CN108882353B - 一种功率控制方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种功率控制方法、装置、电子设备及可读存储介质，应用于无线通信技术领域，所述方法包括：根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数的初始值，得到信息矩阵的初始值；周期性对每个用户的网络参数进行检测，每个检测周期后，获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到信息矩阵的更新值；若更新值与初始值不相等，将初始值更新为更新值，若判断更新值的谱半径不小于1，将上下行分离用户或微用户中信干噪比最差的用户移除；返回获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到信息矩阵的更新值，直至更新值的谱半径小于1；根据功率控制公式确定每个用户的功率。本发明可提高上行链路用户的性能和每个用户的服务质量。

Description

一种功率控制方法、装置、电子设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种功率控制方法、装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术

最近几十年，移动通信经历了天翻地覆的变化，从2G到3G，从LTE到备受瞩目的下一代移动通信5G，用户的无线通信业务呈爆炸性增长趋势。然而无线通信系统容量的增长主要取决于以下三个因素：无线基础设施数量的增加、无线频谱资源的增加和链路效率的提高。而提高网络容量最直接有效的方法就是部署更多低成本、低功耗的SBS(Small BaseStation，微基站)，可以很好地适应不同用户的流量需求特性并且填补Macrocell(宏小区)的覆盖空洞，进而提高网络的容量。

当然，部署SBS所带来的不仅仅只是容量的提高，相应地也会出现一些新的问题。例如，MBS(Macro Base Station，宏基站)的发射功率通常较大，一般设为46dBm左右，SBS的发射功率较小，一般设为30dBm左右，应用现有的基于参考信号接收功率或参考信号接收质量的小区关联技术，按照下行链路的选择方式去选择上行链路，会造成许多上行本来应该与SBS连接的用户接入了MBS，从而带来很差的链路质量和用户体验。因此，提出了上下行分离的概念，上行连接到路径损耗最小的SBS使得上行链路性能最优，下行连接到RSRP(Reference Signal Received Power，参考信号接收功率)最大的MBS使得下行链路性能最优。这种上下行分离连接到不同小区的方式解决了MBS与SBS功率不均衡带来的干扰问题，特别适用于Macrocell和Small cell(微小区)同频部署的场景。但是，上下行分离导致上行链路传输时SUE(Small User Equipment，微用户)和上下行分离用户对MUE(Macro UserEquipment，宏用户)的干扰问题。

现有技术中，可以通过路径损耗补偿减少对相邻小区造成的干扰，虽然可以缓减SUE和上下行分离用户对MUE的干扰，但是并不能保证每个用户的QoS(Quality ofService，服务质量)，即用户的QoS较低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种功率控制方法、装置、电子设备及可读存储介质，以提高上行链路用户的性能和每个用户的QoS。具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种功率控制方法，所述方法包括：

对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行初始化，根据所述网络参数的初始值，得到信息矩阵ΓG的初始值，所述网络参数包括：目标信干噪比和信道增益；

其中，矩阵Γ＝diag(Γ₀,Γ₁,…Γ_N)，Γ_i表示用户i的目标信干噪比，矩阵G中的元素

g_ij表示用户i到基站j的信道增益，用户i的服务基站是基站j，g_qj表示用户q到基站j的信道增益，q、i∈{0,1,2,…N}，用户q表示与用户i共道的所有用户，j∈{0,1,2,…M}，N表示用户的个数，M表示基站的个数，且M＝N；

周期性对所述宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行检测，每个检测周期后，获取并根据所述宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值；

若ΓG的更新值与所述初始值不相等，将所述初始值更新为ΓG的更新值，若判断ΓG的更新值的谱半径不小于1，将所述宏小区覆盖的用户中上下行分离用户或微用户中信干噪比最差的用户移除；

返回所述获取并根据所述宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值的步骤，直至ΓG的更新值的谱半径小于1；

