[发明专利]上行多输入多输出信道的功率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及蜂窝移动通信系统，更具体地，涉及在采用多输入多输出(MIMO)技术的蜂窝通信系统中控制用户设备的上行发射功率的方法。

背景技术

随着信息技术的发展，移动终端对接入速率的需求越来越高，这使得未来移动通信系统要具有更高的传输速率。传输速率的提高可以通过提高系统传输带宽或者频谱利用率实现。在现有使用固定带宽的WCDMA、TD-SCMDA、LTE等通信系统的上行传输方式中，频谱效率的提高多是通过功率控制，使用高阶调制等方式实现。在LTE-Advanced等IMT-Advanced技术研究与标准的讨论中，引入了上行多输入多输出(MIMO)技术，即在上行链路采用空分复用的技术来进一步提高上行链路的频谱效率，从而进一步提高上行传输速率。

由于上行链路具有明显不同于下行链路的特点，即上行链路需要进行功率控制，以保证基站对于用户设备的接收质量维持在一定的水平上。上行MIMO技术的引入使得上行功率控制机制更加复杂化，使得上行功率控制需要考虑更多的因素，如信道状态、预编码等都会影响上行信号的接收功率。本发明基于对影响上行功率控制的多种因素的综合考虑，提出了一种针对上行多输入多输出信道的综合功率控制方案。

发明内容

本发明针对采用MIMO传输方式的上行链路提出了解决上行功率控制的方法。在上行链路中，为了延长电池寿命，减少对于邻小区基站的干扰，用户设备的上行发射功率需要控制在一个合理的功率水平。上行MIMO技术的引入使得上行功率控制机制更加复杂化，使得上行功率控制需要考虑更多的因素，如信道状态、预编码等都会影响用户设备的上行发射功率以及基站侧的信号接收功率。上行多天线发射的使用使得基站获得一定的阵列增益，使得用户设备侧可以相应降低上行发射功率。

考虑到上述诸多影响因素，本发明提出了一种针对上行多输入多输出信道的综合功率控制方案。根据本发明，上行发射功率取决于传输块的大小信息(或者调制编码方式MCS)、路损、预编码向量类型、带宽以及基站期望接收功率(或者信噪比)。

在空分复用的情况下，每个用户设备可以传输多个传输块(Transmission Block)，每个传输块可以分解为一个或者多个层(layer)，不同层的发射功率差异取决于各自传输块的发射功率；同一传输块的各层共享同一阵列增益、同一MCS参数和同一功率调整参数。上行传输的各传输块可以共享同一MCS参数、同一阵列增益参数或者同一功率调整参数，或者各传输块具有各自的MCS参数、阵列增益参数以及功率调整参数。阵列增益是基站通过控制信令所配置的动态参数，在时变信道情况下，预编码向量和瞬时的信道状态对应特定的阵列增益，因此，用户设备通过下行控制信道获取最新的阵列增益，此时，功率调整参数为功率的绝对调整数量或者处于失效状态(用户设备忽略该参数)；阵列增益由基站通过对上行参考信号的测量计算后获得并通知给用户设备，阵列增益的更新周期是上行参考信号传输周期的整数倍；如果上行传输方式中采用了层移位的映射方式，则多个传输块共享一个功率调整参数，若上行传输方式中不采用层移位的映射方式，则每个传输块具有各自的功率调整参数。在空分复用的情况下，基站通过信令的方式为每个传输块配置一个阵列增益，若上行传输方式中采用传输块移位或者层移位的情况下，各传输块阵列增益参数跟随传输块移位或层移位而动态更新，传输块的移位或者层的移位与信道状态共同决定阵列增益的更新；若上行传输方式不采用传输块移位或者层移位的方式，则各传输块具有各自的阵列增益参数，且阵列增益的更新仅取决于信道状态信息；基站可通过控制信令配置或者默认阵列增益为0，即忽略阵列增益对于上行发射功率的影响。

在时分双工TDD系统中，用户设备也可以利用上下行信道的互惠性得到上行信道的估计，由此单独完成阵列增益的计算，此时，用户设备需将阵列增益值上报给基站。

在上行传输采用空间复用且使用CMP(Cubic Metric Preserving)预编码向量的情况下，天线的实际发射功率取决于在此天线上进行发射的层的发射功率的大小，传输块的阵列增益值与该传输块的发射天线组、基站接收天线二者所构成的信道和预编码向量相关；各层的最大发射功率为天线的最大发射功率。