CN106416388A - 服务小区中设备至设备通信中的功率控制方法与用户设备 - Google Patents

服务小区中设备至设备通信中的功率控制方法与用户设备 Download PDF

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Abstract

公开了一种设备至设备(D2D)通信中的功率控制方法、以及用于执行功率控制方法的用户设备。所述方法包含：基于在服务小区中的子帧中执行D2D通信的用户设备的LTE广域网(WAN)上行链路信道的功率控制调整状态、以及D2D准予或者DCI格式3/3A中所指示的TPC命令所指示的偏移或者比率，计算所述用户设备的设备至设备(D2D)发送的功率值(S201)。

Description

服务小区中设备至设备通信中的功率控制方法与用户设备
技术领域
本公开涉及无线通信领域，具体地讲，本公开涉及服务小区中设备至设备(D2D)通信中的功率控制方法与用户设备。
背景技术
D2D为设备之间的直接通信，这种通信可能发生在网络覆盖中，也可能发生在无网络覆盖的情况下。
图1示出网络覆盖中的D2D直接通信和无网络覆盖的D2D直接通信的情况。
如图1中所示，用户设备101和102在eNB 100的网络覆盖中直接通信，而用户设备103和104在无eNB 100的网络覆盖的情况下直接通信。
当D2D用户设备处于LTE广域网(WAN)中时，可以同时使用LTE WAN和D2D对它们加以操作。即，在某些无线电资源/子帧中，D2D用户设备发送/接收LTE WAN信号，但在其它无线电资源/子帧中，D2D用户设备发送/接收D2D信号。这也取决于按哪种模式操作D2D用户设备。当前存在可以操作用户设备的两种模式：在模式1中，eNB(例如，基站)或者版本10中继节点调度用户设备所用于发送直接数据和直接控制信息的精确资源；在模式2中，用户设备自己从资源池中选择发送直接数据和直接控制信息的资源。
在模式1中，由eNB分配或者全面控制D2D的资源，但在模式2中，用户设备本身选择用于D2D发送的资源。通常，在模式1中，D2D用户设备(例如，在RRC_CONNECTED中)可从eNB接收专用RRC信令，但在模式2中，D2D用户设备(例如，在RRC_IDLE中)仅可以接收公共RRC信令，例如SIB(系统信息块)。在本文档中，主要关注模式1中的用户设备。
当在同一子帧中复用D2D资源和LTE WAN资源时，存在着频带内发射和载波间干扰的问题。第一个问题意味着D2D信号可能导致向同一子帧中的频域中的相邻LTE WAN信号的功率泄露。第二个问题在某种程度上与第一个问题有相似的含义，但可能由其它原因所导致，例如，信号的定时是否对齐。如果D2D信号使用扩展的CP(循环前缀)，而LTE WAN信号使用正常CP(NCP)，这意味着两种信号的定时没有对齐，则可能导致载波间干扰。
发明内容
鉴于以上考虑，产生了本公开。
在本公开的第一实施例中，提供了一种功率控制方法，包含：基于在服务小区中的子帧中执行设备至设备(D2D)通信的用户设备的LTE广域网(WAN)上行链路信道的功率控制调整状态、以及D2D准予(grant)或者DCI格式3/3A中所指示的TPC命令所指示的偏移或者比率，计算所述用户设备的D2D发送的功率值。
在本公开的第二实施例中，提供了一种用户设备，包含：计算单元，用于基于在服务小区中的子帧中执行设备至设备(D2D)通信的用户设备的LTE广域网(WAN)上行链路信道的功率控制调整状态、以及D2D准予或者DCI格式3/3A中所指示的TPC命令所指示的偏移或者比率，计算所述用户设备的D2D发送的功率值。
在本公开的第三实施例中，提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品包含计算机可以访问并且存储指令的存储介质，计算机执行所述指令，以执行本公开的上述实施例所提供的功率控制方法的每一个步骤。
