技术领域
[0001] 本
发明属于通信技术领域，具体涉及一种LTE系统上行功率控制的方法和系统。
背景技术
[0002] 由于3GPP(3rd Generation Partnership Project)LTE(Long Term Evolution，长期演进)上行采用基于
正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)的单载波频分多址(Single-Carrier Frequency DivisionMultiple Access，SC-FDMA)技术，一个小区内不同用户设备(User Equipment，UE)的上行
信号之间是相互正交的，因此不存在码分多址(Code Division MultipleAccess，CDMA)系统因远近效应而进行功率控制的必要性。
[0003] LTE上行功率控制主要用于补偿信道的路径损耗，并用于抑制小区间干扰。小区间干扰抑制的功控机制和单小区功控不同。单小区功控只用于路损补偿，当一个UE的上行信道
质量下降时，基站可以完全根据该UE的需要指示UE加大发射功率。但当考虑多个小区的总
频谱效率最大化时，简单地提高小区边缘UE的发射功率反而会增加对相邻小区的干扰。小区间干扰的增加造成整个系统容量的下降。故应该采用“部分路损补偿”的功控技术，即从整个系统总容量最大化
角度考虑，限制小区边缘UE功率提升的幅度。
[0004] 对于LTE系统，在同频组网的情况下，UE发射功率大，会对邻区产生较大的干扰，但UE发射功率小，会降低系统吞吐量；另外，对于LTE系统，是在单位资源
块(Resource Block，RB)上考虑UE发射功率的
功率谱密度(PowerSpectrum Density，PSD)，若UE的发射功率一定，单位RB上的发射功率随其所占RB数的不同而变化，故需要综合考虑干扰、功率和资源分配数量等因素来合理确定UE的发射功率，使网络整体性能达到最优。
[0005] 国内
专利申请号为200710178093.7、
发明名称为“一种无线通信系统上行(反向)链路功率控制方法”提出了一种部分功率控制方法，属于开环功控方式，且没有考虑干扰的因素。国内专利申请号为200810096198.2、发明名称为“路损补偿因子配置方法和装置”给出了针对LTE系统的一种路损补偿系数调整方法，考虑了干扰因素，基站通过调整路损补偿系数从而调整上行发射功率并通知给UE，但不能保证将发射功率利用最大化，也没有考虑将功率控制与资源分配相结合来整体提升系统性能。
发明内容
[0006] 本发明要解决的主要技术问题是，提供一种LTE系统上行功率控制的方法和系统。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种LTE系统上行功率控制的方法，包括：
[0008] 基站确定用户设备对邻区的平均干扰下限M以及配置用户设备对邻区的平均干扰上限M′，然后根据用户设备对邻区的平均干扰上、下限及用户设备的路损确定基站的路损补偿系数β；
[0009] 基站根据路损补偿系数β计算考虑邻区干扰时单位资源块上的功率授权Δ′TF(i)，然后根据功率授权Δ′TF(i)获得物理上行共享信道PUSCH所占用的资源块数MPUSCH(i)以及调制编码方式；将资源块数、调制编码方式、目标信干噪比与实际接收信干噪比的差值f(i)通过上行授权下发给用户设备，用户设备根据资源块数和调制编码方式通过计算或查表得到ΔTF(i)，然后用户设备根据ΔTF(i)及f(i)、MPUSCH(i)调整发射功率。
[0010] 具体的，所述邻区的平均干扰下限M等于：
[0011]
[0012] 其中，PCMAX为用户设备的最大发射功率，PL为用户设备到基站的路损，PLn为用户设备到第n(n＝1，2，...，N)个邻区基站的路损。
[0013] 进一步，通过用户设备对邻区的平均干扰上、下限及用户设备的路损确定基站的路损补偿系数β具体为：
[0014] 当用户设备的路损值小于等于平均干扰为上限M′所对应的路损值PL1，即当1
PL≤PL 时，β＝1；
