CN102457952B - 为空分复用用户进行物理上行信道功率授权的方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了为空分复用用户进行物理上行信道功率授权的方法及***，此方法包括为使用高速上行数据接入业务的空分复用用户分配物理上行信道授权功率时，根据所述空分复用用户至相邻空分复用天线的路损分别与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值确定空分复用授权功率。本发明可以有效控制空分复用场景下的上行同频干扰，并通过实时的实际干扰测量对授权功率进行优化调整，在达到在合理控制空分复用天线的E-PUCH所在时隙上行干扰的前提下，最大可能的提升基站HSUPA上行数据传输速率。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信***分布式天线***中高速上行数据接入(HighSpeed Uplink Packet Access，简称HSUPA)业务，尤其涉及为空分复用用户进行物理上行信道功率授权的方法及***。
背景技术
第三代移动通信***如宽带码分多址接入(Wideband Code DivisionMultiple Access，简称WCDMA)***和时分-同步码分多址接入(TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access，简称TD-SCDMA)在R6版本引入HSUPA业务，大大提升了上行数据的空口传输能力。其中涉及增强型专用信道(Enhanced-Dedicated Channel，简称E-DCH)以及E-DCH的物理上行信道(E-DCH-Physical Uplink Channel，简称E-PUCH)，E-PUCH用于承载HSUPA用户的上行数据。基站通过E-DCH的绝对授权信道(E-DCHAbsolute Grant Channel，简称E-AGCH)向HSUPA用户发送功率资源相关信息(Power Resource Related Information，简称PRRI)，即对HSUPA用户进行功率授权，HSUPA用户根据授权的功率大小，选取合适的传输块大小(Transmission Block Size，简称TBS)的数据块通过E-PUCH发送到基站。
为用户分配的授权功率的大小受到HSUPA用户上报的调度信息(Scheduling Information，简称SI)中的用户设备发射功率余量(UEtransmission power headroom，简称UPH)、服务小区和邻小区的路损比(Serving and Neighbour cell PathLoss，简称SNPL)、逻辑信道的缓冲区状态(Total E-DCH Buffer Status，简称TEBS)、具有待传数据的最高优先级逻辑信道的缓冲区状态(Highest priority Logical channel Buffer Status，简称HLBS)，具有待传数据的最高优先级的逻辑信道号(Highest priority LogicalChannel，简称HLID)等因素以及其他一些因素的影响。其中用户上报的SNPL值越小，表明HSUPA用户越靠近相邻基站，则用户所属基站向此用户下发的PRRI会变得越小，即为此用户分配的授权功率越小，以此来控制此用户的E-PUCH发射对相邻基站的上行同频干扰。用户越靠近邻基站，受到邻基站的干扰影响越大，越是需要对相应的上下行信号功率进行控制，以便将干扰控制在一个合理范围里。
对于分布式天线基站，例如TD-SCDMA的室内微蜂窝基站，具有多个天线，分布覆盖不同区域。对于这种具有多天线的分布式天线基站，易于在基站内实现空分复用(Space Division Multiple Access，简称SDMA)，即在不同的天线覆盖区域里使用相同的频率资源传输不同的数据，类似在移动蜂窝网络不同基站之间进行频率复用，从而提高频谱利用率，但是也会带来干扰问题，即复用的天线之间或复用的基站之间会带来同频干扰。
在分布式天线基站下对HSUPA用户的E-PUCH进行空分复用，即在不同的天线覆盖区域里使用相同的E-PUCH资源传输不同的上行数据，可以大幅提升基站的上行数据传输速率，但是如上所述，会带来基站内空分复用的天线间在E-PUCH所在时隙的上行同频干扰。
在非空分复用场景下，基站可以通过参考HSUPA用户上报的SNPL来限制PRRI，从而约束用户上行E-PUCH的发射功率，进而控制住对相邻基站的干扰，但是在分布式天线基站内E-PUCH空分复用的场景，如何控制相邻天线间的干扰，已有标准中并没有提供相应的解决方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供为空分复用用户进行物理上行信道功率授权的方法及***，有效控制空分复用场景下的上行同频干扰。
