CN103001675B - 用于多天线功率分配的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了用于多天线功率分配的方法和装置。涉及通信技术领域。解决了现有技术中这些需要优先分配功率的数据层不被分配功率的问题。具体内容包括：根据第一预设方式从所有数据层中确定需要优先分配功率的第一数据层；根据第一数据层的相关信息计算为第一数据层优先分配的最大功率；根据第二预设方式为第一数据层中每个数据层分配功率，第一数据层中所有数据层被分配到的功率总和不超过最大功率；将待分配的总功率减去已经为第一数据层分配的功率后的剩余功率在所有数据层之间进行分配。可应用于小区多天线功率分配中。

Description

用于多天线功率分配的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及用于多天线功率分配的方法和装置。

背景技术

CoMP(Cooperated Multiple Point，协作多点传输)技术，利用多个天线，为同一用户提供服务，能够实现多个天线信号的联合处理。

在CoMP系统中，需要联合处理的区域通常比较广，因此，用于联合数据传输的天线数量一般也比较多，使空间复用的数据层数较多。

例如，有9个AP(Access Point，接入点)进行信号的联合传输，每个AP配置4天线的情况下，同时用于数据传输的数据层数量就会达到20层以上。为了使各个数据层能够保持稳定的通信，各个数据层的功率的合理分配显得很重要。

现有技术中可以根据数据层的信干噪比，按照信干噪比从小到大的顺序，依次计算每个数据层需要分配的功率，具体过程如下：

1.根据公式：其中，h为每个数据层的水位值，P_total为待分配的总功率，i为数据层编号，K为数据层的数量，为第i数据层的信干噪比，q为分配功率数据层的起始位置，计算每个数据层的水位高度。

2.根据公式：判断计算出的为第q层数据层分配的功率是否为负值，若为负值，则不为该层数据层分配功率，继续计算下一数据层的水位高度，直至计算出的功率非负值时，记录q值。

3.根据公式：计算为每个数据层分配的功率。

受实际调制阶数的限制，对于信干噪比高于某预设值的数据层，即使为其分配功率，也不能提高该数据层的容量，在采用上述方案计算为每个数据层分配功率的时候，为信干噪比高于某预设值的数据层，仍然可能分配了功率，因此，造成了资源的浪费。

在采用上述技术方案进行多天线功率分配时，对于处于小区边缘的信干噪比较小的数据层往往不被分配功率，导致这些数据层的用户不能正常通信。

发明内容

本发明的实施例提供的天线功率分配的方法和装置，解决了现有技术中一些数据层不被分配功率的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种用于多天线功率分配的方法，包括：

根据第一预设方式从所有数据层中确定需要优先分配功率的第一数据层，所述第一数据层包含至少一个数据层；

根据所述第一数据层的相关信息计算为所述第一数据层优先分配的最大功率；

根据第二预设方式为所述第一数据层中每个数据层分配功率，所述第一数据层中所有数据层被分配到的功率的总和不超过所述最大功率；

将待分配的总功率减去已经为所述第一数据层分配的功率后的剩余功率在所有数据层之间进行分配。

一种用于多天线功率分配的装置，包括：

获取单元，用于根据第一预设方式从所有数据层中确定需要优先分配功率的第一数据层，所述第一数据层包含至少一个数据层；

计算单元，用于根据所述第一数据层的相关信息计算为所述第一数据层优先分配的最大功率；

第一分配单元，用于根据第二预设方式为所述第一数据层中每个数据层分配功率，所述第一数据层中所有数据层被分配到的功率的总和不超过所述最大功率；

第二分配单元，用于将待分配的总功率减去已经为所述第一数据层分配的功率后的剩余功率在所有数据层之间进行分配。

本发明实施例提供的用于多天线功率分配的方法和装置，根据第一预设方式从所有数据层中确定需要优先分配功率的第一数据层；根据所述第一数据层的相关信息计算为所述第一数据层优先分配的最大功率；根据第二预设方式为所述第一数据层中每个数据层分配功率，所述第一数据层中所有数据层被分配到的功率总和不超过所述最大功率；将待分配的总功率减去已经为所述第一数据层分配的功率后的剩余功率在所有数据层之间进行分配。能够为第一数据层优先分配功率，解决了现有技术中这些需要优先分配功率的第一数据层很少或不被分配功率的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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为本发明实施例用于多天线功率分配的方法示意图；

图2为本发明实施例的剩余功率在所有数据层之间进行分配的方法示意图；

图3为本发明实施例注水分配模块的流程图；

图4为本发明实施例功率溢出模块的流程图；

图5为本发明实施例用于多天线功率分配的方法的流程图；

图6为本发明实施例用于多天线功率分配的装置示意图；

图7为本发明实施例注水法功率分配实验的结果统计图1；

图8为本发明实施例注水法功率分配实验的结果统计图2。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本发明实施例提供一种用于多天线功率分配的方法，如图1所示，包括以下步骤：

