CN103327593B - 一种自适应上行功控方法及移动中继设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种自适应上行功控方法及移动中继设备，包括：移动中继可以测量接收到的来自相邻宏基站的信号，并可以根据测量得到的测量值来调整中继用户的上行发射功率，即移动中继可以根据测量出的来自相邻宏基站的信号，来调整中继用户的上行发射功率，从而在移动中继与相邻宏基站之间的相对位置发生变化时，可以根据发生变化的测量值及时调整中继用户的上行发射功率，降低对相邻宏基站的上行干扰，同时，保证中继用户的上行性能。

Description

一种自适应上行功控方法及移动中继设备

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种自适应上行功控方法及移动中继设备。

背景技术

为了应对各种复杂的无线传播环境，解决未来长期演进(LTE，LongTermEvolution)网络部署的覆盖问题，第三代合作伙伴计划(3GPP，3rdGenerationPartnershipProject)在增强的长期演进(LTE-A，LongTermEvolution-Advanced)R10版本协议中对中继节点(RN，RelayNode)(可以简称为中继)进行了标准化。通过在宏基站和用户终端之间加入一个中继节点，宏基站和终端之间的直传链路被分为两段，如图1中所示，宏基站与中继之间的无线链路称为回传链路(backhaullink，Un接口)，中继与终端之间的无线链路称为接入链路(accesslink，Uu接口)。通过对中继节点进行合理的部署，拆分后的两段链路都能具有比直传链路更短的传播距离，同时传播路线中的遮挡物也能减少，使得拆分后的两段链路都具有比直传链路更好的无线传播条件和更高的传输能力。

RN的主要特点包括：

(1)、提供无线回传。在一些光纤无法到达或者有线回传建设比较困难的场景(例如：无室分部署的室内办公环境、光纤无法到户的居民楼、无有线回传的城区微覆盖场景、偏远郊区或农村等)，通过引入具有无线回传功能的中继可有效扩展覆盖，解决光纤资源匮乏问题，部署灵活方便。

(2)、解决覆盖增强。LTE-AR10阶段，目前，中继主要还是用于解决覆盖增强而非容量提升，通过引入中继站可消除高大建筑群所产生的阴影覆盖区域，甚至是死区，提升了基站的覆盖能力。

在未来的LTE-A网络中，为了给移动用户提供更高速更高质量的服务，以及为了优化群切换，尤其是在异构组网(HetNet)布网环境下，移动中继(MobileRelay)可能被引入，比如移动中继可能被布置在高铁或公交上，给车里的用户提供高速的数据业务。

在LTE-A系统中，上行功控(功率控制)的目的是为了对不同地理位置的用户合理的分配不同的上行发射功率，以补偿路损，达到提高用户上行吞吐和抑制对邻区上行干扰的目的。在目标的标准中，用户上行共享信道(PUSCH)的开环功控采用部分功率补偿的算法：即用户测量到它的服务基站的路损信息PLc，并根据高层信令的配置信息进行部分功率补偿，其计算公式如下所示：

$P_{\mathrm{PUSCH},c}\left(i\right)=\min \begin{array}{}\end{array}\left\{\begin{array}{c}10{\log }_{10}({\hat{P}}_{\mathrm{CMAX},c}\left(i\right)-{\hat{P}}_{\mathrm{PUCCH}}\left(i\right)),\\ 10{\log }_{10}\left(M_{\mathrm{PUSCH},c}\left(i\right)\right)+P_{O\_\mathrm{PUSCH},c}\left(j\right)+{\mathrm{\α}}_c\left(j\right)\·P{L}_c+{\mathrm{\Δ}}_{\mathrm{TF},c}\left(i\right)+f_c\left(i\right)\end{array}\right\}---\left(1\right)$

由上式(1)可以看出，如果用户到归属的服务基站的路损信息的测量值相对稳定，以及式(1)中通过高层信令配置的功控参数不变的话，通过式(1)进行计算得出的开环功控发射功率也是固定的。

