CN108337727A - 一种上行链路功率控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上行链路功率控制方法及装置，该方法包括如下步骤：根据预设的平均接收功率Po和第m小区内天线组B_m的大尺度衰落确定第一平均发送功率根据第m小区内天线系统的模式和第一平均发送功率确定第二平均发送功率，并控制第m小区内的全部用户设备按照第二平均发送功率发送信号；第二平均发送功率用于指示第m小区内全部用户设备的平均发送功率。本发明的一种上行链路功率控制方法及装置，根据天线系统的部署方式和数量自动调整上行链路的平均发送功率，有效节约小区内全部用户设备的总发送功率，提高能量效率。

Description

一种上行链路功率控制方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种上行链路功率控制方法及装置。

背景技术

在无线通信技术领域中，上行链路功率控制是一个非常重要的资源管理方式，它通常通过提供一个合适的能量来使接收信号达到一定的质量，使小区间干扰最小化，并且还可以降低发射功率。因此，上行链路功率控制在无线通信系统中具有非常重要作用。

现有的多小区多用户系统中大多采用集中式天线系统(Centralized AntennaSystem，简称CAS)和分布式天线系统(Distributed Antenna System，简称DAS)两种天线系统。

如图1所示，是在CAS模式下的多小区多用户系统的布设示意图，该系统由7个大小相同的正六边形小区组成，以1个正六边形小区为第一小区，其他6个小区围绕第一小区。在该系统中每个小区的中央放置着基站，在基站所处位置部署有多根天线负责信号的发送和接收，每个小区中的全部用户设备(UserEquipment，简称UE)均匀分布在小区的内接圆内，每个小区内的任一UE选取1根天线为其服务，使得该任一UE与小区内全部天线之间的距离相同。

如图2所示，是在DAS模式下的多小区多用户系统的布设示意图，该系统与CAS模式下的多小区多用户系统相似，不同之处在于，每个小区内的多根天线均匀部署于小区的内接圆内。

在现有多小区多用户系统中，无论是采用CAS，还是采用DAS，每个小区内均控制UE采用预设功率值向天线发送信号，该预设功率值由小区内UE与天线之间的最大距离确定，这使得上行链路的发送功率并不随UE与天线之间的距离的变换而改变，这就导致当UE与天线之间的接入距离变小时，UE所提供的发送功率大于发送信号所需的发送功率，使得UE产生较大的能耗。

发明内容

针对上述问题，本发明的一种上行链路功率控制方法及装置，根据天线系统的部署方式和数量自动调整上行链路的平均发送功率，有效节约小区内全部用户设备的总发送功率，提高能量效率。

为解决上述技术问题，本发明的一种上行链路功率控制方法，包括：

根据预设的平均接收功率Po和第m小区内天线组B_m的大尺度衰落确定第一平均发送功率其中，用于指示第m小区内第k用户设备的平均发送功率，B_m,k用于指示第m小区内第k用户设备到所述天线组B_m的距离，m＝1，2，…，7，k＝1，2，…，Kc，Kc用于指示第m小区内用户设备的数量；

根据第m小区内天线系统的模式和所述第一平均发送功率确定第二平均发送功率，并控制第m小区内的全部用户设备按照第二平均发送功率发送信号；所述第二平均发送功率用于指示第m小区内全部用户设备的平均发送功率。

与现有技术相比，本发明的一种上行链路功率控制方法，首先通过预设第m小区内第k用户设备的平均接收功率Po为定值，来避免第k用户设备在第m小区中的位置对平均接收功率的影响，进而使得第一平均发送功率根据第k用户设备的位置进行调整，提高第一平均发送功率的精度；其次，根据天线系统的CAS模式和DAS模式分别确定第二平均发送功率，进而控制第m小区内全部用户设备按照第二平均发送功率发送信号，可有效节约小区内全部用户设备的总发送功率，提高能量效率。

作为上述方案的改进，根据预设的接收功率Po和第m小区内天线组B_m的大尺度衰落确定第一平均发送功率包括如下步骤：

通过公式计算第一平均发送功率

作为上述方案的改进，根据第m小区内天线系统的模式和所述第一平均发送功率确定第二平均发送功率，包括如下步骤：

当第m小区内的天线系统为CAS模式时，获取小区内第k用户设备在小区内的位置信息ρ_k；其中，所述天线组B_m位于小区中心；

通过如下公式计算第二平均发送功率，得到CAS模式下的第二平均发送功率：

其中，R表示第m小区内的天线接收半径，表示ρ_k的概率密度函数，0≤x≤R，L_c表示第m小区内天线的数量。

作为上述方案的改进，根据第m小区内天线系统的模式和所述第一平均发送功率确定第二平均发送功率，包括如下步骤：

当第m小区内的天线系统为DAS模式时，获取小区内第k用户设备在小区内的位置信息ρ_k，分别计算第k用户设备到第m小区内天线组B_m的距离其中，i＝1，2，…，L_c，L_c表示第m小区内天线的数量，所述天线组B_m均匀分布于所述第m小区内；

