CN104812043A - 一种用于基站间载波聚合的上行发射功率缩放方法 - Google Patents

Abstract

本申请发明了一种用于基站间载波聚合的上行发射功率缩放方法。UE根据不同服务小区传输数据的特点，通过对主基站和辅基站计算独立的功率缩放因子从而调整在各个成员载波上的发射功率，使UE发射功率缩放策略更为灵活，一方面保证了功率缩放策略和传统CA的前向兼容性，另一方面也充分考虑了不同数据的重要性，最大可能保证了数据传输。

Description

一种用于基站间载波聚合的上行发射功率缩放方法

技术领域

本申请涉及无线通信技术，特别涉及用于基站间载波聚合的上行发射功率缩放方法。

背景技术

为了使LTE-Advanced达到下行1Gbps速率，上行500Mbps速率，同时充分利用各个分散的频段，3GPP版本10（Rel-10）引入了载波聚合技术（Carrier Aggregation,CA）。通过聚合最多5个20MHz宽度的成员载波（Component Carrier,CC），使***带宽达到100MHz，从而满足速率要求。

如同3GPP版本8（Rel-8）一样，用户设备（UE）需要在各个成员载波做上行功率控制，并基于自己的功率等级（Power Class）对最大发射功率进行限制。由于UE在各个成员载波进行单独的功率控制和最大功率限制，于是会不可避免地出现UE在各成员载波的发射功率之和超过UE最大发射功率的问题。为了解决这个问题，在3GPP版本10和版本11的载波聚合（基站内CA，即intra-eNodeB CA,以下称为传统CA）中，引入并使用了UE发射功率缩放（Power Scaling）。

物理上行控制信道（PUCCH）和物理上行共享信道（PUSCH）的共存使得UE对发射功率缩放的处理方式对不同信道有所不同。控制信息是保证数据正确接收的关键信息，同时，与PUSCH不同，PUCCH传输并没有混合自适应重传（HARQ），所以任何的PUCCH传输优先级都总是高于同时进行的PUSCH传输。于是，UE首先设置PUCCH所需的功率，然后将剩余功率用作PUSCH功率设定。类似地，在PUSCH中，携带上行控制信息（UCI,包括传输调度请求,HARQ ACK/NACK,信道状态指示,等）的PUSCH传输优先级高于不携带UCI的PUSCH传输。基于上述，当UE到达最大传输功率时，首先缩小（Scale down）不携带UCI的PUSCH功率，使功率之和不超过最大传输功率。缩放因子（Scaling factor）的值对所有成员载波是统一的，例外情况是，某些成员载波的功率降到有效值以下时，这些载波上的发射功率直接设置为0。

3GPP在版本12（Rel-12）提出了小小区增强（Small Cell Enhancement,SCE）的需求，小小区增强的目标场景包括有宏小区覆盖的场景和没有宏小区覆盖的场景、室内的场景和室外的场景、理想和非理想回程的增强，如图1所示。

宏基站作为UE的主基站（Master eNodeB），小小区基站作为UE的辅基站（Secondary eNodeB）。宏小区和小小区可以工作在不同的频段。在有主基站下属小区覆盖的情况下，可以采用基站间载波聚合的技术（Inter-eNodeB CA），其中，主基站和辅基站独立调度并分配无线资源。宏基站和小小区基站都能聚合一个以上的成员载波，但主成员载波（Primary CC）只能在宏基站。

对UE而言，宏小区覆盖范围大，具有较为持久稳定的链路，而小小区虽然覆盖范围小，但信道质量更好。基于两种小区的不同特点，主基站和辅基站可以为UE传输不同类型的数据，比如，主基站更适合传输高层信令，辅基站更适合传输业务数据；或者，主基站更适合传输保证比特速率业务（GBR业务），辅基站更适合传输非保证比特速率业务（non-GBR业务）。

发明内容

本申请发明了一种用于基站间载波聚合的上行发射功率缩放方法。UE根据不同服务小区传输数据的特点，通过对各个服务小区计算独立的功率缩放因子从而调整在各个成员载波上的发射功率，使UE发射功率缩放策略更为灵活，一方面保证了功率缩放策略和传统CA的前向兼容性，另一方面也充分考虑了不同数据的重要性，最大可能保证了数据传输。

为达到上述目的，本发明的如下：

一种用于基站间载波聚合的上行发射功率缩放方法，该方法包括：

UE计算出一个用于各成员载波的公共缩放因子;

根据各个服务小区所传输数据的特点，计算出用于主基站或者辅基站的特定缩放因子;