为了解决上述技术问题本发明提供了为空分复用用户进行物理上行信道功率授权的方法，包括：为使用高速上行数据接入业务的空分复用用户分配物理上行信道授权功率时，根据所述空分复用用户至相邻空分复用天线的路损分别与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值确定空分复用授权功率。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：
为所述空分复用用户在当前时刻分配的物理上行信道的空分复用授权功率AGP(n)满足以下条件：
AGP(n)≤Threshold(n)+ISO(n)-Pebase(n)-α(n)
其中，Threshold(n)表示当前时刻所述空分复用用户的增强专用信道的物理上行信道的上行干扰控制因子；
ISO(n)表示当前时刻的所述空分复用用户至相邻空分复用天线的路损与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值；
Pebase(n)表示当前时刻的所述空分复用用户所在基站接收所述空分复用用户通过增强专用信道发射的最小数据块所需的最小接收功率；
α(n)表示所述增强专用信道的物理上行信道的扩频因子的对数值。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：
所述空分复用用户的服务天线具有多个相邻空分复用天线时，ISO(n)表示所述空分复用用户至各相邻空分复用天线的路损与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值中的最小值。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：
所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值大于等于预设门限T1时，将下一时刻的上行干扰控制因子降低一个下调步长；所述下调步长大于等于1并且小于等于所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：
所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值小于等于预设门限T2时，将下一时刻的上行干扰控制因子增加一个上调步长；所述上调步长大于等于1并且小于等于上行干扰参考门限与所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值的差值。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：
根据所述空分复用用户至相邻空分复用天线的路损分别与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值确定出所述授权功率后，根据非空分复用方式下功率授权方法计算出所述空分复用用户的非空分复用授权功率，将计算出的各授权功率中的最小值作为最终的授权功率，分配至所述空分复用用户。
为了解决上述技术问题本发明还提供了为空分复用用户进行物理上行信道功率授权的***，包括为空分复用用户进行物理上行信道功率授权的装置，所述装置，用于为使用高速上行数据接入业务的空分复用用户分配物理上行信道授权功率时，根据所述空分复用用户至相邻空分复用天线的路损分别与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值确定空分复用授权功率。
进一步地，上述***还可以具有以下特点：
所述装置，还用于为所述空分复用用户在当前时刻分配的物理上行信道的空分复用授权功率AGP(n)满足以下条件：
AGP(n)≤Threshold(n)+ISO(n)-Pebase(n)-α(n)
其中，Threshold(n)表示当前时刻所述空分复用用户的增强专用信道的物理上行信道的上行干扰控制因子；
ISO(n)表示当前时刻的所述空分复用用户至相邻空分复用天线的路损与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值；
Pebase(n)表示当前时刻的所述空分复用用户所在基站接收所述空分复用用户通过增强专用信道发射的最小数据块所需的最小接收功率；
α(n)表示所述增强专用信道的物理上行信道的扩频因子的对数值。
进一步地，上述***还可以具有以下特点：
所述空分复用用户的服务天线具有多个相邻空分复用天线时，ISO(n)表示所述空分复用用户至各相邻空分复用天线的路损与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值中的最小值。
进一步地，上述***还可以具有以下特点：
