一種基於隔離度的td-lte系統上行功率控制方法
2023-08-08 06:38:16
專利名稱：一種基於隔離度的td-lte系統上行功率控制方法
—種基於隔離度的TD-LTE系統上行功率控制方法技術領域
本發明屬於無線通信領域,特別涉及分時長期演進系統(TD-LTE, Time Division LongTerm Evolution)功率控制以及認知無線電頻譜共享技術。
背景技術：
隨著無線通信業務的飛速發展，頻譜資源日漸匱乏，如何充分利用現有頻譜資源， 提高頻譜利用率成為了人們關注的熱點問題。由於模擬電視向數位電視的轉換，一些位於 UHF部分的頻段空閒了出來，稱為電視白頻段(TVWS，TV White Space)，通過認知無線電 (CR, Cognitive radio)技術我們可以對TVWS加以利用，CR技術是一種新型的智能頻譜共享技術可主動檢測並機會式利用授權頻段中的頻譜空穴(所述頻譜空穴為已分配給授權用戶但未被其使用的空閒頻譜)，實現不可再生頻譜資源的再次利用。
在CR系統的實際無線應用場景中，通常包括授權用戶、認知用戶(也稱CR用戶)、CR基站。在本發明的場景中，電視系統中的電視接收機作為授權用戶，TD-LTE系統中的用戶(UE,user equipment)為認知用戶，作為認知用戶，利用授權用戶的頻譜首先要保證對於授權用戶不造成幹擾，針對這一問題，許多研究通過設置額外隔離度，即增大保護頻段或保護距離，來避免幹擾，但是這樣的設置會導致可用頻譜資源的減少從而會降低頻譜利用率。
針對TD-LTE系統，本發明利用上行功率控制來避免TD-LTE UE發射的信號對電視系統的幹擾，現有關於TD-LTE上行功率控制的方法沒有考慮兩個系統間的幹擾和隔離度， 因此並不適用於TD-LTE與電視系統共存的場景。
本發明針對上述問題，充分考慮了 TD-LTE系統與電視系統間的幹擾以及兩系統間的隔離度，在避免對電視系統造成幹擾的前提下提高了兩系統的頻譜利用率。發明內容
在TD-LTE與電視系統共存的場景下，為了避免TD-LTE UE對電視接收機的幹擾並且提高兩系統的頻譜利用率，本發明提出了一種基於隔離度的TD-LTE上行功率控制方法， 所含技術方案如下
一種基於隔離度的TD-LTE上行功率控制方法，包括
通過頻譜感知技術獲得可用頻段信息後，設置兩系統間初始鄰信道幹擾功率比 (ACIR, Adjacent Channel Interference Ratio)。
在開環功率控制部分中，為每一個TD-LTE UE根據其隔離度設置目標信噪比，路徑損耗與ACIR所佔比例由比例參數決定。
構建以比例參數為優化函數的功率控制優化模型，以TD-LTE UE對電視接收機的幹擾低於門限為前提，以最大化TD-LTE UE及電視接收機的數據速率和為目的。
利用拉格朗日乘子法求解功率控制優化模型，得出比例參數的最優解，得出 TD-LTE UE的發射功率。
分析TD-LTE UE對電視接收機的幹擾，若以此發射功率TD-LTE UE能滿足對電視接收機的幹擾在門限範圍內則功率控制部分完成，兩系統共存所需ACIR確定，否則調整 ACIR值重新進行功率控制部分。
本發明實施例提供的技術方案的有益效果是
通過基於隔離度的TD-LTE上行功率控制方法，一方面TD-LTE UE調整了發射功率，避免了對電視接收機的幹擾；另一方面TD-LTE UE利用了其可以利用的頻譜資源並減小了兩系統共存所需的ACIR，有效地提高了兩系統的頻譜利用率。
圖1 :本發明實施例提供的系統共存場景；
圖2 :本發明實施例提供的幹擾場景；
圖3 :本發明實施例提供的方法流程圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作一步地詳細描述。
本發明實施例的系統共存場景如圖1所示，圖中TD-LTE系統與電視系統共域，電視系統為授權系統，TD-LTE系統為認知系統，電視接收機為授權用戶，TD-LTE UE為認知用戶。
本發明實施例提供的幹擾場景如圖2所示，圖中Cl，C2和C3分別表示TD-LTE系統和電視系統正常通信信號，Il代表電視下行信號幹擾TD-LTE下行信號，12代表電視下行信號幹擾TD-LTE上行信號，13代表TD-LTE下行信號幹擾電視下行信號，14代表TD-LTE 上行信號幹擾電視下行信號，本發明重點關注的幹擾信號為14。
實施例
參見圖3，本發明實施例提供了一種基於隔離度的TD-LTE上行功率控制方法，包括
S100，利用CR中的頻譜感知技術獲得TVWS。
S200,設置兩系統間初始ACIR = O。
S300，根據TD-LTE UE與其幹擾的電視接收機間的隔離度為每一個TD-LTE UE設置目標信噪比。
S400,以TD-LTE UE對電視接收機的幹擾低於門限為前提，以最大化TD-LTE UE及電視接收機的數據速率和為目的構建以比例參數為優化函數的功率控制優化模型。
S500,求解功率控制優化模型，得出比例參數的最優解，得出TD-LTE UE的發射功率。
S600 JfTD-LTE UE的發射功率代入TD-LTE UE對電視接收機的幹擾公式，計算 TD-LTEUE對電視接收機造成的幹擾。
S700，判斷幹擾是否大於門限值。
S800，若判斷「幹擾大於門限」假設成立，說明該TD-LTE UE對於電視接收機幹擾過大，不能以此時的功率和ACIR利用該TVWS，則增大該TD-LTE UE與電視接收機間的ACIR，重新進行S300至S700。
S900，若判斷「幹擾大於門限」假設不成立，說明ACIR設定合適，則最終功率以及 ACIR確定，功率控制方法結束。