[0015] 当用户设备的路损值大于平均干扰为上限M′所对应的路损值PL1，小于等于路损max 1 max最大值PL ，即当PL ＜PL≤PL 时，β＝(M′-M)/PL。
[0016] 进一步，基站确定考虑邻区干扰时单位资源块上的功率授权Δ′TF(i)具体为：
[0017] 当用户设备的路损值小于等于平均干扰为上限M′所对应的路损值PL1即1
PL≤PL 时，功率授权Δ′TF(i)＝PCMAX-PL-(P0+f(i))，其中PCMAX为用户设备的最大发射功率，PL为用户设备物理层测量的下行路损，f(i)为功率调整量等于目标信干噪比与实际接收信干噪比的差值，P0为维持基准业务时的接收功率；
[0018] 当用户设备的路损值大于平均干扰为上限M′所对应的路损值PL1，小于等于路损1 max
最大值PLmax即PL ＜PL≤PL 时，功率授权Δ′TF(i)＝PCMAX-PL-(P0+f(i))-(1-β)PL，其中PCMAX为用户设备的最大发射功率，PL为用户设备物理层测量的下行路损，f(i)为功率调整量等于目标信干噪比与实际接收信干噪比的差值，P0为维持基准业务时的接收功率。
[0019] 进一步，所述基站根据考虑邻区干扰时单位资源块上的功率授权Δ′TF(i)获得资源块数和调制编码方式具体为：查找ΔTF表，在满足ΔTF≤Δ′TF(i)的所有资源数及编码调制方式的组合里，资源块数MPUSCH(i)同时满足公式 和TS36.211中规定 其中， 为物理上行共享信道
PUSCH所占资源数， 为上行系统带宽最大单位资源块数，α2、α3、α5为非负整数，在满足保证比特速率GBR要求的前提下保证频谱效率最大化，选取调制编码方式最大的资源块数及调制编码方式组合。
[0020] 进一步，所述用户设备根据资源块数和调制编码方式通过计算得到ΔTF(i)具体为：
[0021] 用户设 备根据调 制编码方 式索引IMCS获得传 输块大小 索引ITBS，再 由 ITBS 与NPRB查 找 传 输 块 大 小 表 获 得 传 输 块 大 小，然 后 根 据 公 式计算得到ΔTF(i)，其中，TBS为传输块大小，LCRC为循环冗余校验码的长度，NPRB＝MPUSCH(i)为分配的资源块数， 为一个资源块中的子载
波数， 为一个子
帧中物理上行共享信道所占用的单载波频分多址符号数；
[0022] 或者，用户设备根据调制编码方式索引IMCS获得传输块大小索引ITBS，然后由NPRB及ITBS查找ΔTF表即可获得ΔTF(i)，其中NPRB＝MPUSCH(i)为分配的资源块数。
[0023] 进一步，所述用户设备根据ΔTF(i)及f(i)、MPUSCH(i)调整发射功率具体为：用户设备通过PPUSCH(i)＝P0+PL+ΔTF(i)+f(i)调整其发射功率。
[0024] 优选的，还包括基站配置用户设备的基准业务的接收功率为定值、用户设备的路损补偿参数为1的步骤。
[0025] 一种LTE系统，包括基站和用户设备，基站首先确定用户设备对邻区的平均干扰下限M以及配置用户设备对邻区的平均干扰上限M′；其次，再根据用户设备对邻区的平均干扰上、下限及用户设备的路损确定基站的路损补偿系数β；再者，根据路损补偿系数β计算考虑邻区干扰时单位资源块上的功率授权Δ′TF(i)，然后根据功率授权Δ′TF(i)获得物理上行共享信道所占用的资源块数MPUSCH(i)以及调制编码方式；将资源块数、调制编码方式、目标信干噪比与实际接收信干噪比的差值f(i)通过上行授权下发给用户设备；
[0026] 用户设备根据资源块数和调制编码方式通过计算或查表得到ΔTF(i)，然后用户设备根据ΔTF(i)及f(i)、MPUSCH(i)调整发射功率。
[0027] 进一步，所述邻区的平均干扰下限M等于：
[0028]
[0029] 其中，PCMAX为用户设备的最大发射功率，PL为用户设备到服务基站的路损，PLn为用户设备到第n(n＝1，2，...，N)个邻区基站的路损。
[0030] 本发明的有益效果是：与