而对接入移动中继的用户(中继用户)而言，它们的路径测量信息即为中继用户到移动中继的路损，由于中继用户和移动中继的处于一个相对静止的状态，因此，路损测量值是一个相对固定的值，导致中继用户的上行发射功率也相对固定。而实际上，这些中继用户是在网络中运动的，位置在发生变化，比如它们可能乘坐公交车从宏小区边缘移动了宏小区中心。然而，此时中继用户的上行发射功率并没有根据它们在网络中的实际状态而发生相应的改变，例如，当移动中继从宏基站小区边缘移动到小区中心时，如图2所示，此时，该移动中继下的中继用户并没有改变它们上行发射功率，因而会对宏基站的上行造成很大的干扰，提升其底噪(IoT，InterferenceOverThermalnoise)水平，造成宏基站用户的上行性能损失。

发明内容

本发明实施例提供一种自适应上行功控方法及移动中继设备，用于根据移动中继的实际状态自适应地改变中继用户的上行发射功率，降低对相邻宏基站的上行干扰。

一种自适应上行功控方法，所述方法包括：

移动中继测量接收到的来自相邻宏基站的信号的强度；

移动中继根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率。

一种移动中继设备，该移动中继设备包括：

测量模块，用于测量接收到的来自相邻宏基站的信号的强度；

调整模块，用于根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率。

根据本发明实施例提供的方案，移动中继可以测量接收到的来自相邻宏基站的信号，并可以根据测量得到的测量值来调整中继用户的上行发射功率，即移动中继可以根据测量出的来自相邻宏基站的信号，来调整中继用户的上行发射功率，从而在移动中继与相邻宏基站之间的相对位置发生变化时，可以根据发生变化的测量值及时调整中继用户的上行发射功率，降低对相邻宏基站的上行干扰，同时，保证中继用户的上行性能。

附图说明

图1为现有技术提供的宏基站和终端之间的无线链路示意图；

图2为现有技术提供的移动中继位置变化示意图；

图3为本发明实施例一提供的自适应上行功控方法的步骤流程图；

图4为本发明实施例四提供的移动中继设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例针对LTE-A的移动中继系统中，提出了一种移动中继下的自适应上行功控方案，其核心思想为移动中继测量相邻宏基站的信号，并根据测量值自适应地调整中继用户的上行发射功率。从而解决现有功控流程存在的发射功率不匹配的问题，达到根据移动中继的实际状态自适应的改变中继用户的上行发射功率，降低对其相邻宏站上行干扰的目的。

中继的类型可以分为带内中继(InbandRelay)和带外中继(OutbandRelay)。带内中继的回传链路(宏基站与中继之间)和接入链路(中继与终端之间)在相同的频带资源内传输，时分复用；带外中继的回传链路(宏基站与中继之间)和接入链路(中继与终端之间)在不同的频带内传输，频分复用。因此中继传输相比宏基站直连传输方式消耗了更多的时频资源。

在LTE-A系统中，主要考虑的是1型中继(Type-1RN)，1型中继拥有自己独立的小区标识(CellID)，相当于一个独立的小区，可以进行层3的处理。本发明方案主要针对LTE-A系统中应用最广泛的1型带内中继进行说明。

下面结合说明书附图和各实施例对本发明方案进行说明。

实施例一、

本发明实施例一提供一种自适应上行功控方法，该方法的步骤流程如图3所示，包括：

步骤101、移动中继测量接收到的来自相邻宏基站的信号的强度。

在本实施例中，移动中继可以根据自身对应的宿主基站(DeNB，DonoreNB)进行上行功控，也可以根据自身对应的宿主基站以及其他相邻同频宏基站进行上行功控，从而不仅可以降低对宿主基站的上行干扰，还可以降低对其他相邻宏基站的上行干扰。

因此，具体的，在本步骤中，移动中继可以测量接收到的来自宿主基站的信号的强度，也可以测量接收到的来自宿主基站以及其他相邻同频宏基站的信号的强度。

所述信号可以但不限于为回传链路上的参考信号接收功率(RSRP，ReferenceSignalReceivingPower)或参考信号接收质量(RSRQ，ReferenceSignalReceivingQuality)。

