一种功率控制方法、 基站及用户设备

技术领域

本发明属于移动通信技术领域， 尤其涉及一种功率控制方法、 基站及用户 设备。 背景技术

随着移动通信技术的发展， 3G网络的大规模部署， 高速率大带宽的业务正 带给人们丰富多彩的应用体验， 人们对自由、 高速率、 高品质通信的追求也将 永无止境。 据预测， 未来 5年移动数据业务流量需求将增加 40倍， 年均增加 8-10倍。 传统蜂窝移动通信是以大覆盖、 高移动性为主要设计目标， 并且在室 外环境， 无线链路性能已经逼近香农极限。 统计数据表明， 80%以上的数据业 务发生在室内， 室内特有的低速， 短距离， 富散射信道环境， 为进一步提高无 线链路性能开辟了新的空间。

室内和热点环境下用户对数据速率的要求很高 ， 而且总流量需求较大。 为 达到这些需求， 可采用的技术包括：

1、 使用更高阶的调制方式， 如 256正交振幅调制 （Quadrature Amplitude Modulation, QAM ), 使用 256QAM可以提升频谱效率。

然而， 高阶调制的误差向量幅度 ( Error Vector Magnitude, EVM )要求对硬 件实现是一个挑战， 器件能力和成本决定了 256QAM应用的可行性。

2、 时分双工 (Time Division Duplexing, TDD)业务自适应子帧配比， 可以增 加可用资源。

目前， 长期演进 (Long Term Evolution, LTE)已经定义了 7种 TDD上下行子 帧配比， 这些配比分别与不同的上下行业务比例匹配。

传统的 TDD系统为了避免上下行相互干扰， 相邻宏基站必须使用相同的配 比， 保证上下行同步。 而在远端无线节点 (Remote Radio Head, RRH)的低发射 功率条件下， 可以实现小区级的上下行子帧配比， 并可以根据实际网络中的业 务流量需求进行改变。业务自适应的 TDD子帧配比在可以有效地提升系统容量， 并更好地提供高速率用户体验。

同时， TDD业务自适应配比的引入会导致干扰环境和干 扰源更加多元化， 用户设备和 RRH的发射功率相当（均为 23dBm)的场景下， 上行链路对下行链路 的干扰可能会尤其严重， 因为在单载波频分多址 （ Single-carrier Frequency-Division Multiple Access , SC— FDMA )下， 用户设备的上行信号通 常在窄带上进行发射， 从而单位资源块上的发射功率较高； 而在正交频分多址 ( Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA )下 , RRH的下行信 号在整个系统带宽上进行发射， 从而单位资源块上的发射功率较低.

TDD 业务自适应子帧配比场景下， 上行信号和下行信号在单位资源块上的 功率谱密度的非对称性将导致下行信号受到上 行信号的较大干扰， 尤其是上行 多用户配对场景下， 如果不对调度资源块上所有配对用户的总发射 功率进行限 制， 将会导致下行信号受到上行信号的较强干扰， 从而不能被正确接收， 如图 1所示处于 API边界处的 UE3和 AP2边界处的 UE 4的下行信号将受到 AP3 的 UE1和 UE2的上行信号的较大干扰。

针对 256QAM方式， 为了解决高阶调制的 EVM对硬件的要求， 现有技术 采用的方法是：

RRH在 256QAM调制编码方式时， 采用与 16QAM/64QAM时相同的功率 回退机制， 即对所用用户的发射功率进行回退， 该功率回退值 _ffset 满足：

PA A[ ^dB ] ^0Γ Ρ _Β = ^ _POWER _ _OFFSET + P _B [dB]

其中， A , A分别是假定不包含公共导频的符号上业务数� �信道的每资 源单元功率 ( Energy Per Resource Element, EPRE )与包含公共导频的符号上业 务数据信道的每资源单元功率的比值。 其 中 ， 。 _WCT —。 _ffset 在 除 多 用 户 多 输 入 多 输 出 （ multi-user multiple-input-multiple-output , MU-MIMO )模式外的所有传输模式下均默认为