101、根据第一预设方式从所有数据层中确定需要优先分配功率的第一数据层，第一数据层包含至少一个数据层。

现有技术中，在为CoMP系统的各个数据层分配功率的时候，为每个数据层分配功率的数值是跟该数据层的信干噪比成正比的，即，数据层的信干噪比越大，则该数据层分配到的功率越多，数据层的信干噪比越小，则该数据层分配到的功率越少。在CoMP系统中，处于小区不同位置的数据层的信干噪比不同，处于小区边缘的数据层的信干噪比通常较小，现有技术中的功率分配策略将导致信干噪比较小的数据层所服务的用户性能受到影响。

每个数据层可以用于支持不同的用户进行通信，为了兼顾CoMP系统中信干噪比较小数据层所服务的用户的通信性能，在进行功率分配时，需要为信干噪比较小数据层分配足够的功率，供其服务的用户使用。

需要为CoMP系统中信干噪比较小的数据层优先分配一定的功率，还有一些优先级较高的数据层，也需要保证这些优先级较高的数据层被分配到足够的功率，所以，为优先分配功率提供依据，首先，可以根据预设方式从所有数据层中获取需要优先分配功率的第一数据层。

102、根据第一数据层的相关信息计算为第一数据层优先分配的最大功率。

在确定了第一数据层后，可以根据第一数据层的相关信息计算为第一数据层优先分配的最大功率，以便限制第一数据层被优先分配功率的大小。为数据层优先分配功率，可以保证信干噪比较小的用户可以被分配到功率。

103、根据第二预设方式为第一数据层中每个数据层分配功率，第一数据层中所有数据层被分配到的功率的总和不超过最大功率。

为了使需要优先分配功率的第一数据层具有足够的功率为其服务的用户提供服务，使第一数据层所服务的用户可正常通信。在计算出优先分配的最大功率之后，根据第二预设方式为第一数据层中每个数据层分配功率，第一数据层中所有数据层被分配到的功率的总和不超过最大功率。

104、将待分配的总功率减去已经为第一数据层分配的功率后的剩余功率在所有数据层之间进行分配。

待分配的总功率中包含优先分配的功率、和剩余功率，当第一数据层被优先分配功率完成后，需要将剩余功率在所有数据层之间进行分配，此时，第一数据层在分配剩余功率之前已被优先分配了功率，在分配剩余功率时，再一次的为第一数据层分配了功率，即使第一数据层的信干噪比很小，在分配剩余功率时，该数据层被分配到很少或没有被分配到功率时，也能够保证该数据层分配到足够的功率供其服务的用户进行通信。

本实施例提供的用于多天线功率分配的方法，根据第一预设方式从所有数据层中确定需要优先分配功率的第一数据层；根据第一数据层的相关信息计算为第一数据层优先分配的最大功率；根据第二预设方式为第一数据层中每个数据层分配功率，第一数据层中所有数据层被分配到的功率总和不超过最大功率；将待分配的总功率减去已经为第一数据层分配的功率后的剩余功率在所有数据层之间进行分配。能够为第一数据层优先分配功率，解决了现有技术中这些需要优先分配功率的第一数据层很少或不被分配功率的问题。

作为本实施例的一种改进，本发明实施例提供另一种用于多天线功率分配的方法，包括以下步骤：

第一步、根据第一预设方式从所有数据层中确定需要优先分配功率的第一数据层，第一数据层包含至少一个数据层。

现有技术中，在为CoMP系统的各个数据层分配功率的时候，为每个数据层分配功率的数值是跟该数据层的信干噪比成正比的，即，数据层的信干噪比越大，则该数据层分配到的功率越多，数据层的信干噪比越小，则该数据层分配到的功率越少。在CoMP系统中，处于小区不同位置的数据层的信干噪比不同，处于小区边缘的数据层的信干噪比通常较小，现有技术中的功率分配策略将导致信干噪比较小的数据层所服务的用户性能受到影响。

每个数据层可以用于支持不同的用户进行通信，为了兼顾CoMP系统中信干噪比较小数据层所服务的用户的通信性能，在进行功率分配时，需要为信干噪比较小数据层分配足够的功率，供其服务的用户使用。

需要为CoMP系统中信干噪比较小的数据层优先分配一定的功率，还有一些优先级较高的数据层，也需要保证这些优先级较高的数据层被分配到足够的功率，所以，为优先分配功率提供依据，首先，可以根据预设方式从所有数据层中获取需要优先分配功率的第一数据层。

