專利名稱：一種基于LTE-Advanced系統(tǒng)的上行功率調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明應(yīng)用于采用頻譜聚合技術(shù)的LTE-Advanced系統(tǒng)中，屬于上行子載波功率 資源分配部分。
背景技術(shù)：
LTE-A(Long Term Evolution-Advanced，LTE-A)系統(tǒng)支持的系統(tǒng)最小帶寬為 20MHz，最大帶寬達(dá)到100MHz?？紤]到現(xiàn)有頻譜分配方式和規(guī)劃，為了支持如此大帶寬的要 求，3GPP提出了采用頻譜聚合(spectrum aggregation, SA)技術(shù)解決頻帶資源的需求。頻 譜聚合是能夠?qū)⒍鄠€(gè)連續(xù)或非連續(xù)的LTE載波擴(kuò)展成LTE-A系統(tǒng)的傳輸載波的技術(shù)。LTE-Advanced系統(tǒng)中采用SA技術(shù)的上行功率控制與Release’ 8的類似，參考 “3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，沈嘉，pplll-113，根據(jù)公式(1)和(2)分別 計(jì)算子載波(component carrier, CC)的 PUSCH 和 PUCCH 的功率， (1)中，k是CC的標(biāo)號(hào)，Mpusqi是PUSCH的資源塊數(shù)目，P。PUSQI是小區(qū)特定或UE特 定的參數(shù)，α是小區(qū)特定的路徑補(bǔ)償系數(shù)，PL是下行測(cè)量的路徑衰落損耗值，Atf是RRC層 指定的針對(duì)某個(gè)特定MCS (調(diào)制編碼方式)的參數(shù)，f是由高層控制的與小區(qū)特定的發(fā)射功 率控制閉環(huán)修正系數(shù)相關(guān)的函數(shù)。(2)中，Po pucch是小區(qū)特定或UE特定的參數(shù)，PL是下行測(cè)量的路徑衰落損耗值，h 是PUCCH格式參數(shù)，八”—是！^層指定的參數(shù)，g是由高層控制的與小區(qū)特定的發(fā)射功 率控制閉環(huán)修正系數(shù)相關(guān)的函數(shù)。從公式可以看出，這些參數(shù)是閉環(huán)和開環(huán)功率控制參數(shù)，由基站和UE共同決定。UE根據(jù)其小區(qū)分配的等級(jí)有固定的最大發(fā)射功率，即功率控制的結(jié)果必須滿足公 式⑶ 其中，Pmax為UE的最大發(fā)射功率。當(dāng)采用SA技術(shù)，即多個(gè)CC同時(shí)為一個(gè)UE服務(wù)時(shí)，CC根據(jù)各自的功率控制參數(shù)分 別進(jìn)行上行發(fā)射功率控制(transmission power control,TPC)計(jì)算，得到的功率初始值可 能不滿足最大發(fā)射功率要求，此時(shí)需要進(jìn)行功率調(diào)整，即降低TPC初始功率。文獻(xiàn)R1-100201，“ULPC Simultaneous transmission of PUCCH and PUSCHin case of power limitation",Motorola, January 2010，將功率調(diào)整方法歸納為三類CC等 量調(diào)整，CC分類調(diào)整和物理信道分類調(diào)整。其中CC等量調(diào)整方法是指所有CC以相同偏移 量減小功率，由于沒(méi)有考慮CC的特性，對(duì)較高頻譜效率的CC降低相同的功率會(huì)造成較大的 吞吐量損失。文獻(xiàn) Rl-093395, " ULTransmission Power Control in LTE-A, " Samsung, 2009，同時(shí)提出根據(jù)CC的某個(gè)參數(shù)，如調(diào)制編碼方式(Modulation and Coding Scheme,MCS)進(jìn)行功率調(diào)整的方法，理論上可以最大化吞吐量，但算法復(fù)雜度高，對(duì)UE的要求比較 高且造成的時(shí)延比較大。另外，兩種方法都沒(méi)有考慮CC的最小發(fā)射功率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)LTE-Advanced系統(tǒng)采用載波聚合技術(shù)時(shí)上行TPC的初始功率不滿足 UE限制的問(wèn)題，提出了一種兼顧性能和復(fù)雜度的功率調(diào)整方法。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種針對(duì)LTE-Advanced系統(tǒng)的上行功率調(diào)整方法包括以下步驟步驟1，計(jì)算出子載波的PUCCH和PUSCH的TPC初始功率Ppura, k和Ppusqi, k， 步驟2，判斷TPC初始功率是否滿足最大發(fā)射功率限制條件，若滿足，即
