CN103687018B - 一种控制信道处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制信道处理方法和装置，利用BA的接收功率判定控制信道的激活波束区域；根据小区中调度的情况进行控制信道资源分配；以及，根据所述控制信道的激活波束区域和所述控制信道资源分配情况进行控制信号的发送。本发明处理控制信道的技术采用AAS在LTE***中实现控制信道的资源分配，在保证***正常工作的前提下，能同时提升业务信道空分复用的概率并且可以有效降低控制信道的干扰，提升控制信道的性能。

Description

一种控制信道处理方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种控制信道处理方法和装置。

背景技术

随着第三代(3G)移动通信***的持续发展，长期演进(LTE)被提出。

在LTE***中，可以利用多个空间信道弱相关的特性进行空分复用从而提升***的容量，但是这种方式受制于基站天线和无线信道的相关程度。

在LTE***中进行动态资源分配时需要应用控制信道(如：物理下行控制信道(PDCCH，Physical Downlink Control Channel))来分配上下行业务信道资源，故控制信道的传输性能直接影响整个***的性能，但目前的控制信道传输性能并不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种控制信道处理方法和装置，以降低控制信道的干扰，提升控制信道的性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种控制信道处理方法，该方法包括：

利用波束区域BA的接收功率判定控制信道的激活波束区域；以及，根据小区中调度的情况进行控制信道资源分配；

根据所述控制信道的激活波束区域和所述控制信道资源分配情况进行控制信号的发送。

判定控制信道的激活波束区域的过程包括：

获取在各个BA的接收功率并按照基准发射功率进行折算，在各个BA基准发射功率下的接收功率进行时域上的平滑；判断各个BA的平滑接收功率与 最大平滑接收功率间的比例关系，并在BA的平滑功率值与所有BA中最大平滑功率的比值大于等于第一激活门限值时，判定该BA激活；

或，

获取在各个BA的接收功率并按照基准发射功率进行折算，在各个BA基准发射功率下的接收功率进行时域上的平滑，将得到的各波束区域的接收功率的平滑值按照从小到大的顺序进行排列，排在队首的平滑值最小；

将各波束区域的平滑接收功率的和减去排在队首的平滑值，再将得到的差值与各波束区域的接收功率的平滑值的和相除，得到激活比值；判断得到的激活比值是否大于等于预设的第二激活门限值，当激活比值大于等于第二激活门限值时，删除队首的平滑值；重复所述得到激活比值的操作，直到得到的激活比值小于第二激活门限值时，判定当前队首的平滑值、以及队列中剩余的平滑值所对应的波束区域为激活波束区域。

所述第一激活门限值和第二激活门限值由链路仿真结果确定，在保证解调性能的前提下选择范围为(0，1)。

所述第一激活门限值小于0.5；所述第二激活门限值大于0.5。

进行控制信道资源分配的过程包括：

在当前调度时刻，首先初始化小区控制信道的资源池，根据小区的波束和带宽确定小区控制信道的资源池，然后再按照激活波束进行资源分配，并将控制信号在激活波束上发射。

一种控制信道处理装置，该装置用于利用BA的接收功率判定控制信道的激活波束区域；根据小区中调度的情况进行控制信道资源分配；以及，根据所述控制信道的激活波束区域和所述控制信道资源分配情况进行控制信号的发送。

所述装置在判定控制信道的激活波束区域时，用于：

获取在各个BA的接收功率并按照基准发射功率进行折算，在各个BA基准发射功率下的接收功率进行时域上的平滑；判断各个BA的平滑接收功率与最大平滑接收功率间的比例关系，并在BA的平滑功率值与所有BA中最大平 滑功率的比值大于等于第一激活门限值时，判定该BA激活；

或，

获取在各个BA的接收功率并按照基准发射功率进行折算，在各个BA基准发射功率下的接收功率进行时域上的平滑，将得到的各波束区域的接收功率的平滑值按照从小到大的顺序进行排列，排在队首的平滑值最小；