具体的，本步骤可以通过以下任一方式实现：

1.从信干噪比最小的数据层开始，按照信干噪比增加的顺序依次选取预设数量的数据层，预设数量不高于所有数据层数量的三分之一。

由于小区边缘用户的信干噪比较小，因此不容易被分配到足够的功率，在选取需要优先分配功率的数据层即第一数据层时，要从信干噪比由小到大的顺序选取数据层作为第一数据层，这样可以保证信干噪比较小的用户会被分配到功率。

预设的第一数据层数量是根据用户的数量以及待分配数据层的信干噪比大小而定的，若预设的第一数据层数量过多，则将一些不需要优先分配功率的数据层也进行了功率优先分配，造成了资源的浪费；若预设的第一数据层数量过少，则一些小区的边缘信干噪比较小的用户分配不到足够的功率。因此，通常的预设的第一数据层的数量不高于所有数据层数量的三分之一。

2.从所有数据层中获取预设优先级高于预设值的数据层作为第一数据层。

有一部分数据层服务于一些比较重要的用户或是一些地理位置比较特殊的需要足够功率的用户，将这些数据层设置为优先级高的数据层，预设优先级高的数据层是指那些需要被优先分配到足够功率的数据层，将这些优先级较高的数据层作为第一数据层，可以满足这些优先级较高的数据层的功率分配要求。

3.从所有数据层中获取信干噪比与预设系数的乘积小于预设信干噪比值的数据层作为第一数据层。

当数据层的信干噪比低于预设值，则将这些信干噪比低于预设值的数据层作为第一数据层。具体的，预定义一个最低信干噪比，记为根据公式确定第一数据层，其中，α为输入信干噪比的折算因子，为第i层的信干噪比，为预定义的最低信干噪比，若数据层的信干噪比满足公式则将满足公式的数据层选定为第一数据层，否则，则不将该数据层选定为第一数据层。

折算因子即为一个参数，为的是通过数据层的信干噪比与折算因子的乘积值，判断与的大小关系，折算因子的数值是根据数据层的数量大小而设定的，折算因子的数值与数据层的数量大小成反比关系。

预定义的最低信干噪比数值通常根据所有数据层的信干噪比大小而设定，若预定义的最低信干噪比设置过大，使第一数据层的数量过多，则会导致一些不需要优先分配功率的数据层也进行了功率优先分配，造成了资源的浪费；若预定义的最低信干噪比设置的数值过小，使第一数据层的数量过少，则会导致一些小区的边缘信干噪比较小的用户分配不到足够的功率。

第二步、根据第一数据层的相关信息计算为第一数据层优先分配的最大功率。

通常，第一数据层所包含的层数越多，需要优先分配的功率可能就会越多。

在确定了第一数据层后，可以根据第一数据层的相关信息计算为第一数据层优先分配的最大功率，以便限制第一数据层被优先分配的功率的大小。为数据层优先分配功率，可以保证信干噪比较小的用户可以被分配到功率。第一数据层的相关信息包括：第一数据层中包含的数据层数量、所有数据层的数量。

设第一数据层中包含m个数据层，总共的数据层为K，则第一数据层优先分配的最大功率可以为：P_total*m/K。

第三步、根据第二预设方式为第一数据层中每个数据层分配功率，第一数据层中所有数据层被分配到的功率的总和不超过最大功率。

为了使需要优先分配功率的第一数据层具有足够的功率为其服务的用户提供服务，使第一数据层所服务的用户可正常通信。在计算出优先分配的最大功率之后，根据第二预设方式为第一数据层中每个数据层分配功率，第一数据层中所有数据层被分配到的功率的总和不超过最大功率。

具体的，本步骤可以通过以下任一方式实现：

1.将最大功率平均分配给第一数据层中的每个数据层。

为了使第一数据层中的每个数据层都能够分配到功率，可以将最大功率平均分配给第一数据层中的每个数据层。

将最大功率平均分配给第一数据层中的每个数据层，可以使优先分配的功率为满足条件的最大值，进而可以使得第一数据层中各数据层优先分配到足够的功率。

2.为了使信干噪比较小的数据层能够分配到足够的功率，可以将最大功率在第一数据层中的所有数据层之间按照与信干噪比成反比的关系进行分配，这样，信干噪比较小的数据层可优先分配到较多的功率，使该数据层所服务的用户可以分配到足够的功率。

具体的，将最大功率根据公式P_1，m＝X/γ_1，m，m＝1，......，E，在第一数据层中的数据层之间进行分配，其中，γ_1，m为当待分配的总功率全部分配到第一数据层中的第m数据层时，第m数据层的信干噪比，P_1，m为第一数据层中的第m数据层被分配的功率，X为预设变量，E为第一数据层中的数据层数量。