在确定ΓG的更新值的谱半径小于1之后，对于任一用户i，根据功率控制公式：

确定用户i在第(k+1)步的发射功率P_i(k+1)，P_i(k)表示用户i在第k步的发射功率，

δ(k)＝max{δ₀(k),δ₁(k)…δ_N(k)}，

其中，δ(k)表示第k步的动态更新因子，δ_max表示动态更新因子的最大阈值，P_i ^*(k)表示用户i在第k步更新时对应的帕累托最优发射功率，P_i ^*(k)为所述宏小区覆盖的所有用户的帕累托最优发射功率P^*中用户i对应的元素，P^*＝(I-ΓG)^-1η，γ_i(k)表示用户i在第k步发出上行信号的信干噪比，I为单位矩阵，η表示归一化噪声矩阵，η＝(η₀,η₁,…η_N)，η_i表示用户i的归一化噪声，η_i＝Γ_iσ²/g_ij，σ²为用户受到的加性高斯白噪声的方差，k为大于0的整数。

可选的，所述宏小区和所述宏小区覆盖的每个微小区具有相同的信道，

所述宏小区覆盖的宏用户的个数为一个，对于所述宏小区覆盖的每个微小区，该微小区覆盖一个上下行分离用户或一个微用户。

可选的，对于任一用户i，在第k+1步对用户i设置发射功率P_i(k+1)时，如果γ_i(k)≥Γ_i，则使P_i(k+1)≤δ(k)P_i(k)，其中，δ(k)≥1。

可选的，对于任一用户i，若γ_i(k)≥Γ_i，则γ_i(k+1)≥Γ_i。

本发明实施例还提供了一种功率控制装置，所述装置包括：

初始化模块，用于对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行初始化，根据所述网络参数的初始值，得到信息矩阵ΓG的初始值，所述网络参数包括：目标信干噪比和信道增益；

其中，矩阵Γ＝diag(Γ₀,Γ₁,…Γ_N)，Γ_i表示用户i的目标信干噪比，矩阵G中的元素

g_ij表示用户i到基站j的信道增益，用户i的服务基站是基站j，g_qj表示用户q到基站j的信道增益，q、i∈{0,1,2,…N}，用户q表示与用户i共道的所有用户，j∈{0,1,2,…M}，N表示用户的个数，M表示基站的个数，且M＝N；

矩阵值更新模块，用于周期性对所述宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行检测，每个检测周期后，获取并根据所述宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值；

移除用户模块，用于若ΓG的更新值与所述初始值不相等，将所述初始值更新为ΓG的更新值，若判断ΓG的更新值的谱半径不小于1，将所述宏小区覆盖的用户中上下行分离用户或微用户中信干噪比最差的用户移除；

循环模块，用于返回所述更新模块中获取并根据所述宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值的步骤，直至ΓG的更新值的谱半径小于1；

发射功率确定模块，用于在确定ΓG的更新值的谱半径小于1之后，对于任一用户i，根据功率控制公式：

确定用户i在第(k+1)步的发射功率P_i(k+1)，P_i(k)表示用户i在第k步的发射功率，

δ(k)＝max{δ₀(k),δ₁(k)…δ_N(k)}，

其中，δ(k)表示第k步的动态更新因子，δ_max表示动态更新因子的最大阈值，P_i ^*(k)表示用户i在第k步更新时对应的帕累托最优发射功率，P_i ^*(k)为所述宏小区覆盖的所有用户的帕累托最优发射功率P^*中用户i对应的元素，P^*＝(I-ΓG)^-1η，γ_i(k)表示用户i在第k步发出上行信号的信干噪比，I为单位矩阵，η表示归一化噪声矩阵，η＝(η₀,η₁,…η_N)，η_i表示用户i的归一化噪声，η_i＝Γ_iσ²/g_ij，σ²为用户受到的加性高斯白噪声的方差，k为大于0的整数。

可选的，所述宏小区和所述宏小区覆盖的每个微小区具有相同的信道，

所述宏小区覆盖的宏用户的个数为一个，对于所述宏小区覆盖的每个微小区，该微小区覆盖一个上下行分离用户或一个微用户。

可选的，对于任一用户i，在第k+1步对用户i设置发射功率P_i(k+1)时，如果γ_i(k)≥Γ_i，则使P_i(k+1)≤δ(k)P_i(k)，其中，δ(k)≥1。