0

这种方法会带来较高的峰均功率比 (peak-to-average power ratio , PAPR), 使 得功率放大器（Power Amplifier, PA ) 不能正常工作在线性区。

针对 TDD业务自适应子帧配比和上行多用户配对场景 下，用户设备的发射 功率依然按照标准 TS36.213进行设定：

π · I尸 CMAX, _C W

[10 log ₁₀ (M _{PUSCH c} (0) + P ₀ _PUSCH,C (i) + a _c (j) · PL + (i) + f _c

其中， ( 为用户设备在主服务小区载波 c上的总发射功率；

M _PUSCH , '）为物理上行共享信道（physical Uplink Shared Channel , PUSCH )调度资源块数目， 单位为物理资源块 (Physical Resource Block, PRB);

尸 O— PUSCH'c(J)包括尸 O— NOM L— PUSCH'c(J)和尸 O— UE— PUSCH 'c(J)两项 为用户设备的目 标接收功率， 由高层 RRC信令半静态配置；

" '） 是路损补偿因子， 由高层 RRC信令半静态配置；

P 是用户设备基于 RSRP的路损测量值；

A _r ^ _c ( ) = 101og ₁₀ (( 2^ -AC 是对不同的调制编码方式的功率调整 值， 由高层 RRC信令半静态配置；

《是闭环功率调整量， 是接收端根据接收 /测量误差量化出来的反 馈值。

用户设备的下行接收信号尤其是小区边界处， 用户设备的下行信号遭受到 邻区不同向的上行信号 （尤其是多用户配对时上行信号） 的较大干扰， 且此干 扰动态可变。

而上述用户设备的发射功率的设定公式中包括 的参数如 ^ ( 、 ^P 0_PUSCH,c (i) 等为 RRC高层信令半静态配置的，无法实现对用户设 备发射功率的动态快速调 整。 而唯一可以通过物理下行控制信道 ( Physical Downlink Control Channel,

PDCCH )动态配置和调整的功控命令字 ^W 的调整步长有限， 单次调整范围包 括 { -4,-1,0,1,3,4 },从而不能实现对单位资源块上的所有配对用� ��迅速调整总发 射功率的目的。

综上所述， 现有技术提供的功率控制方法虽然可以有效提 升频谱效率和支 持高速数据传输， 但同时会带来较高的峰均功率比， 使得功率放大器不能正常 工作在线性区， 另外， 在 TDD业务自适应子帧配比和上行多用户配对场景 下， 尤其是小区边界处， 用户设备的下行信号遭受到邻区不同向的上行 信号的较大 干扰， 大大降低了下行信号的接收质量。 技术问题

本发明实施例提供了一种功率控制方法、 基站及用户设备， 旨在解决现有 技术提供的功率控制方法会带来较高的峰均功 率比， 使得功率放大器不能正常 工作在线性区的问题。 技术解决方案

一方面， 提供一种功率控制方法， 所述方法包括：

当基站采用 256正交振幅调制 QAM的调制编码方式时， 生成一个功率回 退值为， 所述 m为不等于 0的实数；

由所述基站基于所述 m对发射至用户的发射信号的功率进行功率回� �。 另一方面， 提供一种基站， 所述基站包括：

功率回退值生成单元， 用于当基站采用 256正交振幅调制 QAM的调制编 码方式时， 生成一个功率回退值为 m, 所述 m为不等于 0的实数；

功率控制单元， 用于基于所述 m对发射至用户的发射信号的功率进行功率 回退。

再一方面， 提供一种功率控制方法， 所述方法包括： 配对用户设备接收基站下发的配对用户数 N;

根据所述配对用户数 N以及所述配对用户设备在主服务小区载波 c上的总 发射功率确定所述配对用户设备的发射功率。

另一方面， 提供一种用户设备， 所述用户设备包括：

配对用户数接收单元， 用于接收基站下发的配对用户数 N;

