CN107708155B - 一种上行功率控制方法及基站 - Google Patents
一种上行功率控制方法及基站 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例公开了一种上行功率控制方法及基站,包括:基站接收占用同一时隙的各个终端发送的上行信号,针对其中的任一终端,根据该任一终端的上行信号,计算该任一终端的功率调整量,进而将各个终端的功率调整量按照各个终端在同一时隙中占用信道的顺序封装到同一功率控制中,广播给所述各个终端。可见,相比于采用现有的无线通信技术中基站与终端之间的单对单的功率控制方式,本发明实施例无需在功率控制帧中添加各个终端的物理地址,仅将占用同一时隙的不同信道的各个终端的功率控制量封装到功率控制帧中在该时隙中进行广播,因而,有效减小了功率控制帧的长度,有效节省了功率控制帧的传输时间,避免了功率控制的过程中发生下行拥堵的问题。
Description
技术领域
本发明涉及物联网无线通信技术领域,尤其涉及一种上行功率控制方法及基站。
背景技术
物联网自从概念被提出以来一直受到很多人的关注。随着传感器技术、射频芯片硬件产业的发展,同时人们对高质量生活方式的需求不断提高,为了满足人们的需求,物联网已经到了爆发式发展期。可以说在不久的将来,我们将进入继移动互联网之后万物互联的物联网时代。广域物联网是物联网的一个重要分支,广域物联网主适用于资产追踪、市政管理、环境监测、能源表计等应用领域,它的主要特征是覆盖范围非常广、数据传输速率相对较低、终端数数以万计、对功耗和成本要求高。理论上,无线信号的带宽越窄,信号的接收灵敏度越高,通信距离也就越远,因此为了扩大覆盖范围,窄带甚至超窄带通信已经成为了广域物联网中较为常见的方案。以万物互联为目标的物联网网络,网络中的设备数量之多是前所未有的,一个基站所管辖的设备可能就有数万个。虽然使用窄带系统可以增加频谱利用率来增加单基站有限带宽下的终端数量,由于终端发射机并不是理想的,在发射射频信号时会有杂散信号散布到自身频带范围外,随着终端数量不断增加,各个终端杂散发射相叠加后系统中会产生严重杂散干扰,以至于引发“远近效应”、临频干扰等自干扰现象,这将限制系统的终端接入数和实际通信覆盖范围缩小。功率控制是解决此类自干扰现象的有效手段。
在目前主流的移动通信网络协议中,功率控制通常是在基站和终端之间一对一的通信方式下进行的,而且功率控制的频率是非常高。比如TD-SCDMA每秒发200次功率控制指令,CDMA每秒发800次功率控制信令,而WCDMA甚至达到了1500次/秒。但是在广域物联网中如此高频率控制方式是不现实的,尤其是使用窄带方案实现的广域物联网。原因是系统为了实现超远距离的覆盖,将信道带宽做的非常窄,而相应的通信速率就变得非常慢。虽然广域物联网应用中通常数据量都是非常小的,可以接受传输速率较低的这一限制,但是对于功率控制来说,海量的终端以及较低的通信速率使得功率控制的过程非常长,收敛慢。移动通信网络中的功率控制方法并不能很好的应用于窄带通信系统中。
目前,现有技术中还没有合适的针对具有低速率、高并发、低功耗等特性的窄带广域物联网的上行发射功率控制方法,因此,目前亟需要一种上行功率控制方法,用于在窄带广域物联网系统中实现高效率的功率控制。
发明内容
本发明提供一种上行功率控制方法及基站,用于在窄带广域物联网系统中实现高效率的功率控制。
本发明实施例提供的一种上行功率控制方法,所述方法应用于广域物联网的窄带无线通信系统中,所述窄带无线通信系统的任一时间周期包括M个时隙,所述M个时隙中的任一时隙包括N个信道,其中,M、N均为大于等于1的整数,所述方法包括:
基站接收占用同一时隙的各个终端发送的上行信号;所述各个终端在所述同一时隙中占据不同的信道;
针对所述各个终端中的任一终端,所述基站根据所述任一终端的上行信号,计算所述任一终端的功率调整量;
所述基站将所述各个终端的功率调整量按照所述各个终端在所述同一时隙中占用信道的顺序封装到同一功率控制帧中,广播给所述各个终端。
可选地,所述基站根据所述任一终端的上行信号,计算所述任一终端的功率调整量,包括:
所述基站根据当前时间周期内所述任一终端的上行信号的实际接收功率,以及所述任一终端的期望接收功率,计算所述任一终端的信号接收误差;
所述基站根据所述信号接收误差,确定出所述任一终端的信号接收误差累计值和瞬时接收误差变化率;
所述基站根据所述信号接收误差、所述信号接收误差累计值和所述瞬时接收误差变化率,确定出所述任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量。
可选地,所述基站根据所述信号接收误差、所述信号接收误差累计值和所述瞬时接收误差变化率,通过如下方式确定出所述任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量:
其中,所述ΔP为所述任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量,n为时间周期的编号,所述e(n)为所述任一终端在当前时间周期的信号接收误差,所述kp为一次调整的权值系数,所述为所述任一终端的信号接收误差累计值,所述TI为所述信号接收误差累计值的权值系数,所述e(n-1)为所述任一终端在前一时间周期的信号接收误差,所述e(n)-e(n-1)为所述任一终端的瞬时接收误差变化率;所述TD为所述瞬时接收误差变化率的权值系数。
可选地,所述基站通过如下方式确定出所述任一终端在当前时间周期内的期望接收功率:
所述基站根据所述任一终端所占用时隙的基础功率、所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的信噪比和功率峰均比,以及所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比和目标功率峰均比,确定出所述终端在当前时间周期的期望接收功率。
可选地,所述基站采用如下公式确定出所述任一终端在当前时间周期内的期望接收功率:
Pset=PLevel-X+WSNR(SNRtarget-SNR)+WPAR(PARtarget-PAR)
其中,所述Pset为所述任一终端在当前时间周期的期望接收功率,所述PLevel-X为所述任一终端所占用时隙的基础功率,所述WSNR为信噪比误差的权重系数,所述SNRtarget为所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述SNR为所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的信噪比,所述WPAR为功率均峰比误差权重系数,所述PARtarget为所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述PAR为所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的功率峰均比。
可选地,所述方法还包括:
所述基站按照设定的第一定时周期检测所述任一终端发送的上行信号的误块率,按照设定的第二定时周期检测与所述任一终端所占信道相邻的信道上发送的上行信号的丢包率;其中,所述第一定时周期和所述第二定时周期中均包括多个时间周期,且均为所述任一时间周期的整数倍;
所述基站接收所述任一终端在当前时间周期发送的上行信号后,还包括:
若确定所述当前时间周期为当前第一定时周期内的最后一个时间周期,且在所述当前第一定时周期内检测到的所述误块率大于等于第一阈值,则对所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比进行调整;
