一种用于载波聚合功控场景下的功率缩减方法转让专利
申请号 : CN201010255782.5
文献号 : CN102378339B
文献日 : 2014-04-16
发明人 : 芮赟 , 李明齐 , 何华明
申请人 : 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
摘要 :
本发明公开了一种用于载波聚合功控场景下的功率缩减方法，该方法首先是对载波的实际功率进行等比例缩减，如果大于载波的功率限制PCMAX，c，则将载波的实际功率截断为PCMAX，c，并把载波被截断的功率分给其余的载波，表示载波的缩减系数，其中PCMAX表示终端的总功率限制，PPUCCH(i)表示控制信道的传输功率，表示含有控制信令的载波的传输功率之和，表示不包含控制信令的载波的传输功率之和，cnoUCI表示不包含控制信令的载波，cUCI表示含有控制信令的载波。本发明所述方法解决了如何使功率缩减对调度器的链路自适应的破坏影响最小的问题，同时在一定程度上减小了对上行调度中功率分配的影响，而且该方法不用重复计算，在性能和复杂度上有一个折中。
权利要求 :
1.一种用于载波聚合功控场景下的功率缩减方法，其特征在于：所述功率缩减方法首先是对载波的实际功率 进行等比例缩减，如果 大于载波的功率限制PCMAX，c，则将载波的实际功率 截断为PCMAX，c，并把载波被截断的功率分给其余的载波， 表示载波的缩减系数， 其中表示终端的总功率限制，PPUCCH(i)表示控制信道的传输功率， 表示含有控制信令的载波的传输功率之和， 表示不包含控制信令的载波的传输功率之和，cnoUCI表示不包含控制信令的载波，cUCI表示含有控制信令的载波； PPUSCH，c(i)表示载波c功控后的功率，PCMAX，c表示载波c的功率限制，PPUCCH(i)表示控制信道的传输功率， 表示载波c截断后的功率。
2.根据权利要求1所述的用于载波聚合功控场景下的功率缩减方法，其特征在于，所述功率缩减方法具体包括以下步骤：第一 步，先对 载波的 实际 功率 进行等 比例 缩减，缩 减系 数若所有载波均满足条件 则功率缩减完成；否则，跳到第二步；
第二步，将所有 的载波的功率截断为PCMAX，c，即令载波的功控后的功率PPUSCH，c(i)=PCMAX，c，此时被截断的载波对应的功率缩减系数wc=1；利用公式获得更新的PT，其中cTRUNC为需要功率截断的载波；用所述更新的PT重复第一步所述的功率缩减方法，直到除被功率截断的载波之外的载波满足条件 此时除被功率截断的载波之外的载波的缩减系数为 功率缩减结束。
3.根据权利要求1所述的用于载波聚合功控场景下的功率缩减方法，其特征在于，所述功率缩减具体包括以下步骤：第一步，把载波的功控功率PPUSCH，c(i)分为两类：类型 表示载波的实际功率，记类型I中PPUSCH，c(i)的总功率为 用CI表示类型I中载波的集合；
类型II：需要对 进行截断，PPUSCH，c(i)=PCMAX，c，记类型II中PPUSCH，c(i)的总功率为 用CII表示类型II中载波的集合；
第二步，对两类PPUSCH，c(i)总体上进行等比例功率分配PI和PII：类型I分配的功率：
类型II分配的功率：
如 果 则 对PII 进行 截 断，并 把 截 断的 功 率 分 给PI，即：第三步，对载波的功控功率PPUSCH，c(i)进行缩减：对类型I有： 解此式可得
对类型II有： 解此式可得
说明书 :
一种用于载波聚合功控场景下的功率缩减方法
技术领域
[0001] 本发明属于无线通信技术领域，涉及上行功率控制中的算法，尤其涉及一种用于载波聚合功控场景下的功率缩减方法。
背景技术
[0002] 目前，IMT-A(dvanced)的标准化工作在国内外受到高度关注。IMT-A规定了下行传输速率达到1Gbps、上行则为500Mbps，并规定了将系统最大支持带宽不小于40MHz作为IMT-A系统的具体技术要求。3GPP为了基于已发布的LTE标准推出了满足IMT-A需求的标准LTE-A，对LTE系统的带宽作进一步的扩展，并确定将采用载波聚合的方式实现系统带宽的扩展。目前，3GPP正在讨论载波聚合下的功率控制方法，其中提到了在上行功控中各个载波发送功率总和大于终端(UE)最大发送功率时，需要对各载波上的发送功率进行缩减，具体的功率缩减系数方法还在进一步讨论中。