按照降序顺序将所述距离进行排序，以获取第k用户设备的最小接入距离D_k；

通过如下公式计算DAS模式下的第二平均发送功率的上限值：

其中，R表示第m小区内的天线接收半径，表示ρ_k的概率密度函数，0≤y≤R；表示关于最小接入距离的条件概率密度函数，

其中，L_c表示第m小区内天线的数量，表示第k用户设备的最小接入距离的分布函数，表示第k用户设备的最小接入距离的概率密度函数，d_l,k表示第k用户设备到天线组B_m中任一天线l的距离，其中，和的公式如下：

根据所述上限值P^DU，控制所述第二平均发送功率位于0与所述上限值P^DU之间。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种上行链路功率控制装置，适用于多小区多用户系统，包括：

第一平均发送功率确定模块，用于根据预设的接收功率Po和第m小区内天线组B_m的大尺度衰落确定第一平均发送功率其中，用于指示第m小区内第k用户设备的平均发送功率，B_m,k用于指示第m小区内第k用户设备到所述天线组B_m的距离，m＝1，2，…，7，k＝1，2，…，Kc；

第二平均发送功率确定模块，用于根据第m小区内天线系统的模式和所述第一平均发送功率确定第二平均发送功率；所述第二平均发送功率用于指示第m小区内全部用户设备的平均发送功率；

控制模块，用于控制第m小区内的全部用户设备按照第二平均发送功率发送信号。

与现有技术相比，本发明的综上所述，本发明的一种上行链路功率控制装置，通过第一平均发送功率确定模块预设第m小区内第k用户设备的平均接收功率Po为定值，来避免第k用户设备在第m小区中的位置对平均接收功率的影响，进而使得第一平均发送功率根据第k用户设备的位置进行调整，提高第一平均发送功率的精度；利用第二平均发送功率确定模块根据天线系统的CAS模式和DAS模式分别确定第二平均发送功率，进而通过控制模块控制第m小区内全部用户设备按照第二平均发送功率发送信号，可有效节约小区内全部用户设备的总发送功率，提高能量效率。

作为上述方案的改进，所述第一平均发送功率确定模块包括：

第一计算单元，用于通过公式计算第一平均发送功率

作为上述方案的改进，所述第二平均发送功率确定模块，包括：

获取单元，用于在第m小区内的天线系统为CAS模式时，获取小区内第k用户设备在小区内的位置信息ρ_k；其中，所述天线组B_m位于小区中心；

第二计算单元，用于通过如下公式计算第二平均发送功率，得到CAS模式下的第二平均发送功率：

其中，R表示第m小区内的天线接收半径，表示ρ_k的概率密度函数，0≤x≤R，L_c表示第m小区内天线的数量。

作为上述方案的改进，所述第二平均发送功率确定模块，包括：

第三计算单元，用于在第m小区内的天线系统为DAS模式时，获取小区内第k用户设备在小区内的位置信息ρ_k，分别计算第k用户设备到第m小区内天线组B_m的距离其中，i＝1，2，…，L_c，L_c表示第m小区内天线的数量，所述天线组B_m均匀分布于所述第m小区内；

排序单元，用于按照降序顺序将所述距离进行排序，以获取第k用户设备的最小接入距离D_k；

第四计算单元，用于通过如下公式计算DAS模式下的第二平均发送功率的上限值：

其中，R表示第m小区内的天线接收半径，表示ρ_k的概率密度函数，0≤y≤R；表示关于最小接入距离的条件概率密度函数，

其中，L_c表示第m小区内天线的数量，表示第k用户设备的最小接入距离的分布函数，表示第k用户设备的最小接入距离的概率密度函数，d_l,k表示第k用户设备到天线组B_m中任一天线l的距离，其中，和的公式如下：

控制单元，用于根据所述上限值P^DU，控制所述第二平均发送功率位于0与所述上限值P^DU之间。

附图说明

图1是现有技术中CAS模式下多小区多用户系统的布设示意图。

图2是现有技术中DAS模式下多小区多用户系统的布设示意图。

图3是本发明实施例1的一种上行链路功率控制方法的流程示意图。

图4是本发明实施例1中步骤S2的一种流程示意图。

图5是本发明实施例2的一种上行链路功率控制装置的流程示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例1