发射功率控制单元， 用于根据所述配对用户数 N以及所述配对用户设备在 主服务小区载波 c上的总发射功率确定所述配对用户设备的发� �功率。 有益效果

在本发明实施例中， 当基站采用 256QAM的调制编码方式时， 通过功率回 退值 m对基站的发射功率进行回退， 其中 m为不等于 0的实数， 保证了 PA能 够工作在线性区域。 附图说明

图 1是本发明实施例一提供的功率控制方法的实� �流程图

图 2是本发明实施例二提供的功率控制方法的实� �流程图

图 3是本发明实施例三提供的功率控制方法的实� �流程图

图 4是本发明实施例四提供的功率控制方法的实� �流程图

图 5是本发明实施例五提供的功率控制方法的实� �流程图

图 6是本发明实施例六提供的基站的结构框图；

图 7是本发明实施例七提供的用户设备的结构框� �。 本发明的实施方式

为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实 施例， 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。 在本发明实施例中， 当基站采用 256正交振幅调制 QAM的调制编码方式 时， 由所述基站基于预先生成的功率回退值为 m对发射至用户的发射信号的功 率进行功率回退， 所述 m为不等于 0的实数。

以下结合：

实施例一

图 1示出了本发明实施例一提供的功率控制方法� �实现流程， 通过该功率 控制方法可以由基站对下行发射功率进行控制 ， 详述如下：

在步骤 S101中， 当基站采用 256正交振幅调制 QAM的调制编码方式时， 生成一个功率回退值为 m, 所述 m为不等于 0的实数。

目前 LTE中的下行功率调整采用的方式是：假定下行 公共导频的每资源单元 功率恒定不变， 通过调整下行业务数据信道的每资源单元功率 和公共导频的每 资源单元功率比值 ^和^ (分别对应不包含公共导频的资源符号和包含� �共导 频的资源符号上的每资源单元功率比值 )来间接实现对业务数据信道每资源单 元功率的调整。

立中， PA = ^ WB] P _B = + ₅ [dB] 为用卢设备在不 同传输模式和调制编码方式下相对于基准 或 的相对调整量， 目前除 MU-MIMO传输机制外， 此值均设置为 0

在本实施例中， 扩展业务数据信道的每资源单元功率和公共导 频的每资源 单元功率比值 ^和^中的^ 至 {m, 0 }， 其中，将 m作为基站在 256QAM 调制编码方式下的功率回退值， m为不等于 0的实数； 而 0为基站在其他调制 编码方式下的功率回退值。

具体的， m 的确定方法为：基站根据不同调制编码方式下 的 EVM需求或信 干噪比需求来决定当基站从其他低阶调制方式 跳转到 256 QAM时所需要的功 率回退值 m

假定 256QAM的 EVM或信干噪比需求为 a,而跳转的低阶调制方式的 EVM 或信干噪比需求为 b, 则 m=101ogl0(b/a)或 m=101ogl0(a/b)。 如基站在 64 QAM 下的 EVM需求为 8% ,而 256 QAM下的 EVM需求为 4%，此时当基站从 64 QAM 跳转到 256QAM 时， 所需要的功率回退值的上限和下限分别为 -101oglO(8%/4%)dB 和 101oglO(8%/4%)dB, 而从其他调制编码方式跳转到 256QAM的功率回退值可类似确定。

在步骤 S102中， 由所述基站基于所述 m对发射至用户设备的发射信号的 功率进行功率回退。

本实施例， 当基站采用 256QAM的调制编码方式时， 通过功率回退值 m 对基站的发射功率进行回退， 其中 m为不等于 0的实数， 保证了 PA能够工作 在线性区域。

实施例二

图 2示出了本发明实施例二提供的功率控制方法� �实现流程， 通过该功率 控制方法可以由基站对下行发射功率进行控制 ， 详述如下：

在步骤 S201中， 当基站采用 256正交振幅调制 QAM的调制编码方式时， 生成一个功率回退值为 m, 所述 m为不等于 0的实数。

在本发明实施例中， 当基站工作在 SC-FDMA下时， 256QAM调制编码后的 数据被放置在某些专用子帧上进行传输。 此时， 在这些专用子帧上， 基站对所 有用户的发射功率进行回退。 具体的 m的确定方式请参见实施例一中的描述， 在此不再赘述。