ZpCC, =E{PPuccHj<+PpuscH,^ PMAX，則直接跳至步驟7 ；否則進(jìn)入步驟3 ；其中k為子載
波的標(biāo)號(hào)，K為子載波的個(gè)數(shù)，pcc(為子載波k的TPC初始功率，Pmax為UE的最大發(fā)射功率；步驟3，對(duì)子載波分類確定調(diào)整的優(yōu)先級(jí)；步驟4，計(jì)算需要調(diào)整的功率辦屯-Pmax ； 步驟5，根據(jù)步驟3的分類結(jié)果分配調(diào)整偏移量，獲得調(diào)整后的功率
p=| pCCt CCit g (CCi I最高優(yōu)先級(jí)集合} CCt' 一 [Pcc, -Δ, CCk s {CCk I 最高優(yōu)先級(jí)集合}并將已調(diào)整的子載波的優(yōu)先級(jí)設(shè)為最低；其中AkS子載波k即CCk的偏移量，Ak =需要調(diào)整的功率/M，M為最高優(yōu)先級(jí)集合中子載波個(gè)數(shù)；步驟6，定義最小發(fā)射功率ε k，ε k = Ppuoti,k，判斷調(diào)整后的功率Pcq是否滿足最小 發(fā)射功率限制，若滿足，WpCCt ^ ^，則轉(zhuǎn)至步驟7 ；否則，將不滿足最小發(fā)射功率限制的子載 波的功率設(shè)置為其最小發(fā)射功率，轉(zhuǎn)至步驟4。步驟7，PCC<為發(fā)射功率。所述步驟3中子載波分類，根據(jù)分類精度分為兩類法和N類法；兩類法根據(jù)TPC初始功率與TPC前發(fā)射功率的數(shù)值差的正負(fù)將子載波分為兩類， 選擇數(shù)值非正的子載波為優(yōu)先調(diào)整的對(duì)象；N類法根據(jù)TPC初始功率與TPC前發(fā)射功率的差值的大小分類，從負(fù)差到正差將子 載波分為N級(jí)，其中N小于等于子載波的個(gè)數(shù)，級(jí)數(shù)N越多，分類越精細(xì)；數(shù)值差越小，歸入 的類別標(biāo)號(hào)越小，調(diào)整的優(yōu)先級(jí)越高。所述步驟5中偏移量的調(diào)整方法采用等偏移量法，即同一類別的子載波分配相同 的調(diào)整偏移量。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下1.本發(fā)明的分類模塊以CC的TPC初始結(jié)果與TPC前功率的數(shù)值差作為CC特征，可以簡(jiǎn)單而綜合的描述CC的狀態(tài)。2.本發(fā)明考慮CC特征，即以TPC初始結(jié)果與TPC前功率的數(shù)值差為依據(jù)降低功
率，能夠一定程度兼顧吞吐量的損失。3.本發(fā)明考慮了 CC的最小發(fā)射功率值，保證了 PUCCH數(shù)據(jù)的傳輸，間接地保證了 頻譜利用率。4.算法不需要額外的控制信令開銷。5.算法簡(jiǎn)單，運(yùn)算時(shí)延短，易于實(shí)現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明方法流程示意圖；圖2是CC等量調(diào)整法與本發(fā)明簡(jiǎn)化后的算法的吞吐量比較。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。1.分類模塊分類模塊選擇優(yōu)先調(diào)整功率的CC。分類標(biāo)準(zhǔn)是TPC初始功率與TPC前發(fā)射功率的 數(shù)值差。上行TPC是由小區(qū)特定參數(shù)或UE特定參數(shù)、路徑損耗、分配資源塊大小、MCS和閉 環(huán)修正函數(shù)等共同決定，所以本模塊用TPC結(jié)果表征CC特性。當(dāng)TPC初始功率與TPC前發(fā) 射功率數(shù)值差為正，說(shuō)明TPC前的功率不足以支持本次傳輸，要求其增加功率；反之，說(shuō)明 TPC前的功率有富余量，可以減小或保持功率。本發(fā)明的調(diào)整策略是盡可能滿足CC增大功 率的需求，即優(yōu)先選擇有功率富余的CC進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)分類精度分為兩類法和N類法。兩類法根據(jù)TPC初始功率與TPC前發(fā)射功率的數(shù)值差的正負(fù)將CC分為兩類，選擇 數(shù)值非正的CC為優(yōu)先調(diào)整的對(duì)象。N類法根據(jù)TPC初始功率與TPC前發(fā)射功率的差值的大小分類，從負(fù)差到正差將 CC分為N級(jí)，其中N小于等于CC的個(gè)數(shù)。級(jí)數(shù)N越多，分類越精細(xì)。數(shù)值差越小，歸入的類 別標(biāo)號(hào)越小，調(diào)整的優(yōu)先級(jí)越高。