现有技术相比，本发明通过动态调整基站端的路损补偿系数，从而确定考虑邻区干扰时单位RB上的功率授权，根据功率授权确定合理的RB数和MCS并通知给用户设备，用户设备根据资源块数和调制编码方式通过计算或查表得到ΔTF(i)，然后用户设备根据ΔTF(i)及f(i)、MPUSCH(i)调整发射功率，提高了系统的性能。
附图说明
[0031] 图1为本发明提供的一种
实施例方法
流程图；
[0032] 图2为UE对邻区的平均干扰下限计算示意图；
[0033] 图3为路损补偿系数、路损与UE对邻区平均干扰的关系示意图。
具体实施方式
[0034] 下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0035] 本发明的上行功率控制方法的目的是在邻小区干扰的限制下，基站根据用户设备UE的路损来动态调整路损补偿系数，从而确定考虑邻区干扰时单位RB上的功率授权，同时兼顾资源分配，根据功率授权确定合理的RB数和MCS(Modulation and Code Scheme，调制编码方式)并通知给UE进行发射功率调整，提高了系统的性能。
[0036] 首先对LTE系统上行功率控制相关内容进行介绍。
[0037] LTE系统的上行功率控制如下：小区内所有UE在每一子帧内对其物理上行共享信道(Physical Uplink Shared Channel，PUSCH)的发射功率均要进行一次功率设置。具体到每一子帧i而言，3GPP TS36.213协议给出了PUSCH的发射功率的公式如下：
[0038] PPUSCH(i)＝min{PCMAX，10log10(MPUSCH(i))+PO_PUSCH(j)+α·PL+ΔTF(i)+f(i)} (1)[0039] 其中，PCMAX为UE的最大发射功率；MPUSCH(i)为PUSCH占用的RB数；PO_PUSCH(j)包括两部分：小区级参数PO_NOMINAL_PUSCH(j)和UE级参数PO_UE_PUSCH(j)；α为路损补偿系数；PL为UE物理层测量的下行路损；ΔTF(i)为MCS补偿因子；f(i)为功率调整量。
[0040] 另外，由于本发明涉及ΔTF(i)的计算，故将协议TS36.213中ΔTF(i)相关公式介绍如下：当KS＝1.25时， 当KS＝0时，ΔTF(i)＝0；Ks的具体取值通过高层参数deltaMCS-Enabled给定；其中，若PUSCH只承载控制信息，MPR＝OCQI/NRE，且 否则， 且 其中，C为码块个数；Kr表
示第r个码块大小；OCQI表示包含CRC(Cyclic RedundancyCheck，循环冗余校验)在内的CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)比特数， 为
数据传输的RE(Resource Element，资源单元)数。
[0041] 本发明中涉及的RRC(Radio Resource Control，无线资源控制 )参数deltaMCS-Enabled使能，且PUSCH不是只承载控制信息，故KS＝1.25， 则ΔTF(i)MPR·1.25
＝10log10(2 -1)，其中， 其中C为码块个数；Kr表示第r个码块大小；
为数据传输的RE数。
[0042] 下面对于单RB的情况进行分析：
[0043] 在不考虑PCMAX的限制的情况下，单位RB上的发射功率可以表示为：
[0044] PPUSCH(i)＝PO_PUSCH(j)+α·PL+ΔTF(i)+f(i) (2)
[0045] 各参数的物理意义为：路损补偿系数α用于控制对相邻小区的干扰；ΔTF(i)用于进行UE的功率授权，假设ΔTF(i)＝0对应的业务即为基准业务，根据公式ΔTF(i)MPR·1.25＝10log10(2 -1)可知，此时的MCS对应调制方式为QPSK(QuadraturePhase Shift Keying，
正交相移键控)且编码速率为2/5；PO_PUSCH(j)为维持基准业务时的接收功率(以下简写为P0)；f(i)用于根据信道状态维持和调整P0。
[0046] 对于单小区，不考虑对邻区的干扰，取α＝1，UE做全路损补偿，此时，[0047] PPUSCH(i)＝P0+PL+ΔTF(i)+f(i) (3)