将各波束区域的平滑接收功率的和减去排在队首的平滑值，再将得到的差值与各波束区域的接收功率的平滑值的和相除，得到激活比值；判断得到的激活比值是否大于等于预设的第二激活门限值，当激活比值大于等于第二激活门限值时，删除队首的平滑值；重复所述得到激活比值的操作，直到得到的激活比值小于第二激活门限值时，判定当前队首的平滑值、以及队列中剩余的平滑值所对应的波束区域为激活波束区域。

所述第一激活门限值和第二激活门限值由链路仿真结果确定，在保证解调性能的前提下选择范围为(0，1)。

所述第一激活门限值小于0.5；所述第二激活门限值大于0.5。

所述装置在进行控制信道资源分配时，用于：

在当前调度时刻，首先初始化小区控制信道的资源池，根据小区的波束和带宽确定小区控制信道的资源池，然后再按照激活波束进行资源分配，并将控制信号在激活波束上发射。

所述装置为基站。

本发明处理控制信道的技术采用AAS在LTE***中实现控制信道的资源分配，在保证***正常工作的前提下，能同时提升业务信道空分复用的概率并且可以有效降低控制信道的干扰，提升控制信道的性能。

附图说明

图1为有源天线***(Active Antenna System，AAS)的原理示意图；

图2为本发明实施例中采用AAS的LTE***控制信道处理流程图；

图3为本发明实施例的控制信道处理流程简图。

具体实施方式

AAS是一种全新的产品，不仅仅是射频拉远单元(RRU)和天线的集成，更重要的是把原天线馈电网络变成有源的，实现波束的灵活控制。AAS可以通过上下行独立下倾角、动态波束赋形、载波/***间独立下倾角形成多波束，这种多波束技术将传统的单小区拆分为多个波束区域，多个波束区域间的空间相关度大大减弱，如图1所示。

在实际应用中，可以在LTE***中采用AAS，根据控制信道的激活波束进行控制信号的发送，以减少小区间控制信道的干扰，从而进一步提高***性能。这是因为ASS多波束区域覆盖技术对于小区内部的区域与邻小区间干扰较小，当采取有效的控制信道发射方式时可以减少小区间控制信道的干扰，从而进一步提升***容量。

在基于AAS对LTE***中的控制信道进行处理时，可以执行以下步骤：

步骤1：利用各个波束区域的接收功率判定控制信道的激活波束区域；

步骤2：根据小区中调度的情况进行控制信道资源分配，即在完成调度后进行控制信道资源分配。如：假如传统小区包括M个控制信道单元(ControlChannel Element，CCE)，则AAS下控制信道资源包括M个CCE；

步骤3：根据控制信道的激活波束区域和步骤2中的控制信道资源分配情况进行控制信号的发送。这样，控制信道并不是在所有波束区域进行发送，而是仅在激活波束区域发送，因此可以有效减少对邻小区的干扰，从而使邻小区控制信道的信干比(SINR)提升并且在保证控制信道成功传输的前提下降低CCE聚合度。另外，在相同控制信道资源的情况下能够有更多的可用资源以供调度。

需要说明的是，需要根据控制信道传输方式进行设定，在保证控制信道性能不受影响的前提下尽量减少控制信道的激活波束，从而减少对邻小区的干扰。

以下结合图2对本发明进行详细说明。

采用AAS对LTE***中的控制信道进行处理时，可以进行控制信道的激 活波束判断，以及控制信道资源分配。

具体而言，在进行控制信道的激活波束判断时，可以应用如下所示的两种方法。

方法1：

步骤1.1：获取在各个波束区域(BeamArea，BA)的接收功率，假定整个小区分为N个波束区域，则在各个BA测量得到的接收功率为P＝{P₁，P₂，…，P_N}；

步骤1.2：将在各个BA上的接收功率按照基准发射功率进行折算，便于不同时刻间的平滑处理，这里假定接收功率为P_real，测量时刻的发送功率为PSD_real，基准发送功率为PSD_target，则基准发射功率下的接收功率P_target为：

P_target＝PSD_target+P_real-PSD_real (1)