[0003] 在LTE-A中，上行功率分配主要用于链路自适应，但是由于UE最大传输总功率的限制，UE将对各载波的功率进行功率缩减，这将破坏链路自适应的效果。在3GPP LTE-A标准化中，诺基亚-西门子网络有限公司联合诺西亚公司提出了一种针对各载波的截断前功率进行等比例功率缩减的方法。在该方法中，提出了一个方程组，用于描述功率缩减的规则，通过解方程组可以获得功率缩减的系数，为方便后续描述将此方法定义为方法B。方法B的求解过程可归纳为：对方程组 进行迭代求解，其中当wc＞1时，要置为wc＝1，然后进行迭代解方程组。由于符合等比例原则，该方法得到的缩减的系数是最优的，但是，该方法可能导致对方程组进行多次迭代求解，这将导致UE处理的复杂化。
[0004] 此外，诺基亚-西门子网络有限公司联合诺西亚公司还提出了一种针对各载波的截断后功率，进行等比例功率缩减的方法，该方法虽然简单，但是却不是最优的，尤其对那些截断前功率比较大的载波进行功率缩减，可能严重破坏链路自适应的效果，这将对传输的平均性能造成比较大的影响。为了方便后续描述，将此方法定义为方法A，方法A可归纳为：
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于载波聚合功控场景下的功率缩减方法，该方法对调度器的链路自适应的破坏影响最小。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
[0007] 一种用于载波聚合功控场景下的功率缩减方法，所述功率缩减方法首先是对载波的实际功率 进行等比例缩减，如果 大于载波的功率限制PCMAX，c，则将载波的实际功率 截断为PCMAX，c，并把载波被截断的功率分给其余的载波， 表示载波的缩减系数， 其中 PCMAX表示终
端的总功率限制，PPUCCH(i)表示控制信道的传输功率， 表示含有控制信令的载
波的传输功率之和， 表示不包含控制信令的载波的传输功率之和，cnoUCI表示不
包含控制信令的载波，cUCI表示含有控制信令的载波。
端的总功率限制，PPUCCH(i)表示控制信道的传输功率， 表示含有控制信令的载
波的传输功率之和， 表示不包含控制信令的载波的传输功率之和，cnoUCI表示不
包含控制信令的载波，cUCI表示含有控制信令的载波。
[0008] 作为本发明的一种优选方案，所述功率缩减方法具体包括以下步骤：
[0009] 第一步，先对载波的实际功率 进行等比例缩减，缩减系数若所有载波均满足条件 则功率缩减完成；否则，
跳到第二步；
跳到第二步；
[0010] 第二步，将所有 的载波的功率截断为PCMAX，c，即令载波的功控后的功率PPUSCH，c(i)＝PCMAX，c，此时被截断的载波对应的功率缩减系数wc＝1；利用公式获得更新的PT，其中cTRUNC为需要功率截
断的载波；用所述更新的PT重复第一步所述的功率缩减方法，直到除被功率截断的载波之外的载波满足条件 此时除被功率截断的载波之外的载波的缩减系数
为 功率缩减结束。
断的载波；用所述更新的PT重复第一步所述的功率缩减方法，直到除被功率截断的载波之外的载波满足条件 此时除被功率截断的载波之外的载波的缩减系数
为 功率缩减结束。
[0011] 作为本发明的另一种优选方案，所述功率缩减具体包括以下步骤：
[0012] 第一步，把载波的功控功率PPUSCH，c(i)分为两类：
[0013] 类型I： 表示载波的实际功率，记类型I中PPUSCH，c(i)的总功率为 ，用CI表示类型I中载波的集合；
[0014] 类型II：需要对 进行截断，PPUSCH，c(i)＝PCMAX，c，记类型II中PPUSCH，c(i)的总功率为 ，用CII表示类型II中载波的集合；
[0015] 第二步，对两类PPUSCH，c(i)总体上进行等比例功率分配PI和PII：
[0016] 类型I分配的功率：
[0017] 类型II分配的功率：
[0018] 如果 则对PII进行截断，并把截断的功率分给PI，即：P′I＝PI+PII-P′II；
[0019] 第三步，对载波的功控功率PPUSCH，c(i)进行缩减：
[0020] 对类型I有： 解此式可得
[0021] 对类型II有： 解此式可得
[0022] 本发明的有益效果在于：本发明所述方法解决了如何使功率缩减对调度器的链路自适应的破坏影响最小的问题，同时在一定程度上减小了对上行调度中功率分配的影响，而且该方法不用重复计算，在性能和复杂度上有一个折中。
附图说明
[0023] 图1为实施例一所述方法的流程图；
[0024] 图2为实施例二所述方法的流程图；
[0025] 图3为仿真结果对比图。
具体实施方式
[0026] 本发明针对各载波的截断前功率进行等比例功率缩减(至少是尽可能是相等的)，把对链路自适应的破坏效果分散到各个载波，从而达到一种类似于分集的效果。为方便本发明的描述，引入以下几个定义：