若确定所述当前时间周期为当前第二定时周期内的最后一个时间周期,且在所述当前第二定时周期内检测到的所述丢包率大于等于第二阈值,则对所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比进行调整。
可选地,所述基站确定在所述当前第一时间周期内检测到的所述误块率大于等于第一阈值,则通过如下方式对所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比进行调整:
SNRtarget′=SNRtarget+Wbler×BLER
其中,所述SNRtarget′为调整后所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述SNRtarget为调整前所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述Wbler为误块率的权重系数,所述BLER为所述任一终端在所述当前第一定时周期内检测到的误块率;
所述基站若确定在所述当前第二时间周期内检测到的所述丢包率大于等于第二阈值,则通过如下方式对所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比进行调整:
PARtarget′=PARtarget-Wplr×PLR
其中,所述PARtarget′为调整后所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述PARtarget为调整前所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述Wplr为丢包率的权重系数,所述PLR为所述任一终端所在的信道相邻的信道的终端在所述当前第二定时周期内检测到的的丢包率。可选地,所述基站将所述各个终端的功率调整量按照所述各个终端在所述同一时隙中占用信道的顺序封装到同一功率控制帧中,包括:
所述基站若确定所述任一终端的功率调整量位于所述基站预设的多个功率调整区间的任一功率调整区间中,则以所述任一的功率调整区间对应的功率调整值替代所述任一终端的功率调整量并封装到所述功率控制帧中。
可选地,所述基站通过如下方式为请求接入所述基站的终端分配时频资源:
所述基站接收所述终端发送的接入请求消息,根据所述接入请求消息的实际接收功率,以及所述接入请求消息中包括的所述终端发送所述接入请求消息的初始发射功率,确定出所述终端的路损;
所述基站根据所述终端的路损和所述基站中各路损区间与M个时隙的对应关系,确定出所述终端占用的时隙;
所述基站在所述终端占用的时隙中,选取未被其他终端占用的一个信道分配给所述终端。
基于同样的发明构思,本发明提供的一种基站,所述基站包括:
接收模块,用于接收占用同一时隙的各个终端发送的上行信号;所述各个终端在所述同一时隙中占据不同的信道;
处理模块,用于针对所述各个终端中的任一终端,所述基站根据所述任一终端的上行信号,计算所述任一终端的功率调整量;
控制模块,用于将所述各个终端的功率调整量按照所述各个终端在所述同一时隙中占用信道的顺序封装到同一功率控制帧中,广播给所述各个终端。
可选地,所述处理模块具体用于:
根据当前时间周期内所述任一终端的上行信号的实际接收功率,以及所述任一终端的期望接收功率,计算所述任一终端的信号接收误差;
根据所述信号接收误差,确定出所述任一终端的信号接收误差累计值和瞬时接收误差变化率;
根据所述信号接收误差、所述信号接收误差累计值和所述瞬时接收误差变化率,确定出所述任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量。
可选地,所述处理模块还具体用于通过如下方式确定出所述任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量:
其中,所述ΔP为所述任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量,n为时间周期的编号,所述e(n)为所述任一终端在当前时间周期的信号接收误差,所述kp为一次调整的权值系数,所述为所述任一终端的信号接收误差累计值,所述TI为所述信号接收误差累计值的权值系数,所述e(n-1)为所述任一终端在前一时间周期的信号接收误差,所述e(n)-e(n-1)为所述任一终端的瞬时接收误差变化率;所述TD为所述瞬时接收误差变化率的权值系数。
可选地,所述处理模块还用于通过如下方式确定出所述任一终端在当前时间周期内的期望接收功率:
所述基站根据所述任一终端所占用时隙的基础功率、所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的信噪比和功率峰均比,以及所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比和目标功率峰均比,确定出所述终端在当前时间周期的期望接收功率。
可选地,所述处理模块还用于采用如下公式确定出所述任一终端在当前时间周期内的期望接收功率:
Pset=PLevel-X+WSNR(SNRtarget-SNR)+WPAR(PARtarget-PAR)
其中,所述Pset为所述任一终端在当前时间周期的期望接收功率,所述PLevel-X为所述任一终端所占用时隙的基础功率,所述WSNR为信噪比误差的权重系数,所述SNRtarget为所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述SNR为所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的信噪比,所述WPAR为功率均峰比误差权重系数,所述PARtarget为所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述PAR为所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的功率峰均比。
可选地,所述处理模块还用于:
按照设定的第一定时周期检测所述任一终端发送的上行信号的误块率,按照设定的第二定时周期检测与所述任一终端所占信道相邻的信道上发送的上行信号的丢包率;其中,所述第一定时周期和所述第二定时周期中均包括多个时间周期,且均为所述任一时间周期的整数倍;以及,
若确定所述当前时间周期为当前第一定时周期内的最后一个时间周期,且在所述当前第一定时周期内检测到的所述误块率大于等于第一阈值,则对所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比进行调整;
若确定所述当前时间周期为当前第二定时周期内的最后一个时间周期,且在所述当前第二定时周期内检测到的所述丢包率大于等于第二阈值,则对所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比进行调整。
可选地,所述处理模块还具体用于通过如下方式对所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比进行调整:
SNRtarget′=SNRtarget+Wbler×BLER
其中,所述SNRtarget′为调整后所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述SNRtarget为调整前所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述Wbler为误块率的权重系数,所述BLER为所述任一终端在所述当前第一定时周期内检测到的误块率;