以上描述为概要性的，因此仅包含必要的、简单的、一般化的描述，并且省略了细节。在以下阐述的教示中，此处所描述的设备与/或处理与/或其它主题的其它方面、特征、以及优点将会变得十分明显。这一概述的提供旨在简单地介绍一组概念，以下，在“具体实施方式”中将对这些概念进一步加以描述。这一概述并不旨在标识主张权利的主题的关键特征或者基本特征，也不旨在用于辅助确定主张权利的主题的范围。
附图说明
通过以下结合附图进行的描述以及所附权利要求，本公开的上述以及其它特征将会变得更加明显。应该意识到，这些图仅描述了根据本公开的几个实施例，因此不应将它们视为对本公开的范围的限制，将通过使用附图，更具体和更详细地描述本公开，其中：
图1示出了网络覆盖中的D2D直接通信和无网络覆盖的D2D直接通信的情况。
图2示出了根据本公开实施例的功率控制方法的流程图；
图3示出了根据本公开实施例的用户设备的子帧的示例；
图4示出了根据本公开实施例的同一服务小区中多个D2D组的示例；以及
图5示出了根据本公开实施例的用户设备的框图。
具体实施方式
在以下的详细描述中，将参照形成详细描述的一部分的附图。在这些附图中，类似的符号通常指示类似的组件，除非上下文另加说明。很容易意识到，可以在诸多不同的配置中对本公开的各个方面进行设置、替换、组合、以及设计，这些设置、替换、组合、以及设计的全部可明确预期，并且构成本公开的一部分。
与其它解决方案相比，3GPP中的许多公司已经把功率控制批准为解决上述两个问题的良好/有效的解决方案。例如，其它解决方案可能如下。使用防护频带解决频带内发射问题，然而浪费了资源；使用在D2D和LTE WAN之间对齐的定时(同一CP或者定时提前)，但问题是其可能不能解决频带内发射。或者，为了避免上述问题，不在D2D子帧中分配LTE WAN资源，然而这可能会对WAN PUCCH定时规范或者LTE WAN资源利用产生大的影响。因此，就此而言，在D2D发送中，功率控制是一种极具前途的/必须的解决方案。但是，当然，功率控制也能够组合上述三种解决方案中的任何。
然而，另一方面，有关D2D功率控制的问题在于许多细节尚无结论，例如下列问题：如何控制D2D功率以减少对LTE WAN资源的干扰、如何为D2D和LTE WAN信号/子帧累积功率、如何针对不同D2D用户设备配置功率控制参数、以及什么是TPC命令范围。
一种简单的解决方案是：D2D和LTE WAN采用完全独立的功率控制机制(包括类似P0和alpha(α)的开环分量(component)以及类似fc()的闭环分量)。这样的解决方案的优点在于eNB能够在不关心LTE WAN干扰的情况下灵活地调整D2D功率，并且其对D2D覆盖是友好的。然而，这一解决方案的问题是：(1)由于不能准确了解LTE WAN(eNB不知道fc())和D2D(至此无D2D PHR和RSRP)的发送功率，所以eNB不能够准确地控制D2D功率以减少对LTE WAN的干扰；(2)由于两个独立的功率累积函数，所以增加了用户设备的复杂度。
另一种简单的解决方案是在D2D和LTE WAN之间独立地配置类似D2D的P0和alpha的开环功率控制参数，但在D2D和LTE WAN之间共享累积函数。这意味着，将针对同一用户设备把子帧i的功率(LTE WAN子帧)累积至子帧i+1的功率(D2D子帧)，反之亦然。这样的解决方案的优点是其仅考虑了一个累积函数。然而，这一解决方案的问题在于：(1)D2D功率影响LTE WAN功率/性能(互相影响)；(2)其可能导致eNB接收中非常动态的WAN信号功率变化、以及不稳定的接收性能，其导致在射频(RF)部分中的自动增益控制(AGC)不能够很好进行。
图2示出了根据本公开实施例的功率控制方法的流程图。
如图2中所示，根据所述实施例的功率控制方法包含步骤S201。在步骤S201中，基于在服务小区中的子帧中执行D2D通信的用户设备的LTE广域网(WAN)上行链路信道的功率控制调整状态、以及D2D准予或者DCI格式3/3A中所指示的TPC命令所指示的偏移或者比率，计算所述用户设备的设备至设备(D2D)发送的功率值。