UE综合使用所述公共缩放因子和所述特定缩放因子，计算出最终的数据发射功率。

进一步，

使用基站间载波聚合的UE，当UE在各个载波上的发射功率之和如果超过UE的最大发射功率限制，UE会对数据传输进行功率缩放。

进一步，该方法包括：

UE对主基站或辅基站使用独立的功率缩放因子。

进一步，该方法包括：

所述公共缩放因子基于UE在各个成员载波所需的发射功率之和，以及UE的剩余可分配功率计算而得。这里，UE的剩余可分配功率是指UE剩余的可用于不携带上行控制信息（UCI）的物理上行共享信道（PUSCH）传输的功率。

UE的剩余可分配功率包括以下情况中的任何一种：

1）只有不携带UCI的PUSCH数据，没有上行控制信息。

2）PUCCH和PUSCH共存时，UE首先设定PUCCH的发射功率，然后将剩余功率用于不携带UCI的PUSCH数据传输；

3）携带UCI的PUSCH和不携带UCI的PUSCH共存时，UE首先设定携带UCI的PUSCH发射功率，然后将剩余功率用于不携带UCI的PUSCH传输；

4）PUCCH，携带UCI的PUSCH，不携带UCI的PUSCH共存时，UE首先设定PUCCH的发射功率，然后设定携带UCI的PUSCH发射功率，然后将剩余功率用于不携带UCI的PUSCH传输。

特定缩放因子的计算方法包括：

UE物理层根据主基站或辅基站的等效数据重要性因子，同时考虑所有成员载波数据的数据重要性因子，得出主基站或辅基站对应的特定缩放因子；或

UEMAC层根据数据逻辑信道优先级，生成一个等效重要性因子。进而得出对主基站或辅基站的特定缩放因子。

这里，所述单独基站的特定缩放因子，各个基站下的所有成员载波采用统一的特定缩放因子。

最后，UE使用综合缩放因子对各成员载波不携带UCI的PUSCH数据发射功率进行功率缩放。

一种用于基站间载波聚合的上行发射功率缩放方法，该方法处理包括：

UE接收来自基站的资源分配授权；

UE计算出一个用于各成员载波的公共缩放因子;

根据各个服务小区所传输数据的特点，计算出用于主基站或者辅基站的特定缩放因子;

UE综合使用所述公共缩放因子和所述特定缩放因子，计算出最终的数据发射功率。

进一步，

使用基站间载波聚合的UE，当UE在各个载波上的发射功率之和如果超过UE的最大发射功率限制，UE会对数据传输进行功率缩放。

进一步，该装置包括，

UE对主基站或辅基站使用独立的功率缩放因子。

进一步，该装置包括：

所述公共缩放因子基于UE在各个成员载波所需的发射功率之和，以及UE的剩余可分配功率计算而得。

特定缩放因子的计算方法包括：

UE物理层根据主基站或辅基站的等效数据重要性因子，同时考虑所有成员载波数据的数据重要性因子，得出主基站或辅基站对应的特定缩放因子；或

UEMAC层根据数据逻辑信道优先级，生成一个等效重要性因子。进而得出对主基站或辅基站的特定缩放因子。

这里，所述单独基站的特定缩放因子，各个基站下的所有成员载波采用统一的特定缩放因子。

最后，UE使用综合缩放因子对各成员载波不携带UCI的PUSCH数据发射功率进行功率缩放。

通过本发明申请的方法，可以前向兼容传统CA中的功率缩放策略，在充分考虑不同成员载波传输的业务特性，更为灵活地进行功率缩放的同时，最大程度保证了业务传输。

附图说明

图1是小小区增强的部署场景；

图2是本发明方法流程示意图；

图3是本发明方法功率缩放因子计算过程示意图；

图4是本发明方法所使用标准QCI特性。

具体实施方式

本发明的基本思想是：申请一种用于基站间载波聚合的上行发射功率缩放方法与装置。在基站间载波聚合场景中，因为UE各服务小区上所传输数据的重要性不同，所以需要对主基站或辅基站的采用不同的功率缩放因子，既能更为灵活地进行功率缩放，也能保证与传统载波聚合中功率缩放的兼容性，同时能进一步保证业务传输。

为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本申请的方法与装置作进一步详细说明。

如图2所示，一种用于基站间载波聚合的上行发射功率缩放方法，该方法具体包括：

步骤201，UE收到来自基站的资源分配授权。

这里，资源分配授权主要指示UE在具体的无线资源上进行无线数据传输。UE可从中得知数据传输需要占用的无线资源的位置及资源大小，和可以传输的数据类型及业务类型。数据的类型可能包含以下一种或多种：