所述处理模块还用于通过如下方式对所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比进行调整:
PARtarget′=PARtarget-Wplr×PLR
其中,所述PARtarget′为调整后所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述PARtarget为调整前所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述Wplr为丢包率的权重系数,所述PLR为所述任一终端所占信道相邻的信道上的终端在所述当前第二定时周期内检测到的丢包率。
可选地,所述控制模块具体用于:
若确定所述任一终端的功率调整量位于所述基站预设的多个功率调整区间的任一功率调整区间中,则以所述任一的功率调整区间对应的功率调整值替代所述任一终端的功率调整量并封装到所述功率控制帧中。
可选地,所述接收模块具体用于通过如下方式为请求接入所述基站的终端分配时频资源:
接收所述终端发送的接入请求消息,根据所述接入请求消息的实际接收功率,以及所述接入请求消息中包括的所述终端发送所述接入请求消息的初始发射功率,确定出所述终端的路损;
根据所述终端的路损和所述基站中各路损区间与M个时隙的对应关系,确定出所述终端占用的时隙;
在所述终端占用的时隙中,选取未被其他终端占用的一个信道分配给所述终端。
本发明另一实施例提供了一种基站,其包括存储器和处理器,其中,所述存储器用于存储程序指令,所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序指令,按照获得的程序执行上述任一种方法。
本发明另一实施例提供了一种计算机存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使所述计算机执行上述任一种方法。
本发明实施例中,基站接收占用同一时隙的各个终端发送的上行信号,针对各个终端中的任一终端,根据该任一终端的上行信号,计算该任一终端的功率调整量,进而将各个终端的功率调整量按照各个终端在同一时隙中占用信道的顺序封装到同一功率控制帧中,广播给所述各个终端。可见,相比于采用现有的无线通信技术中基站与终端之间的单对单的功率控制方式,本发明实施例由于无需在功率控制帧中添加各个终端的物理地址,仅将占用同一时隙的不同信道的各个终端的功率控制量封装到功率控制帧中,因而,有效减小了功率控制帧的长度。此外,由于窄带无线通信系统的通信速率较低、终端数量较多,本发明实施例将一个时隙的功率控制帧广播给占用该时隙的不同信道的各个终端,因而,有效节省了功率控制帧的传输时间,避免了下行功率控制的过程中发生下行拥堵,使得下行反馈效率较低,很难实现实时功率控制的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,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,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种上行功率控制方法所适用的窄带无线通信系统的终端分布示意图;
图2为本发明实施例中窄带无线通信系统的多址方式的示意图;
图3为本发明实施例提供的一种上行功率控制方法所对应的流程示意图;
图4为本发明实施例提供的一种基站为终端分配时频资源的方法所对应的流程示意图;
图5为本发明实施例中计算功率调整量的方法所对应的流程示意图;
图6为本发明实施例中的功率控制帧的帧结构的示意图;
图7为本发明实施例提供的一种基站的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合说明书附图对本发明实施例做进一步详细描述。
本发明实施例中的方法适用在广域物联网的窄带无线通信系统中,图1示出了本发明实施例中的上行功率控制方法所适用的窄带无线通信系统的终端分布示意图,如图1所示,所述窄带无线通信系统中包括基站和多个终端。多个终端中可能存在部分终端与基站之间的距离相等,但在更一般的应用场景下,多个终端与基站之间的距离一般都各不相同。
图1中所示的圆环形虚线为表示终端与基站之间路损(即路径损耗)相近的等位线,位于同一条虚线上的各个终端与基站之间的路损近似相等。由图1可以看出,窄带无线通信系统中的多个终端中既有部分终端与基站之间的路损相同,也有部分终端与基站之间的路损不同。
为了支持广域物联网中大量终端的低功耗应用场景,本发明实施例中的窄带无线通信系统采用了时分复用与频分复用相结合的多址方式。图2为本发明实施例中窄带无线通信系统的多址方式的示意图,如图2所示,在时域上,首先将时间划分为一个个的时间周期,在任一时间周期内将时间划分为M个相等的时间片段,每个时间片段均有一个自己的编号,称作时隙。在频域上,将一个比较宽的频谱分为N个等间隔的频段,每个频段称为一个信道。其中,M、N均为大于等于1的整数。
这样,M个时隙中的任一时隙均包括N个信道,N个信道用于接入N个不同的终端,每个终端都在各自的信道上进行数据传输。需要说明的是,每个终端都有着各自的时隙,终端仅在基站为其分配的时隙上进行数据传输,而在其他时隙处于睡眠模式以降低功耗。
本发明实施例中的终端可以为接入物联网中的各种类型的终端,如智能水表、电表、停车管理模块等等,此处不做具体限制。
需要说明的是,窄带无线通信系统仅为本发明实施例中的上行功率控制方法的一种优选的应用场景,该上行功率控制方法也可以适用在广域物联网中的其他低速无线通信系统中,本发明对此不做具体限制。
图3示出了本发明实施例中提供的上行功率控制方法所对应的流程示意图,如图3所示,所述方法包括:
步骤S301:基站接收占用同一时隙的各个终端发送的上行信号;所述各个终端在所述同一时隙中占据不同的信道;
步骤S302:针对所述各个终端中的任一终端,所述基站根据所述任一终端的上行信号,计算所述任一终端的功率调整量;
步骤S303:所述基站将所述各个终端的功率调整量按照所述各个终端在所述同一时隙中占用信道的顺序封装到同一功率控制帧中,广播给所述各个终端。
可见,相比于采用现有的无线通信技术中基站与终端之间的单对单的功率控制方式,本发明实施例由于无需在功率控制帧中添加各个终端的物理地址,仅将占用同一时隙的不同信道的各个终端的功率控制量封装到功率控制帧中,因而,有效减小了功率控制帧的长度。此外,由于窄带无线通信系统的通信速率较低、终端数量较多,本发明实施例将一个时隙的功率控制帧广播给占用该时隙的不同信道的各个终端,因而,有效节省了功率控制帧的传输时间,避免了下行功率控制的过程中发生下行拥堵,使得下行反馈效率较低,很难实现实时功率控制的技术问题。
具体来说,本发明实施例中的基站在通过执行上述步骤S301至步骤S303对各个终端进行功率控制之前,首先为要接入的终端分配时隙和信道,如图4所示,具体包括如下步骤S401至步骤S403:
步骤S401:所述基站接收所述终端发送的接入请求消息,根据所述接入请求消息的实际接收功率,以及所述接入请求消息中包括的所述终端发送所述接入请求消息的发射功率,确定出所述终端的路损;
步骤S402:所述基站根据所述终端的路损和所述基站中各路损区间与M个时隙的对应关系,确定出所述终端占用的时隙;
步骤S403:所述基站在所述终端占用的时隙中,选取未被其他终端占用的一个信道分配给所述终端。
具体的,在步骤S401中,基站启动后会定时广播信标,该信标中包括基站的识别码,以及基站配置的发射功率,该基站配置的发射功率即为基站广播信标时的发射功率。随后,终端接收到广播的信标信号后,根据实际接收该信标信号时的功率和基站配置的发射功率,测量基站的信标信号到达自身的路损,该路损等于基站配置的发射功率减去实际接收信标信号时的功率的差值,即