根据本公开的实施例，在上述功率控制方法中，上行链路信道为PUSCH、SRS、PUCCH的任何之一、或者它们的组合。
根据本公开的实施例，在上述功率控制方法中，由开环参数进一步决定功率值，所述开环参数包括由MAC层信令或者RRC信令配置的D2D的P0和alpha(α)。
具体地讲，如果上行链路信道为PUSCH，则可以通过下列公式(1)
计算功率值：
10log10(MD2D,c(i))+PD2D,c(j)+αD2D,c(j)·PLc+ΔTF,c(i)+fc(i-1)+δD2D,c(i-KD2D)
……(1)
此处，参数MD2D,c(i)是按对子帧i和服务小区“c”有效的资源块的数目表示的D2D资源分派的带宽。参数PD2D,c(j)为意指服务小区“c”的eNB的目标接收功率的参数。“j”意味着PUSCH发送中的不同的准予类型，例如，在半永久准予的情况下，j＝0，在动态调度准予的情况下，j＝1，以及在随机存取响应准予的情况下，j＝2。根据另一个实施例，也可以在规范中固定PD2D,c()，而不是多个值。
参数PLc为针对服务小区“c”的用户设备中以dB为单位所计算的下行链路路径损耗估计(在eNB和D2D用户设备之间)，而且PLc＝referenceSignalPower–较高层过滤的RSRP。此处，可以由较高层信令提供“referenceSignalPower”。参数αD2D,c(j)为下行链路路径损耗PLc的补偿系数。根据本公开的另一个实施例，在上述功率控制方法中，对于j＝0或者1，αc(j)∈{0,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1}为针对服务小区“c”由较高层信令提供的3比特参数，而对于j＝2，αc(j)＝1。
参数ΔTF,c(i)为与当前PUSCH功率控制公式的小偏移相类似的小偏移。
最新的LTE WAN子帧中的用户设备的LTE WAN上行链路信道的功率控制调整状态为fc(i-1)。其可以为在LTE WAN中的同一用户设备的、紧挨在子帧i之前的上行链路子帧的累积的/绝对的功率值。由用于PUSCH功率调整的LTE WAN子帧准予(例如，DCI格式0/4或者DCI格式3/3A)所指示的TPC命令调整这样的值。
在本实施例中，TPC命令所指示的偏移或者比率可以为参数δD2D,c(i-KD2D)，参数δD2D,c(i-KD2D)是用于D2D通信的校正值，并且包括在D2D准予中、或者在DCI格式3/3A中加以指示，其中，存在两个选项：选项(1)，D2D TPC命令和LTE WAN TPC命令位于同一DCI格式3/3A中；选项(2)，仅D2D TPC命令在DCI格式3/3A中。
在本实施例中，偏移与/或比率仅指示零或者负值。例如，当δD2D,c(i-KD2D)指示偏移时，δD2D,c(i-KD2D)的值范围为{0,-10}dB，当δD2D,c(i-KD2D)指示比率时，δD2D,c(i-KD2D)的值范围为{0,-0.1}。在这一情况下，这样的字段的长度为1比特。在这样的字段的长度为2比特的情况下，可以进一步扩展所述范围，例如{0,-5,-10,-15}dB。
另外，当δD2D,c(i-KD2D)指示比率时，使用公式(2)计算D2D通信中的用户设备的功率控制值：
10log10(MD2D,c(i))+PD2D,c(j)+αD2D,c(j)·PLc+ΔTF,c(i)+fc(i-1)+δD2D,c(i-KD2D)fc(i-1)
……(2)
与上述实施例中的公式(1)相比，公式(2)的唯一不同之处在于使用了对于PUSCH累积/绝对功率的比率“fc(i-1)”。也在D2D准予或者DCI格式3/3A中指示这样的比率。此处，例如，由于针对这样的比率的TPC命令范围可以为{0,-0.1}，所以此处仅考虑了针对D2D功率的PUSCH功率的减少。
图3示出了根据本公开实施例的用于D2D和LTE WAN的同一用户设备的子帧的一个示例。