可选的，对于任一用户i，若γ_i(k)≥Γ_i，则γ_i(k+1)≥Γ_i。

本发明实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现上述任一所述的功率控制方法的步骤。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述任一所述的功率控制方法的步骤。

本发明实施例提供的功率控制方法、装置、电子设备及可读存储介质，通过对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行初始化，根据网络参数的初始值，得到ΓG的初始值，网络参数包括：目标信干噪比和信道增益；周期性对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行检测，每个检测周期后，获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值；若ΓG的更新值与初始值不相等，将初始值更新为ΓG的更新值，若判断ΓG的更新值的谱半径不小于1，将宏小区覆盖的用户中上下行分离用户或微用户中信干噪比最差的用户移除；返回获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值的步骤，直至ΓG的更新值的谱半径小于1。之后，根据功率控制公式确定每个用户的功率。本发明实施例通过使ΓG的更新值的谱半径小于1，使得每个用户的信干噪比满足目标信干噪比的需求，通过功率控制公式动态更新用户的发射功率，来缓减共道干扰。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例的功率控制方法的流程图；

图2为本发明实施例中的网络架构示意图；

图3为本发明实施例的功率控制装置的结构图；

图4为本发明实施例的电子设备的结构图。

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做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。

在上下行分离场景中，为了解决在缓减SUE和上下行分离用户对MUE的干扰时，导致用户的QoS降低的问题，本发明实施例提供了一种功率控制方法、装置、电子设备及可读存储介质，以提高上行链路用户的性能和每个用户的QoS。

下面首先对本发明实施例所提供的功率控制方法进行详细介绍。

参见图1，图1为本发明实施例的功率控制方法的流程图，包括以下步骤：

S101，对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行初始化，根据网络参数的初始值，得到信息矩阵ΓG的初始值，网络参数包括：目标信干噪比和信道增益；

其中，矩阵Γ＝diag(Γ₀,Γ₁,…Γ_N)，Γ_i表示用户i的目标信干噪比，矩阵G中的元素

g_ij表示用户i到基站j的信道增益，用户i的服务基站是基站j，g_qj表示用户q到基站j的信道增益，q、i∈{0,1,2,…N}，用户q表示与用户i共道的所有用户，包括：用户i和其他干扰用户,j∈{0,1,2,…M}，N表示用户的个数，M表示基站的个数，且M＝N。

本发明实施例中，异构网络是指两个或以上的无线通信系统采用了不同的接入技术，或者是采用相同的无线接入技术但属于不同的无线运营商。参见图2，图2为本发明实施例中的网络架构示意图，包括：宏基站、微基站、宏用户、微用户和上下行分离用户，宏基站覆盖的区域为宏小区，微基站覆盖的区域为微小区。图2所示的网络架构中，一个宏基站的覆盖范围内包括多个微基站，宏基站的覆盖半径为R_m，微基站的覆盖半径为R_s。宏基站和微基站同频部署，即宏小区和宏小区覆盖的每个微小区具有相同的信道，宏小区覆盖的用户包括：宏用户、微用户和上下行分离用户，宏用户为接入宏基站的用户，微用户为接入微基站的用户，上下行分离用户指上行链路接入距离最近的基站，下行链路接入接收功率最佳的基站的用户。宏小区覆盖的宏用户的个数为一个，对于宏小区覆盖的每个微小区，该微小区覆盖一个上下行分离用户或一个微用户；当i＝0时，用户i可以表示宏用户，当i∈{1,2,…N}时，用户i可以表示上下行分离用户或微用户；当j＝0时，基站j可以表示宏基站，当j∈{1,2,…M}时，基站j可以表示微基站。

每个用户在与基站进行通信过程中，生成相应的网络参数，包括：目标信干噪比和信道增益，其中，目标信干噪比是固定不变的，而信道增益在通信过程中是变化的。

对于任一用户i，该用户的服务基站是基站j，因此，用户i在基站j的信干噪比γ_i为：

通过矩阵变量的形式可以将上式变换为：P≥ΓGP+η。

其中，η表示归一化噪声矩阵，η＝(η₀,η₁,…η_N)，η_i表示用户i的归一化噪声，η_i＝Γ_iσ²/g_ij，σ²为用户受到的加性高斯白噪声的方差，P＝(P₀,P₁,…P_N)，P表示用户的发射功率矩阵，P_i表示用户i的发射功率。