ΔP1=P1-P2 公式一
其中,ΔP1为终端测量的路损,P1为基站配置的发射功率,P2为信标信号的实际接收功率。
进而,终端根据自身的路损确定出向基站发送接入请求消息的发射功率。终端首先根据如下公式计算发射功率:
Pjoin′=Psensitivity+offset+ΔP1 公式二
其中,Pjoin′为终端发送接入请求消息的初始发射功率,Psensitivity为基站的接收灵敏度,offset为保证基站能正常接收接入请求消息的偏置量。
终端根据该初始发射功率,以及终端自身能配置的最高发射功率和最低发射功率,确定出发送该接入请求消息的发射功率:
其中,Pjoin为终端发送接入请求消息的发射功率,Pmin为终端能配置的最低发射功率,Pmax为终端能配置的最高发射功率。
即,若计算的初始发射功率大于终端能配置的最低发射功率,且小于终端能配置的最高发射功率,则将该初始发射功率作为终端发送接入请求消息的发射功率;若计算的初始接入功率大于终端能配置的最高发射功率,则将终端能配置的最高发射功率作为终端发送接入请求消息的发射功率;若计算的初始接入功率小于终端能配置的最低发射功率,则将终端能配置的最低发射功率作为终端发送接入请求消息的发射功率。
进一步地,终端向基站发送接入请求消息,请求接入基站。该接入请求消息中包括终端自身的识别号和终端发送该接入请求消息的发射功率。
更进一步地,基站接收到终端发送的接入请求消息后,根据该接入请求消息的实际接收功率,以及该接入请求消息中包括的该终端发送该接入请求消息的发射功率,确定出该终端的路损。其中,该终端的路损等于终端发送该接入请求消息的发射功率减去基站接收该接入请求消息的实际接收功率的差值。
在步骤S402中,基站根据计算得到的该终端的路损,以及基站中存储的各路损区间与M个时隙的对应关系,为该终端分配时隙,将该终端的路损所述的路损区间范围所对应的时隙,确定为分配给该终端的时隙。
由于具有相近路损的终端发生邻频干扰等自干扰的程度更小,本发明实施例中,令每个时隙均对应一个路损区间范围,而且不同时隙对应的路损区间范围互不重叠,通过为每个时隙设置对应的路损范围区间,可将路损相近的各个终端分配到同一个时隙中的不同信道上。此外,由于路损相近,当终端与基站进行通信时,期望接收到的实际接收功率也相同,因此,本发明实施例中将路损相近的终端分配到同一时隙中,有利于在进行功率控制时基站对各终端的管理。
在步骤S403中,一个时隙具有多个信道,但任一信道只允许接入一个终端,若某一信道已被占用,那么该信道将不会再分配给其他终端。因此,本发明实施例中,基站在为该终端分配时隙后,将从分配的时隙中未被其他终端占用的信道中选择出一个信道分配给该终端,并将为其分配的时隙和信道的信息通过发送配置信息的形式告知该终端。
通过上述步骤S401至步骤S403,基站已为终端分配好占用的时隙和信道,那么终端就可在基站为其分配的时隙和信道上进行数据传输。
在步骤S301中,基站接收位于同一时隙的各个终端发送的上行信号,各个终端在该同一时隙中分别占用着不同的信道。
在步骤S302中,基站为各个终端分别计算对应的功率调整量,以各个终端中的任一终端为例,基站根据该任一终端的上行信号,计算得到该任一终端的功率调整量。
本发明实施例中,基站采用比例、积分、微分控制器PID作为功率控制过程中的反馈调节方式,以最大程度的提高功率收敛速度,具体的,如图5所示,基站计算功率调整量的过程有可具体包括如下步骤S501至步骤S503:
步骤S501:所述基站根据当前时间周期内所述任一终端的上行信号的实际接收功率,以及所述任一终端的期望接收功率,计算所述任一终端的信号接收误差;
步骤S502:所述基站根据所述信号接收误差,确定出所述任一终端的信号接收误差累计值和瞬时接收误差变化率;
步骤S503:所述基站根据所述信号接收误差、所述信号接收误差累计值和所述瞬时接收误差变化率,确定出所述任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量。
具体的,在步骤S501中,基站根据当前时间周期内该任一终端的上行信号的实际接收功率,以及该任一终端的期望接收功率,计算该任一终端的信号接收误差。该信号接收误差等于期望接收功率减去实际接收功率后的差值,即:
e(n)=Pset-Pget 公式四
其中,e(n)为该任一终端在当前时间周期的信号接收误差,Pset为当前时间周期内基站对该任一终端的期望接收功率,Pget为当前时间周期内基站对该任一终端的上行信号的实际接收功率。
本发明实施例中,当前时间周期内基站对该任一终端的期望接收功率是根据当前时间周期内该任一终端发送的上行信号的信噪比、功率峰均比,以及该任一终端在当前时间周期的目标信噪比、目标功率峰均比,还有该任一终端所占用时隙的基础功率,通过如下公式计算出的:
Pset=PLevel-X+WSNR(SNRtarget-SNR)+WPAR(PARtarget-PAR) 公式五
其中,Pset为该任一终端在当前时间周期的期望接收功率,PLevel-X为该任一终端所占用时隙的基础功率,或者也可称为该任一终端所占用时隙的功率等级;WSNR为信噪比误差的权重系数,SNRtarget为该任一终端在当前时间周期的目标信噪比,SNR为该任一终端在当前时间周期发送上行信号的信噪比,WPAR为功率均峰比误差权重系数,PARtarget为该任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,PAR为该任一终端在当前时间周期发送上行信号的功率峰均比。
需要说明的是,本发明实施例中,基站在启动时,可将其可接收到的功率的范围划分为M个功率等级,并将一个时间周期内的M个时隙分别与M个功率等级一一对应,这样每个时隙均对应一个基础功率,该基础功率即为该时隙的功率等级。本发明实施例中,功率峰均比是指基站在该任一终端对应的信道上接收到的上行信号的功率与基站在该任一终端所在时隙上的各个信道上接收到的上行信号的功率平均值的比值。
本发明实施例中,利用该任一终端在当前时间周期中发送的上行信号的信噪比和功率峰均比来确定该任一终端在当前时间周期的期望接收功率,一方面,将信噪比作为参数可以防止该任一终端所发送信号的信噪比过低导致信道被噪声湮没而无法正常接收,另一方面,将功率峰均比作为参数可以防止该任一终端的信道上信号的功率(或能量)过大,产生较大的杂散发射而对其他信道造成干扰。因而,通过上述方式不仅可以准确计算出的期望接收功率,并且还可确保各终端的信噪比满足系统要求,基站接收到的各终端的实际接收功率也趋于平衡。
当该任一终端第一次向基站发送上行信号时,上述公式五中的目标信噪比和目标功率峰均比为基站预先设定的目标信噪比和目标功率峰均比,而当该任一终端后续向基站发送上行信号时,基站根据该任一终端在前一次(即前一时间周期)向基站发送上行信号时的目标信噪比和目标功率峰均比,确定此次(当前时间周期)的目标信噪比和目标功率峰均比。
本发明实施例中,基站按照预先设定的第一定时周期检测任一终端发送的上行信号的误块率,按照预先设定的第二定时周期检测与任一终端发送的上行信号所占的信道相邻的信道上发送的上行信号的丢包率;其中,第一定时周期和第二定时周期中均包括多个时间周期,且为所述任一时间周期的整数倍。