在步骤 S202中， 当基站工作在单载波频分多址 SC-FDMA下时， 由所述基 站基于所述 m在传输 256正交振幅调制 QAM调制编码后的数据的子帧上对发 射至所有用户设备的发射信号的功率进行功率 回退。

本实施例， 当基站采用 256QAM的调制编码方式时，并且工作在 SC-FDMA 下时， 通过功率回退值 m在传输 256正交振幅调制 QAM调制编码后的数据的子 帧上对发射至所有用户设备的发射信号的功率 进行功率回退，其中 m为不等于 0 的实数， 保证了 PA能够工作在线性区域。

实施例三 图 3示出了本发明实施例三提供的功率控制方法� �实现流程， 通过该功率 控制方法可以由基站对下行发射功率进行控制 ， 详述如下：

在步骤 S301中， 当基站采用 256正交振幅调制 QAM的调制编码方式时， 生成一个功率回退值为 m, 所述 m为不等于 0的实数。

在本实施例中， 当基站工作在 OFDMA下时， 没有专门预留的子帧来传输 256QAM调制编码后的数据， 这意味着每个子帧内在系统带宽对应的时频资 源 上， 既有使用 256 QAM调制编码方式的用户， 又有使用其他调制编码方式的用 户。 具体的 m的确定方式请参见实施例一中的描述， 在此不再赘述。 考虑到 PA 在不同频域资源上的功率差范围受限于集合 {-6,-4.77,-3,-1.77, 0, 1, 2, 3 }的上界 和下界， 所以上述 m的取值应使得的范围不超过集合 {-3,-2,-1,0, 1.77, 3, 4.77, 6} 的上界和下界。

在步骤 S302中， 当基站工作在正交频分多址 OFDMA下时， 由所述基站 基于所述 m对发射至 256QAM调制编码方式的用户设备的发射信号的功 率进 行功率回退。

本实施例， 当基站采用 256QAM的调制编码方式时， 并且工作在 OFDMA 下时， 通过功率回退值 m对发射至 256QAM调制编码方式的用户设备的发射信 号的功率进行功率回退， 其中 m为不等于 0的实数， 保证了 PA能够工作在线性 区域。

实施例四

图 4示出了本发明实施例四提供的功率控制方法� �实现流程， 通过该功率 控制方法可以由基站对下行发射功率进行控制 ， 还可以由用户设备对上行发射 至基站的发射功率进行控制， 详述如下：

在步骤 S401中， 当基站采用 256正交振幅调制 QAM的调制编码方式时， 生成一个功率回退值为 m, 所述 m为不等于 0的实数。

在步骤 S402中， 由所述基站基于所述 m对发射至用户设备的发射信号的 功率进行功率回退。 在本实施例中， 当基站工作在单载波频分多址 SC-FDMA下时， 由所述基站 基于预先所述 m在传输 256正交振幅调制 QAM调制编码后的数据的子帧上对发 射至所有用户设备的发射信号的功率进行功率 回退。

当基站工作在正交频分多址 OFDMA下时，由所述基站基于所述 m对发射 至 256QAM调制编码方式的用户设备的发射信号的功 率进行功率回退。

具体的 m的确定方式请参见实施例一中的描述， 在此不再赘述。

在步骤 S403中， 当基站工作在时分双工 TDD业务自适应子帧配比和上行 多用户配对场景下时， 由基站下发配对用户数 N至配对用户设备， 以由所述配 对用户设备根据所述配对用户数 N以及所述配对用户设备在主服务小区载波 c 上的总发射功率确定所述配对用户设备的发射 功率。