S102，周期性对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行检测，每个检测周期后。

本发明实施例中，根据上述公式P≥ΓGP+η可知，当信息矩阵ΓG的谱半径小于1时，当前系统所有用户的信干噪比都能满足目标信干噪比需求。如果ΓG的谱半径不小于1，说明系统拥塞严重，导致部分用户不能正常通信。而对于信息矩阵ΓG，由于Γ是宏用户、微用户和上下行分离用户的目标信干噪比的对应矩阵，因此是固定不变的；G是信道增益矩阵，也就是说，如果ΓG发生变化，必然是信道增益变化引起的。信道增益发生变化包括三种情况：1)用户通信结束退出；2)有新用户接入网络；3)宏用户、微用户和上下行分离用户中有用户的位置发生移动。因此，可以周期性对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行检测，检测周期可以为100ms等，在此不做限定。确定初始时刻之后，在每个检测周期(一个检测周期、两个检测周期、三个检测周期等)后，都可以按照S103至S107的方式对用户的发射功率进行设置，下面以一个检测周期之后为例进行说明。

S103，获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值。

在一个检测周期之后，获取每个用户的网络参数值，根据每个用户的网络参数值，可以得到ΓG的更新值。

S104，若ΓG的更新值与初始值不相等，将初始值更新为ΓG的更新值。

本发明实施例中，ΓG保存了上一次检测的ΓG信息。当ΓG的更新值与初始值不相等时，说明当前用户的状态发生变化，将ΓG的初始值更新为ΓG的更新值。这样，在下一个检测周期后，ΓG保存的仍然是上一次检测的ΓG信息。

S105，判断ΓG的更新值的谱半径是否小于1。

本步骤中，通过判断ΓG的更新值的谱半径是否小于1，确定系统是否拥塞，用户是否能正常通信。当ΓG的更新值的谱半径不小于1时，执行S106；当ΓG的更新值的谱半径小于1时，执行S107。

S106，将宏小区覆盖的用户中上下行分离用户或微用户中信干噪比最差的用户移除；返回S103直至ΓG的更新值的谱半径小于1。

具体的，当ΓG的更新值的谱半径不小于1时，表明系统拥塞严重，部分用户不能正常通信，此时，可以将宏小区覆盖的用户中上下行分离用户或微用户中信干噪比最差的用户移除至其它信道进行通信。需要说明的是，每次移除操作仅仅移除一个用户，这样，宏小区覆盖的用户将减少一个。返回S103之后，得到的ΓG的更新值将发生变化，重复执行S103至S106，直至ΓG的更新值的谱半径小于1。

S107，对于任一用户i，根据功率控制公式：

确定用户i在第(k+1)步的发射功率P_i(k+1)，P_i(k)表示用户i在第k步的发射功率，

δ(k)＝max{δ₀(k),δ₁(k)…δ_N(k)}，

其中，δ(k)表示第k步的动态更新因子，δ_max表示动态更新因子的最大阈值，P_i ^*(k)表示用户i在第k步更新时对应的帕累托最优发射功率，P_i ^*(k)为宏小区覆盖的所有用户的帕累托最优发射功率P^*中用户i对应的元素，P^*＝(I-ΓG)^-1η，γ_i(k)表示用户i在第k步发出上行信号的信干噪比，I为单位矩阵，k为大于0的整数。

本发明实施例中，当用户的状态发生变化时，基站可以实时检测出ΓG的值，从而计算出当前所有用户的帕累托最优发射功率P^*。当新用户未激活，也就是γ_i(k)<Γ_i时，δ(k)＝δ_max。δ_max是一个略大于1的数值，δ_max给予了激活用户最大的保护。同时，通过功率控制的多次迭代，发射功率逐渐收敛并且新接入用户将被激活。此外，如果