如图3所示，是本发明实施例1的一种上行链路功率控制方法，包括如下步骤：

S1、根据预设的接收功率Po和第m小区内天线组B_m的大尺度衰落确定第一平均发送功率其中，用于指示第m小区内第k用户设备的平均发送功率，B_m,k用于指示第m小区内第k用户设备到所述天线组B_m的距离，m＝1，2，…，7，k＝1，2，…，Kc，Kc用于指示第m小区内用户设备的数量；

其中，在步骤S1中，由于大尺度衰落与小区内用户设备到天线组B_m中的任一天线之间的距离d_l,k具有关联关系，因而第m小区内天线组B_m所受到的大尺度衰落就是第m小区中全部天线受到的大尺度衰落的总和，及为对求欧几里得范数。例如，当第m小区内天线组B_m包括3根天线时，B_m,k＝(d_1,k,d_2,k,d_3,k)，则

在步骤S1中，预设第m小区内第k用户设备的平均接收功率Po为定值，进而避免第k用户设备在第m小区中的位置对平均接收功率的影响，另外，由于第k用户的平均接收功率取决于第k用户设备的平均发送功率以及第m小区的大尺度衰落，进而可通过公式计算第一平均发送功率使得第一平均发送功率根据第k用户设备的位置进行调整，提高第一平均发送功率的精度。

S2、根据第m小区内天线系统的模式和所述第一平均发送功率确定第二平均发送功率，并控制第m小区内的全部用户设备按照第二平均发送功率发送信号；所述第二平均发送功率用于指示第m小区内全部用户设备的平均发送功率。

在本发明中，如图4所示，步骤S2具体包括如下步骤：

S201、当第m小区内的天线系统为CAS模式时，获取小区内第k用户设备在小区内的位置信息ρ_k；其中，所述天线组Bm位于小区中心；

S202、通过如下公式计算第二平均发送功率，得到CAS模式下的第二平均发送功率：

其中，R表示第m小区内的天线接收半径，表示ρ_k的概率密度函数，0≤x≤R，L_c表示第m小区内天线的数量。

与现有技术中采用定值作为用户设备的平均发送功率相比，由于CAS模式下的第二平均发送功率P^C依据天线的部署方式以及第m小区内天线的数量L_c可进行自动调整，可有效节约第m小区内全部用户设备的总发送功率，提高能量效率。

另外，当天线系统为DAS模式时，步骤S2具体包括如下步骤：

S211、当第m小区内的天线系统为DAS模式时，获取小区内第k用户设备在小区内的位置信息ρ_k，分别计算第k用户设备到第m小区内天线组B_m的距离其中，i＝1，2，…，L_c，L_c表示第m小区内天线的数量，所述天线组B_m均匀分布于所述第m小区内；

S212、按照降序顺序将所述距离进行排序，以获取第k用户设备的最小接入距离D_k；

S213、通过如下公式计算DAS模式下的第二平均发送功率的上限值：

其中，R表示第m小区内的天线接收半径，表示ρ_k的概率密度函数，0≤y≤R；表示关于最小接入距离的条件概率密度函数，

其中，L_c表示第m小区内天线的数量，表示第k用户设备的最小接入距离的分布函数，表示第k用户设备的最小接入距离的概率密度函数，d_l,k表示第k用户设备到天线组B_m中任一天线l的距离，其中，和的公式如下：

S214、根据所述上限值P^DU，控制所述第二平均发送功率P^D位于0与所述上限值P^DU之间。

与现有技术中采用定值作为用户设备的平均发送功率相比，由于DAS模式下的第二平均发送功率P^D依据天线的部署方式以及第m小区内天线的数量L_c可进行自动调整，且第二平均发送功率P^D控制为位于0与上限值P^DU之间，可有效节约第m小区内全部用户设备的总发送功率，提高能量效率。

综上所述，本发明的一种上行链路功率控制方法，首先通过预设第m小区内第k用户设备的平均接收功率Po为定值，来避免第k用户设备在第m小区中的位置对平均接收功率的影响，进而使得第一平均发送功率根据第k用户设备的位置进行调整，提高第一平均发送功率的精度；其次，根据天线系统的CAS模式和DAS模式分别确定第二平均发送功率，进而控制第m小区内全部用户设备按照第二平均发送功率发送信号，可有效节约小区内全部用户设备的总发送功率，提高能量效率。