如图3中所示，图示了用于同一用户设备的时域方向上的5个子帧，即，子帧1、子帧2、子帧3、子帧4、以及子帧5，并且假设子帧2和5用于用户设备的D2D通信，子帧1、3以及4用于同一用户设备的LTE WAN通信。例如，此处假设“i”＝5，即，用户设备需要计算针对子帧5的D2D功率控制，因此用户设备将把WAN子帧4中的PUSCH信道的调整状态“fc(i-1)”拷贝用于D2D子帧5，并且，基于公式(1)，针对D2D的最终调整状态，添加由eNB在子帧1中指示的(δD2D,c(i-KD2D))。此处，KD2D为4。经由SIB指示诸如PD2D,c(j)和αD2D,c(j)的开环参数。
从这一示例可以看出，D2D用户设备不需要专门用于D2D子帧的累积功率。而是，其仅拷贝PUSCH的fc(i-1)和添加D2D准予或者DCI格式3/3A中的TPC命令所指示的动态调整值(δD2D,c(i-KD2D))。对于D2D准予或者DCI格式3/3A中所指示的TPC命令范围，其可以仅为零/负值，例如，{0,-10dB}。
上述实施例的优点是：eNB能够相对准确地控制针对LTE WAN干扰的D2D功率，因为其模拟了针对D2D通信的PUSCH的功率；其不需要专门针对D2D的独立的功率累积；D2D通信不影响LTE WAN功率累积；eNB侧中所接收的功率相对稳定(对AGC是友好的)。
根据另一个实施例，当上行链路信道为PUCCH或者SRS时，把PUCCH或者SRS的功率值视为D2D功率控制的参照。在这一情况下，例如，公式(3)用于计算D2D用户设备的功率值：
10log10(MD2D,c(i))+PD2D,c(j)+αD2D,c(j)·PLc+ΔTF,c(i)+0.5(fc(i-1)+g(i-1))+δD2D,c(i-KD2D)
……(3)
此处，参数“g(i-1)”为最新的PUCCH功率控制调整状态。
根据本公开的另一个实施例，在上述功率控制方法中，DCI格式3/3A能够把LTEWAN的TPC命令和D2D的TPC命令相组合、或者仅由D2D的TPC命令组成。
图4示出了根据本公开实施例的同一服务小区中多个D2D组的示例。
如图4中所示，例如，同一小区中存在多个D2D组(此处，仅示出了两个组，但并不局限于两个组)。然后，eNB将经由SIB指示功率控制参数的若干集合，例如，针对D2D组1指示{P0,alpha}的第一集合，并且针对D2D组2指示{P0,alpha}的第二集合。即，根据本公开的实施例，在上述功率控制方法中，经由SIB，在同一小区中的D2D用户设备组之间不同地配置P0和alpha。
根据本公开的另一个实施例，基于D2D的资源分配模式或者RRC状况，区分诸如D2D的P0和alpha的不同的功率控制参数。例如，从D2D资源分配的角度看，针对模式1和模式2分别配置D2D的P0和alpha。或者，例如，针对具有RRC_CONNECTED的用户设备和具有RRC_IDLE的用户设备分别配置D2D的P0和alpha。而且，对于RRC_CONNECTED状况下的用户设备，通过专用RRC信令配置D2D的P0和alpha。
根据本公开的实施例，在上述功率控制方法中，当上行链路信道为PUSCH时，在LTE广域网中的同一用户设备的上行链路信道的功率控制中，可以不同于PO_PUSCH,c(j)地配置PD2D,c(j)，并且可以不同于αc(j)地配置αD2D,c(j)，而且通过RRC或者MAC信令以信号告知它们。
图5示出了根据本公开实施例的用户设备的框图。
如图5中所示，用于根据本公开实施例的设备至设备(D2D)通信中使用的用户设备500包含计算单元501。计算单元501被配置为基于在服务小区中的子帧中执行设备至设备(D2D)通信的用户设备的LTE广域网(WAN)上行链路信道的功率控制调整状态、以及D2D准予或者DCI格式3/3A中所指示的TPC命令所指示的偏移或者比率，计算所述用户设备的D2D发送的功率值。
根据本公开的另一个实施例，在用户设备500中，上行链路信道可以为PUSCH、SRS、PUCCH中的任何之一、或者它们的组合。
根据本公开的另一个实施例，在用户设备500中，由开环参数进一步决定功率值，所述开环参数包括由MAC层信令或者RRC信令配置的D2D的P0和alpha。