[0048] 单位RB上的功率授权为
[0049] ΔTF(i)＝PCMAX-PL-(P0+f(i)) (4)
[0050] 此时UE最大允许发射功率Pmax＝PCMAX。
[0051] 对于多小区，考虑UE对邻区的干扰，UE应做部分路损补偿，不过通过公式的调整，我们可以将路损补偿移到在ΔTF(i)中，通过基站的路损补偿系数β的调整得到考虑邻区干扰时单位RB上的功率授权ΔTF(i)，而UE端路损补偿系数仍配置为1，做全路损补偿。
[0052] 在基站端，用β来替换α对公式(2)做如下调整：
[0053] PPUSCH(i)＝P0+βPL+ΔTF(i)+f(i)
[0054] ＝P0+PL+(ΔTF(i)-(1-β)PL)+f(i) (5)
[0055] 令Δ′TF(i)＝ΔTF(i)-(1-β)PL为考虑小区间干扰的功率授权。则有：
[0056] PPUSCH(i)＝P0+PL+Δ′TF(i)+f(i) (6)
[0057] 考虑邻区干扰时单位RB上的功率授权为：
[0058] Δ′TF(i)＝PCMAX-PL-(P0+f(i))-(1-β)PL (7)
[0059] 因此考虑小区间干扰控制因素后的UE最大允许发射功率为Pmax＝PCMAX-(1-β)PL。
[0060] 对比公式(6)与公式(3)可知，两者的差别在于功率授权的不同。
[0061] 由于α∈{0，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1}，而β∈[0，1]，故在基站对β的调整更加灵活，通过其对Δ′TF(i)的影响(见公式(7))来调整MCS，从而调整发射功率。
[0062] 请参考图1，本发明实施例提供的功率控制方案，具体步骤如下：
[0063] 步骤101：基站RRC层为UE配置初始的开环功控参数：配置P0(基准业务的接收功率，为定值)；配置路损补偿系数α＝1。
[0064] 步骤102：UE端测量下行路损PL，此时单位RB上的发射功率为PPUSCH(i)＝P0+PL。
[0065] 步骤103：基站确定f(i)。
[0066] f(i)用目标信干噪比(SINR ：Signal to Interference pulse Noise Ratio)与实际接收SINR的差值来表示，反映信道质量的好坏，从而调整接收功率P0，在保证实际发射功率不变的情况下，功率授权会随着信道质量而变化。
[0067] 举例说明：若某MCS下的目标SINR为10dB，而实际接收的SINR为12dB，则说明此时信道条件较好，f(i)＝-2dB，则可以将基准业务的接收功率P0+f(i)降低2dB，从而使Δ′TF(i)提高2dB，即在实际发射功率不变的情况下，将信道变好的2dB用于MCS的提升。
[0068] 步骤104：基站确定UE对邻区的平均干扰下限M。
[0069]
[0070] 其中，PL为UE到服务基站的路损，PLn为UE到第n(n＝1，2，...N)个邻区基站的路损，如图2所示。
[0071] PL和PLn实际中可以测得，则可以通过公式(8)获得M值。
[0072] 步骤105：由外场测试经验值配置UE对邻区的平均干扰上限M′。
[0073] 步骤106：通过UE对邻区的平均干扰上、下限及UE的路损确定基站的路损补偿系数β。
[0074] 请参阅图3，若取β＝0，UE不做任何路损补偿，则随着PL的变化UE对邻区的平均干扰始终维持在M；若β取最大值1时，对邻区的平均干扰为上限M′所对应的路损值为1
PL，可看作干扰受限区域(小区中心区域)与功率受限区域(小区边缘区域)的路损临界max
值；而当路损达到最大值PL (可由链路预算获得)时，对邻区的平均干扰为上限M′所对应的基站路损补偿系数为β0。
[0075] 当UE的路损值PL≤PL1时，β＝1；
[0076] 当PL1＜PL≤PLmax时，
[0077] β＝(M′-M)/PL (9)
[0078] 步骤107：基站确定考虑邻区干扰时单位RB上的功率授权Δ′TF(i)。
[0079] 当UE的路损值PL≤PL1时，功率授权Δ′TF(i)＝PCMAX-PL-(P0+f(i))；