在本实施例中，当基站工作在时分双工 TDD业务自适应子帧配比和上行多用 户配对场景下， 并且所述基站是低功率（23dBm ) 小站时， 处于上行时隙的所 述基站根据测得的信道状态信息（Channel State Information, CSI )进行上行数 据的调度， 并将每资源块上同时发射数据的总用户数 N下发给各配对用户设备， 配对用户设备基于此 N值， 利用如下的公式设置自己的发射功率^ _SCT 。( ) : roscH,c( = min

| l01og ₁₀ (M _{PUSCH c} (0) + ^o_PuscH,c (i) + « _C (J) · PL + A _TFiC (i) + f _c (i) 其中， p _CMAX ， ω为用户设备在主服务小区载波 C上的总发射功率；

^MpuscH »为物理上行共享信道 PUSCH调度资源块数目， 单位为物理资源 块 PRB;

^0_PUSCH,c (i)包括尸。— NOMINAL— PUSCH,c (J')和 ^0_UE_PUSCH ,c ( i )两项, 为用户设备的目标接 收功率， 由高层无线资源控制协议 RRC信令半静态配置；

a^ ^j) 是路损补偿因子， 由高层 RRC信令半静态配置；

P 是用户设备基于参考信号接收功率 RSRP的路损测量值；

β ₀ ^{Ρ Η} )是对不同的调制编码方式的功率调整值� � 由高层 RRC信令半静态配置；

是闭环功率调整量， 是接收端根据接收 /测量误差量化出来的反馈 值。

本实施例，当基站工作在时分双工 TDD业务自适应子帧配比和上行多用户 配对场景下， 由基站下发配对用户数 N至每个配对用户设备， 再由所述配对用 户设备根据所述配对用户数 N进行用户发射功率的限制， 可以达到快速减小用 户发送的上行信号对低功率（23dBm )基站发送的下行信号干扰的目的。

实施例五

图 5示出了本发明实施例五提供的功率控制方法� �实现流程， 该方法是由 用户设备对上行发射至基站的发射功率进行控 制， 详述如下：

在步骤 S501中， 接收基站下发的配对用户数 N。

在本实施例中， 配对用户设备接收基站下发的配对用户数 N。

在步骤 S502中， 根据所述配对用户数 N以及所述配对用户设备在主服务 小区载波 c上的总发射功率确定所述配对用户设备的发� �功率。

在本实施例中， 配对用户设备按照如下公式确定配对用户设备 的发射功率

•^PUSCH.c (') * +尸。 _PUSCH , ) + _c ( j) · PL + A _TF , _c (i) + f _c 其中， P _CMAX ， ( 为用户设备在主服务小区载波 C上的总发射功率；

M _PUSCH ，。《为物理上行共享信道 puSCH调度资源块数目， 单位为物理资源 块 PRB;

^0_PUSCH,c(i)包括尸。— NOMINAL— PUSCH,c(J')和 ^0_UE_PUSCH ,c ( i )两项, 为用户设备的目标接 收功率， 由高层无线资源控制协议 RRC信令半静态配置；

a^ ^j) 是路损补偿因子， 由高层 RRC信令半静态配置；

P 是用户设备基于参考信号接收功率 RSRP的路损测量值； )是对不同的调制编码方式的功率调整值， 由高层 RRC信令半静态配置；

«是闭环功率调整量， 是接收端根据接收 /测量误差量化出来的反馈 值。

本实施例，当基站工作在时分双工 TDD业务自适应子帧配比和上行多用户 配对场景下， 用户设备根据基站下发的配对用户数 N 进行用户发射功率的限 制， 可以达到快速减小用户发送的上行信号对低功 率（23dBm )基站发送的下 行信号干扰的目的。

实施例六

图 6示出了本发明实施例六提供的基站的具体结� �框图， 为了便于说明， 仅示出了与本发明实施例相关的部分。 所述基站 6包括： 功率回退值生成单元 61和功率控制单元 62。