步骤102、移动中继根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率。

如果在步骤101中，移动中继测量的是来自宿主基站的信号，那么在本步骤中，移动中继可以在确定测量得到的测量值大于第一门限时，降低中继用户的上行发射功率；以及，在确定测量得到的测量值小于第二门限时，提高中继用户的上行发射功率。比如，当测得的来自DeNB的RSRP较大时，意味着此时移动中继可能离DeNB较近，因此，移动中继可以适当降低中继用户的上行发射功率，以降低对DeNB的上行干扰；反之，当测得的来自DeNB的RSRP较小时，即移动中继可能离DeNB较远，此时可以适当增加中继用户的上行发射功率，以改善中继用户的上行性能。

如果在步骤101中，移动中继测量的是来自宿主基站以及其他相邻同频宏基站的信号，那么在本步骤中，移动中继可以在确定测量得到的最大测量值大于第三门限时，降低中继用户的上行发射功率；以及，在确定测量得到的最大测量值小于第四门限时，提高中继用户的上行发射功率。即，如果移动中继测量的是来自宿主基站以及其他相邻同频宏基站的信号，比如对DeNB的测量值为RSRP₀，对其他宏基站1～N的测量值为RSRP₁～RSRP_N，则移动中继可以根据RSRP’来调整中继用户的上行发射功率，其中RSRP’＝max(RSRP_i)，i＝0，1，...N。

下面通过实施例二和实施例三，针对实施例一步骤102调整中继用户的上行发射功率的具体方案进行说明。

针对实施例一的步骤102，调整中继用户的上行发射功率至少可以通过两种方式实现，下面通过实施例二进行说明。

实施例二、

本发明实施例二提供两种调整中继用户的上行发射功率的方式，包括：

方式一、调整中继用户侧的上行功控算法中的目标值。

在方式一中，移动中继可以根据所述测量值，通过高层信令配置，调整中继用户的上行功控目标值，指示中继用户根据该上行功控目标值确定上行发射功率。

移动中继可以通过高层功控信令，如目标调整信令来发送调整后的上行功控目标值，中继用户在收到此高层功控信令后，可以通过背景技术中提供的式(1)重新确定新的上行发射功率，并相应进行发射功率调整。

以所述测量值为所述相邻宏基站在回传链路上或者接入链路上的参考信号接收功率RSRP为例，可以通过以下方式确定上行功控目标值P_{O_PUSCH}：

P_{O_PUSCH}＝f(RSRP)

其中，函数f(RSRP)为减函数。

而较优的，为了减少频繁的功控信令和实现更鲁棒的上行功控，上行功控目标值参数计算函数P_{O_PUSCH}＝f(RSRP)可以为自变量RSRP的分段函数，即在某一段范围内的RSRP计算出的P_{O_PUSCH}相同。

方式二、发送闭环功控命令。

在方式二中，移动中继可以根据所述测量值以及接收到的来自中继用户的上行信号功率，向中继用户发送增大或减小该中继用户的上行发射功率的闭环功控命令。

比如，移动中继可以比较以下两个度量值m1＝g1(x1)，m2＝g2(x2)，其中x1表示移动中继接收到的中继用户上行信号功率，x2表示移动中继对DeNB的测量值(如回传链路的RSRP)，g1，g2表示相应的计算函数，然后移动中继做出是增大还是降低功率的判决，并发送相应的闭环功控命令。

较优的，在通过发送闭环功控命令调整中继用户的上行发射功率时，考虑到由于功率的调整范围较大，为了增强功控的快速收敛性和减少功控命令，可以在目前标准的基础上，增大发送闭环功控命令时间间隔的步长值。

针对实施例一的步骤102，进一步的，考虑高层功控信令(无论是目标调整信令还是闭环功控(功率调整)命令)的负载，移动中继进行功控的频率不应过快。因此，可以根据不同方式来进行中继用户的上行发射功率的调整，下面通过实施例三进行说明。