[0080] 当 UE 的 路 损 值 PL1 ＜ PL ≤ PLmax 时， 功 率 授 权 Δ ′ TF(i) ＝PCMAX-PL-(P0+f(i))-(1-β)PL。
[0081] 步骤108：确定RB数MPUSCH(i)及MCS。
[0082] 由于UE的发射功率对资源分配有很大的影响，对于多RB的情况，由考虑邻区干扰时单位RB上的功率授权Δ′TF(i)，可使RB数MPUSCH(i)必须满足下述公式：
[0083]
[0084] 其中，该RB数为调度和资源分配提供了RB数分配上限。
[0085] 由Δ′TF(i)值查找ΔTF表，在满足ΔTF≤Δ′TF(i)的所有RB数及MCS的组合里，RB数同时满足公式(10)和TS36.211中规定 (其中为PUSCH所占资源数， 为上行系统带宽最大RB数，α2，α3，α5为非负整数)，且依据在满足GBR(Guaranteed Bit Rate，保证比特速率)要求的前提下保证频谱效率最大化的原则，选取MCS最大的RB数及MCS组合。
[0086] ΔTF表的获得具体为，ΔTF(i)与TBS(Transport Block Size，传输块大小)的关系表达式为：
[0087]
[0088] 其中，TBS为传输块大小，LCRC为CRC长度，NPRB为分配的RB数， 为一个RB中的
子载波数， 为一个子帧中PUSCH所占用的SC-FDMA符号数。根据公式(11)及LTE协议TS36.213中规定的TBS索引ITBS与NPRB确定的TBS表，即可得到相应的ITBS与NPRB确定的ΔTF表。
[0089] 步骤109：基站将本次计算f(i)、MPUSCH(i)、MCS通过上行授权下发给UE。
[0090] 基站端MAC层将f(i)、MPUSCH(i)、MCS等信息以上行授权的形式通过DCI0(Downlink Control Information Type 0，下行控制信息格式0)下发给物理层。
[0091] 步骤110：UE根据RB数MPUSCH(i)及MCS通过计算或查表获得本次的功率授权ΔTF(i)。
[0092] 基站端物理层将DCI0信息传输给UE端物理层，UE端MAC层解调获得f(i)、MPUSCH(i)、MCS信息。
[0093] UE根据RB数MPUSCH(i)及MCS通过计算获得本次的ΔTF(i)具体为：UE由LTE协议TS36.213中的TBS索引ITBS与MCS的索引IMCS的对应关系获得ITBS，由LTE协议TS36.213中的ITBS与NPRB确定的TBS表获得TBS，再由公式(11)得到功率授权ΔTF(i)。
[0094] 或者，UE根据RB数MPUSCH(i)及MCS通过查表获得本次的ΔTF(i)具体为：UE由LTE协议TS36.213中的ITBS与MCS的索引IMCS的对应关系获得ITBS，然后根据协议规定由NPRB(NPRB＝MPUSCH(i)为分配的资源块数)及ITBS查找ΔTF表即可获得功率授权ΔTF(i)，此处UE端维护的ΔTF表与基站端维护的ΔTF表一致。
[0095] 步骤111：UE根据ΔTF(i)及f(i)、RB数MPUSCH(i)调整发射功率。
[0096] 根据上述方法，本实施例还公开一种LTE系统，包括基站和用户设备，基站首先确定用户设备对邻区的平均干扰下限M以及配置用户设备对邻区的平均干扰上限M′，其中：
[0097]
[0098] 其中，PCMAX为用户设备的最大发射功率，PL为用户设备到服务基站的路损，PLn为用户设备到第n(n＝1，2，...，N)个邻区基站的路损；其次，再根据UE对邻区的平均干扰上限M′、下限M及用户设备的路损确定基站的路损补偿系数β；再者，根据路损补偿系数β计算考虑邻区干扰时的单位RB上的功率授权Δ′TF(i)，然后根据功率授权Δ′TF(i)获得物理上行共享信道所占用的资源块数MPUSCH(i)以及调制编码方式，然后将资源块数、调制编码方式、目标信干噪比与实际接收信干噪比的差值f(i)通过上行授权下发给用户设备。