3.根据公式P_1，m＝γ_min，m/γ_1，m计算第一数据层中每个数据层所需功率。

在第一数据层中的每个数据层之间优先分配功率，不属于第一数据层的数据层设定其优先分配的功率为0，属于第一数据层的数据层计算其非零优先分配的功率。

具体的，从信干噪比最小的数据层开始，按照信干噪比增加的顺序依次为所有数据层编号，按照数据层编号增加的顺序顺次根据公式P_1，m＝γ_min，m/γ_1，m计算第一数据层中每个数据层所需功率，直至为第一数据层优先分配的功率达到最大功率值，或者第一数据层中最后一层数据层完成功率分配为止。其中，γ_min，m为预设的信干噪比的最小值。

第四步、将待分配的总功率减去已经为第一数据层分配的功率后的剩余功率在所有数据层之间进行分配。

第一数据层在分配剩余功率之前已优先分配了功率，在分配剩余功率时，再一次的为第一数据层分配了功率，即使由于第一数据层的信干噪比很小，在分配剩余功率时，该数据层被分配到很少或没有被分配到功率时，也能够保证该数据层分配到足够的功率供其服务的用户进行通信。

第五步、各个数据层得到最终功率分配结果。

对于第一数据层来说，其分配到的功率包括优先分配的功率和剩余功率，而对于非第一数据层来说，其分配到的功率包括剩余功率分配的。因此，第一数据层最终的功率分配结果为优先分配到的功率与分配到的剩余功率之和，非第一数据层最终的功率分配结果为分配到的剩余功率。

具体的，通过公式计算第一数据层的最终功率分配结果，通过公式计算非第一数据层最终的功率分配结果。其中，为各个数据层最终的功率分配结果，各数据层分配到的剩余功率，为各数据层优先分配到的功率。

进一步可选地，如图2所示，将剩余功率在所有数据层之间进行分配可以包括：

201、计算所有数据层的水位高度值。

为了确定每个数据层是否将要被分配功率，可以采用注水算法，引入一个中间变量，即水位高度值，记作h。关于注水算法，是根据各个数据层的信干噪比大小来分配功率的，信干噪比较大的数据层分配功率较多，信干噪比较小的数据层分配功率较少，水位高度h在计算为数据层分配的功率时，作为一个中间变量，相当于是各个数据层的平均性能参数。关于注水法的具体实现过程，是本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。

编号最小的数据层，其信干噪比也是最小的，其中，公式中的i即为个数据层的可变编号，其数值为从1到K。系统在分配功率之前还会记录分配功率的起始层的编号，记为q。通常的，一般将起始数据层设置为第0层，即q＝0。在计算h之前将起始数据层的编号加一。

具体的，通过已有公式计算所有数据层的水位高度h，其中，h为所有数据层的水位值，为第i数据层的信干噪比，P_total为待分配的总功率，i为数据层的编号，K为数据层编号中最大的数据层编号，q为被分配功率起始数据层的编号。

202、根据公式：计算为每个数据层分配的功率，其中，h为所有数据层的水位高度值，为编号为i的数据层的信干噪比。

在确定了将要被分配功率的数据层后，通过公式计算各个数据层应分配的功率值。

具体的，在计算出水位高度h后，将数据层位置编号i小于被分配功率的起始数据层位置编号q的各个数据层的功率设置为0；数据层位置编号不小于起始数据层位置编号的各个数据层的功率通过公式计算得出。

203、若公式：成立，则为第i数据层分配功率

计算出数据层的水位高度值后，在根据已有公式计算数据层的分配功率时，若某数据层的信干噪比很小，可能会使根据公式计算出的分配功率值为负值。显然，不可能为数据层分配到负的功率值，于是，在根据公式计算出的分配功率值为负值时，将为该数据层分配的功率设置为0。其中，为个分配给各数据层的功率，h为注水高度，为个数据层的信干噪比。若第q层被分配到负功率，则改变起始层的位置，即起始数据层的编号加一。也就是说，若第q层被分配到负功率，说明第q层的信干噪比小于预设的最小信干噪比值，则不将第q层设为待分配的数据层。

具体的，通过已有公式判断计算出的为第q层数据层分配的功率是否为负值，进而确定是否为第q层数据层分配功率。

若成立，说明根据第q层数据层分配的功率不为负值，则为第i数据层分配的功率为若说明第q层数据层分配的功率是负值，则不为第i数据层分配功率。

进一步可选的，如图3所示，可以通过以下方式实现步骤201、202、203：

步骤00：初始化。已知待传输的各数据层组成的集合为U＝{u_i|＝1，..，K}；以及与u_i对应的各数据层的信干噪比不失一般性，可以假设将按照从小到大的顺序排列，即满足令总功率为P_total，初始化记录分配功率的起始层位置q＝0，初始化高出最大功率的层数量g＝0。最大有效信干噪比为γ_max。