所述装置，还用于在所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值大于等于预设门限T1时，将下一时刻的上行干扰控制因子降低一个下调步长；所述下调步长大于等于1并且小于等于所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值；所述装置，还用于在所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值小于等于预设门限T2时，将下一时刻的上行干扰控制因子增加一个上调步长；所述上调步长大于等于1并且小于等于上行干扰参考门限与所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值的差值。
本发明可以有效控制空分复用场景下的上行同频干扰，并通过实时的实际干扰测量对授权功率进行优化调整，在达到在合理控制空分复用天线的E-PUCH所在时隙上行干扰的前提下，最大可能的提升基站HSUPA上行数据传输速率。
附图说明
图1实施例中为空分复用用户进行物理上行信道功率授权的方法示意图；
图2是实施例中相邻天线干扰的示意图。
具体实施方式
针对分布式天线基站内HSUPA的E-PUCH在空分复用后没有相应机制控制空分复用天线间E-PUCH所在时隙上行同频干扰的问题，如图1所示，本发明提出的为空分复用用户进行物理上行信道功率授权的方法，包括：为使用高速上行数据接入业务的空分复用用户分配物理上行信道授权功率时，根据所述空分复用用户至相邻空分复用天线的路损分别与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值确定空分复用授权功率。
具体的，为一空分复用用户(以用户ay为例)在当前时刻分配的物理上行信道的空分复用授权功率满足以下条件：
AGP(n)≤Threshold(n)+ISO(n)-Pebase(n)-α(n) (1)
其中，AGP(n)表示当前时刻为空分复用用户a分配的物理上行信道的空分复用授权功率，单位为dBm；
Threshold(n)表示当前时刻所述空分复用用户a的增强专用信道的物理上行信道的上行干扰控制因子；此值是动态可调整的值，设置有初始值Threshold0、最大值Thresholdmax和最小值Thresholdmin，初始值、最大值和最小值的设置均与基站的接收解调能力相关，根据基站设备的经验值设置。初始值对基站中各个用户均相同。
ISO(n)表示当前时刻的空分复用用户a至相邻空分复用天线的路损与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值。如图2所示，示出了一个基站内两个分布式天线的示意图，用户a、b的服务天线(或称最佳天线)分属于天线A和天线B，而B为a的邻天线，A为b的邻天线。在a、b进行空分复用的时候，实线代表的是相应用户的有用信号，虚线代表的是干扰信号。在此场景下，为用户a分配功率授权时，ISO(n)表示当前时刻的用户a至天线B的路损PLa，B(n)与用户a至天线A的路损PLa，A(n)的差值；PLa，B(n)和PLa，A(n)都为正值，且PLa，B(n)＞PLa，A(n)，单位为dB。
空分复用用户的服务天线具有多个相邻空分复用天线时，ISO(n)表示所述空分复用用户至各相邻空分复用天线的路损与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值中的最小值。
Pebase(n)表示当前时刻的空分复用用户a所在基站接收空分复用用户a通过增强专用信道发射的最小数据块所需的最小接收功率；此参数是已有标准中的参数，会随着E-PUCH所在时隙的上行噪声和干扰变化而变化，单位为dBm。
α(n)表示所述增强专用信道的物理上行信道的扩频因子即SFE-PUCH的对数值，此参数是已有标准中的参数，作为修正值使用。如下表所示，使用的函数为10*Log(16/SFE-PUCH)。
| SFE-PUCH | αe(dB) |
| 1 | 12 |
| 2 | 9 |
| 4 | 6 |
| 8 | 3 |
| 16 | 0 |
Pebase(n)和α(n)均是已有标准中定义的参数，上述公式(1)中引入此两个参数的目的使功率授权符合标准的定义，ISO(n)和Threshold(n)是本发明引入的新参数。
根据公式(1)，如图2所示，如果当前时刻n，基站给用户a的授权功率等于AGPa(n)，且用户a按照此功率发射E-PUCH，为简化说明，不考虑两者的时延关系，则发射功率为：
Pow_E-PUCHa(n)＝AGPa(n)+PLa，A(n)+Pebasea，A(n)+αe(n) (2)
天线B在E-PUCH所在时隙上收到用户a的上行干扰InterferenceB，a(n)为
InterferenceB，a(n)＝Pow_E-PUCHa(n)-PLa，B(n) (3)
结合公式(3)和(1)，可得
InterferenceB，a(n)≤Threshold(n) (4)
从上式可知，通过Threshold(n)可以控制住InterferenceB，a(n)。所以本发明提出的方法可以有效的控制空分复用带来的干扰。