发射功率通过

来不断更新，目的是使发射功率收敛到帕累托最优发射功率。当发射功率收敛到帕累托最优发射功率时，δ(k)＝1。

上述功率控制公式在满足下列条件时能够收敛到最优解：

δ(k)ρ(ΓG)<1，

其中，ρ(ΓG)为ΓG的谱半径，而P_m ^*＝(I-δ(k)ΓG)^-1η，P_m ^*是能够满足信干噪比需求的最小发射功率。当δ(k)＝1时，发射功率收敛到当前的帕累托最优发射功率P^*。

本发明实施例的功率控制方法，通过对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行初始化，根据网络参数的初始值，得到ΓG的初始值，网络参数包括：目标信干噪比和信道增益；周期性对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行检测，每个检测周期后，获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值；若ΓG的更新值与初始值不相等，将初始值更新为ΓG的更新值，若判断ΓG的更新值的谱半径不小于1，将宏小区覆盖的用户中上下行分离用户或微用户中信干噪比最差的用户移除；返回获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值的步骤，直至ΓG的更新值的谱半径小于1。之后，根据功率控制公式确定每个用户的功率。本发明实施例通过使ΓG的更新值的谱半径小于1，使得每个用户的信干噪比满足目标信干噪比的需求，通过功率控制公式动态更新用户的发射功率，来缓减共道干扰。

本发明的一种实现方式中，对于任一用户i，在第k+1步对用户i设置发射功率P_i(k+1)时，如果γ_i(k)≥Γ_i，则使P_i(k+1)≤δ(k)P_i(k)，其中，δ(k)≥1。

本发明实施例中，当γ_i(k)≥Γ_i，根据功率控制公式可得

功率控制公式中，功率值通过δ(k)来约束，也就是，(P_i(k+1)/P_i(k))≤δ(k)。该目的是使激活用户的发射功率仅以平缓的速度增加，以适应新用户功率的增大。

本发明的一种实现方式中，对于任一用户i，若γ_i(k)≥Γ_i，则γ_i(k+1)≥Γ_i。

具体的，对于

因此，

其中，P_q(k)表示第k步用户q的发射功率，I_i(k)＝I_iy(k)+I_in(k)，I_i(k)表示第k步用户i的总干扰，I_iy(k)表示第k步所有γ_h(k)>Γ_h的用户h对用户i的干扰，I_in(k)表示第k步所有γ_l(k)<Γ_l的用户l对用户i的干扰。因此，干扰公式为：

I_i(k+1)表示第k+1步用户i的总干扰，P_h(k+1)表示第k+1步用户h的发射功率，g_hj表示用户h到基站j的信道增益，P_l(k+1)表示第k+1步用户l的发射功率，g_lj表示用户l到基站j的信道增益，Γ_h表示用户h的目标信干噪比，P_h(k)表示第k步用户h的发射功率，γ_h(k)表示第k步用户h的信干噪比，P_l(k)表示第k步用户l的发射功率。

根据功率控制公式，当γ_i(k)≥Γ_i时，第k+1步用户i的信干噪比为：

结合干扰公式中I_i(k+1)≤δ(k)I_i(k)可知，γ_i(k+1)≥Γ_i。因此，当γ_i(k)≥Γ_i时，γ_i(k+1)≥Γ_i，也就说当用户i被激活后，用户将始终处于激活状态。

若γ_i(k)<Γ_i，则γ_i(k+1)<Γ_i或γ_i(k+1)>Γ_i，也就说如果当前用户i未被激活，在下一次迭代时用户i将可能被激活，也可能没有被激活。

当γ_i(k+1)<Γ_i时，第k+1步用户i的信干噪比为：

结合上述干扰公式可得：γ_i(k+1)>γ_i(k)，

因此，当γ_i(k+1)<Γ_i时，γ_i(k)<Γ_i，也就是说当用户i当前迭代时没有被激活，那么用户在前一次迭代时一定没有被激活。

这样，在功率控制过程中，使激活链路始终保持激活，而未激活链路在某一时刻可以被激活。不仅能够适应新用户的接入，使发射功率自适应的增大；也能使已激活用户不断适应系统状态的变化，发射功率通过δ(k)的调整以自适应速度收敛。