[0099] 用户设备根据资源块数和调制编码方式通过计算或查表得到ΔTF(i)，然后用户设备根据ΔTF(i)及f(i)、MPUSCH(i)调整发射功率。
[0100] 所述基站根据UE对邻区的平均干扰上、下限及用户设备的路损确定基站的路损补偿系数β具体为：
[0101] 当用户设备的路损值小于等于平均干扰为上限M′所对应的路损值PL1，即当1
PL≤PL 时，则β＝1；
[0102] 当用户设备的路损值大于平均干扰为上限M′所对应的路损值PL1，小于等于路损max 1 max最大值PL ，即当PL ＜PL≤PL 时，则β＝(M′-M)/PL。
[0103] 基站确定考虑邻区干扰时单位RB上的功率授权Δ′TF(i)具体为：
[0104] 当用户设备的路损值小于等于平均干扰为上限M′所对应的路损值PL1即1
PL≤PL 时，功率授权Δ′TF(i)＝PCMAX-PL-(P0+f(i))，其中PCMAX为用户设备的最大发射功率，PL为用户设备物理层测量的下行路损，f(i)为功率调整量等于目标信干噪比与实际接收信干噪比的差值，P0为维持基准业务时的接收功率；
[0105] 当用户设备的路损值大于平均干扰为上限M′所对应的路损值PL1，小于等于路损max 1 max最大值PL 即PL ＜PL≤PL 时，功率授权Δ′TF(i)＝PCMAX-PL-(P0+f(i))-(1-β)PL，其中PCMAX为用户设备的最大发射功率，PL为用户设备物理层测量的下行路损，f(i)为功率调整量等于目标信干噪比与实际接收信干噪比的差值，P0为维持基准业务时的接收功率。
[0106] 进一步的，基站根据考虑邻区干扰时单位RB上的功率授权Δ′TF(i)获得资源块数和调制编码方式具体为：查找ΔTF表，在满足ΔTF≤Δ′TF(i)的所有资源数及编码调制方式的组合里，资源块数MPUSCH(i)同时满足公式 和TS36.211中规定 (其中 所占资源数，
为上行系统带宽最大RB数，α2，α3，α5为非负整数)，在满足GBR要求的前提下保证频谱效率最大化，选取调制编码方式最大的资源块数及调制编码方式组合。
[0107] 其中，基站端ΔTF表的获得具体为，根据公式(11)及LTE协议TS36.213中规定的TBS索引ITBS与NPRB确定的TBS表，即可得到相应的ITBS与NPRB确定的ΔTF表。
[0108] 进一步的，用户设备端根据资源块数和调制编码方式通过计算得到ΔTF(i)具体为：UE由LTE协议TS36.213中的TBS索引ITBS与MCS的索引IMCS的对应关系获得ITBS，由LTE协议TS36.213中的ITBS与NPRB确定的TBS表获得TBS，再由公式(11)得到功率授权ΔTF(i)。
[0109] 或者，用户设备根据资源块数和调制编码方式通过查表得到ΔTF(i)具体为：UE由LTE协议TS36.213中的ITBS与MCS的索引IMCS的对应关系获得ITBS，然后根据协议规定由NPRB(NPRB＝MPUSCH(i)为分配的资源块数)及ITBS查找ΔTF表即可获得ΔTF(i)，此处UE维护的ΔTF表与基站端维护的ΔTF表一致。
[0110] 进一步的，用户设备根据ΔTF(i)及f(i)、MPUSCH(i)调整发射功率具体为：用户设备通过公式PPUSCH(i)＝P0+PL+ΔTF(i)+f(i)调整其发射功率。基站配置用户设备的基准业务的接收功率为定值、用户设备的路损补偿参数为1。
[0111] 综上所述，本发明将路损补偿的影响放在功率授权中，RRC固定配置UE端的路损补偿系数为1，而在基站通过测量或仿真获得UE对邻区的平均干扰上下限，在小区中心区域将基站端的路损补偿系数置1，在小区边缘区域随着UE路损的变化，通过动态调整基站的路损补偿系数确定考虑邻区干扰时单位RB上的功率授权，进而确定合理的RB数和MCS，基站将RB数和MCS及f(i)通知给UE进行发射功率调整，从而使UE在小区中心区域以UE最大发射功率发射，在小区边缘区域在保证对邻区干扰一定的前提下，以可允许的最大功率发射。
[0112] 以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