本发明中还可以对Threshold(n)进行实时调整。用户a的相邻空分复用天线(以图2中天线B为例)E-PUCH所在时隙上还可能会收到基站内其他空分复用用户甚至相邻基站用户的上行干扰，所以实际的干扰可能会更大，这里，设置{IntFB，i(n)}为当前时刻n天线B下所有E-PUCH时隙的实际干扰测量值集合，单位为dBm，i代表时隙号。为控制住基站内各天线的实际上行干扰，再设置一个天线上行干扰参考门限IntF0(此门限与基站解调能力有关，且为经验值)，单位为dBm。在不同情境中对Threshold(n)进行不同处理。
情境一：相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值大于等于预设门限T1(非负值，例如1dB)时，即满足下式时将下一时刻的上行干扰控制因子降低一个下调步长。
MAX{IntFB，i(n)}-IntF0≥T1 (5)
下调步长大于等于1并且小于等于相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值，即满足公式(6)。
Step_down(n)∈[1，MAX{IntFB，i(n)}-IntF0] (6)
由此可以进一步降低InterferenceB，a(n)，降低{IntFB，i(n)}。如果当Threshold(n)已达到Thresholdmin，仍然不能满足公式(5)的要求，则停止此天线下的空分复用。
并且下一时刻的上行干扰控制因子的取值是根据上述方式调整后的值和最小上行干扰控制因子值中的较大值，如公式(7)所示。
Threshold(n+1)＝max(Thresholdmin，Threshold(n)-Step_down(n))。。。。。(7)
情境二：相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值小于等于预设门限T2(非正值，例如-1dB)时，即满足下式时将下一时刻的上行干扰控制因子增加一个上调步长。
MAX{IntFB，i(n)}-IntF0≤T2 (8)
上调步长大于等于1并且小于等于上行干扰参考门限与所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值的差值，即满足公式(9)。
Step_up(n)∈[1，IntFx-MAX{IntFB，i(n)}] (9)
这样，在保证上行干扰可控的情况下，可提高授权的功率值，从而提升上行数据的传送速率。
并且下一时刻的上行干扰控制因子的取值是根据上述方式调整后的值和最小上行干扰控制因子值中较小值。即当Threshold(n)已达到Thresholdmax，则不再上调。如公式(10)所示。
Threshold(n+1)＝min(Thresholdmax，Threshold(n)+Step_down(n))。。。。。(10)
情境三：除上述两种情境外的其他情况，Threshold(n)不作调整。
为空分复用用户进行物理上行信道功率授权的***，包括为空分复用用户进行物理上行信道功率授权的装置，此装置位于基站中，此装置可完成上述方法的执行，此处不再重复描述。
本发明中，根据空分复用用户至相邻空分复用天线的路损分别与空分复用用户至服务天线的路损的差值确定出授权功率后，根据非空分复用方式下功率授权方法计算出此空分复用用户的非空分复用授权功率，将计算出的各授权功率中的最小值作为最终的授权功率，分配至所述空分复用用户。待确定好最终功率授权后，基站再通过功率码率表的映射关系，求出相应的PRRIa，即给用户a的功率授权索引值，通过E-AGCH发送给用户a。其中，非空分复用方式下功率授权方法是已有技术中的方法，例如根据SI中的UPH，SNPL，TEBS中一个或多个参数计算得到非空分复用方式授权功率的方法。
综上所述，本发明将分布式天线基站下进行HSUPA空分复用的用户到服务天线和相邻空分复用天线之间的空间隔离度ISO纳入到E-PUCH的功率授权计算中，空间隔离度越小，则功率授权越小，并且引入上行干扰控制因子Threshold和上行干扰参考门限IntF0，通过实时的实际干扰测量对功率授权进行优化调整，最终达到在合理控制空分复用天线的E-PUCH所在时隙上行干扰的前提下，最大可能的提升基站HSUPA上行数据传输速率。
本文只给出了基于图2两天线简单模型下的HSUPA的E-PUCH的2倍空分复用、且E-PUCH的扩频因子SFE-PUCH＝1的功率授权计算公式，但本发明并不限于这些场景，在其他空分复用系数、其他扩频因子等场景下，仍然可以基于公式(1)或者基于公式(1)作适当调整，这些都属于本发明的范畴。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
Claims (8)
1.为空分复用用户进行物理上行信道功率授权的方法，其特征在于，