相应于上述方法实施例，本发明实施例提供了一种装置，参见图3，图3为本发明实施例的功率控制装置的结构图，包括：

初始化模块301，用于对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行初始化，根据网络参数的初始值，得到信息矩阵ΓG的初始值，网络参数包括：目标信干噪比和信道增益；

其中，矩阵Γ＝diag(Γ₀,Γ₁,…Γ_N)，Γ_i表示用户i的目标信干噪比，矩阵G中的元素

g_ij表示用户i到基站j的信道增益，用户i的服务基站是基站j，g_qj表示用户q到基站j的信道增益，q、i∈{0,1,2,…N}，用户q表示与用户i共道的所有用户，j∈{0,1,2,…M}，N表示用户的个数，M表示基站的个数，且M＝N；

矩阵值更新模块302，用于周期性对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行检测，每个检测周期后，获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值；

移除用户模块303，用于若ΓG的更新值与初始值不相等，将初始值更新为ΓG的更新值，若判断ΓG的更新值的谱半径不小于1，将宏小区覆盖的用户中上下行分离用户或微用户中信干噪比最差的用户移除；

循环模块304，用于返回更新模块中获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值的步骤，直至ΓG的更新值的谱半径小于1；

发射功率确定模块305，用于在确定ΓG的更新值的谱半径小于1之后，对于任一用户i，根据功率控制公式：

确定用户i在第(k+1)步的发射功率P_i(k+1)，P_i(k)表示用户i在第k步的发射功率，

δ(k)＝max{δ₀(k),δ₁(k)…δ_N(k)}，

其中，δ(k)表示第k步的动态更新因子，δ_max表示动态更新因子的最大阈值，P_i ^*(k)表示用户i在第k步更新时对应的帕累托最优发射功率，P_i ^*(k)为宏小区覆盖的所有用户的帕累托最优发射功率P^*中用户i对应的元素，P^*＝(I-ΓG)^-1η，γ_i(k)表示用户i在第k步发出上行信号的信干噪比，I为单位矩阵，η表示归一化噪声矩阵，η＝(η₀,η₁,…η_N)，η_i表示用户i的归一化噪声，η_i＝Γ_iσ²/g_ij，σ²为用户受到的加性高斯白噪声的方差，k为大于0的整数。

本发明实施例的功率控制装置，通过对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行初始化，根据网络参数的初始值，得到ΓG的初始值，网络参数包括：目标信干噪比和信道增益；周期性对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行检测，每个检测周期后，获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值；若ΓG的更新值与初始值不相等，将初始值更新为ΓG的更新值，若判断ΓG的更新值的谱半径不小于1，将宏小区覆盖的用户中上下行分离用户或微用户中信干噪比最差的用户移除；返回获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值的步骤，直至ΓG的更新值的谱半径小于1。之后，根据功率控制公式确定每个用户的功率。本发明实施例通过使ΓG的更新值的谱半径小于1，使得每个用户的信干噪比满足目标信干噪比的需求，通过功率控制公式动态更新用户的发射功率，来缓减共道干扰。

需要说明的是，本发明实施例的装置是应用上述功率控制方法的装置，则上述功率控制方法的所有实施例均适用于该装置，且均能达到相同或相似的有益效果。

可选的，本发明实施例的功率控制装置中，宏小区和宏小区覆盖的每个微小区具有相同的信道，

宏小区覆盖的宏用户的个数为一个，对于宏小区覆盖的每个微小区，该微小区覆盖一个上下行分离用户或一个微用户；

当i＝0时，用户i表示宏用户，当i∈{1,2,…N}时，用户i表示上下行分离用户或微用户；

当j＝0时，基站j表示宏基站，当j∈{1,2,…M}时，基站j表示微基站。

可选的，本发明实施例的功率控制装置中，对于任一用户i，在第k+1步对用户i设置发射功率P_i(k+1)时，如果γ_i(k)≥Γ_i，则使P_i(k+1)≤δ(k)P_i(k)，其中，δ(k)≥1。

可选的，本发明实施例的功率控制装置中，对于任一用户i，若γ_i(k)≥Γ_i，则γ_i(k+1)≥Γ_i。

本发明实施例还提供了一种电子设备，参见图4，图4为本发明实施例的电子设备的结构图，包括：处理器401、通信接口402、存储器403和通信总线404，其中，处理器401、通信接口402、存储器403通过通信总线404完成相互间的通信；