在本發明實施例中，S200包括
ACIR為鄰信道幹擾功率比，表徵了兩系統間的頻率隔離度，ACIR = O表示兩系統間沒有頻率隔離，ACIR的表達式如下
權利要求
1.一種基於隔離度的分時長期演進系統(TD-LTE, Time Division Long TermEvolution)上行功率控制方法，其特徵在於，包括SI，設置兩系統間初始鄰信道幹擾功率比(ACIR，Adjacent ChannelInterferenceRatio), ACIR = O ；S2，在開環功率控制部分中，根據TD-LTE UE與其幹擾的電視接收機間的隔離度為每一個TD-LTE UE設置目標信噪比；S3，以TD-LTE UE對電視接收機的幹擾低於門限為前提，以最大化TD-LTE UE及電視接收機的數據速率和為目的構建以比例參數為優化函數的功率控制優化模型；S4，求解功率控制優化模型，得出比例參數的最優解，得出TD-LTE UE的發射功率；S5，分析TD-LTE UE對電視接收機的幹擾，若以此發射功率TD-LTE UE能滿足對電視接收機的幹擾在幹擾門限範圍內則功率控制完成，TD-LTE UE發射功率以及兩系統共存所需ACIR確定，否則調整ACIR值重新進行S2至S5部分。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟S2中所述根據TD-LTEUE與其幹擾的電視接收機間的隔離度為每一個TD-LTE UE設置目標信噪比,包括在接收機和發送機性能固定的情況下，兩系統間的隔離度主要由距離隔離度和頻譜隔離度決定，距離隔離度和頻譜隔離度分別由兩系統間的路徑損耗和ACIR表示。針對某一特定TD-LTE UE設定其目標信噪比，目標信噪比作為初始功率中的一部分最終決定了 TD-LTE UE的發射功率，目標信噪比表達式基於TD-LTE UE與電視接收機間路徑損耗和ACIR0
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述目標信噪比表達式基於TD-LTEUE與電視接收機間路徑損耗和ACIR，包括目標信噪比由小區內部目標信噪比加上補償部分組成，補償部分包括TD-LTE UE與電視接收機間路徑損耗和ACIR，兩者之間權重由比例參數決定。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟S3中所述功率控制優化模型包括
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟S4中所述求解功率控制優化模型，得出比例參數的最優解，包括 利用拉格朗日乘子法求解功率控制優化模型，得出比例參數的最優解，最終確定UE的發射功率。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟S5中所述分析TD-LTEUE對電視接收機的幹擾，包括 TD-LTE UE對電視接收機產生的幹擾主要影響參數為TD-LTE UE發射功率，兩系統間路徑損耗和ACIR，TD-LTE UE與電視接收機的天線增益，表達式如下 Idtv — Pue-P Ld+GLTE+GDTV_AC IR Pue為TD-LTE上行發射功率，PLd為TD-LTE UE與電視接收機間的路徑損耗，Glte和Gdtv分別為TD-LTE UE與電視接收機的天線增益。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟S5中所述幹擾門限範圍包括 在有幹擾環境中，電視接收機的信噪比要大於21dB才能正常工作，否則電視接收機無法正常接入系統，造成電視系統的覆蓋損失，幹擾門限的限定以電視系統覆蓋損失率小於5%為標準。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟S5中所述調整ACIR值包括 增大該TD-LTE UE與電視接收機間的ACIR遵循以下標準 若CL彡90%，增大ACLR的幅度為20dB ； 若70%彡CL < 90%，增大ACLR的幅度為15dB ； 若50%彡CL < 70%，增大ACLR的幅度為IOdB ； 若20%彡CL < 50%，增大ACLR的幅度為5dB ； 若5%< CL < 20%，增大ACLR的幅度為ldB。
全文摘要
本發明給出了一種基於隔離度的TD-LTE上行功率控制方法，適用於TD-LTE系統與電視系統共存的場景，方法包括設置初始ACIR，每一個TD-LTE UE根據其隔離度設置目標信噪比，路徑損耗與ACIR所佔比例由參數比例參數決定，以TD-LTE UE對電視接收機的幹擾低於門限為前提，以最大化TD-LTE UE及電視接收機的數據速率和為目的構建以比例參數為優化函數的功率控制優化模型，求解功率控制優化模型並計算TD-LTE UE對電視接收機造成的幹擾，若能滿足對電視接收機的幹擾小於門限，則功率控制算法完成，否則調整ACIR值重新進行上述步驟。該功率控制方法保證了TD-LTE對電視系統的幹擾在其接受範圍內，確保了電視系統的正常工作，同時提高了TD-LTE系統和電視系統的頻譜效率。
文檔編號H04W52/24GK103037380SQ20121052546
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月5日 優先權日2012年12月5日
發明者郭彩麗, 郭玉婷, 厲東明, 李曉明, 曾志民, 馮春燕 申請人:北京郵電大學