实施例三、

可以根据如下方式中的至少一种来进行中继用户的上行发射功率的调整：第一种、移动中继在接收到来自所述相邻宏基站的小区间干扰消除(ICIC)命令时，根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率。即当移动中继收到来自相邻宏基站(不一定是DeNB)的ICIC命令，如过载指示(OI，OverloadIndication)时，移动中继才发送高层功控信令，如目标调整信令或功率调整命令，即此时高层功控信令的发送方式是被动性(reactive)的事件触发(event-trigger)。

第二种、移动中继根据测量得到的测量值确定中继用户对所述相邻宏基站的上行干扰水平值，在确定该上行干扰水平值大于干扰门限时，根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率。考虑到移动中继一般离中继用户的距离很近，因此，移动中继可以根据自己对相邻宏基站的测量值(如RSRP等)，近似估计出中继用户此时对宏基站的上行干扰水平，如果估计出的干扰水平值不超过其允许的干扰门限，则移动中继不进行功率调整，即此时高层功控信令的发送方式是主动预发性的(proactive)。其中，干扰门限值的获得方式可以是系统配置的，也可以是基站广播的。

与本申请实施例一～实施例三基于同一发明构思，提供以下的装置。

实施例四、

本发明实施例四提供一种移动中继设备，该移动中继设备的结构可以如图4所示，包括：

测量模块11用于测量接收到的来自相邻宏基站的信号的强度；调整模块12用于根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率。

所述测量模块11具体用于测量接收到的来自宿主基站的信号的强度；所述调整模块12具体用于确定测量得到的测量值大于第一门限时，降低中继用户的上行发射功率；以及，确定测量得到的测量值小于第二门限时，提高中继用户的上行发射功率。

所述测量模块11具体用于测量接收到的来自宿主基站以及其他相邻同频宏基站的信号的强度；所述调整模块12具体用于确定测量得到的最大测量值大于第三门限时，降低中继用户的上行发射功率；以及，确定测量得到的最大测量值小于第四门限时，提高中继用户的上行发射功率。

所述调整模块12具体用于根据所述测量值，通过高层信令配置，调整中继用户的上行功控目标值，指示中继用户根据该上行功控目标值确定上行发射功率。

所述调整模块12具体用于在所述测量值为所述相邻宏基站在回传链路上或者接入链路上的参考信号接收功率RSRP时，通过以下方式确定上行功控目标值P_{O_PUSCH}：

P_{O_PUSCH}＝f(RSRP)

其中，函数f(RSRP)为减函数。

所述调整模块12具体用于通过分段函数f(RSRP)确定上行功控目标值P_{O_PUSCH}。

所述调整模块12具体用于根据所述测量值以及接收到的来自中继用户的上行信号功率，向中继用户发送调整该中继用户的上行发射功率的闭环功控命令。

所述移动中继还包括步长设置模块13，用于增大发送闭环功控命令时间间隔的步长值。

所述调整模块12具体用于在接收到来自所述相邻宏基站的小区间干扰消除命令时，根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率；和/或，根据测量得到的测量值确定中继用户对所述相邻宏基站的上行干扰水平值，在确定该上行干扰水平值大于干扰门限时，根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率。

本发明实施例一～实施例四提供一种移动中继下的自适应上行功控方案，可以根据移动中继及中继用户在网络中的实际状态，相应地对移动中继下中继用户的上行发射功率进行适当的设置和调整，以在保证中继用户的上行性能和降低其对相邻宏站的上行干扰之间达到合适的平衡，从而改善中继系统的上行性能。本发明实施例一～实施例四提供的方案主要涉及对移动中继的功控算法进行修改，不涉及到宏基站或用户侧的改动，因而还具有易于实现的优点。

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 (14)