步骤01：将初始化记录分配功率的起始层位置q自加1，即q＝q+1；再通过公式计算注水分配功率方法的水位高度h。

步骤02：判断当前第q层是否分配到非负功率：即，是否满足如果满足公式进入步骤03，否则，进入步骤01。

步骤03：计算功率分配结果其中，对于否则

其中，步骤01至03称为注水分配模块。

204、从所有数据层中获取信干噪比高出预设最大信干噪比的第二数据层。

对于信干噪比很大的数据层，所需的功率通常具有一个上限值，即使为这些信干噪比很大的数据层分配过多的功率，该数据层也无法利用分配的全部功率，因此，若给信干噪比很大的数据层分配功率过多，会造成功率的浪费。

具体的，可以通过公式判断每个数据层的信干噪比是否高出最大信干噪比。将信干噪比是否高出最大信干噪比的数据层记为第二数据层。

若第K-g层数据层的信干噪比满足公式其中，为第K-g数据层的信干噪比，γ_max为最大信干噪比，为第K-g层数据层的功率，K为数据层的数量，g为信干噪比高出预设最大信干噪比的数据层的数量，说明第K-g层数据层的信干噪比高于最大信干噪比，则执行步骤205；若第数据层的信干噪比满足公式说明第K-g数据层的信干噪比不高出最大信干噪比，则进入步骤206。

205、通过最大信干噪比与该数据层的信干噪比的比值计算信干噪比高出最大信干噪比的第二数据层所需的功率。将剩余功率值减去计算的第二数据层所需的功率，获得新的剩余功率值。

通过步骤204进行判断信干噪比过大的数据层，将判断得出的信干噪比大于最大信干噪比的数据层，通过最大信干噪比与该数据层的信干噪比的比值，计算得出各个信干噪比大于最大信干噪比的数据层的功率值，算出的各信干噪比大于最大信干噪比的数据层的功率值用于修正总功率值，即修正剩余功率值，此时，待分配的剩余功率修正为：将原剩余功率减去计算得出的所有信干噪比大于最大信干噪比的数据层的功率。也就是说，不将这些信干噪比大于最大信干噪比的数据层的功率分配给待分配的数据层，通过此方法来解决由于某些信干噪比过高将不能提高数据层容量的问题。

具体的，对于信干噪比大于最大信干噪比的数据层的功率分配方式，可以通过公式进行分配，其中，为第K-g层数据层的功率，γ_max为最大信干噪比，为第K-g层数据层的信干噪比。可分配的剩余功率修正为由于g为信干噪比高出预设最大信干噪比的数据层的数量，则此时g的数值要加一。进入步骤204。

206、判断所有数据层中是否有数据层的信干噪比大于预设的最大信干噪比。

由于各数据层的最大容量有上限，因此，信干噪比过大将不能提高数据层的容量。若计算得出存在有信干噪比大于预设的最大信干噪比的数据层，则根据修改过后的剩余功率，再次在所有数据层之间进行分配，使各数据层的容量提高到最理想的情况。

具体的，若g＞0，则执行步骤201；若g＜0，则执行步骤第五步。

进一步可选的，如图4所示，可以通过以下方式实现步骤204至207：

步骤04：判断第K-g层数据层的信干噪比是否高出γ_max，即是否满足如果成立进入步骤05，否则进入步骤06。

步骤05：计算K-g层数据层实际分配功率可分配的总功率修正为累加计数器g＝g+1。进入步骤04。

步骤06：判断是否满足g＞0。如果为真，进入步骤01，否则进入步骤07。

步骤07：执行步骤第五步，得到最终功率分配结果为：

其中，步骤04至06称为功率溢出模块。

进一步可选的，如图5所示，可以通过以下方式实现步骤第一步至第五步：

步骤001：确定小区边缘集合U_r＝{u_i|i＝1，...，E}，satisfy E＜K。

步骤002：确定优先分配的功率 $p_{u_i}^r=0,\∀i\∉U_r;P_{\mathrm{total}}=P_{\mathrm{total}}-\underset{i\∈U}{\mathrm{\Σ}}{p}_{u_i}^r.$

步骤003-008：步骤01-06相同。

步骤009：执行步骤第五步。

其中，步骤001至步骤002称为功率优先分配模块；步骤003至步骤005称为注水分配模块；步骤006至步骤008称为功率溢出模块。

本实施例提供的用于多天线功率分配的方法，根据第一预设方式从所有数据层中确定需要优先分配功率的第一数据层；根据第一数据层的相关信息计算为第一数据层优先分配的最大功率；根据第二预设方式为第一数据层中每个数据层分配功率，第一数据层中所有数据层被分配到的功率总和不超过最大功率；将待分配的总功率减去已经为第一数据层分配的功率后的剩余功率在所有数据层之间进行分配。能够为第一数据层优先分配功率，解决了现有技术中这些需要优先分配功率的第一数据层很少或不被分配功率的问题。