具体的,在基站接收到该任一终端在当前时间周期发送的上行信号后,判断检测误块率和丢包率的第一定时周期和第二定时周期是否到来(即检测当前时间周期是否为当前第一定时周期或当前第二定时周期内的最后一个时间周期),如果第一定时周期到来(即当前时间周期为当前第一定时周期内的最后一个时间周期),就计算该任一终端在当前第一定时周期内发送的上行信号的误块率,以确定是否调整当前时间周期内的目标信噪比;如果第二定时周期到来(即当前时间周期为当前第二定时周期内的最后一个时间周期),就计算与该任一终端所在的信道相邻的信道上发送的上行信号的丢包率,以确定能够是否调整当前时间周期内的目标峰均比。
需要说明的是,本发明实施例中所述的与该任一终端所在的信道相邻的信道是指在频谱上距离该任一终端所在信道较近的一个或多个信道,或者信号的编号接近该任一终端所在信道的一个或多个信道,具体的,本领域技术人员可以对计算丢包率时所需的相邻的信道的数量进行具体的设置,本发明对此不做具体限制。
若确定在当前第一定时周期内检测到的误块率大于等于第一阈值,则对该任一终端在当前时间周期的目标信噪比进行调整,调整过程遵循如下公式:
SNRtarget′=SNRtarget+Wbler×BLER 公式六
其中,SNRtarget′为调整后该任一终端在当前时间周期的目标信噪比,SNRtarget为调整前该任一终端在当前时间周期的目标信噪比,即该任一终端在前一时间周期的目标信噪比,Wbler为误块率的权重系数,BLER为该任一终端在当前第一定时周期内检测到的误块率。
若确定在当前第二定时周期内检测到的丢包率大于等于第二阈值,则对该任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比进行调整,调整过程遵循如下公式:
PARtarget′=PARtarget-Wplr×PLR 公式七
其中,PARtarget′为调整后该任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,PARtarget为调整前该任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,即该任一终端在前一时间周期的目标信噪比,Wplr为丢包率的权重系数,PLR为该任一终端所占信道相邻的信道上的终端在当前第二定时周期内检测到的丢包率。
本发明实施例中,统计误块率的第一定时周期较短,可以比较快速地将各个终端误块率降低到第一阈值以下。统计丢包率的第二定时周期较长,能够反应出系统最终稳定性。因此,本发明实施例中将误块率与丢包率相结合,判断系统的稳定性,进而根据系统的稳定情况的变化分别对目标信噪比和目标峰均比进行调整,可以实现对期望接收功率分别进行粗调和精调,从而使得功率调整量的计算更加准确,提高功率调整的收敛速度,最终将整体丢包率调整到第二阈值以下使系统趋于稳定。
在步骤S502中,基站根据在步骤S401中计算得到的信号接收误差,确定出该任一终端的信号接收误差累计值和瞬时接收误差变化率。其中,信号接收误差累计值为该任一终端包括当前时间周期在内的所有时间周期的信号接收误差之和,即n为时间周期的编号;瞬时接收误差变化率为当前时间周期的信号接收误差与前一时间周期的信号接收误差之差,即e(n)-e(n-1)。
在步骤S503中,基站根据当前时间周期的信号接收误差、信号接收误差累计值和瞬时接收误差变化率,通过如下方式,确定出所述任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量:
其中,ΔP为该任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量,n为时间周期的编号,e(n)为该任一终端在当前时间周期的信号接收误差,kp为一次调整的权值系数,为该任一终端的信号接收误差累计值,TI为信号接收误差累计值的权值系数,e(n-1)为该任一终端在前一时间周期的信号接收误差,所述e(n)-e(n-1)为该任一终端的瞬时接收误差变化率;TD为瞬时接收误差变化率的权值系数。
在步骤S303中,基站将占用同一时隙的各个终端的功率调整量按照各个终端在该时隙中所占信道的顺序封装到一个功率控制帧中,并在该时隙中广播给各个终端。
图6为本发明实施例中功率控制帧的帧结构的示意图,如图6所示,在一个功率控制帧中最前面的是信息头,信息头中包括基站识别码等信息;随后是帧类型,该帧类型用来标识该帧为功率控制帧;随后是长度,用来指示在该时隙中分配的信道的数量,该信道的数量与接入该时隙的终端的数量相同;最后是每个信道对应的终端的功率调整量,各个功率调整量按照终端所在的信道的编号的顺序有序排列。
需要说明的是,基站在步骤S503计算出该任一终端对应的的功率调整量之后,还需要对计算得到的功率调整量进行量化处理。本发明实施例中,基站中预置有多个功率调整区间,每一功率调整区间均对应有一个功率调整值。基站若确定该任一终端的功率调整量位于预设的多个功率调整区间中的任一功率调整区间中,则以该任一的功率调整区间对应的功率调整值替代该任一终端的功率调整量并封装到所述功率控制帧中,在该时隙中进行广播。
本发明实施例中,优选的,共设置有8个功率调整值。一种可能的实现方式为,设置9个功率调整区间,分别为(-∞,-3]、[-3,-2)、[-2,-1)、[-1,0)、[0,1)、[1,2)、[2,3)、[3,4)、[4,+∞)。其中,区间(-∞,-3]对应的功率调整值为-3,区间[4,+∞)对应的功率调整值为4,其余各个区间对应的功率调整值分别为该区间向下取整的功率调整值。可见,由于设置有0、±1、±2、±3、4共8个功率调整值,则功率控制帧中每个终端的功率控制量仅用3位就可以表示,如此,若一个时隙中接入了80个终端,由于采用广播功率控制帧的方式,80个终端的功率调整信息仅需要占用30个字节。
本发明实施例中,也可以采用其他量化方式,比如设置8个散列值,只要将实际计算到功率调整量对应到8个功率调整值中即可,本发明对此不做具体限制。
采用现有技术中无线通信网络的功率控制方式时,基站对同一时隙内的不同信道上的终端单独发送功率控制帧,在每个功率控制帧中要包括32位的终端地址以及8位的功率调整信息,一共是5个字节。若一个时隙中接入了80个终端,则对80个终端进行功率控制的功率控制信息需要占用400个字节,在加上各个功率控制帧之间必须的帧间隔,实际需要的字节数会更多,相应的传输时间也更长。可见,相比于现有技术中的功率控制方式,本发明实施中的功率控制方法将同一时隙的各个终端的功率调整信息都压缩到一个功率控制帧中,可有效缩短功率控制信息的长度,节省传输时间,避免功率控制信息下发时的下行拥堵问题,更适用于窄带的广域物联网的场景下。
在步骤S203之后,该任一终端接收到广播的功率控制帧之后,根据基站为其分配的信道,确定出自身的功率控制信息(即功率控制量或量化后的功率控制值),进而,根据该功率控制信息对其发射功率进行调整,然后在基站为其分配的下一时隙到来时,采用调整后的发射功率继续进行数据传输,并继续上述步骤S201至步骤S203中的过程继续计算功率调整量,广播功率控制帧,直到某一时间周期,基站接收该任一终端发射的上行信号的实际接收功率与基站计算出的该任一终端的期望接收功率相等,也就是信号接收误差等于0时,结束功率调整过程。
窄带广域物联网在近两年得到了飞速发展,各种广域物联网的应用遍地开花,本发明实施例中的功率控制方法较为简单和高效,实现难度也较低,可以在终端数以万计的大规模应用中有效解决数据传输时产生的自干扰问题,定会对窄带广域物联网的发展起到一定的促进作用。
基于同样的发明构思,本发明实施例还提供一种基站,图7为本发明实施例中提供的一种基站的结构示意图,如图7所示,该基站700包括:
接收模块701,用于接收占用同一时隙的各个终端发送的上行信号;所述各个终端在所述同一时隙中占据不同的信道;
处理模块702,用于针对所述各个终端中的任一终端,所述基站根据所述任一终端的上行信号,计算所述任一终端的功率调整量;