根据本公开的另一个实施例，在用户设备500中，偏移和比率仅指示零或者负值。
根据本公开的另一个实施例，在用户设备500中，DCI格式3/3A能够把LTE WAN的TPC命令和D2D的TPC命令相组合、或者仅由D2D的TPC命令组成。
根据本公开的另一个实施例，在用户设备500中，针对具有RRC_CONNECTED状况的用户设备和具有RRC_IDLE状况的用户设备分别配置D2D的P0和alpha。
根据本公开的另一个实施例，在用户设备500中，基于可能为其中eNB或者版本10中继节点调度用户设备所使用的精确资源的模式1、或者其中用户设备自己从资源池选择资源的模式2的资源分配模式，分别配置D2D的P0和alpha。
根据本公开的另一个实施例，在用户设备500中，针对具有RRC_CONNECTED状况的用户设备，通过专用RRC信令配置D2D的P0和alpha。
根据本公开的另一个实施例，在用户设备500中，经由SIB，在同一小区中的D2D用户设备组之间不同地配置P0和alpha。
根据本公开的另一个实施例，用户设备500还可以包含中央处理器(CPU)502，用于执行相关的程序以处理用户设备500中的相应部件(单元)的各种数据和控制操作；只读存储器(ROM)503，用于存储CPU执行各种处理与控制所要求的各种程序；随机存取存储器(RAM)504，用于存储在处理与控制过程中由CPU临时生成的中间数据；输入/输出(I/O)部件505，用于连接至外部设备，以在外部设备和根据本发明实施例的用户设备500之间发送各种数据；以及用户接口(I/F)部件506，其包含键盘、鼠标、触摸垫、以及由可以与用户进行交互的各种设备所实现的其它部件。可以经由总线把这些设备或者部件耦合于用户设备500中的计算单元501等，以执行实现本发明的各种相应功能的各种控制和相关的操作。
根据本发明的实施例，可以通过把程序存储在ROM 503中，并且在CPU502中执行所述程序，来实现计算单元501的功能。根据本发明的实施例，可以通过组合成一个单元的方式，实现用户设备500中的各个设备(单元)。它们的具体实现不构成对本发明的范围的限制。
基于以上描述，为了使LTE WAN干扰得以控制，本公开建议针对D2D发送模拟同一用户设备的LTE WAN的功率，例如，把PUSCH调整状态(例如，fc())用作对D2D累积功率的参照。在这一情况下，在D2D子帧中，对于D2D用户设备，无需专门的累积实现。可以与LTE WAN中相同地设置如D2D的P0和alpha的开环参数。使用将在D2D准予或者DCI格式3/3A中的TPC命令中指示的针对PUSCH调整状态的偏移或者比率(例如，fc())，来进一步调整针对LTEWAN干扰的D2D功率。在变型的解决方案中，对于D2D功率，也可以引用同一用户设备的任何其它LTE WAN信道的功率或者它们的组合。另外，在这些建议中，可以在模式1和模式2之间、或者在RRC_IDLE和RRC_CONNECTED状况之间，不同地配置如D2D的P0和alpha的开环参数。而且，可以通过专用RRC参数指示D2D所使用的如D2D的P0和alpha的开环参数。并且，SIB可以指示开环参数的若干集合，以支持同一小区中的多组D2D，例如，把{P0,alpha}的第一集合用于D2D组1，把{P0,alpha}的第二集合用于D2D组2。
本发明可以通过软件、硬件、或软件结合硬件实现。在上述每个实施例的描述中使用的每个功能块可以由LSI实现为集成电路。它们可以分别形成为芯片，或可以形成一个芯片以便包括功能块的全部或一部分。依赖于集成程度的差别，这里的LSI可以被称为IC、系统LSI、超级LSI或极大LSI。然而，实现集成电路的技术不限于LSI，并且可以通过使用专用电路或通用处理器实现。此外，可以使用可以在LSI的制造后编程的FPGA(现场可编程门阵列)、或可以重新配置LSI内部布置的电路单元的连接和设置的可重构处理器。此外，每个功能块的计算可以通过使用计算部件执行，所述计算部件例如包括DSP或CPU，并且，每个功能的处理步骤可以作为程序记录在记录介质上用于运行。此外，当根据半导体技术或其他衍生技术的发展出现用于实现替代LSI的集成电路的技术时，显然，可以通过使用这样的技术集成功能块。