1.一种自适应上行功控方法，其特征在于，所述方法包括：

移动中继测量接收到的来自宿主基站的信号的强度或者测量接收到的来自宿主基站以及其他相邻同频宏基站的信号的强度；

移动中继根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率，包括：如果移动中继测量接收到的来自宿主基站的信号的强度，则移动中继确定测量得到的测量值大于第一门限时，降低中继用户的上行发射功率；以及，移动中继确定测量得到的测量值小于第二门限时，提高中继用户的上行发射功率；如果移动中继测量接收到的来自宿主基站以及其他相邻同频宏基站的信号的强度，则移动中继确定测量得到的最大测量值大于第三门限时，降低中继用户的上行发射功率；以及，移动中继确定测量得到的最大测量值小于第四门限时，提高中继用户的上行发射功率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，移动中继根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率，具体包括：

移动中继根据所述测量值，通过高层信令配置，调整中继用户的上行功控目标值，指示中继用户根据该上行功控目标值确定上行发射功率。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述测量值为所述相邻宏基站在回传链路上或者接入链路上的参考信号接收功率RSRP，通过以下方式确定上行功控目标值P_{O_PUSCH}：

P_{O_PUSCH}＝f(RSRP)

其中，函数f(RSRP)为减函数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，函数f(RSRP)为分段函数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，移动中继根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率，具体包括：

移动中继根据所述测量值以及接收到的来自中继用户的上行信号功率，向中继用户发送调整该中继用户的上行发射功率的闭环功控命令。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

移动中继增大发送闭环功控命令时间间隔的步长值。

7.如权利要求1～6任一所述的方法，其特征在于，移动中继根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率，具体包括：

移动中继在接收到来自所述相邻宏基站的小区间干扰消除命令时，根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率；或者，移动中继根据测量得到的测量值确定中继用户对所述相邻宏基站的上行干扰水平值，在确定该上行干扰水平值大于干扰门限时，根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率。

8.一种移动中继设备，其特征在于，该移动中继设备包括：

测量模块，用于测量接收到的来自宿主基站的信号的强度或者测量接收到的来自宿主基站以及其他相邻同频宏基站的信号的强度；

调整模块，用于如果移动中继测量接收到的来自宿主基站的信号的强度，则根据测量得到的测量值确定测量得到的测量值大于第一门限时，降低中继用户的上行发射功率；以及，确定测量得到的测量值小于第二门限时，提高中继用户的上行发射功率；如果移动中继测量接收到的来自宿主基站以及其他相邻同频宏基站的信号的强度，则根据测量得到的测量值确定测量得到的最大测量值大于第三门限时，降低中继用户的上行发射功率；以及，确定测量得到的最大测量值小于第四门限时，提高中继用户的上行发射功率。

9.如权利要求8所述的移动中继设备，其特征在于，所述调整模块，具体用于根据所述测量值，通过高层信令配置，调整中继用户的上行功控目标值，指示中继用户根据该上行功控目标值确定上行发射功率。

10.如权利要求9所述的移动中继设备，其特征在于，所述调整模块，具体用于在所述测量值为所述相邻宏基站在回传链路上或者接入链路上的参考信号接收功率RSRP时，通过以下方式确定上行功控目标值P_{O_PUSCH}：

P_{O_PUSCH}＝f(RSRP)

其中，函数f(RSRP)为减函数。

11.如权利要求10所述的移动中继设备，其特征在于，所述调整模块，具体用于通过分段函数f(RSRP)确定上行功控目标值P_{O_PUSCH}。

12.如权利要求8所述的移动中继设备，其特征在于，所述调整模块，具体用于根据所述测量值以及接收到的来自中继用户的上行信号功率，向中继用户发送调整该中继用户的上行发射功率的闭环功控命令。

13.如权利要求12所述的移动中继设备，其特征在于，所述移动中继还包括步长设置模块，用于增大发送闭环功控命令时间间隔的步长值。

14.如权利要求8所述的移动中继设备，其特征在于，所述调整模块，具体用于在接收到来自所述相邻宏基站的小区间干扰消除命令时，根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率；或者，根据测量得到的测量值确定中继用户对所述相邻宏基站的上行干扰水平值，在确定该上行干扰水平值大于干扰门限时，根据测量得到的测量值调整中继用户的上行发射功率。