本发明实施例提供的用于多天线功率分配的装置，如图6所示，包括获取单元61、计算单元62、第一分配单元63、第二分配单元64。

其中，获取单元61用于根据预设方式从所有数据层中确定需要优先分配优先分配功率的第一数据层。

每个数据层可以用于支持不同的用户进行通信，为了兼顾CoMP系统中信干噪比较小数据层所服务的用户的通信性能，在进行功率分配时，需要为信干噪比较小数据层分配足够的功率，供其服务的用户使用。

计算单元62用于根据第一数据层的相关信息计算为第一数据层优先分配的最大功率。

在确定了第一数据层后，可以根据第一数据层的相关信息计算为第一数据层优先分配的最大功率，以便限制第一数据层中的各数据层被优先分配功率的大小。为数据层优先分配功率，可以保证信干噪比较小的用户可以被分配到功率。

第一分配单元63用于根据第二预设方式为第一数据层中每个数据层分配功率，第一数据层中所有数据层被分配到的功率的总和不超过最大功率。

为了使第一数据层具有足够的功率为其服务的用户提供服务，使第一数据层所服务的用户可正常通信。在计算出优先分配的最大功率之后，根据第二预设方式为第一数据层中每个数据层分配功率，第一数据层中所有数据层被分配到的功率的总和不超过最大功率。

第二分配单元64用于将待分配的总功率减去已经为第一数据层分配的功率后的剩余功率在所有数据层之间进行分配。

待分配的总功率中包含优先分配功率、和剩余功率，当第一数据层优先分配功率完成后，需要将剩余功率在所有数据层之间进行分配，此时，第一数据层在分配剩余功率之前已优先分配了功率，在分配剩余功率时，再一次的为第一数据层分配了功率，即使第一数据层的信干噪比很小，在分配剩余功率时，该数据层被分配到很少或没有被分配到功率时，也能够保证该数据层分配到足够的功率供其服务的用户进行通信。

进一步可选地，第二分配单元还可以包括第一计算模块641、第二计算模块642、第一判断模块643、第二判断模块644、第三计算模块645、第四计算模块646：

第一计算模块641用于计算所有数据层的水位高度。

具体的，通过已有公式计算所有数据层的水位高度h，其中，h为所有数据层的水位值，为第i数据层的信干噪比，P_total为待分配的总功率，i为数据层的编号，K为数据层编号中最大的数据层编号，q为被分配功率起始数据层的编号。

第二计算模块642用于根据公式：计算为每个数据层分配的功率，其中，h为所有数据层的水位高度值，为编号为i的数据层的信干噪比。

具体的，在计算出水位高度h后，将数据层位置编号i小于被分配功率的起始数据层位置编号q的各个数据层的功率设置为0；数据层位置编号不小于起始数据层位置编号的各个数据层的功率通过公式计算得出。

第一判断模块643用于根据公式判断计算出的为第q层数据层分配的功率是否为负值，进而确定是否为第q层数据层分配功率。

具体的，通过已有公式判断计算出的为第q层数据层分配的功率是否为负值，进而确定是否为第q层数据层分配功率。

若成立，说明根据第q层数据层分配的功率不为负值，则为第i数据层分配的功率为若说明第q层数据层分配的功率是负值，则不为第i数据层分配功率。。

第二判断模块644用于从所有数据层中获取信干噪比高出预设最大信干噪比的第二数据层。

对于信干噪比很大的数据层，所需的功率通常具有一个上限值，即使为这些信干噪比很大的数据层分配过多的功率，该数据层也无法利用分配的全部功率，因此，若给信干噪比很大的数据层分配功率过多，会造成功率的浪费。

第三计算模块645用于通过最大信干噪比与该数据层的信干噪比的比值计算信干噪比高出最大信干噪比的第二数据层所需的功率。

第四计算模块646用于将剩余功率值减去第二数据层所需的功率，得出的值记为新的剩余功率的值。

在为CoMP系统的各个数据层分配功率的时候，为每个数据层分配功率的数值是跟该数据层的信干噪比成正比的，即，数据层的信干噪比越大，则该数据层分配到的功率越多，数据层的信干噪比越小，则该数据层分配到的功率越少，但是，由于各数据层的最大容量是有上限的，因此，信干噪比过大将不能提高数据层的容量。将待分配的剩余功率减去信干噪比高出最大信干噪比的数据层所需的功率，使各数据层的容量提高到最理想的情况。

本实施例提供的用于多天线功率分配的装置，根据第一预设方式从所有数据层中确定需要优先分配功率的第一数据层；根据第一数据层的相关信息计算为第一数据层优先分配的最大功率；根据第二预设方式为第一数据层中每个数据层分配功率，第一数据层中所有数据层被分配到的功率总和不超过最大功率；将待分配的总功率减去已经为第一数据层分配的功率后的剩余功率在所有数据层之间进行分配。能够为第一数据层优先分配功率，解决了现有技术中这些需要优先分配功率的第一数据层很少或不被分配功率的问题。