为使用高速上行数据接入业务的空分复用用户分配物理上行信道授权功率时，根据所述空分复用用户至相邻空分复用天线的路损分别与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值确定空分复用授权功率；
为所述空分复用用户在当前时刻分配的物理上行信道的空分复用授权功率AGP(n)满足以下条件：
AGP(n)≤Threshold(n)+ISO(n)一Pebase(n)-a(n)
其中，Threshold(n)表示当前时刻所述空分复用用户的增强专用信道的物理上行信道的上行干扰控制因子；
ISO(n)表示当前时刻的所述空分复用用户至相邻空分复用天线的路损与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值；
Pebase(n)表示当前时刻的所述空分复用用户所在基站接收所述空分复用用户通过增强专用信道发射的最小数据块所需的最小接收功率；
a(n)表示所述增强专用信道的物理上行信道的扩频因子的对数值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述空分复用用户的服务天线具有多个相邻空分复用天线时，ISO(n)表示所述空分复用用户至各相邻空分复用天线的路损与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值中的最小值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值大于等于预设门限T1时，将下一时刻的上行干扰控制因子降低一个下调步长；
所述下调步长大于等于1并且小于等于所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值小于等于预设门限T2时，将下一时刻的上行干扰控制因子增加一个上调步长；
所述上调步长大于等于1并且小于等于上行干扰参考门限与所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值的差值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
根据所述空分复用用户至相邻空分复用天线的路损分别与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值确定出所述授权功率后，根据非空分复用方式下功率授权方法计算出所述空分复用用户的非空分复用授权功率，将计算出的各授权功率中的最小值作为最终的授权功率，分配至所述空分复用用户。
6.为空分复用用户进行物理上行信道功率授权的***，其特征在于，
包括为空分复用用户进行物理上行信道功率授权的装置，所述装置，用于为使用高速上行数据接入业务的空分复用用户分配物理上行信道授权功率时，根据所述空分复用用户至相邻空分复用天线的路损分别与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值确定空分复用授权功率；
所述装置，还用于为所述空分复用用户在当前时刻分配的物理上行信道的空分复用授权功率AGP(n)满足以下条件：
AGP(n)≤Threshold(n)+ISO(n)一Pebase(n)-a(n)
其中，Threshold(n)表示当前时刻所述空分复用用户的增强专用信道的物理上行信道的上行干扰控制因子；
ISO(n)表示当前时刻的所述空分复用用户至相邻空分复用天线的路损与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值；
Pebase(n)表示当前时刻的所述空分复用用户所在基站接收所述空分复用用户通过增强专用信道发射的最小数据块所需的最小接收功率；
a(n)表示所述增强专用信道的物理上行信道的扩频因子的对数值。
7.如权利要求6所述的***，其特征在于，
所述空分复用用户的服务天线具有多个相邻空分复用天线时，ISO(n)表示所述空分复用用户至各相邻空分复用天线的路损与所述空分复用用户至服务天线的路损的差值中的最小值。
8.如权利要求6所述的***，其特征在于，
所述装置，还用于在所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值大于等于预设门限T1时，将下一时刻的上行干扰控制因子降低一个下调步长；所述下调步长大于等于1并且小于等于所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值；
所述装置，还用于在所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值与上行干扰参考门限的差值小于等于预设门限T2时，将下一时刻的上行干扰控制因子增加一个上调步长；所述上调步长大于等于1并且小于等于上行干扰参考门限与所述相邻空分复用天线的增强专用信道的物理上行信道中各时隙上的干扰值中最大值的差值。
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