1）物理上行控制信道数据（PUCCH）；

2）携带上行控制信息的物理上行共享信道数据（PUSCH with UCI）；

3）不携带上行控制信息的物理上行共享信道数据（PUSCH without UCI）。

步骤202，UE根据数据重要性，计算用于各基站的综合功率缩放因子

w_C＝α_public*α_spec,C，

其中，α_public是用户所有成员载波的公共缩放因子，由UE在各个成员载波所需的发射功率之和以及UE的剩余可分配功率计算而得；α_spec,C是用于基站C的特定缩放因子，由UE在各服务小区所传数据重要性决定。

这里，数据重要性是对上述PUSCH without UCI数据的进一步分类，具体包括：高层信令数据；较高优先级业务数据，例如GBR业务；较低优先级业务数据，例如non-GBR业务，等。

为保证功率缩放后UE的发射功率不超过最大功率限制，w_C需要满足以下限制条件：

$\left\{\begin{array}{c}{w}_C\≤1\\ \underset{i\∈\mathrm{noUCI}}{\mathrm{\Σ}}{w}_C\·{\tilde{P}}_{\mathrm{PUSCH},i}\≤P_{\mathrm{PowerClass}}-\mathrm{\Σ}{P}_{\mathrm{PUCCH}}-\underset{j\∈\mathrm{UCI}}{\mathrm{\Σ}}{P}_{\mathrm{PUSCH},j}\end{array}\right.$

这里，P_PowerClass表示基于UE能力等级进行的最大功率限制。P_PUCCH表示PUCCH的发射功率，在基站间载波聚合中，UE可能在多个成员载波上发送PUCCH，因此使用和号，如果UE没有PUCCH发送，则P_PUCCH＝0。表示携带UCI的PUSCH发射功率之和，如果UE不发送携带UCI的PUSCH，则此项为0。是成员载波i在功率缩放调整前计算出的发射功率。

如果出现 $\underset{i\∈\mathrm{noUCI}}{\mathrm{\Σ}}{w}_C\·{\tilde{P}}_{\mathrm{PUSCH},i}>P_{\mathrm{PowerClass}}-\mathrm{\Σ}{P}_{\mathrm{PUCCH}}-\underset{j\∈\mathrm{UCI}}{\mathrm{\Σ}}{P}_{\mathrm{PUSCH},j}$ 的情况，则需要将w_C进行微调和迭代计算，直至满足上述限制条件为止。

步骤203，UE使用综合功率缩放因子w_C对基站C上各个成员载波的不携带UCI的PUSCH发射功率进行缩放。

$P_{\mathrm{PUSCH},i}=w_C*{\tilde{P}}_{\mathrm{PUSCH},i}$

这里，是成员载波i在功率缩放调整前计算出的发射功率。

进一步，如图3，步骤202中，UE计算功率缩放因子分为如下两个步骤进行：

步骤301，UE计算公共缩放因子α_public。

${\mathrm{\α}}_{\mathrm{public}}=\frac{P_{\mathrm{PowerClass}}-\mathrm{\Σ}{P}_{\mathrm{PUCCH}}-\underset{j\∈\mathrm{UCI}}{\mathrm{\Σ}}{P}_{\mathrm{PUSCH},j}}{\underset{i\∈\mathrm{noUCI}}{\mathrm{\Σ}}{P}_{\mathrm{PUSCH},i}},$

其中，P_PowerClass表示基于UE能力等级进行的最大功率限制。P_PUCCH表示PUCCH的发射功率，如果UE没有PUCCH发送，则P_PUCCH＝0。表示携带UCI的PUSCH发射功率之和，如果UE不发送携带UCI的PUSCH，则此项为0。同理表示携带UCI的PUSCH所需发送之和。由此，上式的含义可理解为，UE的实际剩余可分配功率与携带UCI的PUSCH所需功率的比值。

步骤302，UE计算特定缩放因子α_spec,C。特定因子可以由两种方法计算生成，具体包括：

1）UE物理层计算：宏小区和小小区具有不同的特点，因此UE根据约定的数据传输方案，由其物理层维护小区标识（Cell ID）与传输数据重要性因子的映射表，例如，高层信令为3，GBR数据为2，non-GBR数据为1，等。UE可根据映射表计算各个基站下的等效数据重要性因子，同时考虑所有成员载波数据的数据重要性因子，得出对应于各个基站的特定缩放因子。

例如：宏小区传高层信令和GBR业务数据，小小区传non-GBR业务数据，于是主基站的平均重要性因子为(3+2)/2=2.5，辅基站的平均重要性因子为1，通过归一化或等效处理，可得主基站的特定缩放因子为2.5/(2.5+1)≈0.7，辅基站的特定缩放因子为1/(2.5+1)≈0.3。