存储器403，用于存放计算机程序；

处理器401，用于执行存储器403上所存放的程序时，实现上述任一功率控制方法的步骤。

需要说明的是，上述电子设备提到的通信总线404可以是PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。该通信总线404可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口402用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器403可以包括RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器401可以是通用处理器，包括：CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、NP(Network Processor，网络处理器)等；还可以是DSP(Digital SignalProcessing，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本发明实施例的电子设备中，处理器通过执行存储器上所存放的程序，通过对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行初始化，根据网络参数的初始值，得到ΓG的初始值，网络参数包括：目标信干噪比和信道增益；周期性对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行检测，每个检测周期后，获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值；若ΓG的更新值与初始值不相等，将初始值更新为ΓG的更新值，若判断ΓG的更新值的谱半径不小于1，将宏小区覆盖的用户中上下行分离用户或微用户中信干噪比最差的用户移除；返回获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值的步骤，直至ΓG的更新值的谱半径小于1。之后，根据功率控制公式确定每个用户的功率。本发明实施例通过使ΓG的更新值的谱半径小于1，使得每个用户的信干噪比满足目标信干噪比的需求，通过功率控制公式动态更新用户的发射功率，来缓减共道干扰。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述任一功率控制方法的步骤。

本发明实施例的计算机可读存储介质中存储的指令在计算机上运行时，通过对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行初始化，根据网络参数的初始值，得到ΓG的初始值，网络参数包括：目标信干噪比和信道增益；周期性对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行检测，每个检测周期后，获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值；若ΓG的更新值与初始值不相等，将初始值更新为ΓG的更新值，若判断ΓG的更新值的谱半径不小于1，将宏小区覆盖的用户中上下行分离用户或微用户中信干噪比最差的用户移除；返回获取并根据宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值的步骤，直至ΓG的更新值的谱半径小于1。之后，根据功率控制公式确定每个用户的功率。本发明实施例通过使ΓG的更新值的谱半径小于1，使得每个用户的信干噪比满足目标信干噪比的需求，通过功率控制公式动态更新用户的发射功率，来缓减共道干扰。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备及可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种功率控制方法，其特征在于，所述方法包括：

对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行初始化，根据所述网络参数的初始值，得到信息矩阵ΓG的初始值，所述网络参数包括：目标信干噪比和信道增益；

其中，矩阵Γ＝diag(Γ₀,Γ₁,…Γ_N)，Γ_i表示用户i的目标信干噪比，矩阵G中的元素

g_ij表示用户i到基站j的信道增益，用户i的服务基站是基站j，g_qj表示用户q到基站j的信道增益，q、i∈{0,1,2,…N}，用户q表示与用户i共道的所有用户，j∈{0,1,2,…M}，N表示用户的个数，M表示基站的个数，且M＝N；

周期性对所述宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行检测，每个检测周期后，获取并根据所述宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值；

若ΓG的更新值与所述ΓG的初始值不相等，将所述ΓG的初始值更新为ΓG的更新值，若判断ΓG的更新值的谱半径不小于1，将所述宏小区覆盖的用户中上下行分离用户或微用户中信干噪比最差的用户移除；

返回所述获取并根据所述宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值的步骤，直至ΓG的更新值的谱半径小于1；

在确定ΓG的更新值的谱半径小于1之后，对于任一用户i，根据功率控制公式：

确定用户i在第k+1步的发射功率P_i(k+1)，P_i(k)表示用户i在第k步的发射功率，

δ(k)＝max{δ₀(k),δ₁(k)…δ_N(k)}，

其中，δ(k)表示第k步的动态更新因子，δ_max表示动态更新因子的最大阈值，P_i ^*(k)表示用户i在第k步更新时对应的帕累托最优发射功率，P_i ^*(k)为所述宏小区覆盖的所有用户的帕累托最优发射功率P^*中用户i对应的元素，P^*＝(I-ΓG)^-1η，γ_i(k)表示用户i在第k步发出上行信号的信干噪比，I为单位矩阵，η表示归一化噪声矩阵，η＝(η₀,η₁,…η_N)，η_i表示用户i的归一化噪声，η_i＝Γ_iσ²/g_ij，σ²为用户受到的加性高斯白噪声的方差，k为大于0的整数。