功率回退值生成单元 61 , 用于当基站采用 256正交振幅调制 QAM的调制 编码方式时， 生成一个功率回退值为 m, 所述 m为不等于 0的实数， 所述 m的 值由不同调制编码方式下的误差向量幅度 EVM需求或信干噪比需求来确定。 具体的 m的确定方式请参见实施例一中的描述， 在此不再赘述；

功率控制单元 62,用于基于所述 m对发射至用户设备的发射信号的功率进 行功率回退。

具体的， 所述功率控制单元 62包括第一功率控制模块和 /或功率控制单元。 其中， 第一功率控制模块， 用于当基站工作在单载波频分多址 SC-FDMA 下时， 由所述基站基于所述 m在传输 256正交振幅调制 QAM调制编码后的数 据的子帧上对发射至所有用户设备的发射信号 的功率进行功率回退；

第二功率控制模块， 用于当基站工作在正交频分多址 OFDMA下时， 由所 述基站基于所述 m对发射至 256QAM调制编码方式的用户设备的发射信号的 功率进行功率回退，所述 m的取值不超过集合 {-3,-2,-1,0, 1.77, 3, 4.77, 6}的上界 和下界。 进一步地， 所述功率控制单元 62还包括： 配对用户数下发模块，该模块用 于当基站工作在时分双工 TDD 业务自适应子帧配比和上行多用户配对场景下 时， 由基站下发配对用户数 N至配对用户设备， 以由所述配对用户设备根据所 述配对用户数 N以及所述配对用户设备在主服务小区载波 c上的总发射功率确 定所述配对用户设备的发射功率。

本发明实施例提供的基站可以应用在前述对应 的方法实施例一、 二、 三、 四中， 详情参见上述实施例一、 二、 三、 四中的描述， 在此不再赘述。

实施例七

图 7示出了本发明实施例七提供的用户设备的具� �结构框图， 为了便于说 明， 仅示出了与本发明实施例相关的部分。 所述用户设备 7包括配对用户数接 收单元 71和发射功率控制单元 72。

其中， 配对用户数接收单元 71 , 用于接收基站下发的配对用户数 N;

发射功率控制单元 72,用于根据所述配对用户数 N以及所述配对用户设备 在主服务小区载波 c上的总发射功率确定所述配对用户设备的发� �功率。

具体的， 所述发射功率控制单元 72包括： 发射功率控制模块，该模块用于 根据下述公式确定所述配对用户设备的发射功 率 ^PpuscH »：

P _c

101og ₁₀ (M _{PUSCH c} (0) + ^o_PuscH,c (i) + a _c ( f) · PL + A _{TF c} ( ) + f _c (ΐ) 其中， ^P CMAX， )为所述配对用户设备在主服务小区载波 c上的总发射功率；

^MpuscH »为物理上行共享信道 PUSCH调度资源块数目， 单位为物理资源 块 PRB;

^0_PUSCH,c(i)包括尸。— NOMINAL— PUSCH,c(J')和 ^0_UE_PUSCH ,c ( i )两项, 为用户设备的目标接 收功率， 由高层无线资源控制协议 RRC信令半静态配置；

a^ ^j) 是路损补偿因子， 由高层 RRC信令半静态配置；

是用户设备基于参考信号接收功率 RSRP的路损测量值； )是对不同的调制编码方式的功率调整值， 由高层 RRC信令半静态配置；

是闭环功率调整量， 是接收端根据接收 /测量误差量化出来的反馈 值。

本发明实施例提供的用户设备可以应用在前述 对应的方法实施例五中， 详 情参见上述实施例五的描述， 在此不再赘述。

值得注意的是， 上述系统实施例中， 所包括的各个单元只是按照功能逻辑 进行划分的， 但并不局限于上述的划分， 只要能够实现相应的功能即可； 另 外， 各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区 分， 并不用于限制本发明的 保护范围。

另外， 本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施 例方法中的全部或部 分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完 成， 相应的程序可以存储于一计 算机可读取存储介质中， 所述的存储介质， 如 ROM/RAM、 磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本发明 的保护范围之内。