控制模块703,用于将所述各个终端的功率调整量按照所述各个终端在所述同一时隙中占用信道的顺序封装到同一功率控制帧中,广播给所述各个终端。
可选地,所述处理模块702具体用于:
根据当前时间周期内所述任一终端的上行信号的实际接收功率,以及所述任一终端的期望接收功率,计算所述任一终端的信号接收误差;
根据所述信号接收误差,确定出所述任一终端的信号接收误差累计值和瞬时接收误差变化率;
根据所述信号接收误差、所述信号接收误差累计值和所述瞬时接收误差变化率,确定出所述任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量。
可选地,所述处理模块702还具体用于通过如下方式确定出所述任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量:
其中,所述ΔP为所述任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量,n为时间周期的编号,所述e(n)为所述任一终端在当前时间周期的信号接收误差,所述kp为一次调整的权值系数,所述为所述任一终端的信号接收误差累计值,所述TI为所述信号接收误差累计值的权值系数,所述e(n-1)为所述任一终端在前一时间周期的信号接收误差,所述e(n)-e(n-1)为所述任一终端的瞬时接收误差变化率;所述TD为所述瞬时接收误差变化率的权值系数。
可选地,所述处理模块702还用于通过如下方式确定出所述任一终端在当前时间周期内的期望接收功率:
所述基站根据所述任一终端所占用时隙的基础功率、所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的信噪比和功率峰均比,以及所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比和目标功率峰均比,确定出所述终端在当前时间周期的期望接收功率。
可选地,所述处理模块702还用于采用如下公式确定出所述任一终端在当前时间周期内的期望接收功率:
Pset=PLevel-X+WSNR(SNRtarget-SNR)+WPAR(PARtarget-PAR)
其中,所述Pset为所述任一终端在当前时间周期的期望接收功率,所述PLevel-X为所述任一终端所占用时隙的基础功率,所述WSNR为信噪比误差的权重系数,所述SNRtarget为所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述SNR为所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的信噪比,所述WPAR为功率均峰比误差权重系数,所述PARtarget为所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述PAR为所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的功率峰均比。
可选地,所述处理模块702还用于:
按照设定的第一定时周期检测所述任一终端发送的上行信号的误块率,按照设定的第二定时周期检测与所述任一终端所占信道相邻的信道上发送的上行信号的丢包率;其中,所述第一定时周期和所述第二定时周期中均包括多个时间周期,且均为所述任一时间周期的整数倍;以及,
若确定所述当前时间周期为当前第一定时周期内的最后一个时间周期,且在所述当前第一定时周期内检测到的所述误块率大于等于第一阈值,则对所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比进行调整;
若确定所述当前时间周期为当前第二定时周期内的最后一个时间周期,且在所述当前第二定时周期内检测到的所述丢包率大于等于第二阈值,则对所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比进行调整。
可选地,所述处理模块702还具体用于通过如下方式对所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比进行调整:
SNRtarget′=SNRtarget+Wbler×BLER
其中,所述SNRtarget′为调整后所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述SNRtarget为调整前所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述Wbler为误块率的权重系数,所述BLER为所述任一终端在所述当前第一定时周期内检测到的误块率;
所述处理模块702还用于通过如下方式对所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比进行调整:
PARtarget′=PARtarget-Wplr×PLR
其中,所述PARtarget′为调整后所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述PARtarget为调整前所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述Wplr为丢包率的权重系数,所述PLR为所述任一终端所占信道相邻的信道上的终端在所述当前第二定时周期内检测到的丢包率。
可选地,所述控制模块703具体用于:
若确定所述任一终端的功率调整量位于所述基站预设的多个功率调整区间的任一功率调整区间中,则以所述任一的功率调整区间对应的功率调整值替代所述任一终端的功率调整量并封装到所述功率控制帧中。
可选地,所述接收模块701具体用于通过如下方式为请求接入所述基站的终端分配时频资源:
接收所述终端发送的接入请求消息,根据所述接入请求消息的实际接收功率,以及所述接入请求消息中包括的所述终端发送所述接入请求消息的初始发射功率,确定出所述终端的路损;
根据所述终端的路损和所述基站中各路损区间与M个时隙的对应关系,确定出所述终端占用的时隙;
在所述终端占用的时隙中,选取未被其他终端占用的一个信道分配给所述终端。
基于同样的发明构思,本发明实施例还提供另一种基站,该基站可以包括中央处理器(Center Processing Unit,CPU)、存储器、输入/输出设备等,输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏等,输出设备可以包括显示设备,如液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)、阴极射线管(Cathode Ray Tube,CRT)等。
存储器可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM),并向处理器提供存储器中存储的程序指令和数据。在本发明实施例中,存储器可以用于存储基于上行功率控制方法的程序。
处理器通过调用存储器存储的程序指令,处理器用于按照获得的程序指令执行上述基于上行功率控制方法的程序。
基于同样的发明构思,本发明实施例提供了一种计算机存储介质,用于储存为上述基站所用的计算机程序指令,其包含用于执行上述基于上行功率控制方法的程序。
所述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或数据存储设备,包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NAND FLASH)、固态硬盘(SSD))等。
由上述内容可以看出:
本发明实施例中,基站接收占用同一时隙的各个终端发送的上行信号,针对各个终端中的任一终端,根据该任一终端的上行信号,计算该任一终端的功率调整量,进而将各个终端的功率调整量按照各个终端在同一时隙中占用信道的顺序封装到同一功率控制帧中,广播给所述各个终端。可见,相比于采用现有的无线通信技术中基站与终端之间的单对单的功率控制方式,本发明实施例由于无需在功率控制帧中添加各个终端的物理地址,仅将占用同一时隙的不同信道的各个终端的功率控制量封装到功率控制帧中,因而,有效减小了功率控制帧的长度。此外,由于窄带无线通信系统的通信速率较低、终端数量较多,本发明实施例将一个时隙的功率控制帧广播给占用该时隙的不同信道的各个终端,因而,有效节省了功率控制帧的传输时间,避免了下行功率控制的过程中发生下行拥堵,使得下行反馈效率较低,很难实现实时功率控制的技术问题。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或两个以上其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或两个以上流程和/或方框图一个方框或两个以上方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或两个以上流程和/或方框图一个方框或两个以上方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或两个以上流程和/或方框图一个方框或两个以上方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
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 (20)
1.一种上行功率控制方法,其特征在于,所述方法应用于广域物联网的窄带无线通信系统中,所述窄带无线通信系统的任一时间周期包括M个时隙,所述M个时隙中的任一时隙包括N个信道,其中,M为大于等于1的整数,N为大于1的整数;所述方法包括:
基站接收占用同一时隙的各个终端发送的上行信号;所述各个终端在所述同一时隙中占据不同的信道;
针对所述各个终端中的任一终端,所述基站根据所述任一终端的上行信号,计算所述任一终端的功率调整量;
所述基站将所述各个终端的功率调整量按照所述各个终端在所述同一时隙中占用信道的顺序封装到同一功率控制帧中,广播给所述各个终端。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基站根据所述任一终端的上行信号,计算所述任一终端的功率调整量,包括:
所述基站根据当前时间周期内所述任一终端的上行信号的实际接收功率,以及所述任一终端的期望接收功率,计算所述任一终端的信号接收误差;
所述基站根据所述信号接收误差,确定出所述任一终端的信号接收误差累计值和瞬时接收误差变化率;
所述基站根据所述信号接收误差、所述信号接收误差累计值和所述瞬时接收误差变化率,确定出所述任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基站根据所述信号接收误差、所述信号接收误差累计值和所述瞬时接收误差变化率,通过如下方式确定出所述任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量:
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基站通过如下方式确定出所述任一终端在当前时间周期内的期望接收功率:
所述基站根据所述任一终端所占用时隙的基础功率、所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的信噪比和功率峰均比,以及所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比和目标功率峰均比,确定出所述终端在当前时间周期的期望接收功率。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基站采用如下公式确定出所述任一终端在当前时间周期内的期望接收功率:
Pset=PLevel-X+WSNR(SNRtarget-SNR)+WPAR(PARtarget-PAR)
其中,所述Pset为所述任一终端在当前时间周期的期望接收功率,所述PLevel-X为所述任一终端所占用时隙的基础功率,所述WSNR为信噪比误差的权重系数,所述SNRtarget为所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述SNR为所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的信噪比,所述WPAR为功率峰均比误差权重系数,所述PARtarget为所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述PAR为所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的功率峰均比。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述基站按照设定的第一定时周期检测所述任一终端发送的上行信号的误块率,按照设定的第二定时周期检测与所述任一终端所占信道相邻的信道上的终端发送的上行信号的丢包率;其中,所述第一定时周期和所述第二定时周期中均包括多个时间周期,且均为所述任一时间周期的整数倍;
所述基站接收所述任一终端在当前时间周期发送的上行信号后,还包括:
若确定所述当前时间周期为当前第一定时周期内的最后一个时间周期,且在所述当前第一定时周期内检测到的所述误块率大于等于第一阈值,则对所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比进行调整;
若确定所述当前时间周期为当前第二定时周期内的最后一个时间周期,且在所述当前第二定时周期内检测到的所述丢包率大于等于第二阈值,则对所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比进行调整。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基站确定在所述当前第一定时周期内检测到的所述误块率大于等于第一阈值,则通过如下方式对所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比进行调整:
SNRtarget′=SNRtarget+Wbler×BLER
其中,所述SNRtarget′为调整后所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述SNRtarget为调整前所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述Wbler为误块率的权重系数,所述BLER为所述任一终端在所述当前第一定时周期内检测到的误块率;
所述基站若确定在所述当前第二定时周期内检测到的所述丢包率大于等于第二阈值,则通过如下方式对所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比进行调整:
PARtarget′=PARtarget-Wplr×PLR