2.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述宏小区和所述宏小区覆盖的每个微小区具有相同的信道，

所述宏小区覆盖的宏用户的个数为一个，对于所述宏小区覆盖的每个微小区，该微小区覆盖一个上下行分离用户或一个微用户。

3.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，对于任一用户i，在第k+1步对用户i设置发射功率P_i(k+1)时，如果γ_i(k)≥Γ_i，则使P_i(k+1)≤δ(k)P_i(k)，其中，δ(k)≥1。

4.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，对于任一用户i，若γ_i(k)≥Γ_i，则γ_i(k+1)≥Γ_i。

5.一种功率控制装置，其特征在于，所述装置包括：

初始化模块，用于对宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行初始化，根据所述网络参数的初始值，得到信息矩阵ΓG的初始值，所述网络参数包括：目标信干噪比和信道增益；

其中，矩阵Γ＝diag(Γ₀,Γ₁,…Γ_N)，Γ_i表示用户i的目标信干噪比，矩阵G中的元素

g_ij表示用户i到基站j的信道增益，用户i的服务基站是基站j，g_qj表示用户q到基站j的信道增益，q、i∈{0,1,2,…N}，用户q表示与用户i共道的所有用户，j∈{0,1,2,…M}，N表示用户的个数，M表示基站的个数，且M＝N；

矩阵值更新模块，用于周期性对所述宏小区覆盖的每个用户的网络参数进行检测，每个检测周期后，获取并根据所述宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值；

移除用户模块，用于若ΓG的更新值与所述ΓG的初始值不相等，将所述ΓG的初始值更新为ΓG的更新值，若判断ΓG的更新值的谱半径不小于1，将所述宏小区覆盖的用户中上下行分离用户或微用户中信干噪比最差的用户移除；

循环模块，用于返回所述更新模块中获取并根据所述宏小区覆盖的每个用户的网络参数值，得到ΓG的更新值的步骤，直至ΓG的更新值的谱半径小于1；

发射功率确定模块，用于在确定ΓG的更新值的谱半径小于1之后，对于任一用户i，根据功率控制公式：

确定用户i在第k+1步的发射功率P_i(k+1)，P_i(k)表示用户i在第k步的发射功率，

δ(k)＝max{δ₀(k),δ₁(k)…δ_N(k)}，

其中，δ(k)表示第k步的动态更新因子，δ_max表示动态更新因子的最大阈值，P_i ^*(k)表示用户i在第k步更新时对应的帕累托最优发射功率，P_i ^*(k)为所述宏小区覆盖的所有用户的帕累托最优发射功率P^*中用户i对应的元素，P^*＝(I-ΓG)^-1η，γ_i(k)表示用户i在第k步发出上行信号的信干噪比，I为单位矩阵，η表示归一化噪声矩阵，η＝(η₀,η₁,…η_N)，η_i表示用户i的归一化噪声，η_i＝Γ_iσ²/g_ij，σ²为用户受到的加性高斯白噪声的方差，k为大于0的整数。

6.根据权利要求5所述的功率控制装置，其特征在于，所述宏小区和所述宏小区覆盖的每个微小区具有相同的信道，

所述宏小区覆盖的宏用户的个数为一个，对于所述宏小区覆盖的每个微小区，该微小区覆盖一个上下行分离用户或一个微用户。

7.根据权利要求5所述的功率控制装置，其特征在于，对于任一用户i，在第k+1步对用户i设置发射功率P_i(k+1)时，如果γ_i(k)≥Γ_i，则使P_i(k+1)≤δ(k)P_i(k)，其中，δ(k)≥1。

8.根据权利要求5所述的功率控制装置，其特征在于，对于任一用户i，若γ_i(k)≥Γ_i，则γ_i(k+1)≥Γ_i。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-4任一所述的功率控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-4任一所述的功率控制方法的步骤。

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