实施例2

如图5所示，是本发明实施例2的一种上行链路功率控制装置，适用于多小区多用户系统，包括：

第一平均发送功率确定模块1，用于根据预设的接收功率Po和第m小区内天线组B_m的大尺度衰落确定第一平均发送功率其中，用于指示第m小区内第k用户设备的平均发送功率，B_m,k用于指示第m小区内第k用户设备到所述天线组B_m的距离，m＝1，2，…，7，k＝1，2，…，Kc；

第一平均发送功率确定模块1包括：第一计算单元101，用于通过公式计算第一平均发送功率

在第一平均发送功率确定模块1中，预设第m小区内第k用户设备的平均接收功率Po为定值，进而避免第k用户设备在第m小区中的位置对平均接收功率的影响，另外，由于第k用户的平均接收功率取决于第k用户设备的平均发送功率以及第m小区的大尺度衰落，进而第一计算单元101可通过公式计算第一平均发送功率使得第一平均发送功率根据第k用户设备的位置进行调整，提高第一平均发送功率的精度。

第二平均发送功率确定模块2，用于根据第m小区内天线系统的模式和所述第一平均发送功率确定第二平均发送功率；所述第二平均发送功率用于指示第m小区内全部用户设备的平均发送功率；

其中，第二平均发送功率确定模块2包括：

获取单元201，用于在第m小区内的天线系统为CAS模式时，获取小区内第k用户设备在小区内的位置信息ρ_k；其中，所述天线组B_m位于小区中心；

第二计算单元202，用于通过如下公式计算第二平均发送功率，得到CAS模式下的第二平均发送功率：

其中，R表示第m小区内的天线接收半径，表示ρ_k的概率密度函数，0≤x≤R，L_c表示第m小区内天线的数量。

与现有技术中采用定值作为用户设备的平均发送功率相比，由于CAS模式下的第二计算单元202计算得到的第二平均发送功率P^C依据天线的部署方式以及第m小区内天线的数量L_c可进行自动调整，可有效节约第m小区内全部用户设备的总发送功率，提高能量效率。

进一步地，当天线系统为DAS模式时，第二平均发送功率确定模块2还包括：

第三计算单元211，用于在第m小区内的天线系统为DAS模式时，获取小区内第k用户设备在小区内的位置信息ρ_k，以分别计算第k用户设备到第m小区内天线组B_m的距离其中，i＝1，2，…，L_c，L_c表示第m小区内天线的数量，所述天线组B_m均匀分布于所述第m小区内；

排序单元212，用于按照降序顺序将所述距离进行排序，以获取第k用户设备的最小接入距离D_k；

第四计算单元213，用于通过如下公式计算DAS模式下的第二平均发送功率的上限值：

其中，R表示第m小区内的天线接收半径，表示ρ_k的概率密度函数，0≤y≤R；表示关于最小接入距离的条件概率密度函数，

其中，L_c表示第m小区内天线的数量，表示第k用户设备的最小接入距离的分布函数，表示第k用户设备的最小接入距离的概率密度函数，d_l,k表示第k用户设备到天线组B_m中任一天线l的距离，其中，和的公式如下：

控制单元214，用于根据所述上限值P^DU，控制所述第二平均发送功率位于0与所述上限值P^DU之间。

控制模块3，用于控制第m小区内的全部用户设备按照第二平均发送功率发送信号。

与现有技术中采用定值作为用户设备的平均发送功率相比，由于DAS模式下的第二平均发送功率P^D依据天线的部署方式以及第m小区内天线的数量L_c可进行自动调整，且第二平均发送功率P^D控制为位于0与上限值P^DU之间，可有效节约第m小区内全部用户设备的总发送功率，提高能量效率。

综上所述，与现有技术相比，本发明的一种上行链路功率控制装置，通过第一平均发送功率确定模块1预设第m小区内第k用户设备的平均接收功率Po为定值，来避免第k用户设备在第m小区中的位置对平均接收功率的影响，进而使得第一平均发送功率根据第k用户设备的位置进行调整，提高第一平均发送功率的精度；利用第二平均发送功率确定模块2根据天线系统的CAS模式和DAS模式分别确定第二平均发送功率，进而通过控制模块3控制第m小区内全部用户设备按照第二平均发送功率发送信号，可有效节约小区内全部用户设备的总发送功率，提高能量效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种上行链路功率控制方法，其特征在于，包括：

根据预设的平均接收功率Po和第m小区内天线组B_m的大尺度衰落确定第一平均发送功率其中，用于指示第m小区内第k用户设备的平均发送功率，B_m,k用于指示第m小区内第k用户设备到所述天线组B_m的距离，m＝1，2，…，7，k＝1，2，…，Kc，Kc用于指示第m小区内用户设备的数量；