在CoMP系统中，数据层一般对应于不同用户。采用注水分配方法将为较高信干噪比的数据层分配更高的功率，这样的策略可能会导致信干噪比较小的数据层分配不到足够的功率，使处于小区边缘的用户性能受到严重影响。本案所提出的改进方法可以在小区边缘性能和小区平均性能达到兼顾。

为了证明实施例提供的的用于多天线功率分配的方法和装置带来的效果，通过下面的实验来证明：

1、仿真条件与假设

使用LTE仿真器对平均分配方法、注水分配功率方法、本实施例的用于多天线功率分配的方法进行比较。仿真验证涉及到的主要参数与假设的信息如下表所示。

2、仿真结果

如下面两个表所示，仿真结果说明使用本实施例提供的用于多天线功率分配的方法解决了注水分配方法边缘吞吐量小的问题，以及在边缘吞吐量上表现出增益的同时，小区平均吞吐量方面没有明显的损失：

(1)如下表所示，功率分配频域粒度为1RB时，注水分配功率方法相对平均分配功率方法在边缘吞吐量下降了17.07％；本方案的用于多天线功率分配的方法相对平均功率分配方法吞吐量提高了13.22％。

在功率分配频域粒度为1RB时，平均吞吐量提高了1.09％。

功率分配频域粒度：1RB	平均分配	注水分配	本方案方法
				边缘吞吐量(Mbps)	1.7291	1.434	1.9577
平均吞吐量(Mbps)	52.8872	54.2366	53.4613

边缘吞吐量增益	0％	-17.07％	13.22％
				平均吞吐量增益	0％	2.55％	1.09％

(2)如下表所示，功率分配频域粒度为5RB时，注水分配功率方法相对平均分配功率方法在边缘吞吐量下降了97.95％；本实施例的用于多天线功率分配的方法则相对平均分配功率方法吞吐量提高了13.04％。

在功率分配频域粒度为5RB时，平均吞吐量降低了0.05％。

功率分配频域粒度：5RB	平均分配	注水分配	本方案方法
				边缘吞吐量(Mbps)	1.3166	0.027	1.4882
平均吞吐量(Mbps)	33.3902	33.57	33.3746
				边缘吞吐量增益	0％	-97.95％	13.04％
平均吞吐量增益	0％	0.54％	-0.05％

如图7与图8所示，给出的中间统计结果，对比本实施例提出的用于多天线功率分配的方法与平均功率分配方法，以降低高信干噪区域的信干噪比为代价，提高了低信干噪比区域的信干噪比。

关于平均功率分配方法、和注水分配功率方法是本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。

通过以上的实施方式的描述，所属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可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，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。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种用于多天线功率分配的方法，其特征在于，包括：

根据第一预设方式从所有数据层中确定需要优先分配功率的第一数据层，所述数据层为CoMP协作多点传输系统中的数据层，所述第一数据层包含至少一个数据层；

根据所述第一数据层的相关信息计算为所述第一数据层优先分配的最大功率；

根据第二预设方式为所述第一数据层中每个数据层分配功率，所述第一数据层中所有数据层被分配到的功率总和不超过所述最大功率；

将待分配的总功率减去已经为所述第一数据层分配的功率后的剩余功率在所有数据层之间进行分配。

2.根据权利要求1所述的用于多天线功率分配的方法，其特征在于，所述根据第一预设方式从所有数据层中确定需要优先分配功率的第一数据层为：

从信干噪比最小的数据层开始，按照信干噪比增加的顺序依次选取预设数量的数据层作为所述第一数据层，所述预设数量不高于所有数据层数量的三分之一；或者，

从所有数据层中获取优先级高于预设值的数据层作为所述第一数据层；或者，

从所有数据层中获取信干噪比与预设系数的乘积小于预设信干噪比值的数据层作为所述第一数据层。

3.根据权利要求2所述的用于多天线功率分配的方法，其特征在于，所述第一数据层的相关信息包括：第一数据层中包含的数据层数量、所有数据层的数量，所述根据所述第一数据层的相关信息计算为所述第一数据层优先分配的最大功率为：

根据公式P_total*R计算为所述第一数据层优先分配的最大功率，其中R为所述第一数据层中包含的数据层数量与总数据层数量的比值，P_total为所述待分配的总功率。

4.根据权利要求1或2所述的用于多天线功率分配的方法，其特征在于，所述根据第二预设方式为所述第一数据层中每个数据层分配功率为：

将所述最大功率平均分配给所述第一数据层中的每个数据层；或者，

将所述最大功率根据公式P_1,m＝Χ/γ_1,m，m＝1，……，E，在所述第一数据层中的所有数据层之间进行分配，其中，γ_1,m为当所述待分配的总功率全部被分配到第一数据层中的第m数据层时，第m数据层的信干噪比，P_1,m为第一数据层中的第m数据层被分配的功率，X为预设变量，E为所述第一数据层中的数据层数量；或者，