要注意，本发明意图由本领域技术人员基于说明书中呈现的说明和已知技术进行各种改变或修改，而不背离本发明的内容和范围，并且，这样的改变和应用落入要求保护的范围内。此外，在不背离本发明的内容的范围内，上述实施例的构成元件可以任意组合。

Claims (20)

1.一种功率控制方法，包含：
基于在服务小区中的子帧中执行设备至设备D2D通信的用户设备的LTE广域网WAN上行链路信道的功率控制调整状态、以及D2D准予或者DCI格式3/3A中所指示的TPC命令所指示的偏移或者比率，计算所述用户设备的D2D发送的功率值。
2.根据权利要求1所述的功率控制方法，所述上行链路信道为PUSCH、SRS、PUCCH中的任何之一、或者它们的组合。
3.根据权利要求1所述的功率控制方法，由开环参数进一步决定所述功率值，所述开环参数包括由MAC层信令或者RRC信令配置的D2D的P0和alpha。
4.根据权利要求1所述的功率控制方法，所述偏移仅指示零或者负值。
5.根据权利要求1所述的功率控制方法，所述比率仅指示零或者负值。
6.根据权利要求1所述的功率控制方法，所述DCI格式3/3A能够把LTE WAN的TPC命令和D2D的TPC命令相组合、或者仅由D2D的TPC命令组成。
7.根据权利要求3所述的功率控制方法，针对RRC_CONNECTED用户设备和RRC_IDLE用户设备而分别配置D2D的P0和alpha。
8.根据权利要求3所述的功率控制方法，基于能够为其中eNB或者版本10中继节点调度所述用户设备所使用的精确资源的模式1、或者其中所述用户设备自己从资源池选择资源的模式2的资源分配模式，分别配置D2D的P0和alpha。
9.根据权利要求3所述的功率控制方法，对于RRC_CONNECTED用户设备，由专用RRC信令配置D2D的P0和alpha。
10.根据权利要求3所述的功率控制方法，经由SIB，在同一小区中的D2D用户设备组之间不同地配置P0和alpha。
11.一种用户设备，包含：
计算单元，基于在服务小区中的子帧中执行设备至设备D2D通信的用户设备的LTE广域网WAN上行链路信道的功率控制调整状态、以及D2D准予或者DCI格式3/3A中所指示的TPC命令所指示的偏移或者比率，计算所述用户设备的D2D发送的功率值。
12.根据权利要求11所述的用户设备，所述上行链路信道为PUSCH、SRS、PUCCH中的任何之一、或者它们的组合。
13.根据权利要求11所述的用户设备，由开环参数进一步决定所述功率值，所述开环参数包括由MAC层信令或者RRC信令配置的D2D的P0和alpha。
14.根据权利要求11所述的用户设备，所述偏移仅指示零或者负值。
15.根据权利要求11所述的用户设备，所述比率仅指示零或者负值。
16.根据权利要求11所述的用户设备，所述DCI格式3/3A能够把LTE WAN的TPC命令和D2D的TPC命令相组合、或者仅由D2D的TPC命令组成。
17.根据权利要求13所述的用户设备，针对RRC_CONNECTED用户设备和RRC_IDLE用户设备而分别配置D2D的P0和alpha。
18.根据权利要求13所述的用户设备，基于能够为其中eNB或者版本10中继节点调度所述用户设备所使用的精确资源的模式1、或者其中所述用户设备自己从资源池选择资源的模式2的资源分配模式，分别配置D2D的P0和alpha。
19.根据权利要求13所述的用户设备，对于RRC_CONNECTED用户设备，由专用RRC信令配置D2D的P0和alpha。
20.根据权利要求13所述的用户设备，经由SIB，在同一小区中的D2D用户设备组之间不同地配置P0和alpha。
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