2）UE MAC层计算：MAC层根据数据逻辑信道优先级，在逻辑信道复用生成MAC PDU后，算出一个等效重要性因子，此重要性因此可由各逻辑信道优先级平均或等效计算得出。UE会对不同小区生成不同的MAC PDU，因此MAC层可以计算出对不同基站的等效重要性因子。UE物理层可根据层间操作获取此因子，进而通过归一化或等效操作得出对主基站或辅基站的特定缩放因子。

例如：宏小区传输逻辑信道优先级为1，2的数据，小小区传逻辑信道优先级为3，4，5的数据，则主基站的平均重要性因子为2/(1+2)≈0.7，辅基站的平均重要性3/(3+4+5)=0.25，通过归一化或等效处理，主基站的特定缩放因子为0.7/(0.7+0.25)≈0.7，辅基站的特定缩放因子为0.25/(0.7+0.25)≈0.3。

步骤303，UE计算综合缩放因子wC。综合缩放因子可由公共缩放因子和特定缩放因子计算获得，例如：

w_C＝α_public*α_spec,C

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种用于基站间载波聚合的上行发射功率缩放方法，其特征在于，该方法包括：

UE计算出一个用于各成员载波的公共缩放因子;

根据各个服务小区所传输数据的特点，计算出用于主基站或者辅基站的特定缩放因子;

UE综合使用所述公共缩放因子和所述特定缩放因子，计算出最终的数据发射功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

使用基站间载波聚合的UE，当UE在各个载波上的发射功率之和如果超过UE的最大发射功率限制，UE会对数据传输进行功率缩放。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

UE对主基站或辅基站使用独立的功率缩放因子。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述公共缩放因子基于UE在各个成员载波所需的发射功率之和，以及UE的剩余可分配功率计算而得。这里，UE的剩余可分配功率是指UE剩余的可用于不携带上行控制信息（UCI）的物理上行共享信道（PUSCH）传输的功率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：UE的剩余可分配功率包括以下情况中的任何一种：

1）只有不携带UCI的PUSCH数据，没有上行控制信息。

2）PUCCH和PUSCH共存时，UE首先设定PUCCH的发射功率，然后将剩余功率用于不携带UCI的PUSCH数据传输；

3）携带UCI的PUSCH和不携带UCI的PUSCH共存时，UE首先设定携带UCI的PUSCH发射功率，然后将剩余功率用于不携带UCI的PUSCH传输；

4）PUCCH，携带UCI的PUSCH，不携带UCI的PUSCH共存时，UE首先设定PUCCH的发射功率，然后设定携带UCI的PUSCH发射功率，然后将剩余功率用于不携带UCI的PUSCH传输。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，特定缩放因子的计算方法包括：

UE物理层根据主基站或辅基站的等效数据重要性因子，同时考虑所有成员载波数据的数据重要性因子，得出主基站或辅基站对应的特定缩放因子；或，

UE MAC层根据数据逻辑信道优先级，生成一个等效重要性因子。进而得出对主基站或辅基站的特定缩放因子。

7.根据权利要求1至6任一项所述方法，其特征在于，所述单独基站的特定缩放因子，各个基站下的所有成员载波采用统一的特定缩放因子。

8.根据权利要求1至7任一项所述方法，其特征在于，该方法进一步包括：

UE使用综合缩放因子对各成员载波不携带UCI的PUSCH数据发射功率进行功率缩放。

9.一种用于基站间载波聚合的上行发射功率缩放方法，其特征在于，包括步骤：

接收来自主基站或辅基站的资源分配授权；

计算出一个用于各成员载波的公共缩放因子;

根据各个服务小区所传输数据的特点，计算出用于主基站或者辅基站的特定缩放因子;

综合使用所述公共缩放因子和所述特定缩放因子，计算出最终的数据发射功率。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：

使用基站间载波聚合的UE，当UE在各个载波上的发射功率之和如果超过UE的最大发射功率限制，UE会对数据传输进行功率缩放。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，该装置进一步包括：

UE对主基站或辅基站使用独立的功率缩放因子。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：

所述公共缩放因子基于UE在各个成员载波所需的发射功率之和，以及UE的剩余可分配功率计算而得。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，特定缩放因子的计算包括：

UE物理层根据主基站或辅基站的等效数据重要性因子，同时考虑所有成员载波数据的数据重要性因子，得出主基站或辅基站对应的特定缩放因子；或，

UE MAC层根据数据逻辑信道优先级，生成一个等效重要性因子。进而得出对主基站或辅基站的特定缩放因子。

14.根据权利要求9至13任一项所述方法，其特征在于，所述单独基站的特定缩放因子，各个基站下的所有成员载波采用统一的特定缩放因子。

15.根据权利要求9至14任一项所述方法，其特征在于，该装置进一步包括：

UE使用综合缩放因子对各成员载波不携带UCI的PUSCH数据发射功率进行功率缩放。