其中,所述PARtarget′为调整后所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述PARtarget为调整前所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述Wplr为丢包率的权重系数,所述PLR为所述任一终端所占信道相邻的信道上的终端在所述当前第二定时周期内检测到的丢包率。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基站将所述各个终端的功率调整量按照所述各个终端在所述同一时隙中占用信道的顺序封装到同一功率控制帧中,包括:
所述基站若确定所述任一终端的功率调整量位于所述基站预设的多个功率调整区间的任一功率调整区间中,则以所述任一功率调整区间对应的功率调整值替代所述任一终端的功率调整量并封装到所述功率控制帧中。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法,其特征在于,所述基站通过如下方式为请求接入所述基站的终端分配时频资源:
所述基站接收所述终端发送的接入请求消息,根据所述接入请求消息的实际接收功率,以及所述接入请求消息中包括的所述终端发送所述接入请求消息的发射功率,确定出所述终端的路损;
所述基站根据所述终端的路损和所述基站中各路损区间与M个时隙的对应关系,确定出所述终端占用的时隙;
所述基站在所述终端占用的时隙中,选取未被其他终端占用的一个信道分配给所述终端。
10.一种基站,其特征在于,所述基站应用于广域物联网的窄带无线通信系统中,所述窄带无线通信系统的任一时间周期包括M个时隙,所述M个时隙中的任一时隙包括N个信道,其中,M为大于等于1的整数,N为大于1的整数;所述基站包括:
接收模块,用于接收占用同一时隙的各个终端发送的上行信号;所述各个终端在所述同一时隙中占据不同的信道;
处理模块,用于针对所述各个终端中的任一终端,所述基站根据所述任一终端的上行信号,计算所述任一终端的功率调整量;
控制模块,用于将所述各个终端的功率调整量按照所述各个终端在所述同一时隙中占用信道的顺序封装到同一功率控制帧中,广播给所述各个终端。
11.根据权利要求10所述的基站,其特征在于,所述处理模块具体用于:
根据当前时间周期内所述任一终端的上行信号的实际接收功率,以及所述任一终端的期望接收功率,计算所述任一终端的信号接收误差;
根据所述信号接收误差,确定出所述任一终端的信号接收误差累计值和瞬时接收误差变化率;
根据所述信号接收误差、所述信号接收误差累计值和所述瞬时接收误差变化率,确定出所述任一终端在下一时间周期发送上行信号时的功率调整量。
13.根据权利要求11所述的基站,其特征在于,所述处理模块还用于通过如下方式确定出所述任一终端在当前时间周期内的期望接收功率:
所述基站根据所述任一终端所占用时隙的基础功率、所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的信噪比和功率峰均比,以及所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比和目标功率峰均比,确定出所述终端在当前时间周期的期望接收功率。
14.根据权利要求13所述的基站,其特征在于,所述处理模块还用于采用如下公式确定出所述任一终端在当前时间周期内的期望接收功率:
Pset=PLevel-X+WSNR(SNRtarget-SNR)+WPAR(PARtarget-PAR)
其中,所述Pset为所述任一终端在当前时间周期的期望接收功率,所述PLevel-X为所述任一终端所占用时隙的基础功率,所述WSNR为信噪比误差的权重系数,所述SNRtarget为所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述SNR为所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的信噪比,所述WPAR为功率均峰比误差权重系数,所述PARtarget为所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述PAR为所述任一终端在当前时间周期发送上行信号的功率峰均比。
15.根据权利要求14所述的基站,其特征在于,所述处理模块还用于:
按照设定的第一定时周期检测所述任一终端发送的上行信号的误块率,按照设定的第二定时周期检测与所述任一终端所占信道相邻的信道上发送的上行信号的丢包率;其中,所述第一定时周期和所述第二定时周期中均包括多个时间周期,且均为所述任一时间周期的整数倍;以及,
若确定所述当前时间周期为当前第一定时周期内的最后一个时间周期,且在所述当前第一定时周期内检测到的所述误块率大于等于第一阈值,则对所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比进行调整;
若确定所述当前时间周期为当前第二定时周期内的最后一个时间周期,且在所述当前第二定时周期内检测到的所述丢包率大于等于第二阈值,则对所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比进行调整。
16.根据权利要求15所述的基站,其特征在于,所述处理模块还具体用于通过如下方式对所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比进行调整:
SNRtarget′=SNRtarget+Wbler×BLER
其中,所述SNRtarget′为调整后所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述SNRtarget为调整前所述任一终端在当前时间周期的目标信噪比,所述Wbler为误块率的权重系数,所述BLER为所述任一终端在所述当前第一定时周期内检测到的误块率;
所述处理模块还用于通过如下方式对所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比进行调整:
PARtarget′=PARtarget-Wplr×PLR
其中,所述PARtarget′为调整后所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述PARtarget为调整前所述任一终端在当前时间周期的目标功率峰均比,所述Wplr为丢包率的权重系数,所述PLR为所述任一终端所占信道相邻的信道上的终端在所述当前第二定时周期内检测到的丢包率。
17.根据权利要求10所述的基站,其特征在于,所述控制模块具体用于:
若确定所述任一终端的功率调整量位于所述基站预设的多个功率调整区间的任一功率调整区间中,则以所述任一的功率调整区间对应的功率调整值替代所述任一终端的功率调整量并封装到所述功率控制帧中。
18.根据权利要求10-17中任一项所述的基站,其特征在于,所述接收模块具体用于通过如下方式为请求接入所述基站的终端分配时频资源:
接收所述终端发送的接入请求消息,根据所述接入请求消息的实际接收功率,以及所述接入请求消息中包括的所述终端发送所述接入请求消息的初始发射功率,确定出所述终端的路损;
根据所述终端的路损和所述基站中各路损区间与M个时隙的对应关系,确定出所述终端占用的时隙;
在所述终端占用的时隙中,选取未被其他终端占用的一个信道分配给所述终端。
19.一种基站,其特征在于,包括:
存储器,用于存储程序指令;
处理器,用于调用所述存储器中存储的程序指令,按照获得的程序执行如权利要求1至9中任一项所述的方法。
20.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使所述计算机执行如权利要求1至9中任一项所述的方法。
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