE接收机的背景噪声值，函数median用来求中值。当该HeNB所服务的微小区中无HUE连接时，HeNB可以利用其到HUE之间路损的经验值来近似P_{offset_o}和计算P_{HUE_receive}。

HeNB在估计出P_tx1，P_tx2和P_tx3后，按照下式确定最大和最小允许功率：

P_{lim_max}＝max{P_tx1，P_tx2，P_tx3}

P_{lim_min}＝min{P_tx1，P_tx2，P_tx3}。

Claims (6)

1.一种自适应的家庭基站功率控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

初始步骤：家庭基站HeNB开机后，确定最大允许发射功率与最小允许发射功率，使用最大允许发射功率配置初始发射功率；当HeNB初次判定有非封闭用户组用户non-CSG UE需要保护时，启动第一定时器与第二定时器并以最小允许发射功率为限下调发射功率；第一定时器设置的定时值为两次功率下调的最小时间间隔，第二定时器设置的定时值为两次功率上调的最小时间间隔；

自适应步骤：当HeNB再次判定有non-CSG UE需要保护，且第一定时器处于运行状态时，HeNB则继续保持当前的发射功率并重启第二定时器；当HeNB再次判定有non-CSG UE需要保护，且第一定时器已超时溢出时，HeNB则重启第一定时器与第二定时器并以最小允许发射功率为限下调发射功率；当第二定时器超时溢出，HeNB没有发现有non-CSG UE需要保护，HeNB则以最大允许发射功率为限上调发射功率并重启第二定时器；

最大允许发射功率与最小允许发射功率按以下方式确定：

P_{lim_max}＝max{P_tx1,P_tx2,P_tx3}

P_{lim_min}＝min{P_tx1,P_tx2,P_tx3}；

其中，P_{lim_max}为最大允许发射功率，P_{lim_min}为最小允许发射功率，HeNB根据自身的测量计算P_tx1，P_tx2和P_tx3；

P_tx1＝median{α×P_M+β,P_max,P_min}

P_tx2＝median{P_M+P_offset,P_max,P_min}

P_offset＝median{P_{offset_o}+K×LE,P_{offset_max},P_{offset_min}}

P_tx3＝median{PL_estimation+P_{HUE_receive},P_max,P_min}

P_{HUE_receive}＝10lg(10^I/10+10^N/10)+x

其中，函数median用来求中值；P_M为HeNB利用下行接收机测量到的其附近各宏基站参考信号接收功率RSRP的最大值；α为一个正的标量用来调整功率控制曲线的斜率；β为用来动态地调整功率控制算法在宏小区中的动态范围；P_{offset_o}为HeNB到non-CSG UE之间路径损耗的室内损耗；P_{offset_max}为最大损耗值；P_{offset_min}为最小损耗值；LE为HeNB估计的到non-CSG UE之间路径损耗的墙体穿透损耗；K为设定的穿透损耗补偿因子；PL_estimation是HeNB估计的与HUE之间的路径损耗；x为设定的目标门限值；P_{HUE_receive}是在满足微小区中多数HUE的SINR状况不低于设定的目标门限值xdB的条件下，HeNB估计的HUE应当接收到的其发射的下行功率；I是HeNB估计的HUE侧的干扰功率；N为根据经验值设定的HUE接收机的背景噪声值。

2.如权利要求1所述一种自适应的家庭基站功率控制方法，其特征在于，所述自适应步骤中，当HeNB上调发射功率至最大允许发射功率时，HeNB停止已重启的第二定时器。

3.如权利要求1或2所述一种自适应的家庭基站功率控制方法，其特征在于，第一定时器设置的定时值小于第二定时器设置的定时值。

4.如权利要求1所述一种自适应的家庭基站功率控制方法，其特征在于，HeNB判定有non-CSG UE需要保护时通过接收non-CSG UE发送的干扰注册请求或者根据上行干扰测量信息来确定的。

5.如权利要求1所述一种自适应的家庭基站功率控制方法，其特征在于，HeNB通过固定功率调整步长来上调或下调发射功率。

6.如权利要求1或5所述一种自适应的家庭基站功率控制方法，其特征在于，上调发射功率的调整步长小于下调发射功率的调整步长。