根据第m小区内天线系统的模式和所述第一平均发送功率确定第二平均发送功率，并控制第m小区内的全部用户设备按照第二平均发送功率发送信号；所述第二平均发送功率用于指示第m小区内全部用户设备的平均发送功率。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在，根据预设的接收功率Po和第m小区内天线组B_m的大尺度衰落确定第一平均发送功率包括如下步骤：

通过公式计算第一平均发送功率

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，根据第m小区内天线系统的模式和所述第一平均发送功率确定第二平均发送功率，包括如下步骤：

当第m小区内的天线系统为CAS模式时，获取小区内第k用户设备在小区内的位置信息ρ_k；其中，所述天线组B_m位于小区中心；

通过如下公式计算第二平均发送功率，得到CAS模式下的第二平均发送功率：

其中，R表示第m小区内的天线接收半径，表示ρ_k的概率密度函数，0≤x≤R，L_c表示第m小区内天线的数量。

4.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，根据第m小区内天线系统的模式和所述第一平均发送功率确定第二平均发送功率，包括如下步骤：

当第m小区内的天线系统为DAS模式时，获取小区内第k用户设备在小区内的位置信息ρ_k，分别计算第k用户设备到第m小区内天线组B_m的距离其中，i＝1，2，…，L_c，L_c表示第m小区内天线的数量，所述天线组B_m均匀分布于所述第m小区内；

按照降序顺序将所述距离进行排序，以获取第k用户设备的最小接入距离D_k；

通过如下公式计算DAS模式下的第二平均发送功率的上限值：

其中，R表示第m小区内的天线接收半径，表示ρ_k的概率密度函数，0≤y≤R；表示关于最小接入距离的条件概率密度函数，其中，L_c表示第m小区内天线的数量，表示第k用户设备的最小接入距离的分布函数，表示第k用户设备的最小接入距离的概率密度函数，d_l,k表示第k用户设备到天线组B_m中任一天线l的距离，其中，和的公式如下：

根据所述上限值P^DU，控制所述第二平均发送功率位于0与所述上限值P^DU之间。

5.一种上行链路功率控制装置，其特征在于，适用于多小区多用户系统，包括：

第一平均发送功率确定模块，用于根据预设的接收功率Po和第m小区内天线组B_m的大尺度衰落确定第一平均发送功率其中，用于指示第m小区内第k用户设备的平均发送功率，B_m,k用于指示第m小区内第k用户设备到所述天线组B_m的距离，m＝1，2，…，7，k＝1，2，…，Kc；

第二平均发送功率确定模块，用于根据第m小区内天线系统的模式和所述第一平均发送功率确定第二平均发送功率；所述第二平均发送功率用于指示第m小区内全部用户设备的平均发送功率；

控制模块，用于控制第m小区内的全部用户设备按照第二平均发送功率发送信号。

6.如权利要求5所述的控制装置，其特征在，所述第一平均发送功率确定模块包括：

第一计算单元，用于通过公式计算第一平均发送功率

7.如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述第二平均发送功率确定模块，包括：

获取单元，用于在第m小区内的天线系统为CAS模式时，获取小区内第k用户设备在小区内的位置信息ρ_k；其中，所述天线组B_m位于小区中心；

第二计算单元，用于通过如下公式计算第二平均发送功率，得到CAS模式下的第二平均发送功率：

其中，R表示第m小区内的天线接收半径，表示ρ_k的概率密度函数，0≤x≤R，L_c表示第m小区内天线的数量。

8.如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述第二平均发送功率确定模块，包括：

第三计算单元，用于在第m小区内的天线系统为DAS模式时，获取小区内第k用户设备在小区内的位置信息ρ_k，分别计算第k用户设备到第m小区内天线组B_m的距离其中，i＝1，2，…，L_c，L_c表示第m小区内天线的数量，所述天线组B_m均匀分布于所述第m小区内；

排序单元，用于按照降序顺序将所述距离进行排序，以获取第k用户设备的最小接入距离D_k；

第四计算单元，用于通过如下公式计算DAS模式下的第二平均发送功率的上限值：

其中，R表示第m小区内的天线接收半径，表示ρ_k的概率密度函数，0≤y≤R；表示关于最小接入距离的条件概率密度函数，

其中，L_c表示第m小区内天线的数量，表示第k用户设备的最小接入距离的分布函数，表示第k用户设备的最小接入距离的概率密度函数，d_l,k表示第k用户设备到天线组B_m中任一天线l的距离，其中，和的公式如下：

控制单元，用于根据所述上限值P^DU，控制所述第二平均发送功率位于0与所述上限值P^DU之间。