[0027]
[0028] 表示载波c的调度相关的功率，Mc(i)表示物理资源块数量，P0_PUSCH，c(i)表示分配给PUSCH的名义功率，αc(i)表示服务小区相关的调整参数，PL表示路径损耗，ΔMCS，c(i)表示与编码调制相关的功率调整值，fc(Δ(i))表示由基站功率控制命令决定的功率调整值。
[0029] 功控公式为：
[0030]
[0031] PPUSCH，c(i)表示载波c功控后的功率，PCMAX，c表示载波c的功率限制，PPUCCH(i)表示控制信道的传输功率， 表示载波c截断后的功率。
[0032] PPUCCH(i)＝min(PCMAX，c，P0_PUCCH+PL+h(nHARQ，nCQI)+ΔF_PUCCH(F)+g(i)) (3)[0033] PPUCCH(i)表示控制信道的传输功率，PCMAX，c表示载波c的功率限制，P0_PUCCH表示分配给PUCCH的名义功率，PL表示路径损耗，h(nHARQ，nCQI)表示与PUCCH格式相关的功率调整值，ΔF_PUCCH(F)表示由高层协议配置的功率调整值，g(i)表示由基站功率控制命令决定的功率调整值。
[0034] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
[0035] 实施例一
[0036] 本实施例提供一种用于载波聚合功控场景下的功率缩减方法，该方法首先是对载波的实际功率 进行缩减，如果 ( 表示载波的缩减系数)大于载波的功率限制PCMAX，c，则将载波的功率截断为PCMAX，c，并把载波被截断的功率分给其余的载波，这个过程可以分为以下两步：
[0037] 第一步，先对载波的实际功率 进行等比例缩减，缩减系数若所有载波均满足条件 则功率缩减完成；否
则，跳到第二步；其中 PCMAX表示终端的总功率限制，
PPUCCH(i)表示控制信道的传输功率， 表示含有控制信令的载波的传输功率之
和，cnoUCI表示不包含控制信令的载波(即数据载波)，cUCI表示含有控制信令的载波。
则，跳到第二步；其中 PCMAX表示终端的总功率限制，
PPUCCH(i)表示控制信道的传输功率， 表示含有控制信令的载波的传输功率之
和，cnoUCI表示不包含控制信令的载波(即数据载波)，cUCI表示含有控制信令的载波。
[0038] 第二步，将所有 的载波的功率截断为PCMAX，c，即令PPUSCH，c(i)＝PCMAX，c，此时这些载波对应的功率缩减系数wc＝1；PT减去这些载波缩减后的功率PPUSCH，c(i)，即 获得更新的PT，其中cTRUNC为
需要功率截断的载波；跳到第一步用更新后的PT再进行功率缩减，直到剩余的载波(即除去已经进行功率截断的载波)满足条件 这些载波的缩减系数为：
功率缩减结束。
需要功率截断的载波；跳到第一步用更新后的PT再进行功率缩减，直到剩余的载波(即除去已经进行功率截断的载波)满足条件 这些载波的缩减系数为：
功率缩减结束。
[0039] 本实施例所述的功率缩减方法的优点是直接对每个载波截断前的功率进行缩减，尽可能地减小了对上行调度中功率分配的结果产生的影响，从缩减后的功率分布看，与 的分布更接近，逼近的误差更小。本实施例所述的等比例功率缩减方法适用于对每个PPUSCH，c(i)进行等比例最优的功率缩减，该方法解决了如何使功率缩减对调度器的链路自适应的破坏影响最小的问题。该方法对各载波的截断前功率进行等比例功率缩减，可以把这种破坏影响最小化，从而达到了最优解决。
[0040] 下面为本实施例所述的功率缩减方法的具体应用事例：
[0041] 假设载波聚合有5个载波，由于终端的功率限制，设定每个载波的功率限制分别为PCMAX，1＝260mw，PCMAX，2＝270mw，PCMAX，3＝260mw，PCMAX，4＝280mw，PCMAX，5＝270mw；设定终端的总功率限制为PCMAX＝600mw；设定每个载波的实际功率为终端经过功控公式(2)之后发现 此时需要对各载
波功率进行功率缩减，根据本实施例所述的功率缩减方法可以得出：
波功率进行功率缩减，根据本实施例所述的功率缩减方法可以得出：
[0042] 第一步，
[0043] 第二步： 此时可得w3＝1，PPUSCH，3(i)＝260mw。
[0044] 重复第一步可得： 此时由 可得：
[0045] 实施例二
[0046] 实施例一所述的功率缩减方法是针对每个载波截断前的功率进行等比例缩减，但这个方法需要迭代，而本实施例所述的功率缩减方法是把载波的功率PPUSCH，c(i)分为两类，并将每类作为一个整体进行等比例分配，这样就不需要循环迭代，具体方法如下：