2.調(diào)整模塊調(diào)整模塊對(duì)分類模塊結(jié)果選出的CC分配調(diào)整偏移量，目標(biāo)是以不同的系數(shù)降低 TPC初始功率從而使最終的發(fā)射功率滿足最大發(fā)射功率限制。調(diào)整算法采用等偏移量法，即 同一類別的CC分配相同的調(diào)整偏移量。3.最小功率限制模塊為了保證上行控制信令的正確傳輸，定義CCk的最小發(fā)射功率為ε k，ε k = Ppucch, k。最小功率限制模塊驗(yàn)證調(diào)整后的結(jié)果是否滿足最小功率受限條件，滿足則完成功率調(diào)整 過(guò)程，否則返回調(diào)整模塊，直到同時(shí)滿足最大、最小發(fā)射功率限制條件。詳細(xì)流程上行功率控制詳細(xì)流程如下，流程圖見(jiàn)圖1。步驟1，根據(jù)上行功率控制公式⑴和(2)分別計(jì)算出PUSCH和PUCCH的TPC初始
功率 PpusCH, k 禾口 PpUCCH，k。步驟2，判斷TPC初始功率是否滿足最大發(fā)射功率限制條件。若滿足，即
，其中 k 為 CC 的標(biāo)號(hào)，K 為 CC 的個(gè)數(shù)，P,，為 CCk 的
TPC初始功率，Pmax為UE的最大發(fā)射功率。直接跳至步驟7 ；否則，進(jìn)入步驟3。步驟3，對(duì)CC分類確定調(diào)整的優(yōu)先級(jí)(分類模塊)選擇兩類法，轉(zhuǎn)至步驟3. 1 ；選 擇N類法，轉(zhuǎn)至步驟3. 2。步驟3. 1，(兩類法)比較TPC初始功率與TPC之前的發(fā)射功率，將CC分為兩類， 其中Pcct [中-1)]為TPC前CCk的發(fā)射功率。APCCi SO歸為優(yōu)先調(diào)整類別，APcq. >0歸為次級(jí)調(diào)整類別。步驟3. 2，(N類法)比較TPC初始功率與TPC之前的發(fā)射功率， 根據(jù)由小到大排列的APcc,.確定CCk的調(diào)整順序，最小的APcc,.歸為標(biāo)號(hào)為1的集合， 最大的APcq,.歸為標(biāo)號(hào)為N的集合。N的取值范圍為[1，K]。步驟4，計(jì)算需要調(diào)整的功率為

步驟5，根據(jù)分類結(jié)果分配調(diào)整偏移量(調(diào)整模塊)對(duì)優(yōu)先級(jí)最高的集合調(diào)整功 率，集合中每個(gè)子載波分配的偏移量相等=Ak=需要調(diào)整的功率/M，其中AkSCCk的偏移 量，M為該集合的CC個(gè)數(shù)。調(diào)整后的功率為 同時(shí)，將已調(diào)整的CCk的優(yōu)先級(jí)設(shè)為最低。步驟6，(最小功率限制模塊)根據(jù)步驟1的計(jì)算可知CCk的PUCCH的TPC初始功
率，定義最小發(fā)射功率￡k，￡k = PPUOTI,k。步驟6. 1，判斷調(diào)整結(jié)果1^是否滿足最小發(fā)射功率限制。若滿足，即PCCi \，則 轉(zhuǎn)至步驟7 ；否則，轉(zhuǎn)至步驟6. 2。步驟6. 2，將不滿足最小發(fā)射功率限制的CC的功率設(shè)置為其最小發(fā)射功率，轉(zhuǎn)到 步驟4。步驟7，按照？叫分配發(fā)射功率。圖2所示仿真為CC等量調(diào)整法與本發(fā)明簡(jiǎn)化后的算法的吞吐量比較。圖中的方 法1為CC等量調(diào)整法，即當(dāng)UE的TPC初始結(jié)果不滿足最大發(fā)射功率時(shí)，所有的CC分配相 等的調(diào)整量。方法2為本發(fā)明簡(jiǎn)化的算法，采用兩類法分類和等偏移量調(diào)整。假設(shè)在TPC 前的功率為UE允許的最大功率，TPC后的功率與之比較。假設(shè)CC的最小功率限制值為固 定常數(shù)。發(fā)射功率的分配都是理論隨機(jī)的。從圖中可以看出，在不同CC個(gè)數(shù)的情況下，方法2的平均吞吐量總是高于方法1 的，即方法1造成的性能損失更大。
權(quán)利要求
一種基于LTE Advanced系統(tǒng)的上行功率調(diào)整方法，其特征是包括步驟1，計(jì)算出子載波的PUCCH和PUSCH的TPC初始功率PPUCCH，k和PPUSCH，k；步驟2，判斷TPC初始功率是否滿足最大發(fā)射功率限制條件，若滿足，即則直接跳至步驟7；否則進(jìn)入步驟3；其中k為子載波的標(biāo)號(hào)，K為子載波的個(gè)數(shù)，為子載波k的TPC初始功率，PMAX為UE的最大發(fā)射功率；步驟3，對(duì)子載波分類確定調(diào)整的優(yōu)先級(jí)；步驟4，計(jì)算需要調(diào)整的功率步驟5，根據(jù)步驟3的分類結(jié)果分配調(diào)整偏移量，獲得調(diào)整后的功率并將已調(diào)整的子載波的優(yōu)先級(jí)設(shè)為最低；其中Δk為子載波k即CCk的偏移量，Δk＝需要調(diào)整的功率/M，M為最高優(yōu)先級(jí)集合中子載波個(gè)數(shù)；步驟6，定義最小發(fā)射功率εk，εk＝PPUCCH，k，判斷調(diào)整后的功率是否滿足最小發(fā)射功率限制，若滿足，即則轉(zhuǎn)至步驟7；否則，將不滿足最小發(fā)射功率限制的子載波的功率設(shè)置為其最小發(fā)射功率，轉(zhuǎn)至步驟4。