根据公式P_1,m＝γ_min,m/γ_1,m计算第一数据层中每个数据层所需功率，其中，γ_min,m为预设的信干噪比的最小值。

5.根据权利要求1或2所述的用于多天线功率分配的方法，其特征在于，所述将待分配的总功率减去已经为所述第一数据层分配的功率后的剩余功率在所有数据层之间进行分配包括：

计算所有数据层的水位高度值；

根据公式：计算为每个数据层分配的功率，其中，h为所有数据层的水位高度值，为编号为i的数据层的信干噪比；

若公式：成立，则为第i数据层分配功率其中，h为所有数据层的水位高度值，为编号为i的数据层的信干噪比。

6.根据权利要求5所述的用于多天线功率分配的方法，其特征在于，所述将待分配的总功率减去已经为所述第一数据层分配的功率后的剩余功率在所有数据层之间进行分配还包括：

从所有数据层中获取信干噪比高出预设最大信干噪比的第二数据层；

通过所述预设最大信干噪比与所述第二数据层的信干噪比的比值计算所述第二数据层所需的功率；

将所述剩余功率值减去所述第二数据层所需的功率。

7.一种用于多天线功率分配的装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于根据第一预设方式从所有数据层中确定需要优先分配功率的第一数据层，所述数据层为CoMP协作多点传输系统中的数据层，所述第一数据层包含至少一个数据层；

计算单元，根据所述第一数据层的相关信息计算为所述第一数据层优先分配的最大功率；

第一分配单元，用于根据第二预设方式为所述第一数据层中每个数据层分配功率，所述第一数据层中所有数据层被分配到的功率的总和不超过所述最大功率；

第二分配单元，用于将待分配的总功率减去已经为所述第一数据层分配的功率后的剩余功率在所有数据层之间进行分配。

8.根据权利要求7所述的用于多天线功率分配的装置，其特征在于，所述获取单元根据预设方式从所有数据层中获取需要优先分配功率的第一数据层为：

所述获取单元从信干噪比最小的数据层开始，按照信干噪比增加的顺序依次选取预设数量的数据层作为所述第一数据层，所述预设数量不高于所有数据层数量的三分之一；或者，

所述获取单元从所有数据层中获取预设优先级高于预设值的数据层作为所述第一数据层；或者，

所述获取单元从所有数据层中获取信干噪比与预设系数的乘积小于预设信干噪比值的数据层作为第一数据层。

9.根据权利要求8所述的用于多天线功率分配的装置，其特征在于，所述第一数据层的相关信息包括：第一数据层中包含的数据层数量、所有数据层的数量，所述根据所述第一数据层的相关信息计算为所述第一数据层优先分配的最大功率为：

所述计算单元根据公式P_total*R计算为所述第一数据层优先分配的最大功率，其中，R为所述第一数据层中包含的数据层数量与总数据层数量的比值，P_total为所述待分配的总功率。

10.根据权利要求7或8所述的用于多天线功率分配的装置，其特征在于，所述根据第二预设方式为所述第一数据层中每个数据层分配功率为：

所述第一分配单元将所述最大功率平均分配给所述第一数据层中的每个数据层；或者，

所述第一分配单元将所述最大功率根据公式P_1,m＝Χ/γ_1,m，m＝1，……，E，在所述第一数据层中的所有数据层之间进行分配，其中，γ_1,m为当所述待分配的总功率全部被分配到第一数据层中的第m数据层时，第m数据层的信干噪比，P_1,m为第一数据层中的第m数据层被分配的功率，X为预设变量，E为所述第一数据层中的数据层数量；或者，

所述第一分配单元根据公式P_1,m＝γ_min,m/γ_1,m计算第一数据层中每个数据层所需功率，其中，γ_min,m为预设的信干噪比的最小值。

11.根据权利要求7或8所述的用于多天线功率分配的装置，其特征在于，所述第二分配单元还包括：

第一计算模块，用于计算所有数据层的水位高度值；

第二计算模块，用于根据公式：计算为每个数据层分配的功率，其中，h为所有数据层的水位高度值，为编号为i的数据层的信干噪比；

第一判断模块，用于若公式：成立，则为第i数据层分配功率其中，h为所有数据层的水位高度值，为编号为i的数据层的信干噪比。

12.根据权利要求11所述的用于多天线功率分配的装置，其特征在于，所述第二分配单元还包括：

第二判断模块，用于从所有数据层中获取信干噪比高出预设最大信干噪比的第二数据层；

第三计算模块，用于通过所述预设最大信干噪比与所述第二数据层的信干噪比的比值计算所述第二数据层所需的剩余功率；

第四计算模块，用于将所述剩余功率值减去所述第二数据层所需的功率。