[0047] 第一步，把载波的功率PPUSCH，c(i)分为两类：
[0048] 类型I：应用功控公式(2)后， 记该类PPUSCH，c(i)的总功率为，用CI表示该类载波的集合；
[0049] 类型II：应用功控公式(2)后，需要对 进行截断，PPUSCH，c(i)＝PCMAX，c，记该类PPUSCH，c(i)的总功率为 ，用CII表示该类载波的集合。
[0050] 第二步，对两类PPUSCH，c(i)总体上进行等比例功率分配PI和PII：
[0051] 类型I分配的功率：
[0052] 类型II分配的功率：
[0053] 如果 则对PII进行截断，并把截断的功率分给PI，即：P′I＝PI+PII-P′II。
[0054] 第三步：对由公式(2)得到的功率PPUSCH，c(i)进行缩减：
[0055] 对类型I有： 解此式可得
[0056] 对类型II有： 解此式可得
[0057] 本实施例所述方法的优点是对截断前的每类载波的功率进行整体缩减，分配后每类的总功率与截断前的总功率分布更接近，在一定程度上，减小了对上行调度中功率分配的影响，而且该方法不用重复计算，在性能和复杂度上有一个折中。
[0058] 下面为本实施例所述的功率缩减方法的具体应用事例：
[0059] 假设载波聚合有5个载波，由于终端的功率限制，设定每个载波的功率限制为PCMAX，1＝260mw，PCMAX，2＝270mw，PCMAX，3＝260mw，PCMAX，4＝280mw，PCMAX，5＝270mw；设定终端的总功率限制为PCMAX＝600mw；设定调度相关的功率分别为终端经过功控公式(2)之后发现 此时需要对各载
波功率进行功率缩减，根据本实施例所述的功率缩减方法可以得出：
波功率进行功率缩减，根据本实施例所述的功率缩减方法可以得出：
[0060] 第一步：属于类型I的载波为1，2，4，5；
[0061] 属于类型II的载波为3；
[0062] 第二步：
[0063]
[0064] 所以，P′II＝PCMAX，3＝260mw，P′I＝600-260＝340mw；
[0065] 第三步：w3＝1，
[0066] 实施例三
[0067] 本实施例主要对实施例一和实施例二所述的功率缩减方法与传统的功率缩减方法A和方法B进行比较，主要是对比缩减后功率wc·PPUSCHc(i)和与截断前功率 的比例，如果这个比例是相等的(至少是尽可能是相等的)，则可以认为平衡的考虑到了各个载波的情况，这样更好的把功率缩减对调度的影响分散到各个载波。
[0068] 从对四种方法的分析可以看到实施例二所述的方法(又称方法二)中的方程定量描述了这种等比例的要求，而实施例一所述的方法同样是实现了针对每个 进行等比例。因此，从把影响分散这种意义上讲，方法B和实施例一所述方法(又称方法一)是最优的。本实施例以方法B为基准，定义一个缩减后功率与方法B的功率的差值系数：
(n)
其中E 表示方法n的差值
系数， 表示方法n得到的功率缩减系数。某个方法的差值系数E(n)越小，则功率缩减效果与方法B越接近，可认为越接近最优。
(n)
其中E 表示方法n的差值
系数， 表示方法n得到的功率缩减系数。某个方法的差值系数E(n)越小，则功率缩减效果与方法B越接近，可认为越接近最优。
[0069] 通过设置以下仿真参数：设定4个载波，每个载波中无UCI的PUSCH最大功率PCMAX，c＝[0.6，0.7，0.7，0.8]；UE最大总功率 即UE最大总功率为每个载波最大功率总和的50％；每个载波截断前的功率 为随机分布。仿真的结果如图3
所示。仿真结果表明，方法一的功率差值系数E(3)＝0，说明方法一和方法B得出相同的结果。E(一)＜E(二)＜E(A)说明方法二的效果比方法一要差，但比方法A好。由于方法一和方法B的等效性，故本发明中实施例一所述的方法(即方法一)完全可以代替方法B，从而实现最优功率缩减，而且方法B的缺点是要迭代解方程组，而方法一却不用。
所示。仿真结果表明，方法一的功率差值系数E(3)＝0，说明方法一和方法B得出相同的结果。E(一)＜E(二)＜E(A)说明方法二的效果比方法一要差，但比方法A好。由于方法一和方法B的等效性，故本发明中实施例一所述的方法(即方法一)完全可以代替方法B，从而实现最优功率缩减，而且方法B的缺点是要迭代解方程组，而方法一却不用。
[0070] 这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件来实现。