步驟7，為發(fā)射功率。FSA00000203673000011.tif,FSA00000203673000012.tif,FSA00000203673000013.tif,FSA00000203673000014.tif,FSA00000203673000015.tif,FSA00000203673000016.tif,FSA00000203673000017.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于LTE-Advanced系統(tǒng)的上行功率調(diào)整方法，其特征是 步驟1中子載波的PUCCH和PUSCH的TPC初始功率根據(jù)以下公式計(jì)算 · PL (k) + Δ TF (k)+f (k) 其中，k是子載波的標(biāo)號(hào)，Mpusch是PUSCH的資源塊數(shù)目，Pclpusqi是小區(qū)特定或UE特定的 參數(shù)，α是小區(qū)特定的路徑補(bǔ)償系數(shù)，PL是下行測(cè)量的路徑衰落損耗值，Atf是RRC層指定 的針對(duì)某個(gè)特定調(diào)制編碼方式的參數(shù)，f是由高層控制的與小區(qū)特定的發(fā)射功率控制閉環(huán) 修正系數(shù)相關(guān)的函數(shù)，h是PUCCH格式參數(shù)，Af puoti是RRC層指定的參數(shù)，g是由高層控制 的與小區(qū)特定的發(fā)射功率控制閉環(huán)修正系數(shù)相關(guān)的函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于LTE-Advanced系統(tǒng)的上行功率調(diào)整方法，其特征是 步驟3所述子載波分類根據(jù)分類精度分為兩類法和N類法；兩類法根據(jù)TPC初始功率與TPC前發(fā)射功率的數(shù)值差的正負(fù)將子載波分為兩類，選擇 數(shù)值非正的子載波為優(yōu)先調(diào)整的對(duì)象；N類法根據(jù)TPC初始功率與TPC前發(fā)射功率的差值的大小分類，從負(fù)差到正差將子載波 分為N級(jí)，其中N小于等于子載波的個(gè)數(shù)，級(jí)數(shù)N越多，分類越精細(xì)；數(shù)值差越小，歸入的類 別標(biāo)號(hào)越小，調(diào)整的優(yōu)先級(jí)越高。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于LTE-Advanced系統(tǒng)的上行功率調(diào)整方法，其特征是 步驟5所述偏移量的調(diào)整方法采用等偏移量法，即同一類別的子載波分配相同的調(diào)整偏移 量。
全文摘要
本發(fā)明提出上行功率調(diào)整方法，應(yīng)用于采用頻譜聚合技術(shù)的LTE-Advanced系統(tǒng)中，屬于上行子載波功率資源分配部分。本方法主要包括步驟首先，根據(jù)上行功率控制公式計(jì)算出PUSCH和PUCCH的TPC初始功率PPUSCH，k和PPUCCH，k，判斷是否滿足最大發(fā)射功率限制條件，不滿足的進(jìn)行如下步驟，采用兩類法或N類法對(duì)子載波分類，根據(jù)分類結(jié)果分配調(diào)整偏移量對(duì)優(yōu)先級(jí)最高的集合調(diào)整功率，判斷調(diào)整結(jié)果是否滿足最小發(fā)射功率限制。本發(fā)明考慮以TPC初始結(jié)果與TPC前功率的數(shù)值差為依據(jù)降低功率，能夠一定程度兼顧吞吐量的損失。考慮了子載波的最小發(fā)射功率值，保證了PUCCH數(shù)據(jù)的傳輸，間接地保證了頻譜利用率。本發(fā)明不需要額外的控制信令開銷，算法簡(jiǎn)單，運(yùn)算時(shí)延短，易于實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04W52/14GK101895976SQ201010235140
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者喬曉瑜, 葉海納, 張華晶, 徐少毅, 談?wù)褫x, 趙超, 黃清 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)