之后，得到在各个BA上折算后的接收功率P_targe＝{P_targetl，P_target2，…，P_targetN}。

步骤1.3：在各个BA基准发射功率下的接收功率进行时域上的平滑，假定基准发射功率下的历史平滑值为 平滑因子为α，范围为(0，1)，平滑公式为：

${\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg e,\mathrm{new}}=(1-\mathrm{\α})*{\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg \mathrm{et}1,\mathrm{old}}+\mathrm{\α}*P_{t\arg \mathrm{et}}---\left(\text{2}\right)$

按照公式(2)对各个BA的基准发射功率下的接收功率进行平滑处理，得到平滑接收功率 ${\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg e}=\{{\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg \mathrm{et}1},{\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg \mathrm{et}2},...,{\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg \mathrm{etN}}\}.$

步骤1.4：判断各个BA的平滑接收功率与最大平滑接收功率间的比例关系，当某个BA的平滑功率值与所有BA中最大平滑功率的比值大于等于门限值Thr4BA1，则判定该BA激活，否则该BA不激活，如：

首先计算最大平滑接收功率： $\max {\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg e}=\max ({\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg \mathrm{et}1},{\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg \mathrm{et}2},...,{\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg \mathrm{etN}});$ 然后按照公式(3)计算各个BA的平滑功率与 的比值；

$\mathrm{Pro}\_i=\frac{{\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg \mathrm{ei}}}{\max {\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg e}}$

最后判断Pro_i是否大于等于门限值Thr4BA1，如果大于等于，则判定在BA激活。这里，激活门限值Thr4BA1的确定依赖于链路仿真的结果，在保证解调性能的前提下选择范围(0，1)中的较大值，建议门限值设定小于0.5。方法1的含义是：各个激活波束区域的平滑接收功率必须大于等于最大平滑接收功率的Thr4BA1，这样，可以保证激活波束区域内的用户的接收功率较大，避免将接收功率较小的用户的波束区域确定为激活波束区域。

方法2：

方法2也可以分为4个步骤，其中步骤2.1至步骤2.3分别与方法1中的步骤1.1至步骤1.3相同。

步骤2.4：将各个BA的平滑接收功率进行线性叠加以得到 然后将各个BA的平滑接收功率按照升序排列，并按照下面的方法进行选择：

步骤2.4.1：首先默认所有波束均为激活波束，即所有波束包含于激活集中；

步骤2.4.2：按照平滑接收功率从小到大升序循环各个波束，假定选取波束i，按照公式(4)计算R_Pro：

$R\_\mathrm{Pro}=\frac{\mathrm{Sum}{\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg e}-{\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg \mathrm{ei}}}{\mathrm{Sum}{\stackrel{\‾}{P}}_{t\arg e}}---\left(4\right)$

步骤2.4.3：如果此时R_Pro大于等于门限值Thr4BA2，则将波束i从激活集合中去除，然后返回步骤2.4.2，选取下一个波束；否则，如果此时R_Pro小于门限值Thr4BA2，则激活波束判断结束，此时激活集合中的波束区域即为激活波束区域。所述激活集合为激活波束区域的集合。

Thr4BA2的范围为(0，1)，建议Thr4BA2的默认配置大于0.5，具体取值依赖于链路仿真的结果，不同的调制方式可能采用不同的门限值。方法2可以保证激活波束区域内的用户的接收功率较大，避免将接收功率较小的波束区域确定为激活波束区域。

可见，方法2的思路大概为：分别得到的各波束区域的接收功率的平滑值按照从小到大的顺序进行排列，排在队首的平滑值最小；

然后将各波束区域的平滑接收功率的和减去排在队首的平滑值，再将得到的差值与各波束区域的接收功率的平滑值的和相除，得到激活比值；

最后，判断得到的激活比值是否大于等于预设的激活门限值，当激活比值大于等于激活门限值时，删除队首的平滑值，然后重复前述得到激活比值的步骤，直到得到的激活比值小于激活门限值时，判定当前队首的平滑值、以及队列中剩余的平滑值所对应的波束区域为激活波束区域。

实际上，可以根据控制信道的传输特性确定门限值Thr4BA1和Thr4BA2，在LTE***中控制信道可以采用QPSK调制方式。

在进行控制信道的资源分配时，可以根据控制信道的激活波束区域进行资源分配。如：在当前调度时刻，首先初始化小区控制信道的资源池，根据小区的波束和带宽确定小区控制信道的资源池，然后再按照激活波束等信息进行资源分配。并且，将已分配的资源标记为占用，具体的资源分配方法参见下面的举例。

假定单个小区拆分为J个波束区域，而***带宽对应K个资源单元(RE)的控制信道资源，对于各个波束生成K个RE的资源池，则小区的资源池为N*M，形式如下：

可以根据用户控制信道的激活波束区域进行用户控制的资源分配，假定控制信道的激活波束为波束1和波束2，则在资源分配时，需要获取波束1和波束2的资源位图，根据波束1和波束2的资源位图的占用标识确定全部波束的公共剩余资源，然后在波束1和波束2的资源位图上进行标识以进行控制信号的发送，即控制信道在激活波束上进行发射。

由于控制信道的非激活波束对邻小区的控制信道会产生干扰，因此对于控制信道采用上述资源分配和发射方式，可以有效降低控制信道的干扰，提升控 制信道的性能。

结合以上描述可知，本发明处理控制信道的操作思路可以表示如图3所示的流程，该流程包括以下步骤：

步骤310：利用波束区域的接收功率判定控制信道的激活波束区域；以及，根据小区中调度的情况进行控制信道资源分配。

步骤320：根据所述控制信道的激活波束区域和所述控制信道资源分配情况进行控制信号的发送。

需要说明的是，能够进行上述的控制信道处理的装置可以是基站、无线网络控制器(RNC)等能够对通信资源进行管理的装置。

综上所述可见，无论是方法还是装置，本发明处理控制信道的技术采用AAS在LTE***中实现控制信道的资源分配，在保证***正常工作的前提下，能同时提升业务信道空分复用的概率并且可以有效降低控制信道的干扰，提升控制信道的性能。

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。

Claims (4)

1.一种控制信道处理方法，其特征在于，该方法包括：

利用波束区域BA的接收功率判定控制信道的激活波束区域；以及，根据小区中调度的情况进行控制信道资源分配；

根据所述控制信道的激活波束区域和所述控制信道资源分配情况进行控制信号的发送；

其中，所述利用BA的接收功率判定控制信道的激活波束区域的过程包括：

获取在各个BA的接收功率并按照基准发射功率进行折算，在各个BA基准发射功率下的接收功率进行时域上的平滑；判断各个BA的平滑接收功率与最大平滑接收功率间的比例关系，并在BA的平滑功率值与所有BA中最大平滑功率的比值大于等于第一激活门限值时，判定该BA激活；

或，

获取在各个BA的接收功率并按照基准发射功率进行折算，在各个BA基准发射功率下的接收功率进行时域上的平滑，将得到的各波束区域的接收功率的平滑值按照从小到大的顺序进行排列，排在队首的平滑值最小；

将各波束区域的平滑接收功率的和减去排在队首的平滑值，再将得到的差值与各波束区域的接收功率的平滑值的和相除，得到激活比值；判断得到的激活比值是否大于等于预设的第二激活门限值，当激活比值大于等于第二激活门限值时，删除队首的平滑值；重复所述得到激活比值的操作，直到得到的激活比值小于第二激活门限值时，判定当前队首的平滑值、以及队列中剩余的平滑值所对应的波束区域为激活波束区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一激活门限值和第二激活门限值由链路仿真结果确定，在保证解调性能的前提下选择范围为(0，1)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一激活门限值小于0.5；所述第二激活门限值大于0.5。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，进行控制信道资源分配的过程包括：

在当前调度时刻，首先初始化小区控制信道的资源池，根据小区的波束和带宽确定小区控制信道的资源池，然后再按照激活波束进行资源分配，并将控制信号在激活波束上发射。